JPH08101166A - 位置を表示する磁性金属検出器 - Google Patents
位置を表示する磁性金属検出器Info
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- JPH08101166A JPH08101166A JP23382195A JP23382195A JPH08101166A JP H08101166 A JPH08101166 A JP H08101166A JP 23382195 A JP23382195 A JP 23382195A JP 23382195 A JP23382195 A JP 23382195A JP H08101166 A JPH08101166 A JP H08101166A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01F—PROCESSING OF HARVESTED PRODUCE; HAY OR STRAW PRESSES; DEVICES FOR STORING AGRICULTURAL OR HORTICULTURAL PRODUCE
- A01F29/00—Cutting apparatus specially adapted for cutting hay, straw or the like
- A01F29/09—Details
- A01F29/16—Safety devices, e.g. emergency brake arrangements
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属片の通過位置を知ることができる金属検
出器の提供。 【解決手段】 各磁石／コイルユニット（２０）は、コ
イル及びコイルの両端に設けられた一対の棒磁石（５
０、５２、５４、５６、５８、６０）を支持する全体に
矩形のボビン（２６、２７、２８）を有する。三つのコ
イルは、三相「Ｙ」字形態で電気的に接続されている。
三つのコイル全てが発生した電圧は、マイクロプロセッ
サをベースにした信号処理ユニット（ＳＰＵ）（６２）
によって受け入れられる。ＳＰＵは、個々のコイル電圧
間の差を表す三つの差分信号Ｖ（Ｘ−Ｙ）、Ｖ（Ｙ−
Ｚ）、Ｖ（Ｚ−Ｘ）を発生する。ＳＰＵは、三つの信号
全ての絶対値の和分を表す和分信号を発生し、和分信号
が閾値より大である場合に緊急作動信号を発生する。Ｓ
ＰＵは、コイルアッセンブリの両端のコイルからの電圧
間の差に対応する差分信号を閾値と比較することによっ
て、金属片がコイルアッセンブリのどの部分の上を通過
するのかを判断する。ＳＰＵは、差分信号を互いに比較
することによって金属片の位置を更に正確に判断する。
出器の提供。 【解決手段】 各磁石／コイルユニット（２０）は、コ
イル及びコイルの両端に設けられた一対の棒磁石（５
０、５２、５４、５６、５８、６０）を支持する全体に
矩形のボビン（２６、２７、２８）を有する。三つのコ
イルは、三相「Ｙ」字形態で電気的に接続されている。
三つのコイル全てが発生した電圧は、マイクロプロセッ
サをベースにした信号処理ユニット（ＳＰＵ）（６２）
によって受け入れられる。ＳＰＵは、個々のコイル電圧
間の差を表す三つの差分信号Ｖ（Ｘ−Ｙ）、Ｖ（Ｙ−
Ｚ）、Ｖ（Ｚ−Ｘ）を発生する。ＳＰＵは、三つの信号
全ての絶対値の和分を表す和分信号を発生し、和分信号
が閾値より大である場合に緊急作動信号を発生する。Ｓ
ＰＵは、コイルアッセンブリの両端のコイルからの電圧
間の差に対応する差分信号を閾値と比較することによっ
て、金属片がコイルアッセンブリのどの部分の上を通過
するのかを判断する。ＳＰＵは、差分信号を互いに比較
することによって金属片の位置を更に正確に判断する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、飼草収穫機に供給
される収穫物内に金属が存在することを検出するための
金属検出器に関し、詳細には、収穫物が通過する磁界及
び金属がこの磁界を通過したことに応じて信号を発生す
るためのピックアップコイルを持つ金属検出器に関す
る。
される収穫物内に金属が存在することを検出するための
金属検出器に関し、詳細には、収穫物が通過する磁界及
び金属がこの磁界を通過したことに応じて信号を発生す
るためのピックアップコイルを持つ金属検出器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】カッターヘッドが損傷しないように保護
し、家畜が金属片を経口摂取しないように保護するた
め、収穫物内の小金属片を検出するための磁石−コイル
型検出器を飼草収穫機で使用することが知られている。
金属がセンサ上を通過すると、金属検出器は供給ロール
の回転を停止し、金属を含む収穫物がカッターヘッドに
届かないようにする。例えば、１９７６年８月３日にベ
ネットジュニア等に賦与された米国特許第３，９７２，
１５６号には、単一導体「８字形状」導線コイルを備え
た飼草収穫機用金属検出器が示されている。しかしなが
ら、このようなコイルは、磁石−コイルアッセンブリの
中央を横切って流れる金属を検出し損なうことがある。
