(57)【要約】【課題】被検査物に混入した磁性金属異物を検出するための装置と方法の提供。【解決手段】配管の中を流れる被検査物に混入した磁性金属異物を検出するための装置が検出コイルユニットと、増幅部と、信号処理部と、自動三方弁２５とを有する。検出コイルユニットは、検出コイルと、検出コイルのコアとなる永久磁石とを含む。配管１５ａにおける主管１６は、自動三方弁２５を介してつながる上流側部分１８と下流側部分１９とを有し、自動三方弁２５からは支管１７が延出する。検出コイルユニットは、上流側部分１８に使用されていて、信号処理部につながっている。検出コイルユニットが磁性金属異物を検出すると、信号処理部からの信号に基づいて自動三方弁２５が動作して下流側部分１９を閉じる一方、支管１７が開いて検出した磁性金属異物を支管１７へ排出する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管の中を一方向に向かって流れる被検査物に混入した磁性金属異物を検出するための装置であって、
前記装置が、前記配管を挟んで対向配置させる検出コイルと前記検出コイルそれぞれのコアとなる永久磁石とを含む検出コイルユニットと、前記検出コイルに接続させる入力コイルからの信号を増幅する増幅部と、前記増幅部からの信号に基づいて動作する信号処理部と、前記信号処理部からの信号に基づいて動作する自動三方弁とを有するものであり、
前記配管は主管と支管とを有し、前記主管は前記被検査物が前記一方向に向かって流れるものであって前記自動三方弁を介してつながる上流側部分と下流側部分とを有し、前記自動三方弁からは前記支管が延出し、
前記検出コイルユニットが前記上流側部分に対して使用されていて、前記磁性金属異物を検出すると、前記信号処理部からの前記信号に基づいて前記自動三方弁が動作して前記下流側部分を閉じる一方、前記支管を開き、検出した前記磁性金属異物を前記被検査物の一部分とともに前記支管へ排出することが可能であることを特徴とする前記装置。
【請求項２】
前記検出コイルユニットは、前記永久磁石としての円盤状永久磁石と、前記円盤状永久磁石それぞれの周面に巻き付けられた前記検出コイルとしての銅線とを有し、対向配置させた前記円盤状永久磁石どうしの間に前記被検査物の前記主管を位置させることが可能である請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記主管が性状の異なる複数種類の流体を交互に流すために使用されるものである請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記増幅部では、分解能が１０μＴ／√Ｈｚ以下である常温高感度磁気センサが使用される請求項１−３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記信号処理部では、前記増幅部からの前記信号が閾値を越えたときに前記磁性金属異物を検出したと判断するとともに、前記信号の発生日時、前記信号の波形および前記信号のピーク値のうちの少なくとも一つについて表示、記録、保管のいずれかが可能である請求項１−４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記装置が、前記検出コイルユニットとして、前記下流側部分に対して使用される第２検出コイルユニットを含んでいる請求項１−５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記信号処理部は、前記増幅部を介して前記第２検出コイルユニットに接続していることによって、前記主管の前記下流側部分を移動する前記被検査物について前記磁性金属異物が検出されていない状態にあることの表示および記録のいずれかが可能である請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記装置が、前記検出コイルユニットとして、前記主管の前記上流側部分に対して使用される第１検出コイルユニットに加えて、前記支管に対して使用される第３検出コイルユニットを含んでいる請求項１−７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記検出コイルが差動型コイルである請求項１−８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
配管の中を一方向に向かって流れる被検査物に混入した磁性金属異物を検出するための方法であって、
前記配管を挟んで対向配置させる検出コイルと前記検出コイルそれぞれのコアとなる永久磁石とを含む検出コイルユニットと、前記検出コイルに接続させる入力コイルからの信号を増幅する増幅部と、前記増幅部からの信号に基づいて動作する信号処理部と、前記配管に組込まれる自動三方弁とを使用し、
前記配管には主管と支管とを設け、前記主管には前記自動三方弁を介してつながる上流側部分と下流側部分とを設けて前記被検査物を前記一方向に向かって流し、前記自動三方弁からは前記支管を延出させ、
