(57)【要約】【課題】被検査体に混入している金属をより高感度に検出する。【解決手段】メモリ３３には、既知の金属異物サンプルを異なる周波数の交番磁界中に通過させたときに検波部２６から出力される信号のデータを異物データとして予め記憶されており、設定手段３２は、被検査体の良品サンプルを異なる周波数の交番磁界中に通過させたときの検波部２６の出力信号とメモリ３３に記憶されている異物データとに基づいて異物サンプルに対する検波出力の大きさと良品サンプルに対する検波出力の大きさとの比が最大となる最適磁界周波数および最適検波位相を求め、信号発生器が最適検波周波数の信号を出力し、検波部が最適検波位相で同期検波を行なうように設定する。【選択図】        図１
2004251712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる周波数の信号の出力が可能な信号発生器（２１）と、
前記信号発生器から出力された信号を受けて、該信号の周波数に等しい周波数の交番磁界を被検査体の搬送路に発生させる送信コイル（２２）と、
前記交番磁界を受ける位置で前記搬送路に沿って配置された２つの受信コイル（２３ａ、２３ｂ）を含み、前記交番磁界中を通過する物体による磁界の変化に対応する信号を出力する磁界変化検出部（２３）と、
前記磁界変化検出部の出力信号を、前記信号発生器から出力された信号と等しい周波数の信号によって同期検波する検波部（２６）と、
前記検波部の出力信号に基づいて、被検査体に混入している金属の有無を判定する判定手段（３１）とを有する金属検出装置において、
既知の金属異物サンプルを異なる周波数の交番磁界中に通過させたときに前記検波部から出力される信号のデータを異物データとして予め記憶しているメモリ（３３）と、
被検査体の良品サンプルを前記異なる周波数の交番磁界中に通過させたときの前記検波部の出力信号と前記メモリに記憶されている異物データとに基づいて、異物サンプルに対する検波信号の大きさと前記良品サンプルに対する検波信号の大きさとの比が最大となる最適磁界周波数と最適検波位相とを求め、前記信号発生器が前記最適磁界周波数の信号を出力し、且つ前記検波部が前記最適検波位相で同期検波を行なうように設定する設定手段（３２）とを設けたことを特徴とする金属検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品等の検査ラインに用いられ、被検査体に金属が混入しているかか否かを被検査体が搬送している間に検出する金属検出装置において、混入金属の検出感度を高くするための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
食品等の検査ラインに用いられる金属検出装置としては、被検査体が搬送されている間に混入金属の検出が行なえるように、被検査体の搬送路に磁界を発生させ、被検査体に混入している金属による磁界の変化を検出する方法が採用されている。
【０００３】
図９は、磁界の変化を検出する金属検出装置１０の構成を示している。
この金属検出機１０は、所定周波数の信号Ｄを出力する信号発生器１１と、信号Ｄを受けて被検査体１の搬送路２に所定周波数の交番磁界Ｅを発生する送信コイル１２と、その交番磁界Ｅを等量ずつ受ける位置で被検査体１の搬送方向に沿って配置され、互いに差動接続された２つの受信コイル１３ａ、１３ｂを有し、交番磁界Ｅ中を通過する物体による磁界の変化に対応した信号を検出するための磁界変化検出部１３と、磁界変化検出部１３の出力信号Ｒを信号Ｄと同一周波数の信号によって同期検波する検波部１６と、検波部１６の出力信号に基づいて被検査体１に金属が混入しているか否かを判定する制御部１７とを有している。
【０００４】
