JPH11258355A

JPH11258355A - 金属検出装置及びその調整方法及びコンピュータ読み取りが可能な記憶媒体

Info

Publication number: JPH11258355A
Application number: JP6158698A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Fujimura; 健藤村; Masazumi Suzuki; 正純鈴木; Masaaki Toyama; 正明外山
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1998-03-12
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 1999-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】被検査体の影響が極小となる位相に容易に且
つ精度良く調整することができる金属検出装置及びその
調整方法及びコンピュータ読み取りが可能な記憶媒体の
提供。【解決手段】２系統の検出経路を有する金属検出装置
において、ａｒｃｔａｎ法による移相回路の位相算出及
び設定を行った後、その位相から更に所定の位相間隔毎
に移相を行ったときに得られる測定値を比較する(S31-S
34)。そして、1回目の移相時の大きい方の測定値より今
回の測定値が大きくなったときには、それまでに測定し
た測定値に基づいて２次回帰曲線の極小点、または２つ
の１次回帰直線の交点を求め、その値となるように前記
移相回路を制御する(S35-S38)。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、食品等の
製造過程において、被検査体中に混入した金属製の異物
を検出する金属検出装置及びその調整方法及びコンピュ
ータ読み取りが可能な記憶媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、食品等の製造過程に
おいては、被検査体中に混入した金属製の異物（以下、
金属と称する）を検出する金属検出装置が広く利用され
ている。

【０００３】このような金属検出装置が被検査体に混入
された金属を検出する方法としては、当該金属による磁
界の変化を利用する方法が一般的である。ここで、一般
的な金属検出装置の金属検出の方法について概説する。

【０００４】図１は、一般的な金属検出装置の構成を示
すブロック図である。同図において、１は、所定の交流
信号を発生する発振回路である。２は、発振回路１に接
続され、交番磁界を発生する発振コイルである。

【０００５】３ａ，３ｂは、発振コイル２が発生する磁
界を受信する２つの受信コイルである。これら受信コイ
ル３ａ，３ｂは、発振コイル２が発生する交番磁界中に
配設されており、その周囲に該磁界の分布に影響を与え
る金属等が存在しない環境下において磁束が等しく鎖交
するように配設されている。受信コイル３ａと受信コイ
ル３ｂとにそれぞれ誘起される起電力の電圧差は、受信
信号として増幅回路４に入力される。

【０００６】次に４は、受信信号を増幅する増幅回路で
ある。５は、所定の同期信号により、増幅回路４の出力
信号の同期検波を行う同期検波回路である。９は、同期
検破回路５に供給する同期信号の位相を変更（シフト）
する移相回路である。６は、同期検波回路５の出力信号
（以下、検出信号と称する）と同一の中心周波数を有す
るアナログフィルタである。７は、検出信号を増幅する
低周波増幅回路である。そして、８は、低周波増幅回路
７のアナログ出力信号を、不図示の判定回路、或いは外
部装置等において利用が容易な信号形態に整流する整流
回路である。

【０００７】このような構成を備える金属検出装置にお
いて、発振コイル２と受信コイル３ａ，３ｂとの間に金
属（被検査物に混入している金属）を通過させると、そ
の金属によって２つの受信コイルに鎖交する磁束数が不
平衛に変化するため、受信信号が出力される。

【０００８】この受信信号には、発振回路１の発振周波
数に応じて変調された検出信号（以下、変調信号と称す
る）が含まれており、その変調信号は微弱であるため、
増幅回路４にて適宜増幅する。そして、変調信号から検
出信号を抽出すべく、同期検波回路５において発振回路
１の発振周波数と同一の周波数で同期検波を行うことに
より、検出信号を復調する。この復調された信号は、ア
ナログフィルタ６を通過することによって検出信号のみ
となり、その検出信号は低周波増幅回路７にて適宜増幅
される。

【０００９】そして、低周波増幅回路７の出力信号は、
整流回路８によって整流され、不図示の判定回路等に出
力される。判定回路等は、整流回路８から入力された検
出信号の大きさに基づいて被検査体への金属の混入の有
無を判定する。ここで、検出信号の大きさ（以下、検出
電圧と称する）は、検出信号のピーク値や積分値等であ
る。

【００１０】次に、上述のような構成の金属検出機に、
例えば、塩分を含む内容物及び／または金属フィルム等
の包装材のように、磁界に影響を及ぼす被検査体を通過
させる場合について説明する。尚、以下の説明において
は、内容物と包装材とを含めて被検査体と称するものと
する。

