JP2003167064A

JP2003167064A - 金属検出機

Info

Publication number: JP2003167064A
Application number: JP2001370203A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Mitani; 聡三谷; Norihiko Nagaoka; 紀彦長岡; Seiji Yamagishi; 誠至山岸; Shigeru Kubodera; 茂久保寺
Original assignee: Anritsu Infivis Co Ltd
Current assignee: Anritsu Infivis Co Ltd
Priority date: 2001-12-04
Filing date: 2001-12-04
Publication date: 2003-06-13
Anticipated expiration: 2021-12-04
Also published as: JP4008234B2

Abstract

(57)【要約】【課題】異物の材質、形状、被検査体内での混入方向
等に影響を受けず高感度にこの異物を検出することがで
きること。【解決手段】被検査体Ｗの搬送方向と同軸上に同軸型
検出ヘッド１を、また、搬送方向に対向して対向型検出
ヘッド２が設けられる。各検出ヘッド１，２は、一方が
高周波駆動時、他方は低周波で時分割駆動される。各検
出ヘッド１，２は、それぞれ送信コイルと受信コイルと
の間が平行磁界であり、被検査体Ｗが搬送移動しても被
検査体Ｗを遮る磁界の向きが不変なため、被検査体Ｗ内
に混入された金属Ｍの方向、材質、形状の影響を受け
ず、高精度に検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検査体に混入し
た金属物を検出する金属検出機に関し、特に被検査体に
混入した異物の形状や方向、材質によらず高感度にこの
異物を検出できる金属検出機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属検出機は、被検査体に混入された金
属が検査磁界に与える変化を検出することによって、被
検査体に金属が混入しているか否かを判別している。図
８は、金属検出機における検出ヘッドの検出原理を示す
図である。図８に示すように、従来では、中央の送信コ
イル５１の前後に受信コイル５２，５３を配置した同軸
型の検出ヘッド５０が用いられている。

【０００３】上記検出ヘッド５０では、各コイル５１，
５２，５３の内側に連続する検査空間Ｓ内において、中
央の送信コイル５１の交番磁界による磁束に交わる受信
コイル５２，５３にそれぞれ位相が逆の誘起電圧Ｖ１，
Ｖ２を発生させる。各受信コイル５２，５３は、送信コ
イル５１に対して等しい距離に配置され、検査空間Ｓか
ら被検査体Ｗが遠い位置にある非検出状態では誘起電圧
Ｖ１，Ｖ２の大きさが等しく差が０となる。

【０００４】例えば、金属Ｍが混入した被検査体Ｗが、
図８中Ａ方向に進行して手前の受信コイル５２内に移動
すると、受信コイル５２内の磁束密度が増し、逆に受信
コイル５３内の磁束密度が減少する。このため、受信コ
イル５２の誘起電圧Ｖ１は、受信コイル５３の誘起電圧
Ｖ２よりも大きくなる。次いで、進行した被検査体Ｗが
受信コイル５３内まで移動すると、受信コイル５２内よ
りも受信コイル５３内の磁束密度の方が大きくなるた
め、誘起電圧Ｖ１より誘起電圧Ｖ２の方が大きくなる。
このようにして、検出ヘッド５０から出力される誘起電
圧Ｖ１，Ｖ２同士の差の変化（磁界の揺らぎ）に基づい
て、検査空間Ｓ内を通過した被検査体Ｗに金属Ｍが混入
しているか否かを判定することができる。

【０００５】上述した従来の金属検出機で用いられてい
る同軸型の検出ヘッド５０では、例えば針形状や薄板形
状の金属Ｍについて、上記形状の金属Ｍである磁性体が
磁束に略直交する配置、あるいは上記形状の金属Ｍであ
る非磁性体が磁束に沿う配置で被検査体Ｗに混入してい
た場合では、磁束の変化が少ないため誘起電圧Ｖ１，Ｖ
２の差が小さく検出感度が落ちてしまう。すなわち、被
検査体Ｗに混入している金属Ｍを検出できないおそれが
ある。

