JPH0619469B2

JPH0619469B2 - 金属等の異物混入検出器

Info

Publication number: JPH0619469B2
Application number: JP63092000A
Authority: JP
Inventors: 眞一井上; 和夫中山
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 1988-04-13
Filing date: 1988-04-13
Publication date: 1994-03-16
Anticipated expiration: 2009-03-16
Also published as: US5034689A; JPH01262494A; AU3277389A

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中等
（以下、原料等という）に、本来混入してはいけない金
属等は勿論、本来の製品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）
をも検出する検出器（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15図あるいは第16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、一次コイル３と二次コイル４，５の間を被検
出体を矢印31で示すように通過させ、被検出体に鉄が混
入している場合には磁力線が増加して被検出体が通過し
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
少して被検出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、検出器に反応する材料、例えば水分や塩
分を含んだ食品等は、検出器に対して製品特性（マテリ
アルエフェクトという）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、一次コイ
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を信号とするところの検出信号を、
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。この方法では、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。しかし、上述の検出器の場合には、検出
信号である第２図(b)、(c)に示されるような検波後の整
流信号に、一塊の製品によって、正と負の極値又は負と
正の極値をもつ一つ（一連）の形態の孤立波状の信号が
形成される。このように、検出信号が一塊の製品によっ
て二つの極値をともなう形態であることから、信号の前
半部と後半部とを一つの信号として判別しなければなら
ないが、製品が比較的短い間隔で連続して送られて来る
場合には材料毎にその信号を正確に区別する事が難しい
という問題があった。

ところで、上記連続して入って来る信号処理技術に関し
て、特公昭62−53071 号に開示されている。この方法で
は、検波後の整流された入力信号に対し、正極性の信号
の比較器と負極性の信号の比較器を備え、例えば、最初
に正の基準値を越えるような正の極性を示す入力信号が
前者の比較器に入り、ひき続いて負の基準値より更に負
になる負の極性を示す入力信号が後者の比較器に入るも
のとすると、(a)．上記前者の比較器から生じる信号に
より作動するタイマー及び単安定マルチバイブレーター
が出力する信号と、(b)．上記後者の比較器が出力する
信号を、「アンド」回路で処理し、その結果出力される
信号の種類によって異物の検出を行う方法が示されてい
る。

この方法は、判別した信号が異物を検出したという単純
な情報しか含まれていないから、これ以降の信号には量
的な情報は含まれない。

本発明は、上記現況に鑑みおこなわれたもので、比較的
短い間隔で連続して検出信号が入った場合にも各信号が
一つづつ明確に判別でき、しかもその信号には異物の量
的な情報も含むような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）本第１の発明の要旨は、被検査体に含まれる異物に起因
する磁界の変動から、異物の混入を検出する金属等の異
物混入検出器であって、この金属等の異物混入検出器が、被検査体の通過に伴っ
て生ずる磁界の変動を検出する検出手段と、上記検出手段からの信号をデジタル信号に変換する変換
手段と、この変換手段からの信号を入力して、被検査体毎に識別
可能な、奇関数状の分布となる伝達関数で、重み付けす
る重み付け回路又はそれと等価な重み付け手段と、を備え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。

また、本第２の発明の要旨は、被検査体に含まれる異物
に起因する磁界の変動から、異物の混入を検出する金属
等の異物混入検出器であって、この金属等の異物混入検出器が、被検査体の通過に伴っ
て生ずる磁界の変動を検出する検出手段と、この検出手段からの信号を二つに分岐し、分岐した一方
の信号を、該検出手段に出力している発信器の同相の参
照信号で検波する検波手段と、分岐したもう一方の信号
を、該検出手段に出力している発信器の位相を９０゜移
相した参照信号で検波する検波手段と、上記二つの検波手段から得られた二つの信号に重み付け
する重み付け手段と、上記重み付けされた二つの信号の各主値を定める手段
と、上記二つの信号の各主値をＸ値，Ｙ値として、Ｘ−Ｙ座
標上に表示する手段とを具備し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。

