(57)【要約】  金属物体および非金属物体の両方の混合入力ストリームにおける金属物体の位置を確立するための装置１０であって、装置は、第１の向きに巻かれた第１のコイル部分と、第１の向きとは反対の第２の向きに巻かれた、形状およびサイズが第１のコイル部分とほぼ同様である第２のコイル部分とを有する、差分金属検出コイル１４Ａと、単位ベクトル2007506111.tif 000066を有する面および方向において、差分金属検出コイルに関して、および差分金属検出コイルを通過して、物体を移動させるための搬送手段１１とを備え、第２のコイル部分が、2007506111.tif 000067である単位ベクトルｂを有する方向の面において成分を有する変位Ｂだけ第１のコイル部分から変位していることと、装置が、ｃが2007506111.tif 000068によって画定される面の方向ｃにおいて前記金属物体の位置を確立するために、コイルの出力電圧の形態を時間の関数として分析するための分析手段をさらに備えることとを特徴とする。
2007506111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属物体および非金属物体の両方の混合入力ストリームにおける金属物体の位置を確立するための装置（１０）であって、
第１の向きに巻かれた第１のコイル部分（１５）と、第１の向きとは反対の第２の向きに巻かれた、形状およびサイズが第１のコイル部分とほぼ同様である第２のコイル部分（１６）とを有する差分金属検出コイル（１４Ａ）と、単位ベクトル
【数１】
2007506111.tif 000047
を有する面および方向において、差分金属検出コイルに関して、および差分金属検出コイルを通過して物体を移動させるための搬送手段（１１）とを備え、第２のコイル部分が、
【数２】
2007506111.tif 000048
である単位ベクトル
【数３】
2007506111.tif 000049
を有する方向の面において成分を有する変位Ｂだけ第１のコイル部分から変位していること、および装置が、
【数４】
2007506111.tif 000050
が
【数５】
2007506111.tif 000051
によって規定される面の
【数６】
2007506111.tif 000052
の方向において前記金属物体の位置を確立するために、コイルの出力電圧の形態を時間の関数として分析するための分析手段（１００）をさらに備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
ｔを
【数７】
2007506111.tif 000053
の方向におけるコイル部分の寸法として、
【数８】
2007506111.tif 000054
であり、
ｓを
【数９】
2007506111.tif 000055
によって規定される単位ベクトル
【数１０】
2007506111.tif 000056
の方向におけるコイル部分の寸法として、
【数１１】
2007506111.tif 000057
である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
分析手段が、異なる極性の電圧を識別して、第１の極性の電圧を一方のコイル部分に起因させ、第１の極性とは反対の第２の極性の電圧を他方のコイル部分に起因させるための手段を備える、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
ほぼ
【数１２】
2007506111.tif 000058
の方向において線形アレイに構成された複数の差分金属検出コイルを備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
差分金属検出コイルの回りに構成された単一の送信器コイル（１３）をさらに備える、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
差分金属検出コイルが、印刷回路板（ＰＣＢ）上にそれぞれ形成される、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
差分金属検出コイルが、単一のＰＣＢ上に形成される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
単一の送信器コイルが、差分金属検出コイルの回りでＰＣＢ上に形成される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