このように構成された従来の金属検出装置１０では、被検査体１が交番磁界Ｅ中に存在していないときには、２つの受信コイル１３ａ、１３ｂに生起される信号の振幅が等しく位相が反転している平衡状態となるため、信号Ｒの振幅はゼロとなり、検波部１６の出力もゼロとなるが、被検査体１が交番磁界Ｅ中に存在している場合には、被検査体１自身およびその被検査体１に混入している金属の影響により、２つの受信コイル１３ａ、１３ｂに生起される両信号の平衡状態がくずれ、被検査体１の移動に伴い、振幅および位相が変化する信号Ｒが出力される。
【０００５】
このときの信号Ｒには、混入金属の交番磁界Ｅへの影響によって生じる信号成分だけでなく、被検査体１自身（包装材等も含む）の交番磁界Ｅへの影響によって生じる信号成分が含まれており、この被検査体１自身による信号成分によって混入金属の検出限界が決定されてしまう。
【０００６】
この被検査体１自身の交番磁界への影響は、被検査体に含まれる水分の量、包装材の材質および交番磁界の周波数によって大きく異なる。
【０００７】
このため、従来では、予め被検査体１の良品サンプルを交番磁界Ｅに通過させたときに検波部１６の出力信号の振幅が最小となるように、交番磁界Ｅの周波数（信号Ｄの周波数）と、検波部１６の同期検波の位相を設定してから、被検査体１に対する検査を行なっていた。
【０００８】
このように、被検査体の良品サンプルに対する検波出力が最小となるように磁界の周波数と検波位相とを設定する技術は、例えば次の特許文献１に開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開平５−２３２２４８
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように被検査体１の良品サンプルに対して検波部１６の出力信号の振幅が最小となる磁界周波数と検波位相で被検査体１に対する検査を行なったとしても、その被検査体１に混入している金属を最高感度で検出できるとは限らない。
【００１１】
即ち、被検査体１自体の影響が最も小さくなるように磁界周波数と検波位相を設定したとき、混入金属に対する検波感度も小さくなってしまう場合があり、その結果、混入金属に対する検出感度が低下するという問題があった。
【００１２】
本発明は、この問題を解決して、より高感度な金属検出を行なえる金属検出装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の金属検出装置は、
異なる周波数の信号の出力が可能な信号発生器（２１）と、
前記信号発生器から出力された信号を受けて、該信号の周波数に等しい周波数の交番磁界を被検査体の搬送路に発生させる送信コイル（２２）と、
前記交番磁界を受ける位置で前記搬送路に沿って配置された２つの受信コイル（２３ａ、２３ｂ）を含み、前記交番磁界中を通過する物体による磁界の変化に対応する信号を出力する磁界変化検出部（２３）と、
前記磁界変化検出部の出力信号を、前記信号発生器から出力された信号と等しい周波数の信号によって同期検波する検波部（２６）と、
前記検波部の出力信号に基づいて、被検査体に混入している金属の有無を判定する判定手段（３１）とを有する金属検出装置において、
既知の金属異物サンプルを異なる周波数の交番磁界中に通過させたときに前記検波部から出力される信号のデータを異物データとして予め記憶しているメモリ（３３）と、
被検査体の良品サンプルを前記異なる周波数の交番磁界中に通過させたときの前記検波部の出力信号と前記メモリに記憶されている異物データとに基づいて、異物サンプルに対する検波信号の大きさと前記良品サンプルに対する検波信号の大きさとの比が最大となる最適磁界周波数と最適検波位相とを求め、前記信号発生器が前記最適磁界周波数の信号を出力し、且つ前記検波部が前記最適検波位相で同期検波を行なうように設定する設定手段（３２）とを設けている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明を適用した金属検出装置２０の構成を示している。
