JPS642904B2 - - Google Patents

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JPS642904B2
JPS642904B2 JP57169645A JP16964582A JPS642904B2 JP S642904 B2 JPS642904 B2 JP S642904B2 JP 57169645 A JP57169645 A JP 57169645A JP 16964582 A JP16964582 A JP 16964582A JP S642904 B2 JPS642904 B2 JP S642904B2
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JP
Japan
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signal
synchronous
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metal
phase
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JP57169645A
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JPS5960277A (ja
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Masahiro Tarui
Yasumoto Suzuki
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Anritsu Corp
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Anritsu Corp
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08Electric 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
    • G01V3/10Electric 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 using induction coils
    • G01V3/104Electric 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 using induction coils using several coupled or uncoupled coils
    • G01V3/105Electric 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 using induction coils using several coupled or uncoupled coils forming directly coupled primary and secondary coils or loops
    • G01V3/107Electric 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 using induction coils using several coupled or uncoupled coils forming directly coupled primary and secondary coils or loops using compensating coil or loop arrangements

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、コンベア等で搬送されている被検
査体(特に食品)中にどのような種類の金属が混
入しているか否かを高い感度指数で検出すること
ができる金属検出装置に関するものである。
まず、従来から使用されている金属検出装置の
概要について第1図で説明する。
この図において、1は発振器、2は前記発振器
1に接続されている送信コイル、3a,3bはこ
の送信コイル2に対向して配置されている受信コ
イルで、この受信コイル3a,3bは、送信コイ
ル2の交番磁界中におかれ、その磁力線が等しく
交錯するように配置されている。
4a,4bは、前記受信コイル3a,3bの誘
起電圧e〓1,e〓2の位相及び振幅の調整用のボリユー
ムを示し、このボリユーム4a,4bの調整によ
つて、通常は受信コイル3a,3bの差動誘起電
圧がe〓1−e〓2=0となるように設定される。5は差
動誘起電圧e〓1−e〓2を増幅する増幅器、6a,6b
はそれぞれ鉄及び非鉄金属を検出する同期検波
器、7a,7bはフイルタ、8a,8bは判別回
路である。なお、9a,9bは前記同期検波器6
a,6bに供給する同期信号を形成する第1、第
2の移相器を示す。
かヽる構成からなる金属検出装置は、送信コイ
ル2、及び受信コイル3a,3b間に被検査体W
が通過し、該被検査体Wに金属が混入している時
は、その金属の種類(鉄、又は非鉄金属)によつ
