(57)【要約】【課題】簡単な作業で、磁界の強さを被検査体に適した値に設定できるようにする。【解決手段】信号発生器２１は、送信コイル２２に供給する信号の出力を可変できるように構成されており、制御部３０の設定手段３２は、被検査体の良品サンプルを交番磁界Ｅに通過させたときの検波部２６の出力が、検波部２６の正常動作状態における最大出力Ｂの所定値ｋ分の１またはその近傍の所定範囲内となるように、交番磁界Ｅの強さを自動設定している。【選択図】        図１
2004279035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記信号発生器は、前記送信コイルに供給する信号の出力を可変できるように構成されており、
被検査体の良品サンプルを前記交番磁界中に通過させたときの検波出力の大きさが、所定値に等しくまたは所定範囲内となるように、前記信号発生器から送信コイルに供給される信号の出力を自動設定する設定手段（３２）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、金属の異物の検出を高感度に行なう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１０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の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、包装材の材質等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、同期検波の位相を設定し、その最小の振幅値より大きな電圧値をしきい値として設定して、被検査体１に対する検査を行ない、被検査体１が交番磁界Ｅを通過したときに、検波部１６の出力信号の振幅がしきい値を越えたときにその被検査体１に金属異物が混入していると判定していた。
【０００８】
ところが、検波部１６の出力信号の振幅は、検波位相だけでなく、検波部１６に入力される信号、即ち、受信コイル１３ａ、１３ｂから出力される不平衡信号の振幅にも依存しており、その不平衡信号の振幅は、送信コイル１２が発生する交番磁界Ｅの強さに応じて変化する。
【０００９】
したがって、交番磁界Ｅが被検査体に対して弱い場合には、良品サンプルによる検波出力がノイズレベル以下になってしまい、検波位相の調整を正しく行なうことができない。
【００１０】
また、交番磁界Ｅが被検査体に対して強過ぎると、検波部１６に過大な振幅の不平衡信号が入力されて、正常な検波動作が行なわれなくなる。
【００１１】
このため、従来では、以下の特許文献１に記載されているように、送信コイル１２が発生する交番磁界Ｅの強さを手動で可変できるように構成し、検査に先立って被検査体に混入している金属を安定に検出できるような強さに調整していた。
【００１２】
【特許文献１】特開平５−８７９４２号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、検波位相の設定処理に先立って被検査体の種類毎に交番磁界Ｅの強さを手動で設定するという作業は非常に煩雑で、しかも、作業者個々の設定作業のバラツキによって、必ずしも適正な磁界の強さに設定されるとは限らず、安定な動作が期待できないという問題があった。
【００１４】
本発明は、この問題を解決して、被検査体に適した交番磁界の強さを簡単な作業で設定することができる金属検出装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【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、
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、
前記信号発生器は、前記送信コイルに供給する信号の出力を可変できるように構成されており、
被検査体の良品サンプルを前記交番磁界中に通過させたときの検波出力の大きさが、所定値に等しくまたは所定範囲内となるように、前記信号発生器から送信コイルに供給される信号の出力を自動設定する設定手段（３２）を設けたことを特徴としている。
【００１６】
【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。
【００１７】
図１において、信号発生器２１は、所定周波数ｆの信号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。
【００１８】
この信号発生器２１は、例えば図２に示しているように、一定振幅の信号Ｄを発振出力する発振部２１ａと、発振部２１ａの出力信号Ｄを増幅するプログラマブル増幅器２１ｂと、プログラマブル増幅器２１ｂの出力信号Ｄ′を電力増幅して、送信コイル２２に供給する電力増幅器２１ｃとによって構成され、プログラマブル増幅器２１ｂの増幅度を可変することで送信コイル２２に供給する信号の出力（即ち交番磁界の強さ）を可変できるようになっている。なお、プログラマブル増幅器２１ｂの代わりに可変減衰器を用いてもよい。
【００１９】
送信コイル２２は、電力増幅された信号Ｄ″を受け、その信号Ｄ″に等しい周波数ｆで信号Ｄ″の振幅に応じた強さの交番磁界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。
【００２０】
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、その接続点間に現れる不平衡信号を出力する。なお、この不平衡信号を図示しない増幅器によって増幅して出力するように構成してもよい。
【００２１】
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（図示せず）に固定されている。
【００２２】
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２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を同一平面上に配置する場合とががある。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、進入センサ２４は省略できる。