【００１５】
図１において、信号発生器２１は、周波数可変の信号Ｄを発生して送信コイル２２および後述する検波部２６に出力する。なお、この信号発生器２１が出力する信号Ｄの周波数ｆは、後述する制御部３０によって制御される。
【００１６】
送信コイル２２は、信号Ｄを受け、その信号Ｄに等しい周波数ｆの交番磁界Ｅを被検査体１の搬送路（一般的にはコンベアによって形成される）２に発生させる。
【００１７】
送信コイル２２が発生した交番磁界Ｅは、磁界変化検出部２３の２つの受信コイル２３ａ、２３ｂで受信される。磁界変化検出部２３は、交番磁界Ｅを通過する物体による磁界の変化に対応した信号を出力するためのものであり、２つの受信コイル２３ａ、２３ｂは、交番磁界Ｅをそれぞれ等量受ける位置で且つ被検査体１の搬送方向に沿って並び、互いに差動接続されている。
【００１８】
なお、送信コイル２２と２つの受信コイル２３ａ、２３ｂは、互いの相対位置が変化しないように、例えば搬送路２を囲むような共通の枠体に固定されている。
【００１９】
また、この送信コイル２２と受信コイル２３ａ、２３ｂの配置には、搬送路２を挟んで送信コイル２２と２つの受信コイル２３ａ、２３ｂとを対向させる場合、搬送路２を囲むように巻かれた送信コイル２２の前後にそれぞれ受信コイル２３ａ、２３ｂを同軸状に配置する場合および搬送路の上面または下面に送信コイル２２と２つの受信コイル２３ａ、２３ｂとを同一面上に配置する場合とがある。
【００２０】
２つの受信コイル２３ａ、２３ｂは、交番磁界Ｅを等量受ける位置で差動接続されているため、被検査体１や混入金属による交番磁界Ｅへの影響がないときには、２つの受信コイル２３ａ、２３ｂに生起される信号の振幅が等しく、位相が反転しているため、接続点間の信号Ｒの振幅はゼロとなる。
【００２１】
なお、ここでは、磁界変化検出部２３の２つの受信コイル２３ａ、２３ｂが差動接続されている場合について説明するが、２つの受信コイル２３ａ、２３ｂに生起される信号をアナログ減算器で減算処理するように磁界変化検出部２３を構成してもよい。また、２つの受信コイル２３ａ、２３ｂが受ける磁界が等量でない場合には、受信コイル２３ａ、２３ｂに生起される信号の差分を、可変抵抗器や増幅度の異なる増幅器によって補正してもよい。
【００２２】
また、搬送路２の近傍には、被検査体１が交番磁界Ｅ内に進入するタイミングを検出するための進入センサ２４が設けられている。この進入センサ２４は、例えば投光器と受光器によって構成され、投光器から受光器に入射する光が被検査体１によって遮られたときの受光器の出力信号の変化から被検査体の進入タイミングを検出できるようになっている。なお、磁界への物品の進入は、後述する検波部２６の出力信号Ｘ、Ｙの振幅変化によって検知することもでき、その場合には、進入センサ２４は省略できる。
【００２３】
検波部２６は、磁界変化検出部２３の出力信号Ｒを信号Ｄと等しい周波数の信号によって同期検波する。
【００２４】
この実施形態の検波部２６は直交２相型で、信号Ｄを移相する移相器２６ａ、移相器２６ａの出力信号Ｌと信号Ｒとを混合するミキサ２６ｂ、ミキサ２６ｂの出力から被検査体１の搬送速度に対応した低周波成分を抽出するＢＰＦ２６ｃと、信号Ｌの位相を９０度移相する移相器２６ｄと、信号Ｒと移相器２６ｄの出力信号Ｌ′とを混合するミキサ２６ｅと、ミキサ２６ｅの出力から被検査体１の搬送速度に対応した低周波成分を抽出するＢＰＦ２６ｆとによって構成されている。
【００２５】
検波部２６の２つのＢＰＦ２６ｃ、２６ｆから出力される信号Ｘ、Ｙは、Ａ／Ｄ変換器２８、２９によってそれぞれディジタル値に変換され、コンピュータ構成の制御部３０に入力される。
【００２６】