【０００６】そこで、図９に示す構成がある（特開平９
−８０１６２号公報）。被検査体Ｗの移動方向と平行に
配置し、巻き方向が逆の２つのコイルを直列に接続した
第１のコイル６０（６０ａ、６０ｂ）と、第１のコイル
６０ａ、６０ｂと垂直に被検査体Ｗの移動経路を囲むよ
うに配置された第２のコイル６１と、第２のコイル６１
を挟んで第１のコイル６０と反対側に配置され、第１、
第２のコイル６０，６１と鎖交する磁束を発生する磁界
発生部６２とを設けたものである。

【０００７】被検査体Ｗの移動時には、これら第１のコ
イル６０と、第２のコイル６１で受信した出力電圧を合
成することにより、被検査物Ｗ中における金属等の異物
検出時に検出信号を出力することができる。この金属検
出機では、第２のコイル６１では左右方向の磁束を生
じ、第１のコイル６０では上下方向の磁束を生じる。そ
して、第２のコイル６１の磁束に対して針形状や薄板形
状の金属Ｍである磁性体が磁束に略直交する配置であっ
ても、第１のコイル６０側では、その磁束に対して沿う
配置となるので、磁束の変化が多くなり、検出感度が良
好となる。

【０００８】また、第２のコイル６１の磁束に対して針
形状や薄板形状の金属Ｍである非磁性体が磁束に沿う配
置であっても、第１のコイル６０側では、その磁束に対
して直交する配置となるので、磁束の変化が多くなって
検出感度が良好となる。このような構成により、針形状
等の異物混入時に、その材質、姿勢の影響を受けずに検
出することができる。

【０００９】図１０に示す構成は２組の検出ヘッドを設
けてなる（特開２０００−１２４８６２号公報）。図示
のように、被検査体Ｗの搬送方向に対して１対の検出ヘ
ッド７０，７１をそれぞれ角度αで対象状に傾斜させて
配置したものである。このような構成により、針形状等
の異物混入時に、その材質、姿勢の影響を受けずに検出
することができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９、
１０いずれの構成においても、被検査体Ｗの搬送時に搬
送位置に応じて被検査体Ｗを遮る磁界の向きが刻々と変
動するため、影響を受け針形状の異物の検出感度が低下
する問題を生じる。また、感度向上の為には、受信レベ
ル（電圧出力）で見て、被検査体Ｗに対し、針形状の異
物が相対的に差分が大きい（即ちＳ／Ｎ比が大きい）必
要がある。このように、従来の図９、１０で示したよう
な複数の異なる角度の検出ヘッドを配置するだけの構成
では、被検査体Ｗの材質の違い、異物の形状、混入方
向、等の変化に対応することができず、高精度な異物検
出が行えなかった。

【００１１】そこで本発明は、上記課題を解消するため
に、異物の材質、形状、被検査体内での混入方向等に影
響を受けず高感度にこの異物を検出することができる金
属検出機を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明による請求項１記載の金属検出機は、被検査体Ｗ
を搬送させる所定長の搬送路と、前記被検査体の搬送方
向と同軸状に配置され、中央の送信コイル３１の前後に
一対の受信コイル３２，３３を有する同軸型検出ヘッド
３０と、前記搬送路の搬送方向に沿って配置され、か
つ、前記同軸型検出ヘッドの一側に送信コイル２１を、
また、前記同軸型検出ヘッドの他側に受信コイル４２，
４３を有し、前記同軸型検出ヘッドの磁束と直交する磁
束を生じる対向型検出ヘッド４０と、前記同軸型検出ヘ
ッドの送信コイル、及び対向型検出ヘッドの送信コイル
にそれぞれ所定周波数の駆動信号を供給する発信器１
０，２０と、前記同軸型検出ヘッドの受信コイル、及び
対向型検出ヘッドの受信コイルにそれぞれ接続され、受
信コイルの誘起電圧を前記駆動信号の周波数別に検波し
て金属の有無を検出する検出回路３１ａ，３１ｂと、を
備え、前記同軸型検出ヘッドと対向型検出ヘッドをそれ
ぞれ高周波、及び低周波駆動し、計４つの検波出力を得
て被検査体内の金属Ｍを検出することを特徴とする。

