(57)【要約】      （修正有）【課題】センサーコイルで低周波信号を検出するとき、周囲環境や電源ラインから拾う低周波の電磁波雑音を消去して、低周波信号を検出するための低周波信号の検出方法を提供する。【解決手段】２つのセンサーコイル５，６を裏面を合わせて配置し、その検知信号の差異を求め信号処理することで、低周波の電磁波雑音を消去する。磁石ブースター１１で静磁場を生成し、その静磁場内にセンサーコイル５，６が配置され、この磁場の変化又は乱れを、センサーコイル５，６が検知する。信号処理部は、センサーコイル５、６で検知した信号を増幅、整流する。整流されたセンサーコイル６の信号を位相反転させて、整流されたセンサーコイル５の信号と加算して、低周波数雑音を消去し、検出信号を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知手段で磁界又は電磁波を検知した検知信号の中から、雑音信号を除去して、検出信号を求めるための低周波信号の検出方法であって、
前記検知手段は、磁場発生させるための磁場発生手段、並びに、前記磁場の中で配置された第１センサーコイル、及び、前記第１センサーコイルの近傍に前記磁場の中で配置された第２センサーコイルからなり、
前記第１センサーコイルと前記第２センサーコイルは、それぞれ、周囲の前記磁界の変化、又は、低周波電磁波を前記検知するためのもので、コアに導線を巻いた構成で、かつ、前記コアの磁化（Ｂ−Ｈ）特性の磁束密度（Ｂ）と磁界（Ｈ）が０付近の微少の値である非線形部分を利用して前記検知を行うものであり、
前記第１センサーコイルで検知した第１検知信号と、前記第２センサーコイルで検知した第２検知信号の差を示す差異信号を、信号処理手段で求めて、低周波雑音信号を除去し、
前記差異信号が所定の振幅値以上のとき、前記低周波雑音信号に由来しない信号で、前記磁界が変化する変化磁界又は前記低周波電磁波を示す前記検出信号を前記信号処理手段が出力する
ことを特徴とする低周波信号の検出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の低周波信号の検出方法において、
前記第１センサーコイルの前記コアに前記導線を巻いた面である第１センサーコイル表面は、前記変化磁界又は前記低周波電磁波の発生源へ向けて配置されて、前記変化磁界又は前記低周波電磁波を前記検知し、
前記第２センサーコイルの前記コアに前記導線を巻いた面である第２センサーコイル表面は、前記第１センサーコイル表面の反対方向又は前記雑音信号の発生源である雑音信号発生源へ向けて配置され、
前記第１センサーコイル及び前記第２センサーコイルで、前記雑音信号を検知する
ことを特徴とする低周波信号の検出方法。
【請求項３】
請求項２に記載の低周波信号の検出方法において、
前記磁場は、前記第１センサーコイルと前記第２センサーコイルを励磁して形成、及び／又は、マグネットブースタが形成する磁場である
ことを特徴とする低周波信号の検出方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の中から選択される１項に記載の低周波信号の検出方法において、
前記雑音信号の強度は、前記変化磁界又は前記低周波電磁波の磁界強度より大きい
ことを特徴とする低周波信号の検出方法。
【請求項５】
請求項１乃至３の中から選択される１項に記載の低周波信号の検出方法において、
前記変化磁界は、静磁界の前記磁界の中で、磁界発生源が移動することによるものである
ことを特徴とする低周波信号の検出方法。
【請求項６】
請求項５に記載の低周波信号の検出方法において、
前記磁界発生源は微小な磁性体である
ことを特徴とする低周波信号の検出方法。
【請求項７】
請求項１乃至３の中から選択される１項に記載の低周波信号の検出方法において、
前記低周波雑音信号は、電気回線、電気機器、電子機器及び、移動若しくは回転する永久磁石から選択される電磁波雑音発生源から発生する電磁波雑音又は雑音磁界である
ことを特徴とする低周波信号の検出方法。
【請求項８】
請求項１乃至３の中から選択される１項に記載の低周波信号の検出方法において、
前記第１検知信号と前記第２検知信号を整流し、
前記整流した前記第２検知信号を位相反転させて、前記整流した前記第１検知信号と加算して、前記差異を求める
ことを特徴とする低周波信号の検出方法。
【請求項９】
請求項８に記載の低周波信号の検出方法において、
前記検知された前記低周波雑音信号の位相、又は、前記第１センサーコイルと前記第２センサーコイルの配置による前記第１検知信号及び前記第２検知信号の位相は、前記第２検知信号又は前記第１検知信号を位相移送回路で位相移送することで調整する
ことを特徴とする低周波信号の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサーコイルで低周波信号を検出するための低周波信号の検出方法に関する。詳しくは、磁界の変化又は低周波電磁波をセンサーコイルで検知するとき、それに含まれる低周波雑音信号を除去して、低周波信号を検出するための低周波信号の検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサーコイルは、金属物の検出装置を始め、様々な分野で利用されている。その代表的な例は、商品の製造工程で、商品に混入した金属異物の検出である。具体的には、食品、医薬品等の製造過程において、搬送機、洗浄機、攪拌機、切断機、練機、蒸し器等の各種容器、刃物、篩等の一部が、摩耗、金属疲労等を受けて、むくれ、破断、剥がれ、削れ、欠け等による欠片が製品に異物として入り込まれることがある。これらの異物を、センサーコイルを用いた検知手段で検知して、商品から排除している。
【０００３】
センサーコイルでは、磁界の変化、又は、低周波の電磁波を検知している。このように、従来は、センサーコイルで磁界や低周波電磁波を検出しようとするとき、その周囲に、低周波数の電磁波雑音が発生し、検知信号と一緒に検知される。このような電磁波雑音としては、検知手段の周囲に、突発的に発生ものであり、その発生源としては、電気モータ、電線ケーブル、電磁弁、ポンプ、空調機等を例示できる。特に、検知手段が生産現場であるとき、このような電磁波雑音が沢山あり、その発生源が特定できるものがあれば、できない場合もあり得る。
【０００４】
また、強磁性体が検知手段の周囲の磁力線を横切り又は鎖交すると、これが電磁波雑音の発生源になる。このような強磁性体としては、生産現場に故意に用いることはほとんどないが、場合によって、鉄の工具や刃物等が成りえる。更に、検知手段の周囲に電力ケーブルが敷設されていた場合、その電力ケーブルに大電流が流れる度に、大きな磁界がこの電力ケーブルから発生して、電磁波雑音の発生源になる。つまり、センサーコイルの周囲の磁界を乱す。
【０００５】