制御部３０は、進入センサ２４の出力信号（あるいは前記したように検波部の出力信号Ｘ、Ｙの振幅変化）から交番磁界Ｅに対する被検査体１の進入を検知して検波部２６の出力信号Ｘ、Ｙの取り込みを行い、その取り込んだ信号のデータから被検査体１に金属が混入しているか否かを判定し、その判定結果を出力する判定手段３１と、被検査体１の検査に必要な各種のパラメータを設定するための設定手段３２と、そのパラメータおよびパラメータ設定に必要なデータを記憶するための不揮発性のメモリ３３とを有している。
【００２７】
この制御部３０は、操作部３５および表示器３６と接続され、操作部３５によって設定モードが指定されたときには、設定手段３２による各種のパラメータの設定処理を行ない、操作部３５によって検査モードが指定されたときには、判定手段３１による被検査体１の金属の混入検査とその検査結果の出力処理を行なう。
【００２８】
なお、検査に必要なパラメータは、被検査体１の長さおよび搬送速度、信号発生器２１が出力する信号Ｄの周波数、検波部２６の検波位相（移相器２６ａの移相量）、判定のしきい値等である。
【００２９】
ここで、被検査体の長さや搬送速度は、検波部２６の出力信号Ｘ、Ｙの取り込み間隔や取り込み時間、検波部２６のＢＰＦ２６ｃ、２６ｆの帯域等を決定するためのパラメータであり、信号Ｄの周波数は、検出しようとする金属の種類や被検査体１自身（包装材を含む）の材質に応じて選択されるパラメータである。
【００３０】
また、検波部２６の検波位相は、混入金属に対する感度を決定するためのパラメータである。
【００３１】
また、判定のしきい値は、被検査体１に金属が混入されているか否かを判別するためのものであり、前記混入金属に対する感度に応じて決定される。
【００３２】
設定手段３２は、これらのパラメータを操作部３５に対する操作で手動設定あるいは半自動設定できるように構成されているが、ここでは、磁界周波数と検波位相を最適値に設定するための処理について説明する。なお、図１では、磁界周波数と検波位相の設定処理のために必要な信号線のみを記載しているが、実際には、検波部２６のＢＰＦ２６ｃ、２６ｆの帯域等を制御できるようになっている。
【００３３】
図２は、磁界周波数と検波位相の設定に関する設定手段３２の処理手順を示すフローチャートであり、以下、このフローチャートにしたがって設定処理動作を説明する。
【００３４】
例えば、操作部３５の操作によって磁界周波数と検波位相の設定処理が選択されると、移相器２６ａの移相量Δθを基準値（例えば０）に設定し、信号発生器２１の出力信号Ｄの周波数ｆを第１周波数ｆ１に設定した状態で、メモリ３３の所定領域３３ａに異物サンプルのデータＤｍが記憶されているか否かを判定する（Ｓ１〜Ｓ３）。
【００３５】
異物データＤｍが記憶されている場合には後述の処理Ｓ１０へ移行し、異物データＤｍが記憶されていない場合には、検出対象の金属の異物サンプルＭｓを磁界Ｅ内に通過させるように指示する（Ｓ４）。この指示は例えば表示器３６の表示で行なう。
【００３６】
この指示を受けたオペレータは、異物サンプルＭｓを搬送路２に載せて交番磁界Ｅに通過させる。
【００３７】
設定手段３２は、異物サンプルＭｓの磁界通過の指示を行なった後に、進入センサ２４の出力信号から物品の進入が検知されると、検波部２６の出力信号Ｘ、Ｙの取り込みを所定時間行ない、そのデータＤｍ（ｆ１）をメモリ３３の所定領域３３ａに記憶する（Ｓ５、Ｓ６）。
【００３８】
ここで、異物サンプルＭｓが磁束を集める作用を有する鉄のような磁性体であるとすると、図３の（ａ）のように、異物サンプルＭｓが受信コイル２３ａの近傍を移動しているときには、送信コイル２２から出力される磁束のうち、もともと受信コイル２３ａと交わっていた磁束に加えて、受信コイル２３ｂと交わっていた磁束の一部が異物サンプルＭｓに吸引されて受信コイル２３ａと交わるため、受信コイル２３ａ側に生起される信号の振幅Ｖａが受信コイル２３ｂ側に生起される信号の振幅Ｖｂより大きくなる。