【００１３】また、前記発信器１０，２０に供給する高
周波、及び低周波の駆動信号を時分割制御する制御手段
を備え、該制御手段は、前記同軸型検出ヘッドと対向型
検出ヘッドのうち、一方を高周波駆動する際には同時に
他方を低周波駆動させ、一方を低周波駆動する際には同
時に他方を高周波駆動させて駆動周波数を時分割制御す
る構成にできる。

【００１４】また、前記発信器１０，２０に供給する高
周波、及び低周波の駆動信号を時分割制御する制御手段
を備え、該制御手段は、前記同軸型検出ヘッドを高周波
及び低周波で駆動させる際には、前記対向型検出ヘッド
に対する駆動信号の供給を停止させ、前記対向型検出ヘ
ッドを高周波及び低周波で駆動させる際には、前記同軸
型検出ヘッドに対する駆動信号の供給を停止させて駆動
周波数を時分割制御する構成にできる。

【００１５】また、前記発信器１０，２０に供給する高
周波、及び低周波の駆動信号を時分割制御する制御手段
を備え、該制御手段は、前記同軸型検出ヘッドに対する
高周波と低周波駆動と、前記対向型検出ヘッドに対する
高周波と低周波駆動を全て個別のタイミングで行い駆動
周波数を時分割制御する構成にできる。

【００１６】また、前記発信器１０，２０に供給する高
周波、及び低周波の駆動信号を周波数制御する制御手段
を備え、該制御手段は、前記同軸型検出ヘッド及び前記
対向型検出ヘッドに対し、異なる高周波、及び異なる低
周波の駆動信号を同時に供給して用いる構成にできる。

【００１７】上記構成によれば、被検査体Ｗの搬送中
に、同軸型検出ヘッド１、及び対向型検出ヘッド２から
それぞれ高周波、及び低周波で駆動させることにより、
各検出ヘッドはそれぞれ送信コイルと受信コイルとの間
が平行磁界であり、被検査体Ｗの影響を抑えることがで
き金属Ｍを高精度に検出できるようになる。また、同軸
型検出ヘッド１、及び対向型検出ヘッド２を、それぞれ
高周波及び低周波で駆動させるため、金属Ｍの種類に影
響を受けず、高精度の検出できるようになる。なお、同
軸型検出ヘッド１と対向型検出ヘッド２との間では、同
時に同じ高周波、低周波を使用しないよう時分割制御す
るか、あるいは合計４つ全ての周波数を変えて同時駆動
させればよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して具体的に説明する。図１は本発明の金属検出
機の検出ヘッドを示す概略図である。図１に示すよう
に、金属検出機は、同軸型検出ヘッド１と、対向型検出
ヘッド２とを有している。同軸型検出ヘッド１は、図示
しない搬送コンベア（被検査体Ｗ）の搬送方向と同軸状
に配置され、対向型検出ヘッド２は、搬送コンベアの搬
送方向に沿って（同軸型検出ヘッド１と直交する方向）
に配置される。

【００１９】同軸型検出ヘッド１は、中央に送信コイル
１１の前後の同軸上に、それぞれ逆巻きの各受信コイル
１２，１３を配置してなる。同軸型検出ヘッド１は、各
コイル１１，１２，１３の内側に連続する検査空間Ｓを
なしている。同軸型検出ヘッド１は、発信器１０により
検査空間Ｓ内において送信コイル１１の交番磁界により
図中前後方向の磁束を発生させることにより、この磁束
に交わる各送信コイル１２，１３にそれぞれ位相が逆の
誘起電圧Ｖ１，Ｖ２を発生させる。各受信コイル１２，
１３は、送信コイル１１に対して等しい距離に配置さ
れ、非検出状態では誘起電圧Ｖ１，Ｖ２の大きさが等し
く差が０となる。

