JPH0236390A - 金属等の異物混入検出方法および検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、食品あるいは薬剤等（以下、単に食品等と
もいう）の原料、中間製品あるいは包装された製品等（
以下、これらを総称する場合には原料等、あるいは被検
査体という）の中に、本来混入してはいけない金属等は
勿論、本来の品質と異なる品質であるもの、即ち標準品
質と異なるもの（金属等の異物という）をも検出可能な
検出器（以下、単に検出器ともいう）に関する。

（従来技術） メーカ、例えば食品あるいは薬剤メーカ等にとって、そ
の原料中に金属等が混入している場合には加工機械を損
傷させることとなり、また製品中に金属等が混入してい
ることは衛生上の問題等を呈する。

このため、従来より、食品等の原料を加工機に供給する
工程において、あるいは加工後の包装された製品を出荷
する工程において、その中に金属等が混入していないか
否か、検出器による検査がおこなわれている。

この種の検出器は、第１９図あるいは第２０図に図示す
るように、高周波電流の供給により交番磁界を発生させ
る一次コイル３と、その磁界中に二つの二次コイル４．
５を配置して、−次コイル３と二次コイル４．５の間を
被検査体を矢印３１で示すように通過させ、被検査体に
鉄が混入している場合には磁力線が増加して被検査体が
通過している側の二次コイルの誘起電圧がもう一方の二
次コイルの誘起電圧に比べ高くなり、また非鉄金属が入
っている場合には非鉄金属内に生ずる渦電流により磁力
線が減少して被検査体が通過している側の二次コイルの
誘起電圧がもう一方の二次コイルの誘起電圧に比べ低く
なるという現象を利用している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、検出器に反応する原料等、例えば水分や
塩分を含んだ食品等は、マテリアルエフェクトと呼ばれ
る検出器に対して影響およぼす製品特性を有し、異物を
含んでいなくても比較的大きな信号を生じるから、これ
らの中に鉄系や非鉄系の異物を含んだ場合には、これら
の異物による信号と上述の製品特性によるマテリアルエ
フェクトの複合信号となる。

しかし、異物が小さい場合には、異物による信号が小さ
いため、その製品自体の製品特性によって生じるマテリ
アルエフェクトの信号と異物に起因する信号がそれに附
加されたものとはさほど変わらず、異物を検出するのが
困難であった。

このような問題に鑑みて、特開昭５７−１９８８８０・
号に記載されるような検出器が提供された。この検出器
は、発振器からの発振信号を、位相調整器を経て増幅し
、−次コイルを励磁する。製品が通過した際に二つの二
次コイルに生じる誘起電圧の差によって形成される検出
信号を、増幅した後に、その出力を二つに分岐して、一
つの出力を、前記発振信号に同期したチョッパーによっ
て検波して出力を得ている。また、他方の出力を、前記
の発振信号に対し９０’位相差を与えたチョッパーによ
り検波して出力を得ている。その後、前者の出力も後者
の出力も、各々濾波器等を経て、各単独に、レベル比較
器と比較している。

この検出器では、マテリアルエフェクトのある製品中の
異物を検出する際には、二つのチョッパーのいずれかを
マテリアルエフェクトの影響の最も少なくなる位相（マ
テリアルエフェクトが最大となる位相角に対して９０’
の位相）に調整すれば、異物に対して感度のよい出力信
号とすることができる。

しかし、マテリアルエフェクトの値をその最大の値の１
７１０以下にしようとすると、理論的に上記位相調整に
おけるその調整許容誤差角は最適位相角から約６°以内
におさえる必要がある。

即ち、実際の異物の検出に対しマテリアルエフェクトが
実質的使用に際し影響のない値、例えば、マテリアルエ
フェクトを最大値の３％以内におさえようとすると位相
調整の許容誤差角は約１．８°以内にする必要がある。

従って、大きなマテリアルエフェクトの生じる製品にお
ける異物検出に際しては精密な且つ試行的な調整が必要
となる。

また、後述のレベル比較器のレベル設定も、この位相調
整に対応した適切な比較レベルに、その感度又はゲイン
を調整する必要がある。従って、この検出器における調
整は、オペレータにとって、位相調整と感度調整の二つ
の変数の設定という熟練が必要な且つ試行的な調整作業
となる。

また、上述のように調整された検出器は、マ「テリアル
エフェクトの大きい位相方向での検出出力に対応して調
整されているため、この位相方向では極端に感度を低下
させた使用状態での使用となり、従ってこの位相方向に
おける金属等の異物の検出効果はさほど期待できない。

本発明は、上記現況に鑑み行われもので、上述のように
、位相調整と感度調整という二つの要因があるあるよう
な、オペレータにとってｙ）練を要し且つ試行ｔＭ誤的
な作業を強いる調整作業をしなくともよい、且つ、マテ
リアルエフェクトと同じ位相方向と近傍の位相方向を有
する異物の検出が感度良く行える金属等の異物混入検出
器を提供することを目的とする。

（問題を解決するための手段） 本発明の要旨は、発振器からの信号により交番磁界を発
生させる一次コイルと、これに近接して配設された二つ
の二次コイルと、該二つの二次コイルに誘起される電圧
若しくは電流の差を検出する検出手段と、上記検出手段
からの信号により検波する第２検波手段と、これら検波
手段からの信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、上
記各検波手段及びＡ／Ｄ変換手段で処理された信号から
二元一対のデジタルな主値信号を認知する主値認知手段
と、上記一対の主値信号にもとづいて異物の混入有無を
判定する判定手段を有する金属等の異物混入検出器であ
って、上記判定手段が、異物の混入がない被検査体の二
元一対の主値信号が条件内におさまる被検査体に関する
二元の判別条件式を備え、この判別条件式を用いて上記
主値認知手段からの検査しようとする被検査体に関する
二元一対の主値信号を演算して該判別条件式を満足させ
るか否かによって、被検査体への異物の混入の有無を判
定するよう構成されていることを特徴とする金属等の異
物混入検出器にある。

（作用） に、該マテリアルエフェクトの位相方向と同じ方向の位
相を有する金属等の異物が混入していても、二元一対と
なった被検査体の検出信号の主値信号を、予めその被検
査体のマテリアルエフェクトを考慮した判別条件式を用
いて演算して判別するため、従来のものよりも高い感度
で容易に判別することができる。

（ｂ）、同じ理由により、装置の発生するノイズがあっ
ても、そのノイズに影響されることなく、金属等の異物
を検出することができる。

（Ｃ）、二元即ち平面上に検出信号を表示するため、金
属の種類およびその大きさを容易に判別することができ
、しかも小さな信号しか生じさせない異物でも検出する
ことができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照し果を有する
。

（ａ）、マテリアルエフェクトを有する被検査体内第１
図において、ｌは発振器で、３０Ｋｚ〜４００ＫＺの周
波数域内の選択された周波数の正弦波電流（高周波電流
）を発生する。２は上記発振器１からの正弦波電流を増
幅する増幅器で、ここで上記正弦波電流を増幅して一次
コイル３に供給する。−次コイル３は、円筒形状をし、
上記正弦波電流により交番磁界を発生する。そして、こ
の−次コイル３の両側方近傍の交番磁界中には、二次コ
イル４と５が一次コイル３と同心で直列状（第１９図参
照）に配設されている。この二次コイル４と５の配設は
、上記同心で直列状に代えて、第２０図に図示するよう
な形態の配設であってもよい、また、この二次コイル４
．５は、差動動作するよう　（誘起電圧又は誘起電流が
互いに打ち消し合うよう）に接続されることによって、
二つの二次コイルに生じる誘起信号の差を検出する検出
手段を形成している。

この増幅器６の出力側は、その後で分岐して乗算検波器
７Ａと７Ｂの入力側に接続されている。この乗算検波器
７Ａ、７Ｂは、ＦＭ受信機等に広く採用されている四象
限検波器又はプロダクトディテクター等と言われるもの
と本質的に同じものである。

そして、上記乗算検波器７八には、参照信号として上記
増幅器２の後で分岐した一方の信号がそのまま入力する
よう接続され、一方乗゛算検波器７Ｂには、参照信号と
して上記分岐したものをさらに分岐して９０°位相器８
を介して９０°移相したものが人力するよう接続されて
いる。