【００３９】
また、図３の（ｂ）のように、異物サンプルＭｓが２つの受信コイル２３ａ、２３ｂの中間の位置にあるときには、送信コイル２２から出力される磁束のうち、もともと受信コイル２３ａと交わっていた磁束の一部と、受信コイル２３ｂと交わっていた磁束の一部とが等量ずつ異物サンプルＭｓに吸引されるため、受信コイル２３ａ側に生起される信号の振幅Ｖａと受信コイル２３ｂ側に生起される信号の振幅Ｖｂとが等しくなる。
【００４０】
また、図３の（ｃ）のように、異物サンプルＭｓが受信コイル２３ｂの近傍を移動しているときには、送信コイル２２から出力される磁束のうち、もともと受信コイル２３ｂと交わっていた磁束に加えて、受信コイル２３ａと交わっていた磁束の一部が異物サンプルＭｓに吸引されて受信コイル２３ｂと交わるため、受信コイル２３ｂ側に生起される信号の振幅Ｖｂが受信コイル２３ａ側に生起される信号の振幅Ｖａより大きくなる。
【００４１】
したがって、異物サンプルＭｓが交番磁界Ｅを通過する際の信号Ｒの波形は、図４に示すように、振幅が増減変化する変調波となる。また、この信号Ｒに対して検波部２６の同期検波処理によって得られる信号Ｘの波形は、検波部２６の信号Ｌ、Ｌ′の振幅値を１とすれば、図４に示しているように信号Ｒの所定位相位置毎の瞬時値を結ぶ包絡線となり、信号Ｙの波形は信号Ｒの所定位相位置から９０度ずれた位置（信号Ｄの周期をＴとすればＴ／４だけずれた位置）毎の瞬時値を結ぶ包絡線となる。
【００４２】
このようにして得られた２つの信号Ｘ、Ｙで決まる座標点をｘｙ座標上に示すと、例えば図５の（ａ）に示す８の字の波形（リサージュ波形）Ｈｎとなる。
【００４３】
なお、上記のように交番磁界Ｅ中に金属の異物サンプルＭｓのみを通過させた場合には、波形Ｈｎのように、座標原点に対してほぼ対称で幅の狭いリサージュ波形が得られるので、波形全体の座標データの代わりに、頂点Ｑの座標（Ｘｍ，Ｙｍ）あるいはそれを極座標変換して得られる座標（ｒ、θ）を異物サンプルＭｓの特徴点のデータとして記憶してもよい。
【００４４】
ただし、ｒ、θは、
ｒ＝（Ｘｍ２＋Ｙｍ２）１／２
θ＝ｔａｎ−１（Ｙｍ／Ｘｍ）
で表される値である。
【００４５】
このようにして異物サンプルＭｓのデータＤｍ（ｆ１）を取得してから、磁界周波数を第２周波数ｆ２、第３周波数ｆ３、……と所定ステップで順次変更して上記処理を繰り返し、複数の異なる磁界周波数ｆ１〜ｆｎについての異物データＤｍ（ｆ１）〜Ｄｍ（ｆｎ）を求めて、メモリ３３の所定領域３３ａに記憶する（Ｓ７、Ｓ８）。
【００４６】
次に、移相器２６ａの移相量Δθを基準値（例えば０）に設定したままで、磁界周波数ｆを第１周波数ｆ１に設定し、これから検査を行なおうとする被検査体１のうち、金属が混入していないことがわかっている良品サンプルを磁界Ｅ中に通過させるように指示する（Ｓ９、Ｓ１０）。
【００４７】
オペレータがこの指示にしたがって良品サンプルを搬送路２に置いて交番磁界Ｅ中を通過させると、設定手段３２は前記同様に物品の交番磁界Ｅへの進入を進入センサ２４の出力信号によって検知し（Ｓ１１）、検波部２６の出力信号Ｘ、Ｙの取り込みを所定時間行ない、その信号Ｘ、ＹのデータＤｇ（ｆ１）をメモリ３３の所定領域３３ｂに記憶する（Ｓ１２）。
【００４８】
この良品サンプルは、通常は非磁性体であるが、その良品サンプルに含まれる水分やアルミ包装材等によって磁界を変化させるため、異物サンプルＭｓを通過させたときと同様に、磁界変化検出部２３から振幅が増減変化する信号Ｒが出力され、その信号Ｒに対する検波部２６の同期検波処理により、例えば図５の（ａ）のリサージュ波形Ｈｇを描くような信号Ｘ、ＹのデータＤｇ（ｆ１）が得られる。
【００４９】