前記検出コイルユニットを前記上流側部分に対して使用して、前記検出コイルユニットが前記磁性金属異物を検出すると、前記信号に基づいて前記信号処理部に前記自動三方弁を動作させて前記下流側部分を閉じる一方、前記支管を開き、検出した前記磁性金属異物を前記被検査物の一部分とともに前記支管へ排出することを特徴とする前記方法。
【請求項１１】
前記検出コイルユニットは、前記主管のうちの前記下流側部分に対して使用されている第２検出コイルユニットをも含む請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記検出コイルユニットは、前記主管のうちの前記上流側部分に対して使用されている第１検出コイルユニットと、前記支管に対して使用されている第３検出コイルユニットとを含む請求項１０または１１記載の方法。
【請求項１３】
前記主管と支管とは、対向配置させた前記永久磁石どうしの間に位置する部位において、前記永久磁石が対向している方向へ延びる第１内径と、前記第１内径に直交する第２内径とを有し、前記第１検出コイルユニットおよび前記第２検出コイルユニットのうちの少なくとも一つにおいて、前記第１内径が前記第２内径よりも小さくなっている請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記主管と支管とは、対向配置させた前記永久磁石どうしの間に位置する部位において、前記永久磁石が対向している方向へ延びる第１内径と、前記第１内径に直交する第２内径とを有し、前記第１検出コイルユニット、前記第２検出コイルユニットおよび前記第３コイルユニットのうちの少なくとも一つにおいて、前記第１内径が前記第２内径よりも小さくなっている請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記配管は、前記主管の前記上流側部分における断面積よりも、前記支管における前記第１、第２内径を含む部位の断面積が大きくなっている請求項１３または１４記載の方法。
【請求項１６】
前記主管は、前記支管における前記第１内径よりも大きな内径を有する円管である請求項１３−１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記検出コイルとして差動型コイルを使用する請求項１０−１６のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、配管の中を一方向に向かって流れる被検査物に混入した磁性金属異物を検出するための装置と方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
配管の中を一方向に向かって流れる被検査物、例えば配管の中を一方向に向かって流れる飲料や食品に混入した磁性金属異物を検出するための装置は、公知である。
【０００３】
例えば、特開２０１２−２２０３８２号公報（特許文献１）に記載された磁性金属異物を検出する装置は、配管の上流側にセットされている永久磁石によって配管の中を流れる流体に含まれた磁性金属異物を磁化し、永久磁石の下流側にセットされているＭＩセンサやフラックスゲートセンサ等の磁気センサによってその磁性金属異物からの磁力線を検出している。
【０００４】
また、特開２０１０−２３７０８１号公報（特許文献２）に記載の粉体材料中の磁性異物の検査装置は、粉体材料に磁場を印加する水平帯磁用磁石と、この磁石の下流側に配置されたＳＱＵＩＤ磁気検出装置とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２２０３８２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３７０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
配管の上流側で磁性金属異物を磁化した後に、下流側の磁気センサによってその磁性金属異物の磁気を検出する従来の装置では、磁性金属異物が上流側から下流側へと流れる間に磁性金属異物の磁力が低下して、磁性金属異物の検出精度が低下するということがある。また、検出した磁性金属異物を被検査物から取除いたことを容易に知ることのできる装置や方法であって、検出するための装置と一体的に使えるものは見当たらない。
【０００７】
そこで、この発明では、磁性金属異物の検出精度を向上させることができるように、従来の検出装置と検出方法とに改良を施すことを課題の一つにしている。また、その検出装置と検出方法とに対して、検出した磁性金属異物が被検査物から取除かれたことを容易に知ることができるように改良を施すことも課題の一つである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するためのこの発明は、磁性金属異物を検出するための装置に係る第１発明と方法に係る第２発明とを含んでいる。
【０００９】
前記第１発明が対象とするのは、配管の中を一方向に向かって流れる被検査物に混入した磁性金属異物を検出するための装置である。
【００１０】