【００１１】このような被検査体の場合、乾燥物等の被
検査体とは異なり、その被検査体自体が周囲の磁界の分
布に影響を及ぼすため、金属検出機においては、金属と
同様に該被検査体による磁束の変化を検出してしまい、
正常な金属検出が困難になる。従って、被検査体による
影響を除去し、被検査体に混入された金属を正確に検出
するためには、検査に先立って以下に述べるような操作
が必要となる。

【００１２】図２は、従来の金属検出装置における被検
査体の影響に対する調整方法を説明する図である。被検
査体による影響の大きさ、即ち、被検査体の検出信号の
大きさは、変調信号と同期信号との位相差に応じて図２
に実線で示す曲線の如く変化する。

【００１３】そこで、一般的な方法においては、検査ラ
インにて実操業を開始するのに先だって、オペレータ
は、金属が混入していない正常な被検査体をサンプルと
して使用し、その被検査体を金属検出装置に何度か通過
させ、該被検査体による出力の大きさが最小になるま
で、具体的には、整流回路８の出力段に設けられた表示
器の表示レベルが最小値になる位相まで、まず、移相回
路９を所定の位相ステップΔαずつ変化させる。

【００１４】そして、その表示レベルが最小値になった
ら、より小さな位相ステップで更に△βずつ変化させる
ことにより、最小レベルの位相、即ち、被検査体による
影響が最小となる位相に追い込んでいる。

【００１５】上述した位相の調整においては、被検査体
の影響が除去できる位相は被検査体に応じて異なるた
め、被検査体が変わる度に位相の調整を行わなければな
らず、検査ラインにて実操業を開始するするまでに手間
を要している。

【００１６】このような調整の手間を改善した例とし
て、例えば、特開平５−１０００４７号や、本願発明者
らによる特開平７−０９２２７３号においては、以下に
説明する金属検出装置及び調整方法が提案されている。

【００１７】図３は、従来の金属検出装置の構成例を示
すブロック図である。同図に示すように、基本的な構成
は図１を参照して説明した装置構成と略同様であるが、
被検査体による影響を最小にすべく、同期検波回路、ア
ナログフィルタ、低周波増幅回路、整流回路のそれぞれ
の回路を２つずつ備える構成となっており、同期検波回
路５ａ，５ｂにおいて、位相角が９０度異なる２つの位
相で同時に検出信号を取り出す。このような構成を有す
る金属検出装置の被検査体に対する調整方法の原理は以
下の通りである。

【００１８】まず、位相角が９０度異なる２つの同期信
号を、それぞれＸ軸、Ｙ軸とした信号ベクトル図（図４
（ａ）参照）において、被検査体による変調信号ＳがＸ
軸からθ度の位相差を持つものとする。この変調信号Ｓ
をＸ軸の同期信号で同期検波したときに整流回路８ａか
ら出力される検出電圧は、変調信号ＳのＸ軸成分｜Ｓｃ
ｏｓθ｜に比例しており、一方、Ｙ軸の同期信号で同期
検波したときに整流回路８ｂから出力される検出電圧
は、変調信号ＳのＹ軸成分｜Ｓｓｉｎθ｜に比例する。
この関係を利用することにより、Ｘ軸に対する被検査体
の変調信号Ｓの位相θは、下記の１式により算出できる
（但し、ａｒｃｔａｎは、逆正接を表わす。以下同
様）。

【００１９】位相差θ＝ａｒｃｔａｎ（（Ｙ軸の検出電圧）／（Ｘ軸の検出電圧））・・・・・（１），前述したように、Ｘ軸で同期検波した検出電圧は、｜Ｓ
ｃｏｓθ｜に比例するから、被検査体による影響を最小
にするには、Ｘ軸と変調信号Ｓとの位相差を９０度にす
れば良い。そこで、（１）式により算出した変調信号の
位相θに応じて、第１の移相回路としての移相回路９の
位相に対して、第２の移相回路としての９０度移相回路
１０にて（θ−９０）度、或いは（θ＋９０）度に位相
角を移相（シフト）すれば（図４（ｂ）参照）、Ｘ軸に
おける被検査体による影響を最小にすることができる。

【００２０】尚、上記の調整方法を本願では、以下、ａ
ｒｃｔａｎ法と称する。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来例におい
ては、原理的には変調信号Ｓの位相θを算出し、その算
出した位相θに基づいて被検査体の影響が最小な状態に
金属検出装置を調整することができる。しかしながら、
実際には、同期検波回路５ａ，５ｂ以降の２つの信号系
統による処理は、各回路に使用されている部品の許容差
による影響により、増幅度やフィルタ特性に若干の差異
が生じるため、各回路の設定は同じであっても、実際に
出力される検出電圧には違いが生じる。そのため、この
方法だけでは被検査体の影響が最小な状態に金属検出装
置を精度良く調整することはできない。この問題を改善
する方法として、例えば、特開平７−０９２２７３号で
は、第１系統と第２系統の検出電圧を比較する方法が提
案されているが、明確な方法が説明されておらず具体性
に欠ける。

