专利名称：磁性材料检测设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁性材料检测设备，用来以非接触方式检测在例如用于印刷待检测的媒介，如纸张的印刷油墨中所含的少量磁性材料。
背景技术：
通过检测用于印刷纸张的印刷油墨中所含的磁性材料来识别纸张的方法是公知的。这些传统的方法基于差动线圈变压器系统(第一系统)，其中输出两个第二线圈中产生的感应电压之间的差值，或者基于检测环形芯部感应电压变化的第二系统。根据第一系统，缠绕在S形芯部中央部分上的初级线圈与独自缠绕在两个精细分隔的开口面上的次级线圈组合使用。纸张通过开口之一上方的区域，并且输出两个次级线圈中的感应电压之间的差值。根据第二系统，线圈缠绕在环形线圈芯部上，其带有精细的部分间隙。当纸张通过芯部的细小部分间隙上方的区域时检测环形芯部感应电压的变化。
在日本专利申请KOKAI 2002-42203号中描述的磁性材料检测设备包含一对I形芯部，在其各自的纵向相对的端部用线圈缠绕。安排这些芯部，使其各自一端彼此面向并在其之间具有间隙。该对芯部面对的端部上的线圈彼此串联连接，从而作为芯部相对端部上的线圈。因此，形成两个线圈对。通过检测线圈中产生的阻抗之间的差值来检测通过芯部之间的磁性材料。
根据日本专利申请KOKAI 2002-42203号中描述的磁性材料检测设备，如果芯部和磁性材料之间的距离变化，则检测信号轻微波动，并且所得的检测信号与磁性材料的量成正比。因此，可以获得稳定的磁性材料检测。
但是在以这种方式构筑的磁性材料检测设备中，成对芯部彼此相对，线圈在每个芯部上单独缠绕，作为检测线圈和虚设线圈，并且用桥电路检测线圈阻抗的变化。因此，在使用多对并排安排的芯部检测大范围的纸张中磁性材料的分布时，对于芯部对单独形成桥电路并且激励，而且调节平衡使桥输出最小。因此如果芯部对彼此接近，在相邻的芯部对之间引起干扰，使得很难检测精确的磁性材料信号。结果，限制了相邻芯部对之间的最小间距，从而不能容易地提高检测的精确度。
发明内容
本发明的目的是提供一种尽管其紧密安排但相邻芯部之间没有干扰，并且能够精确检测磁性材料分布的磁性材料检测设备。
为了实现上述目的，根据本发明一个方面的磁性材料检测设备包含一对芯部，每个具有第一端部、与第一端部相对的第二端部，以及介于第一和第二端部之间的中间部分，芯部各自的第一端部跨越一个间隙而彼此相对，在其间形成用于待检测介质通过的传送通道；第一线圈，包括单独缠绕在芯部各自第一端部上并且彼此串联连接的线圈；第二线圈，包括单独缠绕在芯部各自第二端部上并且彼此串联连接的线圈；第三线圈，包括单独缠绕在芯部各自中间部分上并且彼此串联连接的线圈；以及信号处理电路，其AC激励第三线圈，以处理来自第一线圈的检测信号和来自第二线圈的检测信号。
根据本发明的一个方面，提供了一种尽管其紧密安排但相邻芯部之间没有干扰，并且能够精确检测磁性材料分布的磁性材料检测设备。
本发明的优点在下面的描述中给出，其将从说明书中变得明显，或者可以通过本发明的实践而领会。通过下文中具体指出的手段及组合可以实现并获得本发明的优点。
结合入本发明中并且构成本说明书一部分的附图阐述了本发明的实施方案，并且与下面给出的实施方案的详细描述一起用来解释本发明的原理。