分析手段が、単一のＰＣＢ上に前記差分金属検出コイルと共に同じ位置に配置された電子ハードウエアを備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
金属物体および非金属物体の両方の混合入力ストリームにおける金属物体の位置を確立するための装置であって、実質的に本明細書において記述され、かつ図１、図２、図４、および図５に示された装置。
【請求項１１】
金属物体および非金属物体の両方の混合入力ストリームにおける金属物体の位置を確立するための装置であって、実質的に本明細書において記述され、かつ図１、図４、図５、および図６に示された装置。
【請求項１２】
金属物体および非金属物体の両方の混合入力ストリームにおける金属物体の位置を確立するための装置であって、実質的に本明細書において記述され、かつ図１、図４、図５、および図７に示された装置。
【請求項１３】
金属物体および非金属物体の両方の混合入力ストリームにおける金属物体の位置を確立するための方法であって、請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置の使用を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
複数の差分金属検出コイルを備える金属検出器アレイシステムであって、金属検出器アレイが、単位ベクトル
【数１３】
2007506111.tif 000059
の方向に延び、各金属検出コイルが、第１の向きに巻かれた第１のコイル部分（１５）と、第１の向きとは反対の第２の向きに巻かれた、形状およびサイズが第１のコイル部分とほぼ同様である第２のコイル部分（１６）とを有し、少なくとも１つの金属検出コイルにおいて、金属検出コイルの第２のコイル部分が、変位Ｂだけ金属検出コイルの第１のコイル部分から変位され、２つのコイル部分が、ほぼ同じ面にあり、かつ
【数１４】
2007506111.tif 000060
を
【数１５】
2007506111.tif 000061
によって画定される単位ベクトルとして、
【数１６】
2007506111.tif 000062
であることと、
【数１７】
2007506111.tif 000063
である単位ベクトル
【数１８】
2007506111.tif 000064
のほぼ方向において、前記物体がアレイを通過して移動するとき、１つまたは複数の金属検出コイルに関して、方向
【数１９】
2007506111.tif 000065
に沿って金属物体の位置を確立するために、１つまたは複数のコイルの出力電圧の形態を時間の関数として分析するための分析手段をさらに備えることとを特徴とする、金属検出器アレイシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属物体および非金属物体の両方の混合入力ストリームにおける金属物体の位置を確立するための装置に関し、具体的には（排他的ではない）、混合廃棄物の入力ストリームにおいて、金属物体の位置を確立することに関する。混合廃棄物のストリームは、たとえば、未分別の家庭廃棄物からリサイクル可能な物体の再利用中に遭遇される。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物ストリームにおける金属内容物の除去、および鉄を含む物体と鉄を含まない物体との分別は、物質再利用設備（ＭＲＦ）において金属を回収する重要なステップである。
【０００３】
知られているタイプの装置では、移動コンベヤ上の混合入力ストリームにおける金属物体の位置の確立、および金属物体のその後の分離は、金属物体を検出するための１つまたは複数の金属検出器、および１つまたは複数の金属検出器から信号を受信し、かつその信号に応答して分離を実施する排除機構を使用することによって達成される。一例が、米国特許第４５４１５３０号において開示されている装置である。様々な排除機構が知られており、空気分離装置、フラップゲート、あるいは検出された金属物体の除去を可能にするように、コンベヤを停止または反転させるための手段などがある。
【０００４】