【００２０】対向型検出ヘッド２は、同軸型検出ヘッド
１の一側（上側）に送信コイル２１を配置し、この送信
コイル２１に対向するように同軸型検出ヘッド１の他側
（下側）に各受信コイル２２，２３を併設して配置して
なる。対向型検出ヘッド２は、送信コイル２１と各受信
コイル２２，２３との間に前記検査空間Ｓをなしてい
る。対向型検出ヘッド２は、発信器２０により検査空間
Ｓ内において送信コイル２１の交番磁界により図中上下
方向の磁束を発生させることにより、この磁束に交わる
各送信コイル２２，２３にそれぞれ位相が逆の誘起電圧
Ｖ３，Ｖ４を発生させる。各受信コイル２２，２３は、
送信コイル２１に対して等しい距離に配置され、非検出
状態では誘起電圧Ｖ３，Ｖ４の大きさが等しく差が０と
なる。この対向型検出ヘッド２は、検査空間Ｓにおい
て、同軸型検出ヘッド１の磁束と直交する磁束を生じ
る。

【００２１】上記各検出ヘッド１，２は、検査空間Ｓ内
に搬送コンベア（不図示）などの搬送手段が貫通するよ
うに配置され、略ロ字型の筐体内部に収容される。筐体
は、金属（例えばアルミ合金やステンレス鋼）などの磁
気シールドの材質で形成されている。そして、搬送コン
ベアによって被検査体Ｗを搬送して検査空間Ｓ内を通過
させる。

【００２２】図２は、一方（同軸型検出ヘッド１）側の
検出回路３１ａを示すブロック図である。他方の対向型
検出ヘッド２も同様の検出回路３１ｂ（図１参照）を有
する。受信コイル１２，１３の出力は差動接続され、バ
ッファ３０を介して検出回路３１ａに入力され、直交の
同期検波が行われる。一対の検波部３２，３３では互い
に直交する位相で検波がなされ、バンドパスフィルタ３
４を介してそれぞれ磁化電流Ｊｍ、うず電流ｒｏｔＪが
検出される。図３は、被検査体Ｗと金属Ｍの磁化特性図
であり、図において磁化電流ＪｍはＸ座標、ｒｏｔＪは
Ｙ座標方向の値となり、これらにより被検査体Ｗ、及び
金属Ｍの磁化特性が得られ、両者の差分に基づき金属Ｍ
を検出することができる。

【００２３】上記構成の金属検出機では、同軸型検出ヘ
ッド１において、金属等の金属Ｍが混入した被検査体Ｗ
が搬送手段によって図１中Ａ方向に進行して手前の受信
コイル１２内に移動すると、受信コイル１２内の磁束密
度が増し、逆に受信コイル１３内の磁束密度が減少す
る。このため、受信コイル１２の誘起電圧Ｖ１は、受信
コイル１３の誘起電圧Ｖ２よりも大きくなる。次いで、
進行した被検査体Ｗが受信コイル１３内まで移動する
と、受信コイル１２内よりも受信コイル１３内の磁束密
度の方が大きくなるため、誘起電圧Ｖ１より誘起電圧Ｖ
２の方が大きくなる。このようにして、同軸型検出ヘッ
ド１から出力される誘起電圧Ｖ１，Ｖ２同士の差の変化
（磁界の揺らぎ）に基づいて、検査空間Ｓ内を通過した
被検査体Ｗに金属Ｍが混入しているか否かを判定するこ
とができる。

【００２４】また、対向型検出ヘッド２において、金属
Ｍが混入した被検査体Ｗが搬送手段によって図１中Ａ方
向に進行して送信コイル２１と手前の受信コイル２２と
の間に移動すると、送信コイル２１、受信コイル２２間
の磁束密度が増し、逆に送信コイル２１、受信コイル２
３間の磁束密度が減少する。このため、受信コイル２２
の誘起電圧Ｖ３は、受信コイル２３の誘起電圧Ｖ４より
も大きくなる。次いで、進行した被検査体Ｗが送信コイ
ル２１と受信コイル２３との間に移動すると、送信コイ
ル２１、受信コイル２２間よりも、送信コイル２１、受
信コイル２３間の磁束密度の方が大きくなるため、誘起
電圧Ｖ３より誘起電圧Ｖ４の方が大きくなる。このよう
にして、同軸型検出ヘッド２から出力される誘起電圧Ｖ
３，Ｖ４同士の差の変化（磁界の揺らぎ）に基づいて、
検査空間Ｓ内を通過した被検査体Ｗに金属Ｍが混入して
いるか否かを判定することができる。