图1是示意性表示根据本发明第一实施方案的磁性材料检测设备的剖视图；图2是表示构成所述磁性材料检测设备检测元件的芯部外部形状的透视图；图3是示意性表示检测元件信号处理电路的方框图；图4是示意性表示检测元件信号处理电路另一个实施方案的方框图；图5A至5E是各自表示图4中所示信号处理电路信号波形的图；图6A至6E是各自表示图4中所示信号处理电路信号波形的图；图7是截面部分的前视图，典型地表示根据本发明第二实施方案的磁性材料检测设备的结构；图8是图7沿着线VIII-VIII截取的磁性材料检测设备的剖视图；图9是示意性表示第二实施方案的磁性材料检测设备的信号处理电路的方框图；图10是示意性表示根据本发明第三实施方案的磁性材料检测设备的信号处理电路的方框图；图11是截面部分的前视图，典型地表示根据本发明第四实施方案的磁性材料检测设备的结构；图12是沿着图11的线XII-XII截取的磁性材料检测设备的剖视图；及图13是示意性表示第四实施方案的磁性材料检测设备的信号处理电路的方框图；具体实施方式
现在参照相关附图详细地说明根据本发明实施方案的磁性材料检测设备。
如图1和2所示，配置根据本发明第一实施方案的磁性材料检测设备，以非接触方式检测用来印刷纸张，例如印刷品的印刷油墨中所述的少量磁性材料。磁性材料检测设备包含检测元件1，其包括一对芯部2和3、线圈4a和4b、线圈5a和5b，以及磁性罩(magnetic cover)8和9。作为待检测介质的纸张10通过传送机械装置(未表示)沿着传送通道M在运动方向E上传送。纸张10可以是印刷品或者是举例来说用包含磁粉的印刷油墨印刷的安全用品。
通过将软磁性材料的非晶箔片层压在一起形成芯部2和3中的每一个，并且芯部具有长度为L、宽度为b且厚度为t的规则形状。芯部2具有第一端部2a、在第一端部相对面上的第二端部2b，以及位于第一和第二端部之间的中间部分。芯部3具有第一端部3a、在第一端部相对面上的第二端部3b，以及位于第一和第二端部之间的中间部分。
芯部2和3处于下列位置其各自的第一端部2a和3a彼此面对，从而在其间具有传送通道M，即跨过纸张10通过的间隙G。芯部2和3被安排成在与纸张10表面垂直的方向或者与此垂直的方向上。同时，安排芯部2和3，使其宽度方向b与纸张10的运动方向E垂直并与纸张的表面平行。因此，成对的芯部2和3彼此成平行的关系排列。
线圈4a和4b被分别缠绕在芯部2和3的第一端部2a和3a上，并且线圈5a和5b被分别缠绕在芯部2和3的第二端部2b和3b上。线圈6和7被分别缠绕在芯部2和3的纵向中间部分上。第一端部2a和3a上的线圈4a和4b彼此串联连接，形成第一线圈100。第二端部2b和3b上的线圈5a和5b彼此串联连接，形成第二线圈200。中间部分上的线圈6和7彼此串联连接，形成第三线圈300。
磁性罩8和9由磁性材料形成，并且至少围绕着其相应芯部2和3、线圈5a和5b，以及线圈6和7的开口面的端部。因此，盖8和9防止了外部磁通的影响。
当第三线圈300被激励时，由沿着箭头A、芯部3、箭头C1、磁性罩9、箭头D1、磁性罩8、箭头B1和芯部2延伸的磁路，以及沿着箭头A、芯部3、箭头C2、磁性罩9、箭头D2、磁性罩8、箭头B2和芯部2延伸的磁路形成磁通的环形磁路。随着磁通通过芯部2和3，在第一和第二线圈100及200中产生感应电压。
当用磁性油墨印刷的纸张10被插入芯部2和3之间的间隙G中时，间隙G中的磁通分布改变，使得第一和第二线圈100及200中的感应电压改变。但是，磁通D1和D2的磁路之间的间隙比芯部2和3之间的间隙G要宽，使得有大量漏磁通量。因此，环形磁路中磁通D1和D2减少，磁通被纸张10轻微改变，并且第二线圈200的感应电压也轻微改变。通过第一线圈100检测位于芯部2和3的第一端部2a和3a之间的间隙G中的纸张10上磁性油墨中磁粉的比例。