通常、一連の離散金属検出器が、コンベヤの幅にわたって配置され、金属検出器からの出力信号は、分離される金属物体に関する位置情報を与えるように処理される。各検出器は、出力を解釈しかつ制御信号を排除機構に提供するように、処理回路に結合される。混合入力ストリームにおいて金属物体の位置を効率的かつ正確に確立するために、コンベヤにわたって検出器の高い線形密度が必要であり、その結果、多数の検出器および大量の電子ハードウエアが、検出器それぞれからの出力信号を処理するために必要とされるが、その理由は、単一の検出器の有効な検出幅が、限定されるからである。これは、コストおよび複雑さの両方の観点において不利である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上述された問題を軽減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、この目的は、第１の向きに巻かれた第１のコイル部分と、第１の向きとは反対の第２の向きに巻かれた、形状およびサイズが第１のコイル部分とほぼ同様である第２のコイル部分とを有する差分金属検出コイルと、単位ベクトル
【数２０】
2007506111.tif 000003
を有する面および方向において、差分金属検出コイルに関して、および差分金属検出コイルを通り過ぎて物体を移動させるための搬送手段とを備える、請求項１に記載の装置によって達成され、第２のコイル部分が、
【数２１】
2007506111.tif 000004
である単位ベクトル
【数２２】
2007506111.tif 000005
を有する方向の面において成分を有する変位Ｂだけ第１のコイル部分から変位しており、装置が、
【数２３】
2007506111.tif 000006
が
【数２４】
2007506111.tif 000007
によって画定される面の方向
【数２５】
2007506111.tif 000008
において、前記金属物体の位置を確立するために、コイルの出力電圧の形態を時間の関数として分析するための分析手段をさらに備えることを特徴とする。
【０００７】
差分金属検出コイルの一方のコイル部分を通過する金属物体が、金属が他方のコイル部分を通過した場合に生成される極性とは反対の極性である信号を、コイルにおいて誘起する。両方のコイル部分を通過する金属物体が、コイルを通過する際に極性を変化させるＥＭＦを誘起する。したがって、金属物体が検出器を通過するときに、所与の金属検出器コイルにおいて誘起される信号形態を時間の関数として分析することにより、金属物体に関する位置情報が提供される。次いで、そのような情報は、必要であれば、廃棄物ストリームから金属物体を抽出するのに使用されることが可能である。したがって、単一の差分金属検出器コイルが、上記で記述されたように、各コイルのコイル部分を変位させることによって、２つの別個の受信器として有効に使用される。
【０００８】
本発明は、コイルによって生成される位置情報の品質を損なわずに、単一の受信器コイルの検出幅が増大され、したがって、受信器コイルの線形アレイを有する本発明のシステムにおいて、そのようなコイルの数が、従来の技術の装置と比較して低減されるという利点を提供する。さらに、アレイに結合される電子処理ハードウエアの量は、受信器コイルの数が低減されるために、従来の技術の装置と比較して低減される。
【０００９】
ｔを
【数２６】
2007506111.tif 000009
の方向におけるコイル部分の寸法として、
【数２７】
2007506111.tif 000010
であり、ｓを
【数２８】
2007506111.tif 000011
によって画定される単位ベクトル
【数２９】
2007506111.tif 000012
を有する方向におけるコイル部分の寸法として、
【数３０】
2007506111.tif 000013
であることが好ましいが、その理由は、この幾何学的形状は、受信器コイルの検出幅について著しい改善を提供し、同時に、あいまいでない信号が受信器コイルにおいて誘起されることを提供するからである。また、これにより、コイル部分の重なりが回避される。
【００１０】
分析手段は、異なる極性の電圧を識別して、第１の極性の電圧を一方のコイル部分に起因させ、第１の極性とは反対の第２の極性の電圧を他方のコイル部分に起因させるための手段を備えることが好都合である。
【００１１】
装置は、実質的に
【数３１】
2007506111.tif 000014
の方向において線形アレイに構成された複数のそのような差分金属検出コイルを備え、それにより、相当な幅の入力ストリームが処理されることを可能にすることが好ましい。
【００１２】
装置は、適切であれば、送信器コイルを組み込むことも可能である（たとえば、鉄を含まない物体は、受信器コイルによって検出されることが可能である大きさで誘起される渦電流を有さなければならない）。送信器コイルが必要である場合、単一のコイルが、１つまたは複数の金属検出受信器コイルの回りに配置されることが好ましいが、その理由は、これは、各受信器コイルについて別々の送信器コイルを使用する従来の技術のシステムにおいて見られるより簡単な構成を提供するからである。複数の送信器コイルは、実際には同期させるのが困難である。
