(57)【要約】    【課題】  被検体がピッチコークス、金属異物、非金属異物の何れであるかを同時併行的に弁別する手段を提供すること。    【解決手段】  共振回路（検知コイル）に電流を流し、該電流に直交する方向に生起する磁束によって被検体に渦電流を生起せしめ、該渦電流によって生じる磁束変化による検知コイルにおけるインダクタンスの変化を捉える検知装置を、ピッチコークスの搬送流れ方向に、小さなインダクタンス変化を検知する検知装置Ｐおよび大きなインダクタンス変化のみを検出する検知装置Ｍを少なくとも１組配設し、検知装置Ｐのみのインダクタンス変化検出によってピッチコークスであることを、検知装置Ｐおよび検知装置Ｍ双方のインダクタンス変化検出によって金属異物を検知するとともに、検知装置Ｐおよび検知装置Ｍ双方のインダクタンス無変化によって非金属異物を検出する。【選択図】  図１
2010230605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インダクタンス（Ｌ）と容量（Ｃ）で構成される共振回路（検知コイル）に電流を流し、該電流に直交する方向に生起する磁束によって被検体に渦電流を生起せしめ、該渦電流によって生じる磁束変化によってもたらされる検知コイルにおけるインダクタンスの変化を捉える検知装置を、ピッチコークスの搬送流れ方向に、小さなインダクタンス変化を検出する検知装置Ｐおよび大きなインダクタンス変化のみを検出する検知装置Ｍを少なくとも１組配設し、検知装置Ｐのみのインダクタンス変化検出によってピッチコークスであることを検知し、検知装置Ｐおよび検知装置Ｍ双方のインダクタンス変化検出によって金属異物を検知するとともに、検知装置Ｐおよび検知装置Ｍ双方のインダクタンス無変化又は無視できる小さなインダクタンスの変化検出によって非金属異物を検知するよう構成してなるピッチコークス中の異物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピッチコークス中に混入している金属片（鉄、アルミニウム等）、非金属物体（れんが屑、木片、プラスチック等）を弁別、除去すべく、被検体がピッチコークス、金属異物、非金属異物の何れであるかを同時併行的に弁別するピッチコークス中の異物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁誘導の変化によって被検体の異常や混入している異物などを検出する検査装置が提案されている（特許文献１参照）。この電磁誘導型検査装置は、特許文献１における図３に示されているように、交流電源１１と励磁コイル１３ａ、誘導コイル１３ｂからなる検出コイル部１３と、励磁コイル２３ａ、誘導コイル２３ｂからなる平衡インダクタ部２３を前記検出コイル部１３に直列に接続してなる平衡回路２２と、平衡回路２２からの出力を増幅する増幅器２４と、増幅器２４の出力から被検体Ｓを判定する判定回路２５から構成される検出回路１５とから構成されている。而して、この先行技術にあっては、交番磁界中に被検体を置き、そのことに起因して磁場に変化を生じさせ、この磁場の変化を捉えることによって物体の同定をしまた、異物質の存否を認知する。
【０００３】
一方、ピッチコークスは、コールタールピッチや石油ピッチを乾留して得られるコークスである。硬ピッチの乾留は石炭コークス製造用の室炉を用いてなされる。最近は、石油コークス製造用のディレードコーカーによって、軟ピッチから能率よく製造される。石炭コークスに比し、灰分は少なくか焼により純粋な炭素となる。ピッチコークスは、アルミニウム電解精錬用の陽極用原料、製鋼用の成型黒鉛電極、炭素れんが、自動車タイヤ、半導体、リチウム電池、原子炉用黒鉛の原料等の用途がある。
【０００４】
而して、ピッチコークスの製造工程において、設備の金属片（鉄片、アルミニウム等）、非金属異物（炉の耐火物（れんが屑等）、木片、プラスチック等）がピッチコークスに混入することがあり、これら混入物はピッチコークスを原料とする製品、たとえば製鋼用の成型黒鉛電極、原子炉用黒鉛等の品質に直接的に影響する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、ピッチコークスの製造工程にあっては、磁気による鉄（鋼）片の摘出のほか、Ｘ線による異物（れんが屑、アルミニウム、木片、プラスチック等）の検出がなされているが、満足すべき結果が得られていない。たとえば、木片等は電磁石又は金属検出器或いはＸ線検出器でも検出できない。一方、先に述べた特許文献１に開示の電磁誘導の変化による検体の異常や混入している異物の検出手段では、被検体に異常たとえばクラックがあることを検出することや基準製品Ｓｒｅｆと被検体との対比によって被検体が異物であるか否かを弁別することができるけれども、ピッチコークス、金属異物、非金属異物の三者を同時併行的に弁別すことができない。
