专利名称：金属检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属检测装置，其对被检查体提供交流磁场，并根据该磁场的变化，来检查作为异物的金属是否混入被检查体中。在对被检查体，例如对食品提供预定频率的磁场，可检测出因混入食品中的金属而引起的磁场变化。在判断有无磁性体金属及非磁性体金属的金属检测装置中，必须考虑对作为检测对象的金属、食品的包装材料、食品本身等的磁场的响应特性，而对食品提供适当的多个频率的磁场。在上述金属检测装置中，本发明尤其涉及如下技术同时且有效地生成具有多个频率成分的磁场，以显着地实现金属检测灵敏度的提高。
背景技术：
众所周知，欲使用交流磁场而检测的金属主要分为磁性体与非磁性体，前者与后者对于频率的磁性检测灵敏度(以下，称为“频率灵敏度特性”)是不同的。而且，作为被检查体的食品的包装中，存在纸、树脂、更存在铝等金属，这些包装材料的材质也具有频率灵敏度特性。另外，食品本身包含例如盐分、水分等，故也具有由这些盐分、水分所造成的频率灵敏度特性。作为金属检测装置，必须利用与磁性体或非磁性体各自的频率灵敏度特性相应的适当灵敏度，且可识别与食品及包装材料的频率灵敏度特性的灵敏度，仅检测出混入食品中的金属(参照非专利文献1)。
在现有的金属检测装置中，提供有多个适当频率的交流磁场，故利用时间分割而交互地生成交流磁场。例如，将用以检测磁性体的频率F1的磁场与用以检测非磁性体的频率F2的磁场，利用时间分割的方式，每隔时间T即交互地通过发送线圈(如天线线圈)而施加给食品，再将经过食品而由接收线圈所接收的信号分为频率F1与频率F2，并分别处理频率F1成分及频率F2成分，从而分别个别地判断有无混入磁性体、非磁性体(例如参照专利文献1)。
在此情况下，由于各个频率分开独立地驱动磁场而进行处理，故易于选择、设定频率，但是因为交互产生磁场时需要花费时间来检查，而且在交互切换发送线圈等的驱动时序时，存在响应时间，且直至磁场稳定需要花费时间，所以在对于利用带式输送机(belt conveyor)等而移动的食品进行检查时，存在效率无法提高的缺点。
另一方面，为消除上述交互地进行频率切换的金属检测装置的缺陷，也存在以不同的2个频率同时形成磁场来检测金属的装置(例如，参照专利文献2)。
在此情况下，由专利文献1的切换时间而引起的问题消失。然而，因为对同一个发送线圈输入2个频率、例如数十kHz附近的频率与数百kHz附近的频率的信号，故必须构成宽带的发送线圈驱动电路，而不构成调谐电路(tuning circuit)。因此，所谓调谐电路的Q(＝保存能量/消耗能量＝wL/R＝中心频率/频带，wL是发送线圈的电抗，R是调谐电路的电阻成分)低，驱动效率差，结果导致检测灵敏度低。灵敏度低是指金属检测装置为检查如“食品的品质”的一部分的装置，从安全意义而言，可能成为致命的问题，从而难以真正的实用化。
非专利文献1久保寺茂及其他7位所著，“Super Mepoli II金属检测机”，anritsu技术，anritsu株式会社，1999年7月发行，No.78，69页至75页。
专利文献1日本专利特公昭63-41502号公报(权利要求范围，第3栏第23行至第42行，第6栏第10行至第44行，第3图，第7图)。
专利文献2日本专利实公平4-11187号公报(实用新型注册的权利要求范围，第4栏第26行至第6栏第27行，第5图)。
上述专利文献2的问题，由于利用频率差大的2个频率而驱动1个发送线圈，故无法调谐(谐振)。若在每个频率时利用开关等切换电容器，则可在每个频率调谐，然而，如此一来将陷入与专利文献1相同的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属检测装置，其不利用开关等进行切换，而是响应频率不同的多个频率成分，形成以1个发送线圈进行调谐的结构，且同时产生在各个频率调谐的交流磁场，从而可高效地检查混入食品等中的金属。