【００１３】
差分金属検出コイルは、個々の印刷回路板（ＰＣＢ）上に金属トラックによって形成されることが可能であることが好都合である。差分金属検出コイルは、単一のＰＣＢ上に形成されることも可能である。単一のＰＣＢは、差分金属検出コイルおよび単一の送信器コイルの両方を支持することが可能であり、また、送信器コイルからの信号を分析するための電子ハードウエアを支持することも可能である。
【００１４】
本発明の第２の態様は、複数の差分金属検出コイルを備える金属検出器アレイであって、アレイが、単位ベクトル
【数３２】
2007506111.tif 000015
を有する方向に延び、各金属検出コイルが、第１の向きに巻かれた第１のコイル部分（１５）と、第１の向きとは反対の第２の向きに巻かれた、形状およびサイズが第１のコイル部分とほぼ同様である第２のコイル部分（１６）とを有するアレイを提供し、少なくとも１つの金属検出コイルにおいて、２つのコイル部分が、ほぼ同じ面にあり、かつ、
【数３３】
2007506111.tif 000016
を
【数３４】
2007506111.tif 000017
によって画定される単位ベクトルとして、
【数３５】
2007506111.tif 000018
であるように、第２のコイル部分が変位Ｂだけ第１のコイル部分から変位していることと、システムが、前記物体が、
【数３６】
2007506111.tif 000019
である単位ベクトル
【数３７】
2007506111.tif 000020
を有するほぼ方向においてアレイを通過して移動するとき、１つまたは複数の金属検出コイルに関して、方向
【数３８】
2007506111.tif 000021
に沿って、金属物体の位置を確立するために、１つまたは複数のコイルの出力電圧の形態を時間の関数として分析するための分析手段をさらに備えることとを特徴とする。
【００１５】
そのようなアレイは、差分金属検出コイルの従来の技術のアレイと比較して、低減された数の個々の検出コイルを有し、したがって、そのような従来の技術のアレイより安価であり、複雑ではなく、同時に、アレイを通過する金属物体、またはアレイが通り過ぎた金属物体に関して、同じレベルの位置情報をもたらすことができる。
【００１６】
本発明の実施形態が、例としてのみ、添付の図面を参照して、以下において記述される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、１０によって全体が示される、金属物体および非金属物体の両方の混合入力ストリームから金属物体を分離するための、本発明の装置の平面図を示す。装置１０は、コンベヤベルト１１を備え、コンベヤベルト１１は、一連のほぼ同一な金属検出受信器コイル１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄに向かう単位ベクトル
【数３９】
2007506111.tif 000022
を有し、かつそれら金属検出受信器コイルを通り過ぎる方向１２のコンベヤベルト１１の面において、未分別の家庭廃棄物などの物質１１Ａを搬送するように動作可能であり、コイルは、線形金属検出器アレイを形成するように、コンベヤベルト１１の幅にわたって配置され、ベルト１１の下に配置される。装置１０は、金属検出器アレイからの信号を処理して、コンベヤ１１上の金属物体の位置に対応する適切な制御信号を生成するための電子処理ハードウエア（図１には示されていないが、図４には示されている）をさらに備える。装置１０は、入力ストリームにおける位置が確立されている金属物体の排除／抽出をさらに実施することが望ましい場合、制御信号に応答して混合入力ストリームから金属物体の排除を実施するための排除手段（図示せず）をさらに備えることができる。
【００１８】
【数４０】
2007506111.tif 000023
に垂直な方向が、ベルト１１の面において単位ベクトル
【数４１】
2007506111.tif 000024
によって図１に示されている。ベルト１１の面のＢの成分ＢＰは、単位ベクトル
【数４２】
2007506111.tif 000025
を有する方向にある（すなわち、
【数４３】
2007506111.tif 000026
である）。
【００１９】