当纸张10在箭头E方向上移动时，随着由于间隙G中磁性油墨量的改变而引起的第一线圈100的感应电压的改变，检测沿着该移动方向E分布的磁性油墨。
另一方面，如果检测元件1的环境温度改变，芯部2和3的磁导率变化，使得第一和第二线圈100及200的感应电压改变。因为线圈100及200的各自环境温度基本上相等，所以感应电压由于温度变化以相似的方式而变化。因此，如果获得第一和第二线圈100及200中感应电压之间的差值，感应电压温度诱导的变化取消，并且只读出磁性材料引起的感应电压的变化。
下面描述纸张10在芯部2和3之间间隙G中位置变化的影响。当纸张10位于间隙G中部时，线圈4a和4b的感应电压变化相等。当纸张10接近芯部2的第一端部2a时，线圈4a的感应电压增加，而线圈4b的感应电压降低。但是因为第一线圈100的线圈4a和4b彼此串联连接，所以两个线圈4a和4b感应电压的增加和降低彼此抵消。结果，减少了位置变化引起的感应电压的变化。因此，即便纸张在芯部2和3的对立位置2a和3a之间的间隙G中摇摆，它也很少影响检测信号。
上面是检测元件1的结构和操作的描述。如果线A、D1、D2、B1、B2、C1和C2的方向相反，或者线B1和B2和/或线C1和C2的方向与磁通A、D1和D2的方向相反，则可以维持前述实施方案的相同作用。
芯部2和3可以由任何非晶箔片以外的磁性材料形成。但是使用高磁导率材料，例如非晶箔片，可以降低磁通的分散，使得可以加宽相对的芯部部分2a和3a之间的间隙G。
优选地，为了避免降低相反芯部部分2a和3a之间间隙中磁性材料的检测灵敏度，调节芯部2和3以及盖8和9之间的间隔W，芯部2和3的第一端部2a和3a以及盖8和9的端部之间的间隔Q，以及盖8和9各自端部之间的间隔k，使其大于间隙G。
如图2所示，设置芯部2和3的宽度(纵向宽度)b为其厚度t的两倍或更大。因此，在与运动方向E垂直的方向上给定芯部2和3一定的宽度，并且降低其厚度t，使得磁通的厚度变小。通过这样做，可以精确地检测磁性材料的运动方向分布的变化。
分别在接近芯部第一端部2a和3a的位置上缠绕线圈4a和4b。因此，可以以高的灵敏度检测第一端部2a和3a之间间隙G中的磁通变化。如果第一端部2a和3a与第二端部2b和3b之间的间隔，即芯部2和3的长度L做得比间隙G更大，可以有利地降低第二端部2b和3b的影响。
本发明磁性材料检测设备包含用来处理检测元件1信号的信号处理电路。如图3所示，所述信号处理电路装备有能够产生用来激励第三线圈300的信号的振荡电路15。该振荡电路通过相位设定电路22与相敏检波电路电路21连接，其用作第二调整单元。第二线圈200通过用作第一调整单元的相位调整电路17和振幅调整电路18以及放大器16与差分放大器20的一个输入端连接。第一线圈100通过放大器19与差分放大器20的另一个输入端连接。差分放大器20的输出端通过相敏检波电路电路21和低通滤波电路23与电路输出24相连。
如果通过振荡电路15激励第三线圈300，通过芯部2和3在第一和第二线圈100及200中产生感应电压。在芯部第一端部2a和3a之间的间隙G中实施下面的调整而没有纸张10等。
首先，通过放大器19放大来自第一线圈100的检测信号，并且施用到差分放大器差分放大器20的一个输入端。在放大器16放大了第二线圈200的检测信号后，通过相位调整电路17，该检测信号与放大器19的输出信号或第一线圈100的放大信号校准相位。此外，在调整电路18中将相位校准信号的幅度调整到放大器19输出信号的幅度，并且施加到差分放大器20的另一个输入端。因为两个输入端的输入信号同相且幅度相等，所以差分放大器20的输出信号约为零。
