JPH06313798A - Detecting device of metal - Google Patents
Detecting device of metalInfo
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- JPH06313798A JPH06313798A JP4434292A JP4434292A JPH06313798A JP H06313798 A JPH06313798 A JP H06313798A JP 4434292 A JP4434292 A JP 4434292A JP 4434292 A JP4434292 A JP 4434292A JP H06313798 A JPH06313798 A JP H06313798A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、搬送される被検出物中
に金属が含有されているか否かを検出する金属検出装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal detecting device for detecting whether or not a metal to be detected is contained in a conveyed object to be detected.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来周知の金属検出装置は、図２に示す
ように、発振器１０１に送信コイル１０２、が接続され
ており、当該送信コイル１０２に受信コイル１０３、１
０３が対向配置されている。前記発振器１０１の発振周
波数は１００ＫＨｚないし４００ＫＨｚである。また受
信コイル１０３、１０３は前記送信コイル１０２の磁界
内に位置し、当該送信コイル１０２が発生する磁力線が
両受信コイル１０３、１０３に等しく錯交するように配
置されている。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 2, in a conventionally known metal detecting device, an oscillator 101 is connected to a transmitting coil 102, and the transmitting coil 102 is connected to receiving coils 103, 1.
03 are arranged facing each other. The oscillation frequency of the oscillator 101 is 100 KHz to 400 KHz. The receiving coils 103, 103 are located in the magnetic field of the transmitting coil 102, and are arranged so that the magnetic lines of force generated by the transmitting coil 102 intersect the receiving coils 103, 103 equally.
【０００３】前記発振器１０１には、更に固定移送器１
０４と可変移相器１０５が並列接続され、当該固定移相
器１０４からは発振器の出力と同位相の検波同期信号
と、π／２の位相差を有する検波同期信号が生成され出
力される。また可変移相器１０５からは、発振器の出力
に対し、０ないしπの範囲で無段階の位相差を有する検
波同期信号が生成され出力される。１０６は無段階に移
相するための可変抵抗器である。The oscillator 101 further includes a fixed transfer device 1.
04 and the variable phase shifter 105 are connected in parallel, and the fixed phase shifter 104 generates and outputs a detection synchronization signal having the same phase as the output of the oscillator and a detection synchronization signal having a phase difference of π / 2. Further, the variable phase shifter 105 generates and outputs a detection synchronization signal having a stepless phase difference in the range of 0 to π with respect to the output of the oscillator. Reference numeral 106 is a variable resistor for continuously shifting the phase.
【０００４】受信コイル１０３、１０３には、それらの
間の誘起電圧の差を増幅する高周波増幅器１０７が接続
されており、通常はその出力が０となるように調整され
ている。高周波増幅器１０７には、鉄を検出するための
第１同期検波器１０８と非鉄金属を検出するための第２
同期検波器１０９が並列接続されており、前記固定位相
器１０４の一方の出力部（発振器の出力とπ／２の位相
差を有する出力部）は第１同期検波器１０８に、また他
方の出力部（発振器の出力と同位相の出力部）は第２同
期検波器１０９に接続されている。そして、第１同期検
波器１０８と第２同期検波器１０９は、夫々固定位相器
１０４が出力する２種類の同期信号により、前記高周波
増幅器１０７の出力信号が検波されるように構成されて
いる。A high frequency amplifier 107 for amplifying a difference in induced voltage between them is connected to the receiving coils 103, 103, and is normally adjusted so that its output becomes zero. The high frequency amplifier 107 has a first synchronous detector 108 for detecting iron and a second synchronous detector 108 for detecting non-ferrous metal.
A synchronous detector 109 is connected in parallel, and one output portion (an output portion having a phase difference of π / 2 with the output of the oscillator) of the fixed phase shifter 104 is connected to the first synchronous detector 108 and the other output. The section (the output section having the same phase as the output of the oscillator) is connected to the second synchronous detector 109. The first synchronous detector 108 and the second synchronous detector 109 are configured so that the output signal of the high frequency amplifier 107 is detected by the two types of synchronous signals output from the fixed phase shifter 104, respectively.
【０００５】前記可変移相器１０５には第３同期検波器
１１０が接続され、当該第３同期検波器１１０には高周
波増幅器１０７も並列接続されており、当該３同期検波
器１１０によっても前記高周波増幅器１０７の出力信号
が検波されるように構成されている。A third synchronous detector 110 is connected to the variable phase shifter 105, and a high frequency amplifier 107 is also connected in parallel to the third synchronous detector 110. The high frequency of the third synchronous detector 110 is also increased. The output signal of the amplifier 107 is configured to be detected.
【０００６】第１同期検波器１０８は、切換スイッチ１
１１を介して第１帯域瀘波器１１２に接続され、第２同
期検波器１０９は、オンオフスイッチ１１３を介して第
２帯域瀘波器１１４に接続されている。当該両帯域瀘波
器１１２、１１４は直流成分および高周波成分を除去す
るもので、被検査物が送信コイル１０２と受信コイル１
０３、１０３間を通過する速度によって中心周波数が決
定される。通常はこの中心周波数は数Ｈｚ以下に設定さ
れる。The first synchronous detector 108 includes a changeover switch 1
11 is connected to the first band pass filter 112, and the second synchronous detector 109 is connected to the second band pass filter 114 via the on / off switch 113. Both of the band pass filters 112 and 114 remove the DC component and the high frequency component, and the object to be inspected is the transmitter coil 102 and the receiver coil 1.
The center frequency is determined by the speed of passage between 03 and 103. Normally, this center frequency is set to several Hz or less.
