JPH0125347Y2

JPH0125347Y2 -

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Publication number: JPH0125347Y2
Application number: JP1982147161U
Authority: JP
Priority date: 1982-09-30
Filing date: 1982-09-30
Publication date: 1989-07-28
Also published as: JPS5953292U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、金属検出コイルの動作、感度の確
認をテストピースを実際に流すことなく実施でき
るようにした金属検出器の自己診断回路に関する
ものである。

従来、金属検出器は正しく動作しているか、あ
るいは必要な感度で金属片が検知できるようにな
つているかなどの確認は、テスト用のピースとし
て鉄またはステンレスの標準球を検査ラインに人
手により流して確認を行つていた。しかし、この
方法ではその都度生産ラインを停止させ、人が操
作しなければ確認できないため、生産がストツプ
したり、人手が必要であつた。また、異物混入の
発見を目的とするのに、検出感度が不足した場合
は、不良品がそのまゝ良品として流れてしまうと
同時に、この障害の発見が困難で、安全側に動作
するとは限らない欠点があつた。

上記従来例をさらに図面により説明する。

第１図は従来の金属検出器の回路図の一例であ
る。この図で、１は高周波電源、２は送信コイル
で、高周波電源１から電圧〓ｅ_Pで励振される。３
ａ，３ｂは受信コイルで、両者の接続点は接地さ
れており、送信コイル２と電磁的に結合してお
り、かつ送信コイル２との間に被検査物Ｍの通る
検査ライン４が形成されている。そして、被検査
物Ｍが通過しないとき、あるいは通過してもそれ
が金属を持つていないときには、受信コイル３
ａ，３ｂには等しい誘起電圧〓ｅ₁，〓ｅ₂が発生す
る。５は可変抵抗器等からなる位相調整器で、摺
動片５ａは接地され、これを第１図で上方側、す
なわち、受信コイル３ａ側に移動すると受信コイ
ル３ａ側の並列抵抗が小さくなり、第２図のベク
トル図に示すように、誘起電圧〓ｅ₁の位相が進ん
で〓ｅ′₁となり、誘起電圧〓ｅ₂との差〓ｅ′₁−〓ｅ₂＝〓ｅ_D
は、〓ｅ₁に対しほぼ90゜進みのベルクトル〓ｅ_Dとな
る。

上記と反対方向に位相調整器５の摺動片５ａを
動かすと、誘起電圧〓ｅ₂の位相が進んで〓ｅ′₂とな
り、誘起電圧〓ｅ₁との差〓ｅ′₂−〓ｅ₁＝〓ｅ_Dとなり
、
〓ｅ₂に対しほぼ90゜進みのベクトル〓ｅ_Dとなる。６
は可変抵抗器等からなる振幅調整器で、６ａはそ
の摺動片であり、これを移動させることによつ
て、〓ｅ₁−〓ｅ₂＝〓ｅ_Dの〓ｅ₁と〓ｅ₂をとり出す比
が変
る。例えば振幅調整器６の摺動片６ａを第１図で
上方側、すなわち受信コイル３ａ側に移動する
と、それまで〓ｅ₁と〓ｅ₂が平衡して０であつた出力
〓ｅ_Dが〓ｅ₁の出力の増加により第３図のベクトル図
に示すように〓ｅ₁と同相で現われる。７は増幅器
であり、８ａ，８ｂは同期検波器、９は移相器で
ある。

このような構成の従来の金属検出器において
は、検査ライン４に被検査物Ｍを流さない状態
で、位相調整器５と振幅調整器６とを調整し、同
期検波器８ａ，８ｂから出力が出ないようにして
おき、次いで鉄の標準球を検査ライン４に流した
とき、受信コイル３ａを通過するときは誘起電圧
〓ｅ₁が、また、受信コイル３ｂを通過するときは
誘起電圧〓ｅ₂が増加するので、同期検波器８ａか
ら出力が得られる。したがつて、この場合は同期
検波器８ａの出力の有無からその金属検出器の動
作が正常かどうかが判別できる。