別の設計が１９７３年９月１１日付けの米国特許第３，
７５７，５０１号 及び１９７５年６月１０日付けの米
国特許第３，８８９，２４９号に示されている。これら
の特許は両方ともベネットジュニア等に賦与された特許
である。これらの特許では、飼草収穫機用金属検出器
は、各々別々の導体で形成された二つの別々の食い違っ
た「８字形状」導線コイルを含む。このような二コイル
設計は、単一のコイルが必要とするよりも多くの導線を
必要とするため、及び電子回路を二重に必要とするた
め、高価である。これらの従来技術の設計は全て、検出
ユニットの外端で供給ロールの外側を通過する金属に対
する感度が低いという欠点がある。
し、家畜が金属片を経口摂取しないように保護するた
め、収穫物内の小金属片を検出するための磁石−コイル
型検出器を飼草収穫機で使用することが知られている。
金属がセンサ上を通過すると、金属検出器は供給ロール
の回転を停止し、金属を含む収穫物がカッターヘッドに
届かないようにする。例えば、１９７６年８月３日にベ
ネットジュニア等に賦与された米国特許第３，９７２，
１５６号には、単一導体「８字形状」導線コイルを備え
た飼草収穫機用金属検出器が示されている。しかしなが
ら、このようなコイルは、磁石−コイルアッセンブリの
中央を横切って流れる金属を検出し損なうことがある。
別の設計が１９７３年９月１１日付けの米国特許第３，
７５７，５０１号 及び１９７５年６月１０日付けの米
国特許第３，８８９，２４９号に示されている。これら
の特許は両方ともベネットジュニア等に賦与された特許
である。これらの特許では、飼草収穫機用金属検出器
は、各々別々の導体で形成された二つの別々の食い違っ
た「８字形状」導線コイルを含む。このような二コイル
設計は、単一のコイルが必要とするよりも多くの導線を
必要とするため、及び電子回路を二重に必要とするた
め、高価である。これらの従来技術の設計は全て、検出
ユニットの外端で供給ロールの外側を通過する金属に対
する感度が低いという欠点がある。
【０００３】金属検出器のセンサが、導線でできた単一
のコイルを使用してつくられている場合には、上側にあ
る動力線からの不規則な磁界の影響を受け易い。このた
め、最初の成功した金属検出器センサは、二つのコイル
を備えてつくられている。これらのコイルは、均一な磁
界からの電圧が相殺されるように結線されている。しか
しながら、向き合って接続された二つのコイルを使用す
ると別の問題点が生じる。金属が二つのコイルを二分す
る線上でセンサを横切ると、各コイルに等しい電圧が誘
導されるのである。これらの等しい電圧は互いに相殺
し、金属検出器を賦勢する信号を残さない。一つの金属
検出システムは、四つのコイルと二組の増幅器を使用す
ることによってこの問題点をなくす。この解決策は、シ
ステムの幾つかの領域の感度が他の領域よりも高くなら
ないようにするために費用がかかり、増幅器を適合させ
る必要がある。
のコイルを使用してつくられている場合には、上側にあ
る動力線からの不規則な磁界の影響を受け易い。このた
め、最初の成功した金属検出器センサは、二つのコイル
を備えてつくられている。これらのコイルは、均一な磁
界からの電圧が相殺されるように結線されている。しか
しながら、向き合って接続された二つのコイルを使用す
ると別の問題点が生じる。金属が二つのコイルを二分す
る線上でセンサを横切ると、各コイルに等しい電圧が誘
導されるのである。これらの等しい電圧は互いに相殺
し、金属検出器を賦勢する信号を残さない。一つの金属
検出システムは、四つのコイルと二組の増幅器を使用す
ることによってこの問題点をなくす。この解決策は、シ
ステムの幾つかの領域の感度が他の領域よりも高くなら
ないようにするために費用がかかり、増幅器を適合させ
る必要がある。
【０００４】コイルを三つ備えた金属検出器システムが
１９９３年６月１６日付けの欧州特許出願第５４６，５
０９号に記載されている。しかしながら、このシステム
では、三つのコイルは単相直列配置で接続されている。
このようなシステムは、中央部の感度がその端部よりも
高いと考えられている。感度がほぼ均等な金属検出器を
提供することが望ましい。
１９９３年６月１６日付けの欧州特許出願第５４６，５
０９号に記載されている。しかしながら、このシステム
では、三つのコイルは単相直列配置で接続されている。
このようなシステムは、中央部の感度がその端部よりも
高いと考えられている。感度がほぼ均等な金属検出器を
提供することが望ましい。
【０００５】多コイル金属検出器システムでは、トリガ
ー金属片がコイルのどの部分の上を通過するのかをオペ
レータが知るのが望ましい。これにより、オペレータは
金属片の位置を容易に確認してこれを供給ロールから取
り除くことができる。しかしながら、上述の多コイル検
出システムのいずれもこのような情報を与えることがで
きない。
ー金属片がコイルのどの部分の上を通過するのかをオペ
レータが知るのが望ましい。これにより、オペレータは
金属片の位置を容易に確認してこれを供給ロールから取
り除くことができる。しかしながら、上述の多コイル検
出システムのいずれもこのような情報を与えることがで
