(57)【要約】      （修正有）【課題】改善された検査デバイスを備える改善された金属検出装置、改善された検査デバイス、および、金属検出装置を最適化するための改善された方法を提供する。【解決手段】金属検出装置１は、少なくとも１つの検査デバイス２Ａ，２Ｂ，２Ｃを備える。検査デバイスは、基端においてのみ空気圧式制御ユニットに接続される非金属製のガイドチューブ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを備える。ガイドチューブは、先端において少なくとも１つの第１の通気ポートを有し、ガイドチューブの基端と先端との間で電磁場の部分を少なくとも通って前後に移動可能な被検物７Ａ，７Ｂ，７Ｃを収容する。空気圧式制御ユニットは、被検物を前後に送るために、または、重力によって戻される場合には１つの方向のみに送るために、周囲圧力に対して増圧または減圧された空気圧をガイドチューブの基端に適用可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物（９）内の金属（８）を検出するための装置（１）であって、
入口開口および出口開口（１１１，１１２）を有する筐体（１１）を備え、
前記入口開口および出口開口（１１１，１１２）は、前記筐体（１１）の内部に移動経路を形成し、
前記移動経路に沿って前記検査対象物（９）が移動可能であり、
前記装置（１）は、さらに、コイルシステム（１４１，１４２，１４３）を備え、
前記コイルシステム（１４１，１４２，１４３）は、少なくとも１つの送信コイル（１４３）と、少なくとも１つの第１の受信コイルおよび少なくとも１つの第２の受信コイル（１４１，１４２）と、を備え、
それぞれの前記受信コイル（１４１，１４２）は、前記筐体（１１）の内部において、前記入口開口および出口開口（１１１，１１２）の間に検出領域（１００）を境界付け、
前記コイルシステム（１４１，１４２，１４３）は、前記少なくとも１つの送信コイル（１４３）が交流電流によって印加されたときに、それによって生成される電磁場が前記少なくとも１つの受信コイル（１４１）の各々に第１の電圧を誘導するとともに前記少なくとも１つの第２の受信コイル（１４２）の各々に第２の電圧を誘導するように位置決めされるとともに寸法決めされており、
前記第１および第２の電圧は、前記検査対象物（９）内に金属（８）が存在しない場合に、互いに打ち消し合い、
前記装置（１）は、少なくとも１つの検査デバイス（２）を備え、
前記検査デバイス（２）は、基端においてのみ空気圧式制御ユニット（３）に接続される非金属製のガイドチューブ（２１）を備え、
前記ガイドチューブ（２１）は、
先端において少なくとも１つの第１の通気ポート（２１１）を有し、
前記ガイドチューブ（２１）の前記基端と前記先端との間で前記電磁場の部分を少なくとも通って前後に移動可能な被検物（７）を収容し、
前記空気圧式制御ユニット（３）は、前記被検物を前後に送るために、または、重力によって戻される場合には１つの方向のみに送るために、周囲圧力に対して増圧または減圧された空気圧を前記ガイドチューブ（２１）の前記基端に適用可能である
装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置（１）であって、
前記ガイドチューブ（２１）は、その先端が、前記第１または第２の受信コイル（１４１，１４２）まで延在するか、または、該第１または第２の受信コイル（１４１，１４２）を超えて延在する状態で、前記コイルシステム（１４１，１４２，１４３）の内部または外部を延在する
装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の装置（１）であって、
端部ストッパ（２５）が、前記ガイドチューブ（２１）の前記先端に取り付けられ、
前記端部ストッパ（２５）は、好ましくは、前記ガイドチューブ（２１）の内部に設けられたネジ部に取り付けられたネジまたはプラグの形態を備える
装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の装置（１）であって、
前記検査デバイス（２）は、前記ガイドチューブ（２１）の前記先端に接続される非金属製の通気チューブ（２２）を備え、
前記通気チューブ（２２）を通って、空気が前記ガイドチューブ（２１）から出ることができるか、または、前記通気チューブ（２２）を通って、空気が前記ガイドチューブ（２１）に入ることができる
装置。
【請求項５】
請求項４に記載の装置（１）であって、
前記ガイドチューブ（２１）は、前記通気チューブ（２２）内で同軸に整合するように配置され、その先端によって前記通気チューブ（２２）の先端に接続され、
前記通気チューブ（２２）の先端は、前記ガイドチューブ（２１）の外径よりも大きな内径を有し、その結果、中空の円筒状通気空間を提供し、
前記円筒状通気空間を通って、空気が、前記ガイドチューブ（２１）の前記先端のところに位置する前記少なくとも１つの第１の通気ポート（２１１）と、前記通気チューブ（２２）の基端のところに設けられた少なくとも１つの第２の通気ポート（２２１）と、の間を移動可能である
装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の装置（１）であって、
前記通気チューブ（２２）の前記先端に取り付けられ、前記ガイドチューブ（２１）の前記先端を前記通気チューブ（２２）の前記先端内に同軸に保持する支持要素（２６）が設けられた
装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の装置（１）であって、
接続具（２０）が前記ガイドチューブ（２１）の前記基端に接続されることと、
前記接続具（２０）が前記通気チューブ（２２）の前記基端を前記ガイドチューブ（２１）の前記基端に対して少なくとも略同軸に保持することと
のうちの少なくとも一方を満たす
装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置（１）であって、
好ましくは前記出口開口（１１２）の近傍において、前記少なくとも１つの検査デバイス（２）を保持する取付ブロック（１２８）が設けられることと、
前記少なくとも１つの検査デバイス（２）の前記ガイドチューブ（２１）または前記通気チューブ（２１）を案内するとともに保持するための少なくとも１つの取付穴（１２８０）を備える取付ブロック（１２８）が設けられることと
のうちの一方を満たす
装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の装置（１）であって、