この大電流としては、動力ポンプの起動又は停止、雷による瞬時停電、大負荷の入切等の大きな電圧変動が例示できる。これらの電磁波雑音で、検知手段の周囲の磁場が乱れ、これがセンサーコイルに電磁誘導雑音となって、検知信号に重畳される。センサーコイルの応用として、本発明の発明者等は、特許文献１〜３に記載の発明を提案した。特許文献１〜３に記載された装置は、食品等の被検出物中の金属異物を検知するものであり、センサーコイルを用いて微小な磁性体の検知に成功した。
【０００６】
具体的には、特許文献１には、被検出物中に混入した金属異物を検知する金属異物検知方法と金属異物検知装置が開示されている。この発明によると、被検出物中に混入したステンレス等の金属異物を検知するのみならず、導電性の包装材料で包まれた食品、医薬品、工業用材料等の被検出物中に混入した金属異物も検知できる。
【０００７】
特許文献１のこの金属異物検知装置は、コアに導線を巻いた構成の１つのコイルを有した検出部により微少磁界を発生させて、微少磁界に応答した金属異物からの検出磁界をコイルの検出電圧、又は検出電流として検出して検出信号を出力するものである。微少磁界は、コイルに、数百Ｈｚから数十ｋＨｚの周波数、又は直流で印加される電圧であって供給される電流が微少で、かつコイルを構成するコアの磁化（Ｂ−Ｈ）特性内の、磁化特性を表わす磁束密度（Ｂ）と磁界（Ｈ）が０付近の微少の値である非線形部分を利用したものである。
【０００８】
金属異物がコイル付近を通過するとき、コイルに鎖交する磁力線の形成が乱れ、信号電圧の振幅、位相、周波数が変化し、これにより、金属異物を検知する。この装置は、１ｍｍ以下の金属異物を検知できる優れた感度をもつものである。また、アルミニウム包装内の針等の細長い金属物と、金属粉末からなる酸化防止剤の検知が可能である。特許文献３に開示されたこの金属探知機用センサーは、被検出物中の金属異物を探知するための金属探知機用センサーであって、コアに接触して配置され、静磁場による磁力線を発生させ、金属異物を磁化するための磁石とからなる。
【０００９】
特許文献３では、Ｅ型等の鉄心に銅線コイルを巻いた２対のセンサーコイルに交流電圧を印加すると交番磁界が発生する。このとき、２対のセンサーコイルを平衡又は非平衡ブリッジ回路になるよう接続しておく。交番磁界が変化されない限りブリッジ回路の出力電流は一定である。交番磁界を発生している２対のセンサーコイルの上下間を磁性体又は磁化された金属異物を含む被検査物が通過するとき、交番磁界の磁力線のフォーム（形成）が乱される。
【００１０】
このときセンサーコイルを流れる電流が変化し、平衡又は非平衡ブリッジ回路の出力電圧が変化する。この出力信号電圧の変化をもって金属異物が検知できる。特許文献４に開示された金属探知機は、磁石ブースターの磁石を、センサーコイル近傍に配置、又は直接センサーに磁石を固定し、センサーコイルに鎖交する不平等な静磁場を形成させている。被検出物がこの不平等な磁場を横切ったとき金属異物が一時的に磁化されると同時に、磁化された被検出物から発生する磁場が、センサーコイルに鎖交する磁場を乱す。
【００１１】
その磁場の乱れをセンサーコイルが検出信号として送出している。従来の金属検知器は、図６に図示したように、検知センサー７０、７１を用いて、被検査物２を２回検査している。これは、上述のように電磁波雑音等の雑音を確実に検知し排除するためである。検知センサー７０、７１は、上下２本ずつの２対のセンサーコイル５の４本を用いている。検知センサー７０、７１は、互いにＬ距離、例えば、数十センチ程離して設置されている。
【００１２】
検知センサー７０と検知センサー７１が同時に同じ検知信号を出力した場合、異物ではなく、雑音と判断し、最終的に、良品信号を出力している。そのために、検査中の被検査物２が、検知センサー７１を通過しない限り、次の被検査物２が搬送できず、生産ラインの処理速度が制限を受ける。その理由は、異物の混入した被検査物２が２個以上続いて搬送された場合、検知センサー７０、７１の両方が同時に異物を示す信号を発生する領域が存在し、電磁波雑音と区別が付かないためである。
【００１３】
一般に、食品工場等の製造環境では、モータや電磁バルブ等その周囲の磁界の乱れを誘発する機器を多数使用している。センサーコイル型の金属検知器又は金属探知機は、その近傍で発生される低周波電磁波雑音をセンサーコイルが偶発的に拾い、それが原因で、誤検知し、異物有りの信号を出力するという欠点を持つ。この誤検知の対策としてセンサーコイルと電磁波雑音の発生源に対しては様々対策をとっている。例えば、電磁波雑音の発生源が特定できる場合は、金属検知器から可能な限り発生源を遠くに離すことで、センサーコイルが拾う低周波電磁波雑音を低減する。
【００１４】
また、電磁波雑音の発生源が特定できる場合は、その発生源を撤去又は機能停止している。更に、電磁波雑音の発生源が指向性（物理的方向等）がある場合は、その電磁波雑音の放射角度を変更させ、センサーコイルがいない方向へ向かわせている。また、電磁波雑音の発生源を電磁波シールドで被覆、又は、電磁波雑音の発生源を電磁波防止ケースの中に入れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特許第３８５７２７１号
【特許文献２】特開２００５−１８８９８５号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ２００３／０２７６５９号公報
【特許文献４】特許第３８７５１６１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述のように電磁波雑音は、センサーコイルで検出信号と同時に検知され、その消去が重要である。従来からは、低周波又は高周波の励磁周波数が決まっていて、検知対象信号がその励磁周波数に依存して発生又は変位する場合、例えば１２０ｄＢ以上の、ダイナミックリザーブの非常に大きなロックインアンプ等を用いた信号抽出法がある。しかし、この信号抽出法は、検出できる信号のレベル等に限界がある。
【００１７】
また、特に、検出対象電磁波信号と全く同じ周波数帯域で、且つ検出対象電磁波信号から数十倍〜数百倍以上の大きさの電磁波雑音があると、その除去は非常に難しい。上述のように大きな電磁波雑音は、生産工場で、製品の異物検査のためのセンサーコイルを用いるとき、生産設備から稀ではあっても発生し、検知されるので、異物検査の信頼性が損なわれることがある。上述のような様々対策をとっても、電磁波雑音の低減や消去が出来なかったり、電磁波雑音の発生源が生産ラインの主要機器の場合、又は、設備上、離したり位置変更したり、停止又は撤去すること等が出来無い場合がある。
【００１８】
このような止むを得ない場合の対策として、センサーコイルの検知感度を下げるか、又は、可能ならばラインの設計変更を行う等の対策をとって対処することがある。このように従来の金属検知器は、電磁波雑音の発生源の影響を受け易く、その対策には手間が取られている。このような情況の中で、電磁波雑音の影響を受けないで、又は、それを最小限に抑えて、センサーコイルで低周波信号の検知が望まれている。