在上述调整后，向芯部2和3的第一端部2a和3a之间的间隙G中放入磁性油墨或者其它磁性材料，第一线圈100的感应电压增加。因此，差分放大器20的输出信号改变，于是输出AC波形。用作平滑单元的相敏检波电路电路21在相位设定电路22设置的相位下检测并校正差分放大器20的输出信号。
相位设定电路22向相敏检波电路电路21输入相对于振荡电路15的输入波形偏移设定相位的信号。对于设定的相位，设置激励的AC信号的相位，使得当举例来说在检测元件1中放置待检测的介质时，检波电路21的输出信号相对于基于磁性材料的信号具有最大值。在所述相位设置中，可以使对检测信号有害的噪声分量信号最小。滤波电路23平滑相敏检测电路21检测并且校正的AC信号为DC信号。滤波电路23具有改变输出信号电压水平的功能。
根据以这种方式构筑的磁性材料检测设备，两个芯部的各自第一端部彼此相对，并且彼此串联连接分别在与相对部分相反面上第二端部上提供的线圈。因此，取决于间隙G中磁性材料位置的线圈感应电压值的变化如此小，使得可以以非接触方式检测。当限定在芯部端部之间的间隙部分输出磁性材料响应的检测信号时，芯部相对端部与磁性材料距离如此远，使得它们很难对之响应。因此，温度感应的变化被第一和第二线圈100和200各自感应电压之间的差值所抵消，从而可以获得与磁性材料量成正比的信号。此外，因为芯部2和3具有简单的形状，所以它们可以容易地制造并结合入检测设备中，从而可以降低制造成本。
现在参照图4说明根据另一个实施方案的检测元件1的信号处理电路。使用相似的参考数字表示与前述实施方案相同的部分，并且省略那些部分的详细说明。通过向上述的信号处理电路中添加功能块来获得所述信号处理电路。
第二线圈200的放大器16通过相位调整电路17a和振幅调整电路18a与差分放大器20的一个输入端连接。相位调整电路17a使用电压信号作为控制信号来调整输入信号的相位。它包括基于光电耦合器的可变电阻、电容器、运算放大器等。振幅调整电路18a使用电压信号作为控制输入来改变放大器的放大程度，从而调整输入信号的幅度。它包括基于光电耦合器的可变电阻、固定电阻器、运算放大器等。
在振幅调整电路18a和电路输出24之间连接低通滤波器28输出超低频率(very low frequency)，例如温度漂移。与相位设定电路22并联连接振荡电路15的另一个相位设定电路25与电路22的设定相位值具有90度的相位差。相位设定电路25通过相位检测电路26与差分放大器20的输出面相连。检测电路26检测来自差分放大器20输出信号的对磁性材料具有最小灵敏度的信号。
相位检测电路26通过低通滤波器27与相位调整电路17a连接。滤波器27与低通滤波器28类似，输出超低频率。与对磁性材料具有最大灵敏度的相位检测信号具有90度相位差的相位检测信号被反馈给相位调整电路17a和振幅调整电路18a，因而差分放大器20的输出对低频降为零。因此，对温度变化等引起的电路输出24的超低变化做出补偿。
在上述的信号处理电路中，假设差分放大器20的输出具有图5A所示的波形。如果输出波形基于检测的磁性材料，它具有与图5B中所示相位设定电路22的输出波形(Φ＝0)相同的相位。因此，相敏检波电路电路21具有如图5C所示的波形，并且滤波电路23作为其输出的DC电压V01。
另一方面，通过偏移图5B所示的相位设定电路22的输出波形-90度(Φ＝-90)来设置图5D所示相位设定电路25的输出波形。因此，与图5A所示的差分放大器20的输出波形相比，相位检测电路26具有图5E所示的波形，并且低通滤波器27的输出V901为0V。