なお、主値とは、重み付けされた信号を構成する離散的
な複数個のデジタル値の中の最大値の値をいう。

（作用）しかして、本第１の発明にかかる金属等の異物混入検出
器によれば、被検査体の通過により検出手段で検出され
た孤立波状（本明細書において、第２図(c)のような形
状等で連続していないものも含む概念をいう）の検出信
号が、重み付け手段により、被検査体毎に識別可能な且
つ混入する異物の大きさに応じた大きさの奇関数状の分
布となる伝達関数で重み付けされるため、重み付け回路
を経た後には、第５図に示すように、(a)．定時間間隔
のディスクリートな（分離した）信号であり、(b)．そ
の信号の中に正又は負の極性の絶対値において最大とな
る極値（最大値という）を有し、(c)．その最大値から
ｔ_１離れた前回後二箇所の位置に上記絶対値と逆極性の
極値を有し、(d)．この前・後の極値に比べて上記最大
値が約２倍の大きさを有し、且つ上記最大値は異物の量
に応じた大きさの信号に変換される。このため、従来、
孤立波状の検出信号が連続して現れた場合には各検出信
号毎の判別が困難であったものが、上述のように一つの
信号が判別し易い形状の信号で現れるため、簡単に判別
できる。また、上記検出信号は二つの極性を伴う孤立波
状の信号を一つの最大値をもつ信号に変換し、上記最大
値の大きさはもとの信号の大きさに比例しており、変換
後もその量的に精度のある情報を含んでいるという特長
を有している。即ち、上記検出信号は異物の検出に有効
な情報を損なっていないという特長を有する。

また、第２の発明にかかる金属等の異物混入検出器によ
れば、明細書に添付する第１２図，第１３図に図示する
ように、Ｘ−Ｙ座標上において、異物の種類が原点から
の方向によって、また異物の大きさが原点からの距離
（長さ）によって表示されるため、どのような種類のど
のような大きさの異物が混入しているかが、一目瞭然に
判別することができるという特長を有する。

（実施例）以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図は本発明の適切な実施例である検出器の構成を示
すブロック図である。

第１図において、１は発振器で、30KHz 〜 400KHz 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。一次コイル３は、上記正弦波電
流により交番磁界を発生する。そして、第15図に示すよ
うに、この一次コイル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と同心状に配設さ
れている。この二次コイル４と５の配設は、第16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。そして、このように接続
された二次コイル４，５からの出力側の線は、増幅器６
に接続されている。

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,7
B は、FM受信機等に広く採用されている四象限検波器又
はプロダクトデイ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7A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同相で入力するよう
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位相器８を介して90゜移
相したものが入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 、11B 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 変換器12A,12B の出力側は、重み付け回路14A あるい
は重み付け回路14B を介して、主値認知の手段と判定手
段（異物を判別するプログラムによって判別する手段）
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(MPU)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15C を備えて
いる。

そして、この制御装置15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 、
重み付け回路14A,14B 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」、
「判別式の決定」、「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、データ信号の絶対
値|r|又は偏差信号（異物の大きさを表す）の絶対値|R|
とそれぞれの偏角θ（マテリアルヘフェクトを有するそ
の特定の材料の特徴を表す）又はφ（異物の特徴を表
う）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の実行
を指示する実行釦21、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「Ｎ」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。

ところで、詳細については後で説明するが、上記重み付
け回路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n-1 段の遅延素子14
1 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
気各遅延素子141 からの接続線がそれぞれ各乗算係数器
142₀〜142 _n-1 の入力側に接続され、これらの各乗算係
数器142₀〜142 _n-1 の各出力側が合計器143 に接続され
ることによって、本重み付け回路14A,14B は構成されて
いる。しかし、重み付け回路は、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、上記重み付け回路14A,
14B は、後述するように、上記乗算係数器142₀〜142
_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、上記一列に配置された
上記乗算係数器142₀〜142 _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される信号の時間的変化と
同様な分布をもつ第４図(a)に近い下向きの三角形と上
向きの三角形状によって合成された波形、又は第４図
(b)のような孤立正弦波状の波形、又は第４図(c)のよう
に二つの矩形に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。

上記二つの重み付け回路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。

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（重み付け処理）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
中を通過させると、この被検査体の通過に伴って、一次
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C
_XY）が発生する。

この検出信号 C_XY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１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X₁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Y₁とい
う）になる。

そして、上記検出信号X₁及び検出信号Y₁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X₂、検出信号Y₂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,11B
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11A,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12A,12B でデジタル
信号に変換される。

サンプルホールド回路11A ，11B 、A/D 変換器12A ，12
B は、共にタイミング制御回路16によって同期して作動
し、一定の時間間隔毎にアナログ信号をデジタル信号に
変換し、これをそれぞれの重み付け回路14A ，14B に入
力する。上記重み付け回路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け演算
（処理）をおこなって、処理された各々の出力信号X₃，
Y₃を制御装置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、重み付け回路14A,14B に入る
際の入力信号X₂は、 x _０，x _Ｔ，x _2T，・・・・，x _(n-1)T 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。）この重み付け回路14A,14B は、下記の(1)式で示すよう
な、n-1 を次のZ ^-1に関する多項式で表される伝達関数
をもつ。

