检查装置的制作方法

文档序号:22242763发布日期:2020-09-15 19:57阅读:79来源:国知局
检查装置的制作方法

本发明涉及一种对在搬送路径上搬送的被检查物中含有的磁性体的异物进行探测的检查装置。



背景技术:

在粉、粒状的原材料、已成形的部件、包装好的各种商品中,存在由于制造过程中的螺钉等固定物的掉落、切断工序中的刀刃的缺损等引起的异物混入的风险。在大量且连续地搬送被检查物时,为了去除所混入的微小的异物而需要高性能的传感器。

以往,存在光学方式的检查、利用x射线进行的透视等检查方法,但是存在不能应用这些方法的包装、搬送方式,因此寻求一种通过其它原理来检测异物的方法。

作为异物的探测方法之一,存在通过磁传感器对在搬送路径中移动的磁性异物所具有的剩磁进行探测的方法,但是当磁性异物的尺寸微小时,剩磁的值变得极小,因此探测变得困难,这是众所周知的。

在对微小的磁性异物的探测中,需要针对通过磁传感器检测出的检测信号,利用磁传感器元件的阵列、模拟的电路处理进行的噪声去除以及由微型计算机等进行的数值处理等工作。

例如,作为噪声降低技术,已知以下一种技术:沿搬送路径的宽度方向排列多个在搬送路径的宽度方向上具有灵敏的指向性的磁传感器,并计算这些多个磁传感器的检测信号的相关度,由此增强磁性异物的检测信号,来相对地降低噪声电平(参照专利文献1)。由此,能够改善埋没在噪声中的检测信号的sn比。

作为其它噪声降低技术,已知以下一种技术:沿搬送路径的宽度方向排列多个由以将搬送路径夹在中间的方式在上下方向上正对的上侧磁传感器和下侧磁传感器构成的磁传感器对,对上侧磁传感器的检测信号与下侧磁传感器的检测信号进行差动计算,来降低噪声(参照专利文献2)。由此,能够改善埋没在噪声中的检测信号的sn比。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第5695428号公报

专利文献2:日本专利第6121689号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

然而,在专利文献1中,磁传感器的磁场探测的方向为搬送路径的宽度方向,对磁性异物在相对于搬送路径的搬送面垂直的方向上进行磁化,但是在这样的结构中,会产生在磁性异物通过磁传感器的中央的下方时磁探测灵敏度变为零的死区。

并且,由于磁传感器的磁场探测的方向为搬送路径的宽度方向,因此极性以传感器的中央为界发生反转,因此就宽度方向而言检测信号的正负也发生反转。

产生死区、波形不稳定、即由于探测位置而导致检测信号的正负反转,这使得在信号处理中难以提高探测灵敏度。

另外,在专利文献1的信号处理中,为了计算磁传感器的检测信号的相关度,需要定时信号的发生单元,需要进行与有限的模板波形之间的波形比较。但是,在被检查物为粉状、粒状等的物体且连续地搬送这些被检查物的情况下,在难以探测出在连续检测出的信号中以模板波形单位进行剪切的定时的情况下,难以利用这种方法。

另外,在输送过来的检查对象物为单独包装的物体情况下这些检查对象物也发生了重叠的情况下,由于模板波形是以单独包装为单位生成的,因此在模板波形的中途出现下一个模板波形开始的定时,无法正确地进行波形比较。

在专利文献2所记载的现有的金属检测装置中,对上下正对的磁传感器对的信号进行差动计算,在由干扰噪声产生的磁密度在上侧磁传感器和下侧磁传感器处不相等时,通过差动计算无法完全去除噪声,因此磁性异物的检测精度下降。

有如下记载:为了使电动机噪声的影响均等而将电动机与上侧磁传感器的距离、电动机与下侧磁传感器的距离分别配置在大致中间,但是需要对电动机和磁传感器进行微小的位置调整,无法通过差动计算完全去除干扰噪声,因此磁性异物的检测精度下降。

为了使通过差动计算得到的同相噪声的去除率提高,想到对上侧磁传感器和下侧磁传感器的磁检测灵敏度进行调整以使干扰噪声量相等的方法,但是调整花费时间。

本发明是鉴于这样的问题而完成的,其目的在于提供一种无论被检查物的通过位置如何都无死区且检测信号波形的极性不变化地能够连续进行检查的检查装置。另外,提供一种不需要进行噪声源和磁传感器的位置调整、磁传感器的磁检测灵敏度的调整而能够高精度地检测出被检查物中的微小的磁性异物的检查装置。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题,本发明的一个实施方式是一种检查装置,其特征在于,具备:搬送单元,其沿着搬送路径搬送被检查物;多个磁检测器,所述多个磁检测器对由所述被检查物中含有的磁性异物的剩磁产生的磁场进行检测;以及运算部,其是对多个所述磁检测器的检测信号进行乘法运算处理的乘法运算处理部,对针对由各所述搬送单元搬送的同一所述被检查物的所述检测信号彼此进行乘法运算处理。

发明的效果

本发明无论被检查物的通过位置如何都无死区且检测信号波形的极性不变化地能够连续进行检查。另外,根据本发明,不需要进行噪声源和磁传感器的位置调整、磁传感器的磁检测灵敏度的调整而能够高精度地检测出被检查物中的微小的磁性异物。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式所涉及的检查装置的概要结构图。

图2是磁传感器和检测信号的曲线图。

图3是磁传感器和检测信号的曲线图。

图4是示出本发明的第一实施方式所涉及的检查装置中的磁性异物的检测处理的流程图。

图5是磁传感器和检测信号的曲线图。

图6是两个检测信号及这两个检测信号的乘法运算结果的曲线图。

图7是两个检测信号的乘法运算结果的曲线图。

图8是示出本发明的第一实施方式所涉及的检查装置的其它方式的概要结构图。

图9是本发明的第二实施方式所涉及的检查装置的概要结构图。

图10是示出本发明的第二实施方式所涉及的检查装置的其它方式的概要结构图。

图11是两个检测信号及这两个检测信号的乘法运算结果的曲线图。

图12是本发明的第四实施方式所涉及的检查装置的概要结构图。

图13是本发明的第五实施方式所涉及的检查装置的概要结构图。

图14是示出本发明的第五实施方式所涉及的检查装置的磁性异物的检测处理的流程图。

图15是本发明的第五实施方式所涉及的检查装置的结构图和检测信号的曲线图。

图16是示出本发明的第五实施方式所涉及的检查装置的其它方式的结构图和检测信号的曲线图。

图17是示出本发明的第五实施方式所涉及的检查装置的其它方式的概要结构图。

图18是示出本发明的第六实施方式所涉及的检查装置的其它方式的概要结构图。

图19是示出本发明的第六实施方式所涉及的检查装置的其它方式的概要结构图。

图20是本发明的第七实施方式所涉及的检查装置的概要结构图。

图21是示出本发明的第五实施方式所涉及的检查装置的其它方式的概要结构图。

图22是示出本发明的第八实施方式所涉及的检查装置的一部分的结构图和检测信号的曲线图。

图23是磁传感器和检测信号的曲线图。

图24是示出磁传感器和磁通的流动的图。

图25是示出本发明的第八实施方式所涉及的检查装置的磁轭的配置例的概要结构图。

图26是示出本发明的第八实施方式所涉及的检查装置的磁轭的配置例的概要结构图。

图27是示出本发明的第八实施方式所涉及的检查装置的磁轭的配置例的概要结构图。

具体实施方式

以下,详细说明本发明的实施方式。

(第一实施方式)