前記接続具（２０）が、複数のガイドチューブ（２１）を保持するように構成され、該複数のガイドチューブ（２１）の各々が、個々の被検物（７）を案内し、前記空気圧式制御デバイス（３）に個々に接続されることと、
複数の個々の検査デバイス（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）が前記装置（１）に設置され、該複数の個々の検査デバイス（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）の各々が、個々の被検物（７）を案内し、前記空気圧式制御デバイス（３）に個々に接続されることと
のうちの一方を満たす
装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の装置（１）であって、
前記被検物（７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ）は、鋼鉄、ステンレス鋼、真ちゅう、アルミニウムなどの鉄材料または非鉄材料からなるか、それを含有し、
前記被検物（７）は、非金属製の小塊（２８）内に嵌め込まれる
装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれか一項に記載の装置（１）であって、
前記ガイドチューブ（２１）および前記通気チューブ（２２）は、ナイロン、アクリルなどのプラスチックから形成される
装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のいずれか一項に記載の装置（１）であって、
同じサイズまたは異なるサイズの断面積を有する前記入口開口および出口開口（１１１，１１２）の間に、ヨーク（１３）が配置され、
前記ヨーク（１３）は、前記検査対象物（９）の前記移動経路に沿って一定または変化する断面形状を有するとともに、前記コイルシステム（１４１，１４２，１４３）を支持する
装置。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれか一項に記載の金属検出装置（１）用の検査デバイス（２）。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項１２のいずれか一項に記載の金属検出装置（１）の作動方法であって、
前記金属検出装置（１）は、少なくとも１つの検査デバイス（２）を備え、
前記少なくとも１つの検査デバイス（２）は、基端においてのみ空気圧式制御デバイス（３）に接続される非金属製のガイドチューブ（２１）を備え、
前記ガイドチューブ（２１）は、
先端において少なくとも１つの第１の通気ポート（２１１）を有し、
前記ガイドチューブ（２１）の前記基端と前記先端との間で前記電磁場の部分を少なくとも通って前後に移動可能な被検物（７）を収容し、
前記方法は、前記被検物（７）を前後に送るために、または、重力によって戻される場合には１つの方向のみに送るために、周囲圧力に対して増圧または減圧された空気圧を前記ガイドチューブ（２１）の前記基端に間欠的に適用する工程を備える
方法。
【請求項１５】
請求項１ないし請求項１２のいずれか一項に記載の金属検出装置（１）の作動方法であって、
前記金属検出装置（１）は、複数の検査デバイス（２）を有し、
前記複数の検査デバイス（２）の各々は、基端においてのみ空気圧式制御デバイス（３）に接続される非金属製のガイドチューブ（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ）を備え、
前記ガイドチューブ（２１）は、
先端において少なくとも１つの第１の通気ポート（２１１）を有し、
前記ガイドチューブ（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ）の前記基端と前記先端との間で前記電磁場の部分を少なくとも通って前後に移動可能な特定の被検物（７）を含む被検物（７Ａ，７Ｂ，７Ｃ）を収容し、
前記方法は、
前記被検物（７Ａ，７Ｂ，７Ｃ）のうちの１つを順次選択する工程と、
前記被検物（７Ａ，７Ｂ，７Ｃ）の各々について、予め定められた動作周波数のセットから動作周波数を順次選択する工程と、
前記選択された被検物（７Ａ，７Ｂ，７Ｃ）を前記電磁場の部分を通って移動させる工程と、
前記電磁場の変化を観察する工程と
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属検出装置、金属検出装置を検査するためのデバイス、および、検査デバイスを備える金属検出装置を最適化するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属検出装置は、望まれない金属異物を検出して排斥するために使用される。適正に設置されて、動作される場合、それは、金属異物を低減するとともに食品の安全性を向上させる助けとなる。最新の金属検出器は、「平衡コイルシステム」を備えるサーチヘッドを使用する。この構成の検出器は、全ての金属異物のタイプを検出することができ、かかるタイプには、生鮮製品および冷凍製品などの非常に様々な製品内の鉄、非鉄、ステンレス鋼が含まれる。
【０００３】
金属検出装置は、典型的には、金属筐体を備えており、この金属筐体は、筐体の内部の移動経路を形成する異なるサイズまたは等しいサイズの断面積を有する入口開口および出口開口を有している。この移動経路に沿って、検査対象物が移動する。
【０００４】
「平衡コイル」原理にしたがって動作する金属検出装置は、典型的には、非金属フレームすなわちヨークに巻き回された３つのコイルを備えている。このコイルシステムは、少なくとも１つの送信コイルと、少なくとも１つの第１の受信コイルと、少なくとも１つの第２の受信コイルと、を備えており、それぞれの受信コイルは、入口開口と出口開口との間で筐体内部の検出領域を境界付ける。検出領域は、移動経路に沿って変化する、または、一定の断面形状を有している。円柱状の検出領域を有するシステムは、典型的には、２つの受信コイルの間で中央配置された送信コイルと同一の寸法を有するコイルを使用する。円錐状の検出領域を有するシステムは、典型的には送信コイルが２つの受信コイルの間で中央からずれた状態で、互いにサイズが異なるコイルを使用する。両方のシステムにおいて、コイルは、少なくとも１つの送信コイルが交流電流によって印加されたときに、それによって生じる電磁場が、第１の受信コイルに第１の電圧を誘導するとともに、第２の受信コイルに第２の電圧を誘導するように配置される。第１および第２の電圧は検査対象物に金属が存在しない場合には、互いに打ち消し合う。
