JPS6232382A - 金属異物検知器 - 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、製品、例えば、パンなどの食品その他の製
品中に含まれる金属不純物その他の金属異物を検知する
金属異物検知器に関する。

（従来の技術） 製パン工場などにおいては、パンやケーキなどの製品中
に含まれた金属異物を検知することが可能でなければな
らない。

そのため、従来から、例えば、第１図に示すように、矩
形状に形成した第１コイル１０両側それぞれに、はぼ同
じ形状をした二つのコイル、即ち、第２コイル２と第３
コイル３とを設置し、これらコイル中にベルトコンペへ
７４を通し、該コンベヤで搬送する製品（パン、ケーキ
などの製品）を連続的に検知する方法が提案されている
。　この方法においては、中央に配置の第１コイル１は
、端子５を有し、それぞれ外側に配置の第２、第３コイ
ルは、端子６を右し、直列接続されている。

このような回路構成の検知磯構においては、第２図に示
づように、発振器５Ａが端子５に接続され、第１コイル
を励磁する。　そして、他の二つのコイルを励磁するｌ
界が生じ、信号が端子６から増幅器６Ａへ送られ、増幅
される。　発振器の出力端子は、第１の位相検知器また
は位相比較器７の入力端子に接続すると共に第２の位相
検知器または位相比較器８の入力端子に接続している。

増幅器６Ａの出力は、第１の位相検知器７の第１の入力
側に直接に接続されていると共に該信号に９０°位相シ
フトを与える固定位相シフタ９と該信号に角度可変位相
シフトを与える可変位相シフタ１０とを介して第２の位
相検知器８の他の入力側に接続されている。

各位相検知器８の出力は、送られた信号が９０°位相シ
フトのとぎ、ゼロとなる。

食パンなどの焼成されたパンその他、異物含有を検査す
る必要がある導電性の製品が前記コイル中を通過づ゛る
と、製品信号１１が発生する。

第３図に該信号が示されており、この信号は、抵抗損失
ベクトルとほぼ一致するが、該製品がコイル３とコイル
１との間にあるか、］コイルとコイル１との間にあるか
で、等価で反対の成分１１′を有する。　位相調節器１
０が位相シフトを与えないときは、製品信号１１に対し
９０°の位相角度の信号８−が発生り”る。　位相シフ
タ１０を調節して角度０とすると、信号８′を抵抗成分
をもたない純粋な誘電成分のみとすることができ、これ
によって位相検知器８は、コンスタントな出力をｂつ。

まず、前記した装置をセットし、該装置のコイルに異物
を含まない製品を通ずと、位相検知器８の出力には、何
等の変動も生じない。　しかしながら、一つの製品に金
属または、これに類似した特性の異物が混入していると
、製品信＠１１に不純物信号１５が加わり、新たな複合
信号１６となる。　これによって、新たな誘導信号１６
′が誘導軸から立ち上がり、これは、抵抗成分をもつ。

この結果、位相検知器８の出力に信号変動が生じ、この
信号により欠陥製品であることが検知でさる・（発明が
解決しようとする問題点） 製品、例えば、食パンの種類が多岐にわたる場合、これ
らを一つの装置で検査するには、（れぞれの製品ごとの
検査の都度、位相シフター１０をリセッ１〜（再調整）
することが望ましい。　しかしながら、このような操作
は、時間を浪費するのみで好ましいものではない。位相
シフター１０に種々の選択されたブリヒツト位桁シフ１
〜を与えておくこともできるが、実際の段階では、使用
考がこのような機能を使用せず、中に感度調整のみを行
なうにすぎないことが往々にしてあり、異なった製品の
すべてが一つの感度調整のみで検査されてしまう。　こ
の結果、？ｃ物が混入した製品が異物混入のものとして
特定されないままとなることがある。

〈問題点を解決する具体的手段） 第４図に示すように、位相検出器８の出力（ボルト）は
、製品が位相シフター１０の調節前にコイルを通過する
と、図示のような波形を時間の経過に応じて示す。　製
品がコイル３とコイル１の間を通過すると、第１ビーク
１２が現われ、製品がコイル１を通過すると・出力が基
準出力点１３となり、製品がコイル１とコイル２どの間
を通過すると、逆ビーク１４が現われる。　このような
波形は、異物を含まない製品の装置通過において生ずる
直線波形にできる限り近い波形になることが望ましく、
直線波形と異なる波形が生じた場合は、異物が６１人さ
れているとして確認されることが望ましい。