如果继续输出图5A所示的差分放大器20的输出波形，滤波电路23的输出信号通过低通滤波器28以低的响应速度反馈给振幅调整电路18a。结果，差分放大器20的输出降低为零。
但是，如图6A所示，如果差分放大器20输出波形的相位从图6B所示的相位设定电路22的输出波形(Φ＝0)偏移，则相敏检波电路电路21的输出具有图6C所示的波形，并且滤波电路23其输出为DC电压V02(＜V01)。通过偏移图6B所示的相位设定电路22的输出波形-90度(Φ＝-90)来设置图6D所示相位设定电路25的输出波形。因此，与图6A所示的差分放大器20的输出波形相比，相位检测电路26具有图6E所示的波形，并且低通滤波器27的输出为DC电压V902。
即使低通滤波器28的输出被反馈给振幅调整电路18a，使得滤波电路23的输出电压为零，差分放大器20的输出也不会降低为零，并且AC波形分量仍保持偏移90度的相位。因此，相位检测电路26的输出通过低通滤波器27反馈给相位调整电路17a，因而该成分的信号，Φ＝-90为0V。
通过这种方式经低通滤波器反馈Φ＝0和Φ＝90的信号，可以抵消超低信号变化，例如温度漂移，使得只能检测早期(early-period)信号。在检测小信号时，该操作抵消了源于漂移的信号，使得可以选择性地放大早期信号。因此，可以在高的放大系数下操作差分放大器20，而不会使其输出饱和。
下面是根据本发明第二实施方案的磁性材料检测设备的说明。
如图7和8所示，根据本实施方案的磁性材料检测设备包含多个例如七个与图1所示相似的检测元件1，它们被并排地布置。每个检测元件1包括一对芯部2和3。检测元件1在纸张10的宽度方向上布置，使得连接其芯部2和3各自的第一端部2a和3a的线彼此平行延伸。按照与根据前述实施方案相同的方式构筑每个检测元件1。因此，使用相似的参考数字表示检测元件相似的部分，并且省略了那些部分的重复说明。
安置磁性罩8，使其围绕着缠绕在七个芯部2上的线圈5a和6。安置磁性罩9，使其围绕着缠绕在七个芯部2上的线圈5b和7。在芯部2和3以及磁性罩8和9之间布置支承芯部的支架11、12、13和14。这些支架由非磁性材料组成。支架11至14每个都有多个突起，通过从两边把持它们而来支载芯部2和3。支架11至14的突起和芯部2和3由在其间填充的树脂等来固定。
为了降低相邻元件1之间的干扰，优选相邻检测元件1之间的间隔，尤其是每两个相邻芯部2之间的间隔p和每两个相邻芯部3之间的间隔p应该被设置为与芯部2和3的第一端部2a和3a之间的间隙G相等，或者更宽。
磁性材料检测设备包含shire传送机械装置40，其传送纸张10通过芯部2和3之间的间隙G。传送机械装置40具有传送带42、传送带滚轮44、用来驱动滚轮的驱动单元(未显示)等。布置传送带42，使其从两边夹住纸张10横向相对的端部。
如图9所示，磁性材料检测设备具有n个第三线圈300-1、300-2、......、300-n-1和300-n，它们通过串联连接缠绕在n对芯部上的线圈6和7而形成。这些第三线圈彼此并联连接。检测设备的信号处理电路激励并联连接的第三线圈300-1、300-2、......、300-n-1和300-n。信号处理电路装备有n个与n对芯部相应排列的电路元件50-1、50-2、......、50-n-1和50-n。每个电路元件按照与图3信号处理电路的电路元件50相同的方式来构成，其由完全封闭的线表示。信号处理电路包含产生用来激励第三线圈300的信号的振荡电路15。第三线圈300-1、300-2、......、300-n-1和300-n与振荡电路15并联连接。此外，电路15与用作第二调整单元的相位设定电路22连接。相位设定电路22的输出55与电路元件50-1、50-2、......、50-n-1和50-n的各自相敏检波电路电路21连接。在这种安排下，可以获得每对芯部的检测信号。