Ｈ_(z) ＝ K_０＋ K₁Z^-1＋ K₂Z^-2＋・・・＋ K_n-1Z^-(n-1) … (1) そして、この重み付け回路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 K₀,K₁,K_２・・ K_n-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、これに似たような第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K₀,K₁,K₂, 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）が得られる。

ところで、上記重み付けの係数は、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く、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X₃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、Y₃
を得ることができる。

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図(a)〜(c)参照）
の重み付け処理の場合でも、『０→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→０』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有する。

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ｔ_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く逆の極性の出力信号 X_３又は
Y_３を得る。

上記重み付けの完成の時間幅（次数）は、鉄のような典
型的な異物がコイルを通過する際に生じる信号の時間幅
とほぼ等しいものが最適であるが、その時間幅の1/4〜
1.6 倍の範囲の幅のものであっても実用上差し支えな
い。

ところで、X₃及びY₃の信号の最大値を判別部において読
み出し、この最大値を主値 X_ｍ,Y_ｍとして、信号の代表
値（信号値）として使用する。上記重み付け回路を実現
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FIR フィルター(Finite Impu
lse Response Filter)として知られる回路を使用したも
のである。本実施例では、係数の与え方に特徴を有す
る。

この第６図に示す回路について、その機能をさらに詳細
に説明すると、この回路は上述したような構成を有し、
入力側から入力した信号は、各乗算係数器を経てその出
力が合計器143 に入力し、合計器143 からその加算結果
が出力される。ところで、第６図において、n-1 個の遅
延素子141 の間に記されているm₀，m₁，m₂，m₃，・・ m
_n-1 は、本実施例を理解する際には、データの一次的な
記憶場所として理解し、遅延素子の一ブロック毎に一サ
ンプル時間Ｔの遅れがあるものと理解されたい。この発
明では、K₀，K₁…， K_n-1 の係数は、例えば、第４図
(a)のような分布の係数で与える。

重み付け演算の詳細を、第６図のブロック図と第７図の
表図に基づいて説明すると、最初の入力の x₍₀₎ が m_０
に入力され、その際、x₍₀₎ は乗算係数器142₀の係数K₀
と乗算されて、合計器143₁の出力から「 x₍₀₎ ・K₀」が
出力される。

二回目のサンプル時刻には、データx₍₀₎ が m_０から m
_１にシフトされ m_０にデータx_(T) が入力される。その
際、データ x₍₀₎ は乗算係数器142₁の係数 K_１と、デー
タ x_(T) は係数 K_０と乗算され、これらが合計器143 で
合計されて、「 x₍₀₎ ・K₁＋ x_(T) ・K₀」が出力され
る。

さらに、三回目のサンプル時刻には、データ x₍₀₎ が m
_１から m_２にシフトされ、データ x_(T) は m_０から m_１
にシフトされ、データ x_(2T)は m_０へ入力される。この
際、データ x₍₀₎ は乗算係数器142₂の係数 K_２と、デー
タ x_(T) は係数 K_１と、データ x_(2T)は係数 K_０と乗算
され、これらが合計器143 で合計されて、「 x₍₀₎ ・K₂
＋ x_(T) ・K₁＋ x_(2T)・K₀」が出力される。

第３図のような波形の信号が入力された場合の重み付け
処理の手順及び出力結果を整理すると、第７図のように
なる。尚、第７図において、横方向には記憶位置（メモ
リー番地）とその時刻における出力を、縦方向には時刻
をとっている。

上記時刻（タイミング）に応じたデータのシフトは、上
述のタイミング制御回路16から第６図に示す重み付け回
路にタイミング信号が入ることによっておこなわれ、前
述のサンプルホールド回路11A,11B 、A/D 変換器12A,12
B と同期しておこなわれる。

従って、m₀,m₁,m₂・・・，m _n-2,m _n-1 のメモリ番地に
あるデータをおのおの順にDx₀,Dx₁,Dx₂,・・・，Dx_n-2,
Dx_n-1,と表現するものとすれば、重み付け回路の出力 X
_３は下記の(2)式のように求めることができる。

K₀Dx₀ ＋K₁Dx₁ ＋K₂Dx₂ ＋・・・＋ K_n-2Dx _n-2 ＋ K_n-1Dx _n-1 ＝X₃ … (2) 出力Y₃についても同様に下記の(2)′式で求めることが
できる。

K₀Dy₀ ＋K₁Dy₁ ＋K₂Dy₂ ＋・・・＋ K_n-2Dy _n-2 ＋ K_n-1Dy _n-1 ＝Y₃ … (2)′ 第４図(c)に示すような形態（波形）の重み付け係数で
は、重み付け回路の絶対値が全て同一の値で、単に極性
が「＋」・「−」のみであるから、第10図(a)に示すよ
うな非巡回型の重み付け回路を用いて、入力側，各遅延
素子，最終遅延素子からの出力側のそれぞれの値を、減
算と加算による演算のみによって処理したものを合計
し、この合計値に対して係数K を一回乗じて出力値を得
ることができるため、最も簡単な重み付け処理する。そ
して、この伝達関数は下記の(1)′式で表される。