【００２５】すなわち、本実施の形態の金属検出機で
は、被検査体Ｗに混入した金属Ｍが針形状や薄板形状
で、且つ、Ｆｅ等の磁性体の場合、同軸型検出ヘッド１
で生じる磁束に対して略直交する配置である時、対向型
検出ヘッド２で生じる磁束に対して沿う配置となる。こ
れにより、同軸型検出ヘッド１では磁束の変化が少なく
誘起電圧Ｖ１，Ｖ２の差が小さいので金属Ｍの検出感度
が落ちるが、対向型検出ヘッド２では磁束の変化が多く
誘起電圧Ｖ３，Ｖ４の差が大きいので金属Ｍの検出感度
が良好となる。

【００２６】逆に、同じく針形状や薄板形状で、且つ、
磁性体の金属Ｍが同軸型検出ヘッド１で生じる磁束に対
して沿う配置である時、対向型検出ヘッド２で生じる磁
束に対して略直交する配置となる。これにより、対向型
検出ヘッド２では磁束の変化が少なく誘起電圧Ｖ３，Ｖ
４の差が小さいので金属Ｍの検出感度が落ちるが、同軸
型検出ヘッド１では磁束の変化が多く誘起電圧Ｖ１，Ｖ
２の差が大きいので金属Ｍの検出感度が良好となる。

【００２７】さらに、本実施の形態の金属検出機では、
被検査体Ｗに混入した金属Ｍが針形状や薄板形状で、且
つ、ステンレス（ＳＵＳ）等の非磁性体の場合、同軸型
検出ヘッド１で生じる磁束に対して沿う配置である時、
対向型検出ヘッド２で生じる磁束に対して略直交する配
置となる。これにより、同軸型検出ヘッド１では磁束の
変化が少なく誘起電圧Ｖ１，Ｖ２の差が小さいので金属
Ｍの検出感度が落ちるが、対向型検出ヘッド２では磁束
の変化が多く誘起電圧Ｖ３，Ｖ４の差が大きいので金属
Ｍの検出感度が良好となる。

【００２８】逆に、同じく針形状や薄板形状で、且つ、
非磁性体の金属Ｍが同軸型検出ヘッド１で生じる磁束に
対して略直交する配置である時、対向型検出ヘッド２で
生じる磁束に対して沿う配置となる。これにより、対向
型検出ヘッド２では磁束の変化が少なく誘起電圧Ｖ３，
Ｖ４の差が小さいので金属Ｍの検出感度が落ちるが、同
軸型検出ヘッド１では磁束の変化が多く誘起電圧Ｖ１，
Ｖ２の差が大きいので金属Ｍの検出感度が良好となる。

【００２９】このように、上述した金属検出機は、互い
に磁束が直交する同軸型検出ヘッド１および対向型検出
ヘッド２を共に用いることで、一方の検出ヘッドで検出
し難い針形状等の形状、及び被検査体Ｗへの混入方向に
ある金属Ｍであっても、他方の検出ヘッドで検出し、被
検査体Ｗに混入した金属Ｍをもれなく検出する。この
際、同軸型検出ヘッド１の送信コイル１１と受信コイル
１２，１３、及び対向型検出ヘッド２の送信コイル２１
と受信コイル２２，２３との間は常時、平行磁界であ
り、被検査体Ｗが搬送移動されても、被検査体Ｗを遮る
磁界の向きが不変であり、Ｓ／ＮのＮ（ノイズ）成分を
小さくでき、金属Ｍを安定して検出できる。

【００３０】図４は、上記各検出ヘッドによる金属Ｍの
検出原理を説明するための図である。（ａ）は同軸型、
（ｂ）対向型の各検出ヘッドであり、金属Ｍは図中Ａ方
向に搬送される。（ａ）の同軸型検出ヘッド１において
は、コイルの巻回方向に沿って金属Ｍの外周を磁化電流
Ｊｍが流れ、端面（搬送方向前、後端）でうず電流ｒｏ
ｔＪが流れる。この際、磁化電流Ｊｍが大きく、うず電
流ｒｏｔＪが小さい。この場合、Ｆｅ等の磁性体に比し
てＳＵＳ等の非磁性体の方が検出感度が高くなる。
（ｂ）の対向型検出ヘッド２では、同一の金属Ｍに対し
て、コイルの巻回方向に沿って金属Ｍの外周を磁化電流
Ｊｍが流れ、端面（上面、下面）でうず電流ｒｏｔＪが
流れる。この際、磁化電流Ｊｍが小さく、うず電流ｒｏ
ｔＪが大きい。この場合、ＳＵＳ等の非磁性体に比して
Ｆｅ等の磁性体の方が検出感度が高くなる。