上記乗算検波器７Ａ、７Ｂの各出力側は、平滑器及び帯
域濾波器９Ａあるいは平滑器及び帯域濾波器９Ｂを介し
て、信号を一次的に記憶しておくサンプルホールド回路
１１Ａ、　１１Ｂの入力側に接続され、さらにこのサン
プルホールド回路１１Ａ　、ＩＩＢの出力側は、アナロ
グ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１２Ａ、
　１２Ｂに接続されている。

このＡ／Ｄ変１負器１２＾、１２Ｂの出力側は、重み付
は回路１４＾あるいは重み付は回路１４Ｂを介して、上
値認知手段及び領域判別をする判定手段である制御装置
（演算装置）　１５に接続されている。

この制御装置１５は、上記信号を入力するためのインプ
ットインターフェース１５Ａ　、入力した信号を演算す
るマイクロプロセッシングユニット（ＭＰｔｌ）１５Ｂ
　、演算結果を出力するためのアウトプットインターフ
ェース１５Ｇを備えている。

そして、この制御装置工５は、タイミング制御回路１６
、プログラム制御回路１７と接続されている、また、こ
のタイミング制御回路１６は、タイミング制御を行うよ
う、上記Ａ／Ｄ変換器１２Ａ、１２Ｂ、サンプルホール
ド回路１１Ａ、１１Ｂ　、重み付は回路１４Ａ、　１４
Ｂの各機器と接続されている。

上記プログラム制御回路１７は、「サンプルテスト」、
「領域演算」、「運転」の各モードを切り換える切換ス
イッチ１８と接続されている。

また、上記制御装置１５は、アウトプットインターフェ
ース１５Ｃ側で、異物を検出したとき警報を発する警報
器１９と、異物の大きさＲと異物（金属；鉄あるいは非
鉄金属等）の種類の特徴を示す位相角φとを表示するＲ
／φ表示器２０に、接続されている。さらに、上記プロ
グラム制御回路１７は、制御装置１５によってサンプル
スト、領域演算、運転等のモードのいずれかの実行を指
示する実行５０２１、制御装置１５の実行の停止を指示
する停止釦２２と接続されている。

上記プログラム制御回路１７は、また、サンプルモード
を「Ｍ」又はｒＮＪに切り換えるためのサンプルモード
切換スイッチ２３に接続されている。また、上記制御装
置１５のインターフェースには、領域係数設定器２４が
接続されている。

また、さらに、プログラム制御回路１７には、被検査体
の検出器に対するデータ（後述する、統計量、諸係数）
を記憶させて次回移行の検査に利用するため、上記デー
タの採取後にその被検査体（製品）を特定するためコー
ド番号を付する入力用のキーボード２５を有し、このキ
ーボード２５には上記データをマイクロプロセッシング
ユニット１５Ｂの記憶装置内に記憶させるための指示キ
ーであるキーｈと、この記憶されたデータを判別条件式
の係数として置数させる（呼び出す）ための指示キーで
あるキーＨ０を具備している。

尚、補助手段として、コイル３．４の通過方向の手前側
には被検査体の該コイル３．４への通過を検出する光電
方式等の一対の通過検出手段（本実施例では、投光器と
受光器）２６Ａ　、２６Ｂを備えている。

ところで、詳細については後で説明するが、上記重み付
は回路１４Ａ、　１４Ｂは、第６図に図示するように構
成されている。即ち、本実施例においては、サンプル時
間間隔Ｔに応じて適切に選ばれているところのｎ−１段
の遅延素子１４１がそれぞれ入力側から出力側にカスケ
ードに接続され、その最初の遅延素子１４１に接続され
る入力側の線から分岐した線、最後尾の遅延素子の出力
側の線、及び上記各遅延素子１４１からの接続線がそれ
ぞれ各乗算係数器１４２゜〜１４２　ｎ−１の入力側に
接続され、これらの各乗算係数器１４２゜〜１４２７−
５の各出力側が合計器１４３に接続されることによって
、本重み付は回＊１４４．１４８は構成されている。（
シかし、重み付は回路は、デジタル的な演算によって上
記のものと同等の機能を有するマイクロコンピータ等で
構成してもよい、） そして、上記重み付は回路１４Ａ、　１４Ｂは、後述す
るように、上記乗算係数器１４２゜〜１４２　ｎ−１に
対し、その係数の与え方の特徴が奇関数状の分布をもつ
。即ち、奇関数の原点が、上記−列に配置された上記乗
算係数器１４２゜〜１４２　ｎ−１の内の中央の乗算係
数器に位置するように、該乗算係数器に係数を与えるか
、これに近い係数分布をもつように構成する。

さらに、具体的に最も好ましい例として、その重み付け
の係数が、鉄のような典型的な材質のものが一次及び二
次コイルを通過した際に検出Ａ犬によって合成された波
形、又は第４図（ｂｌのような孤立正弦波状の波形、又
は第４図（Ｃ）のように二つの矩形よって合成された分
布状の波形、又はこれら上記波形に近い分布形態をもつ
ものがよい。

上記重つの重み付は回路１４Ａ、　１４Ｂには、共に上
述のような波形の重み付けの係数が予め与えられること
となる。

上記重み付は回路を実現するための実際的な回路を示す
第６図の回路は、非巡回型の回路であり、又一般にＦＩ
Ｒフィルター（Ｆｉｎｉｔｅ　ＩｍｐｕｌｓｅＲｅｓｐ
ｏｎｓｅ　Ｆｉｌｔｅｒ）として知られる回路と同様の
ものであって、前記一般のＦＩＲフィルターとの差異は
係数の与え方に特徴を有する点にある。

このような重み付は演算は、プログラムすることによっ
て例えば１６ビツトのマイクロプロセッサ−又は市販の
デジタル演算用の乗算合計器（Ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ　
／　Ａｃｃｕｍｌａｔｏｒ　）を使用しても実現できる
。

このプログラムについては当業者にとって容易であるか
ら説明は省略することとする。

以下に、上記制御装置１５に記憶されているプログラム
の内容を、その実行およびその連係動作として生ずる上
述の各部の動作とともに説明する。

（Ａ）、信号検出と信号処理（重み付は処理）の動作 鉄を含んだ被検査体を一次コイル３と二次コイル４．５
の中を矢印３０に示すように通過させると、この被検査
体の通過に伴って、−次コイル３と二次コイル４．５間
で形成されている電磁的な結合が変化し、二次コイル４
，５の差動出力としては第２図（ａ）に図示するような
形状の誘起電圧（検出信号Ｃ８，）が発生する。

この検出信号Ｃ１は、増幅器６で増幅され、その後で分
岐されて、一方は乗算検波器７Ａに、他の一方は乗算検
波器７Ｂに入力される。乗算検波器７Ａに入力された検
出信号は、ここで、発振器ｌの位相と等しい位相の参照
信号で乗算検波され、例えば第２図（ｂ）に示すような
波形の検出信号（検出信号Ｘ、という）になる、一方、
乗算検波器７Ｂに入力された検出信号は、ここで発振器
１の位相と９０°位相の違う参照信号で乗算検波され、
例えば上記第２図（ｂ）に示すような波形の検出信号（
検出信号Ｙｌという）になる。

そして、上記検出信号Ｘ、及び検出信号Ｙ、は、それぞ
れ平滑器及び帯域濾波器９Ａ、９Ｂで第２図（Ｃ）に図
示するような平滑な波形の信号（検出信号Ｘ、、検出信
号Ｙ、という）に処理される。この検出信号Ｘ２は発振
器１の信号と同相の信号成分に相当し、検出信号Ｙ２は
発振器１の信号と９０”位相差を有する信号成分に相当
する。

次ぎに、これらの信号はサンプルホールド回路１１Ａ、
　ＩＩＢに送られる。そして、上記信号は各々サンプル
ホールド回路１１＾、１１Ｂで一次的に記憶され、この
記憶された各アナログ信号は、それぞれＡ／Ｄ変換器１
２Ａ、１２Ｂでデジタル信号に変換される。

れぞれの重み付は回路１４Ａ　、　１４Ｂに入力する。

重み付は回路１４Ａ、　１４Ｂでは、後で詳細に説明す
るように、時間的な分布に特徴のある重み付は演算（処
理）をおこなって、処理された各々の出力信号Ｘｓ、　
Ｙｓを制御装ｙ１．１５のインプットインターフェース
１５Ａへ送る。