Hz＝K(-1-Z^-1-Z^-2… -Z ^-(n/2-1)+Z^-n/2 +Z ^-(n/2+1)+Z ^-(n/2+2) …+Z^-(n-1)） … (1)′ ここで、ｎは偶数である。

第10図(a)は＝n10の場合の例で、第10図(a)に示すメモ
リー番地m₀，m₁，m₂，m₃，・・ m_９に対して、記憶され
ているデータを各々順にDx₀,Dx₁,Dx₂，Dx₃，・・，Dx_９
とすると、（−Dx_０−Dx_１−Dx_２−Dx_３−Dx_４＋Dx_５＋Dx_６＋Dx_７＋Dx_８＋Dx_９）・K ＝ X_３ … (3) の式であらわされる。

ここで、 Y₃についても同様にして、（−Dy_０−Dy_１−Dy_２−Dy_３−Dy_４＋Dy_５＋Dy_６＋Dy_７＋Dy_８＋Dy_９）・K ＝ Y_３ … (3)′ の式であらわされる。

このように重み付け演算は、第10図(a)の実施例につい
ては(3)式又は(3)′式にもとづいて、通常のマイクロプ
ロセッサーで実現でき、第６図の実施例については(2)式又は(2)′式にもとづい
た演算をプログラムすることによって例えば16ビットの
マイクロプロセッサー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。

また、上述の非巡回型の重み付け回路に代えて、下記の
非巡回型と巡回型からなる重み付け回路を用いてもよ
い。下記に、その一例について説明する。

即ち、上記(1)′式を変形すると、下記の(1)″式を得
る。

但し、ｎ＝２ｌとする。

そして、上記(1)″式は、第10図(b)の回路で実現でき
る。即ち、この回路は、第10図(b)に示すように、非巡
回型の回路部a と非巡回型の回路部b と巡回型の回路部
c を含んでいる。上記(1)″式による回路でｌ＝5 の場
合には第10図(a)の回路と同じ結果を得ることとなる。
よって、非巡回型の回路と同じ機能のものを、巡回型と
非巡回型を含む回路でも実現できる。

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゜遅れた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、Y 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Y 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（「SUS1」と図中に示す）はX 成
分、Y 成分ともに正の価となり、別のステンレスの種類
のもの（「SUS2」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、鉄のような材質の異物を含ん
だ製品が通過すると、第２図(b)，(c)に示すような検出
信号、即ち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。もし、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Y₂の信号は、第９図(a)
の如くP₁′，P₂′，P₃′，P₄′の四つの極値をもつ信号
となる。

この場合、P₁′，P₂′とP₃′，P₄′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い。従って、P₂′とＰ₃′
とを一つの組として誤認する場合がある。この場合に
は、信号の極性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、上述の重み付け回路で重み付け演算することに
より、第９図(b)のような Y₃ 信号（X 信号の場合も同
じ）を得るから、P₁″の極値（最大値）は第９図(a)のP
₁ ′とP₂ ′の一組に対応し、P₃″の極値（最大値）
は第９図(a)の P₃ ′と P₄ ′の一組に対応するような
形で生成することができる。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。

ところで、上記重み付け回路14a,14B は、前述のよう
に、乗算係数器142₀〜142 _n-1 に対し、その係数の与え
方の特徴が、第４図(a)、(b)又は第４図(c)のように、
奇関数の分布をもち、中央の乗算係数器が奇関数の原点
に対応するようになっており、且つ原点に関し点対称の
分布をもつ場合には、この重み付け回路は、その伝達特
性としてバンドパスフィルターとしてのパスバンドは鉄
のような典型的な物体が一次および二次コイルを通過す
る際に生じる信号波形に含まれる周波数に近いものであ
る。

従って、この重み付け回路は不要なノイズを減少するこ
とに対しても効果を有する。

また、前述のように、奇関数の分布をもち、中央の乗算
係数器が奇関数の原点に対応するようになっており、且
つ原点に関し点対称の分布をもつ場合には、入力信号に
含まれる直流成分については重み付け演算により該直流
成分が消滅しゼロとなる特徴がある。

従って、この発明に如き構成によると、第１図の二次コ
イル４，５からの信号の差の信号Ｃ_x,y が、コイルから
の信号差の不均衡か又は何らかの理由により一定の振幅
をもつ残存交流信号を有している場合がある。このよう
な場合において、この残存信号は乗算検波器7A,7B 及び
平滑器及び濾波器9A,9B を通過したそれぞれの出力信号
Ｘ₂,Ｙ₂ に直流成分を生じる。