きない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、トリガー金属片がコイルのどの部分の上を通過する
のかをオペレータが知ることができる多コイル金属検出
器を提供することである。
は、トリガー金属片がコイルのどの部分の上を通過する
のかをオペレータが知ることができる多コイル金属検出
器を提供することである。
【０００７】本発明の別の目的は、感度がほぼ均等な金
属検出器を提供することである。
属検出器を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】これらの目的及び他の目
的は、本発明によれば、端部と端部とを向き合わせて位
置決めされた三つの磁石／コイルユニットを持つ金属検
出器によって達成される。各磁石／コイルユニットは、
コイル及びコイルの両端に設けられた一対の棒磁石を支
持する全体に矩形のボビンを有する。三つのコイルは、
三相「Ｙ」字形態で電気的に接続されている。三つのコ
イル全てが発生した電圧は、マイクロプロセッサをベー
スにした信号処理ユニット（ＳＰＵ）によって受け入れ
られる。ＳＰＵは、個々のコイル電圧間の差を表す三つ
の差分信号Ｖ（Ｘ−Ｙ）、Ｖ（Ｙ−Ｚ）、Ｖ（Ｚ−Ｘ）
を発生する。ＳＰＵは、三つの信号全ての絶対値の和分
を表す和分信号を発生し、和分信号が閾値より大である
場合に緊急作動信号を発生する。ＳＰＵは、コイルアッ
センブリの両端のコイルからの電圧間の差に対応する差
分信号を閾値と比較することによって、金属片がコイル
アッセンブリのどの部分の上を通過しているのかを判断
する。ＳＰＵは、差分信号を互いに比較することによっ
て金属片の位置を更に正確に判断する。
的は、本発明によれば、端部と端部とを向き合わせて位
置決めされた三つの磁石／コイルユニットを持つ金属検
出器によって達成される。各磁石／コイルユニットは、
コイル及びコイルの両端に設けられた一対の棒磁石を支
持する全体に矩形のボビンを有する。三つのコイルは、
三相「Ｙ」字形態で電気的に接続されている。三つのコ
イル全てが発生した電圧は、マイクロプロセッサをベー
スにした信号処理ユニット（ＳＰＵ）によって受け入れ
られる。ＳＰＵは、個々のコイル電圧間の差を表す三つ
の差分信号Ｖ（Ｘ−Ｙ）、Ｖ（Ｙ−Ｚ）、Ｖ（Ｚ−Ｘ）
を発生する。ＳＰＵは、三つの信号全ての絶対値の和分
を表す和分信号を発生し、和分信号が閾値より大である
場合に緊急作動信号を発生する。ＳＰＵは、コイルアッ
センブリの両端のコイルからの電圧間の差に対応する差
分信号を閾値と比較することによって、金属片がコイル
アッセンブリのどの部分の上を通過しているのかを判断
する。ＳＰＵは、差分信号を互いに比較することによっ
て金属片の位置を更に正確に判断する。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１及び図２を参照すると、飼草
収穫機１０は、収穫物をカッターヘッド（図示せず）及
び切断バー（図示せず）に差し向けるように回転する供
給ロール１２及び１４を備えたフィーダー部分１１を有
する。図３で最もよくわかるように、供給ロール１２
は、固定シャフト１８に回転自在に取り付けられてい
る。収穫物は、供給ロール１２上をシャフト１８の軸線
に対して垂直な矢印Ａが示す方向に流れる。金属検出器
ユニット２０は、アルミニウム又は非鉄金属製のハウジ
ングを有し、このハウジングは、供給ロール１２の内側
でシャフト１８に取り付けられている。以上説明した構
造は従来の構造であり、商業的に入手可能な飼草収穫機
のオプションとして入手できる。
収穫機１０は、収穫物をカッターヘッド（図示せず）及
び切断バー（図示せず）に差し向けるように回転する供
給ロール１２及び１４を備えたフィーダー部分１１を有
する。図３で最もよくわかるように、供給ロール１２
は、固定シャフト１８に回転自在に取り付けられてい
る。収穫物は、供給ロール１２上をシャフト１８の軸線
に対して垂直な矢印Ａが示す方向に流れる。金属検出器
ユニット２０は、アルミニウム又は非鉄金属製のハウジ
ングを有し、このハウジングは、供給ロール１２の内側
でシャフト１８に取り付けられている。以上説明した構
造は従来の構造であり、商業的に入手可能な飼草収穫機
のオプションとして入手できる。
【００１０】次に、図４及び図５を参照すると、ハウジ
ング２２内に装着されたアッセンブリ２４は、好ましく
は、三の同じボビン２６、２７、及び２８を含み、これ
らのボビンは、それらの長手方向寸法が供給ロール１２
の回転軸線と平行であり且つ流路を通る収穫物の流れの
方向に対して横方向に配向された状態で全体に端部と端
部とを向き合わせて位置決めされている。ボビン２６、
２７、及び２８の各々には別々の導線が巻き付けてあ
り、夫々、三つのコイルＸ、Ｙ、及びＺを形成する。コ
イルＸ、Ｙ、及びＺは、互いに接続された共通の端子３
０、３２、及び３４を夫々有し、更に、出力端子３６、
３８、及び４０を夫々有する。図５を参照すると、導線
は、好ましくは、共通の端子の各々から対応する出力端
子まで時計廻り方向に１０００回巻き付けてある。
ング２２内に装着されたアッセンブリ２４は、好ましく