【００１９】
本発明は上述のような技術背景のもとになされたものであり、下記の目的を達成する。
本発明の目的は、センサーコイルで低周波信号を検出するとき、周囲環境や電源ラインから拾う低周波の電磁波雑音を消去して、低周波信号を検出するための低周波信号の検出方法を提供する。
【００２０】
本発明の他の目的は、磁界の変化又は低周波電磁波をセンサーコイルで検知するとき、それに含まれる低周波雑音信号を除去して、低周波信号を検出するための低周波信号の検出方法を提供する。
【００２１】
本発明の更に他の目的は、磁界の変化又は低周波電磁波をセンサーコイルで検知するとき、それに含まれる生産ライン周囲の低周波の電磁波雑音を含んだ信号の中から、低周波信号を検出するための低周波信号の検出方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、前記目的を達成するため、次の手段を採る。
本発明の低周波信号の検出方法は、検知手段で磁界又は電磁波を検知した検知信号の中から、雑音信号を除去して、検出信号を求めるための低周波信号の検出方法であって、
前記検知手段は、磁場発生させるための磁場発生手段、並びに、前記磁場の中で配置された第１センサーコイル、及び、前記第１センサーコイルの近傍に前記磁場の中で配置された第２センサーコイルからなり、
前記第１センサーコイルと前記第２センサーコイルは、それぞれ、周囲の前記磁界の変化、又は、低周波電磁波を前記検知するためのもので、コアに導線を巻いた構成で、かつ、前記コアの磁化（Ｂ−Ｈ）特性の磁束密度（Ｂ）と磁界（Ｈ）が０付近の微少の値である非線形部分を利用して前記検知を行うものであり、
前記第１センサーコイルで検知した第１検知信号と、前記第２センサーコイルで検知した第２検知信号の差を示す差異信号を、信号処理手段で求めて、低周波雑音信号を除去し、
前記差異信号が所定の振幅値以上のとき、前記低周波雑音信号に由来しない信号で、前記磁界が変化する変化磁界又は前記低周波電磁波を示す前記検出信号を前記信号処理手段が出力する
ことを特徴とする。
【００２３】
以下は、本発明について詳しく説明する。
本発明においては、低周波信号又は低周波電磁波とは、５Ｈｚ以上かつ１０Ｈｚ以下の周波数を有する信号又は電磁波を言う。本発明の低周波信号の検出方法は、２本のセンサーコイルからなる検知手段で、周囲の磁界の変化や低周波電磁波等を検知し、低周波電磁波雑音を除去して、検出信号を求める発明である。検知手段は、形成された磁場中に配置された、第１センサーコイルと、その近傍に配置された第２センサーコイルからなる。
【００２４】
第１センサーコイルと第２センサーコイルは、コアに導線を巻いた構成で、かつ、コアの磁化（Ｂ−Ｈ）特性の磁束密度（Ｂ）と磁界（Ｈ）が０付近の微少の値である非線形部分を利用して検知を行うものである。低周波電磁波雑音の除去は、信号処理手段で、第１センサーコイルで検知した第１検知信号と、第２センサーコイルで検知した第２検知信号を信号処理して行う。具体的には、第１検知信号と第２検知信号の差を示す差異信号を、信号処理手段で求めて、低周波電磁波雑音を除去する。
【００２５】
信号処理手段は、差異信号を判定して、検出対象である変化磁界又は低周波電磁波を示す信号である否かを判定する。差異信号が所定の振幅値以上のとき、信号処理手段は、低周波電磁波雑音に由来しない信号で、変化磁界又は低周波電磁波を示す検出信号として出力する。検知手段は、第１センサーコイルと第２センサーコイル上に磁場を生成しておき、その磁場の乱れを検知する。磁場の乱れは、その磁場の中に、磁性体が移動又は通過するときに起こる。
【００２６】
磁場の生成は、第１センサーコイルと第２センサーコイルを励磁して形成することができる。この励磁は、直流から１０ｋＨｚ以下の低周波数の電流を第１センサーコイルと第２センサーコイルに流すものである。また、磁場の生成は、第１センサーコイルと第２センサーコイルの付近にマグネットブースタを配置して、マグネットブースタが形成する磁界を利用することができる。更に、磁場の生成は、第１センサーコイルと第２センサーコイルの励磁と、マグネットブースタを組み合わせることができる。
【００２７】
このように、生成された磁場が乱れ又は揺らぐとき、これをセンサーコイルで検知している。第１センサーコイルと第２センサーコイルは、コアに前記導線を巻いた面を、表面とする。この表面は、磁界の磁束線が出入りする面であるため検出面と言うこともできる。表面の反対側の面は裏面と言う。裏面は、コアの背中で、磁束線が出入れしない面である。この磁束線の変化は、結果として、第１センサーコイルと第２センサーコイルで検出された変化磁界になる。
【００２８】
第１センサーコイルの表面は、検出対象の変化磁界、低周波電磁波の発生源へ向けて配置される。少なくともこのように配置すると、検出対象の変化磁界、低周波電磁波が第１センサーコイルで効率的に検知できる。第２センサーコイルの表面は、第１センサーコイルの表面の反対方向へ向けて配置される。この反対方向とは、第２センサーコイルの表面と第１センサーコイルの表面それぞれの垂直線は方向が１８０度異なり、反対方向へ向く方向である。
【００２９】
言い換えると、第２センサーコイルの裏面と第１センサーコイルの裏面が接触又は対向して配置される。このような配置では、検出対象の変化磁界、低周波電磁波が第２センサーコイルで検出し難い。少なくとも、このような配置では、検出対象の変化磁界、低周波電磁波は、第２センサーコイルより、第１センサーコイルで検出される。また、第２センサーコイルの表面は雑音信号の発生源である雑音信号発生源へ向けて配置されることもできる。
【００３０】
雑音信号発生源は、現実的に、第１センサーコイルと第２センサーコイルからある程度の距離離れているので、第１センサーコイルと第２センサーコイルは同じ雑音信号を検知する。言い換えると、雑音信号発生源から発生された雑音信号は、第１センサーコイルと第２センサーコイルに同じく検知される。上述の変化磁界は、静磁界の中で、磁性体等の磁界発生源が移動することに起こる。磁性体が移動すると、その磁束が、第１センサーコイルの磁束に影響を与え、これが、第１センサーコイルを流れる電流を変化させる。
【００３１】
この電流の変化が検出信号として出力される。低周波雑音信号の例としては、生産現場からみると、電気回線、電気機器、電子機器、移動若しくは回転する永久磁石、電力線等から発生する電磁波雑音である。信号処理手段は、第１検知信号と第２検知信号を整流する。整流した第２検知信号を位相反転させて、整流した第１検知信号と加算して、差異信号を求める。この位相反転と加算によって、低周波雑音信号が消去され、検出信号のみが残り、差異信号として出力される。
【００３２】