在图1中,示出本发明的第一实施方式所涉及的检查装置的结构。检查装置100具备:搬送路径101,其以移动速度v搬送被检查物10;第一磁检测器111和第二磁检测器112,其对处于被检查物10的内部或附近的磁性异物的磁进行探测;放大部120,其对第一磁检测器111的检测信号和第二磁检测器112的检测信号分别进行放大;以及运算处理部130,其对使第一磁检测器111的检测信号延迟所得到的信号与第二磁检测器112的检测信号进行乘法运算处理。

在图1所示的结构中,为了简化说明,关于第一磁检测器111和第二磁检测器112,设为各具有1个磁传感器,这2个传感器是成对的传感器。在与搬送面相距高度h的位置配置一个在搬送面的垂直方向上具有磁场检测方向的作为第一磁检测器111的磁传感器ms1,并且在搬送方向的出口侧(下游侧)隔开距离d的间隔地配置一个作为第二磁检测器112的磁传感器ms2。

期望两个磁传感器ms1、ms2为尽可能相同的特性,但是至少期望即使检测波形的高度不同,从波形变化的起点到终点为止的时间也大致相等。此外,两个磁传感器ms1与ms2之间的距离d为各个传感器的探测位置间的距离。关于两个磁传感器ms1、ms2,在与搬送路径101的搬送方向正交的宽度方向上的位置也可以不一致,但是如果该宽度方向上的位置一致,对于后述的运算处理是优选的。

搬送路径101例如能够设为传送带等直线搬送被检查物的搬送单元。被检查物10可以为粉、粒状以及碎片状的物体、或者用袋、箱等包装材料各自包装好的形态的物体。其中,包装材料由非磁性的材料构成。磁性异物包含在被检查物的内部或附近,假定生锈的碎片、螺钉、刀具的缺失的破片等,含有具有磁性的材料。

第一磁检测器111和第二磁检测器112的磁传感器以使磁传感器的磁场检测方向相对于搬送面垂直的方式配置。因此,第一磁检测器111和第二磁检测器112的检测信号波形的极性无论磁性异物通过的位置如何都是恒定的。如果检测信号波形的极性恒定,则在沿搬送路径的宽度方向排列了多个磁传感器的情况下,能够使运算处理简单。

在图2的(a)中,示出在搬送路径的宽度方向上分开配置的两个磁传感器以磁场检测方向相对于搬送面垂直的方式配置的情况,在图2的(b)中,示出由此时的磁传感器探测出的磁场的波形。另外,在图3的(a)中,示出在搬送路径的宽度方向上分开配置的两个磁传感器以磁场检测方向相对于搬送面平行的方式配置的情况,在图3的(b)中,示出由此时的磁传感器探测出的磁场的波形。

如果如图3的(a)所示那样以在搬送路径的宽度方向上具有磁场检测方向的方式配置磁传感器,且使在搬送面的垂直方向上具有磁极的磁性体移动时,就宽度方向即x方向上的位置而言,如图3的(b)所示,在磁传感器的中央处磁场检测方向的磁场为零,在两端处极性改变,因此检测波形不稳定。

另一方面,如图2的(b)所示,在本实施方式中,将磁传感器以磁场检测方向相对于搬送面垂直的方式沿宽度方向排列,因此就宽度方向即x方向上的位置而言,磁传感器的磁场不会发生反转,成为向恒定方向变化的稳定的波形。关于磁传感器相对于搬送面的垂直度,需要设为使得相位回转而极性不反转。此外,在图2的(a)中,示出了在磁性异物的磁极相对于搬送面垂直的情况下由磁传感器探测出的磁场的波形向正方向变化的结构,但是在设为探测出的磁场的波形向负方向变化的结构的情况下,也同样需要使磁场检测方向一致,以使磁场的检测波形的极性一致。

在图4中,示出对本发明的第一实施方式所涉及的检查装置中的检测信号的处理方法进行说明的流程图。此外,利用图5和图6进行说明,图5是第一磁检测器111和第二磁检测器112的配置及检测波形的概念图,图6是实测出的检测波形的概要图。首先,探测从第一磁检测器111的磁传感器ms1和第二磁检测器112的磁传感器ms2输出的信号(s401-1、s401-2)。

接着,通过放大部120对磁传感器ms1、ms2的检测信号分别进行放大(s402-1、s402-2),通过运算处理部130的ad变换器131-1、131-2将放大后的检测信号数值化(ad变换)为数字值(s403-1、s403-2)。这里的放大也可以是dc放大,但是如果进行ac放大,能够去除地磁等dc磁场的分量,另外,既可以在ad变换后去除dc分量,也可以在ad变换前的电路侧去除dc分量。

接着,在乘法运算处理部132中,针对ad变换后的第一磁检测器111的检测信号s1和第二磁检测器112的检测信号s2,按照下述的式子进行电平校正(s404-1、s404-2)。电平校正是进行基准电平的数值校正使得检测信号s1以零为中心变化的校正,能够通过从检测信号减去不存在被检查物时(t’1≤t’≤t’2)的检测信号的平均值来进行,但是也可以通过其它方法进行。

[数式1]

[数式2]

接着,在乘法运算处理部132中,将至少一方的检测信号保存到存储器(s405),针对至少一方的检测信号,在本实施方式中是针对第一磁检测器111的检测信号s1,进行与δt相应的时间校正(s406),使得第一磁检测器111和第二磁检测器112的检测波形在磁性异物通过各磁检测器的时刻或各磁检测器与被检查物10最接近的时刻一致,即使得与磁性异物相对应的检测波形变为同相位。当在搬送面上以速度v搬送在搬送面的垂直方向具有磁化方向的铁等磁性体时,如图5的(b)、(c)、图6的(a)、(b)所示的检测信号s1ref、s2ref那样,以时间差δt获得类似的检测波形。δt是如下式那样将成对的磁传感器间的距离d除以搬送速度v而得到的值。

[数式3]

δt=d/v(式3)

接着,在乘法运算处理部132中,将第二磁检测器112的检测信号s2ref与进行时间校正后的第一磁检测器的检测信号s1ref’进行乘法运算(s406),来获取乘法运算波形s12。

[数式4]

s12(t)=s1ref(t-δt)×s2ref(t)

=s1ref'(t)×s2ref(t)(式4)

如图5的(d)、图6的(c)所示,在检测信号s1ref’、s2ref具有表示相同极性的磁场的值的情况下,该乘法运算波形s12示出正的值,在检测信号s1ref’、s2ref具有表示不同极性的磁场的值的情况下,该乘法运算波形s12示出负的值。特别是,噪声分量伴随电平校正的结果而存在于零附近,并且取极性以短周期随机交替的波形,因此检测信号s1ref’、s2ref的噪声分量的极性一致的情况较少。因此,检测信号s1ref’、s2ref的噪声分量实质上为逆相关系,因此对检测信号s1ref’、s2ref进行乘法运算而得到的结果具有负的值。因此,在判定部133中,在乘法运算波形s12为规定的正的值以上的情况下,判定为存在磁性异物,由此能够检测出异物(s407)。此外,在乘法运算波形s12小于规定的正的值的情况下,返回s401-1、s401-2。

通过进行以上这样的运算,在乘法运算处理后的乘法运算波形s12中,探测出磁性异物的信号分量与仅探测出噪声的信号分量的峰值之差被取得较大,sn比明显提高。

在图7中示出假设第二磁检测器112的检测信号s2ref与第一磁检测器111的检测信号s1ref完全相同的情况、即将s1ref彼此进行乘法运算处理所得到的结果。在该情况下,噪声分量也变为同相,因此噪声分量与探测出磁性异物的峰值同样地取正的值,但是实际上并不是如将相同的检测信号彼此进行乘法运算所得到的图7那样所有的噪声分量都变为同相,而是大部分变为逆相,因此如图6所示,噪声分量几乎都变为负的值。