この良品データＤｇの取得処理は、異物サンプルの場合と同様に、第１周波数ｆ１〜第ｎ周波数ｆｎについて行なわれ、各磁界周波数ｆ１〜ｆｎ毎の良品データＤｇ（ｆ１）〜Ｄｇ（ｆｎ）がメモリ３３の所定領域３３ｂに記憶される（Ｓ１３、Ｓ１４）。
【００５０】
このようにして各磁界周波数毎の異物データと良品データが得られた段階で、設定手段３２は、両データに基づいて、良品サンプル（被検査体自体）の検波出力に対して異物サンプルＭｓの検波出力の比が最大となる位相を最適検波位相の候補値θｉとし、これを各磁界周波数毎に求める（Ｓ１５）。
【００５１】
この処理は、図５の（ａ）に示したある磁界周波数における２つのリサージュ波形Ｈｎ、Ｈｇのデータを用い、異物サンプルＭｓの波形Ｈｎの各座標（前記点Ｑのみでもよい）からある検波位相θｄに対応した角度をもつ直線Ａまでの距離の最大値Ｌｎと、良品サンプルの波形Ｈｇの各座標から直線Ａまでの距離の最大値Ｌｇとの比α＝Ｌｎ／Ｌｇを異なる検波位相θｄについて求め、図５の（ｂ）のように、比αが最大となる位相を最適検波位相の候補値θｉと決定する。
【００５２】
そして、この処理を各磁界周波数ｆ１〜ｆｎ毎のデータについて行い、各磁界周波数毎の比αの最大値αｍ（ｆ１）〜αｍ（ｆｎ）と候補値θｉ（ｆ１）〜θ（ｆｎ）とが得られた段階で、比αの各最大値αｍ（ｆ１）〜αｍ（ｆｎ）のうちで最も大きい値αｍ（ｆｊ）に対応した磁界周波数ｆｊを最適磁界周波数と決定し、その周波数ｆｊにおける位相の候補値θｉ（ｆｊ）を最適検波位相と決定して、この最適磁界周波数ｆｊと最適検波位相θｉ（ｆｊ）の情報を、被検査体１の検査時に、信号発生器２１および検波部２６の移相器２６ａに設定するパラメータとしてメモリ３３の所定領域３３ｃに記憶する（Ｓ１６）。
【００５３】
そして、検査モードが指定されたときに、設定部３２は、メモリ３３の所定領域３３ｃに記憶されている最適周波数ｆｊの情報を信号発生器２１に設定して周波数ｆｊの信号Ｄを出力させ、最適検波位相θｉ（ｆｊ）の情報を移相器２６ａに設定して検波部２６の検波位相を最適検波位相θｉ（ｆｊ）に設定し、また、被検査体１の検査に必要な他のパラメータを必要な箇所に設定する。
【００５４】
このようにして検査に必要なパラメータが設定された状態で、前記判定手段３１による被検査体１に対する検査が行なわれる。
【００５５】
この検査モード中に、異物サンプルＭｓと同等の金属が混入した被検査体１が磁界Ｅ中を通過すると、検波部２６から出力される信号Ｘ、Ｙのリサージュ波形は、最適磁界周波数における図５のリサージュ波形Ｈｎ、Ｈｇを図６に示すように最適検波位相θｉ分だけ回転させた（直線Ａがｘ軸に一致するように回転させた）リサージュ波形Ｈｎ′、Ｈｇ′を時間軸上で合成したものとなるが、ｙ軸に沿った信号Ｙについてみると、被検査体１が交番磁界Ｅを通過する時間内で被検査体１自身による磁界への影響によって生じる信号の振幅Ｖｇに対して、混入金属の影響によって生じる信号の振幅Ｖｎの比Ｖｎ／Ｖｇは、前記距離の比に対応して最大となる。
【００５６】
したがって、信号Ｙの振幅値に基づいて被検査体１に混入している金属の検出を最大のＳＮ比で行なうことができ、高い感度で混入金属を検出することができる。
【００５７】
なお、この場合、判定手段３１は、金属混入の判定のためのしきい値ｋとして、例えばＶｇ＋γ（γは許容値）を設定し、被検査体１が交番磁界Ｅを通過する際の出力信号Ｙの振幅がしきい値ｋ以上か否かを判定し、しきい値ｋ以上の場合には、金属混入と判定し、しきい値ｋより小さい場合には良品と判定する。
【００５８】
また、上記説明では、各磁界周波数について、異物サンプルおよび良品サンプルを１回だけ磁界中に通過させてそのデータを求めていたが、一つの磁界周波数について各サンプルを複数回ずつ磁界中に通過させて、そのデータを平均化し、その平均化されたデータに基づいて、最適磁界周波数と最適検波位相とを求めるようにしてもよい。