前記第１発明が特徴とするところは、次のとおりである。前記装置は、前記配管を挟んで対向配置させる検出コイルと前記検出コイルそれぞれのコアとなる永久磁石とを含む検出コイルユニットと、前記検出コイルに接続させる入力コイルからの信号を増幅する増幅部と、前記増幅部からの信号に基づいて動作する信号処理部と、前記信号処理部からの信号に基づいて動作する自動三方弁とを有するものである。前記配管は主管と支管とを有し、前記主管は前記被検査物が前記一方向に向かって流れるものであって前記自動三方弁を介してつながる上流側部分と下流側部分とを有し、前記自動三方弁からは前記支管が延出している。前記検出コイルユニットは、前記上流側部分に対して使用されていて、前記磁性金属異物を検出すると、前記信号処理部からの前記信号に基づいて前記自動三方弁が動作して前記下流側部分を閉じる一方、前記支管を開き、検出した前記磁性金属異物を前記被検査物の一部分とともに前記支管へ排出することが可能である。
【００１１】
前記第２発明が対象とするのは、配管の中を一方向に向かって流れる被検査物に混入した磁性金属異物を検出するための方法である。
【００１２】
前記第２発明が特徴とするところは、次のとおりである。  前記配管を挟んで対向配置させる検出コイルと前記検出コイルそれぞれのコアとなる永久磁石とを含む検出コイルユニットと、前記検出コイルに接続させる入力コイルからの信号を増幅する増幅部と、前記増幅部からの信号に基づいて動作する信号処理部と、前記配管に組込まれる自動三方弁とを使用する。前記配管には主管と支管とを設け、前記主管には前記自動三方弁を介してつながる上流側部分と下流側部分とを設けて前記被検査物を前記一方向に向かって流し、前記自動三方弁からは前記支管を延出させる。前記検出コイルユニットを前記上流側部分に対して使用して、前記検出コイルユニットが前記磁性金属異物を検出すると、前記信号に基づいて前記信号処理部に前記自動三方弁を動作させて前記下流側部分を閉じる一方、前記支管を開き、検出した前記磁性金属異物を前記被検査物の一部分とともに前記支管へ排出する。
【発明の効果】
【００１３】
この発明に係る磁性金属異物を検出するための装置と方法では、検出コイルユニットにおける検出コイルが、磁性金属異物を帯磁させる永久磁石をコアとして使用するものであるから、これら永久磁石と検出コイルとが一体化されていて、磁性金属異物はそれが帯磁した状態になると同時に、検出コイルによって検出されるということが可能になる。すなわち、磁性金属異物は、帯磁による磁力が低下しないうちに検出されることが可能になって、検出装置における磁性金属異物の検出精度が向上する。特に、磁力の弱いステンレス等の金属の検出では、この発明の効果が顕著になる。被検査物が流れる配管は、それに組み込まれている自動三方弁から支管が延出するものであるから、磁性金属異物を検出したときの検出コイルからの信号に基づいて自動三方弁を動作させて支管を開けば、磁性金属異物を被検査物の一部分とともに支管に排出することができる。その支管に対して検出コイルユニットを使用することによって、磁性金属異物が配管における主管から支管へと排出されたことを容易に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
図面は、この発明の特定の実施形態を示し、発明の不可欠な構成ばかりでなく、好ましい実施に形態および選択的に実施できる形態を含む。
【図１】この発明に係る検出装置の使用態様を例示する図。
【図２】検出部を示す図。（ａ）は側面図、（ｂ）は頂面図、（ｃ）は（ａ）におけるｃ−ｃ線に沿う断面図である。
【図３】図２における検出部の斜視図。
【図４】増幅部の内部を示す図。
【図５】信号処理部の機能を例示する図。
【図６】実施態様の一例を示す図。
【図７】（ａ）−（ｄ）によって検出波形を例示する図。
【図８】実施態様の一例を示す図２と同様な図。（ａ）は部分破断側面図、（ｂ）は部分破断頂面図、（ｃ）は図（ａ）におけるｃ−ｃ線に沿う断面図。
【図９】図８における検出部の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
添付の図面を参照して、この発明に係る磁性金属異物を検出するための装置と方法との詳細を説明すると、以下のとおりである。
【００１６】
図１は、この発明に係る磁性金属異物を検出するための装置１０の使用態様の一例を示す図である。装置１０は、被検査物である飲料や液状食品等の流体を矢印Ａで示す一方向に向かって流すための配管１５に対して使用されている。図にはまた、その配管１５として、第１、第２、第３配管１５ａ，１５ｂ，１５ｃが例示されている。第１、第２、第３配管１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、磁性金属異物を検出するうえにおいて、実質的に同じように使用することのできるもので、以下では主として第１配管１５ａについて説明する。
【００１７】