本实施方式的特长在于:在搬送方向上的两个部位对被检查物10进行探测,将针对检测信号实施电平校正和时间校正所得到的信号进行乘法运算,由此区分检测出磁性异物的信号与由噪声分量产生的检测信号的相位,从而能够增强检测信号中的磁性异物具有的剩磁分量,来抑制噪声分量。另外,能够依次运算第一磁检测器111的信号和第二磁检测器112的信号,不需要预先比较用的模板波形等,因此不需要将被检查物10分为模板波形单位地通过检查装置100,能够不间断地连续检查被检查物,或者在多个被检查物重叠的状态下进行检查。

以向正侧变化的波形说明了第一磁检测器111和第二磁检测器112的检测波形,但是即使是向负侧变化的波形,探测出磁性异物时的乘法运算结果也为正,因此将阈值仅假设为正侧即可。在乘法运算结果超过规定的阈值时判定为含有磁性异物的被检查物通过。在探测出磁性异物时,进行将含有磁性异物的被检查物从搬送路径去除等的处置即可。或者具有通知部,在进行通知的同时,进行停止搬送路径的搬送等的控制。另外,在第一磁检测器111和第二磁检测器112中的一者的感磁方向与另一者的感磁反向完全相反的情况下,探测出磁性异物时的乘法运算结果为负,噪声分量的乘法运算结果为正,因此将阈值设定在负侧即可。

另外,如图8所示,检查装置100也可以还具备磁屏蔽单元140、对磁性异物进行磁化的单元150。磁化单元150优选地由位于被检查物的上部的上部磁化单元150-1和位于被检查部的下部的下部磁化单元150-2构成,但是也可以仅在上部和下部中的一方设置。

为了屏蔽外部磁场的影响,也可以具备由高导磁率材料构成的磁屏蔽单元140。磁屏蔽单元140构成为在与搬送路径101相向的面开口,使其它的5个面用高导磁率材料覆盖第一磁检测器111和第二磁检测器112。如果具备磁屏蔽单元140,则能够降低向第一磁检测器111和第二磁检测器112侵入的外部噪声的影响,并且能够使s/n比提高。高导磁率材料也可以是坡莫合金、硅钢板等。

为了探测出微小的磁性异物,期望还具备磁化单元150。磁化单元150配置于比第一磁检测器111的位置靠搬送路径101的入口侧的位置。磁化单元150由以被检查物10能够通过的方式固定在搬送路径101的上下的磁体等构成。对磁性异物进行磁化的方向也可以是任意的方向,但是如果设为与搬送路径101的搬送面垂直的方向,则与第一磁检测器111和第二磁检测器112的磁探测的方向一致,因此能够更高精度地进行探测。此外,在磁性异物的剩磁足够大的情况下,未必一定需要磁化单元150。

另外,虽然在图1、图8中未图示,但是也可以具备用于将如图6的(c)所示的检测信号的乘法运算结果呈现给用户的显示部。除了判定部133进行的判定以外,用户还能够根据乘法运算结果直接判定有无磁性异物。

(第二实施方式)

在图9中,示出本发明的第二实施方式所涉及的检查装置的结构。在第二实施方式中,示出使搬送路径101的宽度方向和搬送路径101的垂直方向上的探测磁性异物的探测精度提高的结构。检查装置200具备:搬送路径101,其以移动速度v搬送被检查物10;第一磁检测器211和第二磁检测器212,其对处于被检查物10的内部或者附近的磁性异物的磁进行探测;放大部220,其对第一磁检测器211的检测信号和第二磁检测器212的检测信号分别进行放大;以及运算处理部230,其对使第一磁检测器211的检测信号延迟所得到的信号与第二磁检测器212的检测信号进行乘法运算处理。

在第一实施方式中,举例说明了第一磁检测器111和第二磁检测器112的磁传感器各为1个的结构,但是在本实施方式中,第一磁检测器211和第二磁检测器212各自在搬送路径101的宽度方向上具备多个磁传感器。关于ad变换器231,也根据多个磁传感器的数量具备与磁传感器同等数量的ad变换器231。

此时,第一磁检测器211的各磁传感器与第二磁检测器212的磁传感器中的一个成对,将这些成对的磁传感器的检测信号设为检测信号s1、s2并在运算处理部230中进行处理。成对的磁传感器以沿搬送方向分离规定的距离d的方式配置即可,在与搬送路径101的搬送方向正交的宽度方向上的位置也可以不一致。但是,如果在该宽度方向上的位置一致,则在一对磁传感器之间信号波形的一致度提高,通过上述的运算处理获得的乘法运算波形s12的sn比提高,因此是优选的。

构成第一磁检测器211的多个磁传感器与构成第二磁检测器212的多个磁传感器既可以如图9的(b)所示那样在搬送路径101的宽度方向上排列在以最短距离连接的线段上,如果成对的磁传感器之间的搬送方向上的距离保持恒定,则也可以通过针对每个成对的磁传感器改变搬送方向上的位置,来沿宽度方向倾斜地配置磁传感器,或者配置成圆弧形、大致s字形等。

既可以针对将第一磁检测器211的磁传感器的信号相加所得到的值与将第二磁检测器212的磁传感器的信号相加所得到的值进行乘法运算处理,也可以针对在搬送方向以间隔d配置的一对磁传感器分别进行乘法运算处理。

如果针对沿搬送方向前后排列的一对磁传感器进行乘法运算处理,则能够判定为磁性异物通过了超过阈值的那对磁传感器的附近,并且能够确定磁性异物所通过的搬送路径101的宽度方向上的位置。

为了提高搬送路径101的高度方向上的分辨率,如图10所示,以将搬送路径101夹在中间的方式上下分别配置一组上侧磁探测单元210-1和下侧磁探测单元210-2即可。为了防止磁性异物的漏探测,也可以是以与搬送面垂直的方向上的假定磁性异物通过的中心位置处于上侧磁探测单元210-1与下侧磁探测单元210-2的中间的方式配置检测器,更优选的是,将下侧探测单元210-2以接近搬送面的方式配置于搬送面的下部。具体而言,优选的是,将下侧探测单元210-2配置在形成搬送路径101的形成为环的皮带中的、向搬送方向移动的一方的皮带与向同搬送方向相反的一侧移动的一方的皮带之间且在向搬送方向移动的一方的皮带的正下方。

(第三实施方式)

第三实施方式针对使第一实施方式和第二实施方式的磁性异物的探测精度为更高精度的检查装置的结构进行记述。此外,对于与第一实施方式和第二实施方式共通的项目,省略说明。

在第三实施方式中,在检查装置100、200的运算处理部130、230中,还具备对检测信号进行平均处理的单元、周期噪声去除单元。能够使用这些单元,来对第一磁检测器111、211和第二磁检测器112、212的检测信号分别实施平均处理。平均处理也可以是移动平均、相加平均等。通过进行平均处理,能够对噪声进行舍入,从而能够改善乘法运算处理的s/n比。此外,也可以针对乘法运算结果进行平均处理。

检查装置100、200的搬送路径101具备使传送带等动作的电动机、电源部等,因此第一磁检测器111、211和第二磁检测器112、212受到50hz或60hz等的周期性的磁噪声、从驱动部等产生的具有特定的频率分量的磁噪声的影响。

如上所述,能够通过在第一磁检测器111、211和第二磁检测器112、212的周围设置由高导磁率材料构成的磁屏蔽单元,来降低噪声的影响。但是,为了检测出更微小的磁性异物,需要降低通过磁屏蔽单元无法完全去除的磁噪声的影响。