第１センサーコイルと第２センサーコイルは、その表面を反対側へ向け、その背中を合わせて配置されることができる。無論、第１センサーコイルと第２センサーコイルは、その長手方向の軸線を、所定角度を有するように、配置されることができるが、これは、雑音信号の消去感度を確認しながら、微調整して決定されることが好ましい。一般的には、この所定角度が０にし、裏面を合わせて平行に配置されることが好ましい。このように、検出対象である変化磁界又は低周波電磁波を検知手段で検出するとき、それと同時に検知されたその周囲の電磁波雑音を信号処理手段で除去する。
【００３３】
特に、電磁波雑音の強度が、検出対象である変化磁界又は低周波電磁波の強度から大きいときに、従来の方法より有効である。本発明は、低周波の大雑音の信号中から低周波の微弱な検知対象信号を抽出する。別の言い方をすると、低周波の微弱検知対象信号と低周波の大雑音信号のＳ／Ｎ比（信号対雑音比）が非常に小さい場合でも、検出対象である変化磁界又は低周波電磁波は、大きな低周波の大雑音の信号の中から検出できる。
【００３４】
本発明は、従来の技術のように、分離・抽出の為の基準周波数や参照周波数帯域が存在しない。磁界発生源は微小な磁性体であることができる。低周波雑音信号は、任意の低周波の雑音であることができる。信号処理手段は、もっと効率的に検出するために、位相移送部、ＬＰＦ部、ノッチフィルタ部、ピークホールド部、リセット部等の信号処理部を有することができる。この位相移送部、は、検知された第１検知信号と第２検知信号の位相の微調整を行うためのものである。
【００３５】
第１センサーコイルと第２センサーコイルの配置は、近傍と言っても、空間的に別々の場所になる。これにより、雑音信号発生源から発生した雑音信号は、第１センサーコイルと第２センサーコイルに別々の位相で検知される。よって、位相移送部は、この位相を微調整し同じにするためのものである。位相移送部は、任意の既知回路で実現する。雑音信号の強度が変化磁界、低周波電磁波の強度より大きいとき、本発明は有効に検出対象信号が検出できる。
【００３６】
検出対象の変化磁界、低周波電磁波が第１センサーコイルで効率的に検知できる。第１センサーコイルは、直流から１０ｋＨｚ以下の低周波数で励磁される。第１センサーコイルの付近を移動又は通過する磁性体は、搬送手段で搬送されることが実際に多い。例えば、磁性体は、被検査物の中に含まれていて、ベルトコンベア等の搬送手段で搬送される。この場合は、第１センサーコイルと第２センサーコイルが移動せず、固定されていて、搬送手段の搬送速度で、磁性体が移動する。
【００３７】
現在の商品製造ラインのベルトコンベアの実例からみると、その搬送速度は一定で、0.1m/min〜100m/minの範囲内であることが多い。そして、このような搬送速度で搬送されている磁性体は、第１センサーコイルに検知される信号の周波数は、０．１Ｈｚ〜２５Ｈｚ、多くて４０Ｈｚ程度である。しかし、検出される信号は、磁性体の搬送速度と、第１センサーコイルの物理的な検出幅、磁性体の大きさと磁性体と比透磁率の違い等によって異なる。検知回路の時定数、周波数応答等もこれに影響し、一意的に計算することが難しい。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の低周波信号の検出方法によると、２つのセンサーコイルを裏面を合わせて配置し、その検知信号の差異を求め信号処理することで、低周波の電磁波雑音を消去し、検出信号を求めることができるようになった。
本発明の低周波信号の検出方法によると、２つのセンサーコイルを裏面を合わせて配置し、その検知信号の差異を求め信号処理することで、生産ライン周囲の低周波の電磁波雑音を消去し、検出信号を求めることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態の金属異物検知装置１の概要を示す概念図である。
【図２】図２は、センサーコイルの構成例を示す図であり、図２（ａ）はセンサーコイル５ａの正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の平面図、及び図２（ｃ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線の切断断面図である。
【図３】図３は、金属異物検知装置１の制御ユニット１５の構成例を示す機能ブロック図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態の検知回路３４の概要を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態の検知回路３４の例を示す回路図である。
【図６】図６は、従来の金属異物検知装置の概要を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の第１の実施の形態の金属異物検知装置１の概要を図示している。金属異物検知装置１は、被検査物２の中の金属物を検知又は探知して通知するためのものである。被検査物２としては、特に限定されないが、固体、液体、又はゲル状の食品、医薬品等の包装袋に充填された商品が例示できる。
【００４１】
〔金属異物検知装置１の構成〕
金属異物検知装置１は、被検査物２を搬送する搬送路であるベルト３、異物を検知するためのセンサー部４、これらを制御する回路を収納した筐体である制御ユニット１５等から構成される。ベルト３とセンサー部４は、床面上に設置される脚９付きのフレーム８の上部に搭載されている。制御ユニット１５は、本例では、フレーム８の下部に固定されている。ベルト３は、片方に設けられた駆動用モータ１０によってエンドレスに回転駆動し、被検査物２をその上に載せて搬送する。
【００４２】
本例では、ベルト３の搬送速度は、10m/min〜50m/minぐらいの範囲で設定することができる。ベルト３の幅は、製造ラインに広くしたり狭くしたりと、使用者の要望に合わせて変更することができるが、一般的にはよく利用される５０ｃｍ幅の仕様にしている。センサー部４は、被検査物２が搬送される搬送路中、言い換えると、ベルト３の長さ方向の中央あたりに配置されている。センサー部４は、被検査物２中の磁性体を検知するためのセンサーコイルからなる。本第１の実施の形態において、センサー部４は、ベルト３の下側に設置された第１センサー４ａと、ベルト３の上側に設置された第２センサー４ｂからなる。
【００４３】
第１センサー４ａと第２センサー４ｂは基本的に同一構造のものであり、それぞれセンサーコイル５とセンサーコイル６の１対の組みから成る。第１センサー４ａと第２センサー４ｂは、磁界発生手段の磁石ブースター１１をそれぞれ備える。センサーコイル５とセンサーコイル６は同一構造のものである（詳細な説明は後述する）。被検査物２の中の金属物や金属異物等の磁性体金属から発生する磁界はその周囲の磁界を変化させる。
【００４４】