第３図に例示するような、重み付は回路１４Ａ。

１４Ｂに入る際の入力信号Ｘ３は、 Ｘ６＊ＸＴ＋ＸＲ１ｒ”’”’１Ｘ（ｎ−１１７のよう
なＴ時間間隔（サンプル時間間隔）の離散的な時系列の
信号列となる。（ここでは、便宜上、最初の信号の時刻
を零（ゼロ）として説明している。） この重み付は回路１４Ａ、１４Ｂは、下記の（１）式で
示すような、ｎ−１次のＺ−１に関する多項式で表って
同期して作動し、一定のタイミング毎にアナログ信号を
デジタル信号に変換し、これをそＨ（、）　＝　Ｋｓ　
十に＋Ｚ−’＋　ＫｔＺ−”　＋　・・・十　Ｋ、−、
ｚ−（＋ｍ−１） ・・・　（１） そして、この重み付は回路１４Ａ、　１４Ｂは、第６図
に示すような構成の回路により実現されている。

ここで、最も適当な重み付けの係数Ｋｌｌ＋にｌ＋に！
・・　Ｋ＋＋−１の与え方の一つとしては、第３図に示
すような鉄の如き典型的な材質のものが一次コイル及び
二次コイルを通過した際に検出される信号の時間的変化
、これは典型的な波形を示すが、これにイ以だような第
４図（ａ）に示すような形態の分布となる係数をあたえ
ることである。

第４図（ａ）におけるに。＋ＫＩ＋Ｋｔ９等の間隔は、
サンプル時間間隔Ｔ（第３図参照）と同じにとる。

このようにして定めた係数を有する上記（１）式の伝達
関数をもつ回路、又は第６図の構成の回路と等価の回路
になるよう係数を定めた回路に、第３図に示すような波
形の入力信号を入力すると、第５図のような時系列デー
タ（出力信号）うに、第４図（ａ）に近い下向きの三角
形と上向きの三角形によって合成された分布をもつ形態
のものを用いてもよ（、あるいは第４図（ｂ）のような
孤立正弦波形又はこれに近いもの、又は第４図（Ｃ）の
ような二つの矩形によって合成された分布をもつ形態の
もの、若しくはそれに近い形態のもの等であってもよい
、即ち、重み付けの係数の分布が、時間に関し有限幅で
、これが上記の伝達関数の次数（上記ｎ−１次）に対応
しその次数の中間に位置する部分が原点となるような奇
関数状の分布をもつものであればよい。

そして、上述のように、上記形態の重み付けの係数をも
つ場合には、第３図に示すような入力信号の入力に対し
て、第５図に示すような形態の分布と同じか又は類似の
分布形態の出力Ｘ、を得ることができる。

Ｙ信号についても、上記Ｘ信号と同様に処理されて、ｙ
ｔ倍信号得ることができる。

第５図に示す出力信号は、第３図に示す極性の入力信号
に対して、上記のいずれの形態（第４＆（ａ）〜（Ｃ）
参照）の重み付は処理の場合でも、ｒＱ→負の出力→最
小値→増加→０→増加→最大値→減少→０→減少→最小
値→増加→０１に近づく、 という一連の時間的変化をする形態的な特徴を存する。

また、■最大値が最小値の約２倍又はそれ以上の振幅を
もち、■最小値の極性は最大値の極性の逆の極性をもち
、この最小値は最大値の前・後の概略１＋の位置に二つ
現れ、■出力は中央の最大値を示す値の時点を基準とし
てそれより前と後のデーターが対象型又はほぼ対象とな
る特徴がある。また、反対に入力信号が第３図の逆の極
性の場合には上記と全（逆の極性の出力信号Ｘ、又はＹ
、を得る。

このＸ、及びＹ、の信号は、後述するように最大値が判
別部において読み出され、この最大値を上値Ｘ、　、Ｙ
、とじて、後述の判別処理に使用される。

尚、この重み付は回路については、本出願人が既に出願
している　（特願昭６３−９２０００号）。

ところで、上述の説明では、被検出物（異物）が鉄であ
る場合を例にとって第２図（ａ）〜（Ｃ）をもとに説明
したが、更に、第８図をもとに各種の材質の異物を検出
したときの検出信号について説明する。

上述の鉄の検出信号は一般に発振信号に対してほぼ９０
°近く位相角がずれるが出力感度は高い、これに対して
、ステンレスの検出信号は、鉄と異なり、発振信号に対
して大きな（あまり）位相差を生じない。

今、典型的な被検出物の材質である鉄を基準として、こ
の検出信号の内で発振信号と同相の成分をＸ、発振信号
と９０°位相差を有する成分をＹと定める。そして、そ
れぞれの成分を正の価のものと考えると、第２図（ｂ）
、　（Ｃ）に示すように、鉄の信号成分は、Ｘ成分がＸ
成分に比べて大きくなる。これに対して、ステンレスは
、Ｘ成分がＸ成分に比べて大きくなり、また上記ステン
レスの内のある種のもの（ｒｓｕｓＩＪと図中に示す）
はＸ成分、Ｘ成分ともに正の価となり、別のステンレス
の種類のもの（ｒｓＵｓ２Ｊと図中に示す）ではＸ成分
は正の価でＹ成分は負の価となる。

また、各種の被検出物の材質には、鉄のように遅相性の
信号を生じさせるもの、あるいは進相性の信号を生じさ
せるものがある。

ところで、上述のように、異物を含んだ製品（原料等）
が通過すると、第２図（ｂ）、　（Ｃ）に示すような一
つの被検査体に対し正と負（若しくは負と正）の二つの
極性をもつ波形が現れるが、このような二つの被検査体
が相前後して近接してコイルを通過した場合には、検出
信号、例えばＹｔの信号は、第９図（ａ）の如（ｐ、、
　ｐｆｆｉ、　ｐ、、　Ｐａの四つの極値をもつ信号と
なる。

この場合、ｐｌ、　Ｐｚとり、　Ｐａが各々被検査体の
信号の組として区別して判断すべきものであるが、この
Ｙ２に特別な判断回路を別途設けない限り、この信号の
組合わせを区別することはできなが逆位相であるから全
く異なった材質のものとして表示器の表示において誤っ
た表示をおこなうこととなる。

しかし、上述の重み付は回路で重み付は演算することに
より、第９図■）のようなＹ、信号（Ｘ信号の場合も同
じ）を得るから、ＰＩｏの極値（最大値）は第９図（ａ
）のｐ、とＰ２の一組に対応し、ｐ３１の極値（最大値
）は第９図（ａ）のＰ、とＰ４の一組に対応するような
形であられすことができる。従って、連続して製品が流
れてきても、常に、製品に対応したかたちで信号を区別
することができることとなる。

（Ｂ）、マイクロプロセッシングユニットによる上値認
知 上記マイクロプロセッシングユニット（ＭＬＩＰ）１５
Ｂは、重み付は回路から出力された信号り、　Ｙ３の上
値を認知するためのプログラム（上値認知プログラム）
を有している。

■、主価値認知プログラ ム７図は、上記検出し重み付は処理した信号Ｘ、を所定
の時間幅にわたってあられしたものである。

上値の認知を行うためには、第５図のような波形のＸ、
信号の典型的な時間的変化を観測する必要がある。その
ため、第３図のような検出信号を発生させる典型的な材
質の異物が一次コイル二次コイルを通過したときに生じ
る二つの極値の時間的間隔ｔ１の３〜５倍の幅を時間的
な観測幅としている。

この時間幅に相当するような適切な２ｎ＋１個のＸ３　
（又はｙｉ）のデータを常に観測する。

例えば、下記の表、１に示すように、Ｘ、信号を最も新
しいデータから古くなる順に観測し、一連の番地に記憶
する。

表、１ このときデータの中央の番地はｎとなり、この番地には
浩−７のデータがその時刻に記憶されていることになる
。

上記のデータは新しいデータが入る際に、その前回のデ
ータを順次左から右ヘシフトした後、新しいデータがθ
番地に入力され最も古いデータが棄てられる。そして、
中央の番地ｎのデータを注目しその値の絶対値がその時
刻における２ｎ＋１個のデータの内で唯一の最大値とな
ったとき、このデータＸＩ−＋ａを上値と認知する（ス
テップ１．２及びステップ３）。