【０００７】第１帯域瀘波器１１２は、第１比較判定器
１１５およびレベル表示器１１６に並列接続され、前記
第２帯域瀘波器１１４は、第２比較判定器１１７および
前記レベル表示器１１６に並列接続されている。前記各
帯域瀘波器１１２、１１４の出力レベルは、被検査物に
含有される金属の位置と受信コイル１０３、１０３の相
対的な位置との関数になり、金属が通過するに従い変化
する。そして、このレベルが所定値を越えた場合に各比
較判定器１１５、１１７から金属検出信号が出力され
る。なお、第１比較判定器１１５からは鉄系の信号が出
力され、第２比較判定器１１７からは非鉄系の信号が出
力される。The first band pass filter 112 is connected in parallel to the first comparison / determination unit 115 and the level indicator 116, and the second band pass filter 114 is connected to the second comparison / determination unit 117 and the level indicator 116. Are connected in parallel. The output level of each of the band pass filters 112 and 114 is a function of the position of the metal contained in the inspection object and the relative position of the receiving coils 103 and 103, and changes as the metal passes through. Then, when this level exceeds a predetermined value, a metal detection signal is output from each of the comparison / determination units 115 and 117. The first comparison / determination unit 115 outputs an iron-based signal, and the second comparison / determination unit 117 outputs a non-ferrous-based signal.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】前述のような従来の技
術では、被検査物が磁気的影響を与えない場合には問題
はない。しかしながら、被検査物に塩分等が含有され導
電性を有する場合には、プロダクト・エフェクトと称さ
れるノイズ成分が発生し、往々にして金属が混入してい
るとき以上のレベルの信号が出力される。The above-mentioned conventional technique has no problem when the object to be inspected has no magnetic influence. However, when the object to be inspected contains conductivity etc. and has conductivity, a noise component called product effect is generated, and a signal of a level higher than that when metal is mixed is often output. It
【０００９】そこで前記ノイズ成分の影響を減少させる
ため、ノイズ成分の位相をπ／２だけ移相したもので乗
算検波する手段が考えられる。そこで、ノイズ成分の信
号をｓｉｎＡとすると、金属を含有しないときは、 ２ｓｉｎＡ・ｓｉｎ（Ａ−π／２） ＝ｃｏｓ（π／２）−ｓｉｎ（２Ａ−π／２） ＝ｃｏｓ２Ａ となる。一方、金属を含有し、それによってθだけ位相
がずれたとすると、 ２ｓｉｎ（Ａ±θ）・ｓｉｎ（Ａ−π／２） ＝ｃｏｓ（θ±π／２）−ｓｉｎ（θ±２Ａ−π／２） ＝＋ｓｉｎθ＋ｃｏｓ（２Ａ±θ） となる。ところで、ｓｉｎθは前述のように金属の通過
速度の関数であり数Ｈｚ以下であるのに対し、ｃｏｓ２
Ａは前記発振周波数の２倍の周波数であるから、数百キ
ロＨｚとなり、帯域瀘波器を通過する信号成分はｓｉｎ
θだけとなり、Ａの位相の影響を受けない。Therefore, in order to reduce the influence of the noise component, a means for performing multiplicative detection by shifting the phase of the noise component by π / 2 can be considered. Therefore, assuming that the signal of the noise component is sinA, 2sinA · sin (A−π / 2) = cos (π / 2) −sin (2A−π / 2) = cos2A when no metal is contained. On the other hand, if a metal is contained and the phase thereof is shifted by θ, 2sin (A ± θ) · sin (A−π / 2) = cos (θ ± π / 2) −sin (θ ± 2A−π / 2) = + sin θ + cos (2A ± θ) By the way, sin θ is a function of the passage speed of the metal and is several Hz or less as described above, while cos2
Since A is a frequency twice the oscillation frequency, it becomes several hundred kilohertz, and the signal component passing through the band pass filter is sin.
It is only θ and is not affected by the phase of A.
【００１０】具体的には、発振器１０１の出力信号を、
前記可変移相器１０５の可変抵抗器１０６を操作するこ
とによってノイズ成分とπ／２の位相差になるように移
相し検波すればよい。これは、発振器の１０１の位相と
プロダクト・エフェクトの位相とのずれが経験的に既知
の場合にはある程度調整可能であるが、プロダクト・エ
フェクトの位相は周囲温度や被検査物の温度等によって
変化するのが一般的であって、数時間単位で頻繁に調整
する必要がある。Specifically, the output signal of the oscillator 101 is
By operating the variable resistor 106 of the variable phase shifter 105, the phase may be shifted and detected so as to have a phase difference of π / 2 with the noise component. This can be adjusted to some extent if the shift between the phase of the oscillator 101 and the phase of the product effect is empirically known, but the phase of the product effect changes depending on the ambient temperature, the temperature of the inspected object, etc. It is common to do this, and it requires frequent adjustments every few hours.