さらに、引き続いてA/D 変換された信号も直流成分を含
んでいるが、この信号が重み付け回路14A ,14Bに入力
し、重み付け演算によって直流成分が消滅するから残存
交流信号は重み付け回路14A ,14Bの信号出力Ｘ₃, Ｙ₃
信号に出力として影響を及ぼさない特徴を生ずる。

従来は、例えば、先行技術である実開昭57-19880号の発
明では、バランス回路等の残存信号を消去する機能を有
する回路が必要となるが、本発明ではこのような補償回
路が不要となり、コストを下げるためにも寄与してい
る。

(B).マイクロプロセッシングユニットによる主値認知上記マイクロプロセッシングユニット(MUP)15Bは、重み
付け回路から出力された信号X₃, Y₃の主値を認知するた
めのプログラム（主値認知プログラム）を有している。

．主値認知プログラム第11図(a)は、上記検出し重み付け処理した信号X₃を所
定の時間幅にわたってあらわしたものである。

主値の認知を行うためには、第５図のような波形のX₃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
Y₃）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、X₃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。

このときデータの中央の番地はn となり、この番地には
x_i-n 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へシフトした後、新しいデータが 0
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 x_i-n を主値と認知する（ステップ
１，２及びステップ３）。

第11図(a)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 x_i-n があり、中央の番地の近傍に同値
のデータ x_i-n+ _αがあるかを比較し同値のものある場合
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）。

０＜｜α｜≦δ ， x_i-n+ _α＝ x_i-n ？但し、δ；中央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 x_i-n ， x_i-n+ _αの位置に対応するY 信号の値 y_i-n
， y_i-n+ _α を比較し、 y_i-n ≧ y_i-n+ _α である場合には x_i-n を主値 X_m とする（ステップ
４）。

そして、それに対応する y_i-n の値をY 信号の主値 Y_m
とする。もし、逆に y _i-n+ _αの方が大きい場合には、
x_i-n を主値としない。このような場合には、次回以降
に前記の y _i-n+ _α， x _i-n+ _α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 x _i-n+ _αが
最大値となるので、この値 x _i-n+ _αを主値 X_m 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、最も古いデータx_i-2nが棄てられる。

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

．重み関数とその主値の特徴上述のようにして得た主値は、以下のような特徴を有す
る。

第１に、相前後して一次コイル・二次コイルを通過する
Ｎヶの被検査体によって生じる２Ｎヶの極値を含む信号
が入力された場合にも、Ｎヶの極値を含む主値信号に変
換処理し、上述の主値認知のプログラムを用いて容易に
区別して認知できるから誤信号を生じさせる恐れはな
い。第２に、X₂又はY₂の信号が第2 図(c)の波形と逆相
の信号である場合には、重み付け回路の出力信号X₃又は
Y₃は第５図と逆極性の信号となる。従って、上述の主値
認知プログラムを用いて、上記 X₃, Y₃ 信号より得られ
た主値信号 X_m ， Y _mは、各々正又は負の極性とその数
値データを含んだ一組として有用な精密な信号情報であ
り、あらゆる導磁性、誘電性、又は高周波損失を有する
材料（異物を構成する材料）の特性を、Ｘ−Ｙ座標上の
四つの象限のいずれかの平面にわたって区別して処理で
きる。

そして、この主値信号には、ｉ．非常に微細な鉄、ステンレス、黄銅等の異物の混入
した製品（被検査体）に関しても、その異物の存在に起
因する（異物の存在に関する）電気的情報をもらさずに
含んでいる。

ii.さらに製品自体が導電性を有する材料、例えば水分
や塩分の多いもの又はその包装材料に導電性の材料を含
んでいるもの等の場合においても、マテリアルエフェク
トとしての信号と異物よって生じる信号も逃がすことな
く情報として含んでいる。

従って、上述のいずれの場合においても、後述する精緻
な判別部の判別処理と相まって、従来の手法では区別
（検出）が困難であった異物をもこの手法によると、さ
らに精密に区別ができるようになる。

(c).マイクロプロセッシングユニットによる判別（判別
部）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
の最も好ましい実施例は、以下の如くである。

ところで、一般に、製品には検出器に対して製品特性が
あらわれるものとそうでないものに大別できる。マテリ
アルエフェクトは、一般にその製品それぞれ固有の特徴
を有し、それぞれ製品特有の位相角をもつ。また、その
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。マテリア
ルエフェクトのある被検査体の場合、各被検査体の通過
により得られる各々のデータは、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たものを
四象限表示する第12図において、 P₁, P₂, P₃, P₄ の各
点として表され、製品の内容量が多い少ないのある場合
には、これらを含む領域とみなされる範囲は一般に長軸
が短軸に比べて大きな楕円となり、上記各点はこの楕円
内に分布する（第12図の領域Ｄ参照）。