【０００６】
本発明は、ピッチコークスの製造工程或いは検査ラインにおいて、被検体がピッチコークス、金属異物、非金属異物の何れであるかを同時併行的に弁別し、金属異物、非金属異物を個別にラインから除去しそれぞれのラインに流すためのピッチコークス中の異物検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明は、インダクタンス（Ｌ）と容量（Ｃ）で構成される共振回路（検知コイル）に電流を流し、該電流に直交する方向に生起する磁束によって被検体に渦電流を生起せしめ、該渦電流によって生じる磁束変化によってもたらされる検知コイルにおけるインダクタンスの変化を捉える検知装置を、ピッチコークスの搬送流れ方向に、小さなインダクタンス変化を検出する検知装置Ｐおよび大きなインダクタンス変化のみを検出する検知装置Ｍを少なくとも１組配設し、検知装置Ｐのみのインダクタンス変化の検出によってピッチコークスであることを検知し、検知装置Ｐおよび検知装置Ｍ双方のインダクタンス変化の検出によって金属異物を検知するとともに、検知装置Ｐおよび検知装置Ｍ双方のインダクタンス無変化又は無視できる小さなインダクタンスの変化の検出によって非金属異物を検知するよう構成してなるピッチコークス中の異物検出装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ピッチコークスの製造工程或いは検査ラインにおいて、被検体がピッチコークス、金属異物（鉄片、アルミニウム等）、非金属異物（れんが屑、木片、プラスチック溶融固化物等）の何れであるかを同時併行的に弁別することができ、金属異物、非金属異物をそれぞれ個別的に除去することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のピッチコークス中の異物検出装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明のピッチコークス中の異物検出装置を構成する（ａ）発振回路  （ｂ）  発振状態検出回路  （ｃ）出力回路（コンパレータ）を示す回路図である。
【図３】本発明のピッチコークス中の異物検出装置によって検出された金属異物および非金属異物をライン外へ除去するエジェクタの一実施態様を示す概略図である。
【図４】本発明のピッチコークス中の異物検出装置の、ピッチコークス製造ライン或いは検査ラインへの組み込み状況の一例を示す概略図である。（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明をその実施形態に則して説明する。
【００１１】
本発明は、インダクタンス（Ｌ）と容量（Ｃ）で構成される共振回路（検知コイル）に交流電流を流し、この電流に直交する方向に生起する磁束によって被検体に渦電流を発生させ、この渦電流によって生じる磁束変化によってもたらされる検知コイルにおけるインダクタンスの変化を位相の変化として捉える検出装置である。
【００１２】
一方、本発明は、ピッチコークスが金属といった導電体と、れんが、木片、プラスチックといった非導電性物体（誘電体）の中間の導電性を有することに着眼してなされた。而して、ピッチコークスの製造ライン或いは検査ラインにおいて、小さなインダクタンス変化を検出する検知装置Ｐおよび大きなインダクタンス変化のみを検出する検知装置Ｍを被検体流れ方向に隣接して少なくとも１組配設し、検知装置Ｐのみにおけるインダクタンス変化の検出によって被検体がピッチコークスであることを認知し、検知装置Ｐおよび検知装置Ｍ双方におけるインダクタンス変化の検出によって被検体が金属異物であることを認知する。また、検知装置Ｐおよび検知装置Ｍ双方におけるインダクタンスの無変化或いは事実上の無変化によって被検体が、れんが屑、木片、プラチックといった非金属異物であることを認知する。
【００１３】
検知装置Ｐは検知装置Ｍに比し、コイルの巻き数ｎｐを大きくすることおよび角周波数ωを大きくすることの何れか一方または双方によって小さなインダクタンス変化をも検出するよう構成されている。
【００１４】
また、検知装置Ｐおよび検知装置Ｍの組は、ピッチコークス流れ方向に多段に配設しかつ、被検体の転動状態下に多数回の検知装置Ｐおよび検知装置Ｍにおけるインダクタンス変化を捉えるようにすることが望ましい。こうすることによって、たとえばピッチコークスにれんが屑が凝着しているような被検体もその一部が非金属異物であることを検出できる。
【実施例】
【００１５】