【００２２】そこで本発明は、被検査体の影響が極小と
なる位相に容易に且つ精度良く調整することができる金
属検出装置及びその調整方法及びコンピュータ読み取り
が可能な記憶媒体の提供を目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る金属検出装置は、以下の構成を特徴と
する。

【００２４】即ち、交番磁界中を被検査体が通過するこ
とによって生じる磁界の変化を、所定の位相差を有する
２種類の同期信号に従って、それぞれ検出信号として復
調する２系統の同期検波手段と、金属異物を含まない被
検査体自体による前記交番磁界への影響を低減すべく前
記２種類の同期信号の位相を移相する移相手段とを備
え、該２種類の検出信号の大きさに基づいて、被検査体
に含まれる金属異物を検出する同期検波方式の金属検出
装置であって、金属異物を含まない被検査体が、前記交
番磁界中を通過したときの前記２系統の同期検波手段に
よる検出信号と、そのときの前記２種類の同期信号の位
相とに基づいて所定の解析計算を行うことにより、金属
異物を含まない被検査体自体による前記交番磁界への影
響が最も小さくなる位相値を算出する位相算出手段と、
前記移相手段を、前記位相算出手段により算出した位相
値に移相することにより、前記２種類の同期信号の位相
を微調整する制御手段と、を備えることを特徴とする。
これにより、被検査体の影響が極小となる位相に容易に
且つ精度良く調整する。

【００２５】また、例えば、前記位相算出手段は、前記
所定の解析計算として、２次回帰曲線を算出し、その算
出した曲線の極小点を、前記交番磁界への影響が最も小
さくなる位相値として算出する、或いは、２つの１次回
帰直線を算出し、その算出した直線の交点を、前記交番
磁界への影響が最も小さくなる位相値として算出すると
よい。

【００２６】または、上記の目的を達成するため、本発
明に係る金属検出装置の調整方法は、以下の構成を特徴
とする。

【００２７】即ち、交番磁界中を被検査体が通過するこ
とによって生じる磁界の変化を、所定の位相差を有する
２種類の同期信号に従って、それぞれ検出信号として復
調する２系統の同期検波回路と、金属異物を含まない被
検査体自体による前記交番磁界への影響を低減すべく前
記２種類の同期信号の位相を移相する移相回路とを備
え、該２種類の検出信号の大きさに基づいて、被検査体
に含まれる金属異物を検出する同期検波方式の金属検出
装置の調整方法であって、金属異物を含まない被検査体
が、前記交番磁界中を通過したときに前記２系統の同期
検波回路が出力する検出信号と、そのときの前記２種類
の同期信号の位相とに基づいて所定の解析計算を行うこ
とにより、金属異物を含まない被検査体自体による前記
交番磁界への影響が最も小さくなる位相値を算出する位
相算出工程と、前記位相算出工程にて算出した位相値に
前記移相回路の位相を移相することにより、前記２種類
の同期信号の位相を微調整する制御工程と、を有するこ
とを特徴とする。これにより、被検査体の影響が極小と
なる位相に容易に且つ精度良く調整する。更に、上記の
金属検出装置を実現する制御装置としてコンピュータを
動作させるコンピュータ読み取りが可能な記憶媒体を特
徴とする。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照して詳細に説明する。

【００２９】図５は、本発明の一実施形態としての金属
検出装置の構成を示すブロック図である。同図におい
て、１０１は、所定の交流信号を発生する発振回路であ
る。１０２は、発振回路１０１に接続され、交番磁界を
発生する発振コイルである。

【００３０】１０３ａ，１０３ｂは、発振コイル１０２
が発生する磁界を受信する２つの受信コイルである。こ
れら受信コイル１０３ａ，１０３ｂは、発振コイル１０
２が発生する交番磁界中に配設されており、その周囲に
該磁界の分布に影響を与える金属等が存在しない環境下
において磁束が等しく鎖交するように配設されている。
受信コイル１０３ａと受信コイル１０３ｂとにそれぞれ
誘起される起電力の電圧差は、受信信号として増幅回路
１０４に入力される。