【００１１】また、前記調整は熟練した操作者でも十数
分を要し作業効率向上の足かせとなっていた。本発明は
かかる従来の技術の有する課題に鑑みて成されたもの
で、被検出物自体によって生じる信号の影響を自動的に
消去し得る金属検出装置を実現せんとするものである。Further, the adjustment requires more than ten minutes even for a skilled operator, which is a hindrance to improving work efficiency. The present invention has been made in view of the problems of the conventional technique, and an object of the present invention is to realize a metal detection device that can automatically eliminate the influence of a signal generated by the detected object itself.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】第１の主要な発明は、発
振器の出力信号によって交番磁界を発生させる送信コイ
ルと、当該磁界内に位置し差動的に動作する２つの受信
コイルと、当該受信コイル間に誘起される電位差若しく
は電流差を増幅するための増幅手段と、当該増幅手段の
出力信号を前記発振器によって得られる相互にπ／２の
位相差を有する２つの参照信号で夫々検波するための第
１、第２検波手段と、当該各検波手段から出力信号の高
周波成分を夫々除去するための第１、第２瀘波手段と、
当該各瀘波手段の出力信号に演算処理を施し前記磁界内
を通過する被検査物中に金属が含有されている場合には
金属検出信号を出力するための検出手段とが備えられて
いる金属検出装置において、金属が含有されていない被
検査物が前記磁界内を通過した際に生起する前記増幅手
段の出力信号に対してπ／２の位相差を有る信号を作成
するための演算手段と、当該演算手段の出力信号を参照
信号として前記増幅手段の出力信号を検波するための第
３検波手段とが備えられていることを特徴とするもので
ある。A first main invention is to provide a transmitting coil for generating an alternating magnetic field by an output signal of an oscillator, two receiving coils located in the magnetic field and operating differentially, An amplifying means for amplifying a potential difference or a current difference induced between the receiving coils and an output signal of the amplifying means are respectively detected by two reference signals having a mutual phase difference of π / 2 obtained by the oscillator. First and second detecting means for removing the high frequency component of the output signal from each of the detecting means, and first and second detecting means for respectively removing
A metal provided with a detection means for performing a calculation process on the output signal of each of the filtering means and outputting a metal detection signal when the inspection object passing through the magnetic field contains metal. In the detection device, an arithmetic means for creating a signal having a phase difference of π / 2 with respect to the output signal of the amplifying means which occurs when the inspection object containing no metal passes through the magnetic field. A third detection means for detecting the output signal of the amplification means using the output signal of the calculation means as a reference signal.
【００１３】第２の主要な発明は、発振器の出力信号に
よって交番磁界を発生させる送信コイルと、当該磁界内
に位置し差動的に動作する２つの受信コイルと、当該受
信コイル間に誘起される電位差若しくは電流差を増幅す
るための増幅手段と、当該増幅手段の出力信号を前記発
振器によって得られる相互にπ／２の位相差を有する２
つの参照信号で夫々検波するための第１、第２検波手段
と、当該各検波手段から出力信号の高周波成分を夫々除
去するための第１、第２瀘波手段と、当該各瀘波手段の
出力信号に演算処理を施し前記磁界内を通過する被検査
物中に金属が含有されている場合には金属検出信号を出
力するための検出手段とが備えられている金属検出装置
において、前記増幅手段の出力部が第１乗算検波器、第
２乗算検波器および第３乗算検波器の夫々の第１入力部
に並列接続され、前記交番磁界と同位相の第１参照信号
出力部が前記第１乗算検波器の第２入力部および第４乗
算検波器の第１入力部に並列接続され、前記交番磁界と
π／２の位相差を有する第２参照信号出力部が前記第２
乗算検波器の第２入力部および第５乗算検波器の第１入
力部に夫々並列接続され、前記第１乗算検波器の出力部
が第１帯域瀘波器を介して第１ピーク値ホールド手段に
接続され、当該第１ピーク値ホールド手段の出力部が前
記第５乗算検波器の第２入力部に接続され、前記第２乗
算検波器の出力部が第２帯域瀘波器を介して第２ピーク
値ホールド手段に接続され、当該第２ピーク値ホールド
手段の出力部が前記第４乗算検波器の第２入力部に接続
され、前記第４乗算検波器の出力部と第５乗算検波器の
出力部が加算器に接続され、当該加算器の出力部は前記
第３乗算検波器の入力部に接続され、当該第３乗算検波
器の出力部は第３帯域瀘波器を介して金属判定器に接続
されていることを特徴とするものである。A second main invention is that a transmitter coil for generating an alternating magnetic field by an output signal of an oscillator, two receiver coils positioned in the magnetic field and operating differentially, and induced between the receiver coils. And an amplifying unit for amplifying a potential difference or a current difference, and an output signal of the amplifying unit having a phase difference of π / 2 with each other obtained by the oscillator.
First and second detecting means for respectively detecting with one reference signal, first and second filtering means for respectively removing high frequency components of the output signal from the respective detecting means, and each of the filtering means. In the metal detection device, which is provided with a detection means for performing a calculation process on the output signal and outputting a metal detection signal when the inspection object passing through the magnetic field contains metal. The output part of the means is connected in parallel to the first input parts of the first multiplication detector, the second multiplication detector and the third multiplication detector, and the first reference signal output part in phase with the alternating magnetic field is the first reference signal output part. The second reference signal output section, which is connected in parallel to the second input section of the first multiplication detector and the first input section of the fourth multiplication detector, and has a phase difference of π / 2 with the alternating magnetic field is the second section.
The second input section of the multiplication detector and the first input section of the fifth multiplication detector are respectively connected in parallel, and the output section of the first multiplication detector is connected to the first peak value holding means via the first band pass filter. And an output section of the first peak value holding means is connected to a second input section of the fifth multiplication detector, and an output section of the second multiplication detector is connected to a second band pass filter via a second band pass filter. The second peak value holding means is connected to the second peak value holding means, and the output portion of the second peak value holding means is connected to the second input portion of the fourth multiplication detector, and the output portion of the fourth multiplication detector and the fifth multiplication detector are connected. Is connected to an adder, the output part of the adder is connected to the input part of the third multiplication detector, and the output part of the third multiplication detector is connected to the metal part via the third band pass filter. It is characterized in that it is connected to a judging device.