図２は、受信器コイル１４Ａを詳細に示す。受信器コイル１４Ａは、辺ｓの２つの方形コイル部分１５、１６を備え、その一方のコイル部分１５は、他方のコイル部分１６に関して変位Ｂだけ変位している。コンベヤベルト１１の面におけるＢの成分は、ＢＰ＝
【数４４】
2007506111.tif 000027
である。コイル部分１５は、ｘ＝ｓ／４として距離ｓ＋ｘだけ
【数４５】
2007506111.tif 000028
の方向において、および
【数４６】
2007506111.tif 000029
の方向において距離ｓだけ、コイル部分１６から変位している。すなわち、
【数４７】
2007506111.tif 000030
および
【数４８】
2007506111.tif 000031
である。コイル１４Ａの２つのコイル部分１５、１６は、差分コイルを形成するように、反対の向きに巻かれる。この例の装置１０では、受信器コイル１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄは、それぞれ、印刷回路板（ＰＣＢ）上に金属トラックによって形成され、コイルのターンは、ＰＣＢの表面にある。各層にらせんトラックを有する多層ＰＣＢが、たとえば米国特許第６４２９７６３号において示されているように、所与のコイル部分領域についてターン数を増大させるために使用されることが可能である。統合の他のステップとして、全ての受信器コイル１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、および装置１０の全ての電子処理ハードウエアは、構築を簡単かつ容易にするために、単一ＰＣＢ上に同じ位置に配置されることが可能である。
【００２０】
再び図１を参照すると、装置１０は、送信器コイル１３（コンベヤベルト１１の下で、検出コイル１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄの回りに配置される）と、コイル１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄの領域において時間について変化して伝達される磁場を生成するための発信器１３Ａとをさらに備える。コイル１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄと共に、送信器コイル１３および発信器１３Ａは、差分金属検出器の線形アレイを形成し、差分金属検出器それぞれは、伝達場に対してほぼゼロの応答を有するが、その理由は、１４Ａなどの受信器コイルのそれぞれのコイル部分において生成されるＥＭＦは、大きさはほぼ等しいが、反対の極性を有するからである。しかし、伝達場は、コンベヤベルト１１上で送信器コイル１３Ａの付近にある金属物体において渦電流を誘起する。これらの渦電流に関連する磁場は、受信器コイル１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄによって検出される。すなわち、ＥＭＦは、受信器コイル１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄにおいて誘起される。
【００２１】
図３は、図２に示されるように、金属物体が、それぞれ経路１８Ａ、１９Ａ、２０Ａに沿ってコイル１４Ａをわたって搬送されるとき、コイル１４Ａにおいて誘起されるＥＭＦについて、電圧対時間のグラフ１８Ｂ、１９Ｂ、２０Ｂを示す。物体が、図２に示される１８Ａまたは１９Ａなどの経路に沿って、すなわちコイル部分１５、１６の一方のすぐ下を通過する場合、それぞれグラフ１８Ｂおよび１９Ｂによって示されるように、対応する極性を有するＥＭＦが誘起される。信号１９Ｂは、コイル部分１５が、コイル部分１６に関して、
【数４９】
2007506111.tif 000032
の方向において変位しているために、信号１８Ｂより時間的に後で生じる。物体が、図２の２０Ａなどの経路に沿って通過する場合、誘起ＥＭＦの時間形態は、図３のグラフ２０Ｂによって示されるようになる。パルス１８Ｂ、１９Ｂのピークおよびグラフ２０Ｂのピークは、ｖをベルト１１の速度として、時間分離（ｓ＋ｘ）／ｖを有する。他の受信器コイル１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄは、コンベヤベルト１１上を移動する金属物体に同様の方式で応答する。受信器コイルにおいて誘起されるＥＭＦの時間形態は、コンベヤベルト１１の幅にわたる（すなわち、
【数５０】
2007506111.tif 000033
の方向における）金属物体の位置に関する情報を与えることが理解されるであろう。