第７図のＡの二点鎖線の円で示すような位置に最大値を
示すデータＸ１−ｎがあり、中央の番地の近傍に同値の
データＸＦ−ａや。があるかを比較し同値のものがある
場合には、近傍であるか否か、下記の式でチックされる
（ステップ３）。

但し、δ；中夫の番地との近傍の限界を定めた数値とす
る。

そして、近傍であると判断した場合には、それらのデー
タＸｒ−，、Ｘト。、１の位置に対応するＹ信号の値Ｙ
　ｉ−ｈ　＋　Ｙ　１−１１＊ｍ　　を比較し、Ｙ、−
０≧　Ｙ　　ｉ−＋＋＋。

である場合にはＸｌ−ｎを上値としくステップ４）、そ
して、それに対応するＹｌ−１１の値をＹ信号の上値Ｙ
、とする。もし、逆にＹ　１−Ｂａｄ　　の方が大きい
場合には、ＸＩ−＋＋を上値としない。

このような場合には、次回以降に前記のＹト６０、　の
データが中央の番地にシフトされるから、その際には、
この値が最大値となるので、この値を上値とする。

但し、これらのデータは、一定の時間間隔毎に新しいデ
ータが加えられる度に、各々の位置（番地）が一つ−一
つシフトし、晟も古いデータＸ（−１ｎが棄てられる。

上記上値の認知の一連の手順については、第１１図のフ
ローチャートに図示されている。

尚、被検査体がバック包装品等のように固体又は個別の
塊状に限られる場合には、もともと信号が別個に検出さ
れるため、上述の重み付は処理を施すことなく上値を得
ることができる。

例えば、第１６図に示すように、ベルトコンベヤ５１の
長手方向に沿って、−次コイル３の中心に対し適当な間
隔ｌをおいてその位置を調整可能にして光電方式等の通
過検出手段５０　（２６Ａ、２６Ｂのものとはその作動
時間が異なる）を配設する、そして、第１７図に示すよ
うに、被検査体がコンベヤー５１によりコイルを通過す
る際に生じる信号Ｘ、又はＹ８の波状波形信号の立ち上
がりから始まりその信号が最大値に達し又減少しながら
零点を越えるまでの前半の１．時間にわたり上記通過検
出手段５０から生じる信号ＱがＯＮの状態となるように
予め通過検出手段の位置と作動時間を予め調整しておく
ものとする。

また、第１８図に示すような、アンド回路１００を設け
、このアンド回路１００にコイルからの検出信号Ｘｚ、
　Ｙｚと上記通過信号Ｑとが入力するようそして、第１
７図（ａ）と（ｂ）に示すように、上記コイルからの検
出信号Ｘ、、　Ｙｔの前半分のみ検出する、このように
検出した信号は孤立波状の信号となり、上述の重み付は
処理したものと同様の信号となる。後は、この信号を＾
／Ｄ変換して波形の最大値を示す値を前述の上値認知の
方法により上値とすれば、上述の重み付は処理したもの
と同様に上値を得ることができる。

上述のように上値を得れば、重み付は処理に比べて、被
検査体が塊状のものに限定されることと、光電管式検出
器の位置等の調整しなければならない欠点をあるものの
、極めて簡単に上値を得ることができる。

（Ｃ）、マイクロプロセッシングユニトによる判定上記
制御装置１５内には判別のためのプログラムを有し、そ
のプログラムによって制御装置内に形成される判別部の
実施例は、後述のｒ（Ｄ）運転」に述べるとおりである
が、それに先立ち、まず（ａ）１本発明にかかる判別処
理の技術的背景及び基本的思想について説明し、次ぎに
（ｂ）、判別条件式について述べる。

（ａ）１判定処理の基本的概念 ■、主主属二次元面（座標面）上への表示上述のように
、各被検査体毎に二元一対のＸ、Ｙ信号の上値（Ｘ３．
　Ｙ＊）が得られると、この上値を利用して一つの被検
査体に関するデータを二次元面（例えば四象限（Ｘ−Ｙ
）座標）上に表すことが考えられる。即ち、このように
四象限座標上に表示すると、その位置は、位相角（第８
図に示すような発振器信号をＸ軸とした場合の角度）と
信号の大きさ（座標の原点からところで、上述したよう
に、被検査体には検出器に対してその製品特性がマテリ
アルエフェクトとしてあられれるものとそうでないもの
があり、該マテリアルエフェクトは一般にその製品（原
料等）によってそれぞれ固有の特徴、例えば特有の位相
角をもつ。

また、その被検査体（製品）の内容量が多い少ないによ
って普通はベクトルの大きさが変化するが位相角はあま
り変わらない、従って、マテリアルエフェクトのある被
検査体であって内容量に多い少ないの変化があるものの
場合には、それらの通過により得られる各データ（上記
上値）を、上述のようにＸ−Ｙ座標上に表示すると、そ
の上値を表示する点は、上述のマテリアルエフェクトと
後述の各種の残存ノイズ信号が加わって、第１０図に示
す如く、Ｐ、、　Ｐ２＋　Ｐ３．　Ｐ４の各点の如くな
り、これらを含む領域とみなされる範囲は一般に長袖が
短軸に比べて大きな楕円となる。

一方、マテリアルエフェクトがほとんどなく、製品の一
パックの′重量がほぼ一定の場合には、上記ベクトルの
大きさが一定になるため、上述の場合に比して、短軸の
方向の減少は少なく且つ楕円の長袖が目立って短くなる
方向に変化することにより、円形の分布に近づく。

ところで、生殖信号が、座標上において、Ｐ＋（Ｘ＋、
Ｙ＋）、　Ｐｔ（Ｘ□Ｙｔ）　、　Ｐ３（Ｘ３．Ｙ３）
　、・・・等で表される場合に、これらのデータのＸ又
はＹに関する各々の平均値は各々μＸ、μＹとなり、こ
のように得られたＰ、（μＸ、μＹ）は平均値の座標位
置、即ち座標の原点Ｏ３に対する平均値の座標位置を示
すこととなる。この原点Ｏ６から上記Ｐ０までのベクト
ルｒ８は、上述の上値に含まれるマテリアルエフェクト
の平均値（標準偏差）のベクトルを示す。

従って、上述のマテリアルエフェクトのある被検査体の
場合には、上記ｐ、　（μＸ、μＹ）を中心に各点ｐ、
、　ｐ、、　ｐ、・・・等を含む上述の領域りが設定さ
れ、一方マテリアルエフェクトのない被検査体の場合に
は、上述のベクトルｒｓはゼロ又はゼロに近いので、原
点０１又はその近傍を中心に各点Ｐ、、　Ｐ！＋　ｐｉ
・・・等を含む上述の領域りが設定される。

尚、この場合に、一般には、異物が含まれない被検査体
のデータは上記２０点を中心として該２０点に近い程高
い密度になるように分布している。

上述のように、領域りを設け、上記領域りが異物を含ま
ない被検査体の分布領域であるとし、その外側の領域は
被検査体が異物を含んだ許容されない分布領域と考える
。

例えば、マテリアルエフェクトを有する被検査体の中に
、微小な金属等の異物が含まれている場合に、その上値
Ｘ３．　Ｙ、を第１０図に示すように座標上にＰ、とじ
て表すと、その大きさと方向は座標の原点０．からこの
Ｐ、までのベクトル「、で表すことができる。また、標
準値（標準偏差）との偏差は、標準（！　（標準偏差）
ｐｏから上値（Ｘ３．　Ｙｌ　）までの偏差ベクトルＲ
ａとして表すことができる。即ち、Ｒａｗｒ、−ｒ、と
なる。

そして、例えば、第１０図に示すれのベクトルのように
、領域りを越えて外側に達しているような検出信号を生
じさせる被検査体は不良、即ち異物を含んだ製品（被検
査体）となる。

ところで、上記検出信号（上値）には、一般に、本検出
器に設けられている上記増幅器、検波器、又はコンベヤ
の付帯設備の運転等に起因する電気的ノイズが、ランダ
ムな信号として影響を与える。