【００１４】[0014]
【作用】受信コイルの出力信号をＸ、移相回路の第１出
力部からの出力信号をＡ、第２出力部からの出力信号を
Ｂ、そして被検査物自体によって生じる受信コイルから
の出力信号Ｘ０の位相差をθ０、金属が混入されている
か否か未知の受信コイルからの出力信号Ｘの位相差をθ
ｘとすると、 Ａ＝ａ・ｓｉｎωｔ Ｂ＝ｂ・ｓｉｎ（ωｔ−π／２） ＝−ｂ・ｃｏｓωｔ Ｘ＝Ｅｘ・ｓｉｎ（ωｔ＋θｘ） Ｘ０＝Ｅ０・ｓｉｎ（ωｔ＋θ０）The output signal of the receiving coil is X, the output signal from the first output portion of the phase shift circuit is A, the output signal from the second output portion is B, and the output signal from the receiving coil generated by the inspection object itself. The phase difference of X 0 is θ 0 , and the phase difference of the output signal X from the receiving coil which is unknown whether metal is mixed or not is θ
If x , A = a · sin ωt B = b · sin (ωt−π / 2) = −b · cos ωt X = E x · sin (ωt + θ x ) X 0 = E 0 · sin (ωt + θ 0 ).
【００１５】第１乗算検波器からの出力信号をＧとする
と、 Ｇ＝Ａ・Ｘ０＝ａ・Ｅ０・ｓｉｎωｔ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ０） ＝ａ・Ｅ０・｛ｃｏｓθ０−ｃｏｓ（２ωｔ＋θ０）｝／２[0015] The output signal from the first multiplier detector and G, G = A · X 0 = a · E 0 · sinωt · sin (ωt + θ 0) = a · E 0 · {cosθ 0 -cos (2ωt + θ 0 )} / 2
【００１６】この信号を第１低域瀘波器（帯域瀘波器）
に入力し、その出力信号をＩとすると、高周波成分が消
去され、ｋ１＝ａ・Ｅ０／２とすると、 Ｉ＝ｋ１・ｃｏｓθ０ This signal is converted to the first low-pass filter (band-pass filter).
Entered, when the output signal I, the high frequency component is deleted, when k 1 = a · E 0/ 2, I = k 1 · cosθ 0
【００１７】第２乗算検波器からの出力信号をＨとする
と、 Ｈ＝Ｂ・Ｘ０＝−ｃｏｓωｔ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ０）If the output signal from the second multiplication detector is H, then H = BX 0 = -cos ωtsin (ωt + θ 0 ).
【００１８】そして、前述と同様に、この信号を第２低
域瀘波器に入力し、その出力信号をＪとすると、高周波
成分が消去され、ｋ２＝ｂ・Ｅ０／２とすると、 Ｊ＝ｋ２・ｓｉｎθ０ Then, similarly to the above, when this signal is input to the second low pass filter and the output signal thereof is J, the high frequency component is eliminated, and when k 2 = b · E 0/2 , J = k 2 · sin θ 0
【００１９】第５乗算検波器からの出力信号をＣとする
と、 Ｃ＝Ｂ・Ｉ＝−ｂ・ｋ１・ｃｏｓωｔ・ｃｏｓθ０ ＝−ｂ・ｋ１｛ｃｏｓ（ωｔ−θ０）＋ｃｏｓ（ωｔ＋θ０）｝ ／２When the output signal from the fifth multiplication detector is C, C = B · I = −b · k 1 · cos ωt · cos θ 0 = −b · k 1 {cos (ωt−θ 0 ) + cos (ωt + θ) 0 )} / 2
【００２０】第４乗算検波器からの出力信号をＤとする
と、 Ｄ＝Ａ・Ｊ＝ａ・ｋ２・ｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ０ ＝ａ・ｋ２｛ｃｏｓ（ωｔ−θ０）−ｃｏｓ（ωｔ＋θ０）｝／ ２[0020] The output signal from the fourth multiplier detector and D, D = A · J = a · k 2 · sinωt · sinθ 0 = a · k 2 {cos (ωt-θ 0) -cos (ωt + θ 0 )} / 2
【００２１】前記第４および第５乗算検波器のゲインを
ｂ・ｋ１＝ａ・ｋ２＝ｋ０となるように調整し、加算器
からの出力信号をＥとすると、 Ｅ＝Ｃ＋Ｄ＝−ｋ０・ｃｏｓ（ωｔ＋θ０）When the gains of the fourth and fifth multiplication detectors are adjusted so that bk 1 = ak 2 = k 0 and the output signal from the adder is E, E = C + D =- k 0 · cos (ωt + θ 0 )
【００２２】そして第３乗算検波器からの出力信号をＦ
とすると、 Ｆ＝Ｘ・Ｅ＝−Ｅｘ・ｋ０・ｓｉｎ（ωｔ＋θｘ）・ｃｏｓ（ωｔ＋θ０） ＝−Ｅｘ・ｋ０｛ｓｉｎ（２ωｔ＋θ０＋θｘ）＋ｓｉｎ（θｘ−θ０） ｝／２The output signal from the third multiplication detector is F
Then, F = X · E = −E x · k 0 · sin (ωt + θ x ) · cos (ωt + θ 0 ) = − E x · k 0 {sin (2ωt + θ 0 + θ x ) + sin (θ x −θ 0 ). } / 2
【００２３】そして、前述と同様に、この信号を第３低
域瀘波器に入力し、その出力信号をＫとすると、高周波
成分が消去され、 Ｋ＝−Ｅｘ・ｋ０｛ｓｉｎ（θｘ−θ０）｝／２とな
る。Then, similarly to the above, if this signal is input to the third low-pass filter and the output signal is K, the high-frequency component is eliminated, and K = -E x · k 0 {sin (θ x −θ 0 )} / 2.
【００２４】ところで、金属が混入されていない被検出
物自体によって生じる受信コイルからの出力信号Ｘ０の
位相差はθ０であるので、 Ｋ＝−Ｅｘ・ｋ０｛ｓｉｎ（θ０−θ０）｝／２＝０ となり、信号は出力されず、被検出物自体によって生じ
る信号の影響が自動的に消去されることになる。By the way, since the phase difference of the output signal X 0 from the receiving coil caused by the object to be detected which is not mixed with metal is θ 0 , K = −Ex × k 0 {sin (θ 0 −θ 0 )} / 2 = 0, no signal is output, and the influence of the signal generated by the detected object itself is automatically canceled.