【００３１】次に１０４は、受信信号を増幅する増幅回
路である。１０５ａ，１０５ｂは、所定の第１、第２同
期信号により、増幅回路１０４の出力信号の同期検波を
行う同期検波回路である。

【００３２】また、１０９は、外部からの設定に応じ
て、同期検破回路１０５ａに供給する第１の同期信号の
位相を変更（シフト）する移相回路である。１１０は、
外部からの設定に応じて、第１同期信号と９０度または
非常に微小な位相差（例えば、本実施形態では、０．１
度〜２度或いは３度程度）の第２同期信号を生成する位
相差選択回路である。

【００３３】また、１０６ａ，１０６ｂは、同期検波回
路１０５ａ，１０５ｂの出力信号（検出信号）と同一の
中心周波数を有するアナログフィルタである。１０７
ａ，１０７ｂは、外部から設定された増幅度に応じて、
検出信号を増幅する可変増幅回路である。１０８ａ．１
０８ｂは、可変増幅回路１０７ａ，１０７ｂのアナログ
出力電圧を、後段の回路において利用が容易な信号形態
に整流する整流回路である。１１１ａ，１１１ｂは、整
流回路１０８ａ．１０８ｂのアナログ出力電圧（以下、
検出電圧と称する）を、デジタルデータに変換するアナ
ログ／デジタル（以下、Ａ／Ｄと称する）変換回路であ
る。

【００３４】また、１１２は、移相回路１０９の設定
値、位相差選択回路１１０の設定値、並びに、上記の検
出電圧を表わすところの、Ａ／Ｄ変換回路１１１ａ，１
１１ｂから出力されたデータを記憶する記憶ユニットで
ある。１１３は、記憶ユニット１１２に記憶したデータ
を所定の方法に従って解析することにより、被検査体
（金属を含まない正常な被検査体自体）の磁界に対する
影響が最小となる位相値を算出する演算ユニットであ
る。１１４は、演算ユニット１１３の演算結果に応じ
て、可変増幅回路１０７ａ，１０７ｂには増幅度に相当
する信号を、移相回路１０９には第１の同期信号の位相
に相当する信号を、そして位相差選択回路１１０には位
相差に相当する信号を設定することにより、当該金属検
出装置の動作を制御する制御ユニットである。そして、
１１５は、制御ユニット１１４による当該金属検出装置
の動作状態の表示や、好ましくは各種設定の入力が可能
なディスプレイである。

【００３５】尚、以下の説明において、同期検波回路１
０５ａから整流回路１０８ａまでの経路を第１系統、そ
して、同期検波回路１０５ｂから整流回路１０８ｂまで
の経路を第２系統と呼ぶ。

【００３６】次に、図５に示す構成を備える金属検出装
置において、被検査体の磁界に対する影響を消去する自
動調整の方法について説明する。この自動調整は、当該
金属検出装置をオペレータがディスプレイ１１５を介し
て調整モードに設定することにより開始され、以下に述
べる［ステップ１］から［ステップ４］の４つのステッ
プ、即ち、［ステップ１］ゲイン調整、［ステップ２］ａｒｃｔａｎ法による位相算出・設定、［ステップ３］解析による位相算出・設定、［ステップ４］最終ゲイン調整、の各ステップを踏んで行われる。以下、各ステップを図
９から図１２のフローチャートを参照して説明する。

【００３７】尚、制御ユニット１１４は、オペレータが
ディスプレイ１１５によって現在の調整の進行状況や途
中経過を知ることができるように、調整モードにおける
オペレータへのガイダンスとして、後述する［ステップ
１］から［ステップ４］の調整ステップ番号、調整途中
のゲイン、そして位相値等を適宜表示するものとする。

【００３８】［ステップ１］ゲイン調整：本ステップ
は、被検査体が当該金属検出装置を通過したときの検出
電圧が適切な値になるように、可変増幅回路１０７ａ，
１０７ｂのゲインを調整するステップである。