【０００５】
金属の粒子がコイル構造を通過すると、高周波電磁界が、まず、一方の受信コイルの近傍で乱され、次いで、他の受信コイルの近傍で乱される。金属の粒子がこれらの受信コイルを通って運ばれると、各受信コイルに誘導された電圧が変化する。不安定な状態のこの変化は、受信コイルの出力のところで信号を発生させる。この信号は、増幅され処理されることができ、その後、金属異物の存在を検出するために使用することができる。
【０００６】
信号処理経路は、典型的には、受信した信号を、互いに９０°離れた個別の２つの成分に分割する。結果として得られるベクトルは、大きさと位相角とを有している。これは、典型的には、コイルシステムを通って運ばれる製品および異物用である。金属異物を識別するために、「製品効果」は、取り除かれるか、低減される必要がある。次いで、製品の位相が既知であれば、対応する信号ベクトルが低減され得る。したがって、望まれない信号を信号スペクトルから除去することによって、異物に由来する信号に対する感度が高まる。
【０００７】
したがって、望まれない信号を信号スペクトルから除去するために求められる方法は、製品、異物および他の撹乱が磁界に異なる影響を与え、その結果として生じる信号の位相が異なることを利用している。
【０００８】
由来が異なる信号成分の位相を位相検出器によって区別することによって、製品および異物に関する情報を得ることができる。位相検出器（例えば、周波数混合器またはアナログ乗算回路）は、信号入力（例えば、受信コイルからの信号）と、送信ユニットによって受信ユニットに提供される基準信号と、の位相差を表す電圧信号を生成する。このため、製品信号成分の位相と一致するように基準信号の位相を選択することによって、位相差および対応する製品信号が、位相検出器のゼロの出力のところで得られる。異物に由来する信号成分の位相が製品信号成分の位相と異なる場合、次いで、異物の信号成分が検出され得る。しかしながら、異物の信号成分の位相が製品信号成分の位相に近い場合、次いで、異物の検出を失敗してしまう。なぜなら、異物の信号成分は、製品信号成分とともに抑制されるからである。
【０００９】
したがって、公知のシステムでは、送信器周波数は、金属異物の信号成分の位相が製品信号成分の位相から外れるように選択可能である。
【００１０】
国際公開第２０１２／０４５５７８は、最小サイズの金属粒子の位相および振幅が製品信号の位相および振幅とほとんど異なる好ましい送信器周波数を決定することができる金属検出システムの動作方法を開示している。
【００１１】
したがって、金属検出装置を検査し、最適化するために、様々な異物についての検査を実施する必要がある。しかしながら、これは、長時間を要する。さらに、定期的にチューニング、特に、処理された製品の変化のチューニングが実施されなければならない。
【００１２】
米国特許第５１６０８８５号は、金属検出装置を検査するための検査デバイスを開示している。検出領域を通過する製品に含まれる金属粒子によって生じる応答信号に対応する検査信号を記録するために、代表的な金属の被検物がコイルシステム内において検出領域を通過される。被検物は、非金属ガイドチューブの内部を案内される。非金属チューブは、金属検出装置の入口開口から出口開口まで検出領域を通って延在する。
【００１３】
被検物は、小塊に嵌め込まれ、ガイドチューブ内を一端から他端まで自由に移動することができ、エアパイプを通って導入されるエアの脈流によって、それに沿って移動することが拘束される。まず、１つの合流部を通って、次いで、他の合流部を通るエアの脈流を適用すると、小塊は左から右へ移動し、次いで、右から左へ移動する。被検物は、検出領域を同時に通過する製品とともに、または、当該製品とは別に移動され得る。このため、金属検出装置の両側のところで、チューブ状ガイドの末端合流部は、空気圧式付属品およびパイプに接続される。
【００１４】
両端に設けられる空気圧式設備およびガイドチューブは、大きな空間を必要とし、これは、通常の金属検出デバイスにおいて使用できないことが多い。空間の制約に起因して、この検査デバイスの設置は、例えば円錐状の検出領域を使用する金属検出デバイスにおいて避けられてきた。
【００１５】
食品環境において、検査デバイスの付属品および空気圧式要素は、埃取りとして作用し、清掃およびメンテナンスを必要とする。さらに、これらの物は、障害物であり、例えば製品が取り扱われるときに、偶発的なダメージを被ることがある。
【００１６】
さらに、金属検出装置をそのような検査デバイスとともに組み立てることは、空気圧式設備に加えて、大きな労力を必要とする。現場で既に稼働している金属検出装置に検査デバイスを設置することは、ほとんど不可能である。なぜなら、非常に嵩張る検査デバイスのために空間を利用できないからである。
【００１７】
米国特許第５９９４８９７号は、米国特許第５１６０８８５号に開示された検査デバイスを使用する金属検出装置を開示している。送信コイルに供給される信号を生成する周波数発生器は、５０ｋＨｚから２ＭＨｚまでの範囲の多数の周波数で動作することができる。被検物が存在していようとなかろうと、動作周波数の各々に対して、製品が検出器ヘッドを通過される。製品からの応答信号、および、金属を含む製品からの応答信号は、動作周波数の各々に対して評価される。このようにして、異物が混入していない製品の信号に対する異物が混入している製品の信号の最大比が識別され得る。しかしながら、再度述べるが、金属検出装置を最適化するこのプロセスは、極めて大きな労力を要する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
したがって、本発明は、改善された検査デバイスを備える改善された金属検出装置、改善された検査デバイス、および、金属検出装置を最適化するための改善された方法を提供する目的に基づいている。
【００１９】
特に、本発明は、金属検出装置の製造中に低減された労力で設置することができる、または、既に使用中の金属検出装置に設置することができる検査デバイスを備える金属検出装置を提供する目的に基づいている。
【００２０】
本発明の検査デバイスは、小さな空間があればよく、設置材料（特に空気圧材料）が少なくて済む。
【００２１】
このため、本発明の検査デバイスは、任意のタイプの金属検出装置、特に、円柱状式または円錐状式の金属検出ヘッドにおける設置に適しており、典型的には、さらなる設置のためにほとんど空間をとらない。
【００２２】