【００３１】上記説明は、金属Ｍについてのみ説明した
が、同様に被検査体Ｗについても同様に適用できる。例
えば、ハム等の水分を含む被検査体Ｗは、異物と同様に
所定の磁化特性を有する。被検査体Ｗ内での金属Ｍの検
出感度を向上させるためには、金属Ｍに磁化電流Ｊｍ、
うず電流ｒｏｔＪが多く流れ、且つ、被検査体Ｗには磁
化電流Ｊｍ、うず電流ｒｏｔＪができるだけ流れないこ
とが必要である。図３に示したように、ノイズ成分Ｎと
なる被検査体Ｗの磁化特性に対し、検出成分Ｓとなる金
属Ｍの磁化特性の差分ができるだけ大きく取ることによ
り金属Ｍの検出精度を向上できる。

【００３２】上記原理は、検出ヘッドにおける送、受信
コイルの駆動周波数が同一の例であるが、Ｆｅ等の磁性
体と、ＳＵＳ等の非磁性体では、それぞれ最も受信レベ
ルが高く検出可能な周波数が異なる。図５は、材質別の
周波数−受信レベル特性を示す図である。磁性体のＦｅ
は、低周波数〜高周波数にかけてほぼ一定な受信レベル
を有する。一方、非磁性体のＳＵＳは比較的高周波帯域
で受信レベルが高くなる。被検査体Ｗの例としてハム
は、ＳＵＳより高周波帯域で受信レベルが高くなる。図
示の例で説明すると、被検査体Ｗ内の金属Ｍ（ＳＵＳ）
の検出は、高周波帯域での両者の受信レベルの差分に基
づき行い、金属Ｍ（Ｆｅ）の検出は、比較的低周波帯域
での両者の受信レベルの差分に基づき行う。

【００３３】図６は、本発明の同軸−対向検出ヘッドの
構成における周波数別の検出感度特性を示す図である。
図中高周波とは数百ｋＨｚ（範囲：数十ｋＨｚ〜数ＭＨ
ｚ）であり、低周波とは数十ｋＨｚ（範囲：直流〜数百
ｋＨｚ）である。一般に高周波帯域においてはＳＵＳに
対する検出感度が高く、低周波帯域においてはＦｅに対
する感度感度が高い。（ａ）に示す同軸型検出ヘッド１
では、縦長方向のＳＵＳに対する検出感度が高く、横長
方向のＦｅに対する検出感度が高い。（ｂ）に示す対向
型検出ヘッド２では、横長方向のＳＵＳに対する検出感
度が高く、縦長方向のＦｅに対する検出感度が高い。こ
れらは、材質、及び上記磁界の発生方向別に、それぞれ
金属Ｍに生じる磁化電流Ｊｍ、及びうず電流ｒｏｔＪの
値に基づく特性である。このように、同軸型検出ヘッド
１と対向型検出ヘッド２を用いることにより、互いの検
出感度を補完できる作用がある。

【００３４】ところで、上記構成の同軸型検出ヘッド
１、対向型検出ヘッド２は、単一の検査空間Ｓ内におい
てそれぞれ磁界の発生方向が異なるため、互いが同一周
波数で同時に測定することはできない。したがって、本
実施の形態では、同軸型検出ヘッド１と対向型検出ヘッ
ド２を同時に作動させつつ、互いの検出が干渉せず、ま
た、金属Ｍの種別、混入方向に影響を受けずにこの金属
Ｍを検出する構成とする。このため、同軸型検出ヘッド
１と対向型検出ヘッド２では、同時に同一の周波数を発
生させないで金属Ｍを検出する構成とする。以下、各構
成例について説明する。