【００５９】
また、ここでは、磁界変化検出部２３の出力信号Ｒを直交２相型の検波部２６に入力して２つの信号Ｘ、Ｙを求め、その両信号のデータから最適磁界周波数と最適検波位相を求めていたが、検波部２６が単相型、即ち、移相器２６ａ、ミキサ２６ｂ、ＢＰＦ２６ｃのみで構成されている場合でも本発明を適用できる。
【００６０】
この場合には、各磁界周波数について、移相器２６ａの移相量を少しずつ変えながら、異物サンプルおよび良品サンプルに対する出力信号Ｘの波形（時間軸上の波形）のデータを求め、そのデータから図７のように、移相量Δφに対する異物サンプルの振幅値の変化特性Ｘｎ（φ）と、移相量φに対する良品サンプルの振幅値の変化特性Ｘｇ（φ）とを求め、良品サンプルの振幅値Ｖｇに対して異物サンプルの振幅値Ｖｎの比β＝Ｖｎ／Ｖｇが最大となる移相量φｄを最適検波位相の候補値として求め、前記同様に、各磁界周波数毎の比βの最大値のなかから最も大きい値を選択し、その値に対応する磁界周波数と位相の候補値とを最適磁界周波数および最適検波位相と決定し、これらのパラメータを被検査体１の検査時に信号発生器２１および移相器２６ａに設定すれば、前記同様に、混入金属を高感度に検出することができる。
【００６１】
また、上記説明では、各磁界周波数毎の異物データＤｍがメモリ３３に記憶されていない場合について説明したが、この異物データは、金属検出装置２０の製造者等が予めメモリ３３の所定領域３３ａに記憶しておいてもよい。
【００６２】
また、大きさ、材質、形状が異なる複数の異物サンプルについての各磁界周波数毎の異物データを、上記処理により予めメモリ３３の所定領域３３ａに記憶しておき、被検査体１に対する磁界周波数および位相の設定処理の際に、その複数の異物データの任意の一つを選択できるようにして、その選択された異物データについて前記同様の処理を行なうこともできる。
【００６３】
また、上記実施形態の金属検出装置２０は、信号発生器２１が出力する信号Ｄの周波数が単一であったが、図８に示すように、信号発生器２１が異なる複数（ｋ）の周波数ｆ１〜ｆｋの信号を合成した信号Ｄ（ｆ１〜ｆｋ）を送信コイル２２に供給して、複数の周波数の交番磁界を同時に搬送路２に発生させ、磁界変化検出部２３の出力信号Ｒ（ｆ１〜ｆｋ）に含まれる各周波数の信号成分Ｒ（ｆ１）、Ｒ（ｆ２）、…、Ｒ（ｆｋ）をフィルタ４１（１）〜４１（ｋ）によってそれぞれ分離抽出して、前記同様に構成された複数の検波部２６（１）〜２６（ｋ）（前記Ａ／Ｄ変換器２８、２９をそれぞれ含むものとする）にそれぞれ入力して、信号発生器２１からそれぞれ出力される信号Ｄ（ｆ１）〜Ｄ（ｆｋ）によって同期検波するように構成された金属検出装置２０′においても、本発明を適用できる。
【００６４】
この構成の金属検出装置２０′は、異なる磁界周波数で複数種類（最大でｋ種類）の金属異物の同時検出を行なうことができるようにしたものであり、制御部３０は、各検波部２６（１）〜２６（ｋ）の出力信号Ｘ（１）、Ｙ（１）、……、Ｘ（ｋ）、Ｙ（ｋ）を受けて、前記同様に設定処理と判定処理を行なう。
【００６５】
このように複数の異なる周波数の磁界を同時に発生することができる金属検出装置２０′の場合、複数の異物サンプルの各周波数ｆ１〜ｆｎについてのデータＤｍ１（ｆ１）〜Ｄｍ１（ｆｎ）、Ｄｍ２（ｆ１）〜Ｄｍ２（ｆｎ）、……、Ｄｍｋ（ｆ１）〜Ｄｍｋ（ｆｎ）と、良品サンプルのデータ各周波数毎のデータＤｇ（ｆ１）〜Ｄｇ（ｆｎ）を前記同様に取得して、メモリ３３の所定領域３３ａ、３３ｂにそれぞれ記憶するが、このデータ取得は、ｎ個の周波数ｆ１〜ｆｎについてのデータをｋ個ずつ同時に求めることができる。
【００６６】
そして、これらのデータに基づいて、前記同様に、各異物サンプル毎の最適磁界周波数ｆｊ１〜ｆｊｋと最適検波位相θｉ（ｆｊ１）〜θｉ（ｆｊｋ）を求めてメモリ３３の所定領域３３ｃに記憶して、検査モード時にこれらのパラメータを、信号発生器２１、各フィルタ４１、各検波部２６に設定する。