能够通过如式5那样设定第一磁检测器111、211和第二磁检测器112、212的磁传感器间隔d,来降低特定频率的磁噪声。

[数式5]

在此,tex是噪声的1个周期,vex是搬送路径的搬送速度。通过如式5那样将第一磁检测器111、211与第二磁检测器112、212的磁传感器间的间隔d设为对噪声信号的半周期的奇数倍的值乘以搬送路径的搬送速度而得到的值,来使第一磁检测器111、211探测的噪声分量与第二磁检测器112、212探测的噪声分量为逆相的关系,因此当进行乘法运算处理时,噪声分量取负的值,能够使噪声去除效果提高。

此外,在式5中意味着,就磁传感器间隔d和搬送路径的搬送速度vex而言,将d/vex设为噪声信号的半周期(tex/2)的奇数倍,由此使第一磁检测器111、211中的噪声信号与第二磁检测器112、212中的噪声信号正好为逆相,但是未必仅限于此。例如,即使在0.8×tex/2≤d/vex≤1.2×tex/2的情况下,也能够恰好使噪声分量的乘法运算结果为负的值,对于不为负的值的噪声分量,也能够使其乘法运算结果的值比较小,因此易于去除噪声分量。

另外,在外来噪声的频率分量高于磁性异物的检测信号的频率分量等时,通过进一步调整校正时间,能够通过式4降低噪声的影响。在式4的乘法运算处理中,如上所述,在第一磁检测器111、211和第二磁检测器112、212的检测信号变化为同相时取正的值,变化为逆相的信号取负的值,从而能够判断为噪声。因此,对于周期性的噪声,当进行一定的时间校正使得第一磁检测器111、211的噪声信号与第二磁检测器112、212的噪声信号的相位关系为逆相时,当进行乘法运算处理时噪声分量变为负极性,能够使噪声去除效果大幅提高。即,如式6所示,对用于周期噪声去除的δt加上校正值α即可。

[数式6]

s12′(t)=s1ref(t-(δt+α))×s2ref(t)(式6)

在图11的(a)中,示出第一磁检测器111、211的磁传感器的检测信号s1ref和与其成对的第二磁检测器112、212的磁传感器的检测信号s2ref的信号波形。另外,在图11的(b)、(c)中,示出调整信号波形s1ref、s2ref使得50hz的噪声分量为同相之后将这些信号波形s1ref、s2ref进行乘法运算所得到的结果,在图11的(d)、(e)中,示出调整信号波形s1ref、s2ref使得50hz的噪声分量为逆相之后将这些信号波形s1ref、s2ref进行乘法运算所得到的结果。当如图11的(d)、(e)所示那样进行调整使得噪声分量为逆相时,s/n比大幅地改善。

关于用于周期噪声的识别和周期噪声去除的校正值α的决定,能够在将磁检测器的检测信号进行ad变换之后由运算处理部进行。

(第四实施方式)

在图12的(a)中,示出本发明的第四实施方式所涉及的检查装置的结构。检查装置300在运算部330的前级配置差动处理部325,通过对来自在搬送方向上前后配置的一对第一磁检测器311和第二磁检测器312的、检测时刻一致的检测信号进行差动处理,能够进一步去除同相噪声的影响。

为了进行差动处理,在通过第一磁检测器311和第二磁检测器312检测出相同强度的磁场的情况下,第一磁检测器311和第二磁检测器312需要输出相同电平的检测信号。因此,在第一磁检测器311和第二磁检测器312探测的磁场相同时,例如在放大部320进行增益调整,以使从第一磁检测器311和第二磁检测器312输出的检测信号的强度相等。

在图12的(b)中,示出放大部320的模拟电路的结构例。放大部320包括由运算放大器a1和电阻r1、r2构成的第一放大器321以及由运算放大器a2和电阻r3、r4构成的第二放大器,能够通过调整电阻r1、r2、r3、r4来对从第一磁检测器311和第二磁检测器312输出的检测信号的强度分别进行调整。

进行差动处理后的信号通过ad变换器从模拟值变换为数字值。对ad变换后的信号与在ad变换后暂时保存在存储器中且延迟了规定的时间δt(式3)的信号进行乘法运算处理即可。

此外,在本实施方式中设为了通过模拟电路实现差动处理的结构,但是也可以设为通过运算部330以数字方式进行差动处理的结构。另外,作为第一磁检测器311与第二磁检测器312之间的在搬送方向即y方向上的距离d,优选的是,在一方的磁检测器检测被检查物10中含有的磁性异物的检测信号的峰值的情况下,在与该峰值相距大致半值宽度左右的位置配置另一方的磁检测器。

另外,当通过高通滤波器去除相比于检测信号而言频率较低的分量的干扰噪声时,能够使乘法运算处理精度提高。高通滤波器既可以是由电路实现的模拟滤波器,也可以是以数字方式进行的数字滤波器。

在到此为止说明的第一实施方式至第四实施方式中,优选的是,基于实际在搬送路径101上搬送被检查物10的实际的速度来进行δt的时间校正。因而,例如,优选的是,在形成搬送路径101的传送带的搬送方向上的两端部(未配置检测部10的部分)赋予标记,并计算由设置在与该标记相向的位置的光学传感器等实测出的搬送速度所对应的时间校正量。根据该结构,在由于经年劣化等的影响而导致搬送速度发生了变化的情况下也能够计算出合适的时间校正量,能够容易地保持磁性异物的检测精度。

此外,上述的使用了标记和光学传感器的搬送速度检测单元为一例,只要是对在搬送路径101上搬送的被检查部10的搬送速度进行检测的搬送速度检测单元,则可以是任意的单元。因此,也可以设置用于对驱动搬送路径101的搬送单元的驱动源的驱动量(作为一例,电动机的旋转量)等进行探测的驱动量探测单元,将该驱动量探测单元用作搬送速度检测单元来计算搬送速度,并进行时间校正,还可以将标记与被检查物10一起沿搬送路径101搬送,通过对其进行检测来计算搬送速度。另外,还可以根据检查装置或配设检查装置的装置中的除此以外的规定的参数来计算搬送速度。例如,也可以使用装置的累积使用时间来进行时间校正。

(第五实施方式)

在图13中,示出本发明的第五实施方式所涉及的检查装置的结构。检查装置400具备:搬送路径101,其以任意的移动速度v搬送被检查物10;以及磁化单元450,其对被检查物10在规定的方向上进行磁化。

另外,在磁化单元450的搬送方向上的下游侧配置有:处于搬送路径101的上侧的上侧磁检测器411,其对由处于被检查物10的内部或附近的磁性异物的剩磁产生的与搬送路径101的搬送面垂直的方向上的分量的磁场进行检测;以及下侧磁检测器412,其处于以将搬送路径夹在中间的方式与上侧磁检测器411相向的位置。

还具备:放大部420,其对上侧磁检测器411和下侧磁检测器412各自的信号进行放大;以及运算处理部430,其具备将上侧磁检测器411和下侧磁检测器412的信号从模拟值变换为数字值的ad变换器431、对上侧磁检测器411和下侧磁检测器412的信号进行乘法运算处理的乘法运算处理部432、判定有无磁性异物的判定部433。

在图13所示的结构中,为了简化说明,关于上侧磁检测器411和下侧磁检测器412,设为各具有1个磁传感器,这2个磁传感器是成对的磁传感器。上侧磁检测器411配置于被检查物10可通过的与搬送路径101的搬送面相距高度h的位置,下侧磁检测器412以在与上侧磁检测器411相向的位置将搬送路径101夹在中间的方式配置于搬送路径101的搬送面的下部。