【００２５】[0025]
【実施例】図１は本発明の一実施例の要部を示すブロッ
ク図で、図３はマイクロコンピュータ部のブロック図で
ある。１は水平方向に長円形若しくは長方形に巻回され
ている送信コイルで、発振器２３から高周波信号を付与
されて交番磁界を発生させるものである。1 is a block diagram showing a main part of an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of a microcomputer part. Reference numeral 1 denotes a transmission coil which is wound in an elliptical or rectangular shape in the horizontal direction and which is provided with a high frequency signal from an oscillator 23 to generate an alternating magnetic field.
【００２６】前記送信コイル１の下方に、被検査物３が
通過し得る間隔を有して、前記送信コイル１と平行に受
信コイル２、２が設けられている。前記受信コイル２、
２も前記送信コイル１に類似の形状をしているが、差動
電圧が生じるように中央で相互に逆方向に巻回されてい
る。そして、受信コイル２、２は、前記送信コイル１に
よる交番磁界の磁力線が、等量交差するように並設され
ており、当該交番磁界による誘起電圧が等しくなってい
る。Below the transmitting coil 1, receiving coils 2 and 2 are provided in parallel with the transmitting coil 1 with an interval allowing the inspection object 3 to pass therethrough. The receiving coil 2,
2 also has a shape similar to that of the transmitter coil 1, but is wound in mutually opposite directions at the center so as to generate a differential voltage. The receiving coils 2 and 2 are arranged in parallel so that the magnetic field lines of the alternating magnetic field generated by the transmitting coil 1 cross each other by an equal amount, and the induced voltages due to the alternating magnetic field are equal.
【００２７】被検査物３は、コンベア等若しくは自由落
下によって搬送されて、図中矢印方向に、送信コイル１
と受信コイル２との間を所定の速度で通過するように構
成されている。前記受信コイル２は前述のように、差動
回路が形成されており、可変抵抗器４を介して高周波増
幅器５に接続され、高周波増幅器５の出力側は第１乗算
検波器６、第２乗算検波器７および第３乗算検波器８が
並列接続されている。The object 3 to be inspected is conveyed by a conveyor or the like or free fall, and in the direction of the arrow in the figure, the transmitting coil 1
And the receiving coil 2 are passed at a predetermined speed. As described above, the receiving coil 2 is formed with a differential circuit and is connected to the high frequency amplifier 5 via the variable resistor 4, and the output side of the high frequency amplifier 5 has the first multiplication detector 6 and the second multiplication. The detector 7 and the third multiplication detector 8 are connected in parallel.
【００２８】また、前記送信コイル１に固定移相回路９
が接続され、当該固定移相回路９には相互にπ／２だけ
位相差のある複数の交流信号が出力される第１出力部１
０と第２出力部１１が備えられている。前記第１出力部
１０からの出力信号をｓｉｎωｔとすると第２出力部１
１からの出力信号は−ｃｏｓωｔとなる。A fixed phase shift circuit 9 is attached to the transmitter coil 1.
Is connected to the fixed phase shift circuit 9, and a plurality of AC signals having a phase difference of π / 2 from each other are output to the first output unit 1
0 and a second output unit 11 are provided. If the output signal from the first output unit 10 is sinωt, the second output unit 1
The output signal from 1 is -cosωt.
【００２９】そして、前記第１出力部１０は第４乗算検
波器１２と前記第１乗算検波器６に並列接続され、前記
第２出力部１１は第５乗算検波器１３と前記第２乗算検
波器７に並列接続されている。前記第１乗算検波器６の
出力側は第１低域瀘波器１４および第１Ａ／Ｄコンバー
タ１５を介して前記第５乗算検波器１３に接続され、当
該第１Ａ／Ｄコンバータ１５にて読取られたピーク値が
第５乗算検波器１３に供給される。前記第２乗算検波器
７の出力側は第２低域瀘波器１６および第２Ａ／Ｄコン
バータ１７を介して前記第４乗算検波器１２に接続さ
れ、当該第２Ａ／Ｄコンバータ１７にて読取られたピー
ク値が第４乗算検波器１２に供給される。なお、前記第
１Ａ／Ｄコンバータ１５や第２Ａ／Ｄコンバータ１７
は、ピーク値ホールド手段としてのマイコンのＣＰＵ２
４に接続され、前記各Ａ／Ｄコンバータ１５、１７にて
読み取られた最大値が算出される。The first output unit 10 is connected in parallel with the fourth multiplication detector 12 and the first multiplication detector 6, and the second output unit 11 is the fifth multiplication detector 13 and the second multiplication detector. It is connected in parallel to the container 7. The output side of the first multiplication detector 6 is connected to the fifth multiplication detector 13 via a first low-pass filter 14 and a first A / D converter 15, and is read by the first A / D converter 15. The obtained peak value is supplied to the fifth multiplication detector 13. The output side of the second multiplication detector 7 is connected to the fourth multiplication detector 12 via the second low-pass filter 16 and the second A / D converter 17, and is read by the second A / D converter 17. The obtained peak value is supplied to the fourth multiplication detector 12. The first A / D converter 15 and the second A / D converter 17
Is a CPU2 of a microcomputer as a peak value holding means.
4 and the maximum value read by each of the A / D converters 15 and 17 is calculated.