【００６７】
例えば、ｋ＝３で、検出対象となる金属の異物サンプルがそれぞれ所定の大きさの鉄、アルミ、ステンレスの３種類である場合、鉄の異物サンプルについて前記同様に最適磁界周波数ｆｊ１と最適検波位相θｉ（ｆｊ１）を求め、アルミの異物サンプルについて前記同様に最適磁界周波数ｆｊ２と最適検波位相θｉ（ｆｊ２）を求め、ステンレスの異物サンプルについて前記同様に最適磁界周波数ｆｊ３と最適検波位相θｉ（ｆｊ３）を求める。
【００６８】
そして、検査モード時に、信号発生器２１が周波数ｆｊ１、ｆｊ２、ｆｊ３の信号を合成した信号Ｄを送信コイル２２に供給するように設定し、フィルタ４１（１）〜４１（３）の通過帯域をそれぞれｆｊ１、ｆｊ２、ｆｊ３に設定し、検波部２６（１）〜２６（３）の検波位相をそれぞれ最適検波位相θｉ（ｆｊ１）、θｉ（ｆｊ２）、θｉ（ｆｊ３）に設定する。
【００６９】
このようにすれば異なる種類の異物金属に対してそれぞれ最大のＳＮ比で金属検出を行なうことができる。
【００７０】
なお、ここでは周波数の異なる信号の合成信号を一つの送信コイル２２に供給して複数の周波数の磁界を発生させていたが、送信コイル２２をｋ個用い、各送信コイルに各周波数の信号をそれぞれ独立に供給して複数の周波数の磁界を発生させてもよい。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の金属検出装置は、既知の金属異物サンプルを異なる周波数の交番磁界中に通過させたときに検波部から出力される信号のデータを異物データとして予め記憶しているメモリと、被検査体の良品サンプルを異なる周波数の交番磁界中に通過させたときの検波部の出力信号とメモリに記憶されている異物データとに基づいて異物サンプルに対する検波出力の大きさと良品サンプルに対する検波出力の大きさとの比が最大となる最適磁界周波数および最適検波位相を求め、信号発生器が最適検波周波数の信号を出力し、検波部が最適検波位相で同期検波を行なうように設定する設定手段とを有している。
【００７２】
このため、被検査体に混入している金属の検出を最大のＳＮ比で行なうことができ、高い感度で混入金属を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す図
【図２】本発明の実施形態の要部の処理手順を示すフローチャート
【図３】異物サンプルの位置と磁界の変化との関係を説明するための図
【図４】磁界の変化に対応した信号図
【図５】検波出力のリサージュ波形図
【図６】最適検波位相状態におけるリサージュ波形図
【図７】最適検波位相を検出するための他の方法を説明するための図
【図８】複数の周波数の磁界を同時に発生する金属検出装置の構成を示す図
【図９】従来装置の構成を示す図
【符号の説明】
１……被検査体、２……搬送路、２０、２０′……金属検出装置、２１……信号発生器、２２……送信コイル、２３……磁界変化検出部、２３ａ、２３ｂ……受信コイル、２４……進入センサ、２６……検波部、２６ａ、２６ｄ……移相器、２６ｂ、２６ｅ……ミキサ、２６ｃ、２６ｆ……ＢＰＦ、３０……制御部、３１……判定手段、３２……設定手段、３３……メモリ、３５……操作部、３６……表示器、４１……フィルタ
【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７】
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【図８】
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【図９】
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