在此,作为上侧磁检测器411与下侧磁检测器412相向的位置,需要满足以下条件。首先,对于上侧磁检测器411和下侧磁检测器412在搬送路径101的宽度方向(x方向)上的位置,可以是一致的位置,即使是不一致的位置,只要是上侧磁检测器411和下侧磁检测器412这双方能够同时检测搬送路径101上搬送的同一磁性异物的剩磁产生的磁场的位置即可。

对于上侧磁检测器411和下侧磁检测器412的在搬送方向(y方向)上的位置,优选的是位置一致。即,在检测信号中,期望上侧磁检测器411和被检查物10最接近的时刻与下侧磁检测器412和被检查物10最接近的时刻大致一致。但是,由磁性异物产生的磁场具有一定程度的幅度,因此只要是现实的配置,则能够通过单纯地进行乘法运算处理所得到的结果来充分提高s/n比。在搬送方向(y方向)上位置发生偏差的情况下,为了进一步提高精度,也可以搬送规定的测试介质等来计算上下的磁传感器在搬送方向上的位置的偏差,并且进行时间校正使得上下的磁传感器的位置一致之后进行乘法运算处理。

对于上侧磁检测器411和下侧磁检测器412的在与搬送路径101的搬送面垂直的方向(z方向)上的位置,只要是上侧磁检测器411和下侧磁检测器412这双方能够检测在搬送路径101上搬送的同一磁性异物的剩磁产生的磁场的位置即可。作为一例,上侧磁检测器411和下侧磁检测器412由相同的磁传感器构成,并且将上侧磁检测器411和下侧磁检测器412以将搬送路径101夹在中间的方式在z方向上配置在检测区域重叠的位置即可。

另外,关于下侧磁检测器412相对于搬送路径101的搬送面而言的距离,也可以设为相距与高度h相同的量,但是优选的是将下侧磁检测器412配置在搬送面的下部且尽可能接近搬送面,特别是在上侧磁检测器411和下侧磁检测器412由相同的磁传感器等构成且具有相同的磁特性的情况下尤为显著。但是,在下侧磁检测器412中,只要能够如上述那样能够在与上侧磁检测器411相同的时刻检测由磁性异物的剩磁产生的磁场即可,也可以与搬送面相距比高度h更远的距离,还可以与搬送面相距比高度h更近的距离。

优选的是,上侧磁检测器411和下侧磁检测器412的磁特性为相同的磁特性,但是期望至少就相同的检测对象而言,即使检测波形的高度不同,波形到达峰值的时间t1与t2也大致相等(参照图13)。即,期望各磁检测器与被检查物10最接近的时刻一致。另外,当上侧磁检测器411和下侧磁检测器412被配置为各自的磁场检测方向h1、h2朝向与搬送路径101的搬送面垂直的方向时,无论死区、磁性异物的通过位置如何,检测极性都稳定。

搬送路径101例如能够设为传送带、滑动件等以规定的速度搬送被检查物10的搬送单元。被检查物10可以为粉、粒状和碎片状的物体、用袋、箱等包装材料各自包装好的形态的物体。其中,包装材料由非磁性的材料构成。磁性异物包含在被检查物10的内部或附近,假设生锈的碎片、螺钉、刀具的缺失的破片等,含有具有磁性的材料。

在检测微小的磁性异物时,期望具备对被检查物10中含有的磁性异物进行磁化的磁化单元450。磁化单元450配置于相比于上侧磁检测器411和下侧磁检测器412中的任何一方而言都靠搬送路径101的上游侧的位置。磁化单元450由以被检查物10能够通过的方式固定于搬送路径101的上下的磁体等构成。对被检查物10进行磁化的磁化方向m可以是任意的方向,但是期望以与磁检测器的磁场检测方向同一方向的分量变强的方式进行磁化,如果将磁化方向m设为与搬送路径101的搬送面垂直的方向,则上侧磁检测器411与下侧磁检测器412的检测方向一致,因此能够更高精度地进行检测。此外,在磁性异物的剩磁足够大的情况下,未必一定需要磁化单元450。

此时,在本实施方式中,上侧磁检测器411和下侧磁检测器412检测出的磁性异物的剩磁产生的磁场的z方向分量向相互相反的极性的方向施加。在图13的情况下,具体而言,上侧磁检测器411被配置成向z分量方向为正的方向施加磁场,下侧磁检测器412被配置成向z分量方向为负的方向施加磁场。上侧磁检测器411和下侧磁检测器412被配置成以磁场检测方向将搬送路径101夹在中间的方式相向,使得能够高精度地检测出这些磁场。在图13中,以磁性异物的上侧为n极、下侧为s极的方式记述了磁化方向m,但是在磁性异物的磁化方向m为相反极性的情况下,向上侧磁检测器411和下侧磁检测器412施加的磁场的方向为相反方向。

在此,上侧磁检测器411和下侧磁检测器412既可以始终进行检测动作,也可以仅在被检查物10通过的时刻进行检测动作。例如,也可以构成为将包括来自对本实施方式所涉及的检查装置400供给被检查物10的其它供给装置的被检查物10的供给时刻信息的信息发送到未图示的控制部,并基于该供给时刻信息来仅在被检查物10通过的时刻进行检测动作。此外,也可以将供给被检查物10的其它供给装置与检查装置400成一体地构成。另外,仅在被检查物10通过的时刻进行检测动作包括在规定的时间前后具有余量地执行检测动作,以包括被检查物10通过的时刻。

在图14中,示出对本发明的第五实施方式所涉及的检查装置400中的检测信号的处理方法进行说明的流程图。首先,分别由上侧磁检测器411和下侧磁检测器412开始检测磁场,输出基于检测结果的信号(步骤s1401-1、步骤s1401-2)。

通过放大部420对输出的信号进行放大(步骤s1402-1、步骤s1402-2),通过运算处理部430的ad变换器431将放大后的信号数值化为数字值(步骤s1403-1、步骤s1403-2)。这里的放大也可以是dc放大,但是如果进行ac放大,能够去除地磁等dc磁场分量。既可以在ad变换后去除dc分量,也可以在ad变换前的电路侧去除dc分量。

接着,在运算处理部430中,针对ad变换后的上侧磁检测器411的检测信号s1和下侧磁检测器412的检测信号s2进行电平校正,使得各个信号的基准电平为零(步骤s1404-1、步骤s1404-2)。关于电平校正,与第一实施方式同样,是进行基准电平的数值校正,使得检测信号s1以零为中心变化,电平校正能够通过从检测信号中减去不存在被检查物10时(t’1≤t’≤t’2)的检测信号的平均值来进行,但是也可以通过其它方法进行。

接着,在乘法运算处理部432中对进行电平校正后的上侧磁检测器411的检测信号s1和下侧磁检测器412的检测信号s2进行乘法运算处理(步骤s1405)。该乘法运算处理的结果是检测出磁性异物时的相位与检测出噪声分量时的相位为逆相位的关系。即,如图15的(b)所示,在乘法运算处理所得到的结果(s1×s2)中,检测出磁性异物的剩磁的检测信号分量相对于偏向负方向的检测出噪声分量的信号分量而言偏向正方向。

向上侧磁检测器411和下侧磁检测器412施加的由磁性异物的剩磁产生的磁场的方向与向上侧磁检测器411和下侧磁检测器412施加的一样的干扰磁场的方向在上侧磁检测器411和下侧磁检测器412中的任一方一致,在另一方不一致。因此,乘法运算处理的结果是检测出磁性异物的分量与干扰磁场的分量为逆相位的关系。因而,乘法运算处理的结果是检测出磁性异物的信号仅为正侧和负侧中的任一方,噪声分量与检测出磁性异物的信号为相反的极性(偏向相反方向)。