为达成上述目的，本发明形成如下结构使构成磁场产生单元的某一群构成元件连接，以使发送线圈L1与电容器C1在第1频率F1时谐振，而且使某其他一群构成元件连接(此处，有时包含某一群构成元件的一部分)，以使发送线圈L1与电容器C2在第2频率F2时谐振。另外，本发明形成以如下方式而作用的结构，即，上述各元件以电容器C1与电容器C2在至少相同频率时互不干扰的方式进行有效隔离。
此处，对一部分术语加以定义。“功能部”的名称如上所述，例如，响应频率(未必一定要响应频率)，因某些构成元件具有多个功能、作用，意识到其功能性、作用性而进行的独立表现。例如，其形成如下结构通过第1频率F1调谐的方式而起连接作用的元件在第2频率F2以隔离的方式而作用，同样地，通过第2频率F2调谐的方式而起连接作用的元件在第1频率F1以隔离的方式而作用。因此，“功能部”的表述是使发明的结构在功能性、作用性方面独立的表现，而不能解释为各个“功能部”必须以独立的元件或独立的电路而构成。
“电性连接”包含以布线或电子元件进行接线的情况，也包含磁性连接的情况，其指经常物理性连接的含义。“连接”表示为了实现特定功能而(使其)相互作用的情况。例如，表示如下含义各元件响应频率，在上述频率中发挥(连接)固有的功能作用，从而有助于调谐的功能。因此，不能理解为仅表示电性连接关系。“有效隔离”是指双方均电性连接，但是使功能作用性互不干扰。可称为“连接”，也可称为“有效连接”。
为实现上述目的，具体而言，第一发明是一种金属检测装置，包括磁场产生单元及接收线圈，其中，上述磁场产生单元利用发送线圈L1朝向移动的被检查体产生包含第1频率及与上述第1频率不同的第2频率的磁场；上述接收线圈检测上述被检查体移动时上述磁场的变动，并且根据上述接收线圈所检测的磁场变动来检测上述被检查体中所含的金属，且上述磁场产生单元包括上述发送线圈、第1电容器C1及第2电容器C2，而且上述发送线圈与第1电容器及第2电容器电性连接，并且上述磁场产生单元包括连接部，其接收上述第1频率及第2频率，上述连接部包括第1调谐功能部及第2调谐功能部，其中，第1调谐功能部包含上述发送线圈与上述第1电容器并与第1频率调谐，且第2调谐功能部包含上述发送线圈与上述第2电容器并与上述第2频率调谐。
第二发明如第一发明所述，使上述连接部包括隔离功能部，上述隔离功能部将上述第1电容器与上述第2调谐功能部有效地隔离，且将上述第2电容器与上述第1调谐功能部有效地隔离。
第三发明如第一发明所述，使上述连接部响应上述第1频率，以使上述发送线圈与上述第1电容器连接，由此构成上述第1调谐功能部，并且上述连接部响应第2频率，使上述发送线圈与第2电容器连接，由此构成上述第2调谐功能部。
第四发明如第一或第三发明所述，上述连接部包括隔离功能部，该隔离功能部响应上述第1频率及第2频率，以使上述第1电容器与上述第2电容器在至少各自调谐的频率区域内互不干扰而进行隔离。
第五发明是一种金属检测装置，包括磁场产生单元及接收线圈，其中，上述磁场产生单元利用发送线圈朝向移动的被检查体产生包含第1频率及与上述第1频率不同的第2频率的磁场；上述接收线圈检测上述被检查体移动时上述磁场的变动，并且根据上述接收线圈所检测的磁场变动来检测上述被检查体中所含的金属，且上述磁场产生单元包括第1电容器、第2电容器及发送线圈；第1信号产生单元，向上述第1电容器的一端输出上述第1频率信号；第2信号产生单元，向上述第2电容器的一端输出第2频率信号；第1连接部，包括第1线圈，且使上述第1电容器的另一端、上述第1线圈、上述发送线圈以串联的方式连接；以及第2连接部，包括第2线圈，且使上述第2电容器的另一端、上述第2线圈、上述发送线圈以串联的方式连接，且与上述第1连接部以并联于上述发送线圈的方式而连接，其中上述第1电容器、上述第1线圈及上述发送线圈构成与上述第1频率调谐的第1调谐功能部；上述第2电容器、上述第2线圈及上述发送线圈构成与上述第2频率调谐的第2调谐功能部。