本発明の検査デバイスまたはその部品は、金属検出装置を作動させるときに、偶発的なダメージを被る障害物を作り出さない。
【００２３】
埃取りが、必要なくなるか、低減される。このため、本発明の金属検出装置は、必要となるメンテナンスが少なくなる。
【００２４】
さらに、本発明の方法は、短期間で金属検出装置の大がかりな最適化を実施することができる。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の上記および他の目的は、請求項１に定義される改善された金属検出装置、請求項１３に定義される金属検出装置用の検査デバイス、および、請求項１４に定義される金属検出装置の最適化のための方法によって達成される。
【００２６】
金属検出装置は、筐体を備える。筐体は、筐体内部での移動経路を形成する入口開口および出口開口を有している。移動経路に沿って、検査対象物が移動可能である。金属検出装置は、さらに、コイルシステムを備えている。コイルシステムは、少なくとも１つの送信コイルと、少なくとも１つの第１の受信コイルと、少なくとも１つの第２の受信コイルと、を備えている。第１の受信コイルおよび第２の受信コイルは、入口開口と出口開口との間で筐体内の検出領域を境界付ける。送信コイルおよび受信コイルは、送信コイルが交流電流によって印加されたときにそれによって発生する電磁場が第１の受信コイルに第１の電圧を誘導するとともに第２の受信コイルに第２の電圧を誘導するように位置決めされるとともに寸法決めされる。第１の電圧と第２の電圧とは、検査対象物に金属が存在しない場合に、互いに打ち消し合う。
【００２７】
入口開口と出口開口との間（これらは、等しい、または、異なる大きさの断面積を示す）において、ヨークが設置される。ヨークは、検査対象物の移動経路に沿って一定または変化する断面形状を有するとともに、コイルシステムを支持する。
【００２８】
本発明によれば、装置は、少なくとも１つの検査デバイスを備えている。検査デバイスは、非金属ガイドチューブを備えている。非金属ガイドチューブは、基端においてのみ空気圧式制御ユニットに接続され、先端で少なくとも１つの通気ポートを有し、被検物を収容する。被検物は、ガイドチューブの基端と先端との間で、少なくとも電磁場の部分を通って前後に移動可能である。空気圧式制御ユニットは、被検物を前後に送るために、または、重力によって戻される場合には１つの方向のみに送るために、周囲圧力に対して増圧または減圧された空気圧をガイドチューブの基端に適用することができる。
【００２９】
例えば、圧力がガイドチューブに加えられ、被検物を上方に移動させるとともに、圧力が取り除かれたときに被検物を重力によって落下させてもよい。あるいは、被検物を持ち上げるため、および、減圧が取り除かれたときに重力によって被検物を再び落下させるために、ガイドチューブに減圧が適用されてもよい。また、被検物は、減圧または圧力を選択的に適用することによって、前後に送られ得る。全ての変形形態において、圧力または減圧は、ガイドチューブの基端のところにのみ適用される。すなわち、空気圧式制御ユニットは、ガイドチューブの基端のみに接続され、先端には接続されない。
【００３０】
したがって、検査デバイスは、有利なことに、ガイドチューブの先端が第１または第２の受信コイルまで延在するか、または、第１または第２の受信コイルを超えて延在する状態で、金属検出装置の一方側のみに取り付けられ得る。磁界が送信コイルおよび受信コイルの内側および外側に広がるので、ガイドチューブは、送信コイルおよび受信コイルの内側または外側、好ましくはコイル線の近傍に配置され得る。少なくとも１つの検査デバイスを送信コイルおよび受信コイルの外側に設置することによって、送信コイルおよび受信コイルの内側に検出領域を、移送される対象物（例えば、食品製品）のために残し、一方、磁界は、被検物がコイルシステムに沿って移動しているときに、依然として不安定になる。
【００３１】
低減された空間要件に起因して、特に、一方の開口から他方の開口まで装置を完全に横切るガイドチューブを回避することによって、本発明の検査デバイスは、任意のタイプの金属検出装置（円錐状の検出領域を有する金属検出装置が含まれる）において設置可能である。
【００３２】
検査サンプルは、ガイドチューブの基端と先端との間で移動され、端部ストッパによって停止される。端部ストッパは、好ましくは、ガイドチューブ内に取り付けられたネジまたはプラグの形態を備えている。ネジの実施形態では、端部ストッパによって、経路長を調節することができ、経路長に沿って被検物が移動する。様々な被検物に関する複数の検査デバイスが使用される場合、このようにして、端部ストッパは調整され得る。さらに、端部ストッパによって、ちり粒子が第１のガイドチューブに入り、ひいては、被検物の移動経路に沿って障害物が生成されることが防止される。
【００３３】
好ましい実施形態では、被検物の移動は、加速度、速度および移動距離に関して制御される。例えば、所定の圧力を短時間加えて、その後、減圧することによって、被検物の移動は完全に制御され得る。
【００３４】
ガイドチューブ内において被検物が自由に、または、制御された状態で移動するためには、通気ポートのところでの気道抵抗が一定であり、好ましくは小さいことが重要である。したがって、好ましい実施形態では、検査デバイスは、通気チューブを備えている。この通気チューブは、一端がガイドチューブの先端に接続され、他端が好ましくは装置の外部まで導かれる。したがって、被検物の動作中に、ガイドチューブを出入する空気は、通気チューブを通ってガイドチューブの先端と装置の外部との間を自由に移動することができる。
【００３５】
特に有利な実施形態では、ガイドチューブは、通気チューブ内で同軸に整合された状態に保持され、その先端は通気チューブの先端に接続される。通気チューブの先端は、ガイドチューブの外径よりも大きな内径を備えている。したがって、中空の円筒状空間が、ガイドチューブと通気チューブとの間に生じる。空気は、中空の円筒状空間を通って、ガイドチューブの先端に位置する第１の通気ポートと、通気チューブの基端に設けられた少なくとも１つの第２の通気ポートと、の間を自由に移動することができる。
【００３６】
ガイドチューブの先端と通気チューブの先端との接続は、好ましくは、支持要素によって確立される。支持要素は、通気チューブの先端に取り付けられており、通気チューブの先端内でガイドチューブの先端を同軸に保持し、ちり粒子が通気チューブに入ることを防止する。
【００３７】