另外,从磁检测器自身产生的噪声、从电路基板产生的噪声的极性随机变化,因此变为相位与检测出磁性异物的信号的相位相同的概率低,实质上变为非同步变化的信号。因而,随机变化的噪声分量的乘法运算处理结果为与检测出磁性异物的信号相反的极性。

因此,磁性异物的检测阈值仅设定为正侧和负侧中的任一方即可,能够在超过规定的阈值时判定为检测出磁性异物。

进行乘法运算处理后的磁性异物的检测信号的极性依赖于乘法运算处理前的上侧磁检测器411的检测信号s1与下侧磁检测器412的检测信号s2的相位关系。在本实施方式中,如图15所示,上侧磁检测器411的磁场检测方向与下侧磁检测器412的磁场检测方向为相互相反的方向,因此检测出磁性异物时的乘法运算处理前的信号为同相变化,乘法运算处理结果为正的极性。而且,针对噪声分量的乘法运算处理结果为负的极性。

另外,如图16所示,在上侧磁检测器411和下侧磁检测器412被配置为磁场检测方向朝向彼此相同的方向时,检测出磁性异物时的乘法运算处理前的信号为逆相变化,乘法运算处理结果为负的极性。此时,针对噪声分量的乘法运算处理结果为正的极性。

在想要使检测出磁性异物时的乘法运算处理结果为任意的极性时,预先调整乘法运算处理前的上侧磁检测器411的检测信号s1与下侧磁检测器412的检测信号s2的相位关系即可。关于相位调整的方法,例如既可以使用反相放大器,也可以以数字方式使极性反转。

当这样实施乘法运算处理时,能够与上侧磁检测器411和下侧磁检测器412的磁检测灵敏度无关地根据检测信号的同步性的关系将噪声信号与磁性异物检测信号分离,能够将检测出磁性异物的信号分量与噪声分量的峰值之差取得较大,因此s/n比明显提高。

在此,在配置为检测出磁性异物时的乘法运算处理结果示出任何极性的情况下(图15)都判定为是检测出磁性异物的信号分量时,也可以使用预先设定的阈值。即,如果以图15举例,在检测出磁性异物的情况下的乘法运算处理结果为正的极性,但是在为正的极性的乘法运算处理结果中,还包含由干扰磁场引起的噪声分量偶然性地示出正的极性的结果。但是由该噪声分量引起的乘法运算处理结果比检测出磁性异物的情况下的乘法运算处理结果小。因此,优选的是,对于小于预先设定的阈值的乘法运算处理结果,也判定为是由干扰磁场引起的噪声分量,仅将阈值以上的乘法运算处理结果判定为是检测出磁性异物的信号分量。在配置为检测出磁性异物时的乘法运算处理结果示出负的极性的情况下(图16),仅将预先设定的阈值以下的乘法运算处理结果判定为是检测出磁性异物的信号分量。

在图14的步骤s1406中,通过如上所述的判定,来判定在被检查物10中是否含有磁性异物。

在检测出磁性异物时,进行将含有磁性异物的被检查物10从搬送路径101去除等的处理即可。或者,具有通知部,在进行通知的同时,进行停止搬送路径的搬送等的处置即可。

另外,通过对进行乘法运算处理的各个信号进行平均处理,能够对噪声进行舍入,并且能够改善乘法运算处理结果的s/n比。平均处理也可以是移动平均、相加平均等。此外,也可以针对乘法运算处理结果进行平均处理。

在由于相比于磁性异物的检测信号而言频率较低的分量的干扰噪声而导致进行乘法运算处理的信号的值的基准电平相对于零发生偏差的情况下,成为乘法运算处理结果的s/n比变差的主要原因。因此,如图17所示,也可以是,作为上侧磁检测器411和下侧磁检测器412,分别配置两个磁检测器,对来自配置于同一侧的磁检测器的检测信号进行差动处理,由此去除变化为同相的干扰噪声。而且,也可以对针对去除了干扰噪声后的信号以与第一实施方式同样的方式进行电平校正后的上侧磁检测器411的信号和下侧磁检测器412的信号进行乘法运算处理,还可以通过高通滤波器去除相比于检测信号而言频率较低的分量的信号。关于差动处理,既可以通过电路进行差动处理,也可以通过运算部以数字方式进行差动处理。关于高通滤波器,既可以是由电路实现的模拟滤波器,也可以是以数字方式去除相比于磁性异物的检测信号而言频率较低的分量的信号的数字滤波器。

此外,如以上说明的那样,上侧磁检测器411和下侧磁检测器412的磁检测灵敏度未必一定需要相等。由乘法运算处理进行的噪声的判定是通过上侧磁检测器411的信号的相位与下侧磁检测器412的信号的相位之间的关系来决定的,因此不需要调整针对干扰噪声的磁检测灵敏度,而能够根据乘法运算处理所得到的结果的相位来判定是磁性异物产生的信号还是噪声产生的信号。

在上侧磁检测器411与下侧磁检测器412的搬送方向上的位置发生了偏差的情况下,也可以对进行乘法运算处理之前的信号进行时间校正,但是在上侧磁检测器411和下侧磁检测器412中的针对由磁性异物的剩磁产生的磁场的检测信号的时间的偏差微小的情况下,未必一定需要进行时间校正。在不进行时间校正的情况下,能够加快磁性异物的检测响应性,乘法运算处理也变得简单。检测信号的时间的偏差微小的情况是指就上侧磁检测器411和下侧磁检测器412而言同时检测由磁性异物的剩磁产生的磁场的一部分的程度的偏差即可,作为一例,如上所述,上侧磁检测器411和下侧磁检测器412的检测区域在y方向上重叠即可。

根据本发明,搬送被检查物的搬送速度既可以是规定的恒定速度v,也可以是如通过滑动件等使被检查物移动的情况那样可变的任意的速度。

另外,也可以具备用于向用户呈现检测信号的乘法运算处理结果的显示部。除判定部进行的判定以外,还能够由用户根据乘法运算处理结果来直接判定出有无磁性异物。

另外,为了屏蔽干扰噪声的影响,也可以具备由高导磁率材料构成的磁屏蔽单元440。磁屏蔽单元440构成为在与搬送路径101相向的面开口,并用高导磁率材料覆盖上侧磁检测器411和下侧磁检测器412的其它5个面。如果具备磁屏蔽单元440,能够降低向上侧磁检测器411和下侧磁检测器412侵入的干扰噪声的影响,能够使s/n比提高。高导磁率材料也可以是坡莫合金、硅钢板等。

(第六实施方式)

在图18中,示出本发明的第六实施方式所涉及的检查装置500的结构。在第六实施方式中,示出使搬送路径的宽度方向上的检测精度提高的结构。省略与第五实施方式共通的内容。

在第五实施方式中,举例说明了上侧磁检测器511和下侧磁检测器512分别配置1个的结构,但是在本实施方式中,至少上侧磁检测器511和下侧磁检测器512中的任一方沿搬送方向的宽度方向具备多个磁检测器。

首先,说明构成上侧磁检测器511的磁检测器和构成下侧磁检测器512的磁检测器的数量为相同数量的情况。

如图18所示,在搬送路径101的上侧具备上侧磁检测器511,该上侧磁检测器511具备沿搬送路径101的宽度方向排列的多个磁检测器。构成上侧磁检测器511的磁检测器既可以沿搬送路径101的宽度方向直线排列,也可以呈s字、圆弧等曲线状排列。在以将搬送路径101夹在中间的方式与上侧磁检测器511相向的位置具有下侧磁检测器512,该下侧磁检测器512具备沿搬送路径101的宽度方向排列的多个磁检测器。