て判別回路8a,8bに検出信号が発生する。
この点を第2図a,bのベクトル図で説明する
と、通常、受信コイル3a,3bの誘起電圧e〓1
e〓2は増幅器5の入力側においてe〓1−e〓2=0となる
ように設定されているが、鉄を含んだ被検査体W
が矢印の方向から通過すると、まず第2図aに示
すように受信コイル3aの誘起電圧e〓1がe〓′1に増
大し、次に受信コイル3bの誘起電圧e〓2がe〓′2
増大する。したがつて、e〓1−e〓2=e〓Dfの差動誘起

圧が同期検波器6aに入力され、この同期検波器
6aに供給されている同位相の同期検波用の信号
e〓Fによつて検出される。
一方、非鉄金属(ステンレス・アルミ等)が混
入した被検査体Wが通過すると発振器1の光流磁
界の影響をうけて非鉄金属内に渦電流が流れる。
するとこの渦電流の影響によつて、受信コイル3
a,3bの誘起電圧e〓1,e〓2の位相が変化すること
になる。
すなわち、第2図bに示すように受信コイル3
aの誘起電圧e〓1の位相がe〓″1に変化すると、差動
誘起電圧e〓″1−e〓2=e〓DSは、図示したようにほぼ9
0゜
位相がずれた点に発生する。そこで、この差動誘
起電圧e〓DSとほぼ同位相のe〓sで示した同期検波信
号が供給されている同期検波器6bにおいて位相
検波することにより、非鉄を検出することができ
る。
以上は被検査体Wの金属検出動作について簡単
に説明したが、次に発振器1から供給される周波
数と金属の検出感度について考察する。
第3図は発振器1の周波数を変化した場合の鉄
(Fe)と非鉄金属(ステンレス:SUS)、及び製
品(ソーセージ)における、感度指数を示したも
のである。この図から、鉄(Fe)は周波数(横
軸)を変化した場合も一定の感度指数を示し、検
出感度は変化しないが、非鉄金属(SUS)、及び
製品は渦電流損が周波数の2乗に比例することか
ら周波数が高くなると鉄より感度指数が高くな
り、したがつて、鉄(Fe)のみを検出するため
には周波数がl附近の低い信号の方が良いことが
分かる。
一方、非鉄金属(SUS)とハム又はソーセジ
等の製品の検出感度を比較すると、第4図に示す
ように検出信号の検波する位相により感度指数が
変化し、SUSでは0゜附近で最大となり、90゜附近
で最低となつているが、製品の場合は波線で示す
ようにその物性により非鉄金属(SUS)と異な
る位相で最低点が存在する。
そして、非鉄金属(SUS)と、製品の最低感
度となる点の位相差は、低い周波数lに比較して
高い周波数hになる程大きくなることが分かる。
すなわち、第4図で非鉄金属(SUS)と製品
の感度差は、低い周波数lでは同期検波信号の位
相差を80゜位に選んだ時、a−b間の大きさにな
るが、高い周波数hの時はa′−b′間の感度差(位
相はほぼ70゜位に選ぶ)が得られるので、周波数
は高い方が製品と非鉄を判別する時に有利である
ことがわかる。
この発明は、上述したようなデータの解析から
鉄、非鉄金属の感度指数のいずれも高くなるよう
に2周波を使用して金属検出装置を構成したもの
である。
以下、この発明の金属検出装置の一実施例を第
5図の回路ブロツクにより説明する。
この図において、10は周波数がhの発振器、
11は分周比1/2nの分周器、12は前記分周器1 1によつて逓降した周波数lの信号と、前記発振
器10の周波数hの信号を加算する加算器、1
3,14は金属検出装置の送信、及び受信コイ
ル、15は差動増幅器、16a,16bは前述し
たように鉄、及び非鉄金属の同期検波器を示し、
鉄の方の同期検波用の信号は移相器19aを介し
て逓降した周波数lの信号が、非鉄金属の同期検
波用の信号には移相器19bを介して周波数h
信号が供給されている。
なお、17a,17bはフイルタ、18a,1
8bは金属の有無を判断する信号を出力する判別
回路を示す。
つづいて、上記実施例の動作を第6図の波形図
に基づいて説明する。
発振器10から出力される信号の周波数hは第
4図のデータで説明したように非鉄金属(SUS)
と製品の感度指数の差が大きくなる周波数hを採
用する。この周波数hの信号は分周器11におい
て1/2nに分周されるが、逓降された周波数l
第3図のデータで説明した鉄と非鉄(製品)の感
度指数の差が大きくなる周波数lとなるように分
周する。そしてこれら2つの周波数hlは加算
器12において単純に加算され送信コイル13に
供給される。
第6図の波形(A)は、h=4l(n=2)の関係と
なつている混合波hlを示している。
このような混合波hlが送信コイル13に供
給されても、被検査体Wが送信コイル13と受信
コイル14の間に存在しない時は、差動増幅器1
5の合成出力は零であり、同期検波器16a,1
6bにも何んらの信号も発生しない。
今、この状態で鉄が混入された被検査体Wが通
過すると、受信コイル14の誘起電圧e〓1,e〓2のバ
ランス、特にに振幅の平衡性が失なわれるので、
混合波hlとほぼ同様な波形(A)が差動出力とし
て同期検波器16a,16bに供給される。
ところが同期検波器16aに供給されている同
期検波用の信号e〓Fは、第6図の波形(B)に示すよう
に周波数lの信号の位相とほぼ同一の位相となる
ように移相器19aによつて設定してあるので、
その同期検波出力は波形(C)のように検出される。
したがつて、これをフイルタ17aで平滑すると