検査デバイスは、接続具に接続されるガイドチューブの基端が好ましくは装置の出口開口の近傍に位置するように設置される。出口開口では、検査対象物が検出領域から出る。筐体は、好ましくは、検査デバイスを保持する取付ブロックに接続される。取付ブロックは、好ましくは、取付穴を有しており、この取付穴内で、関連する検査デバイスのガイドチューブまたは通気チューブが保持される。オプションとして、ガイドチューブの基端のところの接続具は、取付ブロックに接続される。また、１つまたは複数の接続具は、有利なことに、取付ブロックに組み込まれ得る。好ましくは、環状の取付ブロックが設けられ、この環状の取付ブロックは、入口開口、最も好ましくは出口開口を取り囲む。
【００３８】
好ましい実施形態では、ガイドチューブの基端のところに接続具が設けられる。接続具は、ガイドチューブの基端と少なくとも略同軸に通気チューブの基端を保持する。ガイドチューブと通気チューブとのこの同軸の整合は、検査デバイスのコンパクトな構成につながり、それによって、小さな寸法で製造することができる。ただし、本発明は、この理想的な配置に限定されない。また、ガイドチューブおよび通気チューブは、例えば、互いに隣り合って平行に整合されて配置されてもよい。例えば、ガイドチューブと通気チューブとを結合するＵ字状のチューブが使用されてもよい。Ｕ字状の形態の２つのガイドチューブを、Ｕ字状の部分の各々で前後に同時に移動する被検物と組み合わせることも可能である。
【００３９】
被検物は、必要に応じて選択され、好ましくは、鉄材料または非鉄材料（例えば、鋼鉄、ステンレス鋼、真ちゅうまたはアルミニウム）からなるか、それを含有する。円滑で制御された摺動を確実にするために、被検物は、好ましくは、非金属キャリアすなわち小塊に嵌め込まれる。ガイドチューブおよび通気チューブは、例えば、プラスチック（例えば、ナイロンまたはアクリル）から形成され、この構成は、小塊を理想的に支持する。
【００４０】
本発明のデバイスは、スペースをほとんど必要としないので、有利なことに、円柱状もしくは円錐状または他の検出領域を有する任意の金属検出装置に設置され得る。さらに、複数の検査デバイス、または、複数のガイドチューブ（好ましくは、個々の通気チューブまたは共通の通気チューブに接続されたガイドチューブ）を有する１つの検査デバイスは、有利なことに、金属検出装置に設置され得る。それによって、様々な異物について検査を自動的に実施することができる。
【００４１】
本発明の装置は、被検物のうちの１つを順次選択すること、被検物の各々について、予め定められた動作周波数のセットから動作周波数を順次選択すること、および、電磁場の変化を観察しつつ、選択された被検物を電磁場の部分を通って移動させることによって、全ての用途および異物に関して、自動的に最適化され得る。これらの検査は、製品が金属検出装置を通過する間に自動的に実施されてもよい。したがって、対象となる全ての異物について、最適化された動作周波数を短時間で自動的に得ることができる（そのために被検物が検査デバイスに提供される）。
【００４２】
本発明のいくつかの目的および利点について述べたが、次の説明を添付図面とともに考慮すれば、他の事項も明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】空気圧式制御デバイス３に接続された３つの検査デバイス２Ａ，２Ｂ，２Ｃを備えた本発明の金属検出装置１を示している。
【図２】図１の線Ａ――Ａに沿って切断された金属検出装置１の断面図である。
【図３Ａ】ガイドチューブ２１を備える本発明の検査デバイス２を示しており、ガイドチューブ２１は、接続具２０に接続されており、図３Ｂに示されるように、小塊２８に嵌め込まれた被検物７を取り囲んでいる。
【図３Ｂ】ガイドチューブ２１および接続具２０の中央軸線に沿った平面で切断された、図３Ａの検査デバイス２の断面図を示している。
【図３Ｃ】図３Ａの検査デバイスを分解図で示している。
【図４Ａ】ガイドチューブ２１を備える本発明のさらなる検査デバイス２を示しており、ガイドチューブ２１は、接続具２０に接続されており、図４Ｂに示されるように、小塊２８に嵌め込まれた被検物７を取り囲んでおり、通気チューブ２２内に保持されている。
【図４Ｂ】ガイドチューブ２１および接続具２０の中央軸線に沿った平面で切断された、図４Ａの検査デバイス２の断面図を示している。
【図４Ｃ】図４Ａの検査デバイスを分解図で示している。
【図５】中空の円筒状のヨーク１３を備える本発明の金属検出装置１を、第１の開口１１１を通って上方から挿入されているじょうご１９、および、第２の開口１１２を通って挿入されている検査デバイス２Ａ，２Ｂとともに、断面で示している。
【図６】図５の検査デバイス２Ａ，２Ｂを示しており、また、２つの受信コイル１４１，１４２の間に配置された送信コイル１４３を備えるコイルシステムを記号的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１は、本発明の金属検出装置１を示している。金属検出装置１は、３つの検査デバイス２Ａ，２Ｂ，２Ｃを備えている。検査デバイス２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、矢印によって記号的に示すように空気圧式制御デバイス３に接続されている。
【００４５】
金属検出装置１は、垂直包装用途、すなわち、密封パックに挿入される前の空中の製品の検査のために、金属の異物が混入した製品を検出するように構成されている。この装置は、例えば、検量者と袋製造者との間の制約のあるスペースに設置することができる最小化された高さを有するように構成されている。
【００４６】
金属検出装置１は、入口開口１１１と出口開口１１２とを有する筐体１１を備えている。入口開口１１１および出口開口１１２は、筐体１１の内部での移動経路を形成する。この移動経路に沿って、検査対象物９が検出領域１００を通って移動され得る。金属検出装置１を取り付けるために、筐体１１は、取付手段（例えば、取付フランジ１１５および取付穴１１６）を備えている。
【００４７】
金属検出装置１は、ローカル制御ユニット１５を備えている。ローカル制御ユニット１５は、ディスプレイ１８を備えており、好ましくは、ケーブルポート６および第１の制御バス１５１を介してメインコンピュータ１５０に接続される。金属検出装置１は、自律的に、または、メインコンピュータ１５０の制御のもとで動作してもよく、メインコンピュータ１５０は、１つまたは複数の金属検出装置１を制御してもよく、また、適用パラメータを提供して測定結果を蓄積してもよい。
【００４８】