は、三の同じボビン２６、２７、及び２８を含み、これ
らのボビンは、それらの長手方向寸法が供給ロール１２
の回転軸線と平行であり且つ流路を通る収穫物の流れの
方向に対して横方向に配向された状態で全体に端部と端
部とを向き合わせて位置決めされている。ボビン２６、
２７、及び２８の各々には別々の導線が巻き付けてあ
り、夫々、三つのコイルＸ、Ｙ、及びＺを形成する。コ
イルＸ、Ｙ、及びＺは、互いに接続された共通の端子３
０、３２、及び３４を夫々有し、更に、出力端子３６、
３８、及び４０を夫々有する。図５を参照すると、導線
は、好ましくは、共通の端子の各々から対応する出力端
子まで時計廻り方向に１０００回巻き付けてある。
【００１１】各ボビンは一組の矩形の棒磁石を保持す
る。例えば、一対の磁石５０及び５２がボビン２６の内
側の両端に取り付けられている。一対の磁石５４及び５
６がボビン２７の内側の両端に取り付けられている。一
対の磁石５８及び６０がボビン２８の内側の両端に取り
付けられている。アッセンブリ２４はハウジング２２内
に取り付けられており、好ましくは、「ＥＰＯＸＩＤＨ
ＡＲＺ」注封エポキシのようなエポキシ樹脂で「注封」
されている。
る。例えば、一対の磁石５０及び５２がボビン２６の内
側の両端に取り付けられている。一対の磁石５４及び５
６がボビン２７の内側の両端に取り付けられている。一
対の磁石５８及び６０がボビン２８の内側の両端に取り
付けられている。アッセンブリ２４はハウジング２２内
に取り付けられており、好ましくは、「ＥＰＯＸＩＤＨ
ＡＲＺ」注封エポキシのようなエポキシ樹脂で「注封」
されている。
【００１２】全ての磁石５０−６０は、Ｎ極が同じ方向
に図４で見て全体に上方に図５を見る人の方に向かって
配向されており、そのため、これらの磁石からの磁界線
（図示せず）は、供給ロール１２の外面を通って材料流
路内に延びる。磁石をこのように配置することによっ
て、コイルの端部の磁界を集中し、中央部での磁界を小
さくし、かくして、コイルの端部間にほぼ均等な磁界を
形成する。磁石５４からの磁界の一部が磁石５２からの
磁界に加わり、このことが磁石５６及び５８についても
起こる。同じ大きさ即ち強さの磁石を六つの位置の全て
で使用した場合には、組み合わせ磁界はいずれかの端部
でよりも中央で大きい。これを補正するため、及び磁界
を更に均等にするため、コイルＸの外端の磁石５０及び
コイルＺの外端の磁石６０を好ましくは磁石５２−５８
よりも５０％大きくするか或いは強くする。
に図４で見て全体に上方に図５を見る人の方に向かって
配向されており、そのため、これらの磁石からの磁界線
（図示せず）は、供給ロール１２の外面を通って材料流
路内に延びる。磁石をこのように配置することによっ
て、コイルの端部の磁界を集中し、中央部での磁界を小
さくし、かくして、コイルの端部間にほぼ均等な磁界を
形成する。磁石５４からの磁界の一部が磁石５２からの
磁界に加わり、このことが磁石５６及び５８についても
起こる。同じ大きさ即ち強さの磁石を六つの位置の全て
で使用した場合には、組み合わせ磁界はいずれかの端部
でよりも中央で大きい。これを補正するため、及び磁界
を更に均等にするため、コイルＸの外端の磁石５０及び
コイルＺの外端の磁石６０を好ましくは磁石５２−５８
よりも５０％大きくするか或いは強くする。
【００１３】次に図６を参照する。コイルＸ、Ｙ、及び
Ｚは、三相「Ｙ」字形の配置で互いに接続されている。
コイルＸ、Ｙ、及びＺは、磁石５０−６０が発生した磁
界を金属が通過すると、その出力端子３６、３８、及び
４０のところに電圧信号Ｖ（ｘ）、Ｖ（Ｙ）、Ｖ（Ｚ）
を夫々発生する。これらの電圧信号は、ディスプレー及
び／又は警告ユニット６４及び供給ロール１２及び１４
の回転を停止するように従来の停止機構６６の緊急作動
を制御する信号処理ユニット（ＳＰＵ）６２に送られ
る。
Ｚは、三相「Ｙ」字形の配置で互いに接続されている。
コイルＸ、Ｙ、及びＺは、磁石５０−６０が発生した磁
界を金属が通過すると、その出力端子３６、３８、及び
４０のところに電圧信号Ｖ（ｘ）、Ｖ（Ｙ）、Ｖ（Ｚ）
を夫々発生する。これらの電圧信号は、ディスプレー及
び／又は警告ユニット６４及び供給ロール１２及び１４
の回転を停止するように従来の停止機構６６の緊急作動
を制御する信号処理ユニット（ＳＰＵ）６２に送られ
る。
【００１４】図７を参照すると、ＳＰＵ６２はゲインが
約８３の三つの差動増幅器７０を含み、これらの差動増
幅器は、Ｖ（Ｘ）とＶ（Ｙ）との間の差を表す差分信号
Ｖ（Ｘ−Ｙ）、Ｖ（Ｙ）とＶ（Ｚ）との間の差を表す差
分信号Ｖ（Ｙ−Ｚ）、及びＶ（Ｚ）とＶ（Ｘ）との間の
差を表す差分信号Ｖ（Ｚ−Ｘ）を発生する。差動増幅器
７０の出力は、１Hzの高域フィルタ７２、ゲインが約３
の３０Hzの低域フィルタ７４、ゲインが約６．６５の３
５Hzの低域フィルタ７６に送られる。低域フィルタ７６
の出力は、一般的なマルチプレクサー７８に送られる。
従来のアナログ−デジタル変換器８０がマルチプレクサ
ー７８を一般的なマイクロプロセッサ８２に連結する。
約８３の三つの差動増幅器７０を含み、これらの差動増
幅器は、Ｖ（Ｘ）とＶ（Ｙ）との間の差を表す差分信号
Ｖ（Ｘ−Ｙ）、Ｖ（Ｙ）とＶ（Ｚ）との間の差を表す差