根据上述第二实施方案，磁性材料的检测对于其宽度方向(与运动方向E垂直)可以基本上覆盖纸张10的整个表面，并且可以指定检测的位置。此外，并排布置多对芯部，并且彼此并联连接第三线圈并且对其AC激励，使得芯部产生的磁场处于相同的相位。因此，如果多个检测元件1彼此位置接近，相邻芯部彼此的干扰小。因此，芯部的第一和第二线圈100及200中感生的检测信号也很少受相邻芯部之间干扰的影响，从而可以高精确度地实现磁性材料的检测。因此，可以降低磁性材料检测设备的总体尺寸。另外，因为第三线圈彼此并联连接，所以只要固定电流容量，就可以降低第三线圈的驱动电压。
尽管根据第二实施方案，第三线圈与振荡电路15以彼此并联的关系连接，但是本发明并不局限于这种排列。在根据图10所示第三实施方案的磁性材料检测设备的信号处理电路中，n个第三线圈300-1、300-2、......、300-n-1和300-n彼此串联连接，并且由来自振荡电路15的信号激励。
还在第三实施方案中，相邻芯部之间干扰的影响如此小，使得可以高精确度地实现磁性材料的检测。因此，可以降低磁性材料检测设备的总体尺寸。
下面是根据本发明第四实施方案的磁性材料检测设备的说明。
根据本发明的磁性材料检测设备，如图11和12所示，由共用的芯部形成多个检测元件1。更具体地说，检测设备包含两个芯部62和63，每个为拉长的矩形板形状。每个芯部具有基本上等于待检测纸张10的宽度的长度。安排这两个芯部62和63，使其各自的长边平行延伸向纸张10的表面，并且彼此相对，在其间形成纸张传送通道。
在位于传送通道边上的芯部62的长边部分上整体形成多个第一突起，并且分别构成芯部的第一端部2a。在芯部62的纵向方向上以给定的间隔安排第一端部2a。在芯部62相对的长边部分上整体形成多个第二突起，并且分别构成芯部的第二端部2b。在芯部62的纵向方向上以给定的间隔安排第二端部2b，并且分别与第一端部2a对齐。
同样，在位于传送通道边上的芯部63的长边部分上整体形成多个突起，并且分别构成第一端部3a。在芯部63的纵向方向上以给定的间隔安排第一端部3a。此外，第一端部3a面向其相应的芯部62的第一端部2a，并在其间形成间隙G。在芯部63相对的长边部分上整体形成多个突起，并且分别构成芯部的第二端部3b。在芯部63的纵向方向上以给定的间隔安排第二端部3b，并且分别与第一端部3a对齐。
分别在芯部62的第一端部2a上缠绕线圈4a，在第二端部2b上缠绕线圈5a。在芯部62的中间部分上缠绕共用线圈6并且位于线圈4a和5a之间。分别在芯部63的第一端部3a上缠绕线圈4b，在第二端部3b上缠绕线圈5b。在芯部63的中间部分上缠绕共用线圈7并且位于线圈4b和5b之间。
为了降低相邻元件1之间的干扰，优选每两个相邻第一端部2a之间的间隔p和每两个相邻第一端部3a之间的间隔p应该被设置为与第一端部2a和3a之间的间隙G相等，或者更宽。
如图11和12，安置磁性罩8，使其围绕着线圈5a和6。安置磁性罩9，使其围绕着线圈5b和7。在芯部62和63以及磁性罩8和9之间布置支承芯部的支架11、12、13和14。这些支架由非磁性材料组成。支架11至14每个都有多个突起，通过从两边把持它们而来支载芯部62和63。支架11至14的突起和芯部62和63都用在其间填充的树脂等来固定。