本発明の一実施例に係るピッチコークス中の異物検出装置を説明する。図１に、本発明の一実施例に係るピッチコークス中の異物検出装置の装置構成を示す。図１において、１はピッチコークス、２は発振回路であって、この実施例においては、ピッチコークス検知装置Ｐの発振回路である。この回路はＬＣ発振回路であり、この回路中のコイルＬ１が図１におけるピッチコークス検知コイルＰである。３は発振状態検出回路であり、ＰＬＬ回路が前記発振回路２におけるインダクタンス変化に起因する位相の進み或いは遅れを検出することによって、発振回路（検知コイル）２におけるインダクタンス変化を捉える。４は出力回路であって、一種のコンパレータである。発振状態検出回路３の出力を、‘１’の論理レベル或いは‘０’の論理レベルとして出力し、被検体がピッチコークスであるか否かを判定する。
【００１６】
５は異物エジェクタであり、ピッチコークス中の金属異物或いは非金属異物が金属異物検知装置Ｍ或いはピッチコークス検知装置Ｐ（ピッチコークス検知装置Ｐのみにおいてインダクタンス変化が検出されれば被検体はピッチコークス、ピッチコークス検知装置Ｐおよび金属異物検知装置Ｍの双方においてインダクタンス変化が検出されれば被検体は金属異物、ピッチコークス検知装置Ｐおよび金属異物検知装置Ｍの双方においてインダクタンス変化が検出されなければ被検体は非金属異物であることを知る。）によって検出されると、異物検出制御装置７からの信号によって作動し、金属異物或いは非金属異物（れんが屑、木片、プラスチック等）を異物シュート２４内に放り込む。異物エジェクタ５は、図３に示すように、駆動コイル５２への異物検出制御装置７からの信号によって衝撃的に駆動され、異物を異物シュート２４内に放り込む。
【００１７】
金属異物検知装置Ｍの構成はピッチコークス検知装置Ｐと同様であって、発振回路１２、発振状態検出回路１３、および出力回路（コンパレータ）１４から構成される。６は被検体通過検知センサであり、フォトセンサたとえば遮光式フォトセンサや反射式フォトセンサである。
【００１８】
図２（ａ）に、発振回路２，１２を示す。フェライトコアに導電性コイルを巻回した検出コイルＬ１と、容量Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５によるＬＣ発振回路が交番磁界（発振回路出力）を発生する。図２（ｂ）に、発振状態検出回路３，１３を示す。この回路はＰＬＬ回路であり、回路の安定性とコストダウンの見地から、市販のＰＬＬＩＣを使用した。この回路の発振入力に発振回路２，１２の出力を接続すると、ＰＬＬ回路が発振回路２，１２の発振周波数の変化を、発振状態を示す微小電圧変化として出力することにより、検出コイルＬ１のインダクタンス変化量が捉えられる。この発振状態検出回路３，１３の発振周波数の調整は、トリマーコンデンサＴＣ１と、可変抵抗ＶＲ１により行う。
【００１９】
図２（ｃ）に、出力回路（コンパレータ）４，１４を示す。発振状態検出回路３，１３の出力は、抵抗Ｒ１０と容量Ｃ１１のローパスフィルタを介してトランジスタＴＲ２のバッファ回路に入り、その出力であるコレクタからコンパレータＩＣ３へと導かれ、その判定結果は「負荷」の箇所に電流が流れるか否かとして出力される。たとえば、被検体がピッチコークスであるか否かを認知するための検知装置Ｐにあっては、インダクタンス変化量ＬＰの閾値以上であるときに‘１’の論理レベルとして「負荷」の箇所に電流が流れ、被検体がピッチコークスであると判定する。‘０’の論理レベルのときには、被検体はピッチコークスではないと判定する。
【００２０】
図４（ａ）、（ｂ）に本発明の一実施例に係るピッチコークス中の異物検出装置を、ピッチコークス検査ラインに組み込んだときの態様を示す。図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は正面図である。図４（ａ）、（ｂ）において、２１は被検体搬入コンベア、２２は分岐コンベア、２３は平滑フィーダであって、被検体を平面上において一様に分散、展開せしめる。Ｄは異物検知装置およびエジェクタ群であり、図１に示す構成になるピッチコークス検知装置Ｐおよび金属異物検知装置Ｍの組が、図４（ａ）の部分拡大図に示すように、被検体流れ（斜面）方向および幅方向に千鳥状に配置される。
【００２１】
２４は異物シュートであり、ピッチコークス検出装置Ｐおよび金属異物検知装置Ｍで検出された金属異物および非金属異物（れんが屑、木片、プラスチック等）が異物エジェクタ５によって放り込まれる。
【００２２】
２５は合流シュートであって、異物検出装置およびエジェクタ群Ｄ領域でのピッチコークス中の金属異物および非金属異物の検出および異物エジェクタ５による異物シュート２４への異物放り込みが完了した後のピッチコークスを正常品コンベア２７上へ合流させる。ＦＢはエジェクタ５で飛ばされた異物、２６は異物搬出コンベアである。
（実施例１）
【００２３】