分信号Ｖ（Ｙ−Ｚ）、及びＶ（Ｚ）とＶ（Ｘ）との間の
差を表す差分信号Ｖ（Ｚ−Ｘ）を発生する。差動増幅器
７０の出力は、１Hzの高域フィルタ７２、ゲインが約３
の３０Hzの低域フィルタ７４、ゲインが約６．６５の３
５Hzの低域フィルタ７６に送られる。低域フィルタ７６
の出力は、一般的なマルチプレクサー７８に送られる。
従来のアナログ−デジタル変換器８０がマルチプレクサ
ー７８を一般的なマイクロプロセッサ８２に連結する。
【００１５】マイクロプロセッサ８２は、図８の８Ａ及
び８Ｂのフローチャートが示すアルゴリズム２００を実
行する。フローチャート２００の、このフローチャート
に記載されたアルゴリズムをデジタル式コンピュータ又
はマイクロプロセッサで実行するための標準言語への変
換は、当業者に明らかである。アルゴリズムは、ステッ
プ２０２で開始する。ステップ２０４において、ＳＰＵ
６２の出力から差分電圧Ｖ（Ｘ−Ｙ）、Ｖ（Ｙ−Ｚ）、
及びＶ（Ｚ−Ｘ）を読み取る。ステップ２０６におい
て、電圧の和分ＶｓをＶ（Ｘ−Ｙ）、Ｖ（Ｙ−Ｚ）、及
びＶ（Ｚ−Ｘ）の絶対値の和分として計算する。ステッ
プ２０８において、Ｖｓが調節自在でプログラム可能な
閾値、例えば０．７ｖと同じかそれより小である場合に
は、アルゴリズムはステップ２０４に戻る。Ｖｓが閾値
より大である場合には、アルゴリズムはステップ２１０
に進み、停止装置６６を作動させる。かくして、差分信
号の絶対値を互いに加え、和分を予め決定されたレベル
と比較し、金属片がコイルアッセンブリ２４のどこかに
存在するかどうかを判断する。金属片が存在する場合に
は、停止装置６６を急激に作動させて供給ロール１２及
び１４の回転を停止する。
び８Ｂのフローチャートが示すアルゴリズム２００を実
行する。フローチャート２００の、このフローチャート
に記載されたアルゴリズムをデジタル式コンピュータ又
はマイクロプロセッサで実行するための標準言語への変
換は、当業者に明らかである。アルゴリズムは、ステッ
プ２０２で開始する。ステップ２０４において、ＳＰＵ
６２の出力から差分電圧Ｖ（Ｘ−Ｙ）、Ｖ（Ｙ−Ｚ）、
及びＶ（Ｚ−Ｘ）を読み取る。ステップ２０６におい
て、電圧の和分ＶｓをＶ（Ｘ−Ｙ）、Ｖ（Ｙ−Ｚ）、及
びＶ（Ｚ−Ｘ）の絶対値の和分として計算する。ステッ
プ２０８において、Ｖｓが調節自在でプログラム可能な
閾値、例えば０．７ｖと同じかそれより小である場合に
は、アルゴリズムはステップ２０４に戻る。Ｖｓが閾値
より大である場合には、アルゴリズムはステップ２１０
に進み、停止装置６６を作動させる。かくして、差分信
号の絶対値を互いに加え、和分を予め決定されたレベル
と比較し、金属片がコイルアッセンブリ２４のどこかに
存在するかどうかを判断する。金属片が存在する場合に
は、停止装置６６を急激に作動させて供給ロール１２及
び１４の回転を停止する。
【００１６】アッセンブリは、次いで、Ｖ（Ｚ−Ｘ）を
０ｖと比較するステップ２１２に進む。Ｖ（Ｚ−Ｘ）が
０ｖと同じかそれより小である場合には、これはコイル
アッセンブリ２４の左半部のどこかで金属が検出された
ことを意味し、ステップ２１４が適当な信号を発生し、
記憶し、アルゴリズムはステップ２１６に進む。Ｖ（Ｚ
−Ｘ）が０ｖより大である場合には、これはコイルアッ
センブリ２４の右半部のどこかで金属が検出されたこと
を意味し、ステップ２２２が適当な信号を発生し、記憶
し、アルゴリズムはステップ２２４に進む。かくして、
ステップ２１２、２１４、及び２２２は、隣接していな
いコイルＸ及びＺからの電圧Ｖ（Ｘ）とＶ（Ｚ）との間
の差に対応する差分信号Ｖ（Ｚ−Ｘ）と０ｖとを比較す
ることによって、金属片がコイルアッセンブリ２４の一
方の側又は他方の側を通過したことを判断する。換言す
ると、ステップ２１２、２１４、及び２２２は、閾値を
コイルアッセンブリ２４の両端のコイルＸ及びＺからの
電圧間の差に対応する差分信号と比較することによっ
て、金属片がコイルアッセンブリ２４の一方の側又は他
方の側を通過したことを判断するように作動する。
０ｖと比較するステップ２１２に進む。Ｖ（Ｚ−Ｘ）が
０ｖと同じかそれより小である場合には、これはコイル
アッセンブリ２４の左半部のどこかで金属が検出された
ことを意味し、ステップ２１４が適当な信号を発生し、
記憶し、アルゴリズムはステップ２１６に進む。Ｖ（Ｚ
−Ｘ）が０ｖより大である場合には、これはコイルアッ
センブリ２４の右半部のどこかで金属が検出されたこと
を意味し、ステップ２２２が適当な信号を発生し、記憶
し、アルゴリズムはステップ２２４に進む。かくして、
ステップ２１２、２１４、及び２２２は、隣接していな
いコイルＸ及びＺからの電圧Ｖ（Ｘ）とＶ（Ｚ）との間
の差に対応する差分信号Ｖ（Ｚ−Ｘ）と０ｖとを比較す
ることによって、金属片がコイルアッセンブリ２４の一
方の側又は他方の側を通過したことを判断する。換言す
ると、ステップ２１２、２１４、及び２２２は、閾値を
コイルアッセンブリ２４の両端のコイルＸ及びＺからの
電圧間の差に対応する差分信号と比較することによっ
て、金属片がコイルアッセンブリ２４の一方の側又は他
方の側を通過したことを判断するように作動する。