従って、マテリアルエフェクトのない被検査体の場合に
は、金属等の異物を含んでいないときには、上述の一次
コイル・二次コイルを通過させても、上述のように第２
図（Ｃ）のような信号Ｘ。

、Ｙ、が現れないので、信号Ｘ３．　Ｙｆｆには第５図
のような波形の特徴が現れず、上記電気ノイズが上述の
領域りを決定する要因となる。このため、この場合には
、上述の領域りは、第１２図のＰ。

、　ｐ、、　ｐ、・・・等の点のように、その中心Ｐ０
が原点に極めて近く、上述のマテリアルエフェクトを有
するものの場合に比べて該領域りも小さく、円形に近い
形状となる。従って、このようにマテリアルエフェクト
を有さない被検査体の場合には、金属等の異物を含んだ
被検査体の出力信号Ｐ、に関する偏差ベクトルＲ，がそ
の信号ベクトルｒ１　とほぼ等しい大きさとなる。また
、この場合には領域りが小さいから２１点の絶対長さ（
ベクトル量）が比較的小さい場合にも上記領域りの外側
にでる。換言すれば、前述のようなマテリアルエフェク
トを有する被検査体に比べて微小な異物をも検出するこ
とができることとなる。

上述のように、被検査体にマテリアルエフェクトを有す
るものと有さないものがあるが、本検出器では、上述の
領域を決定するため、サンプルテストを適切に行い、そ
のためのデータを得る。このため、このサンプルテスト
に、「Ｍ」モードと「Ｎ」モードを有する。このサンプ
。

ルテストにおけるｒＭ」モード及び「Ｎ」モードは、そ
れぞれ以下のような特徴を有する。

〔サンプルテストにおけるｒＭ」モードコマテリアルエ
フェクトのある被検査体のサンプルテストは、該被検査
体が一次コイル３、二次コイル４を通過する際にその主
属（Ｘ力、　Ｙ、）の検出によっておこなわれる。この
ようなサンプルテストが、ｒ　Ｍ　Ｊモードによるサン
プルテストである。

〔サンプルテストにおける「Ｎ」モードコマテリアルエ
フェクトのない製品は、−次コイル及び二次コイルの近
傍を通過した際にその製品自体の通過によっては第２図
のようなＸｔ。

Ｙ８信号の出力が共に殆ど現れない、従って、上記「Ｍ
モード」のような手法では上値信号を得るのは困難であ
るため、「Ｍモード」と異なった手法により求める。即
ち、パック状の被検査体が、上述の一次コイル３、二次
コイル４．５近傍を通過するのを光電方式等の通過信号
検出手段２６Ａ、　２６Ｂで検出すると、第２図（Ｃ）
に示すように、被検査体が上記コイルの中心を通過する
ｔ１時間以前よりはじまり中心を通過した後１５時間後
までの合計２ｔ、時間相当区間の間にわたって通過信号
を生ずるが、この通過信号発信中、連続したり、　Ｙｘ
倍信号中ら一定のサンプル数毎の間隔で、Ｘｚ、Ｙ３信
号を一組とした信号を抽出する０例えば、４ヶ飛び毎に
１０〜２０ケの信号が抽出される。この信号を、「Ｎ」
モードのサンプル信号という、一般に、製品特性を生じ
ない製品の信号は微小なランダムな各種のノイズが主因
であることから、上記「Ｎ」モードのサンプル信号は、
時系列的にもランダムな信号が得られる０時系列的にラ
ンダムな信号に対して、上記のような一定時間間隔の抽
出によって得られた多数のデータは、もとのランダムな
信号の振幅、分布等の特徴を適切に抽出することができ
る。このようなサンプルテストが、「Ｎ」モードによる
サンプルテストである。

■、相関関係 本実施例においては、さらに厳正な領域設定が可能なよ
うに、上述の主属（Ｘ信号とＹ信号）のＸ信号とＹ信号
の相関関係を配慮している、即ち、後述する領域を定め
る判別条件式である（５）式において、Ｘ信号とＹ信号
の相関関係を表す相関係数ρという要素が含まれている
。この判別条件式の相関係数ρと領域の関係について説
明すると、 いま、Ｘ　’　−Ｘ−μＸ　、Ｙ　’　＝Ｙ−μＹ　と
し、−膜内な表示とするため、Ｘ及びＶの単位尺度とし
てσ１．σ、を選び、座標を　Ｘ’／σＭ＋　　Ｙ°／
σ、として無次元化して相関係数ρと領域の関係を表す
と、第１３図のようになる。

図に示すように、相関係数によって条件式が示す領域の
形状即ち拡がり　（領域の面積）が変わっていることが
わかる。即ち、Ｘ、Ｙ　　信号が互いに無相関である場
合（ρ−０の場合）は条件式が示す領域が円形となり、
該領域が最も広くなる。また、Ｘ、Ｙ　　信号との間に
相関が強い程長軸と短軸の差が大きい楕円伏となり、従
って、相関係数が「１」に近づく程領域が狭くなる。

マテリアルエフェクトの小さい場合は、第１２図に図示
し前述したように信号Ｘ、、　Ｙ、がノイズ性の特性、
即ち信号の大きさ１位相がランダムで互いに無関係な値
となるので、Ｘ信号とＹ信号の二元一対の信号を座標表
示すると概ね円形状の領域に分布する。つまり、この場
合には、相関係数ρをゼロに近い値となる。

一方、マテリアルエフェクトが大きく、被検査体が塊状
又は内容量に「ばらつき」がある場合、又は被検査体が
バラ吻状でベルトコンベヤで検出コイル中を搬送されて
通過するような場合には、時々刻々Ｘ、Ｙ信号の大きさ
は変化するがこのＸ信号とＹ信号の大きさの比率はほぼ
一定の関係にかある。つまり、Ｘ信号とＹ信号には相関
関係があるため、第１０図に示すように、このＸ信号と
Ｙ信号の二元一対の信号を座標表示したものは一般に楕
円状に分布する。

従って、後述のように領域を定める条件式を、相関関係
を含んだ楕円状の領域となる条件式として定めることが
できる。このように相関関係を条件式に含めると、相関
関係を考慮しない場合に比べて領域を狭く決定できるこ
とを意味し、従来相関関係を考慮しなかった際に不良品
でありながら良品と誤って判定していたものを不良品で
あると判定することができ、より正確に判断し得ること
となる。即ち、相関係数の概念を導入することにより、
異物混入の判定能力が向上する。

判別条件式の係数等を決定するための、サンプルテスト
は、上記ｒＭＪモードあるいは「Ｎ」モードのいずれか
に切り換えて行われ、このテストによるＸ又はＹ信号に
関する多数のサンプルデータは、製品サンプル（サンプ
ル用の被検査体）をコイル３．４．５部分を通過させた
ときに得られ、マイクロプロセッシングユニット（ＭＰ
Ｕ）　１５Ｂ内の記憶部分に一対毎に記憶され、以下の
各値（判別条件式のためのデータ）を算出するため用い
られる。

μＸ：Ｘｓの平均値 μＹ：Ｙ、の平均値 σ８：　ｘｌに関する標準偏差 σ、：Ｙ、に関する標準偏差 σに　　幸　σｙ 尚、上記各記号（符号）の詳細な説明については、「統
計」に関する一般の参考書に詳細に記載されているから
省略する。

（ｂ）１判別条件式 本検出器においては、上述のように、得られた主属を、
予め定められた判別条件式に入れて演算し、その条件式
を満足するか否かによって異物が混入しているか否か判
定するが、その際以下の判別条件式が使用される。

■、第１実施例にかかる判別条件式 〔基本条件式〕 判定処理には、「統計」の参考書に記載されている統計
的分布関数の一例である下記の（４）式のような式がデ
ータの統計的分布の密度関数として用いられている。こ
の式は、前述のマテリアルエフェクトのある被検査体に
も、マテリアルエフェクトのない被検査体にも、同一の
母集団とみなされるものに対して何れも成立する。