第１配管１５ａは、被検査物である流体を方向Ａへ流すための主管１６と、主管１６に組み込まれた自動三方弁２５において主管１６から分岐するように自動三方弁２５から延出する支管１７とを有する。主管１６は、自動三方弁２５の上流に位置する上流側部分１８と、自動三方弁２５の下流に位置する下流側部分１９とを有する。装置１０は、被検査物に混入している磁性金属異物（図示せず）を検出すると、自動三方弁２５を動作させることができるものであって、自動三方弁２５の他に、上流側部分１８にセットされている検出部１１と、増幅部１２と、信号処理部１３とを有する。図示例において、検出部１１と増幅部１２とは、第１−第３配管１５ａ−１５ｃのそれぞれに一基ずつセットされているが、信号処理部１３は、三基の検出部１１に対して一基がセットされている。ただし、信号処理部１３は、検出部１１ごとに一基ずつセットされていてもよいものである。信号処理部１３はまた、検出部１１や増幅部１２と一群を成すようにして一つの作業場にセットされていてもよいが、作業場からは離間した作業管理室等にセットされていてもよいものである。増幅部１２と信号処理部１３とは、リード線１４を介してつながっている。
【００１８】
図２の（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１配管１５ａにセットされている検出部１１の側面図と、頂面図と、（ａ）におけるｃ−ｃ線断面図とである。ただし、図２の（ｂ）においては後記天板３１の図示が省略され、（ｃ）においては第１配管１５ａが仮想線で示されている。
【００１９】
検出部１１は、第１配管１５ａを介して対向配置された一対のコイル２１と、コイル２１それぞれのコアになるとともに第１配管１５ａを介して対向配置された一対の永久磁石２２とによって形成された検出コイルユニット２０を有する。検出コイルユニット２０は、図２の（ｃ）においてほぼＵ字型の溝または角型の溝を形成している磁気ヨーク２３によって囲まれている。磁気ヨーク２３は、ナイロン樹脂製のボックス２４に収容されている。ボックス２４は、ボルト（図示せず）によって支持プレート２６に固定され、その支持プレート２６が固定具２７を介して第１配管１５ａに取り付けられている。ボックス２４は、流れ方向Ａにおいて対向する一対の端壁２８を有し、端壁２８のそれぞれには第１配管１５ａを支持するための溝２９が形成され、ボックス２４の天板３１は溝２９に対して第１配管１５ａを出し入れすることができるように、図２の（ｃ）において左右に二分されている。図示されてはいないが、コイル２１と永久磁石２２とは磁気ヨーク２３に対して薄いプラスチックシート（図示せず）を介して固定されている。第１配管１５ａの両端にはフランジＦがあるから、検出コイルユニット２０は、図２の（ａ）の検出部１１の形で長い配管１５の途中の部分に対して取付けたり、取外したりすることができる。
【００２０】
図３の（ａ），（ｂ）において、（ａ）は、図２の（ｃ）における検出コイルユニット２０と磁気ヨーク２３とを示す検出部１１の部分破断斜視図であり、（ｂ）は検出部１１から取り出した検出コイルユニット２０の斜視図である。検出コイルユニット２０では、一対の盤状または柱状の永久磁石２２である永久磁石２２Ｌと永久磁石２２ＲがＮ極とＳ極とを対向させて配置され（図４（ｂ）参照）、それぞれの永久磁石２２Ｌ，２２Ｒの周面には一対のコイル２１であるコイル２１Ｌとコイル２１Ｒとが形成されている。コイル２１Ｌとコイル２１Ｒとは、共に右巻きの状態であるか、または共に左巻きの状態である場合と、一方のコイルが右巻きであり、もう一方のコイルが左巻きであって、両コイル２１Ｌと２１Ｒとで差動型コイルを形成している場合とがある。検出コイルユニット２０に差動型コイルを使用すると、外部ノイズをその差動型コイルによってキャンセルして、磁性金属異物の検出精度を向上させることができる。コイル２１Ｌとコイル２１Ｒとは、リード線Ｌ（図３（ｂ）参照）によって増幅部１２につながっている。なお、盤状または柱状の永久磁石２２（２２Ｌ，２２Ｒ）は、製作や取り扱いを容易にするうえにおいて、円盤状または円柱状のものであることが好ましい。
【００２１】
検出部１１において、被検査物が食品である場合には、第１配管１５ａとしてＭＳＤＳで食品用として認可された樹脂製のものが使用される。第１配管１５ａにはまた、その一例として、径が１．５Ｓ（外径３８．１ｍｍ）で長さが５００ｍｍのものの使用が可能である。第１配管１５ａの径が１．５Ｓである場合の検出部１１は、第１配管１５ａに沿う長さが１６０ｍｍ、第１配管１５ａに直交する方向の幅が１６０ｍｍ、高さが１３５ｍｍ程度の大きさのものにすることができる。なお、長さは５００ｍｍに限定されるわけではなく、５００ｍｍより短くしたり、長くしたりすることも可能である。それゆえ、検出部１１は、それをセットするのに場所を選ばず使い勝手のよいものになる。
【００２２】
このように形成されている検出部１１の検出コイルユニット２０では、対向配置された永久磁石２２Ｌと２２Ｒとの間において磁力線は均一な磁束密度を保っているが、磁性金属異物の混入している被検査物が永久磁石２２Ｌと２２Ｒとの間を通過するときには、その磁力線が磁性金属異物に集中し、異物が通過する時間帯では磁力に大きな乱れが生じる。このときの磁力の乱れによって、永久磁石２２Ｌ，２２Ｒのそれぞれに対して近接配置されている一対のコイル２１Ｌ，２１Ｒには誘導電流が発生するので、その電流を磁性金属異物の検出信号とみなすことができる。
【００２３】