ほぼ平均値がEfの号が得られ、この信号で判別回
路18aが動作して、鉄の混入を報知する。
一方、非鉄の同期検波器16bに供給されてい
る同期検波用の信号e〓Sの波形(D)は、その周波数が
hで、かつ被検査体Wを構成する製品の感度指数
が最低となる位相βに設定されているので、この
同期検波用の信号e〓Sで検波された信号は波形(E)に
示すように正側及び負側において、ほぼ同一の検
波信号となりフイルタ17bを通過すると零レベ
ルの検波出力Esとなるので、非鉄の判別回路1
8bは動作しない。
次に、前記被検査体Wに非鉄金属(SUS)が
混入している場合について説明する。
低い周波数lに対しては第3図のデータ図で説
明したように渦電流の影響が小さいので、周波数
l成分は受信コイル14内でキヤンセルされてほ
とんど出力されない。したがつて、製品内に非鉄
金属(SUS)が混入しているときは、この非鉄
金属(SUS)によつて移相された高い周波数h
差動誘起電圧e〓1−e〓2として波形(A′)に示すよう
に鉄の同期検波器16a及び非鉄の同期検波器1
6bに入力され同期検波されるが、鉄の同期検波
器16aの同期検波出力は波形(C′)に示すよう
に正負対象の波形となつているので、フイルタ1
7aで除去され、判別回路18aからは検出信号
が出力されていない。
しかし、前記差動誘起電圧の波形(A′)が非
鉄の同期検波器16bに入力され、同期検波用の
信号e〓Sで検波されるとその同期検波出力は位相ず
れを受けているため波形(E′)に示すように一方
向のみ出力される。この信号(E′)はフイルタ1
7bに入力されるとE′sに示す検出電圧となり、
判別回路18bを動作させることになる。
以上、2つの周波数lhについて説明した
が、製品の感度指数は、その材質によつて変化
し、その最低感度となる位相も変化する。したが
つて、2周波に限らず3周波(但し偶数倍とした
もの)以上の信号を混合したものを送信コイル1
3に供給するようにして各周波数成分を複数の同
期検波器で検波するようにしてもよい。
以上説明したように、この発明の金属検出装置
は送信コイルを2周波hlで駆動し、鉄の検出
は製品に影響が少ない低い方の周波数lで検出
し、非鉄金属の検出は感度が高く、かつ位相識別
の良好な高い周波数hで検出するようにしたの
で、鉄、非鉄金属とも高感度で検出することがで
きる。
しかも、かゝる2周波を使用する場合も、送信
コイルと受信コイルが従来と同様に1組あればよ
く、構造が簡単であるとともに、高い周波数h
信号と低い周波数lの信号を偶数倍(2n倍)とな
るように設定しているので、各々の周波数l、及
hを分離するための特別な分離選択回路がなく
とも同期検波することができるので、回路構成が
簡単になるという利点を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の金属検出装置のブロツク図、第
2図a,bは鉄、非鉄金属を検出するときのベク
トル図、第3図、第4図は鉄、非鉄金属(SUS、
Al等)、及び製品に対する感度指数と、供給周波
数及び位相関係を説明するためのデータ図、第5
図はこの発明の一実施例を示す金属検出装置のブ
ロツク図、第6図は第5図のブロツク図における
検出動作の波形図である。 図中、10は発振器、11は分周器、12は加
算器、13は送信コイル、14は受信コイル、1
5は差動増幅器、16a,16bは同期検波器、
17a,17bはフイルタ、18a,18bは判
別回路、19a,19bは移相器を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 偶数倍とされている少なくとも2つの周波数
    hl)の信号を重畳した駆動信号によつて駆
    動される1個の送信コイルと、前記送信コイルの
    磁界と光鎖し、通過する被検査体によつて誘起電
    圧が変化する2つの受信コイルと、前記2つの受
    信コイルの誘起電圧の差信号を形成する差動増幅
    器と、前記差動増幅器の出力を同期検波する少な
    くとも2つの同期検波器と、該同期検波器の出力
    から前記被検査体に混入された金属の有無を判別
    する判別回路とを備え、前記2つの同期検波器の
    一方には、前記駆動信号の中の低い周波数(l
    の信号成分を同期検波信号としてほぼ同一位相で
    供給し、前記誘起電圧の差信号の振幅変化を検出
    すると共に、前記2つの同期検波器の他方には、
    前記駆動信号の中の高い周波数(h)の信号成分
    をほぼ90゜移相した同期検波信号を供給し、前記
    誘起電圧の差信号の位相変化を検出するように構
    成したことを特徴とする金属検出装置。 2 少なくとも2つの周波数(hl)の信号
    は、1つの発振器からの信号と、これを分周した
    信号で形成されていることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の金属検出装置。
JP57169645A 1982-09-30 1982-09-30 金属検出装置 Granted JPS5960277A (ja)

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