【００２６】
検波部２６は、磁界変化検出部２３の出力信号Ｒを交番磁界Ｅの周波数と等しい周波数の信号によって同期検波する。
【００２７】
この実施形態の検波部２６は直交２相型で、信号発生器２１の出力信号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。
【００２８】
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。
【００２９】
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と予め設定されているしきい値とに基づき、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、交番磁界Ｅの周波数（信号発生器２１が出力する信号Ｄの周波数）、交番磁界Ｅの強さ（送信コイル２２に供給する信号Ｄ″の大きさ）、検波部２６の検波位相（移相器２６ａの移相量）、異物の有無を判定するためのしきい値等である。
【００３２】
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る。
【００３３】
また、交番磁界Ｅの周波数、強さ、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。
【００３４】
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。
【００３５】
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、被検査体に対する交番磁界Ｅの強さを最適値に設定し、検波位相を最適値に設定し、その検波位相において異物の有無を判定するためのしきい値を設定するための処理について説明する。
【００３６】
なお、図１では、信号発生器２１のプログラマブル増幅器２１ｂの増幅度設定および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、信号発生器２１が出力する信号Ｄの周波数や検波部２６のＢＰＦ２６ｃ、２６ｆの帯域等を制御できるようになっている。
【００３７】
図３、図４は、交番磁界Ｅの強さ、検波位相およびしきい値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。
【００３８】
例えば、これらの設定処理が選択されると、図３に示しているように、移相器２６ａの移相量Δθを基準値（例えば０）に設定し、プログラマブル増幅器２１ｂの増幅度を最小に設定した状態で、被検査体１の良品サンプルＷｇを磁界Ｅに通過させるように指示する（Ｓ１〜Ｓ３）。
【００３９】
この指示にしたがって、オペレータが良品サンプルＷｇを磁界Ｅに通過させる。
【００４０】
この良品サンプルＷｇ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、塩分、アルミ包装材等によって磁界が変化し、磁界と２つの受信コイル２３ａ、２３ｂとの平衡状態がくずれ、磁界変化検出部２３から不平衡信号が出力されるが、その信号振幅は、交番磁界Ｅ中の良品サンプルの位置に応じて変化する。
【００４１】
例えば、良品サンプルＷｇが磁束のエネルギーを消費（熱に変換する）する材質であるとすると、図５の（ａ）のように、良品サンプルＷｇの先頭部分が受信コイル２３ａに交わっていた磁束と交差する位置まで進んでその磁束を減らすと、受信コイル２３ａ側に生起される信号の振幅Ｖａは、受信コイル２３ｂ側に生起される信号の振幅Ｖｂより小さくなる。
【００４２】
また、図５の（ｂ）のように、良品サンプルがさらに進んで、２つの受信コイル２３ａ、２３ｂに交わっていた磁束とそれぞれ等しい数だけ交差する位置に達すると、２つの受信コイル２３ａ、２３ｂと交わっていた磁束がともに等量ずつ減少するため、２つの受信コイル２３ａ、２３ｂに生起される信号の振幅Ｖａ、Ｖｂがほぼ等しくなる。
【００４３】
また、図５の（ｃ）のように、良品サンプルがさらに進んで、その後端部が受信コイル２３ｂに交わっていた磁束のみに交差する位置に達してその磁束を減らすと、受信コイル２３ｂ側に生起される信号の振幅Ｖｂは、受信コイル２３ａ側に生起される信号の振幅Ｖａより小さくなる。
【００４４】
したがって、良品サンプルが交番磁界Ｅを通過する際の信号Ｒの波形は、図６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６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。
【００４５】
良品サンプル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（良品サンプル）の進入が検知されると、制御部３０は検波部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Ｄｇを良品サンプルのデータとしてメモリ３３の所定領域３３ｂに記憶する（Ｓ４、Ｓ５）。
【００４６】
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７の（ａ）に示すように原点についてほぼ対称な８の字の波形（リサージュ波形）Ｈｇとなる。
【００４７】
この良品サンプルＷｇのデータの最大値は、図７の（ａ）に示すリサージュ波形Ｈｇで原点から最も遠い位置の座標Ｘｇ、Ｙｇに相当しており、その座標の原点からの距離（良品サンプルの検波出力の最大の振幅値）Ａは、
Ａ＝（Ｘｇ２＋Ｙｇ２）１／２
となる。
【００４８】
この振幅値Ａは、送信コイル２２が発生する交番磁界Ｅの強さに応じて変化し、交番磁界Ｅが弱い程小さくなるが、被検査体に対して交番磁界Ｅが弱すぎると、検波部２６に入力される信号の振幅も小さくなり、被検査体に混入している金属に対する検波成分も小さくなってしまう。
【００４９】
また、被検査体に対して交番磁界Ｅが強過ぎれば、検波部２６に入力される信号の振幅が過大となり、正常な検波動作が行なわれなくなる。
【００５０】