次に、ステンレスの標準球を検査ライン４に流
すと、この標準球の中を渦電流が流れることによ
りロスが生ずる。すなわち、標準球が通過する受
信コイル３ａまたは３ｂの抵抗成分が変化するの
で、位相調整器５を動かしたのと等価になり、こ
れにより出力〓ｅ_Dが現われる。この出力は誘起電
圧〓ｅ₁に対し90゜進んだベクトルであるので、同期
検波器８ｂから出力が得られる。したがつて、こ
の場合は同期検波器８ｂの出力の有無からその金
属検出器の動作が正常かどうかが判別できる。

上記の動作をまとめて示すと第４図、第５図の
ようになる。

第４図は被検査物として、イに示すように鉄の
標準球M_Feを検査ライン４に流したとき、同期検
波器８ａ，８ｂの出力をロとハに示したものであ
る。鉄の場合には同期検波器８ｂの出力は０であ
り、同期検波器８ｂの出力はその標準球M_Feの速
度に応じた正弦波形となる。すなわち、受信コイ
ル３ａを通過中は〓ｅ₁＞〓ｅ₂となり、受信コイル３
ｂを通過中は〓ｅ₁＜〓ｅ₂となる。

また、第５図は被検査物としてイに示すように
ステンレスの標準球M_SUSを検査ライン４に流し
たとき、同期検波器８ａ，８ｂの出力をロとハに
示したものである。ステンレスの場合には同期検
波器８ａの出力は０であり、同期検波器８ｂの出
力は標準球M_SUSの速度に応じた正弦波形となる。
そして、受信コイル３ａを標準球M_SUSが通過す
るときは、誘起電圧〓ｅ₁の位相が進み、受信コイ
ル３ｂを標準球M_SUSが通過するときは、誘起電
圧〓ｅ₂の位相が進み、それぞれの周期検波信号は、
正、負の両極性の出力となる。

しかしながら、上記の従来の金属検出器では、
テストピースとして鉄およびステンレスの標準球
M_Fe，M_SUSを人手により検査ライン４に流さなく
てはならない等の欠点があることは既述したとお
りである。

この考案は、上述の欠点を解消するためになさ
れたもので、受信コイルの一方に閉ループの回路
を組み込んでおき、この閉ループの回路をスイツ
チにより開閉することで、テストピースを検査ラ
インに流したのと同等の位相変化または振幅変化
を出力に与えるようにして自己診断ができるよう
にしたものである。以下この考案について説明す
る。

第６図はこの考案の一実施例を示すものであ
る。この図において、１０は閉ループ状の電気回
路で、送信コイル２と、受信コイル３ａとの相互
に結合された電磁界内で受信コイル３ａ側に設置
される。１１はスイツチであり、この閉成によつ
て電気回路１０は閉ループが形成される。１２は
同じく閉ループ状の電気回路で、これは受信コイ
ル３ｂ側に設けられる。１３は直流電源、１４は
スイツチであり、このスイツチ１４の閉成によつ
て直流電源１３から電気回路１２に電流が流れ
る。

次に動作について説明する。

今、スイツチ１１を投入して電気回路１０を閉
ループにすると、この閉ループに誘起電圧による
電流が流れてロスを発生する。これは受信コイル
３ａのインダクタンスを減少させたことになり、
丁度、ステンレス等の非鉄金属を検出したのと等
価となる。そのため、実際に検査ライン４にテス
トピースを流さないで、自己診断ができることに
なる。

次にスイツチ１４を閉じると、直流電源１３か
ら電気回路１２に電流が流れる。この電流により
発生する磁界により受信コイル３ｂの磁界が増加
し、受信コイル３ｂのインダクタンスが増加した
ことになり、鉄を検出したのと等価となる。その
ため、この場合も実際に検査ライン４にテストピ
ースを流さないで、自己診断することができる。

第７図はこの考案の他の実施例で、電気回路１
０のループ中に可変抵抗器１５を挿入したもので
ある。これにより誘導電流が制限されるため、受
信コイル３ａ，３ｂの誘起電圧の差が小さくな
り、等価的に小さな金属を検出したかのように作
用する。