按照与根据前述实施方案相同的方式构筑每个检测元件1。因此，使用相似的参考数字表示检测元件相似的部分，并且省略了那些部分的重复说明。
如图13所示，磁性材料检测设备的信号处理电路AC激励通过串联连接两个线圈6和7而形成的共用第三线圈300。信号处理电路装备有n个与检测元件1相应排列的电路元件50-1、50-2、......、50-n-1和50-n。每个电路元件按照与图3所附的信号处理电路的电路元件50相同的方式来构筑。信号处理电路包含产生用来激励第三线圈300的信号的振荡电路15。振荡电路15与第三线圈300并且与相位设定电路22连接。相位设定电路22的输出55与电路元件50-1、50-2、......、50-n-1和50-n的各自相敏检波电路电路21连接。在这种安排下，可以获得每对检测元件1的检测信号。
根据以这种方式排列的第四实施方案，可以获得前述第二实施方案的相同作用。另外，根据第四实施方案，使用共用线圈62和63及共用线圈6和7形成检测元件，从而容易地装配成检测设备，并且在用于多个检测元件时，可以调整芯部第一端部2a和3a之间的间隙G。
本发明并不直接限制于上述的实施方案，并且可以以修改的形式实现其组件，而不会背离本发明的范围或精神。此外，通过适当地组合结合前述实施方案描述的多个组件可以做出不同的发明。举例来说，可以省略根据前述实施方案的某些组件。此外，如果需要可以组合根据不同实施方案的组件。
举例来说，构成每个检测元件的每个芯部并不局限于板状，并且可以具有任何其它的形状，例如棒状。此外，待检测的介质没有局限于纸张，并且可以选择性地带状薄膜，或者任何其它的涂有或者包含磁性材料的介质。
权利要求
1.一种用于检测待检测介质中所含磁性材料的磁性材料检测设备，包括一对芯部，每个具有第一端部、与第一端部相对的第二端部，以及在第一和第二端部之间的中间部分，芯部各自的第一端部跨越一个间隙而彼此相对，在其间形成用于待检测介质通过的传送通道；第一线圈，其包括单独缠绕在芯部各自第一端部上并且彼此串联连接的线圈；第二线圈，其包括单独缠绕在芯部各自第二端部上并且彼此串联连接的线圈；第三线圈，其包括单独缠绕在芯部各自中间部分上并且彼此串联连接的线圈；以及信号处理电路，其AC激励第三线圈，以处理来自第一线圈的检测信号和来自第二线圈的检测信号。
2.根据权利要求1的磁性材料检测设备，其进一步包括单独围绕着成对芯部各自第二端部的磁性材料的磁性罩。
3.根据权利要求1的磁性材料检测设备，其中通过将非晶箔片层压在一起来形成每个芯部。
4.根据权利要求2的磁性材料检测设备，芯部和磁性罩之间的间隙比芯部第一和第二端部之间的间隙要宽。
5.根据权利要求2的磁性材料检测设备，其中每个磁性罩具有在传送通道边上开口的开口端，并且每个芯部的第一端部和磁性罩开口端之间的间隙比成对芯部各自第一端部之间的间隙要宽。
6.根据权利要求1的磁性材料检测设备，其中信号处理电路包括调整第一或第二线圈检测信号的相位和振幅的第一调整电路、根据第二或第一线圈检测信号的相位和振幅获得差信号的单元、调整激励第三线圈的AC信号相位的第二调整电路，以及使用第二调整电路的输出作为参考波形检测并平滑差信号的相位的平滑单元。
7.根据权利要求6的磁性材料检测设备，其中信号处理电路包括调整至使来自差信号的磁性材料检测信号最大的相位的第一相位设定电路、调整至与使磁性材料检测信号最大的相位偏差90度的相位的第二相位设定电路、响应第一相位设定电路的输出信号而调整第一或第二检测信号振幅的第一调整单元，以及响应第二相位设定电路的输出信号而调整第一或第二检测信号相位的第二调整单元。