【００３９】まず、制御ユニット１１４は、移相回路１
０９に所定値を、位相差選択回路１１０は９０度に初期
設定する（ステップＳ１１）。

【００４０】次に、ステップＳ１１の設定状態にて被検
査体を金属検出装置に通過させ、第１・第２系統の検出
電圧を、Ａ／Ｄ変換回路１１１ａ，１１１ｂにより測定
する。例えば、Ａ／Ｄ変換回路１１１ａ，１１１ｂが０
〜５Ｖのアナログ入力電圧の範囲を、０〜２５５のデジ
タルデータに変換する場合において、２つのＡ／Ｄ変換
回路の少なくとも一方が制御ユニット１１４に対して出
力する検出値（検出電圧をデジタル変換した値）が２５
５であるとき、制御ユニット１１４は、検出電圧がＡ／
Ｄ変換回路１１１ａ，１１１ｂの入力範囲を超えている
と判断し、可変増幅回路１０７ａ，１０７ｂのゲインを
下げるように制御する。また、検出値が小さすぎてもＡ
／Ｄ変換による量子化誤差が大きくなるので、例えば、
検出値が５０以下のときにはゲインを上げるように制御
する。このように、Ａ／Ｄ変換回路１１１ａ，１１１ｂ
からの検出電圧を制御ユニット１１４が読み取り、その
読み取った検出値が所定の範囲に入るように、可変増幅
回路のゲインを調整する（ステップＳ１２）。

【００４１】そして、制御ユニット１１４は、Ａ／Ｄ変
換回路１１１ａ，１１１ｂで測定される検出電圧が所定
の範囲内になったら（ステップＳ１３）、次の［ステッ
プ２］に進む。

【００４２】［ステップ２］ａｒｃｔａｎ法による位相
算出・設定：本ステップでは、従来技術で述へたａｒｃ
ｔａｎ法により、被検査体の影響が最小になる位相を算
出し、その算出した位相を移相回路１０９に設定するス
テップである。

【００４３】Ａ／Ｄ変繰回路１１１ａ，１１１ｂによっ
てデジタル変換された検出値は、記憶ユニット１１２を
介して算出ユニット１１３に入力される。算出ユニット
１１３では、下記の２式に従い、被検査体の変調信号と
Ｘ軸の位相差θとを算出する。但し、Ａ／Ｄ変繰回路１
１１ａの検出値をＡＤ１１１ａ、Ａ／Ｄ変換回路１１１
ｂの検出値をＡＤ１１１ｂとする（ステップＳ２１）。

【００４４】位相差θ＝ａｒｃｔａｎ（（ＡＤ１１１ｂ）／（ＡＤ１１１ａ））・・・・・（２），制御ユニット１１４は、算出ユニット１１３が算出した
位相差θを受け取り、その値に従って移相回路１０９の
設定値を現在の値より（θ−９０）度の位相に移相（シ
フト）する（ステップＳ２２）。これにより、Ｘ軸側
（第１系統側）は、被検査体の影響が小さい状態に設定
される。但し、この状態では、被検査体の影響は完全に
抑制できたわけではないので、次のステップに進み更に
調整を行う。

【００４５】［ステップ３］解析による位相算出・設
定：本ステップでは、［ステップ２］における位相算出
で求められた位相周辺の検出電圧を測定し、被検査体の
影響が最小になる位相を高精度に設定する。

【００４６】まず、制御ユニット１１４は、第１系統と
第２系統とが位相という観点で接近した状態になるよう
に、位相差選択回路１１０を所定の微小位相差に設定す
る（ステップＳ３１）。

【００４７】次に、制御ユニット１１４は、前記の状態
のときにオペレータが金属検出装置に被検査体を通過さ
せることによって第１系統と第２系統とに生じる検出電
圧をＡ／Ｄ変換回路１１１ａ，１１１ｂを介して測定
し、その測定された第１系統及び第２系統の測定値、並
びに第１及び第２同期信号の位相値を一組にして記憶ユ
ニット１１２に記憶する（ステップＳ３２）。

【００４８】次に、制御ユニット１１４は、記憶ユニッ
ト１１２に記憶された第１系統及び第２系統の測定値を
参照し、それらの検出値が小さくなる方向を判定する。
そして、制御ユニット１１４は、検出値が小さくなる方
向に所定の位相間隔で１回目の移相を行うべく、移相回
路１０９を制御する（ステップＳ３３）。

【００４９】１回目の移相が完了したら、オペレータは
再度被検査体を通過させ、制御ユニット１１４は、第１
系統及び第２系統の検出電圧に相当する測定値、並びに
第１及び第２同期信号の位相値を一組にして記憶ユニッ
ト１１２に更に記憶する。ここで、第１同期信号の位相
値とは移相回路１０８の設定値であり、第２同期信号の
位相値とは移相回路１０８の設定値に位相差選択回路１
１０の設定値を加算した値である。

【００５０】この一連の処理を、記憶ユニット１１２に
記憶した検出電圧に相当する測定値が、１回目の移相の
ときに記憶した大きい方の測定値を超えるまで繰り返す
（ステップＳ３４）。この移相処理の状態を図６に示
す。