第８図はこの考案のさらに他の実施例で、電気
回路１２のループ中に可変抵抗器１５を挿入した
例である。この例で、直流電源１３の代りに高周
波電源を用い、可変抵抗器１５に代えて移相回路
を用いてもよい。

第９図もこの考案の他の実施例を示すもので、
１６，１７は受信コイル３ａ，３ｂのシールド管
であり、これを電気回路１０，１２の代りに用い
たものである。

第１０図はこの考案の応用例を示すものであ
る。この例では、受信コイル３ａ，３ｂにループ
状の電気回路１０ａ，１０ｂと、スイツチ１１
ａ，１１ｂを設け、第１１図に示すように、実際
の金属が２つの受信コイル３ａ，３ｂを通過する
のと同じタイミングでスイツチ１１ａをオンと
し、次にスイツチ１１ｂをオンとすれば、出力と
して第１１図のハに示すような波形が得られる。

なお、上記の実施例では閉ループ状の電気回路
１０，１２等を受信コイル３ａ，３ｂの内側に設
けたが、これは送信コイル２と受信コイル３ａま
たは３ｂの結合された電磁界内であればどこでも
よい。また、受信コイル３ａ，３ｂのうち少なく
とも一方に閉ループ状の電気回路を設ければよ
い。さらに、スイツチ１１，１４等は機械的スイ
ツチ、リレー等の外、アナログスイツチ、トラン
ジスタなど電子的なものも使用しうることは云う
までもない。また、直流電源１３にかえ、交流電
源のほか、高周波電源１を共用してもよい。

以上詳細に説明したように、この考案は受信コ
イルの少なくとも一方の送信コイルと結合する電
磁界内に閉ループ状の電気回路を設け、この電気
回路を電源を介して、または介さずに閉ループを
形成させるスイツチを設けたので、スイツチの開
閉のみで、実際に検査ラインにテストピースを流
すことなく金属検出器の動作の良、不良を自己診
断することができる。そして、閉ループ状の電気
回路の直列抵抗や印加電圧を変化させ受信コイル
のインダクタンスを増加または減少させることに
より、検出感度の確認を容易に行うことができ
る。さらに、スイツチとして半導体スイツチ等を
用いることにより、高速な診断が可能であり、実
際の被検査物の検査中のわずかのあき時間を利用
して自動診断を行うことができる。かように、こ
の考案によれば、実際にテストピースを流すこと
なく、金属検出器の動作の良、不良を診断でき、
しかも自動化無人化で行えるため高い信頼度で行
える利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の金属検出器の一例を示す回路
図、第２図、第３図は第１図の回路の動作を説明
するためのベクトル図、第４図、第５図は同じく
第１図の回路の動作を説明するための送、受信コ
イルの配置と出力波形を示す図、第６図はこの考
案の一実施例を示す構成略図、第７図、第８図、
第９図はそれぞれこの考案の他の実施例を示す構
成略図、第１０図はこの考案の応用例を示す構成
略図、第１１図は第１０図の応用例の動作説明の
ための要部の波形図である。図中、１は高周波電源、２は送信コイル、３
ａ，３ｂは受信コイル、４は検査ライン、５は位
相調整器、６は振幅調整器、７は増幅器、８ａ，
８ｂは同期検波器、９は移相器、１０，１２は閉
ループ状の電気回路、１１，１４はスイツチ、１
３は直流電源である。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

交流信号で駆動される送信コイルと、この送信
コイルの電磁界内に被検査物が流れる検査ライン
をはさんで設置された２つの受信コイルと、この
２つの受信コイルの両出力信号の差の出力信号を
前記交流信号と同期した信号で同期検波する同期
検波器とからなる金属検出器において：前記受信
コイルの少なくとも一方の前記送信コイルと結合
する電磁界内に、この受信コイルのインダクタン
スを増加または減少させるための閉ループ状の電
気回路を設け、さらにこの電気回路の閉ループを
閉開するスイツチを設けたことを特徴とする金属
検出器の自己診断回路。