【００１７】ステップ２１６は、Ｖ（Ｘ−Ｙ）をＶ（Ｙ
−Ｚ）と比較する。Ｖ（Ｘ−Ｙ）がＶ（Ｙ−Ｚ）より大
である場合には、これはコイルアッセンブリ２４の極左
部のどこかで金属が検出されたことを意味し、ステップ
２１８が適当な信号を発生し、記憶し、アルゴリズム
は、こうした趣旨のメッセージをディスプレー６４に表
示するステップ２３０に進む。次いで、ステップ２３２
では、アルゴリズムはリセット信号を待つ。
−Ｚ）と比較する。Ｖ（Ｘ−Ｙ）がＶ（Ｙ−Ｚ）より大
である場合には、これはコイルアッセンブリ２４の極左
部のどこかで金属が検出されたことを意味し、ステップ
２１８が適当な信号を発生し、記憶し、アルゴリズム
は、こうした趣旨のメッセージをディスプレー６４に表
示するステップ２３０に進む。次いで、ステップ２３２
では、アルゴリズムはリセット信号を待つ。
【００１８】再びステップ２１６に戻って、Ｖ（Ｘ−
Ｙ）がＶ（Ｙ−Ｚ）と同じかそれより小である場合に
は、コイルアッセンブリ２４の左中央部のどこかで金属
が検出されたことを意味し、ステップ２２０が適当な信
号を発生し、記憶し、アルゴリズムは、こうした趣旨の
メッセージをディスプレー６４に表示するステップ２３
０に進む。次いで、ステップ２３２で、アルゴリズムは
リセット信号を待つ。
Ｙ）がＶ（Ｙ−Ｚ）と同じかそれより小である場合に
は、コイルアッセンブリ２４の左中央部のどこかで金属
が検出されたことを意味し、ステップ２２０が適当な信
号を発生し、記憶し、アルゴリズムは、こうした趣旨の
メッセージをディスプレー６４に表示するステップ２３
０に進む。次いで、ステップ２３２で、アルゴリズムは
リセット信号を待つ。
【００１９】ステップ２２４は、Ｖ（Ｚ−Ｘ）をＶ（Ｙ
−Ｚ）と比較する。Ｖ（Ｚ−Ｘ）がＶ（Ｙ−Ｚ）より大
である場合には、これはコイルアッセンブリ２４の極右
部のどこかで金属が検出されたことを意味し、ステップ
２２６が適当な信号を発生し、記憶し、アルゴリズム
は、こうした趣旨のメッセージをディスプレー６４に表
示するステップ２３０に進む。次いで、ステップ２３２
で、アルゴリズムはリセット信号を待つ。
−Ｚ）と比較する。Ｖ（Ｚ−Ｘ）がＶ（Ｙ−Ｚ）より大
である場合には、これはコイルアッセンブリ２４の極右
部のどこかで金属が検出されたことを意味し、ステップ
２２６が適当な信号を発生し、記憶し、アルゴリズム
は、こうした趣旨のメッセージをディスプレー６４に表
示するステップ２３０に進む。次いで、ステップ２３２
で、アルゴリズムはリセット信号を待つ。
【００２０】再びステップ２２４に戻って、Ｖ（Ｚ−
Ｘ）がＶ（Ｙ−Ｚ）と同じかそれより小である場合に
は、コイルアッセンブリ２４の右中央部のどこかで金属
が検出されたことを意味し、ステップ２２８が適当な信
号を発生し、記憶し、アルゴリズムは、こうした趣旨の
メッセージをディスプレー６４に表示するステップ２３
０に進む。次いで、ステップ２３２で、アルゴリズムは
リセット信号を待つ。
Ｘ）がＶ（Ｙ−Ｚ）と同じかそれより小である場合に
は、コイルアッセンブリ２４の右中央部のどこかで金属
が検出されたことを意味し、ステップ２２８が適当な信
号を発生し、記憶し、アルゴリズムは、こうした趣旨の
メッセージをディスプレー６４に表示するステップ２３
０に進む。次いで、ステップ２３２で、アルゴリズムは
リセット信号を待つ。
【００２１】かくして、アルゴリズム２００は、コイル
Ｘ、Ｙ、及びＺからの信号を分析し、金属の有無を判断
し、金属が存在する場合には、金属のコイルアッセンブ
リに関するおおよその位置を判断する。
Ｘ、Ｙ、及びＺからの信号を分析し、金属の有無を判断
し、金属が存在する場合には、金属のコイルアッセンブ
リに関するおおよその位置を判断する。
【００２２】本発明を特定の実施例と関連して説明した
が、以上の記載を読めば、当業者には多くの変形及び変
更が明らかであるということは理解されよう。例えば、
小型のコイル−磁石ユニットを多数設けることによって
横方向位置についての正確さを高めることができる。従
って、本発明は、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲
内の全てのこのような変形及び変更を含もうとするもの
である。
が、以上の記載を読めば、当業者には多くの変形及び変
更が明らかであるということは理解されよう。例えば、
小型のコイル−磁石ユニットを多数設けることによって
横方向位置についての正確さを高めることができる。従
って、本発明は、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲
内の全てのこのような変形及び変更を含もうとするもの
である。
【図１】本発明を使用できる飼草収穫機の斜視図であ
る。
る。
【図２】本発明を使用しようとする飼草収穫機の供給ロ
ール部分を示す正面図である。
ール部分を示す正面図である。
【図３】本発明の金属検出器の供給ロール内への取り付
けを示す分解斜視図である。
けを示す分解斜視図である。
【図４】明瞭化を図るため外ハウジング及び注封材料を
取り除いた本発明の金属検出器のコイルアッセンブリ部
分の斜視図である。
取り除いた本発明の金属検出器のコイルアッセンブリ部