【００２２】
【数５１】
2007506111.tif 000034
の方向における検出器コイル内のコイル部分の変位は、ｓとすることが可能であるが（コイル部分が、その方向において連続的であるように）、実際には、追加の変位ｘが望ましい。その理由は、これにより、コイル部分間において生じる信号間のより大きな時間変位が提供されるからである。これにより、入力ストリームにおける金属物体の位置に関して、より正確な位置情報が得られることが可能になる。ｘの値の有用な範囲は、
【数５２】
2007506111.tif 000035
である。
【００２３】
図４は、装置１０に備えられる電子処理ハードウエア１００を概略的に示す。ハードウエア１００は、受信器コイル１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄから信号を受信して、それらを処理して、コンベヤベルト１１上における金属物体の位置を確立し、装置１０の排除手段を制御するための対応する制御信号を提供する。
【００２４】
図４を参照すると、受信器コイル１４Ａからの出力信号は、回路モジュール１０２Ａに渡される。モジュール１０２Ａは、前置増幅器１０４、位相感知検出器（ＰＳＤ）１０６、１０７、およびアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１０８、１０９を備える。モジュール１０２ＡのそれぞれＡＤＣ１０８、１０９からの出力１１０Ａ、１１１Ａが、マイクロプロセッサ１０６に入力される。ハードウエア１００は、受信器コイル１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄに結合され、マイクロプロセッサ１０６にやはり入力される出力１１０Ｂ、１１１Ｂ、１１０Ｃ、１１１Ｃ、１１０Ｄ、１１１Ｄを有する、３つの他のそのような回路モジュール（図示せず）を備える。
【００２５】
送信器コイル１３の信号は、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）１５２および増幅器１５６を介して、送信器コイル１３に接続された第１（０°）出力１５１Ａを有する信号シンセサイザ１５０によって、デジタル式に同期される。信号シンセサイザ１３は、出力１５１Ａからの信号と同一の信号を提供するための第２（９０°）出力１５１Ｂを有するが、９０°だけ１５１Ａにおける信号に対して位相シフトされている点が異なる。９０°出力１５１Ｂは、ＤＡＣ１５４に接続される。ＤＡＣ１５２、１５４のアナログ出力１５３Ａ、１５５Ａは、回路モジュール１０２Ａ内においてＰＳＤ１０７、１０６にそれぞれ接続される。他のアナログ出力１５３Ｂ、１５３Ｃ、１５３Ｄ、および１５５Ｂ、１５５Ｃ、１５５Ｄが、受信器コイル１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄに結合された回路モジュール（図示せず）内において、１０７、１０６などのＰＳＤに接続される。
【００２６】
電子処理ハードウエア１００は、以下のように動作する。受信器コイル１４Ａからの電圧信号は、前置増幅器１０４によって増幅され、ＰＳＤ１０６、１０７に入力される。基準パルスとして使用されるために、送信信号のアナログ形態も、ＰＳＤ１０７に入力され、９０°だけ位相シフトされたアナログ送信器信号も、ＰＳＤ１０６に入力される。ＰＳＤ１０６、１０７から出力された信号は、コイル１４Ａから受信された信号の虚数部分および実数部分にそれぞれ対応し、ＡＤＣ１０８、１０９によってデジタル化されて、マイクロプロセッサ１０６に渡される。受信器コイル１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄに結合された回路モジュールからのデジタル出力信号も、マイクロプロセッサ１０６に渡される。
【００２７】
図５は、マイクロプロセッサ１０６内において、受信器コイル１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄのそれぞれに結合された、１０２Ａなどの回路モジュールから受信された信号の処理を示すソフトウエアブロック図を示す。特定の受信器回路に結合された回路モジュール内のＡＤＣからの２つのデジタル出力信号が、まず読み取られ（２０２）、次いで、低減された帯域幅の信号を生成するようにデシメート（ｄｅｃｉｍａｔｅ）される（２０４）。
【００２８】