本実施例では、領域条件を決定するために」１記（４）
式の指数に関する式の部分をｒ］）Ｊとおく。

このＤは領域を決定する数値であり、経験的データ等に
より決定してもよく、あるいは下記に記載する相関係数
ρと後述する領域係数ｄを用いた式により決定してもよ
い。

（ｌ＋ρ） 即ち、いま上記条件式をもちいると下記の（５）式が領
域決定の基本条件式である。

・・・　（５） 上記（５）式の中の領域係数ｒｄ、は、実施にあたって
は入力装置である第１図の領域係数設定器２４によって
、係数が入力される。

信頼値が２σ、３σ等に対して上記係数は各々、ｉ）、
２σのとき　ｄ＝２　　となり、Ｃ； ｉｉ）、３σのとき　ｄ＝３　　となり、とすれば、上
記（５）式は、下記の（８）、　（８）“式のように書
き直すことができる。

この「ｄ」を信軌値と関係づけてオペレータが適宜選択
できるように構成されている。従って、相関係数ρが計
算されｒ、Ｉ　Ｊがオペレータによって選択されると、
領域を決定するｒｌ）Ｊの値が定まることになる。

また、 ■ （１−ρ２）σ、　・　σ。

閤Ｄ ・・・　（８） −Ｄ≦　Ｏ・・・　（８）１ 上記（８）式はその境界を決定する式で、（８）“式は
領域又は領域内に属するか否かを判定する条件式となる
。

この式は上述したように楕円状の領域を示す判別条件式
となっており、相関係数ρの値によって円形の領域を示
す判別条件式にもなるから、マテリアルエフェクトのあ
る製品に対してもマテリアルエフェクトのない製品の何
れについても適用できる。

ところで、本装置では、上記（８）１式をプログラムの
形で内臓し、入力信号Ｘ、Ｙの一組のデータが入る毎に
、（８）１式を実行（演算）する。

原理としては、上記の＾、Ｂ、Ｃの数値と領域係数ｄを
オペレータが被検査体（即ち、製品）の特性に応じて適
切な数値を選んで入力することによって、領域条件式を
決定することができるのであるが、実際上、製品に応じ
て適切なＡ、　Ｂ。

Ｃ，Ｄの数値を決定することは容易でないため、本実施
例では、このオペレータの決定作業を容易にするために
工夫されたものとなっている。

即ち、この装置においては、Ａ、Ｂ、Ｃの数値を入力す
る装置を設ける代わりに、オペレータが切換スイッチ１
８の領域演算モードを選択することによって、上記のサ
ンプルテストによって得え記憶されているところのデー
タを呼び出して、上記μＸ、μＹ、σ８．σ７．ρ等の
統計量を自動的に算出し、さらに上記のＡ、Ｂ、Ｃの数
値を自動的に算出するようなプログラムを備えている。

また、さらに自動的に算出した上記結果を用いて、又上
述の領域演算設定器２４により上記ｄの値をオペレータ
が入力すれば、上記（８）式の「Ｄ」の値が算出できる
から、これによって（８）式の全ての係数が決定しく８
）１式が同定（関係式の型を決定すること；自動制御用
語）されるようなプログラムとなっている。これによっ
て、領域条件式（８）“式における自動設定が完了する
。

■、第２実施例にかかる判別条件式 上記実施例の判別条件式に代えて、下記の判別条件式を
用いてもよい、この判別条件式を用いる実施例を、判別
条件式に関する第２実施例として下記に説明する。

即ち、被検査体が、パック包装されたもののように略定
量あるいは一定の大きさの場合には、マテリアルエフェ
クトがあるものであっても、その特性の分布形状は前述
の楕円の長袖が短くなって円形に近くなるから、上記（
５）式又は（８）式に代えて下記の（５ａ）式又は（８
ａ）式を条件式としてもよい。

・・・　（５ａ） この（５ａ）式は、上記第１実施例の場合のρ＝０とし
た場合である。

ここで、 とすると、上記（５ａ）式は、 Ａ　’　（Ｘ　　−μｘ）”　　＋Ｃ’　　（Ｙ−μＹ
）”−Ｄ’≦０　　　・・・　　（８ａ） として判別条件式を定めることができる。

この場合は、相関関係を考慮せず換言すればこの相関係
数（ρ）を用いない場合に該当する。

また、本実施例においても、上記実施例と同様に「Ｄｏ
」は経験値等により直接数値で与えてＸよい。

■、第３実施例にかかる判別条件式 また、上記■又は■に記載する実施例の判別条件式に代
えて、下記の判別条件式を用いてもよい、この判別条件
式を用いる実施例を、判別条件式に関する第３実施例と
して下記に説明する。

即ち、被検査体が上記第２実施例の場合と同様に、バッ
ク包装品のようにほぼ定量かあるいは一定の大きさの場
合には、標準的な被検査体の測定データ（主属）　ＰＩ
＋　ｐｆｆｉ、　ｐ３．　Ｐ４等をおのおのＸ−Ｙ座標
上に表せば、第１４図に図示するように、座標の特定の
場所の近傍に集まる。

これらのデータは、そのＸ方向の平均値μＸ及びＹ方向
の平均値μＹに対し正と負の方向へ各々±ｄ・σＩｌ　
（ｗａｆ：Ｄｗ）、±ｄ・σｙ　（＝＝±Ｄｘ）のひろ
がり　（拡散）の限界を定めてその閉区間の範囲内に分
布すると考えることができるから下記（５ｔ＋）　、　
（５ｃ）式が成り立つ。

μＸ−Ｄｗ　≦　Ｘ　≦ｐ　Ｘ　＋　　Ｄ　ｘ・・・　
　（５ｂ） μＹ−Ｄｘ　　≦　Ｙ　≦μＹ＋Ｄ。

・・・　　（５Ｃ） 上記（５ｂ）　、　（５ｃ）式を変形すると下記の＜８
ｂ）　’　、（８ｃ）°式が得られる。

Ｘ　−ｕＸ　　　−ＤＸ　　≦　Ｏ・（８ｂ）Ｙ−μＹ
−Ｄｘ　　≦　Ｏ・・・　（８Ｃ）この（８ｂ）　’　
、　（８ｃ）　　“式が判別条件式で、この両式を満足
する被検査体が、良品（異物を含まない製品）であるこ
とになる。一方、上記いずれか又は両方の式を満足しな
いものは異物を含む不合格品であると判定される。この
判別条件式で判定される領域を図示すると、第１４図に
示すような矩形で囲まれた領域となる。即ち、領域内は
異物が存在しない良品であり、領域外は異物を含む不良
品となる。また、第１４図において領域の中心点Ｐ０と
座標の中心０との隔たり（距離）は、その被検査体のマ
テリアルエフェクトの大きさを表している。従って、マ
テリアルエフェクトのない被検査体の場合には、点ｅ０
と中心（原点）Ｏｌ　とが一致することとなる。

尚、上記各実施例の場合にも、（８ａ）“式あるいは（
８ｂ）　”　、　（８ｃ）　　“式がそれぞれ判別条件
式として、プログラムの形で制御装置１５内に内臓され
ることとなる。また、この第３の実施例の場合にも、相
関係数ρは考慮されていない、また、本実施例において
も、上述の実施例と同様に「ＤＸＪ、　　’ＤｙＪは経
験値等により直接数値で与えてもよい。

ところで、上述したように、オペレータの操作により領
域係数ｒｄＪの入力と被検査体のサンプルテストの結果
得られたデータとを用いて算出された判別条件式の諸係
数の値、統計量（即ち、第１実施例ではｒＡＪ、ｒＢ、
、ｒＣ。

「Ｄ」、第２実施例ではｒＡ’　Ｊ　、ｒＣ“」。

ｊ　ｎ　ｌ　、、第３実施例では「Ｄっ」、「Ｄｙ」等
の諸係数及び統計量「μＸ」、［μＹＪ）と被検査体を
特定するためのコード番号を入力するだめのキーボード
２５（第１図参照）と、その置数操作と共にマイクロプ
ロセッシングユニッ日５Ｂに入力して記憶させるキーＭ
１と、次回以降で同じ判別条件式を使用する際に使用す
るコード番号の置数と共に呼び出すためのキーＨ０とを
操作することにより、最初の検査の際に上記諸係数等を
記憶させ、再び以前と同じ被検査体を検査する場合には
、それらの諸係数と統計量を呼び出して直ちに再利用で
きるような構成になっている。