また、金属異物検知装置１の近傍の他の装置からは、低周波数の電磁波雑音が発生し、センサーコイル５とセンサーコイル６の周囲に届くことがある。センサーコイル５とセンサーコイル６は、このような低周波数の電磁波雑音によって、その周囲の磁界が乱れ、その周囲の低周波数の電磁波雑音を検知するためのものである。センサーコイル５とセンサーコイル６は、直流から１０ｋＨｚ以下の低周波数で励磁される。センサーコイル５とセンサーコイル６は、その周囲の磁界の変化に応じた電圧又は電流の検出信号を出力する。センサー部４から出力された検知信号は、制御ユニット１５に送られる。
【００４５】
センサー部４内で、被検査物２の流れから見てセンサー部４の上流側には、被検査物２中の磁性体を磁化するための磁石ならなる磁石ブースター１１が設置されている。磁石ブースター１１は、その周囲に静磁場を発生させ、その静磁場内、言い換えるとその静磁界内に、センサーコイル５とセンサーコイル６が配置される。また、金属異物検知装置１は、被検査物２がセンサー部４を通過したことを検知するための位置検知手段を備える。この位置検知手段は、図１の中に図示したように、フォトセンサー７からなる。
【００４６】
フォトセンサー７は、センサー部４と隣接して設置されている。被検査物２は、ベルト３で搬送されて、磁石ブースター１１、センサー部４、そして、フォトセンサー７を順番に通過する。フォトセンサー７は、被検査物２の位置を検知した位置検知信号を、制御ユニット１５に送信する。制御ユニット１５は、センサー部４、言い換えると、センサーコイル５とセンサーコイル６から受信した検知信号を解析して、被検査物２中に磁性体があるか否かの判定を行なう。
【００４７】
制御ユニット１５は、検知信号の解析には、フォトセンサー７から受信した位置検知信号も利用する。制御ユニット１５は、この判定の結果を通知（電気信号、警告音、表示等）する。被検査物２の中に磁性体が含まれている場合は、制御ユニット１５は、その旨の出力信号を出力する。この出力信号は、制御ユニット１５から、金属異物検知装置１に設けられているシグナルタワー（図示せず。）、又は、後段の装置等へ送信される。このシグナルタワーは、欠品を検出したとき、点滅したり、ブザーを鳴らしたりして、警報信号をオペレータに発するものである。
【００４８】
制御ユニット１５からの出力信号を受ける後段の装置の例としては、被検査物２へ印をつけるための装置、製造ライン管理コンピュータ、工場管理の制御コンピュータ、管理者のコンピュータ等が例示できる。制御ユニット１５は、本例のように必ずしもセンサー部４の近傍に設置する必要はなく、センサー部４から有線通信、又は無線通信により検知信号を受け取り、処理できる環境であれば任意の場所で設置しても良い。この有線通信と無線通信の通信方式は、公知の任意の通信規格を用いることができ、本発明の趣旨ではないので、その詳細な説明は省略する。
【００４９】
〔センサー部〕
図１に図示したように、センサー部４は、１個乃至２個の磁石ブースター１１、センサーコイル５とセンサーコイル６からなる。センサーコイル５とセンサーコイル６は、同一であり、その構造は、センサーコイル５を例に説明する。図２は、センサーコイル５の構造を図示したものである。図２（ａ）はセンサーコイル５の正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のセンサーコイル５の平面図、及び図２（ｃ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線の切断断面図である。
【００５０】
センサーコイル５は、細長い棒状の形状をし、断面構造がＥ字形である導電性材料の鉄心２０の溝部に沿って、コイル２１を巻き付けた構成である。鉄心２０は、珪素鋼板やアモルファス等の板を積層して構成されている。又は、この鉄心２０には、フェライトコア、永久磁石等を使っても良い。このセンサーコイル５に数ｋＨｚの交流電源をかけると、その付近の周囲に交番磁界が発生する。この中を、磁性体が通過すると、この交番磁界が乱れ、センサーコイル５を流れる電流等が変化する。
【００５１】
センサーコイル５の周囲に低周波数の電磁波が伝搬していると、この交番磁界が乱れ、同じく、センサーコイル５を流れる電流等が変化する。この交番磁界の乱れは磁性体の大きさと種類、搬送速度に応じて変更あるが、数十Ｈｚ程度の周波数の変化である。実際の現場で検知された信号の分析からみると、交番磁界の乱れは、センサーコイル５の励磁周波数が５Ｈｚ〜１０Ｈｚ程度の周波数で変化されている。センサーコイル５の励磁周波数は、直流から１０ｋＨｚ以下の低周波数励磁である。
【００５２】
又は、センサーコイル５に交流電源をかけずに、静磁界内に配置しているとき、その静磁界内を磁性体が通過すると、この静磁界が乱れて変化し、センサーコイル５に電流が流れる。センサーコイル５は、主に、１ｍｍ以下の微小な金属を検知するために用いられている。このような低周波数の電磁波は、生産ライン等の利用されるモータ等から発生する電磁波雑音であることが多い。
【００５３】
センサーコイル５は、被検査物２中に含まれる磁性体金属に由来する信号と、低周波数の電磁波雑音に由来する信号が同時に検知できる。図２（ｃ）に図示したように、センサーコイル５は、鉄心２０の裏面２２と、コイル２１が巻かれた表面２３を有する。センサーコイル５は、通常は、表面２３を被検知物２が流れるベルト３へ向けて、ベルト３の面と表面２３を並行になるように配置される。
【００５４】
本第１の実施の形態において、１つのセンサーコイル５と１つのセンサーコイル６を合わせて一つのセンサーにしている。センサーコイル５とセンサーコイル６は、裏面２２を合わせ、言い換えると、互いに背中合わせして配置されている。センサーコイル５は、鉄心２０のコイル２１が巻きつけられた面である表面２３をベルト３へ向けて、詳しくは、この表面２３をベルト３に平行になるように配置されている。よって、センサーコイル５の鉄心２０の裏面２２もベルトと平行な面に配置されるが、ベルト３の反対側へ向けて配置されている。
【００５５】
センサーコイル６は、その鉄心２０の裏面２２を、センサーコイル５の裏面２２へ向けて配置されている。センサーコイル５は、その磁化（Ｂ−Ｈ）特性の内、磁化特性を表わす磁束密度（Ｂ）と磁界（Ｈ）が０付近の微少の値である非線形部分を利用して、金属物の検知を行う。この磁化特性、その利用方法についての技術思想は、特許文献１に詳しく述べている。特許文献１に記載された発明の全部又はその一部は、本発明と実質的に同一構造、回路であり、これらが本発明を構成する。
【００５６】
ただし、センサーコイル５，６に印加される電圧、電流、その周波数は、全部又は一部が、本発明の第１の実施の形態で特許文献１と異なる値であっても良い。センサーコイル５，６には、特別に、電流供給、電圧印加がされていなくても、磁性体の金属異物の検知動作が可能である。例えば、センサーコイル５，６には、増幅器のバイアス電圧を印加しておく。これにより、増幅器の入力バイアス電流がセンサーコイル５，６のコイルに流れることになる。