また、マテリアルエフェクトがあり、被検査体である製
品の一パックの内容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、楕円の長軸が目立って
短くなる方向に変化し、短軸の方向の減少は少なく各デ
ータの平均値を中心にした円形の分布に近づく（第12図
の領域Ｄ′参照）。

今、マイテリアルエフェクトを有する被検査体の中にさ
らに微小な金属等の異物が含まれているとすると、その
場合にも、そのX 信号とY 信号と各々の主値 X_m Y_m は
上述の一連の手順により得ることができる。そして、こ
の主値 X_m, Y_m は、上述の四象限表示であるＸ−Ｙ座標
上においてベクトルｒ_ａ（ X_m, Y_m ）で表すことができ
る。

ところで、異物を含まない被検査体の上記同様のデータ
（主値信号）が、座標上において、 P₁( X_m1,Y_m1)，P
₂(X_m2,Y_m2)，P₃(X_m3,Y_m3)，・・・等で表されるものと
すれば、これらのデータの内X 又は Yに関する各々の平
均値を各々μX,μY とすれば、 P₀(μX,μY )は平均値
の座標位置、即ち座標の原点0₁に対する平均値の座標位
置を示すこととなる。

換言すれば、原点 0_１から上記 P_０までのベクトル r_ｓ
は、被検査体のマテリアルフェクトの平均値（標準値）
のベクトルを示す。

今、上記 P_０のまわりに P₁, P₂, P₃ …等を含んだ領域
Ｄをを考える。一般には、異物が含まれない被検査体の
データは上記 P_０点を中心として該 P_０点に近い程高い
密度になるように分布している。上記領域Ｄ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でいる許容されない分布領域と
考える（第12図において、上記異物を含んだベクトルを
r_ａとし、上記標準値を示すベクトル r_ｓとの差の偏差
ベクトルを R_ａとする）。

従って、例えば、第12図に示す R_ａのベクトルのよう
に、領域Ｄ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であ
るものと判別する。

一方、マテリアルエフェクトを生じさせない被検査体の
場合は、第13図に示すように、金属等の異物を含まない
被検査体を、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X₂，Y₂が現
れないので、信号X₃，Y₃には第5 図のような波形の特徴
が殆ど現れない。この場合には、信号X₃，Y₃は、増幅
器、検波器、又はコンベヤの運転による電気的な内部要
因によるランダムなノイズが主として上述の分布領域Ｄ
を決定する要因となる。従って、例示として多くの被検
査体のコイル通過時の信号を第13図のＸ−Ｙ座標上に示
すと、図中のP₁，P₂，P₃…等の多数の点がコイル通過時
の信号に対応する。上記各点を含む領域Ｄは、その中心
P_０が原点に極めて近く領域Ｄも上述のアテリアルエフ
ェクトを有する被検査体の場合に表される領域に比べて
非常に小さく、円形に近い形状である。

従って、金属等の異物を含んだ被検査体の出力信号 P_ａ
に関する偏差ベクトル R_ａはその信号ベクトル r_ａとほ
ぼ等しい大きさとなる。また、この場合には領域Ｄが小
さいから P_ａ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Ｄ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。

ところで、上述のように、本検出器は、上記切換スイッ
チ18にサンプルテストモードを備えている。また、その
サンプルテストを「Ｍ」モードで行うか，「Ｎ」モード
で行うかを切り換えるサンプルモード切換スイッチ23を
備えている。この「Ｍ」モード及び「Ｎ」モードによる
サンプルテストは、以下のような特徴を有する。

（「Ｍ」モードによるサンプルテスト）マテリアルエフェクトのある被検査中のサンプルテスト
は、マテリアルエフェクトの影響をデータに含んだ主値
X_ｍ， Y_ｍの検出によってサンプルテストを行い、この
テストで得られる信号は、マテリアルエフェクトとその
時々のバラツキと濾波後もなお残存する各種の微小なノ
イズの影響をも含んだデータとなる。このようなサンプ
ルテストが、「Ｍ」モードによるサンプルテストであ
る。

（「Ｎ」モードによるサンプルテスト）パック状の被検査体が、一次コイル３、二次コイル４，
５近傍を通過することを検出するために、光電方式等の
通過信号検出手段（図示せず）を設けると、被検査体が
上記コイルの中心に達するｔ_１時間前より中心を通過し
てもｔ_１時間後までの２ｔ_１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
X₃,Y₃信号中から一定のサンプル数毎の間隔で、 X₃,Y₃
信号を一組とした信号 X_n, Y_n（この信号を「Ｎ」モー
ドにおける主値として取り扱う）を抽出する。例えば、
一つの被検査体について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、マテリアルエフェクトを生じない製品の信号はラン
ダムな各種のノイズが主因であることから、この信号は
時系列的にもランダムな信号である。時系列的にランダ
ムな信号に関して、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。

