(57)【要約】【課題】  被検査体の検査を行いながら効率良く金属検出装置の検出動作が正常か否かを確認することができる金属検出装置を提供する。【解決手段】  金属検出装置において、被検査体搬送路は第１の速度で被検査体を搬送し、試験片搬送路は第１の速度とは異なる第２の速度で試験片を搬送し、受信信号から第１の速度に対応した被検査体信号を抽出する被検査体信号抽出部と、受信信号から第２の速度に対応した試験片信号を抽出する試験片信号抽出部とを備え、制御演算部は被検査体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とともに、試験片信号に基づいて試験片に収められた試験用金属を検出するようにした。【選択図】図２
2009204312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体（８０）を搬送する被検査体搬送路（１２）と、
試験用金属（９０）を収めた試験片（９１）を搬送する試験片搬送路（２０）と、
搬送される前記被検査体に混入している金属および前記試験片に収められた前記試験用金属を検出する検出部（３０、１８、３３、３４ａ、３４ｂ）と、
前記検出部から出力された受信信号（７０）に基づいて金属の有無を判定する制御演算部（６０）とを備えた金属検出装置（２００）において、
前記被検査体搬送路は第１の速度（ｖ１）で前記被検査体を搬送し、
前記試験片搬送路は前記第１の速度とは異なる前記第２の速度（ｖ２）で前記試験片を搬送し、
前記受信信号から前記第１の速度に対応した被検査体信号（７２、１４２、１４４）を抽出する被検査体信号抽出部（３９、１３８、１４０）と、
前記受信信号から前記第２の速度に対応した試験片信号（７３、１４３、１４５）を抽出する試験片信号抽出部（４０、１３９、１４１）とを備え、
前記制御演算部は前記被検査体信号に基づいて前記被検査体に混入している金属の有無を判定するとともに、前記試験片信号に基づいて前記試験片に収められた前記試験用金属を検出することを特徴とする金属検出装置（１０）。
【請求項２】
前記試験片をあらかじめ設定された所定時期に前記試験片搬送路に前記第２の速度で搬送するための搬送時期情報（９９）を記憶する搬送時期記憶部（９７）を備え、前記制御演算部は前記搬送時期記憶部に記憶された前記搬送時期情報に従った時期に前記試験片を前記搬送路に前記第２の速度で搬送することを特徴とする請求項１に記載の金属検出装置。
【請求項３】
前記搬送時期情報は所定時間間隔であることを特徴とする請求項２に記載の金属検出装置。
【請求項４】
前記制御演算部は操作部（２５）に試験片搬送操作が行われたとき、前記試験片を前記試験片搬送路に前記第２の速度で搬送することを特徴とする請求項１に記載の金属検出装置。
【請求項５】
前記制御演算部は前記操作部に前記試験片搬送操作が行われたとき、前記試験片を前記試験片搬送路に前記第２の速度で複数回搬送することを特徴とする請求項１または４のいずれか１項に記載の金属検出装置。
【請求項６】
前記試験片を前記試験片搬送路に前記第２の速度で搬送する回数となる搬送回数情報（９８）を記憶する搬送回数記憶部（９６）を備え、前記搬送時期情報に従った時期または前記操作部に前記試験片搬送操作が行われたとき、前記制御演算部は前記搬送回数記憶部に記憶された前記搬送回数情報に従った回数で前記試験片を前記搬送路に前記第２の速度で搬送することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の金属検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、食品、医薬品などの被検査体の通過によって生じる磁界の変化に基づいて被検査体中に混入した金属の有無を検出する金属検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、第１の方式の金属検出装置として、図１５に示すように被検査体８０に混入した金属に磁性を帯びさせるための直流磁界発生手段１８によって被検査体８０に磁性を帯びさせ、その被検査体８０に金属８１が混入していた場合に磁性を帯びさせられた金属８１が移動することによって生じる磁界の変化に基づいて金属混入の有無を検出する金属検出装置２００が、特に食品を生産する生産ラインにおいて広く使用されている。
【０００３】
また、従来、第２の方式の金属検出装置として、図１６に示すように送信コイル３３等の磁界発生手段によって発生させた交番磁界６９中に被検査体８０を通過させ、その被検査体８０に金属８１が混入していた場合に磁束密度の変化やうず電流の発生といった磁界の変化に基づいて金属異物混入の有無を検出する金属検出装置２００が、特に食品を生産する生産ラインにおいて広く使用されている。被検査体８０が食品である場合には製品に対する安全性や品質管理が要求されており、食品に金属８１が混入していると大きな問題となるため、金属検出装置による金属混入検査工程が重要なものとなる。
【０００４】
従って、金属検出装置２００の感度は常に保証されている必要があり、金属検出装置２００が正常に検出動作を行っているか否かを確認するために、テストピースと呼ばれる試験用金属９０が封入された試験片９１をユーザが被検査体搬送路１２に定期的に流し、検出部３０が試験片９１を検出する場合には金属検出装置２００の検出動作を正常と判断し、検出部３０が試験片９１を検知しない場合には金属検出装置２００の検出動作を異常と判断していた。
【０００５】
しかし、装置の不具合は不定の時点で発生するものであり、たとえば朝に正常に作動していた金属検出装置２００が午後に故障する場合もある。よって、なるべく頻繁に感度テストを行った方が好ましいのであるが、そのためには金属検出装置２００のみならずそれを組み込んだ生産ライン全体を停止する必要があるため、処理効率が著しく低下するという問題が生じる。
【０００６】
ここで、金属検出の効率を低下させることなく検出動作確認を行うものとして、金属検出装置２００の稼働中に磁界中に試験片９１や試験用金属９０を挿入したときに、検出部３０が試験片９１や試験用金属９０を検出する場合には金属検出装置２００の検出動作を正常と判断し、検出部３０が試験片９１や試験用金属９０を検知しない場合には金属検出装置２００の検出動作を異常と判断し、金属検出装置２００を停止させずに検出動作確認を行う金属検出装置がある。
【０００７】
さらに、被検査体搬送路１２によって搬送される被検査体８０とともに、かつ当該被検査体の搬送速度と略同一の速度で試験片９１や試験用金属９０を磁界中に挿入して、検出動作確認を行う金属検出装置がある。
（たとえば、特許文献１段落番号［０１０２］、［０１０３］参照）。
【特許文献１】特開２００３−１４８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、この試験片９１や試験用金属９０を挿入するタイミングによっては、被検査体８０が検出部３０を通過するタイミングと、試験片９１や試験用金属９０が検出部３０を通過するタイミングとが重なった場合、被検査体８０が金属８１が混入していないＯＫ品であるにも関わらず、誤って金属８１が混入しているＮＧ品と判定されてしまうことがある。このＮＧ品と判定された被検査体８０は、捨てるか再検査を行う必要があり、被検査体８０の無駄や再検査の手間が発生するという問題があった。
【０００９】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、被検査体８０が検出部３０を通過するタイミングと、試験片９１や試験用金属９０が検出部３０を通過するタイミングとが重なった場合であっても、被検査体８０が誤ってＮＧ品と判定されることがなくなり、被検査体８０の無駄や再検査の手間が発生することがなく、被検査体８０の検査を行いながら効率良く金属検出装置２００の検出動作が正常か否かを確認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する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１の金属検出装置１０では、被検査体８０を搬送する被検査体搬送路１２と、試験用金属９０を収めた試験片９１を搬送する試験片搬送路２０と、搬送される前記被検査体に混入している金属および前記試験片に収められた前記試験用金属を検出する検出部３０と、前記検出部から出力された受信信号７０に基づいて金属の有無を判定する制御演算部６０とを備えた金属検出装置２００において、前記被検査体搬送路は第１の速度ｖ１で前記被検査体を搬送し、前記試験片搬送路は前記第１の速度とは異なる前記第２の速度ｖ２で前記試験片を搬送し、前記受信信号から前記第１の速度に対応した被検査体信号７２、１４２、１４４を抽出する被検査体信号抽出部３９、１３８、１４０と、前記受信信号から前記第２の速度に対応した試験片信号７３、１４３、１４５を抽出する試験片信号抽出部４０、１３９、１４１とを備え、前記制御演算部は前記被検査体信号に基づいて前記被検査体に混入している金属の有無を判定するとともに、前記試験片信号に基づいて前記試験片に収められた前記試験用金属を検出する構成を有している。
【００１１】
また、本発明の請求項２の金属検出装置１０では、前記試験片をあらかじめ設定された所定時期に前記試験片搬送路に前記第２の速度で搬送するための搬送時期情報９９を記憶する搬送時期記憶部９７を備え、前記制御演算部は前記搬送時期記憶部に記憶された前記搬送時期情報に従った時期に前記試験片を前記搬送路に前記第２の速度で搬送する構成を有している。
【００１２】
また、本発明の請求項３の金属検出装置１０では、請求項２において、前記搬送時期情報を所定時間間隔とした構成を有している。
【００１３】
また、本発明の請求項４の金属検出装置１０では、請求項１において、前記制御演算部は操作部２５に試験片搬送操作が行われたとき、前記試験片を前記試験片搬送路に前記第２の速度で搬送することを特徴とする構成を有している。
【００１４】
また、本発明の請求項５の金属検出装置１０では、請求項１または４のいずれか１項において、前記制御演算部は前記操作部に前記試験片搬送操作が行われたとき、前記試験片を前記試験片搬送路に前記第２の速度で複数回搬送する構成を有している。
【００１５】