【００３０】前記第４乗算検波器１２の出力側と第５乗
算検波器１３の出力側は加算器１８に接続され、当該加
算器１８の出力側は前記第３乗算検波器８に接続され、
第３乗算検波器８の出力側は第３低域瀘波器１９、第３
Ａ／Ｄコンバータ２０および低周波増幅器２１を介して
レベル表示装置２２に接続されている。また、第３Ａ／
Ｄコンバータ２０の出力はデータバスを介してＣＰＵに
取り込まれ、金属の有無が判定されるが、この判定をア
ナログ比較器にて行うことも可能である。なお、最終的
な増幅率は前記低周波増幅器２１にて調整される。The output side of the fourth multiplication detector 12 and the output side of the fifth multiplication detector 13 are connected to the adder 18, and the output side of the adder 18 is connected to the third multiplication detector 8.
The output side of the third multiplication detector 8 is the third low-pass filter 19, the third
It is connected to the level display device 22 via the A / D converter 20 and the low frequency amplifier 21. Also, 3A /
The output of the D converter 20 is taken into the CPU via the data bus and the presence / absence of metal is determined, but this determination can also be performed by an analog comparator. The final amplification factor is adjusted by the low frequency amplifier 21.
【００３１】そして、受信コイル２の出力信号をＸ、移
相回路９の第１出力部１０からの出力信号をＡ、第２出
力部１１からの出力信号をＢ、そして被検出物３自体に
よって生じる受信コイル２からの出力信号Ｘ０の位相差
をθ０、金属が混入されているか否か未知の被検査物に
よって生じるの受信コイル２からの出力信号Ｘの位相差
θｘとし、振幅を正規化すると、 Ａ＝ｓｉｎωｔ Ｂ＝−ｃｏｓωｔ Ｘ＝ｓｉｎ（ωｔ＋θｘ） Ｘ０＝ｓｉｎ（ωｔ＋θ０）Then, the output signal of the receiving coil 2 is X, the output signal from the first output unit 10 of the phase shift circuit 9 is A, the output signal from the second output unit 11 is B, and the detected object 3 itself. The phase difference of the output signal X 0 generated from the receiving coil 2 is θ 0 , and the phase difference θ x of the output signal X from the receiving coil 2 caused by an object to be inspected whether or not metal is mixed is set to be the amplitude. When normalized, A = sin ωt B = −cos ωt X = sin (ωt + θ x ) X 0 = sin (ωt + θ 0 ).
【００３２】第１乗算検波器６からの出力信号をＧとす
ると、 Ｇ＝Ａ・Ｘ０＝ｓｉｎωｔ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ０） ＝｛ｃｏｓθ０−ｃｏｓ（２ωｔ＋θ０）｝／２Assuming that the output signal from the first multiplication detector 6 is G, G = AX 0 = sin ωtsin (ωt + θ 0 ) = {cos θ 0 -cos (2ωt + θ 0 )} / 2
【００３３】この信号を第１低域瀘波器１４に入力し、
その出力信号をＩとすると、高周波成分が消去され、か
つ係数が正規化されると、 Ｉ＝ｃｏｓθ０ This signal is input to the first low pass filter 14,
Assuming that the output signal is I, if the high frequency component is eliminated and the coefficient is normalized, then I = cos θ 0
【００３４】第２乗算検波器７からの出力信号をＨとす
ると、 Ｈ＝Ｂ・Ｘ０＝−ｃｏｓωｔ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ０）When the output signal from the second multiplication detector 7 is H, H = BX 0 = -cos ωtsin (ωt + θ 0 )
【００３５】そして、前述と同様に、この信号を第２低
域瀘波器１７に入力し、その出力信号をＪとすると、高
周波成分が消去され、かつ係数が正規化されると、 Ｊ＝ｓｉｎθ０ Then, similarly to the above, if this signal is input to the second low-pass filter 17 and its output signal is J, the high-frequency component is eliminated and the coefficient is normalized, J = sin θ 0
【００３６】第５乗算検波器１３からの出力信号をＣと
すると、 Ｃ＝Ｂ・Ｉ＝−ｃｏｓωｔ・ｃｏｓθ０ ＝−｛ｃｏｓ（ωｔ−θ０）＋ｃｏｓ（ωｔ＋θ０）｝／２Assuming that the output signal from the fifth multiplication detector 13 is C, C = B · I = −cosωt · cos θ 0 = − {cos (ωt−θ 0 ) + cos (ωt + θ 0 )} / 2
【００３７】第４乗算検波器１２からの出力信号をＤと
すると、 Ｄ＝Ａ・Ｊ＝ｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ０ ＝｛ｃｏｓ（ωｔ−θ０）−ｃｏｓ（ωｔ＋θ０）｝／２[0037] When the output signal from the fourth multiplier detector 12 and D, D = A · J = sinωt · sinθ 0 = {cos (ωt-θ 0) -cos (ωt + θ 0)} / 2
【００３８】加算器１８からの出力信号をＥとすると、 Ｅ＝Ｃ＋Ｄ＝−ｃｏｓ（ωｔ＋θ０）If the output signal from the adder 18 is E, then E = C + D = -cos (ωt + θ 0 ).
【００３９】そして第３乗算検波器８からの出力信号を
Ｆとすると、 Ｆ＝Ｘ・Ｅ＝−ｓｉｎ（ωｔ＋θｘ）・ｃｏｓ（ωｔ＋θ０） ＝−｛ｓｉｎ（２ωｔ＋θ０＋θｘ）＋ｓｉｎ（θｘ−θ０）｝／ ２When the output signal from the third multiplication detector 8 is F, F = XE = -sin (ωt + θ x ) cos (ωt + θ 0 ) =-{sin (2ωt + θ 0 + θ x ) + sin (θ x− θ 0 )} / 2
【００４０】そして、前述と同様に、この信号を第３低
域瀘波器１９に入力し、その出力信号をＫとすると、高
周波成分が消去され、 Ｋ＝−｛ｓｉｎ（θｘ−θ０）｝／２ となる。Then, similarly to the above, if this signal is input to the third low-pass filter 19 and its output signal is K, the high-frequency component is eliminated and K =-{sin (θ x -θ 0 )} / 2.