【００５７】
これに、周辺磁界の変化に伴って、センサーコイル５，６を横切る磁束が変化すると、センサーコイル５，６を流れる電流及び／又は電圧が変化し、出力信号となる。磁石ブースター１１から発生した静磁界はこの周辺磁界に相当する。センサーコイル５の近傍にステンレスの微小破片が接近したとき、この静磁界の働きにより、ステンレスの微小破片が磁化し磁極を生じさせる。
【００５８】
例えば、オーステナイト系のステンレス鋼（ＳＵＳ３０４等）は、破断、潰れ、曲がり、欠け等の塑性変形により、マルテンサイト誘起変態を起こして弱い磁性をもった部分が、静磁界の働きにより磁化し磁極を生じさせる。この磁極の変化が交番磁界へ影響を与え、これを、センサーコイル５を含む検知回路で検知する。特に、被検査物２がセンサーコイル５に接近するほどこの効果が大きく現れるので、センサーコイル５で被検査物２中の微小破片の金属異物を確実に検出することが可能である。
【００５９】
被検査物２に異物として混入される磁性体としては、鉄、ニッケル、コバルト等の強磁性体、これらの合金、マルテンサイト系ステンレス鋼等が例示できる。本例では、センサーコイル６は、センサーコイル５と比べ被検査物２から離れて設置されている。また、センサーコイル６の磁界検知面である表面２３は、ベルト３と被検査物２へ向かず、その反対方向へ向いて設置されている。よって、被検査物２の中に含まれる磁性体の金属異物から生じる磁界は、わずかなものであり、センサーコイル６に検知されることがほとんどない。
【００６０】
仮に、検知されたとしてほとんど無視できる程度である。センサーコイル５とセンサーコイル６は隣接して設置されているので、金属異物検知装置１の周囲の他の装置から発生した電磁波は、センサーコイル５とセンサーコイル６にほとんど同じものが検知される。
〔制御ユニット１５の構成例〕
図３は、金属異物検知装置１の制御ユニット１５の構成例の概要を示す機能ブロック図である。
【００６１】
制御ユニット１５は、ブリッジ回路３１、ＬＰＦ３２、ノッチフィルタ３３、検知回路３４、波形処理部３５、ディジタルコンピュータ処理部３６、信号出力部３７等から構成されている。ブリッジ回路３１は、センサーコイル５、及びセンサーコイル６からの信号を受信する回路である。ＬＰＦ３２は、ブリッジ回路３１で検出した信号の内、高周波数分のカットし、低周波数分を取りだすフィルタ回路である。本例では、ＬＰＦ３２は、本例では、１ｋＨｚ以下の周波数の信号を通過させる。
【００６２】
ノッチフィルタ３３は、ＬＰＦ３２を通過した信号の中から特定の周波数帯域の信号を消去するフィルタ回路である。本例では、ノッチフィルタ３３は５０Ｈｚと６０Ｈｚの帯域の信号を消去している。５０Ｈｚと６０Ｈｚは、商業電気配線の帯域であり、ありふれた雑音の周波数であることが多い。検知回路３４は、ノッチフィル３３からの検知信号（検出電流）を処理して、ディジタルコンピュータ処理部３６で処理し異物判定するための信号を出力するものである。
【００６３】
検知回路３４は、低周波数の電磁波雑音に由来する信号を消去し、できるだけ、異物に由来する信号を残して、ディジタルコンピュータ処理部３６へ送信する。波形処理部３５では、検知回路３４の出力信号の波形整形をし、ディジタル信号に変換して、受信感度の調整を行って、ディジタルコンピュータ処理部３６へ出力する。ディジタルコンピュータ処理部３６は、波形処理部３５からのディジタル信号を受信して信号処理し、被検査物２中に含まれる磁性体の有無の判定をする。
【００６４】
ディジタルコンピュータ処理部３６では、磁性体が検知されたと判断された場合は、信号出力部３７に出力信号を出力する。信号出力部３７は、基本的に、金属異物検知装置１から出力信号を、他の機器に提供するインターフェースである。信号出力部３７は、ディジタルコンピュータ処理部３６の出力信号を、金属異物検知装置１に接続された適当なデバイス、装置に送信する。例えば、信号タワー（図示せず。）、被検査物２へマーキングするためのマーカー装置（図示せず。）等に送信する。
【００６５】
又は、信号出力部３７は、無線又は有線の通信部を有し、ディジタルコンピュータ処理部３６の出力信号を、指定されたアドレスでネットワーク経由して、適当なデバイス、装置に送信することもできる。ディジタルコンピュータ処理部３６は、図示しないが、メモリ、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えた信号処理ユニットである。ディジタルコンピュータ処理部３６は、波形処理部３５又は検知回路３４から受信した信号を信号処理して、金属異物の判定を行う。これについては、以下に、表１の説明に詳しく説明している。
【００６６】
ディジタルコンピュータ処理部３６としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、入力装置、出力装置を備えた汎用の電子計算機を利用することができる。この場合は、上述の判定は、記憶装置に格納された専用プログラムによって行う。ディジタルコンピュータ処理部３６が電子計算機である場合、この電子計算機は、信号出力部３７を兼ね、その機能を提供することができる。ディジタルコンピュータ処理部３６は、これと同じ機能をする、アナログ回路又はディジタル回路からなる回路手段で実現することができるが、ここではその詳細な説明は省略する。
【００６７】
〔検知回路の概要〕
図４は、センサーコイル５とセンサーコイル６の配置例と、検知回路３４の構成の概要を示すブロック図である。また、図４には電磁波雑音の発生源を参照番号１６で図示している。雑音発生源１６は、金属異物検知装置１から適当に離れた装置である。現実的には、雑音発生源１６は、金属異物検知装置１から数十センチ又は数メートル以上に離れている。
【００６８】
雑音発生源１６から発生した電磁波雑音は、破線１６ａで示すように、雑音発生源１６を中心点にした球面として伝搬する。この電磁波雑音は、センサーコイル５とセンサーコイル６にほぼ殆ど同時に同じ大きさで届く。センサーコイル５とセンサーコイル６が全く同じ特性ならば、それらで検知し出力する検知信号も同じ波形、振幅も同じで出力される。これは、電子回路の常識ではあるが、センサーコイル５とセンサーコイル６の検知信号の差分をとると、この電磁波雑音を消去することができる。
【００６９】
この検知信号の差分は、色々な方法で実現できるがここで一つの例を示す。ここで、図４の回路は、図１に図示した第１センサー４ａを例に説明するものであり、第２センサー４ｂはまったく同じ回路で検知するので、その説明は省略する。センサーコイル５とセンサーコイル６は、ベルト３の下側に、裏面２２（図２を参照。）を合わせて配置されている。被検査物２は、ベルト３によって搬送されて、センサーコイル５の検知面付近を通過する。センサーコイル５とセンサーコイル６はそれぞれ独立してその周囲の磁界の変化を検知し出力する。