また、本発明の請求項６の金属検出装置１０では、請求項１から５のいずれか１項において、前記試験片を前記試験片搬送路に前記第２の速度で搬送する回数となる搬送回数情報９８を記憶する搬送回数記憶部９６を備え、前記搬送時期情報に従った時期または前記操作部に前記試験片搬送操作が行われたとき、前記制御演算部は前記搬送回数記憶部に記憶された前記搬送回数情報に従った回数で前記試験片を前記搬送路に前記第２の速度で搬送する構成を有している。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の請求項１の金属検出装置では、被検査体搬送路は第１の速度で被検査体を搬送し、試験片搬送路は第１の速度とは異なる第２の速度で試験片を搬送し、検出部からの受信信号から第１の速度に対応した被検査体信号抽出する被検査体信号抽出部と、検出部からの受信信号から第２の速度に対応した試験片信号を抽出する試験片信号抽出部とを備え、制御演算部は被検査体信号被検査体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とともに、試験片信号に基づいて試験片に収められた試験用金属を検出する構成を有しているので、被検査体が検出部を通過するタイミングと、試験片や試験用金属が検出部を通過するタイミングとが重なった場合であっても、被検査体が金属が混入していないＯＫ品であるにも関わらず、誤って金属が混入しているＮＧ品と判定されることがなくなり、被検査体の無駄や再検査の手間が発生することがなく、被検査体の検査を行いながら効率良く金属検出装置の検出動作が正常か否かを確認することができる。
【００１７】
さらに、本発明の請求項１の金属検出装置では、被検査体が検出部を通過するタイミングと、試験片や試験用金属が検出部を通過するタイミングとが重なった場合であっても、被検査体が金属が混入していないＯＫ品であるにも関わらず、誤って金属が混入しているＮＧ品と判定されることがなくなるために、ユーザが被検査体の動きを見ながら検出部内で試験片と被検査体が重ならないように試験片搬送操作をするタイミングに注意をする必要がなくなり、ラインの生産性向上が可能となる。
【００１８】
さらに、本発明の請求項２の金属検出装置では、あらかじめ設定された所定時期に自動的に試験片搬送路内の試験片を搬送するようにしているので、ユーザが手動で試験片搬送操作を行わなくても試験片搬送路内を試験片が搬送され、試験用金属を検出部に挿脱することができ、所定時期に自動で検出動作確認を行えることにより、金属検出装置の感度の経時変化、経年変化や、不定の時点で発生する装置の不具合を確実に発見することができるので、検出動作確認の信頼性の向上および自動化と省力化が可能となる。
【００１９】
さらに、本発明の請求項３の金属検出装置では、所定時間間隔で自動的に試験片搬送路内の試験片を搬送するようにしているので、ユーザが手動で試験片搬送操作を行わなくても所定時間間隔で試験片搬送路内を試験片が搬送され、試験用金属を検出部に挿脱することができ、所定時間間隔で自動で検出動作確認を行えることにより、金属検出装置の感度の経時変化、経年変化や、不定の時点で発生する装置の不具合をより確実に発見することができるので、検出動作確認の信頼性の向上および自動化と省力化が可能となる。
【００２０】
さらに、本発明の請求項４の金属検出装置では、操作部へのユーザの試験片搬送操作に従って試験片搬送路内の試験片の移動をさせているので、ユーザは任意のタイミングで検出動作確認をすることができる。しかも、本発明では被検査体が検出部を通過するタイミングと、試験片や試験用金属が検出部を通過するタイミングとが重なった場合であっても、被検査体が誤ってＮＧ品と判定されることがないので、被検査体の無駄や再検査の手間が発生することがなく、ユーザが被検査体の動きを見ながら検出部内で試験片と被検査体が重ならないように試験片搬送操作をするタイミングに注意をする必要がなくなり、ラインの生産性向上が可能となる。
【００２１】
さらに、本発明の請求項５の金属検出装置では、請求項４の発明の効果に加えて、操作部へのユーザの試験片搬送操作に従って試験片搬送路内の試験片を複数回移動させているので、試験片がユーザの１回の試験片搬送操作で複数回移動するために試験用金属を検出部に複数回挿脱することができ、ユーザの操作回数が１回にも関わらず複数回の検出動作確認が可能となるので、検出動作確認の信頼性を向上させることができる。
【００２２】
さらに、本発明の請求項６の金属検出装置では、請求項５の発明の効果に加えて、あらかじめ設定された所定時期や所定時間間隔で自動的に試験片搬送路内の試験片を搬送するようにしているので、ユーザが手動で試験片搬送操作を行わなくてもあらかじめ設定された所定時期や所定時間間隔で試験片搬送路内を試験片が搬送され、試験用金属を検出部に挿脱することができ、所定時期や所定時間間隔で自動で検出動作確認を行えるので、金属検出装置の感度の経時変化、経年変化や、不定の時点で発生する装置の不具合を極めて確実に発見することができるので、ラインの生産性向上に加え、金属検出装置の検出動作確認の信頼性の向上および自動化と省力化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態に係る金属検出装置について、以下、図面を用いて説明する。
［第１実施形態］
図１および図２は本発明に係る金属検出装置の第１実施形態を示す図であり、本発明を直流磁界発生手段を用いて被検査体に磁性を帯びさせる第１の方式の金属検出装置に適用した例を示している。
【００２４】
図１に示すように、本実施の形態に係る金属検出装置１０は、筐体１１に設けられた検査穴１１ａと、この筐体１１の検査穴１１ａ内に挿通されて被検査体８０を搬送する被検査体搬送コンベア１２と、被検査体８０に含まれる金属８１に磁性を帯びさせる磁化部１８と、被検査体８０が筐体１１の検査穴１１ａ内に進入したことを検知する光学式等の進入センサ１６とを備えている。
【００２５】
磁化部１８は、直流磁界を発生させて金属８１に磁性を帯びさせるために永久磁石、電磁石等、公知の直流磁界発生手段が用いられる。
【００２６】
被検査体搬送コンベア１２は、所定幅の無端ベルト１３を複数のローラ１４ａ、１４ｂに着脱可能に巻き掛けて、その上走部に所定長さの被検査体搬送路を構成するようになっている。被検査体８０は、被検査体搬送コンベア１２によって図１中の矢印１７ａで示すように第１の速度ｖ１で左方側から右方側へと搬送されるようになっている。また、無端ベルト１３は少なくとも一方側のローラ１４ａ又は１４ｂを介し、たとえば速度制御および正逆転切換えが可能なＤＣブラシレスモータ等の搬送モータ１５によって駆動され、被検査体８０を被検査体搬送コンベア１２上の所定の搬送先まで搬送するようになっている。なお、搬送モータ１５は、図２に示す制御演算部６０によって制御されている。
【００２７】
図１に示すように、本実施の形態に係る金属検出装置１０は、試験用金属９０を収めた試験片９１を矢印１７ｂで示す方向に第１の速度ｖ１とは異なる第２の速度ｖ２で搬送する試験片搬送路２０をさらに備えている。
【００２８】
ここで、前述の磁化部１８は、被検査体８０に含まれる金属８１に磁性を帯びさせるとともに、試験片９１に収められた試験用金属９０に磁性を帯びさせている。なお、試験片９１に収められた試験用金属９０は、磁化部１８で磁性を帯びさせることに限られず、本発明の金属検出装置１０に含まれない外部の磁化手段によりあらかじめ磁性を帯びさせられていてもよい。
【００２９】
また、図１に示すように、受信コイル３４ａ、３４ｂは、コンベア１２の被検査体搬送方向に直交する面を各コイルの開口面として筐体１１の検査穴１１ａの外周に設けられている。
【００３０】
なお、受信コイル３４、３４ｂは、それぞれの各コイルの開口面が筐体１１の検査穴１１ａの上面と下面とに並行となるように筐体１１の検査穴１１ａの上面近傍と下面近傍に設けられていてもよい。
【００３１】
試験片搬送路２０は、所定長さの非磁性非電導性の材質のシリンダ２１と、その長手方向の両端部に試験片９１を駆動するための通気管２２ａ、２２ｂが接続されている。この試験片搬送路２０は、この筐体１１の検査穴１１ａの内側に挿通され、被検査体搬送コンベア１２とは搬送方向に並行して設けられている。
【００３２】
なお、試験片搬送路２０の位置は、筐体１１の検査穴１１ａの内側や、受信コイル３４ａ、３４ｂの内側に限られるものではなく、筐体１１の検査穴１１ａの外側や、受信コイル３４ａ、３４ｂの外側に設けられていてもよい。これは、試験片搬送路２０の位置が検査穴１１ａの外側や、受信コイル３４ａ、３４ｂの外側では、検査穴１１ａの内側や、受信コイル３４ａ、３４ｂの内側よりも金属検出感度は低下するが、金属検出装置が正常に検出動作を行っているか否かを確認するためであれば、試験片９１に収められた試験用金属９０の物理的大きさまたは／およびその帯びさせる磁性を検査穴１１ａの外側や、受信コイル３４ａ、３４ｂの外側で検出可能な程度まで大きくしておくことにより試験片搬送路２０の位置が検査穴１１ａの外側や、受信コイル３４ａ、３４ｂの外側であっても検出動作の確認に必要な金属検出感度を確保できるためである。
【００３３】
もちろん、上述の理由により試験片搬送路２０の位置が受信コイル３４ａ、３４ｂの外側および外側の筐体１１の内部や、筐体１１の外部であっても試験片９１に収められた試験用金属９０の物理的大きさまたは／およびその帯びさせる磁性を検出可能な程度まで大きくしておくことにより検出動作の確認に必要な金属検出感度を確保するようにしていれば検出動作の確認には差し支えがない。
【００３４】
シリンダ２１の内部には着脱可能な試験片９１を設けている。試験片９１は、試験片搬送路２０によって図１中の左方側から右方側、右方側から左方側へと搬送されるようになっている。シリンダ２１を非磁性非電導性の素材を用いて構成しているのは、磁化部１８により磁性を帯びさせられた被検査体８０に含まれた金属８１が発生する磁界や、試験片９１に収められた磁性を帯びさせられた試験用金属９０が発生する磁界に対し、シリンダ２１の素材自体が影響を与えないようにするためである。通気管２２ａ、２２ｂは、シリンダ２１内部に空気を供給することができるように構成されている。なお、通気管２２ａ、２２ｂに空気を供給するタイミングおよび空気の流量は、図２に示す制御演算部６０によって制御されている。
【００３５】