8.一种用于检测待检测介质中所含磁性材料的磁性材料检测设备，包括多个并排安排的检测元件；及除了待检测介质沿其传送的传送通道以外，分别围绕着至少部分检测元件的磁性材料的磁性罩；每个检测元件包括一对芯部，每个具有第一端部、与第一端部相对的第二端部，以及在第一和第二端部之间的中间部分，芯部各自的第一端部跨越一个间隙而彼此相对，在其间形成用于待检测介质通过的传送通道，第一线圈，其包括单独缠绕在芯部各自第一端部上并且彼此串联连接的线圈，第二线圈，其包括单独缠绕在芯部各自第二端部上并且彼此串联连接的线圈，第三线圈，其包括单独缠绕在芯部各自中间部分上并且彼此串联连接的线圈，以及信号处理电路，其AC激励第三线圈，以处理来自第一线圈的检测信号和来自第二线圈的检测信号，并排安排检测元件，使得连接所述检测元件的成对芯部各自第一端部的线彼此平行。
9.根据权利要求8的磁性材料检测设备，其中所述检测元件各自的第三线圈彼此串联连接。
10.根据权利要求8的磁性材料检测设备，其中所述检测元件各自的第三线圈彼此并联连接。
11.根据权利要求8的磁性材料检测设备，其中信号处理电路包括多个分别对所述检测元件的第一和第二线圈提供的电路元件，每个电路元件包括调整第一或第二线圈检测信号的相位和振幅的第一调整电路、根据第二或第一线圈检测信号的相位和振幅获得差信号的单元、调整激励第三线圈的AC信号相位的第二调整电路，以及使用第二调整电路的输出作为参考波形检测并平滑差信号的相位的平滑单元。
12.一种用于检测待检测介质中所含磁性材料的磁性材料检测设备，包括一对板状芯部，每个具有彼此相对的一对长边部分、位于长边部分之间的中间部分、多个在长边部分之一上彼此间隔安排的第一突起，以及多个在另一个长边部分上彼此间隔安排的第二突起，安排成对的芯部，使芯部之一的第一突起和另一个芯部的第一突起跨越一个给定间隙而彼此相对，在其间形成用于待检测介质通过的传送通道；多个第一线圈，每个包括多个分别缠绕在成对芯部上每组相对的第一突起上并且对于每组串联连接的线圈；多个第二线圈，每个包括多个分别缠绕在成对芯部上每组相对的第二突起上并且对于每组串联连接的线圈；第三线圈，其包括分别缠绕在成对线圈的各自中间部分上的两个线圈；一对分别围绕着芯部各自的第二突起边长边部分的磁性材料的磁性罩；以及信号处理电路，其AC激励第三线圈，以处理多个来自第一线圈的检测信号和多个来自第二线圈的检测信号。
13.根据权利要求12的磁性材料检测设备，其中信号处理电路包括多个分别对第一和第二线圈组提供的电路元件，每个电路元件包括调整第一或第二线圈检测信号的相位和振幅的第一调整电路、根据第二或第一线圈检测信号的相位和振幅获得差信号的单元、调整激励第三线圈的AC信号相位的第二调整电路，以及使用第二调整电路的输出作为参考波形检测并平滑差信号的相位的平滑单元。
全文摘要
一种磁性材料检测设备，其中设置一对芯部，使其各自的第一端部彼此相对，形成作为其间介质通过的传送通道(M)的间隙。分别缠绕在芯部各自第一端部上的线圈彼此串联连接，形成第一线圈。分别缠绕在芯部第二端部上的线圈(5a)和(5b)彼此串联连接，形成第二线圈。分别缠绕在芯部各自中间部分上的线圈彼此串联连接，形成第三线圈。提供信号处理电路，AC激励第三线圈以处理来自第一线圈的检测信号和来自第二线圈的检测信号。
文档编号G01R33/02GK1661365SQ20051005243
公开日2005年8月31日 申请日期2005年2月25日 优先权日2004年2月27日
发明者小浜政夫, 桥谷诚一 申请人:株式会社东芝