【００５１】次に、算出ユニット１１３は、記憶ユニッ
ト１１２に記憶された位相値と検出値のデータを参照
し、そのデータに基づいて２次回帰曲線ｙ＝ａ×Ｘ↑２
＋ｂ×Ｘ＋ｃ（但し、ｍ↑ｎは、ｍのｎ乗を表わし、
ａ，ｂ，ｃは算出された係数を表わす）を求め、その曲
線ｙの極小点（Ｘ＝−ｂ／２ａ）を算出する（ステップ
Ｓ３７）。この様子を図７に示す。

【００５２】ステップＳ３７で算出した極小点の値は、
被検査体の影響が最小となる位相値である。そこで、制
御ユニット１１４は、算出ユニット１１３が算出した極
小点の値（位相値）となるように、移相回路１０９を制
御する（ステップＳ３８）。

【００５３】但し、被検査体によっては、上記の曲線ｙ
において検出電圧が最も小さくなる位相の右側（位相が
小さくなる方向）と左側（位相が大きくなる方向）とで
傾きが異なるため、測定回数の増加に応じて上記の2次
回帰曲線に使用するデータ数が多くなると算出する極小
点の精度に問題を生じる場合がある。そこで、データ
数、即ち、移相処理の回数が所定値より大きくなったか
否かを判定する（ステップＳ３５）。そして、この判断
においてＮＯのときには、上記の２次回帰曲線に基づく
極小点の値の算出を行う（ステップＳ３７）。

【００５４】一方、ステップＳ３５の判断においてＹＥ
Ｓのとき、算出ユニット１１３は、ステップＳ３６とし
て、最小位相の右側の位相と左側の位相とでデータを分
類し、その左右のデータに基づいて、２つの１次回帰直
線ｙ＝ａ１×Ｘ＋ｂ１，ｙ＝ａ２×Ｘ＋ｂ２（但し、ａ
１，ａ２，ｂ１，ｂ２は算出された係数を表わす）を求
め、その２つの１次回帰直線の交点（Ｘ＝（ｂ１−ｂ
２）／（ａ２−ａ１））を被検査体の影響が最小となる
位相値として求める（図８参照）。そして、制御ユニッ
ト１１４は、算出ユニット１１３が算出した極小点の値
に応じて、移相回路１０９に位相値を設定する（ステッ
プＳ３８）。

【００５５】［ステップ４］最終ゲイン調整：第１同期
信号の位相を［ステップ３］のステップＳ３８にて設定
した後においては、［ステップ２］のステップＳ２２に
て位相を設定したときの状態から、被検査体の影響は最
小な状態に更に微調整された状態となっており、被検査
体によって生じる第１系統の検出電圧は非常に低いレベ
ルに抑えられている。そこで、より高感度な状態で金属
異物の検査が行えるように、被検査体を金属検出装置に
何回か通過させる度に検出値を記憶ユニット１１２に記
憶する（ステップＳ４１，ステップＳ４２）。そして、
算出ユニット１１３は、記憶ユニット１１２に記憶した
検査値の平均値、及び標準偏差を算出し、例えば平均値
と標準偏差を加算した値が所定の適正レベルになるゲイ
ンを算出し、制御ユニット１１４は、算出ユニット１１
３が算出したゲインを可変増幅回路１０７ａに設定する
（ステップＳ４３）。

【００５６】以上説明した［ステップ１］〜［ステップ
４］の調整ステップによれば、オペレータは、サンプル
の正常な被検査体を金属検出装置に通過させるだけで、
被検査体の影響が最小な状態に当該金属検出装置を自動
調整することができる。これにより、実操業において被
検査体に混入している金属異物の検査を、当該金属検出
装置により高精度に行うことができる。

【００５７】尚、上述した実施形態では、調整モードに
おいてオペレータ自身がサンプルの被検査体を金属検出
装置に通過させる構成としたが、これに限られるもので
はなく、当該被検査体の金属検出装置への通過自体も制
御ユニット１１４の制御下で自動的に行ってもよいこと
は言うまでもない。

【００５８】＜実施形態の変形例＞上述した実施形態の
変形例として、図１３に示すように、図５の位相差選択
回路１１０の代わりに、第２移相回路１０９ｂを移相回
路１０９ａと並列に備えてもよい。この場合、第２移相
回路１０９ｂに設定する第２同期信号の位相値、即ち、
第１同期信号と９０度または非常に微小な位相差を有す
る位相値は、演算ユニット１１３にて算出し、その算出
した値を、制御ユニット１１４を介して第２移相回路１
０９ｂに設定すればよい。