通気管２２ａから空気を供給することによって試験片９１を図１の左方側から右方側に移動させることができる。一方、通気管２２ｂから空気を供給することによって試験片９１を図１の右方側から左方側に移動させることができる。すなわち、通気管２２ａ、２２ｂがシリンダ２１内にて試験片９１を往復移動させる移動手段として機能する。シリンダ２１にて試験片９１を往復移動させることにより、試験片９１に収められた試験用金属９０を筐体１１に設けられた検査穴１１ａを通過させることができ、磁性を帯びさせられた試験用金属９０を繰り返し検査穴１１ａに挿脱することができる。
【００３６】
試験片９１に収められた試験用金属９０は、材質は磁性金属（Ｆｅ等）からなり、形状は球状、円柱状、針状、網状、その他被検査体に混入するおそれのある形状と大きさに形成されている。
【００３７】
試験片９１は、試験用金属９０の錆、汚れ、形状変化等を防ぎ、かつ大きさが０．１ｍｍ程度から数ｍｍ程度と小さな試験用金属９０をユーザが目視でその存在を認識し、手で取扱いやすくするため、視覚的に認識しやすく手で取り扱いやすい大きさ、形状、色に形成された非磁性非電導性の素材、たとえば樹脂で形成し、その内部に試験用金属９０を収めている。試験片９１の表面には、試験片９１に収められた試験用金属９０の大きさ、材質、形状の情報をユーザが目視で確認できるよう、非磁性非電導性の印刷または刻印を用いて、試験用金属９０の大きさ、材質、形状の情報を表面に記載している。試験片９１を非磁性非電導性の素材を用いて構成しているのは、磁化部１８により磁性を帯びさせられた被検査体８０に含まれた金属８１が発生する磁界や、試験片９１に収められた磁性を帯びさせられた試験用金属９０が発生する磁界に対し、試験片９１を構成する試験用金属９０以外の素材自体が影響を与えないようにするためである。また、試験片９１の形状は、シリンダ２１内を通気管２２ａ、２２ｂに供給される空気により生じる圧力によって円滑に移動できるよう、シリンダ２１の内面に適合した形状とされている。なお、試験片９１は、試験片９１に収められた試験用金属９０の大きさ、材質、形状によって複数種類が用意されている。
【００３８】
さらに、シリンダ２１には、複数種類の試験片９１を交換可能とするための図示しない試験片交換機構が設けられている。試験片交換機構は、シリンダ２１の壁面に設けられた開閉可能な蓋部からなり、この蓋部は、蓋部が開けられたときは試験片９１の取り出しまたは取り付けが可能となる開口面の大きさと形状に形成され、この蓋部が閉じられたときは試験片駆動のための通気管２２ａ、２２ｂからの空気が漏洩しないようにシリンダ２１が密閉される構造となっている。ユーザは試験片交換機構を用いて検出動作確認を行いたい大きさ、材質、形状の試験用金属９０が収められた試験片９１をシリンダ２１内に取り付けることができる。
【００３９】
筐体１１の外部には、ユーザによる被検査体８０の検査条件の入力、検出動作確認のための試験片９１を駆動する条件の入力、試験片９１の種類に関する情報等の入力、ユーザの任意のタイミングで試験片９１を駆動するための検出動作確認実行キー等、入力や実行を行うための操作部２５を備えている。また、筐体１１の外部には、操作部２５で入力された情報、被検査体８０の検査条件、検出動作確認のための試験片９１を駆動する条件、被検査体８０の検査結果、検出動作確認結果等を表示する表示部２６とを備えている。
【００４０】
図１で説明した構成に加え、本実施の形態に係る金属検出装置１０は、図２に示すように構成されている。以下、図２を用いて説明する。
【００４１】
磁化部１８により磁性を帯びさせられた被検査体８０に含まれた金属８１や、試験片９１に収められた磁性を帯びさせられた試験用金属９０が、互いに逆相に結合された一対の受信コイル３４ａと受信コイル３４ｂとの間を通過することにより、受信コイル３４ａと受信コイル３４ｂには被検査体８０に含まれた金属８１や、試験片９１に収められた磁性を帯びさせられた試験用金属９０が有する磁界の移動による磁界の変動が発生し、受信コイル３４ａの誘起電圧と受信コイル３４ｂの誘起電圧との差である差動出力すなわち受信信号が発生する。受信コイル３４ａと受信コイル３４ｂにより出力された受信信号を増幅する増幅器３６とを備えている。
【００４２】
なお、受信コイル３４ａと受信コイル３４ｂとの間に被検査体８０や試験片９１が存在しない状態において、受信コイル３４ａと受信コイル３４ｂとの誘起電圧が等しく平衡し、両者の差である差動出力すなわち受信信号がゼロになるようにあらかじめ調整されている。
【００４３】
増幅器３６で増幅された受信信号は、被検査体８０の搬送速度である第１の速度ｖ１に対応した信号の周波数成分ｆ１のみを取り出すための被検査体信号バンドパスフィルタ（以下「被検査体信号ＢＰＦ」という。）３９と、試験片９１の搬送速度である第２の速度ｖ２に対応した信号の周波数成分ｆ２のみを取り出すための試験片信号バンドパスフィルタ（以下「試験片信号ＢＰＦ」という。）４０とにそれぞれ並行して入力される。
【００４４】
被検査体信号ＢＰＦ３９によって出力される信号を増幅する増幅器４１と、増幅器４１によって出力される信号をアナログ信号からディジタル信号に変換して出力する被検査体信号Ａ／Ｄ変換器５３とを備えている。
【００４５】
試験片信号ＢＰＦ４０によって出力される信号を増幅する増幅器４２と、増幅器４２によって出力される信号をアナログ信号からディジタル信号に変換して出力する試験片信号Ａ／Ｄ変換器５４とを備えている。
【００４６】
被検査体信号Ａ／Ｄ変換器５３によってディジタル信号に変換された信号に基づいて被検査体８０中の金属８１の有無を検出する一方、試験片信号Ａ／Ｄ変換器５４によってディジタル信号に変換された信号に基づいて試験片９１に収められた試験用金属９０を検出する制御演算部６０と、制御演算部６０によって使用される各種情報を記憶した記憶装置６５とを筐体１１の内部に備えている。
【００４７】
制御演算部６０内の被検査体判定部６１は、被検査体信号Ａ／Ｄ変換器５３が出力するディジタル信号を、被検査体検出設定部６２で設定された検出条件と、記憶装置６５内のレベル記憶部６７の情報とに基づいて処理し、被検査体８０中の金属８１の有無を検出するように構成されている。
【００４８】
制御演算部６０内の試験片判定部６３は、試験片信号Ａ／Ｄ変換器５４が出力するディジタル信号を、試験片検出設定部６４で設定された検出条件と、記憶装置６５内のレベル記憶部６７の情報と、試験片搬送信号９５とに基づいて処理し、試験片９１に収められた試験用金属９０の有無を検出するように構成されている。
【００４９】
記憶装置６５内のレベル記憶部６７に記憶される情報には、磁化部１８によって磁性を帯びさせられた金属８１を含まない正常な被検査体８０、すなわちＯＫ品を送信コイル３３と受信コイル３４ａと３４ｂとの間を通過させたとき、この正常な被検査体８０が通過することによって生じる磁界の変化に応じて制御演算部６０によって生成される信号のレベル（以下「基準被検査体信号レベル」という。）が含まれている。また、レベル記憶部６７には、被検査体８０の品種によって複数種類の被検査体毎にそれぞれ基準被検査体信号レベルを記憶しておき、被検査体８０の品種に対応させて基準被検査体信号レベルを変更するようになっている。
【００５０】
制御演算部６０内の被検査体判定部６１は、レベル記憶部６７に記憶された被検査体８０に対応した基準被検査体信号レベルと、受信コイル３４ａと受信コイル３４ｂとの間を磁化部１８により磁性を帯びさせられた被検査体８０が通過することによって生じる磁界の変化に応じて制御演算部６０によって生成された信号のレベルとを比較して、通過したその被検査体８０の信号のレベルが基準被検査体信号レベルを超える信号のレベルであるとき、その被検査体８０に金属８１が混入していると判定する。
【００５１】
記憶装置６５内のレベル記憶部６７に記憶される情報には、金属検出装置１０の出荷時等、正常な検出感度を有することが明らかな金属検出装置１０に、試験片９１に含まれた磁性を帯びさせられた試験用金属９０を通過させたとき、受信コイル３４ａと受信コイル３４ｂとの間を試験片９１に収められた磁性を帯びさせられた試験用金属９０が通過することによって生じる受信コイル３４ａと受信コイル３４ｂとの間の磁界の変化に応じて制御演算部６０によって生成される信号のレベル（以下「基準試験片レベル」という。）が含まれている。なお、レベル記憶部６７には、大きさ、材質、形状の少なくとも１つが異なる複数種類の試験片毎に基準試験片レベルを記憶していてもよい。
【００５２】
制御演算部６０内の試験片判定部６３は、レベル記憶部６７に記憶された試験片９１に収められた磁性を帯びさせられた試験用金属９０に対応した基準試験片信号レベルと、受信コイル３４ａと３４ｂとの間を試験片９１に収められた磁性を帯びさせられた試験用金属９０が通過することによって生じる磁界に応じて制御演算部６０によって生成された信号のレベルとを比較して、通過した試験片９１に収められた磁性を帯びさせられた試験用金属９０の信号のレベルが基準試験片信号レベルを超える信号のレベルであるとき、試験片９１が存在すると判定する。
【００５３】
制御演算部６０は、プログラムが記録された図示していないＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭに記録されたプログラムに基づいて動作する図示していないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵの作業領域である図示していないＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、Ｉ／Ｏインタフェース等を含んで構成されている。
【００５４】
記憶装置６５は、プログラムが記録された図示していないＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスク、メモリカード等の着脱可能な記憶手段、Ｉ／Ｏインタフェース等を含んで構成されている。
【００５５】
次に、金属検出装置１０の動作について説明する。
【００５６】
まず、通常の運転で行われる被検査体８０中の金属８１の有無を検出する動作について図１、図２、図３、図４、図５を用いて説明する。
【００５７】
なお、ここでは被検査体８０中の金属８１の有無を判定するため、被検査体８０が搬送される第１の速度ｖ１に対応して磁界中移動により変化する低周波信号成分ｆ１に係る信号の流れについて説明する。