金属検出装置１を検査および／または最適化するために、３つの検査デバイス２Ａ，２Ｂ，２Ｃが設けられる。検査デバイス２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、出口開口１１２の近傍で筐体１１の下部側に取り付けられている。検査デバイス２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、接続具２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを備えている。接続具２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、空気配管２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ（例えば、空気ホース）を介して、空気圧式制御デバイス３のところに設けられた接続具３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに接続される。
【００４９】
空気圧式制御デバイス３は、好ましくは、空気圧式デバイス（例えば、圧力発生装置）と、真空発生装置と、バルブ手段と、を備えている（図示せず）。バルブ手段は、手動操作、または、ローカル制御ユニット１５、もしくは、第２の制御バス１５３を介したメインコンピュータ１５０の制御のもとで動作されてもよい。空気圧式制御デバイス３は、例えば、例えばベンチュリの原理にしたがって動作する１つ以上のエアポンプおよび／または１つ以上の真空発生装置を備えていてもよい。圧力発生装置および真空発生装置は、好ましくは、特定の圧力または真空をパルス状に加えることができるようにするための制御手段すなわち切替手段を備えている。空気圧設備、および、この空気圧設備を制御するためのデバイスは、例えばFest AG（www.festo.us参照）から入手することができる。Festoによって公開されている出版物「Partnership - with added value」は、制御レベルおよび空気圧、サーボ空気圧、現場レベルの電気器具（例えば、アクチュエータ、駆動装置、バルブ、真空発生装置、モータ）における制御システムおよびコントローラに関する空気力学および電気工学、ならびに、管、接続具、空気カップリングに関する接続技術の範囲内の製品を公開している。空気圧式制御デバイス３は、選択された検査間隔（例えば、１５分または３０分ごと）で、圧力または真空を好ましくはパルスで空気配管２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃに供給するように構成される。
【００５０】
空気圧式制御デバイス３は、関連するボタン３１，３２，３３のうちの１つを押すことによって検査デバイス２Ａ，２Ｂ，２Ｃを選択することによって、また、選択された検査デバイス２Ａ，２Ｂ，２Ｃを使用して検査を開始するためにボタン３９を押すことによって手動で動作されてもよい。ただし、好ましくは、テストスイートが提供され、メインコンピュータ１５０によって自動的に実行される。
【００５１】
図２は、図１の線Ａ――Ａに沿って切断された金属検出装置１の断面図を示している。図２は、入口開口１１１と出口開口１１２との間にヨーク１３が配置されていることを示している。入口開口１１１および出口開口１１２は、異なる大きさの断面積を有している。ヨーク１３は、検査対象物９の移動経路に沿って変化する断面形状を有している。ヨーク１３は、出口開口１１２の近傍において取付ブロック、好ましくは、環状取付ブロックすなわち第１の取付リング１２８によって、また、入口開口１１１の近傍において第２の取付リング１２７によって保持されている。ヨーク１３は、少なくとも２つの受信コイルの間に配置された少なくとも１つの送信コイルを有するコイルシステムによって取り囲まれている。コイルシステムは、送信コイルに供給される信号が各受信コイルにおいて同一の信号を発生させるように設計され、構成されている。したがって、各受信コイルは、異物８が製品９内に存在しない場合には、打ち消し合う。通過する製品９が金属成分８を含んでいることが記号的に示されている。金属成分８は、まず、第１の受信コイルにおいて信号変化を生じさせ、次いで、第２の受信コイルにおいて信号変化を生じさせ、結果として、コイルシステムおよび関連する電磁場を不安定にする。
【００５２】
ヨーク１３内において、じょうご１９が保持されている。じょうご１９は、鉛直方向に落ちる製品をその入口から出口まで案内する。
【００５３】
この断面図では、３つの検査デバイス２Ａ，２Ｂ，２Ｃが環状の取付ブロック、すなわち、第１の取付リング１２８に取り付けられ、保持されることを示している。第１の取付リング１２８は、出口開口１１２を取り囲む筐体１１に取り付けられている。
【００５４】
検査デバイス２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、それぞれ、ガイドチューブ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを備えている。ガイドチューブ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの各々は、環状取付ブロック１２８に設けられた取付穴１２８０内に保持されている。ガイドチューブ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの各々は、先端が金属検出装置１内に入った状態で延在している。ガイドチューブ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの各々は、基端において、接続具２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに接続されている。接続具２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、出口開口１１２の下方において金属検出装置１の外部で保持されている。ガイドチューブ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの各々は、被検物７Ａ，７Ｂ，７Ｃを備えている。検査デバイス２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、環状取付ブロック１２８の取付穴１２８０内において、例えば圧入によって、多数隣り合って容易に取り付けられ得ることが分かる。
【００５５】