【００５９】尚、上述した実施形態では、記憶ユニット
１１２、演算ユニット１１３、並びに制御ユニット１１
４をそれぞれ個別のユニットで構成したが、これに限ら
れるものではなく、これらの回路の代わりに、図９から
図１２のフローチャートに示した動作を実現するソフト
ウエアが予め格納されたマイクロコンピュータを備え、
そのマイクロコンピュータにより当該各ユニットの動作
を実現してもよい。

【００６０】また、本実施形態は、図９から図１２のフ
ローチャートに示した動作を実現するソフトウエアを、
例えば、フロッピーディスク等の記憶媒体に格納し、そ
の記憶媒体の情報を、例えばパーソナルコンピュータに
読み込むことにより、そのコンピュータを、本実施形態
に係る記憶ユニット１１２、演算ユニット１１３、並び
に制御ユニット１１４として動作させる場合にも適用で
きることは言うまでもない。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被検査体の影響が極小となる位相に容易に且つ精度良く
調整することができる金属検出装置及びその調整方法及
びコンピュータ読み取りが可能な記憶媒体の提供が実現
する。これにより、被検査体を金属検出装置に通過する
だけで、被検査体の影響が最小になる位相に精度良く算
出・設定することができ、極めて簡単に且つ高精度に金
属検出装置を調整することができる。

【００６２】

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的な金属検出装置の構成を示すブロック図
である。

【図２】従来の金属検出装置における被検査体の影響に
対する調整方法を説明する図である。

【図３】従来の金属検出装置の構成例を示すブロック図
である。

【図４】従来の金属検出装置において被検査体に対する
調整方法の補足説明図である。

【図５】本発明の一実施形態としての金属検出装置の構
成を示すブロック図である。

【図６】本発明の一実施形態としての被検査体に対する
調整方法の補足説明図である。

【図７】本発明の一実施形態としての被検査体に対する
調整方法の補足説明図である。

【図８】本発明の一実施形態としての被検査体に対する
調整方法の補足説明図である。

【図９】本発明の一実施形態における金属検出装置の調
整手順を示すフローチャートである（［ステップ
１］）。

【図１０】本発明の一実施形態における金属検出装置の
調整手順を示すフローチャートである（［ステップ
２］）。

【図１１】本発明の一実施形態における金属検出装置の
調整手順を示すフローチャートである（［ステップ
３］）。

【図１２】本発明の一実施形態における金属検出装置の
調整手順を示すフローチャートである（［ステップ
４］）。

【図１３】本発明の一実施形態の変形例としての金属検
出装置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１，１０１：発振回路，２，１０２：発振コイル，３ａ，３ｂ，１０３ａ，１０３ｂ：受信コイル，４．１０４：増幅回路，５，５ａ，５ｂ，１０５ａ，１０５ｂ：同期検波回路，６．６ａ，６ｂ，１０６ａ，１０６ｂ：アナログフィル
タ，７，７ａ．７ｂ：低周波増幅回路，１０７ａ，１０７ｂ：可変増幅回路，８，８ａ．８ｂ，１０８ａ，１０８ｂ：整流回路，９，１０９．１０９ａ，１０９ｂ：移相回路，１０：９０度移相回路，１１０：位相差選択回路，１１１ａ，１１１ｂ：Ａ／Ｄ変換回路，１１２：記憶ユニット，１１３：演算ユニット，１１４：制御ユニット，１１５：ディスプレイ，