【００５８】
制御演算部６０は、被検査体搬送コンベア１２によって搬送された被検査体８０が進入センサ１６によって検出されたことを検知すると、以下に述べる被検査体８０中の金属８１の有無を検出する動作を開始する。
【００５９】
被検査体搬送コンベア１２によって受信コイル３４ａと受信コイル３４ｂとの間を第１の速度ｖ１で搬送され、磁化部１８により磁性を帯びさせられた金属８１を含む被検査体８０が通過すると、被検査体８０に含まれた金属８１が有する磁界の移動による磁界の変動が発生し、受信コイル３４ａの誘起電圧と受信コイル３４ｂの誘起電圧との平衡状態がくずれ、両者の差である差動出力すなわち受信信号７０が出力され、出力された受信信号７０は、増幅器３６に出力されて増幅される。
【００６０】
受信信号７０は、被検査体８０が搬送される第１の速度ｖ１に対応して磁界中移動により変化する低周波信号成分ｆ１を基本とする信号となり、たとえば図４に示す実線Ｘ１のような信号波形で表すことができる。基本となる低周波信号成分ｆ１は、図４に示す破線Ｘ１ａで示している。なお、低周波信号成分ｆ１の周期はＴ１となる。
【００６１】
増幅器３６に出力されて増幅された受信信号７０は、被検査体の搬送速度である第１の速度ｖ１に対応した信号の周波数成分ｆ１のみを取り出すための被検査体信号ＢＰＦ３９に入力される。
【００６２】
被検査体信号ＢＰＦ３９は、被検査体８０が搬送される第１の速度ｖ１に対応して磁界中移動により変化する低周波信号成分ｆ１を取り出すフィルタ特性を有している。たとえば図３に示すようなｆ１を通過帯域とし、ｆ２を充分に減衰させるバンドパス特性を有する。
【００６３】
ただし、被検査体信号ＢＰＦ３９は、バンドパスフィルタに限られるものではなく、ｆ１を通過帯域とし、ｆ２を充分に減衰させる特性を有していればローパスフィルタまたはバンドエリミネーションフィルタであってもよい。
【００６４】
ここで、被検査体信号ＢＰＦ３９は、アナログフィルタを用いている。アナログフィルタは公知の演算増幅器や受動素子を用いたフィルタ回路で構成されている。
【００６５】
被検査体信号ＢＰＦ３９に入力された受信信号７０は、被検査体信号ＢＰＦ３９の有するｆ１を通過帯域としたバンドパス特性によって被検査体８０に係る信号のみが取り出され被検査体信号７２として出力された後、増幅器４１で増幅される。被検査体信号７２は、たとえば図５に示す実線Ｘ１ａのような信号波形で表すことができる。
【００６６】
増幅器４１で増幅された被検査体信号３９は、被検査体信号Ａ／Ｄ変換器５３でアナログからディジタルの信号に変換され、ディジタル被検査体信号１０１として制御演算部６０に取り込まれる。
【００６７】
制御演算部６０は、被検査体信号Ａ／Ｄ変換器５３から入力されるディジタル被検査体信号１０１に基づいて生成した信号の測定レベルと、被検査体検出設定部６２で設定された検出条件と、記憶装置６５に記憶された基準被検査体信号レベルとに基づいて被検査体８０中の金属８１の有無、材質および大きさを検出する。
【００６８】
そして、制御演算部６０は、被検査体８０中の金属検出結果を表示部２６に表示する。
【００６９】
したがって、ユーザは、金属検出装置１０による被検査体８０中の金属８１の有無、材質および大きさを確認することができる。
【００７０】
次に、試験片搬送路２０内の試験用金属９０が収められた試験片９１を検出する動作について図１、図２、図３、図６、図７を用いて説明する。
【００７１】
なお、ここでは試験片９１に収められた試験用金属９０を検出するため、試験片９１が搬送される第２の速度ｖ２に対応して磁界中移動により変化する低周波信号成分ｆ２に係る信号の流れについて説明する。
【００７２】
制御演算部６０は、操作部２５へのユーザの試験片搬送操作またはあらかじめ設定された搬送時期情報９９ならびに搬送回数情報９８に従って、試験片９１を試験片搬送路２０に第２の速度ｖ２で搬送するための試験片搬送信号９５を発生させる。図示しない空気圧発生部は、試験片搬送信号９５を受けると試験片９１を試験片搬送路２０を構成するシリンダ２１内にて移動させるために通気管２２ａまたは２２ｂのいずれか一方に空気を供給する。試験片９１は、通気管２２ａまたは２２ｂのいずれか一方に空気を供給されると、シリンダ２１と試験片９１の間の空気圧により、図１の左方側から右方側または右方側から左方側に移動する。
【００７３】
なお、搬送時期情報９９は、記憶装置６５内の搬送時期記憶部９７に記憶されている。搬送時期情報９９は、たとえば工場出荷時の設定や、ユーザが設定した所定の時刻になると制御演算部６０に対して試験片搬送信号９５を発生させるよう指定することができるように構成されている。なお、搬送時期情報９９はユーザが設定した所定の時刻だけに限らず、所定の年月日を含めた指定を行ってもよい。
【００７４】
図８（ａ）では、搬送時期情報９９に対応した動作確認時刻の設定を行う画面を例示している。毎日の指定時刻に動作確認を実行させたい場合には、当該指定時刻の選択や指定時刻の変更も可能であり、全選択ボタンにより一括して複数の指定時刻を選択するようにしてもよいし、出荷時設定ボタンにより工場出荷時の設定に戻すことができてもよい。
【００７５】
また、図８（ｂ）では、搬送時期情報９９に対応した動作確認時刻の設定を行う画面において、図８（ａ）とは異なる形態の動作確認時刻の設定画面を例示している。指定年月日の指定時刻に動作確認を実行させたい場合には、当該指定年月日の選択や指定年月日および指定時刻の変更も可能であり、全選択ボタンにより一括して複数の指定年月日の指定時刻を選択するようにしてもよいし、出荷時設定ボタンにより工場出荷時の設定に戻すことができてもよい。
【００７６】
さらに好ましくは、搬送時期情報９９は所定時間間隔、たとえば２時間間隔で制御演算部６０に対して試験片搬送信号９５を発生させるように指定することができるように構成されているとよい。これは、金属検出装置１０の温度変化や経時変化による特性の変化、経年変化、不定の時点で発生する装置の不具合により金属検出装置１０の検出感度が劣化している場合でも、所定時間間隔で検出動作確認を自動で行うようにすれば、本来ＮＧ品となるべき被検査体８０をＯＫ品として判定してしまうことを未然に防止することができるためである。
【００７７】
図８（ｃ）では、搬送時期情報９９に対応した動作確認時刻の設定を行う画面において、図８（ａ）、（ｂ）とは異なる形態の動作確認時刻の設定画面を例示している。毎日の所定時間間隔で動作確認を実行させたい場合には、当該所定時間間隔の選択や変更も可能である。もちろん、毎日の所定時間間隔に限られるものではなく、指定した年月日において所定時間間隔で動作確認を実行させるようにしてもよい。
【００７８】
また、搬送回数情報９８は、記憶装置６５内の搬送回数記憶部９６に記憶されている。搬送回数情報９８は、たとえば工場出荷時の設定や、ユーザが設定した所定の試験片９１の搬送回数で、制御演算部６０に対して試験片搬送信号９５を発生させることができるように構成されている。搬送回数は、たとえば１回でもよく、複数回を指定することができるように構成されている。さらに、操作部２５には図示しない検出動作確認実行キーを複数備え、１回のみ試験片搬送を行いたい場合には１回のみ搬送する機能を意味する検出動作確認実行キーを押下すれば試験片９１が１回のみ搬送され、複数回試験片搬送を行いたい場合には複数回搬送する機能を意味する検出動作確認実行キーを押下すれば試験片９１は複数回搬送されるように構成してもよい。
【００７９】
図８（ｄ）では、搬送回数情報９８に対応した動作確認ボタンを押下した場合の搬送回数の設定を行う画面を例示している。ここでは、ユーザが任意のタイミングで動作確認ボタンを押下した場合の試験片９１が搬送される回数が表示されている。当該搬送回数の選択や搬送回数の変更も可能である。また、出荷時設定ボタンにより工場出荷時の設定に戻すことができてもよい。なお、搬送回数に係る動作および表示は搬送回数に限られず、往復回数としても差し支えない。
【００８０】
特に、搬送回数情報９８は複数回試験片搬送を行うように設定することが望ましい。これは、１回の検出動作確認実行キーの押下で、検出部を複数回試験片が通過するため、より確実に検出動作確認が行えるためである。
【００８１】
図８（ｅ）では、搬送回数情報９８に対応した搬送回数の設定を行う画面において、前述の搬送時期情報９９に対応した動作確認時刻と組み合わせた場合の搬送回数の設定を行う画面を例示している。指定時刻に動作確認を実行させた場合に、当該指定時刻に試験片９１が搬送される回数が表示されている。当該搬送回数の選択や搬送回数の変更も可能である。また、出荷時設定ボタンにより工場出荷時の設定に戻すことができてもよい。なお、搬送回数に係る動作および表示は搬送回数に限られず、往復回数としても差し支えない。
【００８２】
搬送回数情報９８の用途は、操作部２５へのユーザの試験片搬送操作を行ったとき制御演算部６０に対して指定された搬送回数の試験片搬送信号９５を発生させる用途に限られず、前述の搬送時期情報９９で指定された所定時期や所定時間間隔で制御演算部６０に対して試験片搬送信号９５を発生させるときに、この所定時期や所定時間間隔毎にそれぞれ指定された搬送回数で搬送するように試験片搬送信号９５を発生させる用途としてもよい。このようにすることで、所定時期や所定時間間隔で自動で検出動作確認を行えるうえ、指定した搬送回数で試験片がその都度搬送されるようになり、特に指定した搬送回数が複数回である場合には金属検出装置１０の感度の経時変化、経年変化や、不定の時点で発生する装置の不具合を極めて確実に発見できるためである。
【００８３】
図８（ｆ）では、搬送回数情報９８に対応した搬送回数の設定を行う画面において、前述の搬送時期情報９９に対応した動作確認時刻と組み合わせた場合の搬送回数の設定を行う画面において、図８（ｅ）とは異なる形態の搬送回数の設定画面を例示している。動作確認時刻として、指定年月日の指定時刻に動作確認を実行させたい場合や、所定時間間隔で動作確認を実行させたい場合や、指定日や指定曜日の指定時刻に動作確認を実行させたい場合を示している。
前述と同様に、指定時刻に動作確認を実行させた場合に、当該指定時刻に試験片９１が搬送される回数が表示されている。当該搬送回数の選択や搬送回数の変更も可能である。また、出荷時設定ボタンにより工場出荷時の設定に戻すことができてもよい。なお、搬送回数に係る動作および表示は搬送回数に限られず、往復回数としても差し支えない。