【００３５】図７は、同軸、対向の各検出ヘッドの駆動
周波数の関係を示すタイムチャートである。（構成例１…２周波数時分割）図７（ａ）に示す時分割
制御は、同軸型検出ヘッド１を高周波駆動させる際、同
時に対向型ヘッド２は低周波駆動させる。この後、同軸
型検出ヘッド１を低周波駆動させる際、同時に対向型ヘ
ッド２は高周波駆動させる。

【００３６】（構成例２…２周波数切り換え）図７
（ｂ）に示す時分割制御は、同軸型検出ヘッド１側のみ
高周波と低周波で駆動させる際、対向型ヘッド２を停止
させる。この後、対向型検出ヘッド２のみ高周波と低周
波で駆動させる際、同軸型ヘッド１を停止させる。

【００３７】上記の如く、高周波と低周波の各周波数を
駆動する場合、発信器１０、２０は、それぞれ送信コイ
ル１１、２１に対し、これら各周波数を個別あるいは重
畳して駆動する。駆動信号は、ＦＭ、ＡＭ変調、位相変
調等により、ｓｉｎ波、矩形波等を出力する。受信側で
は、図２に記載した検出回路３１ａには、受信コイル１
２，１３の出力に対し高周波、低周波用の検波部をそれ
ぞれ並列に設ければよい。

【００３８】（構成例３…２周波数各独立）図７（ｃ）
に示す時分割制御は、同軸型検出ヘッド１の高周波、低
周波の駆動後、対向型検出ヘッド２の高周波、低周波を
各独立して駆動させる。いずれの時分割制御において
も、所定の周期で上記駆動切換を行うが、この周期は被
検査体Ｗの搬送速度に比して十分に高速に実行できる。
なお、送信コイル１１，２１に対する駆動信号の時分割
制御は、図示しない制御手段が実行するようになってい
る。

【００３９】（構成例４…全周波数同時）上記は、いず
れも時分割制御する構成であるが、本発明は時分割制御
に限らない。例えば、同軸型検出ヘッド１の高周波、低
周波の各周波数と、対向型検出ヘッド２の高周波、低周
波の各周波数の値を全て異なる値とすれば、計４つの異
なる周波数で全く同時に駆動させることができる。この
場合、高周波、低周波いずれにおいても、例えば両者間
で０．１ｋＨｚだけ周波数を相違させるだけで相互干渉
が無く、実用化できる。

【００４０】上記構成によれば、被検査体Ｗの搬送中
に、同軸型検出ヘッド１、及び対向型検出ヘッド２いず
れも駆動させることができ、各検出ヘッドはそれぞれ送
信コイルと受信コイルとの間が平行磁界であり、被検査
体Ｗが搬送移動しても被検査体Ｗを遮る磁界の向きが不
変であるため、被検査体Ｗ内に混入された金属Ｍの方向
に影響を受けずこの金属Ｍを高精度に検出できるように
なる。加えて、同軸型検出ヘッド１、及び対向型検出ヘ
ッド２を、それぞれ高周波及び低周波で駆動させるた
め、金属Ｍの種類（Ｆｅ等の磁性体、ＳＵＳ等の非磁性
体）、形状に影響を受けず、高精度の検出できるように
なる。

【００４１】上記実施形態では、同軸型と対向型の検出
ヘッドに対し、それぞれ高周波と低周波の２つの周波数
を用いて時分割制御、及び全周波数が異なる周波数制御
を実行する構成について説明した。これに限らず、検出
しようとする金属Ｍ、及び被検査体Ｗの特性に応じて２
つ以上、例えば３つの周波数を用い、これらを時分割制
御、及び全ての周波数が異なる周波数制御を実行する構
成とすることもできる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明による金属検
出機は、同軸型と対向型の２つの検出ヘッドを用い、こ
れら検出ヘッドはいずれも被検査体の搬送時に被検査体
を遮る磁界の向きが一定であるため、安定した金属検出
が行える。また、同軸型と対向型の検出ヘッドそれぞれ
が高周波と低周波で駆動されるため、金属の材質と、混
入方向、形状等の影響を受けずに高精度な金属検出が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属検出機の構成を示す概要図。