ところで、上記切換スイッチ18には、実際の運転のため
の運転モードが設けられ、この運転モードで動作してい
る場合にはデータは主値信号を用いた処理動作となる。

また、サンプルテストを上記「Ｍ」モードあるいは
「Ｎ」モードのいずれかに切り換えて行うが、そのた
め、製品サンプルをコイル3,4,5 を通過させたときに得
られたX 又はY 信号（「Ｍ」モードによるデータ X_ｍ
及び Y_ｍ、又は「Ｎ」モードによるデータ X_ｎ及び Y_ｎ
信号）に関する多数のサンプルデータを記憶するマイク
ロプロセッシングユニット(MPU) 15B 内の記憶部分と、
これらのサンプルデータを用いて以下の各値を算出する
プログラムを備えている。

μ X： X_ｍ又は X_ｎの平均値 μ Y： Y_ｍ又は Y_ｎの平均値 σ_Ｘ： X_ｍ又は X_ｎに関する標準偏差 σ_Ｙ： Y_ｍ又は Y_ｎに関する標準偏差 σxy： X_ｍ及び Y_ｍ又は X_ｎ及び Y_ｎに関する共分散 ρ：で表される相関関数尚、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。

(a).判別条件式判別処理には、「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。

本検出器は、領域条件を決定するために上記(4)式の指
数に関する式の右辺を、とおいた条件式を基本にした演算を、自動的におこなう
ものである。

即ち、下記の(5)式が判別式を決定する基本条件式であ
る。

上記(5)式の右辺の「ｄ」は領域係数と呼び、第１図の
領域係数設定器24がこの係数の入力装置として設けられ
ている。

信頼値が 2ρ,3ρ等に対して上記係数は各々、ｉ).２ρのときｄ＝２となり、 ii).３ρのときｄ＝３となり、とし、この「ｄ」を信頼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。また、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。

上記(4)，(5)，(8)，(8)′式におけるX 及びY は、上記
主値 X_ｍ， Y_ｍを使用する。

上記(8)式はその境界を判別する式で、(8)′式は領域又
は領域内に属するか否かを判別する条件式となる。

本装置は上記(8)′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)′式を演算す
る。

理論上では、上記のA,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、判別条件式を決定す
ることができるのであるが、実際上、製品によって適切
なA,B,C 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18の
「判別式の決定」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,σ_Ｘ，ρ_Ｙ，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)式の右辺の値が算出できるから、
記憶されている(8)′式に対してX,Y のみのデータを入
力さえすれば(8)′式が計算されるようなプログラムと
なっている。これによって、上記判別条件式(8)′の自
動設定が完了する。

(D)運転本検出器の構成及び基本的な作用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のベ
クトル表示された絶対値|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、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
があらわれる場合にはマテリアルエフェクトを有する被
検査体であると判断し、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
エフェクトがない被検査体であると判断し、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、実行釦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。

．判別式の決定のための操作オペレータが切換スイッチ18を「判別式の決定」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μX 、μY 、σ_ｘ、σ_Ｙ、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、判別条件を定める(8)式の
右辺が計算されて(8)′式の条件式が定まり、これで判
別条件式を決定する操作が完了する。

(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は偏差ベクトルの絶対値|R|と
その位相角φを、主値をデータとして、後述の(11),(1
2)式に基づいた演算により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 を被検査体の検査をお
こなうプログラムにする。

この運転モードにおいては、データは「Ｍ」モードの場
合と同じく信号は主値 X_ｍ， Y_ｍの形態で上記判別部に
入力される。

次に、実行釦21を押して、一次コイル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X₂，Y₂のアナ
ログ信号となるが、その後各々A/D 変換されて重み付け
回路14A,14B を経てX₃, Y₃のデジタル化された信号列と
なりインターフェース15A を通ってマイクロプロセシン
グユニット(MPU) 158 へ入る。マイクロプロセッシング
ユニット(MPU) 15B の中では、X₃ 及びY₃ 信号の信号
列、即ちx _ｉ,x_i-1,x_i-3,・・・，x _ｉ−２ｎ、 y_ｉ，y
_i-1,y_i-2,y_i-3,・・・，y _i-2n の中から、上述の主値
認知のプログラム（第11図(b)参照）によって被検査体
の一組の主値 X_Ｍ、Y _ｍ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断続しておこなわれ
ている。