【００８４】
空気圧発生部で発生させる空気の流量および空気の発生時間は、被検査体搬送コンベア１２により被検査体８０を搬送する第１の速度ｖ１とは異なる第２の速度ｖ２で試験片９１が搬送されるようにあらかじめ設定されている。好ましくは、第２の速度ｖ２は第１の速度ｖ１よりも十分に速い速度とすることが望ましい。
【００８５】
上述したように、制御演算部６０は試験片搬送信号９５を発生させるとともに、試験片搬送路２０によって搬送された試験片９１に対し、以下に述べる試験片９１を検出する動作を開始する。
【００８６】
試験片搬送路２０によって受信コイル３４ａと受信コイル３４ｂとの間を第２の速度ｖ２で搬送され、試験片９１に収められた磁性を帯びさせられた試験用金属９０が通過すると、試験片９１に収められた磁性を帯びさせられた試験用金属９０が有する磁界の移動による磁界の変動が発生し、受信コイル３４ａの誘起電圧と受信コイル３４ｂの誘起電圧との平衡状態がくずれ、両者の差である差動出力すなわち受信信号７０が出力され、出力された受信信号７０は、増幅器３６に出力されて増幅される。
【００８７】
受信信号７０は、試験片９１が搬送される第２の速度ｖ２に対応して磁界中移動により変化する低周波信号成分ｆ２を基本とする信号となり、たとえば図６に示す実線Ｘ２のような信号波形で表すことができる。基本となる低周波信号成分ｆ２は、図６に示す破線Ｘ２ａで示している。なお、図６に示されるように、低周波信号成分ｆ２の周期はＴ２となる。
【００８８】
受信信号７０は、試験片９１の搬送速度である第２の速度ｖ２に対応した信号の周波数成分ｆ２のみを取り出すための試験片信号ＢＰＦ４０に入力される。
【００８９】
試験片信号ＢＰＦ４０は、試験片９１が搬送される第２の速度ｖ２に対応して磁界中移動により変化する低周波信号成分ｆ２を取り出すフィルタ特性を有している。たとえば図３に示すようなｆ２を通過帯域とし、ｆ１を充分に減衰させるバンドパス特性を有する。
【００９０】
ただし、試験片信号ＢＰＦ４０は、バンドパスフィルタに限られるものではなく、ｆ２を通過帯域とし、ｆ１を充分に減衰させる特性を有していればハイパスフィルタまたはバンドエリミネーションフィルタであってもよい。
【００９１】
ここで、試験片信号ＢＰＦ４０は、アナログフィルタを用いている。アナログフィルタは公知の演算増幅器や受動素子を用いたフィルタ回路で構成されている。
【００９２】
また、試験片信号ＢＰＦ４０は、試験片９１が搬送される第２の速度ｖ２に対応して磁界中移動により変化する低周波信号成分ｆ２を取り出すフィルタ特性を有しているが、第２の速度ｖ２を任意に変化させた場合には、第２の速度ｖ２の変化に合わせて低周波信号成分ｆ２も変化するため、当該フィルタ特性も変化した低周波信号成分ｆ２を取り出すようにフィルタ特性を変化させるか切り替えを行うことが望ましい。
【００９３】
試験片信号ＢＰＦ４０に入力された受信信号７０は、試験片信号ＢＰＦ４０の有するｆ２を通過帯域としたバンドパス特性によって試験片９１に係る信号のみが取り出され試験片信号７３として出力された後、増幅器４２で増幅される。試験片信号７３は、たとえば図７に示す実線Ｘ２ａのような信号波形で表すことができる。
【００９４】
増幅器４２で増幅された試験片信号７３は、試験片信号Ａ／Ｄ変換器５４でアナログからディジタルの信号に変換され、ディジタル試験片信号１０２として制御演算部６０に取り込まれる。
【００９５】
制御演算部６０は、試験片信号Ａ／Ｄ変換器５４から入力されるディジタル試験片信号１０２に基づいて生成した信号の測定レベルと、試験片検出設定部６４で設定された検出条件と、記憶装置６５内のレベル記憶部６７の情報と、試験片搬送信号９５とに基づいて、試験片９１の有無を検出する。
【００９６】
ここで、制御演算部６０は、記憶装置６５内のレベル記憶部６７の情報と、試験片搬送信号９５とに基づいて検出動作の可否の判定を行う。試験片搬送信号９５に対応して試験片９１に収められた試験用金属９０の検出がなされていれば、金属検出装置１０の検出動作は正常と判定し、試験片搬送信号９５に対応して試験片９１に収められた試験用金属９０を検出がなされていなければ、金属検出装置１０の検出動作に異常があると判定する。
【００９７】
なお、操作部２５へのユーザの試験片搬送操作または指定された所定時期や所定時間間隔で複数回試験片搬送が行われるように設定がなされていた場合には、たとえば複数回の試験片搬送のうち、１度でも試験片搬送信号９５に対応して試験片９１に収められた試験用金属９０の検出がなされていなければ、金属検出装置１０の検出動作に異常があると判定してもよいし、他には複数回の試験片搬送のうち、所定の割合で試験片搬送信号９５に対応して試験片９１に収められた試験用金属９０の検出がなされていなければ、金属検出装置１０の検出動作に異常があると判定してもよい。
【００９８】
ここで、複数回の試験片搬送のうち、１度でも試験片搬送信号９５に対応して試験片９１に収められた試験用金属９０の検出がなされない場合、金属検出装置１０の検出動作に異常があると判定するようにすれば、厳格な金属検出装置１０の検出動作の判定が可能となり、判定に高い信頼性を持たせることができる。一方、複数回の試験片搬送のうち、所定の割合で試験片搬送信号９５に対応して試験片９１に収められた試験用金属９０の検出がなされない場合、金属検出装置１０の検出動作に異常があると判定するようにすれば、判定の信頼性は低下するものの、金属検出装置１０の周囲に存在する高周波雑音等の影響を受けるために試験片９１に収められた試験用金属９０の通過がないのに検出がなされるような誤検出が多発する環境では、誤検出による誤判定の発生を減少させ、判定を安定化させることができる。
【００９９】
そして、制御演算部６０は、金属検出装置１０の検出動作の判定結果を表示部２６に表示する。
【０１００】
したがって、ユーザは、金属検出装置１０による試験片９１に収められた試験用金属９０の検出の可否を確認することができるので、金属検出装置１０の検出動作が正常か異常かを判断することができる。
【０１０１】
なお、金属検出装置１０は、判定結果を表示する表示部２６を判定結果出力手段として備えているが、表示以外の方法によって判定結果を出力するようになっていても良い。たとえば、金属検出装置１０は、音声やアラームによってユーザに判定結果を出力しても良いし、電気信号によって他の機器に判定結果を出力しても良い。
【０１０２】
また、本実施形態では被検査体信号Ａ／Ｄ変換器５３の前段に被検査体信号ＢＰＦ３９を、試験片信号Ａ／Ｄ変換器５４の前段に試験片信号ＢＰＦ４０をそれぞれアナログフィルタで構成して配置している。しかしこれに限られず、被検査体信号Ａ／Ｄ変換器５３の後段に被検査体信号ＢＰＦ３９を、試験片信号Ａ／Ｄ変換器５４の後段に試験片信号ＢＰＦ４０を、それぞれディジタルフィルタで構成してもよい。
【０１０３】
このように被検査体信号ＢＰＦ３９および試験片信号ＢＰＦ４０をディジタルフィルタで構成することにより、アナログフィルタでは金属検出装置１０の温度変化によって中心周波数やカットオフ周波数、挿入損失、通過帯域幅等の変動の発生や経年変化が発生する可能性があるが、これがなくなるために安定した特性を得ることができる。
【０１０４】
さらに、ディジタルフィルタで構成することにより、ディジタルフィルタを構成するプログラムの変更によってアナログフィルタよりも簡易にフィルタの中心周波数やカットオフ周波数を変更することができるので、第１の速度ｖ１の変更や、第２の速度ｖ２の変更をした際には簡易にその速度の対応した信号の周波数成分のみを取り出すための所望のフィルタ特性を有するように設定が可能となる。
【０１０５】
本発明の金属検出装置１０によれば、受信コイル３４ａと３４ｂとの間を磁化部１８によって磁性を帯びさせられた被検査体８０と試験片９１に収められた磁性を帯びさせられた試験用金属９０とが異なるタイミングで通過した場合はもとより、磁化部１８によって磁性を帯びさせられた被検査体８０と試験片９１に収められた磁性を帯びさせられた試験用金属９０とが通過するタイミングとが重なった場合であっても、上述したように第１の速度ｖ１に対応して磁界中移動により変化する低周波信号成分ｆ１を取り出すフィルタと、第２の速度ｖ２に対応して磁界中移動により変化する低周波信号成分ｆ２を取り出すフィルタとを備え、それぞれ独立して被検査体８０中の金属８１の有無、材質および大きさを検出し、試験片９１の有無を検出しているので、被検査体がＯＫ品であるにも関わらず、誤ってＮＧ品と判定されてしまうことがない。よって、誤ってＮＧと判定される被検査体がなく、捨てるか再検査を行う必要がなくなり、被検査体の無駄や再検査の手間が発生することもない。
［第２実施形態］
図９および図１０は本発明に係る金属検出装置の第２実施形態を示す図であり、本発明を交番磁界を用いた第２の方式の金属検出装置に適用した例を示している。
【０１０６】
なお、本実施の形態の金属検出装置１０は、装置本体の構成が上述の第１実施形態と類似の構成であり、被検査体８０に含まれる金属８１および試験片９１に収められた試験用金属９０に磁性を帯びさせる磁化部１８を本実施の形態では有していない一方、交番磁界を発生させるための送信信号を発生させるための信号発生器３１と、送信信号を増幅する増幅器３２と、交番磁界を発生させる送信コイル３３と、受信コイル３４ａ、３４ｂからの受信信号を出力する同調回路３５とを有し、この受信信号の同相成分と直交成分とをそれぞれ同期検波して、これらの同期検波された信号からそれぞれ被検査体８０の搬送速度である第１の速度ｖ１に対応した信号の周波数成分ｆ１のみを取り出す処理と、試験片９１の搬送速度である第２の速度ｖ２に対応した信号の周波数成分ｆ２のみを取り出す処理とを行っている。したがって、第１実施形態と同一の構成については、図１および図２に示した符号を用い、相違する点のみを詳述する。
【０１０７】
図９に示すように、本実施形態の金属検出装置１０は、図１に示す金属検出装置１０の構成のうち磁化部１８を有していない一方、交番磁界を発生させる送信コイル３３を有する点が相違している。
【０１０８】
上述のように、磁化部１８を本実施形態では有していないため、被検査体８０に含まれる金属８１および試験片９１に収められた試験用金属９０にはあらかじめ磁性を帯びさせられていない一方、送信コイル３３を本実施形態では有しているため、被検査体８０に含まれる金属８１および試験片９１は送信コイル３３によって発生させられた交番磁界を通過する点が第１実施形態とは異なっている。