（Ｄ）運転 本検出器の構成等は上述したとおりであるが、以下に異
物の検出作業における手順を説明する。

（１）、予備操作 実運転に先立って、以下の述べるような各種の予備操作
がおこなわれる。

■、テスト運転 まず、本装置自体のノイズレベルを知るため、テスト運
転がおこなわれる。

オペレータは切換スイッチ１８をサンプルテストモード
にする。この際、Ｒ／φ表示器２０は被検査体の出力信
号（異物）のベクトル表示された大きさｒ、と位相角θ
を表示するように切換えられている。この場合の表示は
、 ｒａ　＝＄コｑ「 π χコ として演算され、ｒ、、θがＲ／φ表示器２０に表示さ
れる。これによって、無負荷時およびサンプルテスト時
の指示値を連続してオペレータが観測できる。

次ぎに、オペレータは被検査体として適当な予め異物が
混入していないことが判っている複数のサンプルを選び
、これらをコイルの中を通過させることによって検査し
、それらの出力信号の大きさと位相角の表示した値を読
み取って、予め無負荷時の指示値より増加しているか否
かを判定する。テストの際に表示された値が無負荷時の
ノイズレベルより明らかに大きいと判断されるデータが
あられれる場合にはマテリアルエフェクトがあると判断
し、以下のサンプルテストを［Ｍ、モードによるものと
する。

もし、これらのテストデータが無負荷時のノイズレベル
よりあまり゛増加していないと判断されれば、マテリア
ルエフェクトがないと判断し、以下のサンプルテストを
「Ｎ」モードによるものとする。

■、サンプルテスト 上記テスト運転の結果によって、上述のように、オペレ
ータはサンプルモード切換スイッチ２３を「Ｍ」モード
又は「Ｎ」モードに切り換える。

オペレータは、実行１口２１を押しサンプルとして適当
な予め異物が混入していないことが判っている被検査体
を適当な複数個数選び出し、サンプルテストのための運
転をおこなう、その結果、いずれのモードを用いた場合
にも、これらの複数（多数）のもののデータは内部に記
憶される。

■、領域演算操作 オペレータが切換スイッチ１８を領域演算モードにし、
実行釦２１を押すと、上記サンプルテストで得られた複
数のデータを用いて上述したように、それらのデータに
関するμｘ１μＹ１σ８、σ２、ρ等を算出する。さら
に、上述のＡ。

Ｂ、Ｃの各式を計算して（８）式の左辺の係数を決定す
る。

オペレータは領域係数「ｄ」の数値を適当に選んで領域
係数設定器２４に入力すると、領域条件を定める「Ｄ」
の値が計算されて（８）°式の判別条件式が定まり、こ
れで領域条件の演算の準備が完了する。

尚、上述の第２及び第３実施例の場合にも、同様な手順
で領域の条件式（８ａ）“あるいは（８ｂ）　”、（８
ｃ）　　’式が定まる。

また、上記各式において、ｒＩ）、、　　「Ｄ’　。

「ＤつＪ、　’ＤｙＪ等の値は上述のように計算により
求めてもあるいは経験値として判っている場合にはその
数値を直接人力してもよい。

■、被被検棒体判別条件式の諸係数と統計量の記憶 オペレータは、上記■の領域演算操作が完了すれば直ち
に実運転に移行できるのであるが、上述のように、被検
査体毎の特有の判別条件式に用いる諸係数と統計量を記
憶させ、随時これらを呼び出して使用することもできる
。

卯ち、オペレータが被検査体（原料等）に応じたコード
番号をキーボード２５によって入力するとともに、１亥
キーボードのメモリをさせるためのキー島を押して、前
記判別条件式に応じた諸係数および統計量等（即ち、Ａ
、Ｂ、Ｃ，Ｄ及びμＸ、μｙ等の値）を、制御装置１５
の記憶装置部分に記憶させ、また必要なときに上記キー
ボード２５からその被検査体のコード番号を入力すると
共に呼び出しキーＨ０を押して呼び出す。

従って、実際の稼働時においては、上述のように、種類
の異なる被検査体毎に上記諸データをコード番号で特定
して上述の手順で記憶させておけば、次回以降の検査作
業において、後述する実運転までの準備作業が軽減され
ることとなる。

（２）、実運転 上述の予備操作が終了した後に、実運転に入る。実運転
の際には、Ｒ／φ表示器２０は偏差ベクトルＲ，とその
位相角を主属によって表示するように切換えられる。

運転の際には、第１図に図示する切換スイッチ１８を運
転モードに入れると、プログラム制御回路１７がマイク
ロプロセッシングユニット（ＭＵＰ）１５Ｂへ被検査体
の検査をおこなうプログラムを導入する。

運転モードにおいては、データは「Ｍ」モード（主属）
によって判定部に入力される。

そして、実行Ｓ口２１を押して後、−次コイル３、二次
コイル４．５の中を被検査体（異物が混入していなか否
か判らないもの）を通過させる。かかる通過によって、
仮に第２図（ａ）に図示するような検出信号が発生した
とすれば、これらの検出信号は増幅器、検波器、平滑器
及び・帯域濾波器を経由して処理され第２図（Ｃ）のよ
うなＸｉ、　Ｙｔのアナログ信号となるが、その後各々
Ａ／Ｄ変換器１２Ａ、１２［１、重み付は回路１４Ａ、
　１４Ｂを経て×、。

Ｙ、のデジタル化された信号列となり、インターフェー
ス１５Ａ　１ｍってマイクロプロセッシングユニット（
ＭＰＵ）　１５Ｂへ入る。マイクロプロセッシングユニ
ット（ＭＰＵ）　１５Ｂの中では、Ｘ、及びＹ、信号の
信号列、即ちＸ　Ｉ　＋Ｘ１−１ｎ　Ｘｔ−ｚ、　Ｘ、
−３、”　’、Ｘ　１−ｔｎｓ、　　ｙｔ　＋Ｙ！−Ｉ
ｎ　Ｙｌ−２＋　Ｙｉ−３゜・・、　Ｙ　Ｉ−！ｎ　　
の中から、上述の上値認知のプログラム（第１１図参照
）によって被検査体の一組の主属Ｘ−Ｘ、、Ｙ−Ｙ、を
得るが、このような処理のあいだも被検査体の検出動作
は絶えず継続しておこなわれ（平行処理され）でいる。

第１５図に図示するフローチャートに示すように、上述
の一連の処理によってえられた主属信号ｘ、　、ｙ、を
用いて、下記の（１１）　、　（１２）によって演算し
、その結果をＲ／φ表示器２０に表示する。

Ｒ＝　　　（Ｘ−μＸ）！＋　　（Ｙ　−μＹ）”・・
・　（１１） ・・・　　（１２） （ステップ５） 上記（８）式によって定められた条件式（８）式（ある
いは（８ａ）　’又は（８ｂ）　’　、　（８ｃ））　
’式）におけるＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ（あるいはＡ’、Ｃ’、
Ｄ’又はり、、Ｄｘは予め上記の準備作業（予備操作）
で定められており、従って、主属のデータが（８）１式
（あるいは（８ａ）　’又は（８ｂ）　’　、　（８ｃ
））　’式）の左辺に代入されて演算されその結果が条
件を満足すれば（即ち左辺が０又は負の値となれば）　
ｉＩ域内と判定し、この式を満足しないならば（即ち左
辺が正の値ならば）領域外と判定する（ステップ５）。

そして、領域内ならば不合格の警報を警報器１９、例え
ば、ランプ表示と警報ブザー等が作動し、後段のライン
の選別装置（図示せず）に対し該被検査体の除去のため
の選別動作を指令する。

この方式によると、被検査体が水分や塩分等を含むマテ
リアルエフェクトのあるものである場合には、被検査体
の水分やその他の成分の量が異なるとその電磁的特性が
変化し、基阜となる被検査体（規格にあった製品）の領
域条件を満たさなくなるため、被検査体が不良である旨
の信号を発するから品質管理にも効果を発揮することと
なる。

（３）、上述の判定部を具備した本実施例にかかる検出
器の有する効果。

■、サンプルテストによって得られたデータを自動的に
演算して判別条件を決定する手法を採用しているため、
殆ど自動的に判定条件が定まる。また、−度採取したデ
ータを記憶させておいて、同じ被検査体に対しては、そ
のデータを呼び出して利用できるため、その都度、被検
査体のデータを採取する必要がない。