【００７０】
センサーコイル５とセンサーコイル６の出力信号を、整流器４０、４１でそれぞれ整流処理する。整流器４１の出力信号は、インバータ４２で、その位相を反転させる。センサーコイル５とセンサーコイル６は、雑音発生源１６に由来する電磁波雑音を、同じ検知している。この位相反転で、センサーコイル６で検知した電磁波雑音の信号が、センサーコイル５で検知した電磁波雑音の信号と反対位相になる。加算器４３は、整流器４０の出力信号と、インバータ４２の出力信号を加算して出力する。
【００７１】
この加算処理で、雑音発生源１６に由来する電磁波雑音が消去される。よって、加算器４３からは、被検査物２に由来する異物検知信号のみが残り、出力される。原理的には、この加算器４３から出力された信号で、被検査物２の中に金属異物があるか否かを判定することができる。つまり、加算器４３から所定閾値以上の信号が出力されると、被検査物２の中に金属異物があると判定する。
【００７２】
〔検知回路の例〕
図５は、検知回路３４の例をより具体的に示す回路図である。センサーコイル５とセンサーコイル６は、互いに裏面２２（図２を参照。）を合わせ配置され、一つのセンサーとしての機能をしている。図５の回路例は、図４の回路構成をより具体的に示す回路である。図５の回路では、センサーコイル５とセンサーコイル６の検知信号を増幅器５２で増幅している。
【００７３】
センサーコイル５とセンサーコイル６の検知信号は、微弱な信号であるため後段の信号処理のため増幅する。本例では、増幅器５２は、１２０ｄＢまで増幅している。増幅された検知信号は、整流器５１、５４で整流する。整流器５１、５４は、ダイオードからなっている。センサーコイル６の検知信号のみは、位相移送回路５３で位相を移送させて移送調整行う。センサーコイル６の検知信号は、整流器５４で整流する前でも、整流後でも、位相移送回路５３で位相調整ができ、どちらでも良い。位相移送回路５３は、限定しないが、オールパスフイルタ等を用いると良い。
【００７４】
センサーコイル５の検知信号で整流された信号は、そのまま出力端子６２から出力される。この出力信号は、後段のディジタルコンピュータ処理部３６には、第２入力として入力される。また、センサーコイル５の検知信号で整流された信号は、バッファ５７で一時的にバッファされる。センサーコイル６の検知信号で整流された信号は、ピークホールド回路５５に入力される。また、センサーコイル６の検知信号で整流された信号は、バッファ５８で一時的にバッファされる。
【００７５】
バッファ５８に一時保持された信号は、インバータ５９で位相反転され、加算器６０に入力される。同じく、バッファ５７に一時保持された信号も、加算器６０に入力される。加算器６０は、これらの入力信号を加算して出力する。センサーコイル５の検知信号に、センサーコイル６の検知信号を位相反転して加算しているので、センサーコイル５とセンサーコイル６で同時に検知した、同じ信号が消去される。言い換えると、電磁波雑音の信号は、消されてゼロとなる。
【００７６】
加算器６０の出力は、出力端子６１から出力され、この出力信号は、後段のディジタルコンピュータ処理部３６に第１入力として入力される。この電磁波雑音があるとき、金属異物が混入した被検査物２が搬送されるとセンサーコイル５の出力信号には、電磁波雑音信号と異物信号の混在した信号が出力される。このときの第１入力は、異物信号に由来する信号分となり、異物信号が出力される。
【００７７】
電子回路の構成要素のセンサーコイル、ＩＣ回路、トランジスタ、抵抗、コンデンサ等が線形ならば上述の図４、図５に図示した回路構成で、電磁波雑音は原理的にスムーズに消去することが可能である。しかし、現実的に、電子回路を構成している全ての素子や電磁波雑音の磁場が非線形なので、雑音がスムーズに消えない。例えば、センサーコイル５，６で検知した検知信号の信号波形の形状は同じでも振幅が微小に異なる。また、振幅が同じでも非線形で信号の波形形状が部分的に違う。
【００７８】
更に、電磁波雑音の周波数と発生源の位置や向きによりセンサーコイル５とセンサーコイル６の検知信号に物理的な位相差が発生する。これらの問題は、位相移送回路５３及びピークホールド回路５５、リセット回路等を用いて解決する。具体的には、センサーコイル６の電磁波雑音の波形の移相（進み又は遅れ）と、波形整形を行い端子６３から出力し、後段のディジタルコンピュータ処理部３６に第３入力として入力する。
【００７９】
ピークホールド回路５５は、センサーコイル６で検知した電磁波雑音の信号のピーク値を記憶して保持するための回路であり、電磁波雑音の振幅ブレを吸収するための回路である。電磁波雑音がなくなった場合、又は、被検査物２の検知が終わった時に、このピークホールド回路５５が保持しているピーク値をリセットする必要がある。本例では、フォトセンサー７（図１を参照。）を用いて、被検査物２がセンサーコイル５を通過するタイミングを検出している。
【００８０】
よって、フォトセンサー７の検知信号で、ピークホールド回路５５のピーク値をリセットしている。つまり、被検査物２を検知しているときは、ピークホールド回路５５が電磁波雑音のピーク値を保持しており、被検査物２がセンサーコイル５を通過し終わった時間を示すフォトセンサー７の立ち下り信号を使って、ピークホールド回路５５のピーク値をリセットする。このリセット信号は、トランジスタ５６から、ピークホールド回路５５に入力される。
【００８１】
〔探知アルゴリズム〕
これらの第１入力〜第３入力の信号を使い、ディジタルコンピュータ処理部３６で、信号解析を行い、異物の判定を行う。ディジタルコンピュータ処理部３６での異物判定の例を次の表１に示している。表１の第１欄は、ディジタルコンピュータ処理部３６の入力信号の種類を示しており、最後の行は、判定結果である。
【００８２】
表１の第２欄〜第９欄は、ディジタルコンピュータ処理部３６の入力信号の組み合わせ示している。第１入力〜第３入力の３種類の入力信号があるので、その組み合わせは、全体で８種類になる。表の中で、入力信号があるとき、丸（「○」）で、入力信号がないときマイナス（「−」）で示している。表１の最後の行の異物検知の判定では、金属異物があると判定された「有」、金属異物が無いと判定された「無」で示している。
【表１】
2014052349.tif 000003
【００８３】
被検査物２の通常の検査は、第２入力で示す、センサーコイル５の出力のみで検出及び信号解析を行う。金属異物の検知は、第２入力のみに信号がある場合と、第１入力又は第３入力のとき第２入力に信号がある場合である。第１組み合わせは、通常の良品を示す。この場合、センサーコイル５とセンサーコイル６のどらでも信号検知しない。通常の金属異物の判定は、第５組み合わせである。この場合、センサーコイル５のみで信号検知する。
【００８４】