この発明に係る検出器は、検査対象の製品が通過する磁
界の第１励磁コイルと、第１コイル磁界において第１コ
イルを励磁する出力信号を発生する第２コイルとを有し
、第２コイルの出力信号は、二つの位相検知器の入力側
へ送られ、これら位相検知器の一方の検知器における一
方の入力が９０”位相シフターと接続し、他方の入力が
可変位相シフターと接続すると共に、少なくとも一つの
位相検知器の出力がモニターされて、制御信号を発生し
、この制御信号が前記可変位相シフターの調節に用いら
れる構成のものである。

９０”位相シフターと可変位相シフターとは、一つの位
相検知器の一つの入力と関連していることが好ましい。

一つの位相検知器の出力電圧（ポル１−）は、電圧モニ
ターによりモニターされ、前記電圧の変動に応じた前記
制御信号を発生させる。

他の位相検知器の出力は、極性検知器へ送られ、この極
性検知器で電圧モニターへ信号が供給され、該入力の極
性が前記他の極性検知器に指示されることが好ましい。

電圧モニターには、信号記憶手段と前記極性センサによ
りコントロールされるスイッチとが設ＧＪられており、
一つの極性が感知されると、一方で信号記憶手段が前記
電圧に供給され、他の極性が感知されると、他方で信号
記憶手段が前記電圧に供給される。

信号記憶手段は、一つの極性が感知されると、前記位相
検知器の出力でチャージされ、伯の極性が感知されると
、前記位相検知器の逆の出力でチャージされる第１容量
と、極性が全く検知されないとき、前記位相検知器の出
力チャージされる第２容洛とを含むことが有利である。

この発明の他の例では、信０記憶手段は、二つの容量、
すなわち、一つの極性が感知されると、一方のものが前
記位相検知器の出力でチャージされ、他の極性が感知さ
れると、他方のものが前記位相検知器の出力でチト−ジ
される構成になっている。

好ましくは、前記容量は、差動増幅各に接続され、（の
出力が可変位相シフターに対−４る制御信号を与える。

また、好ましくは、電圧モニターと可変位相ジッターと
の間には、遅延手段が設けられている。

この発明の他の例においては、第１位相検知器と第２位
相検知器どの出力が第３位相検知器へ送られ、第３位相
検知器の出力は、ＲＣ遅延回路手段により前記可変位相
シフターの制御ＩＩ端了へ接続している。

前記検知器の迅速なセツティングを可能と）るためのＲ
Ｃ回路の時間定数を減ずる手段が設置」られていること
が好ましくい。

ＲＣ時間定数を短縮する前記手段ｔよ、切り換え可能な
手段であることが有利である。

この発明をさらに詳細に説明づるため、以下に実施例を
記載する。

（実施例） 図面に示されているように、この発明は、前記した第１
図から第４図により説明した従来抜術を基礎とし、これ
を改良したものであるから、第１図と第２図に示した装
置が基本であり、以下の実施例においては、該装置につ
いての説明を省略する。

この発明において、位相検知器８の出力がモニターされ
、所定値以上のものまで、波形が直線波形から去ると、
製品は、拒絶される。しかしながら、多数の製品が検査
のため、コイルを通過づるとさ、直線からの変化が所定
回数以上生ずると、電圧モニターにより制御信号が可変
位相シフターへ送られるしので、該シフターは、この発
明においては、電子制御のものとなっている。

第５図に示すように、位相検知器８の出力は、電圧モニ
ター１８へ送られる。　この図示の例においては、電圧
モニター１８は、位相検知器７の出力側に接続した極性
検知器１５がら信号を受ける。　該極性検知器は、入力
が正のどき、信号をキャリーする第１出力１６と、入力
が負のとき、信号をキャリーする第２出力１７とを有す
る。

電圧モニターの出力は、Ｕ迂回路ライン１９を介して送
られ、好ましくない゛乱調″を防止し、リード２１を介
して電子制御可変位相シフター１０へ送られる。

第６図は、電圧モニターの一例を示す。位相検知器８の
出力は、入力２２を介して増幅器２３へ送られる。　増
幅器２３の出力は、インバーター２４、抵抗２５、スイ
ッチ２６を介して信号を記憶するに適した装置（図示の
例では、容量２８）へ送られる。前記スイッチは、信号
がライン１７にあるとき、閉成されるのみのもので、容
量２８の他方の端子は、アースされている。　また、増
幅器２３の出力は、抵抗２９とスイッチ３ｏを介して容
量２８の入力端子に接続しており、前記スイッチ３０は
、信号がライン１６にあるとぎ、閉成される。　また、
増幅器２３の出力は、スイッチ３１を介して、信号を記
憶するに適した第２の装置（図示の例では、容量３２）
に接続しており、前記スイッチ３１は、スイッチ２６．
３０の両スイッチが開放のとき閉成される。　前記容ｆ
ｆ１３２の他の端子は、アースされている。　容量２８
．３２の入力端子は、差動増幅各３３に接続し、該増幅
器の出力は、ライン１９へ送られる。