すなわち、磁性金属異物が永久磁石２２の作る磁界を通過するときに発生する磁力線の乱れを磁性金属異物に対しての検出信号とする検出部１１は、永久磁石２２によって磁性金属異物を帯磁させると同時に、換言すると磁性金属異物が磁気飽和に近い状態にあるときに、磁性金属異物を検出するので、永久磁石２２による帯磁の効果を最大限に利用することができる。このような検出部１１はまた、被検査物である食品の性状、例えば大きさ、温度、塩分濃度、気泡の存在、冷凍の状態等の影響を受けて検出精度が変化するということがないものである点において、交流電流を使用する従来の磁性金属検出装置よりもはるかに優れている。この検出部１１はまた、多種類の液状食品に対して適用可能なものでもあるし、組成が同じような液状食品であって温度、塩分濃度、固形物含有の有無等の性状が異なるという場合においても、それぞれの液状食品に対して検出条件を変更することなく使用可能なものである。検出部１１は、このようなものであるから、主管１６が性状の異なる液状食品等の流体の複数種類を交互に流すものである場合においても使用することができる。
【００２４】
検出部１１における磁気ヨーク２３は、検出コイルユニット２０を覆うように形成されることによって、永久磁石２２で作る磁界を封じ込めて内部磁力密度を高めるように作用するとともに、磁気バリヤとなって外部磁気ノイズを遮蔽することもできる。磁気ヨーク２３は、図２の（ｃ）に示されているように、それがＵ字型の溝または角型の溝を形成することによって、検出部１１からの第１配管１５ａの取り出し、または第１配管１５ａからの検出部１１の取り外しが容易になって、第１配管１５ａの洗滌や交換に手間取ることがないようになる。溝を形成している磁気ヨーク２３における上方の開放部分２３ａは、永久磁石２２の磁力線による磁気膜で覆われることがあるので、外部磁気ノイズに対する磁気ヨーク２３としての隔壁を必要としない場合がある。
【００２５】
図４において、（ａ）は、増幅部１２の内部を示す図であり、（ｂ）は検出コイルユニット２０と増幅部１２との接続状態を示す図である。増幅部１２は、ＰＣパマロイ製の円筒型磁気シールド容器部４１と容器部４１の蓋４２とを有し、容器部４１の内部にはナイロン樹脂製の信号回路支持盤４３がある。支持盤４３の下部には信号増幅用の入力コイル４４と常温高感度磁気センサ４６とが取り付けられ、支持盤４３の上部には信号処理電子回路４７が取り付けられている。なお、図４（ａ）において、容器部４１と蓋４２とは断面図で示され、支持盤４３とそれに取り付けられた入力コイル４４等は側面図で示されている。検出部１１において微細な磁性金属異物を検出しようとすると、検出コイルユニット２０で得られる電流は微弱なものにならざるを得ない。それゆえ、この発明では、その電流をリード線Ｌによって増幅部１２へ導き、外部磁界の侵入を防いだ円筒型磁気シールド容器部４１の内部にセットされた信号増幅用の入力コイル４４によって磁力線を強化し、分解能が好ましくは１０μＴ／√Ｈｚ以下である常温高感度磁気センサ４６にその磁力線を与えて磁気から電流信号に再変換し、その電流信号を信号処理部１３（図１参照）に送る。検出部１１と増幅部１２とがこのように形成される装置１０では、磁力の弱いステンレス等の金属であっても検出することが容易になる。なお、図示の構造を有する容器部４１と蓋４２との全体は、高さ３００ｍｍ、外径２００ｍｍ程度の大きさにすることができるので、増幅部１２は、それをセットするのに場所を選ばない。
【００２６】
図５は、信号処理部１３の処理機能システムを例示する図である。信号処理部１３の一例は、タッチパネル５１（図１参照）と、電源装置およびＰＬＣ制御装置を有する制御盤５２（図１参照）とを有する。電源装置およびＰＬＣ制御装置は、１００Ｖ電源を受けて各部のセンサ回路に±１５Ｖ程度の電圧降下した電気を送る装置と、ラダー回路を使用してソフト機能を果たす装置である。
【００２７】
その信号処理部１３では、第１−第３配管１５ａ−１５ｃのそれぞれについて、増幅部１２において増幅されて大きな信号となった電流が送られて、その電流をＰＬＣ制御装置で処理して図示例の諸機能を遂行することができる。例えば、増幅部１２からの信号に対して、それが磁性金属異物を検出した信号であると判断する閾値の設定、ノイズピーク値と信号ピーク値（Ｓ／Ｎ比）の表示と記録と保管、タッチパネル５１を使用しての検出作業の年月日や時刻等の記録、検出した信号波形の表示と記録と保管、信号波形を画かせるためのタッチパネル５１での条件設定、第１−第３配管１５ａ−１５ｃそれぞれを通過した被検査物の総量、磁性金属異物の検出回数の表示と記録と保管、磁性金属異物検出時における警告灯の点灯等である。その他に、例えば第１配管１５ａにおける増幅部１２からの信号が閾値に達するものであるときには検出部１１が磁性金属異物を検出したと判断して、第１配管１５ａにおける自動三方弁２５を動作させることができる。
【００２８】