【０１０９】
試験片搬送路２０の位置は、筐体１１の検査穴１１ａの内側や、送信コイル３３、受信コイル３４ａ、３４ｂの内側に限られるものではなく、筐体１１の検査穴１１ａの外側や、送信コイル３３、受信コイル３４ａ、３４ｂの外側に設けられていてもよく、さらに送信コイル３３、受信コイル３４ａ、３４ｂの外側および外側の筐体１１の内部や、筐体１１の外部であってもよいことやその理由は第１実施形態と同様である。
【０１１０】
通気管２２ａから空気を供給することによって試験片９１を図９の左方側から右方側に移動させることができる。一方、通気管２２ｂから空気を供給することによって試験片９１を図９の右方側から左方側に移動させることができる。すなわち、通気管２２ａ、２２ｂがシリンダ２１内にて試験片９１を往復移動させる移動手段として機能する。シリンダ２１にて試験片９１を往復移動させることにより、試験片９１に収められた試験用金属９０を筐体１１に設けられた検査穴１１ａを通過させることができ、試験用金属９０を送信コイル３３が発生する磁界中に繰り返し挿脱することができる。
【０１１１】
試験片９１に収められた試験用金属９０は、材質は第１実施形態で述べた磁性金属（Ｆｅ等）に加え、非磁性金属（ＳＵＳ等）からなり、形状は球状、円柱状、針状、網状、その他被検査体に混入するおそれのある形状と大きさ、材質に形成されている。
【０１１２】
図９で説明した構成に加え、本実施の形態に係る金属検出装置１０は、図１０に示すように構成されている。以下、図１０を用いて説明する。
【０１１３】
所定周波数の交流の送信信号を発生させる信号発生器３１と、信号発生器３１によって発生させられた送信信号を増幅する増幅器３２と、増幅器３２によって増幅された送信信号の周波数に対応する交番磁界を発生させる送信コイル３３と、送信コイル３３と同軸上または対向して配置され互いに逆相に結合された一対の受信コイル３４ａ、３４ｂと、送信コイル３３によって発生させられた交番磁界による受信コイル３４ａの誘起電圧と受信コイル３４ｂの誘起電圧との差である差動出力すなわち受信信号を出力する同調回路３５と、同調回路３５によって出力された受信信号を増幅する増幅器３６とを備えている。
【０１１４】
なお、送信コイル３３と受信コイル３４ａ、３４ｂとの間に被検査体８０や試験片９１が存在しない状態において、受信コイル３４ａと受信コイル３４ｂとの誘起電圧が等しく平衡し、両者の差である差動出力すなわち受信信号がゼロになるようにあらかじめ調整されている。
【０１１５】
信号発生器３１によって発生させられた送信信号を同期検波のために位相調整した交流信号を生成する位相制御部１３０と、位相制御部１３０によって生成された交流信号を更に９０°移相する移相器１３１とを備えている。
【０１１６】
位相制御部１３０によって位相調整された交流信号に基づいて増幅器３６によって増幅された受信信号の高周波成分を取り除いて検波を行う同相同期検波器１３２と、移相器１３１によって移相調整された交流信号に基づいて増幅器３６によって増幅された受信信号の高周波成分を取り除いて検波を行う直交同期検波器１３３とを備えている。
【０１１７】
同相同期検波器１３２によって検波された信号から不要な周波数成分を除去する同相バンドパスフィルタ（以下「同相ＢＰＦ」という。）１３４と、直交同期検波器１３３によって検波された信号から不要な周波数成分を除去する直交バンドパスフィルタ（以下「直交ＢＰＦ」という。）１３５と、同相ＢＰＦ１３４によって出力される信号を増幅する増幅器１３６と、直交ＢＰＦ１３５によって出力される信号を増幅する増幅器１３７とを備えている。
【０１１８】
増幅器１３６によって増幅された信号および増幅器１３７によって増幅された信号のそれぞれの信号から被検査体の搬送速度である第１の速度ｖ１に対応した信号の周波数成分ｆ１のみを取り出すための同相被検査体信号バンドパスフィルタ（以下「同相被検査体信号ＢＰＦ」という。）１３８と、直交被検査体信号バンドパスフィルタ（以下「直交被検査体信号ＢＰＦ」という。）１４０とを備えている。
【０１１９】
増幅器１３６によって増幅された信号および増幅器１３７によって増幅された信号のそれぞれの信号から試験片の搬送速度である第２の速度ｖ２に対応した信号の周波数成分ｆ２のみを取り出すための同相試験片信号バンドパスフィルタ（以下「同相試験片信号ＢＰＦ」という。）１３９と、直交試験片信号バンドパスフィルタ（以下「直交試験片信号ＢＰＦ」という。）１４１とを備えている。
【０１２０】
同相被検査体信号ＢＰＦ１３８によって出力される信号を増幅する増幅器１４２と、直交被検査体信号ＢＰＦ１４０によって出力される信号を増幅する増幅器１４４と、増幅器１４２および増幅器１４４によって出力される信号をアナログ信号からディジタル信号に変換して出力する被検査体信号Ａ／Ｄ変換器５３とを備えている。
【０１２１】
同相試験片信号ＢＰＦ１３９によって出力される信号を増幅する増幅器１４３と、直交試験片信号ＢＰＦ１４１によって出力される信号を増幅する増幅器１４５と、増幅器１４３および増幅器１４５によって出力される信号をアナログ信号からディジタル信号に変換して出力する試験片信号Ａ／Ｄ変換器５４とを備えている。
【０１２２】
被検査体信号Ａ／Ｄ変換器５３によってディジタル信号に変換された信号に基づいて被検査体８０中の金属８１の有無を検出する一方、試験片信号Ａ／Ｄ変換器５４によってディジタル信号に変換された信号に基づいて試験片９１に収められた試験用金属９０を検出する制御演算部６０と、制御演算部６０によって使用される各種情報を記憶した記憶装置６５とを筐体１１の内部に備えている。
【０１２３】
制御演算部６０内の被検査体判定部６１は、被検査体信号Ａ／Ｄ変換器５３が出力するディジタル信号を、第１実施形態の構成に加え記憶装置６５内の発生周波数記憶部６６の情報とに基づいて処理し、被検査体８０中の金属８１の有無を検出するように構成されている。
【０１２４】
制御演算部６０内の試験片判定部６３は、試験片信号Ａ／Ｄ変換器５４が出力するディジタル信号を、第１実施形態の構成に加え記憶装置６５内の発生周波数記憶部６６の情報と、試験片搬送信号９５とに基づいて処理し、試験片９１に収められた試験用金属９０の有無を検出するように構成されている。
【０１２５】
ところで、磁性金属は、磁束密度の大きさに比例して多くの磁束を引き寄せるので、交番磁界中では、磁界の振幅（磁束密度）が最大のときに大きな外部磁界変化を引き起こす。また、非磁性金属は、磁束密度の変化量の大きさに比例してその変化を打ち消す方向のうず電流が多く流れ磁束をジュール熱として消費するので、交番磁界中では、磁束密度の変化量が最大のときに大きな外部磁界変化を引き起こす。したがって、制御演算部６０は、被検査体信号Ａ／Ｄ変換器５３によってディジタル信号に変換された信号に基づいて、金属の大きさだけでなく、金属の材質（Ｆｅ、ＳＵＳ等）をも検出することができる。
【０１２６】
さらに、金属検出装置１０は、送信コイル３３からの磁界周波数を決定する信号発生器３１の発生周波数は、操作部２５の設定操作により、制御演算部６０からの制御を介してあらかじめ記憶装置６５に記憶された複数の周波数のうちいずれか１つの周波数を発生周波数として設定可能なように構成してもよい。この構成では、ユーザが試験用金属９０の材質を既知の場合、試験用金属９０の材質に対して検出感度の高い周波数を用いることにより、より確実に検出動作確認を行うことができる。これは、試験用金属９０の材質が磁性金属（Ｆｅ等）または非磁性金属（ＳＵＳ等）のように複数存在する場合には、これらの試験用金属９０の材質によって検出しやすい周波数が異なるためである。
【０１２７】
この場合、記憶装置６５内の発生周波数記憶部６６に記憶される情報には、発生周波数である複数の周波数と、試験片９１に収められた試験用金属９０の複数の材質とが含まれている。つまり、発生周波数記憶部６６は、試験用金属９０の複数の材質と、それぞれの材質に対して検出感度の高い周波数とを対応させて記憶している。
【０１２８】
さらに、記憶装置６５では、前述したように試験用金属９０の大きさ、材質、形状の少なくとも１つが異なる複数種類の試験片毎に基準レベルが記憶されている。これら複数種類の試験片毎の基準レベルに対し、それぞれの材質に対して検出感度の高い周波数とを対応させて記憶させていてもよい。つまり、試験用金属９０の大きさ、材質、形状およびそれぞれの材質に対して検出感度の高い周波数とを対応させて記憶していてもよい。
【０１２９】
次に、金属検出装置１０の動作について説明する。
【０１３０】
まず、通常の運転で行われる被検査体８０中の金属８１の有無を検出する動作について図３、図９、図１０、図１１、図１３を用いて説明する。
【０１３１】
なお、ここでは被検査体８０中の金属８１の有無を判定するため、被検査体８０が搬送される第１の速度ｖ１に対応して磁界中移動により変化する低周波信号成分ｆ１に係る信号の流れについて説明する。
【０１３２】
制御演算部６０は、被検査体搬送コンベア１２によって搬送された被検査体８０が進入センサ１６によって検出されたことを検知すると、以下に述べる被検査体８０中の金属８１の有無を検出する動作を開始する。
【０１３３】
なお、被検査体８０に金属８１が混入していなくても、被検査体８０の種類によっては被検査体８０に含まれる水分、金属成分のために被検査体８０が通過する際に、受信コイル３４ａ、３４ｂ間の出力の平衡状態がくずれる場合がある。この平衡状態のくずれを検出することにより被検査体８０の進入を検知することが可能となっている場合は進入センサ１６はなくてもよい。
【０１３４】
被検査体搬送コンベア１２によって送信コイル３３と受信コイル３４ａ、３４ｂとの間を第１の速度ｖ１で搬送された被検査体８０が通過すると、被検査体８０に含まれる水分、金属成分、被検査体８０に混入した金属８１等により受信コイル３４ａの誘起電圧と受信コイル３４ｂの誘起電圧との平衡状態がくずれ、両者の差である差動出力すなわち受信信号７０が同調回路３５に出力され、同調回路３５に出力された受信信号７０は、増幅器３６に出力されて増幅される。
【０１３５】