【００４１】ところで、金属が混入されていない被検査
物自体３によって生じる受信コイルからの出力信号Ｘ０
の位相差はθ０であるので、 Ｋ＝−｛ｓｉｎ（θ０−θ０）｝／２＝０ となり、信号は出力されず、被検査物自体３によって生
じる信号の影響が自動的に消去され、金属が混入されて
る被検査物自体３との位相差分（θｘ−θ０）のみが検
出されることになる。なお、乗算検波器としては４象限
乗算器やアナログスイッチが考えられる。By the way, the output signal X 0 from the receiving coil generated by the object 3 to be inspected 3 in which no metal is mixed.
Since the phase difference of θ is θ 0 , K = − {sin (θ 0 −θ 0 )} / 2 = 0, and no signal is output, and the influence of the signal generated by the inspection object 3 itself is automatically erased. Then, only the phase difference (θ x −θ 0 ) with the inspected object 3 itself in which the metal is mixed is detected. As the multiplication detector, a 4-quadrant multiplier or an analog switch can be considered.
【００４２】[0042]
【発明の効果】本発明では、金属が混入されていない被
検出物自体によって生じる受信コイルからの出力信号Ｘ
０の位相差はθ０であるので、 Ｋ＝−｛ｓｉｎ（θ０−θ０）｝／２＝０ となり、信号は出力されず、被検査物自体によって生じ
る信号の影響が自動的に消去され、金属が混入されてる
被検査物自体との位相差分（θｘ−θ０）のみが検出さ
れることになる。According to the present invention, the output signal X from the receiving coil generated by the object to be detected which is not mixed with metal.
Since the phase difference of 0 is θ 0 , K = − {sin (θ 0 −θ 0 )} / 2 = 0, and no signal is output, and the influence of the signal generated by the inspection object itself is automatically erased. Then, only the phase difference (θ x −θ 0 ) with the inspection object itself in which the metal is mixed is detected.
【００４３】また、本発明では、金属が含有されない被
検査物を、予め試験的に検査することにより、そのプロ
ダクト・エフェクトの位相を採取すると共に、それをπ
／２だけ移相した信号を自動的に生成し、当該信号と実
際に検査する被検査物による信号とを同期させて乗算さ
せるので、プロダクト・エフェクト・ノイズを除去する
ことができる。従って、可変移相器を使用した場合の煩
雑な手動調整作業が不要となるばかりではなく、サンプ
ル的に若しくは連続的にプロダクト・エフェクトの位相
を採取し、変化があればこれを補正することによって、
室温や被検査物の温度変化にも追従できる。In addition, in the present invention, the phase of the product effect is sampled by preliminarily inspecting an object to be inspected containing no metal, and the phase of the product effect is determined by π.
A signal that is phase-shifted by / 2 is automatically generated, and the signal and the signal of the actually inspected object are synchronized and multiplied, so that the product effect noise can be removed. Therefore, not only does the complicated manual adjustment work when using the variable phase shifter become unnecessary, but the phase of the product effect is sampled or continuously, and if there is a change, it can be corrected. ,
It can also follow changes in room temperature and the temperature of the inspected object.
【００４４】さらに、採取された位相をＣＰＵを介して
メモリに保存しておくことにより、全く異なる被検査物
を検査しようとする際に、直ちに対応することができ
る。Further, by storing the sampled phases in the memory via the CPU, it is possible to immediately deal with an attempt to inspect a completely different inspection object.
【図１】本発明の一実施例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.
【図２】従来例のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a conventional example.
【図３】マイクロコンピュータ部のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a microcomputer unit.
１ 送信コイル ２ 受信コイル ３ 被検査物 ４ 可変抵抗器 ５ 高周波増幅器 ６ 第１乗算検波器 ７ 第２乗算検波器 ８ 第３乗算検波器 ９ 移相回路 １０ 第１出力部 １１ 第２出力部 １２ 第４乗算検波器 １３ 第５乗算検波器 １４ 第１低域瀘波器 １５ 第１Ａ／Ｄコンバータ １６ 第２低域瀘波器 １７ 第２Ａ／Ｄコンバータ １８ 加算器 １９ 第３低域瀘波器 ２０ 第３Ａ／Ｄコンバータ ２１ 低周波増幅器 ２２ レベル表示装置 ２３ 発振器 ２４ ＣＰＵ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 transmitter coil 2 receiver coil 3 device under test 4 variable resistor 5 high frequency amplifier 6 first multiplication detector 7 second multiplication detector 8 third multiplication detector 9 phase shift circuit 10 first output section 11 second output section 12 4th multiplication detector 13 5th multiplication detector 14 1st low-pass filter 15 1st A / D converter 16 2nd low-pass filter 17 2nd A / D converter 18 Adder 19 3rd low-pass filter 20 Third A / D Converter 21 Low Frequency Amplifier 22 Level Display 23 Oscillator 24 CPU
Claims (4)
発生させる送信コイルと、当該磁界内に位置し差動的に
動作する２つの受信コイルと、当該受信コイル間に誘起
される電位差若しくは電流差を増幅するための増幅手段
と、当該増幅手段の出力信号を前記発振器によって得ら
れる相互にπ／２の位相差を有する２つの参照信号で夫
々検波するための第１、第２検波手段と、当該各検波手
段から出力信号の高周波成分を夫々除去するための第
１、第２瀘波手段と、当該各瀘波手段の出力信号に演算
処理を施し前記磁界内を通過する被検査物中に金属が含
有されている場合には金属検出信号を出力するための検
出手段とが備えられている金属検出装置において、 金属が含有されていない被検査物が前記磁界内を通過し
た際に生起する前記増幅手段の出力信号に対してπ／２
の位相差を有する信号を作成するための演算手段と、当
該演算手段の出力信号を参照信号として前記増幅手段の
出力信号を検波するための第３検波手段とが備えられて
いることを特徴とする金属検出装置。1. A transmission coil for generating an alternating magnetic field by an output signal of an oscillator, two receiving coils located in the magnetic field and operating differentially, and a potential difference or a current difference induced between the receiving coils. Amplifying means for amplifying, first and second detecting means for respectively detecting an output signal of the amplifying means with two reference signals obtained by the oscillator and having a mutual phase difference of π / 2, First and second filtering means for respectively removing high-frequency components of the output signal from each detection means, and a metal in an object to be inspected that passes through the magnetic field by performing arithmetic processing on the output signal of each filtering means. In a metal detection device provided with a detection means for outputting a metal detection signal when the metal is contained, the object to be inspected containing no metal is generated when the inspection object passes through the magnetic field. Amplification means Π / 2 for the output signal of
And a third detecting means for detecting the output signal of the amplifying means using the output signal of the calculating means as a reference signal. Metal detection device.