図１において自動三方弁２５を動作させると、自動三方弁２５は第１配管１５ａにおける下流側部分１９を閉じて支管１７を開き、検出した磁性金属異物を流体の一部分とともに上流側部分１８から支管１７へ流し、磁性金属異物を主管１６から排出することができる。自動三方弁２５がこのように動作する時間は、装置１０におけるタイマー（図示せず）によって規制されていて、動作してから所定の時間が経過すると、自動三方弁２５が元の状態に復帰して、流体は主管１６の中を方向Ａに向かって流れる。
【００２９】
図６は、図１の第１配管１５ａを対象にしてこの発明の実施態様の一例を示す図１と同様な図であるが、信号処理部１３の図示が省略されている。第１配管１５ａの上流側部分１８には、図１に例示の検出部１１と増幅部１２と自動三方弁２５とに相当する第１検出部６１と第１増幅部７１と自動三方弁２５とが取り付けられている。また、第１配管１５ａの下流側部分１９には第１検出部６１および第１増幅部７１と同じ機能を有する第２検出部６２および第２増幅部７２が取り付けられている。自動三方弁２５から延出する支管１７には、第１検出部６１および第１増幅部７１と同じ機能を有する第３検出部６３および第３増幅部７３が取り付けられている。図示してはいないが、第１、第２、第３検出部６１，６２，６３のそれぞれは、第１、第２、第３増幅部７１，７２，７３のそれぞれにつながり、第１、第２、第３増幅部７１，７２，７３のそれぞれは信号処理部１３（図１参照）につながっている。常態にあるときの自動三方弁２５は、被検査物である流体が方向Ａへ流れるように主管１６の下流側部分１９に向かって開放しているが、第１検出部６１が磁性金属異物を検出した判断したときの信号処理部１３は自動三方弁２５をそれが支管１７に向かって開放するように動作させて、所定の時間だけ開放し、検出した磁性金属異物を流体とともに支管１７へ排出する。第３検出部６３は、支管１７を流れる流体に含まれた磁性金属異物を検出することによって、磁性金属異物が排出されたことを作業者等に知らせることができる。第３検出部６３はまた、信号処理部１３を介して自動三方弁２５を所定時間が経過する前に常態に復帰させて、流体が無駄に支管１７へ流れることを防ぐことができる。第３検出部６３における信号波形もまた、信号処理部１３において表示したり、記録したり、保管したりすることができる。第２検出部６２は、第１検出部６１とともに常時作動させておくことができる。第１検出部６１で磁性金属異物を検出したときに、第３検出部６３でも磁性金属異物を検出し、第２検出部６２では磁性金属異物を検出しなかったという記録を信号処理部１３に保管しておくことによって、製品化されたときの流体の品質を保証するレベルが向上する。
【００３０】
図７は、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）によって、装置１０が磁性金属異物を検出したときの信号波形（信号ピーク値）を例示する図であって、各図の横軸は時間（秒）を示し、縦軸は電圧（Ｖ）を示している。図１の検出部１１において、第１配管１５ａには管径が１．５Ｓ、長さが５００ｍｍである合成樹脂製のものを使用し、被検査物である流体には水道水または塩分濃度を１０質量％に調整した水道水を使用した。磁性金属異物としては、直径が０．５ｍｍの鉄球を使用し、これを被検査物に入れた。検出部１１では、永久磁石２２として直径５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍの円盤状のものを使用し、コイル２１には３００回巻きの銅線を使用した。図の（ａ）−（ｄ）において、流体は、その流速が４８ｍ／ｍｉｎから１１０ｍ／ｍｉｎの間で変化させてある。図の（ａ），（ｂ）は被検査物が水道水である場合の検出結果を示し、図の（ｃ），（ｄ）は塩分濃度が１０質量％である水道水であって、その水道水に空気が吹き込まれて多数の気泡が存在する場合の被検査物についての検出結果を示している。（ａ）−（ｄ）のいずれにおいても、磁性金属異物の存在したことが明確なピークによって示されている。
【００３１】
図８，９のそれぞれは、実施態様の一例を示す図２，３のそれぞれと同様な図である。ただし、図８の（ａ）では、ボックス２４の一部分を破断することによってボックス２４の内部が示されている。また、ボックス２４が取付けられる第１配管１５ａの主管１６における上流側部分１８は仮想線で示されている。図８の（ｂ）では、ボックス２４の天板３１が外されて、ボックス２４の内部が示されている。図８の（ｃ）は、図８の（ａ）におけるｃ−ｃ線断面図である。
【００３２】
図８，９における検出部１１では、磁気ヨーク２３の内側にある検出コイルユニット２０が第１検出コイルユニット２０ａと第２検出コイルユニット２０ｂとを含んでいる。第１検出コイルユニット２０ａは、主管１６を介して対向する一対の第１コイル２１ａと、第１コイル２１ａそれぞれのコアとなる一対の円盤状の第１永久磁石２２ａとを含んでいる。一対の第１コイル２１ａは、コイルの巻き方向が同じものである。第２検出コイルユニット２０ｂは、第１配管１５ａを介して対向する一対の第２コイル２１ｂと、第２コイル２１ｂのコアとなる一対の円盤状の第２永久磁石２２ｂとを含んでいる。一対の第２コイル２１ｂは、コイルの巻き方向が同じものであるが、一対の第１コイル２１ａのコイルの巻き方向とは反対になっている。例えば、第１コイル２１ａが右巻きのものであれば、第２コイル２１ｂは左巻きのものであって、一対の第１コイル２１ａと一対の第２コイル２１ｂとは、差動型コイルを形成している。