分の斜視図である。
【図５】本発明の金属検出器のコイルアッセンブリ部分
の概略平面図である。
の概略平面図である。
【図６】コイルを本発明の電子式制御ユニットと共に示
す概略ブロック図である。
す概略ブロック図である。
【図７】本発明の電子式信号処理ユニットの概略ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図８】本発明の信号処理ユニットのマイクロプロセッ
サが実行するアルゴリズムの論理フローチャートであ
る。
サが実行するアルゴリズムの論理フローチャートであ
る。
１０ 飼草収穫機 １１ フィーダ
ー部分 １２、１４ 供給ロール １８ 固定シャ
フト ２０ 金属検出器ユニット ２２ ハウジン
グ ２４ アッセンブリ ２６、２７、２
８ ボビン ３０、３２、３４ 端子 ３６、３８、４
０ 出力端子 ５０、５２、５４、５６、５８、６０ 磁石 ６４ ディスプレー及び／又は警告ユニット ６６ 停止機構 ６２ 信号処理
ユニット（ＳＰＵ） ７０ 差動増幅器 ７２ 高域フィ
ルタ ７４ 低域フィルタ ７６ 低域フィ
ルタ ７８ マルチプレクサー ８０ アナログ
−デジタル変換器 ８２ マイクロプロセッサ Ｘ、Ｙ、Ｚ コイル Ｖ（ｘ）、Ｖ（Ｙ）、Ｖ（Ｚ） 電圧信号 Ｖ（Ｘ−Ｙ）、Ｖ（Ｙ−Ｚ）、Ｖ（Ｚ−Ｘ） 差分信号
ー部分 １２、１４ 供給ロール １８ 固定シャ
フト ２０ 金属検出器ユニット ２２ ハウジン
グ ２４ アッセンブリ ２６、２７、２
８ ボビン ３０、３２、３４ 端子 ３６、３８、４
０ 出力端子 ５０、５２、５４、５６、５８、６０ 磁石 ６４ ディスプレー及び／又は警告ユニット ６６ 停止機構 ６２ 信号処理
ユニット（ＳＰＵ） ７０ 差動増幅器 ７２ 高域フィ
ルタ ７４ 低域フィルタ ７６ 低域フィ
ルタ ７８ マルチプレクサー ８０ アナログ
−デジタル変換器 ８２ マイクロプロセッサ Ｘ、Ｙ、Ｚ コイル Ｖ（ｘ）、Ｖ（Ｙ）、Ｖ（Ｚ） 電圧信号 Ｖ（Ｘ−Ｙ）、Ｖ（Ｙ−Ｚ）、Ｖ（Ｚ−Ｘ） 差分信号
Claims (14)
- 【請求項１】 収穫機の回転自在の機械要素を通って流
れる材料中の金属の有無を検出するための金属検出器で
あって、材料の通路内に延びる磁界を発生するための磁
石と、金属片の存在により磁界が変化した場合に電気信
号を発生するための検出コイルアッセンブリと、検出コ
イルが発生した信号を処理するための信号処理ユニット
（ＳＰＵ）とを有する金属検出器において、 前記検出コイルアッセンブリは複数の検出コイルを有
し、 前記ＳＰＵは、前記金属片が前記コイルアッセンブリの
どの部分の上を通過するのかを決定するための手段を含
む、ことを特徴とする金属検出器。 - 【請求項２】 前記ＳＰＵは、複数のコイル電圧であっ
て、同複数のコイル電圧のうちの各々のコイル電圧が前
記複数のコイルの各々についてのものである、複数のコ
イル電圧を受け入れ、 前記ＳＰＵは、前記コイル電圧の対応する対間の差を各
々表す複数の差分信号を発生するための手段を含み、 前記ＳＰＵは、前記差分信号の和を表す和分信号を発生
するための手段及び前記和分信号が閾値より大である場
合に緊急作動信号を発生するための手段を含み、 前記金属検出器は、前記緊急作動信号に応じて前記回転
自在の機械要素を停止するための手段を有する、請求項
１に記載の金属検出器。 - 【請求項３】 前記ＳＰＵは、複数のコイル電圧であッ
て、同複数のコイル電圧のうちの各々のコイル電圧が前
記複数のコイルの各々についてのものである、複数のコ
イル電圧を受け入れ、 前記ＳＰＵは、前記コイル電圧の対応する対間の差を各
々表す複数の差分信号を発生するための手段を含み、 前記ＳＰＵは、全ての差分信号の絶対値の和を表す和分
信号を発生するための手段及び前記和分信号が閾値より
大である場合に緊急作動信号を発生するための手段を含
み、 前記金属検出器は、前記緊急作動信号に応じて前記回転
自在の機械要素を停止するための手段を有する、請求項
１に記載の金属検出器。 - 【請求項４】 前記ＳＰＵは、複数のコイル電圧であッ
て、同複数のコイル電圧のうちの各々のコイル電圧が前
記複数のコイルの各々についてのものである、複数のコ
イル電圧を受け入れ、 前記ＳＰＵは、前記コイル電圧の対応する対間の差を各
々表す複数の差分信号を発生するための手段を含み、 前記ＳＰＵは、差分信号の一つを閾値と比較することに
よって、前記金属片が前記コイルアッセンブリのどの部
分の上を通過しているのかを判断するための手段を含
む、請求項１に記載の金属検出器。 - 【請求項５】 前記ＳＰＵは、隣接していないコイルか
らの電圧間の差に対応する差分信号を閾値と比較するこ
とによって、前記金属片が前記コイルアッセンブリのど
の部分の上を通過するのかを判断するための手段を含
む、請求項４に記載の金属検出器。 - 【請求項６】 前記ＳＰＵは、前記コイルアッセンブリ
の両端のコイルからの電圧間の差に対応する差分信号を
閾値と比較することによって、前記金属片が前記コイル
アッセンブリのどの部分の上を通過するのかを判断する
ための手段を含む、請求項４に記載の金属検出器。 - 【請求項７】 一つの差分信号を別の一つの差分信号と