ピッチコークス検知装置Ｐとして直径６ｍｍのフェライトコアに直径０．０８５ｍｍの銅線を３０００回巻いたものを図２（ａ）に示す検出コイルＬ１とし、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す回路を接続して電源電圧３Ｖを印加した。先ず、コイルＬ１に何も近づけない状態では、コイルのインダクタンスは９３．３ｍＨであった。この状態で出力回路がＯＦＦになるよう、トリマーコンデンサＴＣ１と可変抵抗ＶＲ１を調整した。
【００２４】
次に、検出コイルＬ１にピッチコークスを近づけるとコイルのインダクタンスは９３．７ｍＨと増加し、出力回路４はＯＮとなり被検体がピッチコークスであると判定した。検出コイルＬ１へれんが屑やガラス片、木片を近づけても、検出コイルＬ１のインダクタンスは９３．３ｍＨのまま変化しないため、出力回路４はＯＦＦのままとなり、被検体が非金属異物であることを判定した。
【００２５】
金属異物検知装置Ｍとして直径４．５ｍｍのフェライトコアに直径０．０８５ｍｍの銅線を１５００回巻いたものを図２（ａ）に示す検出コイルＬ１とし、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す回路を接続して電源電圧３Ｖを印加した。先ず、コイルＬ１に何も近づけない状態では、コイルのインダクタンスは４．６ｍＨであった。この状態で出力回路がＯＦＦになるよう、トリマーコンデンサＴＣ１と可変抵抗ＶＲ１を調整した。次に、検出コイルＬ１にステンレス鋼片を近づけるとコイルのインダクタンスは４．２ｍＨへ減少し、出力回路１４はＯＮとなり被検体が金属異物であると判定した。検出コイルＬ１に銅片を近づけるとコイルのインダクタンスは４．２ｍＨへ減少、アルミニウム片では４．１ｍＨに減少し、何れの場合も出力回路１４はＯＮとなり被検体が金属異物であると判定した。
【００２６】
金属異物検知装置Ｍとピッチコークス検知装置Ｐとを図１に示すように配置し、ピッチコークス片を上から下へ通過させるとピッチコークス検知装置Ｐの出力回路のみがＯＮとなり、通過した物がピッチコークスであると判定した。次に、ステンレス鋼製のボルトを同じように通過させると金属異物検知装置Ｍの出力回路がＯＮとなり、通過した物が金属異物であると判定した。さらに、れんが片を同じように通過させると金属異物検知装置Ｍとピッチコークス検知装置Ｐの何れの出力回路もＯＦＦのままであり、通過した物が非金属異物（れんが屑、木片、プラスチック等）であると判定した。
（実施例２）
【００２７】
ピッチコークス検知装置Ｐとして、直径７０ｍｍの円筒枠に直径０．２ｍｍの銅線を３０００回巻いた後に円筒枠を抜き去り、リング状の銅線のみとなったコイルを図２（ａ）に示す検出コイルＬ１とし、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す回路を接続して電源電圧３Ｖを印加した。先ず、検出コイルＬ１に何も近づけない状態では、コイルのインダクタンスは７０．５ｍＨであった。この状態で出力回路がＯＦＦとなるようにトリマーコンデンサＴＣ１と可変抵抗ＶＲ１を調整した。
【００２８】
次いで、検出コイルＬ１の中へピッチコークスを通すとコイルのインダクタンスは７０．６ｍＨと増加し、出力回路はＯＮとなり、被検体がピッチコークスであると判定した。検出コイルＬ１へれんが屑やガラス片、木片を通しても検出コイルＬ１のインダクタンスは７０．５ｍＨのまま変化しないため、出力回路４はＯＦＦのままとなり、被検体が非金属異物であると判定した。このように、コイルを中空の形状にして、中に被検体を通す（落とす）手段によって金属異物検知装置Ｍやピッチコークス検知装置Ｐを構成することもできる。
【符号の説明】
【００２９】
１  ピッチコークス
Ｐ  ピッチコークス検知装置
Ｍ  金属異物検知装置
２  発振回路
３  発振状態検出回路
４  出力回路（コンパレータ）
５  異物エジェクタ
５１  エジェクタケース
５２  駆動コイル
６  被検体通過検出端
１２  発振回路
１３  発振状態検出回路
１４  出力回路（コンパレータ）
２１  被検体搬入コンベア
２２  分岐シュート
２３  平滑フィーダ
Ｄ  異物検出センサおよびエジェクタ群
２４  異物シュート
２５  ピッチコークス合流シュート
２６  異物搬出コンベア
２７  正常品搬出コンベア
ＦＢ  エジェクタで飛ばされた異物
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特許第３１４０１０５号公報（特開平０５−００２０８２号公報）
【図１】
2010230605.tif 000003
【図２】
2010230605.tif 000004
【図３】
2010230605.tif 000005
【図４】
2010230605.tif 000006