【００３３】
図８，９において、主管１６の上流側部分１８は、検出部１１の上流側と下流側とにおいて内径Ｄ（図９参照）が一定の円管で形成されているが、検出部１１を通過する部位４０では、扁平に形成されている。図８において明らかなように、部位４０は、一対の第１永久磁石２２ａの間、および一対の第２永久磁石２２ｂの間を通る部位であって、これら永久磁石が対向する方向へ延びる第１内径ｒ１と第１内径ｒ１に直交して図８の（ｃ）の上下方向へ延びる第２内径ｒ２とを有している。第１内径ｒ１は、検出部１１において、対向している一対の第１コイル２１ａどうしおよび第１永久磁石２２ａどうし、対向している一対の第２コイル２１ｂどうしおよび第２永久磁石２２ｂどうしを互いに接近させることができるように、ただし、主管１６における流体の流れを著しく妨げることがない程度において、極力小さな値に設定される。第２内径ｒ２は、部位４０が主管１６における流体の流速の律速段階となることがないように、第１内径ｒ１よりも大きな値に設定される。また、より好ましい主管１６においては、内径Ｄを有する円管の断面積よりも部位４０における断面積の方が大きくなるように、第２内径ｒ２の値が設定される。
【００３４】
円盤状の第１永久磁石２２ａと第２永久磁石２２ｂとは、それらの形成する磁界の中に部位４０の第２内径ｒ２がおさまるように、永久磁石の径の大きさが選択される。また、磁性金属異物が、互いに対向している第１永久磁石２２ａどうしの間を通過するときや、第２永久磁石２２ｂどうしの間を通過するときには、磁性金属異物がこれらの円盤状永久磁石の周縁部を通過しているときに比べて、永久磁石の中央部を通過しているときの方が第１コイル２１ａや第２コイル２１ｂに生じる誘導電流が強くなる。それゆえ、図８の（ａ），（ｃ）に例示の如く、第１永久磁石２２ａと第２永久磁石２２ｂとを上下方向に並べるときには、両永久磁石２２ａと２２ｂとの周縁部が上下方向において重なり合うようにして、円盤状永久磁石の中央部分において磁性金属異物を磁化することが好ましい。第１永久磁石２２ａと第２永久磁石２２ｂとが、例えば直径４０ｍｍの円盤状のものである場合には、周縁部どうしが５−１０ｍｍの幅で重なり合うようにして両永久磁石２２ａ，２２ｂを上下に並べることが好ましい。
【００３５】
第１、第２永久磁石２２ａ，２２ｂの磁力は、これら磁石からの距離の三乗に逆比例して低下するから、主管１６の部位４０を図示例の如く扁平にして、第１永久磁石２２ａどうし、および第２永久磁石２２ｂどうしを接近させることは、磁性金属異物の検出精度を向上させるうえにおいて極めて効果的である。
【００３６】
図８，９に例示の主管１６における上流側部分１８の形状および上流側部分１８に使用した検出部１１は、図６の下流側部分１９の形状および下流側部分１９に使用した第２検出部６２として使用したり、支管１７の形状および支管１７に使用した第３検出部６３として使用したりすることができる。そのときの上流側部分１８の部位４０は、図示例の如く扁平なものであってもよいし、円管であってもよい。支管１７がこのように形成されている場合には、主管１６から支管１７に排出される流体に主管１６から排出すべき磁性金属異物が存在していたことを確実に知ることができる。
【００３７】
これまでに記載したこの発明のうちの第１発明に係る開示は、少なくとも下記事項に整理することができる。
【００３８】
配管の中を一方向に向かって流れる被検査物に混入した磁性金属異物を検出するための装置。
【００３９】
前記装置が、前記配管を挟んで対向配置させる検出コイルと前記検出コイルそれぞれのコアとなる永久磁石とを含む検出コイルユニットと、前記検出コイルに接続させる入力コイルからの信号を増幅する増幅部と、前記増幅部からの信号に基づいて動作する信号処理部と、前記信号処理部からの信号に基づいて動作する自動三方弁とを有するものである。前記配管は主管と支管とを有し、前記主管は前記被検査物が前記一方向に向かって流れるものであって前記自動三方弁を介してつながる上流側部分と下流側部分とを有し、前記自動三方弁からは前記支管が延出している。前記検出コイルユニットが前記上流側部分に対して使用されていて、前記磁性金属異物を検出すると、前記信号処理部からの前記信号に基づいて前記自動三方弁が動作して前記下流側部分を閉じる一方、前記支管を開き、検出した前記磁性金属異物を前記被検査物の一部分とともに前記支管へ排出することが可能である。
【００４０】
上記段落に開示した第１発明は、少なくとも下記の実施の形態を含むことができる。該実施の形態は、分離して又は互いに組み合わせて採択することができる。
（１）前記検出コイルユニットは、前記永久磁石としての円盤状永久磁石と、前記円盤状永久磁石それぞれの周面に巻き付けられた前記検出コイルとしての銅線とを有し、対向配置させた前記円盤状永久磁石どうしの間に前記被検査物の前記主管を位置させることが可能である。
（２）前記主管が性状の異なる複数種類の流体を交互に流すために使用されるものである。