第14図に図示するフローチャートに示すように上記によ
ってえられた主値 X_ｍ， Y_ｍを、下記の(11),(12)を用
いて演算し、その結果をR/φ表示器20に表示する。

ここで、μX,μY は、Ｎモード又はＭモードの何れかに
よってサンプルテストされたときのデータの平均値であ
る。

上記(8)式によって定められた条件式(8)′式における
A,B,C，（２／1+ρ）・d²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、主値のデータが
(8)′式の左辺に代入されてその条件を満足すれば（即
ち左辺が０又は負の値となれば）領域内と判定し、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、領域外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。この方式によるの、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、基準となる被検査体
（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).判別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、
殆ど自動的に判別条件が定まる。

．オペレータは、信頼度を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。

（効果）本第１の発明は、上述のように、検出器が連続した検出
信号を発生した場合においても、各検出信号を明確に判
別できるため、例えば、粉粒状体等の連続して流れる被
検査体の検出器として用いた場合でも、混入している異
物の個数を正確に知ることができ、またその搬送速度と
検出速度が予め既知であれば、異物の混入している位置
を正確に知ることができる。

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

また、本検出器によれば、製品の品質が所定のものと異
なっている場合にも検出することができる。さらに、上
記検出信号には、単に異物が混入してもいるか否かの情
報のみならず、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。

さらに、本第２の発明によれば、異物の種類とその大き
さが一目瞭然に判別できるため、品質検査が従来のもの
に比べて飛躍的に厳格且つ精度よくおこなうことができ
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
簡単に行える。

【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図的に表した図、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け
処理して得られる検出信号を表した図、第6 図は重み付
け回路の構成を示すブロック図、第7 図は第6 図に示す
重み付け回路での重み付けの処理内容を図示した図、第
８図は金属の種類と検出値を示すベ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(a)は第6 図とは別の実施例にかかる重み付け回路の
構成を示すブロック図、第10図(b)は他の実施例にかか
る重み付け回路の構成を示すブロック図、第11図(a)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
号より主値を観測する状態を示す図、第11図(b)は主値
信号を求める手順を示すフローチャート、第12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
被検出体の特性の領域と異物の検出値をＸ−Ｙ二軸平面
上に示した図、第13図はマテリアルエフェクトのない被
検査体の特性の領域と異物の検出値をＸ−Ｙ二軸平面上
に示した図、第14図は主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15図，第16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……一次コイル、４，５……二次コイ
ル、7A,7B ……乗算検波回路（検波手段）、14A,14B …
…重み付け回路（重み付け手段）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査体に含まれる異物に起因する磁界の
変動から、異物の混入を検出する金属等の異物混入検出
器であって、この金属等の異物混入検出器が、被検査体の通過に伴っ
て生ずる磁界の変動を検出する検出手段と、上記検出手段からの信号をデジタル信号に変換する変換
手段と、この変換手段からの信号を入力して、被検査体毎に識別
可能な、奇関数状の分布となる伝達関数で、重み付けす
る重み付け回路又はそれと等価な重み付け手段と、を備えていることを特徴とする金属等の異物混入検出
器。
【請求項２】請求項１に記載する金属等の異物混入検出
器において、前記奇関数状の分布となる伝達関数が、そ
の次数に応じた係数の値が、最高次の1/2又はほぼ1/2に
相当する次数の部分が原点となる奇関数状の分布となる
伝達関数であることを特徴とする金属等の異物混入検出
器。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載するいずれか
の金属等の異物混入検出器において、被検査体の通過に
より重み付け手段から出力される、離散的な複数個のデ
ジタル値で構成される検出信号の中から、予め定められ
た個数の継続したデジタル値を観測して、その中から最
大値を検出する手段と、その最大値を該検出信号の主値
として定める手段を具備していることを特徴とする金属
等の異物混入検出器。
【請求項４】被検査体に含まれる異物に起因する磁界の
変動から、異物の混入を検出する金属等の異物混入検出
器であって、この金属等の異物混入検出器が、被検査体の通過に伴っ
て生ずる磁界の変動を検出する検出手段と、この検出手段からの信号を二つに分岐し、分岐した一方
の信号を、該検出手段に出力している発信器の同相の参
照信号で検波する検波手段と、分岐したもう一方の信号
を、該検出手段に出力している発信器の位相を90゜移相
した参照信号で検波する検波手段と、上記二つの検波手段から得られた二つの信号に重み付け
する重み付け手段と、上記重み付けされた二つの信号の各主値を定める手段
と、上記二つの信号の各主値をＸ値，Ｙ値として、Ｘ−Ｙ座
標上に表示する手段とを具備していることを特徴とする
金属等の異物混入検出器。