各デジタル信号は、所与の検出器コイルのコイル部分間のわずかな不均衡による望ましくない直流オフセット、ならびに回路モジュールにおける固有オフセットを有する。これらは、当業者にはよく知られている簡単なアルゴリズム（２０６）で取り除かれる。
【００２９】
次いで、位相補正（２０８）が、送信器コイルに結合されたアナログ電子機器内、および回路モジュール内の位相シフトを補正するために、実施される。これは、知られている位相応答の物体が、順番に各受信器コイルの近くに配置される、較正手続きによって達成される（装置１０が動作される前に実施される）。位相が直交する２つの信号が、各回路モジュール（たとえば１０２Ａ）から記録され、簡単な回転行列が、較正信号の位相を任意の選択された値に調節することができる。適切な較正対象物は、非導電性のフェライトであるが、その理由は、これは、伝達磁場に対してゼロ位相応答を有するからである。
【００３０】
所定の閾値（図３の２１Ａ、２１Ｂ）が、信号が閾値より強いかを判定するために、信号と比較される。閾値２１Ａ、２１Ｂは、雑音、および対象となるには小さ過ぎる金属物体が排除される（２１０）ように、設定される。
【００３１】
次いで、送信信号に関する受信器コイルからの信号の位相が確立される（２１２）。これは、関与する特定の金属を識別するために使用されることが可能である。次いで、知られているアルゴリズム（２１４）が、金属が鉄を含むかまたは鉄を含まないかを確立する。次いで、フィッティングアルゴリズム（２１６）が、
【数５３】
2007506111.tif 000036
の方向においてコイル部分の分離より大きい精度で、コンベヤベルト１１の幅にわたって金属物体の位置を確立するために使用されることが可能である。コンベヤベルト１１上の金属物体の性質および位置に関してマイクロプロセッサ１０６によって生成されるデータが、タイムスタンプされ（２１８）、コンベヤベルト１１上の入力ストリームにおける金属物体の分離を実施するために、排除手段に渡されることが可能である。
【００３２】
受信器コイル１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄのそれぞれから出力された信号は、共通の方式で処理される。
【００３３】
装置１０は、送信器コイルを備えるが、これは、すべての環境において必須ではない。たとえば、入力ストリームから鉄を含む物体を抽出することのみが望ましい場合、これは、入力ストリームが装置１０に入る前に、入力ストリームを磁場にさらすことによって達成されることが可能である。次いで、磁化された鉄を含む物体は、物体と受信器コイルとの間の相対運動によって、受信器コイルにおいて信号を誘起することが可能であり、これにより、送信器コイルの必要性が排除される。送信器コイルが使用される場合、すべての受信器コイルの回りに配置された単一のコイルが、コストおよび複雑さの低減に関して特に有利であるが、個々の送信器コイルを受信器コイルと共に使用することも可能である。送信器コイルが使用される場合、鉄を含む物体も鉄を含まない物体も、検出されるために検出器コイルに関して移動する必要はないが、連続入力ストリームの処理において明らかなように、これは望ましく、廃棄物ストリームが静的検出コイルに関して移動しているか、または検出コイルが静的廃棄物ストリームに関して移動しているかは重要ではない。
【００３４】
上記で記述された印刷回路板の使用は、特に好都合であるが、本質的ではない。差分受信器コイルは、ワイヤを１つまたは複数のフォーマに巻き付けることによって、より従来的な方式で形成されることが可能である。
【００３５】
装置１０の変形形態では、コイル部分１５は、
【数５４】
2007506111.tif 000037
の方向において距離ｓ＋ｘ（ｘ＝ｓ／４）だけ、また
【数５５】
2007506111.tif 000038
の方向において距離ｓ／２だけ、コイル部分１６に対してずれており、変形形態の装置の残りの検出器コイルは、同様に構成される。変形形態の装置の検出器コイルは、より優れた空間分解能（ｓ／２）を提供するが、所与のコンベヤベルト幅について、装置１０の場合より多くの個々の検出器コイルが必要とされ、コイル部分は、距離ｓだけ
【数５６】
2007506111.tif 000039
の方向においてずれている。
【００３６】
上記で議論された幾何学的形状のいくつかが、以下の表１にまとめられている。
【表１】
2007506111.tif 000040
【００３７】
本発明の他の実施形態では、差分受信器コイルのコイル部分は、正方形以外の形状を有することが可能である。図６Ａは、差分受信器コイルの円形コイル部分の２つの可能な構成を示し、