発生させる送信コイルと、当該磁界内に位置し差動的に
動作する２つの受信コイルと、当該受信コイル間に誘起
される電位差若しくは電流差を増幅するための増幅手段
と、当該増幅手段の出力信号を前記発振器によって得ら
れる相互にπ／２の位相差を有する２つの参照信号で夫
々検波するための第１、第２検波手段と、当該各検波手
段から出力信号の高周波成分を夫々除去するための第
１、第２瀘波手段と、当該各瀘波手段の出力信号に演算
処理を施し前記磁界内を通過する被検査物中に金属が含
有されている場合には金属検出信号を出力するための検
出手段とが備えられている金属検出装置において、 前記増幅手段の出力部が第１乗算検波器、第２乗算検波
器および第３乗算検波器の夫々の第１入力部に並列接続
され、前記交番磁界と同位相の第１参照信号出力部が前
記第１乗算検波器の第２入力部および第４乗算検波器の
第１入力部に並列接続され、前記交番磁界とπ／２の位
相差を有する第２参照信号出力部が前記第２乗算検波器
の第２入力部および第５乗算検波器の第１入力部に夫々
並列接続され、前記第１乗算検波器の出力部が第１帯域
瀘波器を介して第１ピーク値ホールド手段に接続され、
当該第１ピーク値ホールド手段の出力部が前記第５乗算
検波器の第２入力部に接続され、前記第２乗算検波器の
出力部が第２帯域瀘波器を介して第２ピーク値ホールド
手段に接続され、当該第２ピーク値ホールド手段の出力
部が前記第４乗算検波器の第２入力部に接続され、前記
第４乗算検波器の出力部と第５乗算検波器の出力部が加
算器に接続され、当該加算器の出力部は前記第３乗算検
波器の入力部に接続され、当該第３乗算検波器の出力部
は第３帯域瀘波器を介して金属判定器に接続されている
ことを特徴とする金属検出装置。2. A transmission coil for generating an alternating magnetic field by an output signal of an oscillator, two receiving coils positioned in the magnetic field and operating differentially, and a potential difference or a current difference induced between the receiving coils. Amplifying means for amplifying, first and second detecting means for respectively detecting an output signal of the amplifying means with two reference signals obtained by the oscillator and having a mutual phase difference of π / 2, First and second filtering means for respectively removing high-frequency components of the output signal from each detection means, and a metal in an object to be inspected that passes through the magnetic field by performing arithmetic processing on the output signal of each filtering means. A metal detection device for outputting a metal detection signal, the output part of the amplification means includes a first multiplication detector, a second multiplication detector, and a third multiplication detector. Multiplication detector husband A first reference signal output section, which is connected in parallel to each first input section and has the same phase as the alternating magnetic field, is connected in parallel to a second input section of the first multiplication detector and a first input section of the fourth multiplication detector. And a second reference signal output section having a phase difference of π / 2 with the alternating magnetic field is connected in parallel to a second input section of the second multiplication detector and a first input section of the fifth multiplication detector, respectively. The output part of the first multiplication detector is connected to the first peak value holding means via the first band pass filter,
An output part of the first peak value holding means is connected to a second input part of the fifth multiplication detector, and an output part of the second multiplication detector is held as a second peak value hold via a second band filter. Means, the output of the second peak value holding means is connected to the second input of the fourth multiplication detector, and the output of the fourth multiplication detector and the output of the fifth multiplication detector are connected to each other. Is connected to an adder, the output of the adder is connected to the input of the third multiplication detector, and the output of the third multiplication detector is connected to the metal decision unit via the third band filter. A metal detection device characterized in that
器の出力電圧を比較する比較器である請求項２記載の金
属検出装置。3. The metal detection device according to claim 2, wherein the metal determination device is a comparator that compares the reference voltage with the output voltage of the third band pass filter.
る請求項２若しくは請求項３記載の金属検出装置。4. The metal detection device according to claim 2, wherein the multiplication detector is an analog switch.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4434292A JPH0750169B2 (en) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | Metal detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4434292A JPH0750169B2 (en) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | Metal detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06313798A true JPH06313798A (en) | 1994-11-08 |
| JPH0750169B2 JPH0750169B2 (en) | 1995-05-31 |
Family
ID=12688845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4434292A Expired - Fee Related JPH0750169B2 (en) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | Metal detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750169B2 (en) |
-
1992
- 1992-01-16 JP JP4434292A patent/JPH0750169B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0750169B2 (en) | 1995-05-31 |
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