電圧モニターにおいて、製品が検知コイルを通過する間
に位相検知器８により測定された平均位相シフトを示す
第１の信号と、位相検知器８により測定される平均位相
シフトを示す第２の信号とが記憶され、記憶された信号
は、比較されて可変位相シフター１０のυｌｌ１ＩＩ信
号となる。

第３図に示すように、二つの位相検知器からの信号の抵
抗成分は、常に位相内にあるか、または１８０°位相か
ら外れている。　かくて、位相検知器７からの信号が正
になると、スイッチ３０は閉成し、容Φ２８がチャージ
アップし、極性（第１極性）の信号が位相検知器８によ
り与えられる。

第４図の例において、これは、Ｘボルトにビーク１２の
振幅がプラスされたものとなる。　位相検知器７の出力
が負になると、スイッチ３０は、開放され、スイッチ２
６が閉成する。　ついで、ビーク１４は、Ｘ＠に対し逆
転し、その結果は、容３２８へ送られる。　製品がコイ
ル間を通過する間は、スイッチ３１は、閉成し、容は３
２がＸポル１−までチャージアップされる。　位相検知
器８の出力が直線であるど、容渚２８と合量３２の両者
は、同じ電圧となり、差動増幅器からの出力は、全くな
い。　同様に、非直線性のマグニチュード（位相シフタ
ーに基づく）は、差動増幅器のマグニチュードと極性に
反映され、この信号により、可変位相シフター１０を制
御し、所望の操作条件をリス１〜アＪる。

この例においては、位相検知：Ｓ８からの信号の値は、
位相検知器９が−っの極性をちつとき・記憶され、位相
検知器９が反対の極性をもっとき・位相検知器８からの
信号の値と比較される３３第７図は、電圧モニター１８
の他の例を示す。

この例においては、入力２２は、抵抗３４を介して第１
ス、イッチ３５（信号がライン１６にあるとき開成）に
接続され、ついて・、第１容量３６へ接続され、第２ス
イツチ３７（信号がライン１７にあるとき開成）を介し
て第２容串３８へ接続されている。　これら容品は、差
動増幅器の入力に接続され、該増幅器の出力は、ライン
１９へ送られる。　容品３６は、Ｘポル１〜にピークの
（Ｊイズがプラスされた第４図のピー９１２の値を記憶
する。

容量３８は、Ｘボルトからピークの値を引いたビーク１
４の値を記憶する。　位相検知器８の出力が実質的に直
線であるようなピークがほとんどない場合には、差動増
幅器の出力側には、信号が一切発生しない。

第８図は、この発明の他の例を示す。　前記した装置に
よりモニターされる製品が塩の含有により湿度が高く、
導電性場合には、一つの問題が生ずる。　これは、多く
の食品に共通する問題であり、このような場合には、非
常に大きな抵抗信号が生じ、可変位相シフター１０を迅
速かつ正確に調整することが重要となる。　何故ならば
、装置のウオームアツプの間、短ＩＩ間の誤差が発生す
るからである。　勿論、可変位相調節器のセツティング
は、製品の水分含有量または含塩伍の相違により、製品
のタイプごとに変化する。

前記の実施例におけると同様に、第８図に示された装置
には、第１図に示したような位相検知器７．８が含まれ
ている。　これら二つの位相検知器７．８の出力は、増
幅器３９のような増幅器を介して位相検知器４０へ送ら
れる。　位相検知器４０の出力は、ＲＣネットワーク４
１．４２と増幅器４３とを介して可変位相シフター１０
の制御入力と接続のリード４４へ送られる。　金属片の
ようなものがコイルを通過すると、発生づる位相変化番
よ・直ちにＩＣネツｉ−ワークを通過せず、／ＪＸりて
、Ｒｅネッ１−ワークは、スムーズで遅延の回路として
作用づ゛る。　かくて、単一の異物が検知されたとき・
ＲＣネ゛ントワークの出力には、（よと／ｖど変化がな
いが、モニターされる製品の性質に変化がある場合は、
ＲＣネットワークは、スムーズで３延の回路として作用
する。　かくて、単一の異物が検知されたとき、ＲＣネ
ットワークの出力には、はとんど変化がないが、モニタ
ーされる製品の性質に変化がある場合は、ＲＣＣフッ−
ワークの出力は、製品の変化に応じて変化する。　ＲＣ
ネッ］−ワークは、スイッチ４５の手段により、バイパ
スされて、初期のウオームアツプの間または製品が突然
変化したとき、ＲＣ時間定数を短縮させる。　出力４６
は、位相検知器８から検知された異物に応答づる作動手
段へ送られる。