そこで、先ず、磁界Ｅが弱過ぎて信号Ｘ、Ｙがノイズレベルより小さくなっていないかを判定し、信号Ｘ、Ｙがノイズレベルより小さいときには、増幅度を所定値だけ大きくしてから、処理Ｓ３へ戻り、前記した良品サンプルの通過指示、信号の取り込み等行い、ノイズレベル以上の信号のデータが得られるようにする（Ｓ６、Ｓ７）。
【００５１】
そして、ノイズレベル以上の信号のデータが得られた段階で、前記した良品サンプルの振幅値Ａを求め、検波部２６の正常状態における最大出力Ｘｍａｘ、Ｙｍａｘ（ここではＸｍａｘ＝Ｙｍａｘ＝Ｂとする）と振幅値Ａとの比Ｂ／Ａが、所定値ｋに等しい（または値ｋの近傍の所定範囲に入る）か否かを判定し、等しくない場合には、等しくなるために必要なプログラマブル増幅器２１ｂの増幅度Ｇを求め、その求めた増幅度Ｇを、信号発生器２１のプログラマブル増幅器２１ｂに設定して、メモリ３３の所定領域３３ｃに記憶する（Ｓ８〜Ｓ１１）。
【００５２】
この値ｋは、被検査体の材質等のバラツキがあってもその被検査体自体による検波出力が比較的小さい振幅で且つ高いＳＮ比で得られるように、被検査体の材質等のばらつき、検波部２６の雑音指数および許容入力範囲等を考慮して決められた値であり、例えばｋ＝１０〜２０の範囲とする。
【００５３】
また、増幅度Ｇの算出は、検波出力Ａが増幅度に比例すると仮定し、良品サンプルを最初に通過させたときの増幅度をＧａとし、そのとき得られた検波出力ＡをＡ１とすると、
Ｇ＝（Ｂ／ｋ）（Ｇａ／Ａ１）
の演算で求めることができる。
【００５４】
ただし、プログラマブル増幅器２１ｂの増幅度が、所定ステップでしか可変できない場合には、値ＡがＢ／ｋに最も近くなる増幅度、あるいはＢ／ｋを越えない範囲で最大となる増幅度を求め、これを上記同様に設定、記憶する。
【００５５】
そして、再度良品サンプルを磁界中に通過させるように指示し、その指示にしたがって良品サンプルが交番磁界Ｅ中を通過したときの検波出力のデータが前記同様に取り込まれてメモリ３３の所定領域３３ｂに記憶され、その検波出力のデータから前記振幅値Ａが再度求められ、その値Ａが前記したＢ／ｋに等しい（あるいは値ＡがＢ／ｋの近傍の所定範囲に入っている）ことを確認して、交番磁界Ｅの強さの設定処理が終了し、検波位相の設定処理に移行する。なお、この確認のための処理を省略して、増幅度設定後に検波位相の設定処理に移行してもよい。
【００５６】
検波位相の設定処理では、移相器２６ａの移相量Δθを基準値（例えば０）に維持し、また、増幅度（磁界の強さ）を前記設定状態のままで、図４に示しているように、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（Ｓ１２）。
【００５７】
異物データＤｍが記憶されている場合には後述の処理Ｓ１６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を交番磁界中に通過させるように指示する（Ｓ１３）。
【００５８】
この指示を受けたオペレータは、所定の異物サンプルＭｓを搬送路２に載せて交番磁界Ｅに通過させる。
【００５９】
この異物サンプルＭｓが交番磁界Ｅを通過する際、前記した良品サンプルの場合と同様に磁界に変化を与え、２つの受信コイル２３ａ、２３ｂから不平衡信号が出力され、その信号が検波部２６で検波される。
【００６０】
例えば、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、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、受信コイル２３ａと交わる磁束が受信コイル２３ｂと交わる磁束より多くなり、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。
【００６１】
また、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、磁束が両受信コイルに等量ずつ交わるので、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。
【００６２】
また、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、受信コイル２３ｂと交わる磁束が受信コイル２３ａと交わる磁束より多くなり、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。
【００６３】
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の波形も、前記した良品サンプルの波形と同様に、振幅が増減変化する変調波となり、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、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。
【００６４】
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をメモリ３３の所定領域３３ａに記憶する（Ｓ１４、Ｓ１５）。
【００６５】
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、図７の（ａ）に示しているように、良品サンプルのリサージュ波形Ｈｇと異なる傾きをもち、原点についてほぼ対称なリサージュ波形Ｈｎとなる。
【００６６】
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。
【００６７】
ただし、原点からの距離ｒ、および角度θは、
ｒ＝（Ｘｍ２＋Ｙｍ２）１／２
θ＝ｔａｎ−１（Ｙｍ／Ｘｍ）
で表される。
【００６８】
このようにして異物サンプルのデータが得られた段階で、設定手段３２は、前記交番磁界Ｅの強さの設定処理で最後に記憶した良品サンプルのデータを用い、良品サンプルの検波出力に対して、異物サンプルＭｓの検波出力の比αが最大となる位相を最適検波位相θｉとして求め、記憶する（Ｓ１６）。
【００６９】