受信信号７０は、信号発生器３１および送信コイル３３によって発生させられた交番磁界６９の周波数ｆｃを有する交流信号成分に、被検査体８０が搬送される第１の速度ｖ１に対応して磁界中移動により変化する低周波信号成分ｆ１を基本とする成分が重畳した信号となり、たとえば図１１に示す実線Ｘ３のような信号波形で表すことができる。基本となる低周波信号成分ｆ１は、図１１に示す破線Ｘ３ｂで示している。なお、図１１に示されるように、低周波信号成分ｆ１の周期はＴ１となる。
【０１３６】
増幅器３６で増幅された受信信号７０は、同相同期検波器１３２、直交同期検波器１３３にそれぞれ並行して入力される。また、同相同期検波器１３２には位相制御部１３０を介し信号発生器３１からの送信信号６８を同期検波するために位相調整した信号が入力され、直交同期検波器１３３には位相制御部１３０からの信号の位相を移相器１３１によって更に９０°移相させた信号が入力される。
【０１３７】
同相同期検波器１３２は、位相制御部１３０からの位相調整された交流信号に基づいて増幅器３６で増幅された受信信号７０から不要な周波数成分となる送信信号ｆｃ相当の高周波成分を取り除いた同相検波出力信号１５０を同相ＢＰＦ１３４に出力する。同様に、直交同期検波器１３３は、位相制御部１３０からの位相調整された交流信号に基づいて、増幅器３６で増幅された受信信号７０から不要な周波数成分となる送信信号ｆｃ相当の高周波成分を取り除いた直交検波出力信号１５１を直交ＢＰＦ１３５に出力する。
【０１３８】
ここでの同相同期検波器１３２、直交同期検波器１３３による同相検波出力信号１５０および直交検波出力信号１５１は、位相制御部１３０の位相設定値によっても異なるが、たとえば、磁束密度の変化が最大となる瞬間（位相０°）側において、磁束密度変化が大きいほどジュール熱を消費して外部磁界変化を引き起こす非磁性金属の影響が大きい同相検波出力信号１５０および直交検波出力信号１５１と、磁束密度自体がほぼ最大となる瞬間（磁界波形の振幅が最大となる瞬間（ 位相９０°） 側において、磁束密度が大きいほどより多くの磁束を引き付けて外部磁界変化を引き起こす磁性金属の影響の大きい同相検波出力信号１５０および直交検波出力信号１５１となる。
【０１３９】
なお、同相ＢＰＦ１３４、直交ＢＰＦ１３５は、同相同期検波器１３２、直交同期検波器１３３でそれぞれ検波された同相検波出力信号１５０、直交検波出力信号１５１から高周波ノイズ成分を除去するフィルタ特性を有している。
【０１４０】
同相ＢＰＦ１３４から出力される低周波成分の検波出力信号である同相ろ波検波出力信号１５２は、受信信号７０の所定位相位置の瞬時値を結ぶ包絡線の波形を形成するものとなり、波形の形状はたとえば図１１に示す実線Ｘ３ａのような信号波形で表すことができる。
【０１４１】
同様に、直交ＢＰＦ１３５から出力される低周波成分の検波出力信号である直交ろ波検波出力信号１５３は、受信信号７０の前記所定位相位置から送信信号ｆｃの周期τの１／４周期分、つまり９０°だけ位相がずれた瞬時値を結ぶ包絡線の波形を形成するものとなり、波形の形状は、図１１に示す実線Ｘ３ａを送信信号ｆｃの周期τの１／４周期分、つまり９０°だけ位相をずらした同等の形状となる。
【０１４２】
同相ＢＰＦ１３４、直交ＢＰＦ１３５からそれぞれ出力される同相ろ波検波出力信号１５２、直交ろ波検波出力信号１５３は、増幅器１３６、１３７でそれぞれ増幅される。
【０１４３】
増幅器１３６で増幅された同相ろ波検波出力信号１５２は、同相被検査体信号ＢＰＦ１３８、同相試験片信号ＢＰＦ１３９にそれぞれ並行して入力される。増幅器１３７で増幅された直交ろ波検波出力信号１５３は、直交被検査体信号ＢＰＦ１４０、直交試験片信号ＢＰＦ１４１にそれぞれ並行して入力される。
【０１４４】
ここでは、被検査体８０中の金属８１の有無を判定するため、被検査体８０が搬送される第１の速度ｖ１に対応して磁界中移動により変化する低周波信号成分ｆ１に係る信号の流れについてのみ説明し、同相被検査体信号ＢＰＦ１３８および直交被検査体信号ＢＰＦ１４０の信号にのみ着目して説明する。
【０１４５】
同相被検査体信号ＢＰＦ１３８および直交被検査体信号ＢＰＦ１４０は、被検査体８０が搬送される第１の速度ｖ１に対応して磁界中移動により変化する低周波信号成分ｆ１を取り出すフィルタ特性を有している。たとえば図３に示すようなｆ１を通過帯域とし、ｆ２を充分に減衰させるバンドパス特性を有する。
【０１４６】
なお、同相被検査体信号ＢＰＦ１３８および直交被検査体信号ＢＰＦ１４０の形式や構成は第１実施形態と同様である。
【０１４７】
同相被検査体信号ＢＰＦ１３８に入力された同相ろ波検波出力信号１５２は、同相被検査体信号ＢＰＦ１３８の有するｆ１を通過帯域としたバンドパス特性によって被検査体８０に係る信号のみが取り出され、同相被検査体信号１５４として出力された後、増幅器１４２で増幅される。同相被検査体信号１５４は、たとえば図１３に示す実線Ｘ３ｂのような信号波形で表すことができる。
【０１４８】
一方、直交被検査体信号ＢＰＦ１４０に入力された直交ろ波検波出力信号１５３は、直交被検査体信号ＢＰＦ１４０の有するｆ１を通過帯域としたバンドパス特性によって被検査体８０に係る信号のみが取り出され、直交被検査体信号１５６として出力された後、増幅器１４４で増幅される。なお、直交被検査体信号１５６の波形の形状は、図１３に示す実線Ｘ３ｂを送信信号ｆｃの周期τの１／４周期分、つまり９０°だけ位相をずらした同等の形状となる。
【０１４９】
増幅器１４２で増幅された同相被検査体信号１５４および増幅器１４４で増幅された直交被検査体信号１５６は、被検査体信号Ａ／Ｄ変換器５３でアナログからディジタルの信号に変換され、ディジタル被検査体信号１０１として制御演算部６０に取り込まれる。
【０１５０】
制御演算部６０は、被検査体信号Ａ／Ｄ変換器５３から入力されるディジタル被検査体信号１０１に基づいて生成した信号の測定レベルと、被検査体検出設定部６２で設定された検出条件と、記憶装置６５に記憶された基準被検査体信号レベルとに基づいて被検査体８０中の金属８１の有無、材質および大きさを検出する。
【０１５１】
そして、制御演算部６０は、被検査体８０中の金属検出結果を表示部２６に表示する。
【０１５２】
したがって、ユーザは、金属検出装置１０による被検査体８０中の金属８１の有無、材質および大きさを確認することができる。
【０１５３】
次に、試験片搬送路２０内の試験片９１に収められた試験用金属９０を検出する動作について図３、図９、図１０、図１２、図１４を用いて説明する。
【０１５４】
なお、ここでは試験片９１に収められた試験用金属９０を検出するため、試験片９１が搬送される第２の速度ｖ２に対応して磁界中移動により変化する低周波信号成分ｆ２に係る信号の流れについて説明する。
【０１５５】
制御演算部６０は、第１実施形態と同様に試験片搬送路２０によって搬送された試験片９１に対し、以下に述べる試験片９１を検出する動作を開始する。
【０１５６】
試験片搬送路２０によって送信コイル３３と受信コイル３４ａ、３４ｂとの間を第２の速度ｖ２で搬送された試験片９１が通過すると、試験片９１に収められた試験用金属９０により受信コイル３４ａの誘起電圧と受信コイル３４ｂの誘起電圧との平衡状態がくずれ、両者の差である差動出力すなわち受信信号７０が同調回路３５に出力され、同調回路３５に出力された信号は、増幅器３６に出力されて増幅される。
【０１５７】
受信信号７０は、信号発生器３１および送信コイル３３によって発生させられた交番磁界６９の周波数ｆｃを有する交流信号成分に、試験片９１が搬送される第２の速度ｖ２に対応して磁界中移動により変化する低周波信号成分ｆ２を基本とする成分が重畳した信号となり、たとえば図１２に示す実線Ｘ４のような信号波形で表すことができる。基本となる低周波信号成分ｆ２は、図１２に示す破線Ｘ４ｂで示している。なお、図１２に示されるように、低周波信号成分ｆ２の周期はＴ２となる。
【０１５８】
増幅器３６で増幅された受信信号７０は、同相同期検波器１３２、直交同期検波器１３３にそれぞれ並行して入力される。また、同相同期検波器１３２には位相制御部１３０を介し信号発生器３１からの送信信号６８を同期検波するために位相調整した信号が入力され、直交同期検波器１３３には位相制御部１３０からの信号の位相を移相器１３１によって更に９０°移相させた信号が入力される。
【０１５９】
同相同期検波器１３２は、位相制御部１３０からの位相調整された交流信号に基づいて増幅器３６で増幅された受信信号７０から不要な周波数成分となる送信信号ｆｃ相当の高周波成分を取り除いた同相検波出力信号１５０を同相ＢＰＦ１３４に出力する。同様に、直交同期検波器１３３は、位相制御部１３０からの位相調整された交流信号に基づいて、増幅器３６で増幅された受信信号７０から不要な周波数成分となる送信信号ｆｃ相当の高周波成分を取り除いた直交検波出力信号１５１を直交ＢＰＦ１３５に出力する。
【０１６０】
ここでの同相同期検波器１３２、直交同期検波器１３３による同相検波出力信号１５０および直交検波出力信号１５１は、位相制御部１３０の位相設定値によっても異なるが、たとえば、磁束密度の変化が最大となる瞬間（位相０°）側において、磁束密度変化が大きいほどジュール熱を消費して外部磁界変化を引き起こす非磁性金属の影響が大きい同相検波出力信号１５０および直交検波出力信号１５１と、磁束密度自体がほぼ最大となる瞬間（磁界波形の振幅が最大となる瞬間（ 位相９０°） 側において、磁束密度が大きいほどより多くの磁束を引き付けて外部磁界変化を引き起こす磁性金属の影響の大きい同相検波出力信号１５０および直交検波出力信号１５１となる。
【０１６１】
なお、同相ＢＰＦ１３４、直交ＢＰＦ１３５は、同相同期検波器１３２、直交同期検波器１３３でそれぞれ検波された同相検波出力信号１５０、直交検波出力信号１５１からそれそれ高周波ノイズ成分を除去するフィルタ特性を有している。
【０１６２】
同相ＢＰＦ１３４から出力される低周波成分の検波出力信号である同相ろ波検波出力信号１５２は、受信信号７０の所定位相位置の瞬時値を結ぶ包絡線の波形を形成するものとなり、波形の形状はたとえば図１２に示す実線Ｘ４ａのような信号波形で表すことができる。
【０１６３】
同様に、直交ＢＰＦ１３５から出力される低周波成分の検波出力信号である直交ろ波検波出力信号１５３は、受信信号７０の前記所定位相位置から送信信号ｆｃの周期τの１／４周期分、つまり９０°だけ位相がずれた瞬時値を結ぶ包絡線の波形を形成するものとなり、波形の形状は、図１２に示す実線Ｘ４ａを送信信号ｆｃの周期τの１／４周期分、つまり９０°だけ位相をずらした同等の形状となる。