构成上侧磁检测器511和下侧磁检测器512的各个磁检测器通过放大部520将信号进行放大后输入到ad变换器531来将信号数值化为数字值。这里的放大也可以是dc放大,但是如果进行ac放大,则能够去除地磁等dc磁场分量。此外,既可以在ad变换后去除dc分量,也可以在ad变换前的电路侧去除dc分量。

被变换为数字值的信号以与第一实施方式同样的方式被进行电平校正,使得信号的基准电平为零。通过乘法运算处理部532对被进行电平校正后的上侧磁检测器511的信号和下侧磁检测器512的信号进行乘法运算处理。此时,也可以针对上侧磁检测器511和下侧磁检测器512中的上下成对的磁检测器彼此之间的检测信号进行乘法运算处理,还可以对将上侧磁检测器511的磁检测器的信号相加所得到的信号与将下侧磁检测器512的磁检测器的信号相加所得到的信号进行乘法运算处理。

在针对构成上侧磁检测器511和下侧磁检测器512的磁检测器中的成对的磁检测器彼此之间的各自的检测信号进行乘法运算处理的情况下,能够根据在哪个磁检测器对中检测出磁性异物、哪个磁检测器对示出最大的乘法运算结果,来判定在搬送路径101中磁性异物所通过的宽度方向上的位置。

接着,作为本实施方式的其它方式,说明构成上侧磁检测器511的磁检测器和构成下侧磁检测器512的磁检测器的数量不同的情况。也就是说,能够减少使用磁检测器的数量。以图19所示的构成上侧磁检测器511的磁检测器为4个、构成下侧磁检测器512的磁检测器为1个的情况为例进行说明。

沿搬送路径的宽度方向排列多个构成上侧磁检测器511的磁检测器。下侧磁检测器512在搬送路径101的宽度方向上配置于构成上侧磁检测器511的磁检测器的大致中间,在搬送方向上也配置于构成上侧磁检测器的磁检测器的大致中间。

构成上侧磁检测器511和下侧磁检测器512的各个磁检测器通过放大部520将信号进行放大后输入到ad变换器531来将信号数值化为数字值。这里的放大也可以是dc放大,但是如果进行ac放大,能够去除地磁等dc磁场分量。此外,既可以在ad变换后去除dc分量,也可以在ad变换前的电路侧去除dc分量。

被变换为数字值的信号被进行电平校正,使得信号的基准电平为零。被进行电平校正后的上侧磁检测器511和下侧磁检测器512的信号在乘法运算处理部532中被进行乘法运算处理。既可以将构成上侧磁检测器511的磁检测器的信号相加所得到的信号与由下侧磁检测器512的磁检测器检测出的信号进行乘法运算,也可以将构成下侧磁检测器512的磁检测器的信号与构成上侧磁检测器511的磁检测器各自的信号进行乘法运算处理。

关于磁检测器的配置结构,可以针对搬送路径101的宽度方向上的磁性异物能够通过的范围来决定配置数量和结构,使得构成上侧磁检测器511的磁检测器中的任一个和构成下侧磁检测器512的磁检测器中的任一个能够检测出磁性异物的通过即可。

另外,如图18、图19所示,为了屏蔽干扰噪声的影响,也可以具备由高导磁率材料构成的磁屏蔽单元540。磁屏蔽单元540构成为在与搬送路径101相向的面开口,用高导磁率材料覆盖上侧磁检测器511和下侧磁检测器512的其它5个面。如果具备磁屏蔽单元540,能够降低向上侧磁检测器511和下侧磁检测器512侵入的干扰噪声的影响,能够使s/n比提高。高导磁率材料也可以是坡莫合金、硅钢板等。

(第七实施方式)

在图20中,示出本发明的第七实施方式所涉及的检查装置600的结构。在第七实施方式中,示出在搬送路径101的宽度方向上的两端配置一对磁检测器即右侧磁检测器611和左侧磁检测器612的结构。本实施方式中示出的右侧磁检测器611和左侧磁检测器612是将相当于上述的各实施方式中的上侧磁检测器511和下侧磁检测器512的磁检测器的配置进行了变更的磁检测器。省略与第五实施方式及第六实施方式共通的内容。

在图20中,在搬送路径101的宽度方向上的两端配置有磁检测器。根据该结构,不需要将磁检测器配置在能够进行检测的高度,因此能够消除对被检查物的高度的限制。

在搬送路径101的宽度方向上具有磁场检测方向的至少一对磁检测器在搬送路径的宽度方向上的两端配置于以将搬送路径夹在中间的方式相向的位置。一对磁检测器的在搬送路径的宽度方向上的距离被设定为将能够检测磁性异物的范围重叠。另外,磁检测器在z方向上的配置根据假定磁性异物通过的位置来决定即可。在磁性异物通过的z方向上的范围大的情况下,如图20所示,优选是沿z方向设置多个磁检测器。

在z方向上配置多个磁检测器的情况下,相向的右侧磁检测器611和左侧磁检测器612所具有的磁传感器的数量未必一定需要是相同数量。在该情况下,对每一侧的磁检测器的信号分别进行加法运算处理后进行乘法运算处理即可。

在检测微小的磁性异物时,期望具备对被检查物10进行磁化的磁化单元650。磁化单元650配置于比磁检测器靠搬送路径101的上游侧的位置。磁化单元650由以被检查物10能够通过的方式固定的磁体等构成。对被检查物10进行磁化的磁化方向m也可以是任意的方向,但是,如果以搬送路径101的宽度方向较强的方式进行磁化使得与磁检测器的磁场检测方向同一方向的分量变强,则能够更高精度地进行磁性异物的检测。此外,在磁性异物的剩磁足够大的情况下,未必一定需要磁化单元650。

此外,在以上说明的各实施方式中,搬送路径101的搬送方向也可以不是与上侧磁检测器411、下侧磁检测器412的磁场检测方向正交的方向。如图21所示,也可以配置为搬送路径101的搬送方向相对于以使磁场检测方向朝向z方向的方式配置的上侧磁检测器411、下侧磁检测器412而言具有z方向上的分量。在该情况下,利用磁化单元450磁化的磁化方向m优选朝向上侧磁检测器411、下侧磁检测器412的磁场检测方向即z方向。

在以上说明的第五实施方式至第七实施方式中,为了能够同时检测被检查物10的附近或内部含有的磁性异物的剩磁的规定的分量的磁场,具有以将被检查物10所通过的空间夹在中间的方式相向地配置的成对的磁检测器即可。对由这些成对的磁检测器检测出的检测信号进行乘法运算处理,由此能够将磁性异物的剩磁产生的信号分量与噪声产生的信号分量分离。

(第八实施方式)

到此为止对磁性异物的磁化方向与构成第一磁检测器和第二磁检测器的磁传感器的磁场检测方向一致的情况进行了说明。然而,在对磁性异物进行了磁化时,磁性异物的磁化方向相对于磁传感器的磁场检测方向倾斜,有时磁性异物的磁化方向与磁传感器的磁场检测方向不一致。例如,即使在将磁化单元配置成磁性异物的磁化方向为与磁场检测方向一致的方向的情况下,在穿过磁化单元产生的磁场时施加于磁性异物的磁场的方向也倾斜,从而实质的磁化方向相对于磁场检测方向倾斜。在这种状态下将磁通量闸门传感器用作磁传感器ms的情况下的检测信号的波形如图22的(a)所示那样相位回转,且在磁传感器ms正下方极性反转,在上下具有峰值。由于该影响导致作为检测信号的s/n比下降。

因此在本实施方式中,如图22的(b)所示,在磁传感器ms的端部附近配置由高导磁率的磁性材料构成的磁轭yo,该磁轭yo被配置成磁传感器ms与磁轭yo所成的角度θ为90度。于是,通过后述的磁轭yo具有的相位调整效果,如磁性异物的磁化方向与磁传感器的磁场检测方向一致的情况那样获得在单侧具有峰值的波形。