、■、オペレータは、信幀度を２σにするか３σにする
か等を配慮して領域係数を決定するだけでよく、従来か
らある検出器のように、励磁信号又は検波用の参照信号
の位相を調整するような熟練を要する調整を必要としな
い。

■、マテリアルエフェクトのある被検査体の中に含まれ
た異物の検出精度を、従来のものより飛躍的に向上させ
ることができる。従って、異物が混入していない良品を
、誤って不良品と判定するようなことはない。

■、従来のこの種の異物検出器に比べ、さらに各種の被
検査体に対して検査可能となり、被検査対象範囲を広く
なる。

即ち、バラ物の被検査体であってもパック包装された被
検査体でも、またマテリアルエフェクトのない被検査体
であってもマテリアルエフェクトのある被検査体でも、
それらの形態あるいは特性に影響されることなく一定の
手順で設定して使用することができる。

（効果） 本発明は、上述のように、被検査体がマテリアルエフェ
クトを有する場合においても、且つそのマテリアルエフ
ェクトと同じ位相の反応を示す微小な金属片を被検査体
が含んでいるものであっても、正確に検出することがで
きる。

しかも、予め金属の種類と検出器に対する位相との関係
をデータとして扱っておくことにより、金属片の種類お
よびその大きさ（世）をも検出することができる。

そして、従来の検出器のように、位相調整と感度調整と
いう二つの要素に関する調整を試行的且つ正確にする必
要がないため、誰でも節単に且つ長い準備時間を必要と
することなく操作することができる。

従って、原料等への異物の混入により加工機械等を破）
具することなく、また異物が混入した製品等を出荷する
こともない。

また、上記検出信号には、単に異物が混入しているか否
かの情報のみならず、上述のように、量的な情報をも含
んでいるため、異物の検出あるいは品質の異なるものの
検出が容易となる、従って、本検出器によれば、製品の
品質が本来の品質と異なっている場合にも検出すること
ができる。

さらに、構成が簡単であるため、上述した従来の検出器
に比べ安価に提供することができ、また保守、調整等が
節単に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例にかかる検出器の構成を示すブロック
図、第２図は（ａ）〜（Ｃ）は各段階での検出信号を図
示した図、第３図は検出信号を表した図、第４図（ａ）
〜（Ｃ）の各図は各種の重み関数を量的に表した図、第
５図は第３図に示す検出信号に第４図（ａ）〜（Ｃ）の
重み関数で重み付は処理して得られる検出信号を表した
図、第６図は重み付は回路の構成を示すブロック図、第
７図は連続して入ってきた検出信号を重み付けして得ら
れた信号より主属を検出するための観測状態を示す図、
第８図は金属の種類と検出値を示すべクトルの方向と大
きさの関係を示す図、第９図は検出信号が連続して入っ
てきた場合の検出信号が連続している状態を示す図、第
１０図はサンプルテストにより得られたマテリアルエフ
ェクトのある被検出体を判別するための領域と異物を含
む場合の検出値を示す図、第１１図は上値信号を求める
手順を示すフローチャート、第１２図はマテリアルエフ
ェクトのない被検査体を判別するための領域と異物を含
む場合の検出値を示す図、第１３図は相関係数と判別条
件式が表す領域との関係を示す図、第１４図は別の判別
条件式（第３実施例）にかかる判別の領域を示す図、第
１５図は上値信号を表示器に表示する際の処理手順を示
すフローチャート、第１６図は塊状の被検査体を検出す
る場合の重み付は処理に代わる構成を示すコンベヤの搬
送通路における光電管式検出器と一次コイルおよび二次
コイルの配置関係示す図、第１７図（ａ）、　（ｂ）は
第１６図に示した検出装置の検出信号を示す図、第１８
図は第１６図に示す一次コイルおよび二次コイルからの
信号と被検査体との検出信号をアンド処理する回路を示
す図、第１９図、第２０図は一次コイルと二次コイルの
配置等を示す図である。 １・・・発振器、３・・・−次コイル、４，５・・・二
次コイル、７Ａ、７Ｂ・・・乗算検波回路（検波手段）
、１５・・・制御装置（上値認知手段１刺定手段）。 算１　図 ％３ 図 第４ 図 （ａ） ｌ （Ｃ） にン Φ ８図 算７ 図 算９図 威１２図 第１３ ！ ￥１４図 停止８図 某１５１図 竿１６ 図 第１７図 手続補 正 土 １４（自 発） 疎１９図 第２０図 平成１ 年１０月２０８

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）、発振器からの信号により交番磁界を発生させる
   一次コイルと、これに近接して配設された二つの二次コ
   イルと、該二つの二次コイルに誘起される電圧若しくは
   電流の差を検出する検出手段と、上記検出手段からの信
   号を上記発振器と同相の第１参照信号により検波する第
   １検波手段と、上記検出手段からの信号を上記発振器と
   ９０゜位相の異なる第２参照信号により検波する第２検
   波手段と、これら検波手段からの信号をＡ／Ｄ変換する
   Ａ／Ｄ変換手段と、上記各検波手段及びＡ／Ｄ変換手段
   で処理された信号から二元一対のデジタルな主値信号を
   認知する主値認知手段と、上記一対の主値信号にもとづ
   いて異物の混入有無を判定する判定手段を有する金属等
   の異物混入検出器であって、 上記判定手段が、異物の混入がない被検査体の二元一対
   の主値信号が条件内におさまる被検査体に関する二元の
   判別条件式を備え、この判別条件式を用いて上記主値認
   知手段からの検査しようとする被検査体に関する二元一
   対の主値信号を演算して該判別条件式を満足させるか否
   かによって、被検査体への異物の混入の有無を判定する
   よう構成されていることを特徴とする。
2. （２）、前記金属等の異物検出器が、複数の被検査体を
   サンプルテストすることによって得られた二元一対の主
   値信号に関するデータを記憶する手段と、このデータを
   用いて前記判別式の必要定数等を定めるべく統計量の演
   算をする演算手段と、上記判別式を同定する演算手段と
   を含むことを特徴とする請求項第１項の金属等の異物検
   出器。
3. （３）、前記判別条件式が、下記の式であることを特徴
   とする請求項第１項もしくは第２項に記載の金属等の異
   物混入検出器。 Ａ（Ｘ−μＸ）＾２＋Ｂ（Ｘ−μＸ）（Ｙ−μＹ）＋Ｃ
   （Ｙ−μＹ）＾２−Ｄ≦０ 但し、Ａ＝（１／（１−ρ＾２）σ＿ｘ＾２）Ｂ＝（−
   ２ρ／（１−ρ＾２）σ＿ｘ・σ＿ｙ）Ｃ＝（１／（１
   −ρ＾２）σ＿ｙ＾２） ここで、 Ｘ、Ｙは検査しようとする被検査体の検出 値、μＸ、μＹは予め求めている異物の混入のないその
   被検査体の検出値の平均値、σ＿ｘ、σ＿ｙは同じくそ
   の標準偏差、ρは相関係数、Ｄは領域を定める任意の数
   である。
4. （４）、前記判別条件式が、下記の式であることを特徴
   とする請求項第１項もしくは第２項に記載の金属等の異
   物混入検出器。 Ａ′（Ｘ−μＸ）＾２＋Ｃ′（Ｙ−μＹ）＾２−Ｄ′≦
   ０ 但し、 Ａ′＝（１／σ＿ｘ＾２） Ｃ′＝（１／σ＿ｙ＾２） ここで、 Ｘ、Ｙは検査しようとする被検査体の検出 値、μＸ、μＹは予め求めている異物の混入のないその
   被検査体の検出値の平均値、σ＿ｘ、σ＿ｙは同じくそ
   の標準偏差、Ｄ′は領域を決定する任意の数である。
5. （５）、前記判別条件式が、下記の二つの式であること
   を特徴とする請求項第１項もしくは第２項に記載の金属
   等の異物混入検出器。 ｜Ｘ−μＸ｜−Ｄ＿ｘ≦０ ｜Ｙ−μＹ｜−Ｄ＿ｙ≦０ ここで、 Ｘ、Ｙは検査しようとする被検査体の検出 値、μＸ、μＹは予め求めている異物の混入のないその
   被検査体の検出値の平均値、Ｄ＿ｘ、Ｄ＿ｙは領域を決
   定する任意の数である。