第１０図は、第６図の変形例を示し、スイッチ３５．３
７は、それぞれのアナログ−・デジタル・コンバーター
４９．５０を介して、それぞれのカウンタ５１．５２（
カウンター４８．４６に相当）へ接続している。カウン
タの出力は、比較器５３へ送られ、制御信号が発生され
る。

（発明の効果） この発明によれば、パンなどの食品その他に含まれてい
る金属異物を正確に検知Ｊることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の基礎原理（従来技術との関連にお
ける）の説明図、 第２図は、この発明の基礎となる装置の回路説明図、 第３図は、位相シフ１−に３Ｊ、る検知信号の位相状態
の説明図、 第４図は、検知信号の波形のグラフ、 第５図は、この発明の一装置の回路図、第６図は、第５
図の回路に使用される電圧モニターの一つの例の回路図
、 第７図は、第５図の回路に使用される電圧モニターの他
の例の回路図、 第８図から第１０図は、それぞれ、この発明の実施例を
示１回路図である。 １・・・・・・第１コイル ２・・・・・・第２コイル ３・・・・・・第３コイル ４・・・・・・ベルトコンベヤ ５．６・・・・・・端子 ５Ａ・・・・・・発振器 ６Ａ・・・・・・増幅器 ７．８・・・・・・位相検知孔 ９・・・・・・固定位相シフター １０・・・・・・可変位相シフター １５・・・・・・極性検知器 １８・・・・・・電圧モニター ２０・・・・・・遅延回路 ２３．３３・・・・・・増幅杢 手続ネ市正書（方式） 昭和６１年８月２８日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）検査対象物が通過する磁界を介して励磁される第
   １コイルと、第１コイルの磁界内にあつて、出力信号を
   発生する第２コイルとを備え、前記信号の一部が第１コ
   イルを励磁し、第２コイルの出力信号は、二つの位相検
   知器に入力し、この内の一つの位相検知器の一方の入力
   には、９０°位相シフターが関連し、他方の入力には、
   可変位相シフターが関連しており、少なくとも一つの位
   相検知器の出力がモニターされて制御信号を発生し、こ
   の制御信号が前記可変位相シフターの調節に使用される
   ことを特徴とする金属異物検知器。 （３）一つの位相検知器の出力電圧が電圧モニターによ
   りモニターされ、前記電圧における変動に応じて前記制
   御信号を発生する特許請求の範囲第１項または第２項に
   よる金属異物検知器。 （４）他の位相検知器の出力が極性検知器へ送られ、こ
   の検知器は、信号を電圧モニターへ与え、前記他の極性
   検知器への入力の極性を示す特許請求の範囲第３項によ
   る金属異物検知器。 （５）電圧モニターは、信号記憶手段と、極性センサー
   により制御されるスイッチとを備え、一つの極性が感知
   されると、信号記憶手段に一つの道で前記電圧が印加さ
   れ、他の極性が感知されると、信号記憶手段に他の道で
   前記電圧が印加される特許請求の範囲第４項による金属
   異物検知器。 （６）前記記憶手段は、第１容量からなり、第１容量は
   、一つの極性が感知されると、前記位相検知器の出力で
   チャージされ、他の極性が感知されると、前記位相検知
   器の逆の出力でチャージされ、極性が感知されないとき
   、前記位相検知器の出力でチャージされる第２容量が存
   在している特許請求の範囲第５項による金属異物検知器
   。 （７）前記記憶手段は、第１容量と第２容量とからなり
   、第１容量は、一つの極性が感知されると、前記位相検
   知器の出力でチャージされ、他の極性が感知されると、
   前記位相検知器の逆の出力でチャージされ、第２容量は
   、極性が感知されないとき、前記位相検知器の出力でチ
   ャージされる特許請求の範囲第５項による金属異物検知
   器。 （８）前記容量が可変位相シフターに制御信号を与える
   出力をもつ差動増幅器に接続している特許請求の範囲第
   ６項または第７項による金属異物検知器。 （９）信号遅延装置が電圧モニターと可変位相シフター
   との間に存在している特許請求の範囲第３項から第８項
   いずれかによる金属異物検知器。 （１０）第１位相検知器と第２位相検知器の出力が第３
   位相検知器の入力へ送られ、第３位相検知器の出力がＲ
   Ｃ遅延ネットワークにより前記可変位相シフターの制御
   端子に接続している特許請求の範囲第１項または第２項
   による金属異物検知器。 （１１）ＲＣネットワークの時間定数を減ずる手段が設
   けられ、前記検知器の調整が迅速に行なえる特許請求の
   範囲第１０項による金属異物検知器。 （１２）ＲＣネットワークの時間定数を減ずる手段が切
   り換え自由の手段である特許請求の範囲第１１項による
   金属異物検知器。