この処理は、図７の（ａ）に示した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Ｃ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Ｃ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７の（ｂ）のように、比αが最大となる位相を最適検波位相θｉと決定し、この最適検波位相θｉの情報を、被検査体１の検査時に検波部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。
【００７０】
また、良品サンプルのリサージュ波形Ｈｇについて、比αが最大となるときの直線Ｃと直交する方向の最大値（距離Ｌｇに対応する電圧）の例えば２倍の値を、混入金属の有無を判定するためのしきい値Ｖｒとしてメモリ３３の所定領域３３ｃに記憶する（Ｓ１７）。
【００７１】
以上の処理により、被検査体について最適な磁界の強さ（ここではプログラマブル増幅器２１ｂの増幅度）、検波位相およびしきい値が求められ、メモリ３３の所定領域３３ｃに記憶されることになる。
【００７２】
そして、この被検査体に対する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に記憶されている増幅度をプログラマブル増幅器２１ｂに設定し、最適検波位相θｉ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。
【００７３】
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。
【００７４】
図８は、この検査モード中の処理手順を示すものであり、判定手段３１は、被検査体１が進入センサ２４によって検知されると（Ｓ２１）、検波信号Ｘ、Ｙを一定時間取り込み（Ｓ２２）、その信号の大きさとメモリ３３に記憶されているしきい値Ｖｒとを比較して、その被検査体１に金属の異物が混入されているか否かを判定し（Ｓ２３）、その判定結果を出力する（Ｓ２４）。
【００７５】
この検査モード中に、前記異物サンプルＭｓと同種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、図７のリサージュ波形Ｈｎ、Ｈｇを、図９に示すように最適検波位相θｉ分だけ回転させた（直線Ｃ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αに対応して最大となる。
【００７６】
上記のような最適検波位相θｉが設定されているとき、判定手段３１は信号Ｙの最大振幅Ｖｙとしきい値Ｖｒとを比較して混入金属の有無を判定することになる。そして、このとき、信号Ｙの最大振幅Ｖｙは２Ｖｇ（＝Ｖｒ）以上でしきい値以上となるので、判定手段３１からは金属が混入していることを示す信号が出力される。
【００７７】
また、被検査体１に金属の異物が混入していない場合には、図９のリサージュ波形Ｈｇ′に対応した信号Ｘ、Ｙのみが出力されることになり、信号Ｙの最大振幅Ｖｙはしきい値Ｖｒより小さいため、判定手段３１からは金属が混入していることを示す信号は出力されない。
【００７８】
このように、実施形態の金属検出装置２０では、被検査体の良品サンプルを交番磁界Ｅに通過させたときの検波出力が、検波部２６の正常動作状態における最大出力Ｂの所定値ｋ分の１またはその近傍の所定範囲内となるように、交番磁界Ｅの強さを自動設定している。
【００７９】
このため、良品サンプルを磁界に通過させるだけの簡単な作業で、磁界の強さを被検査体に適した値に設定することができる。
【００８０】
なお、上記説明では、異物サンプルおよび良品サンプルを１回通過させたときのデータに基づいて、最適な磁界の強さ、検波位相、しきい値等を求めていたが、同一サンプルについて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、最適な磁界の強さ、検波位相、しきい値等を求めるようにしてもよい。
【００８１】
また、上記説明では、異物サンプルのデータ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。
【００８２】
また、材質が異なる複数の異物サンプルについての異物データを、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。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の金属検出装置の信号発生器は、送信コイルに供給する信号の出力を可変できるように構成され、被検査体の良品サンプルを交番磁界中に通過させたときの検波出力の大きさが、所定値に等しくまたは所定範囲内となるように、信号発生器から送信コイルに供給される信号の出力を自動設定する設定手段を設けている。
【００８４】
このため、被検査体を交番磁界に通過させるだけの簡単な作業で、交番磁界の強さをその被検査体に適した最適の強さに設定することができる。
【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】実施形態の要部の構成例を示す図
【図３】実施形態の要部の設定モード時の処理手順を示すフローチャート
【図４】実施形態の要部の設定モード時の処理手順を示すフローチャート
【図５】良品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６】磁界の変化に対応した信号図
【図７】検波出力のリサージュ波形図
【図８】実施形態の要部の検査モード時の処理手順を示すフローチャート
【図９】最適検波位相状態におけるリサージュ波形図
【図１０】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……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
【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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【図１０】
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