ガイドチューブ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは、円錐状のヨーク１３の外部に、好ましくは円錐状のヨーク１３の母線に対して平行にそれぞれ整合された状態で配置される。したがって、検査デバイス２Ａ，２Ｂ，２Ｃ・・・は、検出領域１００と干渉することなく、また、金属検出装置１の上方側のスペースを使用することなく、金属検出装置１内に多数、容易に取り付けられ得る。したがって、検査デバイス２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、この検査オプションを必要とすることなく、現場で既に稼働している装置１に容易に組み入れられ得る。
【００５６】
接続具２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに空気圧または真空、好ましくは、空気圧または真空のパルスを適用することによって、被検物７Ａ，７Ｂ，７Ｃ（好ましくは、小塊２８内に嵌め込まれる（図３Ｂ参照））は、関連するガイドチューブ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ内で個々に上下に移動することができる。被検物７Ａ，７Ｂ，７Ｃは、空気圧を適用することによって上方に移動することができ、また、重力または真空の適用によって戻ることができる。
【００５７】
検査デバイス２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、好ましくは、鉄または非鉄材料（例えば、鋼鉄、ステンレス鋼、真ちゅう、または、アルミニウム）からなるか、これを含有する異なる被検物７Ａ，７Ｂ，７Ｃを備えている。第１の被検物７Ａは、鋼鉄から形成されていてもよく、第２の被検物７Ｂは、真ちゅうから形成されていてもよく、第３の被検物７Ｃは、アルミニウムから形成されていてもよい。したがって、検査は、検出領域１００を通過する製品９とともに、または、当該製品９なしで、これらの材料の全てについて実施され得る。選択された被検物７Ａまたは７Ｂまたは７Ｃの各々について、検査は、手動操作または自動で、好ましくは、所定の動作周波数について実施され得る。この検査に基づいて、最良の結果または最も強い応答信号が得られた動作周波数（単数または複数）が選択される。
【００５８】
これらの検査は、自動的に実行され得るので、検査パラメータを短時間で最適化することが可能である。好ましくは、検査および金属検出装置１の最適化のためのシーケンスは、間隔をおいて実施される。例えば１５分または３０分の短い間隔内で動作テストが行われてもよい。製品の大きな変化が生じる場合には、最適化シーケンスは、例えば、午前および午後、または、常時、実施される。
【００５９】
図２は、検査デバイス２Ａ，２Ｂ，２Ｃが金属検出装置１の上方側まで延在していないことを示している。閉鎖リング１２９が、第２の取付リング１２７の上方に取り付けられている。この閉鎖リング１２９および第２の取付リング１２７は、検査デバイス２Ａ，２Ｂ，２Ｃのいかなる部品にも拘束されていない。したがって、金属検出装置１の上方側には、埃取りはない。閉鎖リング１２９にわたって金属検出装置１の頂部に分散された食品くずは、容易に取り除くことができる。検査デバイス２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、製品９が金属検出装置１の上方で取り扱われる場合、または、金属検出装置１を清掃する場合には、偶発的なダメージを受けがちである。動作およびメンテナンスにおける利点に加えて、さらなる利点は、金属検出装置１の上方側において検査デバイス２Ａ，２Ｂ，２Ｃのためのチューブおよび取付具の使用を避けることによる製造労力の低減に関する。
【００６０】
ガイドチューブ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは、金属検出装置１の上方側まで延在していないが、個々の被検物７Ａ、７Ｂ，７Ｃは、それでも、コイルシステム一式によって通過できる。いくつかの用途では、それは、被検物７Ａ、７Ｂ，７Ｃが下側の第２の受信コイルまで上昇されても十分である。
【００６１】
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の検査デバイス２を空間図および断面図で示している。図３Ｃは、図３Ａの検査デバイス２を分解図で示している。検査デバイス２は、中空の円筒状のガイドチューブ２１を備えている。ガイドチューブ２１は、基端において、接続具２０に接続されており、小塊２８内に嵌め込まれた被検物７を取り囲んでいる。先端において、ガイドチューブ２１は、２つの排気穴を有する通気ポート２１１と、端部ストッパ２５が挿入されるネジ切り（ネジ付きボルトであってもよい）と、を備えている。端部ストッパ２５は、小塊２８のための端部ストッパとして作用し、好ましくは、小塊２８の移動経路の所望の長さに達するために、調節され得る。角度が付けられた接続具２０は、ガイドチューブ２１が保持される第１の接続部分２０１と、空気カップリングに接続されてもよく、または、空気ホースに直接的に接続されてもよい第２の接続部分２０２と、を備えている。空気圧、真空または重力を適用することによって、小塊２８は、ガイドチューブ２１の基端と先端との間で上下に移動され得る。本発明は、他の気体または流体を使用して実施されてもよい。
【００６２】
図４Ａおよび図４Ｂは、本発明のさらなる検査デバイス２を空間図および断面図で示している。図４Ｃは、図４Ａの検査デバイス２を分解図で示している。この検査デバイス２も、中空の円筒状のガイドチューブ２１を備えている。ガイドチューブ２１は、基端において、接続具２０に接続されており、小塊２８内に嵌め込まれた被検物７を取り囲んでいる。また、先端において、ガイドチューブ２１は、２つの排気穴を有する通気ポート２１１と、端部ストッパ２５（本実施形態では、ネジ付きボルト）が回されるねじ切りと、を備えている。この実施形態では、接続具２０は、ガイドチューブ２１によって完全に横切られ、止めネジ２０９によってガイドチューブ２１に固定される。接続具２０は、第１の接続部分２０１のみを備えている。ガイドチューブ２１の先端において、円筒状の支持要素２６が取り付けられており、支持要素２６は、その長手方向軸線に沿った中央穴を備えている。この穴は、第１の通気ポート２１１の排気穴を覆うことなく、ガイドチューブ２１の先端を受け入れる。
【００６３】