【０１６４】
同相ＢＰＦ１３４、直交ＢＰＦ１３５からそれぞれ出力される同相ろ波検波出力信号１５２、直交ろ波検波出力信号１５３は、増幅器１３６、１３７でそれぞれ増幅される。
【０１６５】
増幅器１３６で増幅された同相ろ波検波出力信号１５２は、同相被検査体信号ＢＰＦ１３８、同相試験片信号ＢＰＦ１３９にそれぞれ並行して入力される。増幅器１３７で増幅された直交ろ波検波出力信号１５３は、直交被検査体信号ＢＰＦ１４０、直交試験片信号ＢＰＦ１４１にそれぞれ並行して入力される。
【０１６６】
ここでは、試験片９１に収められた試験用金属９０を検出するため、試験片９１が搬送される第２の速度ｖ２に対応して磁界中移動により変化する低周波信号成分ｆ２に係る信号の流れについてのみ説明し、同相試験片信号ＢＰＦ１３９および直交試験片信号ＢＰＦ１４１の信号にのみ着目して説明する。
【０１６７】
同相試験片信号ＢＰＦ１３９および直交試験片信号ＢＰＦ１４１は、試験片９１が搬送される第２の速度ｖ２に対応して磁界中移動により変化する低周波信号成分ｆ２を取り出すフィルタ特性を有している。たとえば図３に示すようなｆ２を通過帯域とし、ｆ１を充分に減衰させるバンドパス特性を有する。
【０１６８】
なお、同相試験片信号ＢＰＦ１３９および直交試験片信号ＢＰＦ１４１の形式や構成は第１実施形態と同様である。
【０１６９】
同相試験片信号ＢＰＦ１３９に入力された同相ろ波検波出力信号１５２は、同相試験片信号ＢＰＦ１３９の有するｆ２を通過帯域としたバンドパス特性によって試験片９１に係る信号のみが取り出され、同相試験片信号１５５として出力された後、増幅器１４３で増幅される。同相試験片信号１５５は、たとえば図１４に示す実線Ｘ４ｂのような信号波形で表すことができる。
【０１７０】
一方、直交試験片信号ＢＰＦ１４１に入力された直交ろ波検波出力信号１５３は、直交試験片信号ＢＰＦ１４１の有するｆ２を通過帯域としたバンドパス特性によって試験片９１に係る信号のみが取り出され、直交試験片信号１５７として出力された後、増幅器１４５で増幅される。なお、直交試験片信号１５７の波形の形状は、図１４に示す実線Ｘ４ｂを送信信号ｆｃの周期τの１／４周期分、つまり９０°だけ位相をずらした同等の形状となる。
【０１７１】
増幅器１４３で増幅された同相試験片信号１５５および増幅器１４５で増幅された直交試験片信号１５７は、試験片信号Ａ／Ｄ変換器５４でアナログからディジタルの信号に変換され、ディジタル試験片信号１０２として制御演算部６０に取り込まれる。
【０１７２】
制御演算部６０は、試験片信号Ａ／Ｄ変換器５４から入力されるディジタル試験片信号１０２に基づいて生成した信号の測定レベルと、試験片検出設定部６４で設定された検出条件と、記憶装置６５内のレベル記憶部６７、発生周波数記憶部６６の情報と、試験片搬送信号９５とに基づいて、試験片９１の有無を検出する。
【０１７３】
ここで、制御演算部６０は、試験片搬送信号９５と、記憶装置６５内のレベル記憶部６７、発生周波数記憶部６６の情報とに基づいて検出動作の可否の判定を行う。試験片搬送信号９５に対応して試験片９１に収められた試験用金属９０の検出がなされていれば、金属検出装置１０の検出動作は正常と判定し、試験片搬送信号９５に対応して試験片９１に収められた試験用金属９０の検出がなされていなければ、金属検出装置１０の検出動作に異常があると判定する。
【０１７４】
そして、制御演算部６０は、金属検出装置１０の検出動作の判定結果を表示部２６に表示する。
【０１７５】
したがって、ユーザは、金属検出装置１０による試験片９１に収められた試験用金属９０の検出の可否を確認することができるので、金属検出装置１０の検出動作が正常か異常かを判断することができる。
【０１７６】
また、本実施形態では被検査体信号Ａ／Ｄ変換器５３の前段に同相被検査体信号ＢＰＦ１３８および直交被検査体信号ＢＰＦ１４０を、試験片信号Ａ／Ｄ変換器５４の前段に同相試験片信号ＢＰＦ１３９および直交試験片信号ＢＰＦ１４１をそれぞれアナログフィルタで構成して配置している。しかしこれに限られず、被検査体信号Ａ／Ｄ変換器５３の前段に同相被検査体信号ＢＰＦ１３８および直交被検査体信号ＢＰＦ１４０を、試験片信号Ａ／Ｄ変換器５４の前段に同相試験片信号ＢＰＦ１３９および直交試験片信号ＢＰＦ１４１を、それぞれディジタルフィルタで構成してもよい。
【０１７７】
以上、説明したように本発明の金属検出装置１０によれば、送信コイル３３と受信コイル３４ａと３４ｂとの間を被検査体８０と試験片９１に収められた試験用金属９０とが異なるタイミングで通過した場合はもとより、被検査体８０と試験片９１に収められた試験用金属９０とが通過するタイミングとが重なった場合であっても、上述したように第１の速度ｖ１に対応して磁界中移動により変化する低周波信号成分ｆ１を取り出すフィルタと、第２の速度ｖ２に対応して磁界中移動により変化する低周波信号成分ｆ２を取り出すフィルタとを備え、それぞれ独立して被検査体８０中の金属８１の有無、材質および大きさを検出し、試験片９１の有無を検出しているので、被検査体がＯＫ品であるにも関わらず、誤ってＮＧ品と判定されてしまうことがない。よって、誤ってＮＧと判定される被検査体がなく、捨てるか再検査を行う必要がなくなり、被検査体の無駄や再検査の手間が発生することもない。
【図面の簡単な説明】
【０１７８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る金属検出装置の概略構成図
【図２】本発明の第１実施形態に係る金属検出装置のブロック図
【図３】本発明の第１実施形態および本発明の第２実施形態に係る被検査体ＢＰＦおよび試験片信号ＢＰＦの通過帯域特性を例示する図
【図４】本発明の第１実施形態に係る信号Ｘ１およびＸ１ａを例示する波形図
【図５】本発明の第１実施形態に係る被検査体信号７２（Ｘ１ａ）を例示する波形図
【図６】本発明の第１実施形態に係るＸ２およびＸ２ａを例示する波形図
【図７】本発明の第１実施形態に係る試験片信号７３（Ｘ２ａ）を例示する波形図
【図８】本発明の第１実施形態に係る搬送時期情報および搬送回数情報の設定を例示する図
【図９】本発明の第２実施形態に係る金属検出装置の概略構成図
【図１０】本発明の第２実施形態に係る金属検出装置のブロック図
【図１１】本発明の第２実施形態に係る信号Ｘ３、Ｘ３ａおよびＸ３ｂを例示する波形図
【図１２】本発明の第２実施形態に係る信号Ｘ４、Ｘ４ａおよびＸ４ｂを例示する波形図
【図１３】本発明の第２実施形態に係る信号１５４、信号１５６（Ｘ３ｂ）を例示する波形図
【図１４】本発明の第２実施形態に係る信号１５５、信号１５７（Ｘ４ｂ）を例示する波形図
【図１５】従来の第１の方式の金属検出装置のブロック図
【図１６】従来の第２の方式の金属検出装置のブロック図
【符号の説明】
【０１７９】
１０  金属検出装置
１１  筐体
１１ａ  検査穴
１２  被検査体搬送コンベア（被検査体搬送路）
１３  無端ベルト
１４ａ、１４ｂ  ローラ
１６  進入センサ
１７ａ  被検査体搬送方向
１７ｂ  試験片搬送方向
１８  磁化部（直流磁界発生手段）
２０  試験片搬送路
２１  シリンダ
２２ａ、２２ｂ  通気管
２５  操作部
２６  表示部
３０  検出部（１８、３３、３４ａ、３４ｂ）
３１  信号発生器
３２、３６、４１、４２、１３６、１３７、１４２、１４３、１４４、１４５  増幅器
３３  送信コイル
３４ａ、３４ｂ  受信コイル
３５  同調回路
３９  被検査体信号バンドパスフィルタ（被検査体信号ＢＰＦ）
４０  試験片信号バンドパスフィルタ（試験片信号ＢＰＦ）
４５  ＢＰＦ３９、ＢＰＦ１３８、ＢＰＦ１４０の通過帯域特性
４６  ＢＰＦ４０、ＢＰＦ１３９、ＢＰＦ１４１の通過帯域特性
５３  被検査体信号Ａ／Ｄ変換器
５４  試験片信号Ａ／Ｄ変換器
６０  制御演算部
６１  被検査体判定部
６２  被検査体検出設定部
６３  試験片判定部
６４  試験片検出設定部
６５  記憶装置
６６  発生周波数記憶部
６７  レベル記憶部
６８  送信信号
６９  交番磁界
７０  受信信号
７２  被検査体信号
７３  試験片信号
８０  被検査体
８１  金属
９０  試験用金属
９１  試験片
９５  試験片搬送信号
９６  搬送回数記憶部
９７  搬送時期記憶部
９８  搬送回数情報
９９  搬送時期情報
１０１  ディジタル被検査体信号
１０２  ディジタル試験片信号
１３０  位相制御部
１３１  位相器
１３２  同相同期検波器
１３３  直交同期検波器
１３４  同相バンドパスフィルタ（同相ＢＰＦ）
１３５  直交バンドパスフィルタ（直交ＢＰＦ）
１３８  同相被検査体信号バンドパスフィルタ（同相被検査体信号ＢＰＦ）
１３９  同相試験片信号バンドパスフィルタ（同相試験片信号ＢＰＦ）
１４０  直交被検査体信号バンドパスフィルタ（直交被検査体信号ＢＰＦ）
１４１  直交試験片信号バンドパスフィルタ（直交試験片信号ＢＰＦ）
１５０  同相検波出力信号
１５１  直交検波出力信号
１５２  同相ろ波検波出力信号
１５３  直交ろ波検波出力信号
１５４  同相被検査体信号
１５５  同相試験片信号
１５６  直交被検査体信号
１５７  直交試験片信号
２００  従来の金属検出装置
ｆｃ  送信信号の周波数（交番磁界の周波数）
ｆ１  第１の速度で搬送される被検査体信号に係る周波数
ｆ２  第２の速度で搬送される試験片信号に係る周波数
ｖ１  第１の速度
ｖ２  第２の速度
Ｘ１  低周波信号成分ｆ１を基本とする信号
Ｘ１ａ  低周波信号成分ｆ１（被検査体信号７２）
Ｘ２  低周波信号成分ｆ２を基本とする信号
Ｘ２ａ  低周波信号成分ｆ２（試験片信号７３）
Ｘ３  交番磁界の周波数ｆｃを有する交流信号成分に低周波信号成分ｆ１を基本とする成分が重畳した信号
Ｘ３ａ  低周波信号成分ｆ１を基本とする信号
Ｘ３ｂ  低周波信号成分ｆ１
Ｘ４  交番磁界の周波数ｆｃを有する交流信号成分に低周波信号成分ｆ２を基本とする成分が重畳した信号
Ｘ４ａ  低周波信号成分ｆ２を基本とする信号
Ｘ４ｂ  低周波信号成分ｆ２
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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