比較することによって、通過する金属片の位置を更に正
確に判断するための手段を含む、請求項４に記載の金属
検出器。 - 【請求項８】 前記検出コイルアッセンブリは、三相
「Ｙ」字形の配置で互いに電気的に接続された三つの検
出コイルを有する、請求項１に記載の金属検出器。 - 【請求項９】 収穫機の回転自在の機械要素を通って流
れる材料中の金属の有無を検出するための金属検出器で
あって、材料の通路内に延びる磁界を発生するための磁
石と、金属片の存在により磁界が変化した場合に電気信
号を発生するための検出コイルアッセンブリと、検出コ
イルが発生した信号を処理するための信号処理ユニット
（ＳＰＵ）とを有する金属検出器において、 前記検出コイルアッセンブリは複数の検出コイルを有
し、 前記ＳＰＵは、前記金属片が前記コイルアッセンブリの
どの部分の上を通過しているのかを判断するための手段
を含む、ことを特徴とする金属検出器。 - 【請求項１０】 前記検出コイルアッセンブリは、三相
「Ｙ」字形の配置で互いに電気的に接続された三つの検
出コイルを有する、請求項９に記載の金属検出器。 - 【請求項１１】 前記ＳＰＵは、第１コイル電圧Ｖ
（Ｘ）、第２コイル電圧Ｖ（Ｙ）、及び第３コイル電圧
Ｖ（Ｚ）を受け入れ、 前記ＳＰＵは、Ｖ（Ｘ）とＶ（Ｙ）との間の差を表す第
１差分信号Ｖ（Ｘ−Ｙ）、Ｖ（Ｙ）とＶ（Ｚ）との間の
差を表す第２差分信号Ｖ（Ｙ−Ｚ）、及びＶ（Ｚ）とＶ
（Ｘ）との間の差を表す第３差分信号Ｖ（Ｚ−Ｘ）を発
生するための手段を含み、 前記ＳＰＵは、前記差分信号のうちの一つの差分信号を
閾値と比較し且つ前記差分信号のうちの一つの差分信号
を別の差分信号と比較することによって、金属片が前記
コイルアッセンブリのどの部分の上を通過したのかを判
断するための手段を有する、請求項９に記載の金属検出
器。 - 【請求項１２】 前記ＳＰＵは、前記差分信号の和を
表す和分信号を発生するための手段及び前記和分信号が
閾値より大である場合に緊急作動信号を発生するための
手段を含み、 前記金属検出器は、前記緊急作動信号に応じて前記回転
自在の機械要素を停止するための手段を有する、請求項
１１に記載の金属検出器。 - 【請求項１３】 前記ＳＰＵは、全ての差分信号の絶対
値の和を表す和分信号を発生するための手段及び前記和
分信号が閾値より大である場合に緊急作動信号を発生す
るための手段を含み、 前記金属検出器は、前記緊急作動信号に応じて前記回転
自在の機械要素を停止するための手段を有する、請求項
１１に記載の金属検出器。 - 【請求項１４】 前記ＳＰＵは、前記コイルアッセンブ
リの両端のコイルからの電圧間の差に対応する差分信号
を閾値と比較することによって、前記金属片が前記コイ
ルアッセンブリのどの部分の上を通過しているのかを判
断するための手段を含む、請求項１１に記載の金属検出
器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/311,161 US5504428A (en) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | Magnetic metal detector mounted in a feed roll of a harvisting machine |
| US311161 | 1994-09-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08101166A true JPH08101166A (ja) | 1996-04-16 |
| JP3625911B2 JP3625911B2 (ja) | 2005-03-02 |
Family
ID=23205679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23382195A Expired - Fee Related JP3625911B2 (ja) | 1994-09-16 | 1995-09-12 | 位置を表示する磁性金属検出器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5504428A (ja) |
| EP (1) | EP0702248B1 (ja) |
| JP (1) | JP3625911B2 (ja) |
| CA (1) | CA2156446C (ja) |
| DE (1) | DE59509900D1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2014224811A (ja) * | 2013-04-23 | 2014-12-04 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | 磁性金属異物を検出するための装置 |
| JP2020016476A (ja) * | 2018-07-23 | 2020-01-30 | 株式会社Ｎｉｐｐｏ | 地中レーダ装置及び建設機械 |
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