【数５７】
2007506111.tif 000041
は、ＤまたはＤ／２（Ｄは円形コイル部分の直径）に等しい。図６Ｂおよび図６Ｃは、連続検出器コイルが、これらの場合の第１および第２においてそれぞれどのように構成されるかを示す。図７は、楕円コイル部分を有する差分受信器コイルについて、２つの可能な構成を示す。
【００３８】
一般に、本発明の実施形態では、差分受信器コイルのコイル部分は、ほぼ同様のサイズおよび形状であることが必要であり、
【数５８】
2007506111.tif 000042
であるとすれば、すなわち、それぞれの受信器コイルのコイル部分が、コンベヤベルト１１の面と平行な面において重複する場合でさえ、本発明の利点が達成される。しかし、ｓを
【数５９】
2007506111.tif 000043
の方向におけるコイル部分の近似寸法とし、同時に、ｔを
【数６０】
2007506111.tif 000044
の方向におけるコイル部分の近似寸法として、
【数６１】
2007506111.tif 000045
である場合、Ｂは、
【数６２】
2007506111.tif 000046
がｓまたはｓ／２であるようなものであることが好ましいが、その理由は、これにより、コンベヤベルトにわたって重要な検出幅、およびベルト１１にわたる金属物体の位置を正確に得ることができる出力信号が、同時に提供されるからである。
【００３９】
また、受信器コイルのコイル部分の面は、金属物体が受信器コイルを通過して搬送されるとき、受信器コイルにおいて有用な信号を生成するのに十分なフラックスリンケージが存在するように、構成されなければならないことが理解されるであろう。たとえば、鉄を含む物体のみを検出して分離することが望ましい場合、これらの物体は、検出器アレイを通過する前に、図１の面に垂直な方向において磁化されることが可能である。その場合、受信器コイルのコイル部分の面は、コンベヤベルト１１の面にほぼ平行であることが好ましい。
【００４０】
検出器アレイは、コンベヤベルト１１の下ではなく、コンベヤベルト１１より上に配置されることも可能であるが、その場合、ベルト１１とアレイとの間の間隔が、入力ストリームに含まれる物体の通過を可能にするのに十分であることが保証されることが必要である。
【００４１】
以上の記述は、ＣＷ金属検出に関するが、本発明の他の実施形態は、パルス誘起検出を使用することが可能である。そのような実施形態では、金属検出コイルは、同じ構成を有するが、電子処理ハードウエアは、金属検出のこの他の方法に適合される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の装置の平面図である。
【図２】図１の装置の金属検出受信器コイルを詳細に示す図である。
【図３】金属物体がコイルを通過するとき、図２のコイルにおいて誘起されるＥＭＦについて、電圧対時間を示すグラフである。
【図４】図１の装置において備えられる電子処理ハードウエアを示す図である。
【図５】図４のハードウエアによってソフトウエアにおいて実施される処理ステップを示すソフトウエア流れ図である。
【図６Ａ】本発明の２つの他の実施形態について、差分金属検出コイルの２つの可能な構成を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ａの構成に対応する隣接金属検出コイルの構成を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ａの構成に対応する隣接金属検出コイルの構成を示す図である。
【図７】本発明の２つの他の実施形態について、差分金属検出コイルの２つの可能な構成を示す図である。
【図１】
2007506111.tif 000069
【図２】
2007506111.tif 000070
【図３】
2007506111.tif 000071
【図４】
2007506111.tif 000072
【図５】
2007506111.tif 000073
【図６Ａ】
2007506111.tif 000074
【図６Ｂ】
2007506111.tif 000075
【図６Ｃ】
2007506111.tif 000076
【図７】
2007506111.tif 000077
【国際調査報告】
2007506111.tif 000078
2007506111.tif 000079
2007506111.tif 000080
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