接続具２０の第１の接続部分２０１および支持要素２６において、中空の円筒状の通気チューブ２２の基端および先端は、ガイドチューブ２１と同軸に整合された状態で取り付けられ、その結果、ガイドチューブ２１および通気チューブ２２の先端、および、基端の少なくとも一部は、重なり合う。通気チューブ２２は、接続具２０の近傍において基端のところに通気ポート２２１を備えている。通気チューブ２２は、ガイドチューブ２１の外径よりも大きな内径を備えており、したがって、ガイドチューブ２１と通気チューブ２２との間に中空の円筒状の通気空間が設けられる。この通気空間を通って、ガイドチューブ２１の先端に位置する第１の通気ポート２１１と、通気チューブ２２の基端に設けられた第２の通気ポート２２１と、の間を空気が移動可能である。
【００６４】
ガイドチューブ２１および通気チューブ２２のこの構成によって、検査デバイス２が動作され、小塊２８がガイドチューブ２１の基端と先端との間で移動されるときに、空気が前後に自由に流れることができる。ガイドチューブ２１の外部の追加的な空気通路が形成されているが、検査デバイス２の寸法は、僅かに増加するだけである。したがって、この実施形態においても、移動可能な小塊２８を除き、金属検出装置１の外部からガイドチューブ２１および通気チューブ２２を通って金属検出装置１の外部に戻る障害のない空気流が確立され、検査デバイス２は、ほとんどスペースを必要とせず、任意のタイプの金属検出装置１に容易に設置され得る。
【００６５】
図５は、本発明の金属検出装置１を断面図で示しており、この金属検出装置１は、中空の円筒状のヨーク１３を備えている。金属検出装置１は、第１の開口１１１を通って上方から挿入されているじょうご１９と、第２の開口１１２を通って挿入されている検査デバイス２Ａ，２Ｂと、を有している。じょうご１９は、第１の開口１１１を完全に満たしており、検査装置またはその一部を第１の開口１１１の近傍に取り付けることはできない。
その結果、従来技術の検査装置は、上述したように、本実施形態の金属検出装置１において設置され得ない。
【００６６】
その代わりに、本発明の検査デバイス２は、大きなスペースを必要とせず、金属検出装置１の一方側に取り付けることができ、自由空間を利用可能である。検査デバイス２Ａ，２Ｂ，・・・のガイドチューブ２１Ａ，２１Ｂ，・・・は、ヨーク１３を完全に横切る必要がないので、一方側に容易に取り付けられ得る。
【００６７】
取付リング１２８（これは、円錐状のじょうご１９の下部側を保持する）には、複数の穴が設けられており、この穴を通って、検査デバイス２Ａ，２Ｂ，・・・のガイドチューブ２１Ａ，２１Ｂ，・・・が挿入される。これは、金属検出装置１の製造中に、または、現場において既に稼働している金属検出装置１で実施され得る。図５に示される取付リングすなわち取付手段１２８の形態は、単なる例である。取付手段１２８は、矩形であってもよいし、単に、金属検出装置の一部であるか、金属検出装置の要素（例えば、筐体１１またはヨーク１３）に接続されるフランジ要素であってもよい。
【００６８】
図５の実施形態では、検査デバイス２Ａ，２Ｂ，・・・のガイドチューブ２１Ａ，２１Ｂ，・・・は、ヨーク１３内で保持される。ヨーク１３は、コイルシステム（図示せず）を支持する。したがって、本発明の検査デバイス２は、ヨークおよびヨークに接続されたコイルシステムの内部または外部に取り付けられ得る。さらに、本発明の検査デバイス２は、任意の種類のヨークまたは金属検出装置とともに実用的に使用され得る。本発明の検査デバイス２は、特に、コイルシステムを通って鉛直方向に落下している製品、または、コイルシステムを水平方向に通るコンベアによって移送される製品の検査のために構成された金属検出装置において取り付けられ、使用され得る。
【００６９】
図６は、図５の検査デバイス２Ａ，２Ｂおよび検査デバイス２Ａを断面図で示しており、また、コイルシステムを記号的に示している。コイルシステムは、２つの受信コイル１４１，１４２の間に配置された送信コイル１４３を備えている。コイルシステム１４１，１４２，１４３は、送信コイル１４３に供給される信号が受信コイル１４１，１４２におけるのと同一の信号を生成し、したがって、コイルシステムを通って移動される製品９内に異物８が存在しない場合、および、受信コイル１４１，１４２に誘導された電磁場を通って移動される被検物７がない場合には、これらの信号が打ち消し合うように設計され、構成されている。この目的のために、被検物７は、受信コイル１４１，１４２および送信コイル１４３の内部または外部を移送され得る。
【符号の説明】
【００７０】
１…金属検出装置
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ…検査デバイス
３…空気圧式制御デバイス
６…ケーブルポート
７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ…被検物
８…異物
９…検査対象物
１１…筐体
１３…ヨーク
１５…ローカル制御ユニット
１８…ディスプレイ
１９…じょうご
２０，２０Ａ，２０ｂ，２０Ｃ…接続具
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ…ガイドチューブ
２２…通気チューブ
２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ…空気配管
２５…端部ストッパ
２６…支持要素
２８…小塊
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ…接続具
３１，３９…ボタン
１００…検出領域
１１１…入口開口
１１２…出口開口
１１５…取付フランジ
１１６…取付穴
１２７…第２の取付リング
１２８…取付リング
１２９…閉鎖リング
１４１，１４２…受信コイル
１４３…送信コイル
１５０…メインコンピュータ
１５１…第１の制御バス
１５３…第２の制御バス
２０１…第１の接続部分
２０２…第２の接続部分
２０９…ネジ
２１１…第１の通気ポート
２２１…第２の通気ポート
１２８０…取付穴
【図１】
2017151078.tif 000003
【図２】
2017151078.tif 000004
【図３Ａ】
2017151078.tif 000005
【図３Ｂ】
2017151078.tif 000006
【図３Ｃ】
2017151078.tif 000007
【図４Ａ】
2017151078.tif 000008
【図４Ｂ】
2017151078.tif 000009
【図４Ｃ】
2017151078.tif 000010
【図５】
2017151078.tif 000011
【図６】
2017151078.tif 000012
【外国語明細書】
2017151078000001.pdf