通常の電磁波雑音発生時は、第６又は第７の組み合わせである。最後の欄の第８組み合わせの場合で示すように、第１入力〜第３入力の全てに信号があると、金属異物の判定は難しい。第８組み合わせの場合、第１入力の信号の大きさ（エネルギー）が通常の感度レベルを超えたか超えていないか、それに加えて各信号の位相関係から金属異物が検知された、又は、被検査物２が良品かの判定をする。
【００８５】
〔磁石ブースター〕
本発明の第１の実施の形態の金属異物検知装置１の磁石ブースター１１は、センサーコイル５とセンサーコイル６に磁場を提供し、被検査物２の中の磁性体を磁化、或いは磁化を強化するためのものである。センサーコイル５とセンサーコイル６が励磁されている場合は、磁石ブースター１１は、被検査物２の中の磁性体を磁化、或いは磁化を強化するために利用される。
【００８６】
この場合は、磁石ブースター１１は、センサーコイル５とセンサーコイル６から離れて配置されることができる。また、センサーコイル５とセンサーコイル６が励磁されている場合は、磁石ブースター１１は、同時に、センサーコイル５とセンサーコイル６に静磁場を提供することができる。本例では、限定しないが、センサーコイル５とセンサーコイル６は例示されず、磁石ブースター１１の静磁場の提供を受けているものとする。
【００８７】
磁石ブースター１１は、永久磁石からなる。磁石ブースター１１は、被検査物２の搬送方向で言えば、センサー部４の手前（供給側）に設置されている。被検査物２の搬送方向で見ると、被検査物２は、ベルト３中を搬送されて、磁石ブースター１１を通過後、センサーコイル５を通過する。磁石ブースター１２は、一つの永久磁石又は２以上の複数の永久磁石から構成される。本第１の実施の形態においては、図１に図示したように、磁石ブースター１１は、ベルト３の下側に固定される磁石１２と、ベルト３の上側に固定される磁石１３からなる。
【００８８】
特に、ベルト３の下側に固定される磁石１２を配置することで、被検査物２が、磁石１２をもっとも近くにして通過することが可能になる。磁石１２又は磁石１３は、被検査物２へＮ磁極又はＳ極を向けて配置される。この磁極の向きは、被検査物２の種類、大きさ等によって最適化されるものであり、上述の配置のみに限定されるものではない。磁石１２、１３は、ネオジム磁石からできている複数の磁石要素から構成されている。
【００８９】
このようにネオジム磁石等の強力な磁石を用いることで、永久磁石の磁界が磁性体に影響を及ぼす範囲を大きく拡大でき、センサーコイル５の検出距離を大幅に伸ばすことが可能となる。このために、被検査物２の形状及び幅に応じて、磁石１２、１３の磁化力、被検査物２が通過するベルト３との隙間を調整することができる。
【００９０】
〔その他〕
センサー部４は、ベルト３の上側に配置されたセンサーコイル５，６と、ベルト３の下側に配置されたセンサーコイル５，６から構成されている。これは、被検査物２の上部と下部を、感度良く検出するために、このような構成にしている。被検査物２中の金属異物は、ベルト３の上側又は下側ののみで検知が可能である。本第１の実施の形態の金属異物検知装置１は、被検査物２は、アルミニウム合金で包装、アルミニウム合金袋に挿入されたものでも、その中の磁性体を良好に検出できる。
【００９１】
このように、センサーコイル５，６を背中合わせて配置することで、電磁波雑音が消去できるようになった。よって、従来は、図６の示すように、検知センサー７０、７１で２回検出したいたのが、センサー部４のみで一回の検知で金属異物を確実に検知できるようになった。よって、センサー部４が１対のみになり、検知時間で拘束されていた従来の搬送速度の制限がなくなった。図１に示すように、センサー部４は、第１センサー４ａと第２センサー４ｂから成っているが、そのどちらか一方であっても良い。
【００９２】
また、センサーコイル５，６は、ベルト３の上側又は下側に設置されているが、ベルト３の横でも良い。ただし、センサーコイル５をベルト３の下にベルト３とわずかな隙間を開けて設置すると、被検査物２に一番近く配置でき、検知感度がその分向上する。センサー部４は、本実施の形態では、磁気シールドを図示していないが、金属製の筐体又は、磁気シールド効果を有する材料の筐体内に、センサー部４を収納する、センサーコイル５，６を外部磁界から遮断することができる。
【００９３】
本例では、フォトセンサー７は、光学式のセンサーを利用しているが、被検査物２の搬送タイミングや、センサーコイル５を追加した時間を検知できるものであれば、既知の任意のセンサーが利用できる。センサーコイル５は、被検査物２の搬送方向に直角又は所定角度をするように配置することができる。直角の場合は、センサーコイル５を通過し終わった被検査物２をフォトセンサー７で検知し易いので、直角の方が好ましい。本例では、センサーコイル６は、その背中をセンサーコイル５の背中に合うように配置している。
【００９４】
センサーコイル６の検知面が被検査物２へ向けない、その反対方向に設置すると、被検査物２の中の磁性体による信号を、一番検知しにくいので、このような設置が望ましい。しかし、センサーコイル６の役割は、電磁波雑音を、センサーコイル５と同じ感度で検知することであるので、金属異物検知装置１の設置場所、周囲の状況に合わせて最適化することができる。例えば、センサーコイル５とセンサーコイル６は、所定の角度をするように設置されても良い。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、低周波数の電磁波雑音がある環境で、磁界又は低周波電磁波を検知する分野に利用すると良い。また、本発明は、本発明は医薬品、化粧品、食料品の製造分野で、低周波数の電磁波雑音を消去しながら、製品の中の金属異物を検知する分野に利用すると良い。
【符号の説明】
【００９６】
１…金属異物検知装置
２…被検査物
３ベルト
４…センサー部
４ａ…第１センサー
４ｂ…第２センサー
５、６…センサーコイル
７…フォトセンサー
８…フレーム
９…脚
１０…駆動用モータ
１１…磁石ブースター
１５…制御ユニット
１６…雑音発生源
２０…鉄心
２１…コイル
２２…（センサーコイルの）裏面
２３…（センサーコイルの）表面
３１…ブリッジ回路
３２…ＬＰＦ
３３…ノッチフィルタ
３４…検知回路
３５…波形処理部
３６…ディジタルコンピュータ処理部
３７…信号出力部
４０、４１…整流器
４２、５９…インバータ
４３…加算器
５０、５２…増幅器
５１、５４…整流器
５３…位相移送器
５５…ピークホールド回路
５６…トランジスタ
５７、５８…バッファ
６０…加算器
６１、６２、６３…端子
【図１】
2014052349.tif 000004
【図２】
2014052349.tif 000005
【図３】
2014052349.tif 000006
【図４】
2014052349.tif 000007
【図５】
2014052349.tif 000008
【図６】
2014052349.tif 000009