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交番磁界中を被検査体が通過することに
よって生じる磁界の変化を、所定の位相差を有する２種
類の同期信号に従って、それぞれ検出信号として復調す
る２系統の同期検波手段と、金属異物を含まない被検査
体自体による前記交番磁界への影響を低減すべく前記２
種類の同期信号の位相を移相する移相手段とを備え、該
２種類の検出信号の大きさに基づいて、被検査体に含ま
れる金属異物を検出する同期検波方式の金属検出装置で
あって、金属異物を含まない被検査体が、前記交番磁界中を通過
したときの前記２系統の同期検波手段による検出信号
と、そのときの前記２種類の同期信号の位相とに基づい
て所定の解析計算を行うことにより、金属異物を含まな
い被検査体自体による前記交番磁界への影響が最も小さ
くなる位相値を算出する位相算出手段と、前記移相手段を、前記位相算出手段により算出した位相
値に移相することにより、前記２種類の同期信号の位相
を微調整する制御手段と、を備えることを特徴とする金
属検出装置。
【請求項２】前記位相算出手段は、前記所定の解析計
算として、２次回帰曲線を算出し、その算出した曲線の
極小点を、前記交番磁界への影響が最も小さくなる位相
値として算出することを特徴とする請求項１記載の金属
検出装置。
【請求項３】前記位相算出手段は、前記所定の解析計
算として、２つの１次回帰直線を算出し、その算出した
直線の交点を、前記交番磁界への影響が最も小さくなる
位相値として算出することを特徴とする請求項１記載の
金属検出装置。
【請求項４】前記位相算出手段は、前記所定の解析計算として、２次回帰曲線を算出し、そ
の算出した曲線の極小点を、前記交番磁界への影響が最
も小さくなる位相値として算出する第１の位相算出手段
と、前記所定の解析計算として、２つの１次回帰直線を算出
し、その算出した直線の交点を、前記交番磁界への影響
が最も小さくなる位相値として算出する第２の位相算出
手段とを含み、位相値の算出に使用する、前記２系統の
検出信号と前記２種類の同期信号の位相とを表わすデー
タの数量に応じて、前記第１または第２の位相算出手段
を使い分けることを特徴とする請求項１記載の金属検出
装置。
【請求項５】前記移相手段は、前記２種類の同期信号
を実現すべく、基準となる第１同期信号を移相する基準移相回路と、前記第１同期信号に応じて、前記所定の位相差を有する
第２同期信号を生成する位相差選択回路と、を含むこと
を特徴とする請求項１記載の金属検出装置。
【請求項６】前記移相手段は、前記２種類の同期信号
を実現すべく、２つの移相回路を含むことを特徴とする
請求項１記載の金属検出装置。
【請求項７】更に、被検査体に対する調整の進行状況
や調整途中の設定値を表示する表示手段を備えることを
特徴とする請求項１記載の金属検出装置。
【請求項８】前記移相手段は、ａｒｃｔａｎ法によ
り、前記２種類の同期信号の位相を算出することを特徴
とする請求項１乃至請求項７記載の金属検出装置。
【請求項９】交番磁界中を被検査体が通過することに
よって生じる磁界の変化を、所定の位相差を有する２種
類の同期信号に従って、それぞれ検出信号として復調す
る２系統の同期検波回路と、金属異物を含まない被検査
体自体による前記交番磁界への影響を低減すべく前記２
種類の同期信号の位相を移相する移相回路とを備え、該
２種類の検出信号の大きさに基づいて、被検査体に含ま
れる金属異物を検出する同期検波方式の金属検出装置の
調整方法であって、金属異物を含まない被検査体が、前記交番磁界中を通過
したときに前記２系統の同期検波回路が出力する検出信
号と、そのときの前記２種類の同期信号の位相とに基づ
いて所定の解析計算を行うことにより、金属異物を含ま
ない被検査体自体による前記交番磁界への影響が最も小
さくなる位相値を算出する位相算出工程と、前記位相算出工程にて算出した位相値に前記移相回路の
位相を移相することにより、前記２種類の同期信号の位
相を微調整する制御工程と、を有することを特徴とする
金属検出装置の調整方法。
【請求項１０】前記位相算出工程では、前記所定の解
析計算として、２次回帰曲線を算出し、その算出した曲
線の極小点を、前記交番磁界への影響が最も小さくなる
位相値として算出することを特徴とする請求項９記載の
金属検出装置の調整方法。
【請求項１１】前記位相算出工程では、前記所定の解
析計算として、２つの１次回帰直線を算出し、その算出
した直線の交点を、前記交番磁界への影響が最も小さく
なる位相値として算出することを特徴とする請求項９記
載の金属検出装置の調整方法。
【請求項１２】交番磁界中を被検査体が通過すること
によって生じる磁界の変化を、所定の位相差を有する２
種類の同期信号に従って、それぞれ検出信号として復調
する２系統の同期検波手段と、金属異物を含まない被検
査体自体による前記交番磁界への影響を低減すべく前記
２種類の同期信号の位相を移相する移相手段とを備え、
該２種類の検出信号の大きさに基づいて、被検査体に含
まれる金属異物を検出する同期検波方式の金属検出装置
の制御プログラムを格納したコンピュータ読み取りが可
能な記憶媒体であって、その記憶媒体により、コンピュ
ータを、金属異物を含まない被検査体が、前記交番磁界中を通過
したときの前記２系統の同期検波手段による検出信号
と、そのときの前記２種類の同期信号の位相とに基づい
て所定の解析計算を行うことにより、金属異物を含まな
い被検査体自体による前記交番磁界への影響が最も小さ
くなる位相値を算出する位相算出手段と、前記移相手段を、前記位相算出手段により算出した位相
値に移相することにより、前記２種類の同期信号の位相
を微調整する制御手段として動作させることを特徴とす
る記憶媒体。