【図２】検出回路を示す回路図。

【図３】被検査体Ｗと金属Ｍの磁化特性図。

【図４】検出ヘッド別の金属材質の検出特性を説明する
ための図。

【図５】被検査体と金属の磁化特性を示す図。

【図６】検出ヘッド別の金属材質及び方向の検出特性を
説明するための図。

【図７】検出ヘッドに対する周波数の時分割制御を示す
タイミングチャート。

【図８】従来の検出ヘッドを示す斜視図。

【図９】従来の他の検出ヘッドを示す概略図。

【図１０】従来の他の検出ヘッドを示す概略図。

【符号の説明】

１…同軸型検出ヘッド、２…対向型検出ヘッド、１１，
２１…送信コイル、１２，１３，２２，２３…受信コイ
ル、３１ａ，３１ｂ…検出回路、Ｗ…被検査体、Ｍ…金
属。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山岸誠至東京都港区南麻布五丁目10番27号アンリツ株式会社内 (72)発明者久保寺茂東京都港区南麻布五丁目10番27号アンリツ株式会社内Ｆターム(参考） 2G005 CA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査体（Ｗ）を搬送させる所定長の搬
送路と、前記被検査体の搬送方向と同軸状に配置され、中央の送
信コイル（３１）の前後に一対の受信コイル（３２，３
３）を有する同軸型検出ヘッド（３０）と、前記搬送路の搬送方向に沿って配置され、かつ、前記同
軸型検出ヘッドの一側に送信コイル（２１）を、また、
前記同軸型検出ヘッドの他側に受信コイル（４２，４
３）を有し、前記同軸型検出ヘッドの磁束と直交する磁
束を生じる対向型検出ヘッド（４０）と、前記同軸型検出ヘッドの送信コイル、及び対向型検出ヘ
ッドの送信コイルにそれぞれ所定周波数の駆動信号を供
給する発信器（１０，２０）と、前記同軸型検出ヘッドの受信コイル、及び対向型検出ヘ
ッドの受信コイルにそれぞれ接続され、受信コイルの誘
起電圧を前記駆動信号の周波数別に検波して金属の有無
を検出する検出回路（３１ａ，３１ｂ）と、を備え、前記同軸型検出ヘッドと対向型検出ヘッドをそれぞれ高
周波、及び低周波駆動し、計４つの検波出力を得て被検
査体内の金属（Ｍ）を検出することを特徴とする金属検
出機。
【請求項２】前記発信器（１０，２０）に供給する高
周波、及び低周波の駆動信号を時分割制御する制御手段
を備え、該制御手段は、前記同軸型検出ヘッドと対向型検出ヘッドのうち、一方
を高周波駆動する際には同時に他方を低周波駆動させ、
一方を低周波駆動する際には同時に他方を高周波駆動さ
せて駆動周波数を時分割制御する請求項１記載の金属検
出機。
【請求項３】前記発信器（１０，２０）に供給する高
周波、及び低周波の駆動信号を時分割制御する制御手段
を備え、該制御手段は、前記同軸型検出ヘッドを高周波及び低周波で駆動させる
際には、前記対向型検出ヘッドに対する駆動信号の供給
を停止させ、前記対向型検出ヘッドを高周波及び低周波
で駆動させる際には、前記同軸型検出ヘッドに対する駆
動信号の供給を停止させて駆動周波数を時分割制御する
請求項１記載の金属検出機。
【請求項４】前記発信器（１０，２０）に供給する高
周波、及び低周波の駆動信号を時分割制御する制御手段
を備え、該制御手段は、前記同軸型検出ヘッドに対する高周波と低周波駆動と、
前記対向型検出ヘッドに対する高周波と低周波駆動を全
て個別のタイミングで行い駆動周波数を時分割制御する
請求項１記載の金属検出機。
【請求項５】前記発信器（１０，２０）に供給する高
周波、及び低周波の駆動信号を周波数制御する制御手段
を備え、該制御手段は、前記同軸型検出ヘッド及び前記対向型検出ヘッドに対
し、異なる高周波、及び異なる低周波の駆動信号を同時
に供給して用いる請求項１記載の金属検出機。