在此,作为一例,如图23的(a)所示,考虑了配置于比磁传感器ms靠搬送方向(y方向)的下游侧的位置的长度为30mm的磁轭yo。而且,在图23的(b)中,示出在磁传感器ms的磁场检测方向与作为磁性异物的一例的铁球的磁化方向正交的情况下存在磁轭yo的情况和不存在磁轭yo的情况下的检测信号波形的仿真结果。此外,图23所示的曲线图的铁球位置y以磁传感器ms在搬送方向上的位置为基准。

以使磁传感器ms的磁场检测方向与铁球的磁化方向正交的方式对铁球在y方向上进行磁化,在不存在磁轭yo的情况下,检测信号的波形如用图23的(b)的实线表示的那样在磁传感器ms的位置处极性反转。这是因为在磁传感器ms的位置处由铁球形成的磁场在磁传感器ms处的磁场检测方向分量的z方向上的朝向反转。

另一方面,在存在磁轭yo的情况下,检测信号的波形如用图23的(b)的虚线表示的那样在磁传感器ms的位置附近具有峰值,变为与图23的(c)所示的磁传感器ms的磁场检测方向同铁球的磁化方向一致的情况下的理想的波形接近的形状。这是因为通过了磁轭yo内的磁通从图23的(a)中的磁轭yo左端部朝向磁传感器ms被引导至感磁部的磁性膜并由磁传感器ms检测该磁场。

在铁球处于比磁传感器ms靠上游侧的位置(y<0)时,磁传感器ms主要检测由来自铁球的磁通产生的磁场。当铁球接近磁传感器ms附近(y≈0)时(图24的(a)),从铁球直接到达磁传感器ms的感磁部的磁通减少,但是通过磁轭yo将磁通从磁轭yo左端部引导至感磁部。磁传感器ms检测从磁轭yo左端部朝向感磁部的磁通。此时,通过磁传感器ms的感磁部的磁通相对于z方向的朝向不变,因此检测信号波形的极性也不变。即使在这之后铁球向比磁传感器ms靠下游侧的位置(y>0)移动,磁轭yo的磁化方向也维持大致朝向左侧的状态(图24的(b))。还残留有从磁轭yo的左端部向磁传感器ms的感磁部引导的分量,检测信号波形的极性被维持。当铁球进一步向下游侧移动时(图24的(c)),从磁轭yo的左端部朝向磁传感器ms的感磁部的磁通减少。在图24的(c)中,从磁轭yo的左端部朝向磁传感器ms的感磁部的磁通消失,逆向的磁通通过磁传感器ms的感磁部。即,磁通相对于z方向的朝向反转,从而检测信号波形的极性也反转。

该事例是对于磁化方向最倾斜的情况说明的,但是实际上磁化方向不会倾斜到此种程度,相比于用图23的(b)的虚线表示的曲线而言,更接近图23的(c)所示的曲线。即,相比于不设置磁轭yo的情况而言,能够抑制极性反转,并且使检测磁场的强度提高。

像这样以与磁传感器ms接近的方式配置的磁轭yo具有抑制由磁传感器ms检测出的磁场的朝向的变化的相位调整效果,因此在磁性异物的磁化方向与磁传感器ms的磁场检测方向不一致的情况下,能够抑制检测信号波形的相位回转。因此,在本实施方式中,能够不依赖于磁性异物的磁化方向而更高精度地探测出由磁性异物的移动引起的磁场的变化。在对配置于搬送路径的上下的磁检测器的信号进行乘法运算处理的情况下,也同样获得通过配置该磁轭yo所获得的相位调整效果,这是不言而喻的。

此外,图22的(b)所示的磁传感器ms的磁场检测方向与磁轭yo之间所成的角度θ是任意的,但是在为0度至90度时,由于屏蔽效果导致磁传感器的检测灵敏度降低,因此优选的是90度至180度。磁轭yo的端部配置为与磁传感器ms的感磁部的端部接近即可,在y方向上,优选使传感器的感磁面与磁轭yo的端部一致,在z方向上,如果使z方向上的距离更近,则更为优选。磁轭yo也可以与传感器的感磁面接触。

在图25中,示出在搬送路径的单侧具有一对磁检测器的结构中的磁轭的配置例。磁轭113、114既可以如图25的(a)、(b)所示那样以长边方向为搬送方向(y方向)的方式配置,也可以如图25的(c)所示那样以长边方向相对于搬送方向而言向宽度方向倾斜的方式配置。另外,磁轭113、114既可以相对于磁检测器而言配置于上游侧,也可以相对于磁检测器而言配置于下游侧。在对检测信号进行差动处理的磁检测器中,如果沿着与被检查物10的搬送方向(y方向)相同的方向配置磁轭,则第一磁检测器111探测的干扰噪声与第二磁检测器112探测的干扰噪声为同相,因此在进行差动处理的结构中,噪声的去除变得简单。

在图26中,示出在搬送路径的上下具有一对磁检测器的结构中的磁轭的配置例。另外,在图27中,示出在搬送路径的宽度方向上的两侧具有一对磁检测器的结构中的磁轭的配置例。在这些情况下,也与在搬送路径的单侧具有一对磁检测器的结构同样地配置即可。

此外,在本实施方式中,磁轭yo配置于磁传感器ms的下端(z方向上的负侧的端部),但是也可以配置于上端(z方向上的正侧的端部)。但是,在如本实施方式这样配置于磁传感器ms的下端侧时,通过磁轭yo的磁通更多,能够更有效地享受本发明的效果。

在磁轭yo的构件中,也可以使用硅钢板、坡莫合金等高导磁率磁性材料。磁轭的形状既可以是正方形、长方形等矩形,也可以是梳齿形状。磁轭的离磁传感器侧远的一侧的端部为越细的形状,则根据反磁场的关系能够获得越高的效果。另外,磁轭的宽度也可以比磁传感器的感磁部的宽度更宽。

本发明不限于以上说明的实施方式,能够在本发明的技术思想的范围内应用各种变更,并且能够将上述的各实施方式组合来使用。例如,也可以如第五实施方式这样,将上侧磁检测器411和下侧磁检测器412各由一个磁传感器构成,并且以将这些磁传感器分别覆盖的方式设置磁屏蔽单元440。

另外,在本发明中,关于对信号进行的乘法运算,不限于对来自一对磁检测器的两个检测信号进行的乘法运算,也可以对来自三个以上的磁检测器的三个检测信号进行的乘法运算。在如第一实施方式至第四实施方式那样将磁检测器配置于搬送方向上的上游侧和下游侧的结构的情况下,也可以在更靠下游的位置设置磁检测器。在如第五实施方式至第七实施方式那样将磁检测器配置于搬送路径的上下的结构的情况下,例如也可以设为上下重叠配置的两个磁检测器来作为下部的磁检测器。

另外,本发明也可以构成为从检测波形中检测峰值,在该峰值的前后由乘法运算处理部进行乘法运算处理。

另外,本发明也可以在对多个检测信号进行乘法运算之后,进一步运算如专利文献1的模板波形这样的另外的函数。

此外,在本发明的说明中,作为噪声,例举了干扰磁场产生的噪声分量,但是还包括在磁传感器、其它的传感器、电路基板上产生的噪声。

附图标记说明

10:被检查物;100:检查装置;101:搬送路径;111、112:磁检测器;120:放大部;130:运算部;131:ad变换器;132:乘法运算处理部;133:判定部;140:磁屏蔽单元;150:磁化单元。

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