（３）前記増幅部では、分解能が１０μＴ／√Ｈｚ以下である常温高感度磁気センサが使用される。
（４）前記信号処理部では、前記増幅部からの前記信号が閾値を越えたときに前記磁性金属異物を検出したと判断するとともに、前記信号の発生日時、前記信号の波形および前記信号のピーク値のうちの少なくとも一つについて表示、記録、保管のいずれかが可能である。
（５）前記装置が、前記検出コイルユニットとして、前記下流側部分に対して使用される第２検出コイルユニットを含んでいる。
（６）前記信号処理部は、前記増幅部を介して前記第２検出コイルユニットに接続していることによって、前記主管の前記下流側部分を移動する前記被検査物について前記磁性金属異物が検出されていない状態にあることの表示および記録のいずれかが可能である。
（７）前記装置が、前記検出コイルユニットとして、前記主管の前記上流側部分に対して使用される第１検出コイルユニットに加えて、前記支管に対して使用される第３検出コイルユニットを含んでいる。
（８）前記検出コイルが差動型コイルである。
【００４１】
この発明のうちの第２発明に係る開示は、少なくとも下記事項に整理することができる。
【００４２】
配管の中を一方向に向かって流れる被検査物に混入した磁性金属異物を検出するための方法。
【００４３】
前記配管を挟んで対向配置させる検出コイルと前記検出コイルそれぞれのコアとなる永久磁石とを含む検出コイルユニットと、前記検出コイルに接続させる入力コイルからの信号を増幅する増幅部と、前記増幅部からの信号に基づいて動作する信号処理部と、前記配管に組込まれる自動三方弁とを使用する。前記配管には主管と支管とを設け、前記主管には前記自動三方弁を介してつながる上流側部分と下流側部分とを設けて前記被検査物を前記一方向に向かって流し、前記自動三方弁からは前記支管を延出させる。前記検出コイルユニットを前記上流側部分に対して使用して、前記検出コイルユニットが前記磁性金属異物を検出すると、前記信号に基づいて前記信号処理部に前記自動三方弁を動作させて前記下流側部分を閉じる一方、前記支管を開き、検出した前記磁性金属異物を前記被検査物の一部分とともに前記支管へ排出する。
【００４４】
上記段落に開示した第２発明は、少なくとも下記の実施の形態を含むことができる。該実施の形態は、分離して又は互いに組み合わせて採択することができる。
（１）前記検出コイルユニットは、前記主管のうちの前記下流側部分に対して使用されている第２検出コイルユニットをも含む。
（２）前記検出コイルユニットは、前記主管のうちの前記上流側部分に対して使用されている第１検出コイルユニットと、前記支管に対して使用されている第３検出コイルユニットとを含む。
（３）前記主管と支管とは、対向配置させた前記永久磁石どうしの間に位置する部位において、前記永久磁石が対向している方向へ延びる第１内径と、前記第１内径に直交する第２内径とを有し、前記第１検出コイルユニットおよび前記第２検出コイルユニットのうちの少なくとも一つにおいて、前記第１内径が前記第２内径よりも小さくなっている。
（４）前記主管と支管とは、対向配置させた前記永久磁石どうしの間に位置する部位において、前記永久磁石が対向している方向へ延びる第１内径と、前記第１内径に直交する第２内径とを有し、前記第１検出コイルユニット、前記第２検出コイルユニットおよび前記第３コイルユニットのうちの少なくとも一つにおいて、前記第１内径が前記第２内径よりも小さくなっている。
（５）前記配管は、前記主管の前記上流側部分における断面積よりも、前記支管における前記第１、第２内径を含む部位の断面積が大きくなっている。
（６）前記主管は、前記支管における前記第１内径よりも大きな内径を有する円管である。
（７）前記検出コイルとして差動型コイルを使用する。
【符号の説明】
【００４５】
１０    検出装置
１１    検出部
１２    増幅部
１３    信号処理部
１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ    配管
１６    配管（主管）
１７    配管（支管）
１８    上流側部分
１９    下流側部分
２０    検出コイルユニット
２０ａ    検出コイルユニット（第１検出コイルユニット）
２０ｂ    検出コイルユニット（第２検出コイルユニット）
２１    コイル
２１ａ    コイル（第１コイル）
２１ｂ    コイル（第２コイル）
２２    永久磁石
２２ａ    永久磁石（第１永久磁石）
２２ｂ    永久磁石（第２永久磁石）
２３    磁気ヨーク
２５    自動三方弁
３１    天板
４４    入力コイル
６１    検出部（第１検出部）
６２    検出部（第２検出部）
６３    検出部（第３検出部）
６６    排出路
７１    増幅部（第１増幅部）
７２    増幅部（第２増幅部）
７３    増幅部（第３増幅部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図７】
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