第六发明是一种金属检测装置，包括磁场产生单元及接收线圈，其中，上述磁场产生单元利用发送线圈，朝向移动的被检查体产生包含第1频率及与上述第1频率不同的第2频率的磁场；上述接收线圈检测上述被检查体移动时上述磁场的变动，并且根据上述接收线圈所检测的磁场变动来检测上述被检查体中所含的金属，且上述磁场产生单元包括上述发送线圈、第1电容器C1及第2电容器C2，而且上述发送线圈与第1电容器及第2电容器电性连接，并且上述磁场产生单元包括连接部2a，上述连接部包括第1调谐功能部2aa、第2调谐功能部2ab与隔离功能部2ac，其中，上述第1调谐功能部2aa在上述第1频率区域，以包括上述发送线圈与第1电容器的方式而调谐；第2调谐功能部2ab在上述第2频率区域，以包括上述发送线圈与第2电容器的方式而调谐；隔离功能部2ac在上述第1频率区域，消除第2调谐功能部对上述第1调谐功能部的影响，并在上述第2频率区域，消除第1调谐功能部对上述第2调谐功能部的影响。
根据第一至第五发明，通过响应频率不同的多个频率成分，而共有发送线圈而形成在多个频率时调谐的结构，而且，根据第六发明，通过2个调谐功能部分别阻止给对方造成的影响而形成可分别调谐的结构，因此，可使在各个频率调谐的交流磁场同时高效地产生。而且，由此可提高金属混入的检测灵敏度，较佳的效果是，可高效地检查混入食品等中的金属。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
图1是本发明的实施形态的功能方块图。
图2(a)及(b)是包含图1中连接部2a的磁场产生单元2的第1实施例的结构图及构成元件的功能、作用的示意图。
图3(a)、(b)及(c)是包含图1中连接部2a的磁场产生单元2的第2实施例的结构图及构成元件的功能、作用的示意图。
图4(a)及(b)是包含图1中连接部2a的磁场产生单元2的第3实施例的结构图及构成元件的功能、作用的示意图。
图5(a)及(b)是包含图1中连接部2a的磁场产生单元2的第4实施例的结构图及构成元件的功能、作用(F1＜F2)的示意图。
图6(a)表示图4(a)中的等效电路，其中R11是L8的剩余电阻，R12是L9的剩余电阻，RL是L1的剩余电阻。图6(b)是图6(a)中电路的模拟数据的示意图，I(R11)*、I(R12)*是利用信号产生单元1a向R11流动的电流；I(R11)**、I(R12)**是利用信号产生单元1b向R12流动的电流。
图7是各材质的频率灵敏度特性倾向的示意图。
1、1a、1b信号产生单元 2磁场产生单元2a连接部 2aaF1调谐功能部(第1调谐功能部)2abF2调谐功能部(第2调谐功能部)2ac隔离功能部3被检查体 4接收线圈5放大器6路滤波器7a、8b检测单元 8a、7b滤波器9a、9b判定单元 10处理单元11移相单元C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8电容器F1、F2频率 L1发送线圈L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10线圈R11、R12、RL电阻T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7变压器T1a、T1b、T1c、T6a、T6b、T7a、T7b线圈具体实施方式
以下使用图1至图7说明本发明的形态。图1是表示本发明的金属检测装置的技术思想的功能方块图。图2(a)及(b)～图6(a)及(b)是包含图1中连接部2a的磁场产生单元2的第1实施例～第4实施例的各结构图及构成元件的功能、作用的示意图。图7是各材质的磁性频率灵敏度特性的倾向的示意图。
图1中，信号产生单元1输出包含至少不同的多个频率F1成分及F2成分(设F1＜F2)的信号。信号产生单元1具有产生频率F1的信号源与产生频率F2的信号源，其可形成将上述各信号源重叠而输出的结构，也可形成从最初开始具有上述频率F1成分及频率F2成分两者的结构。下述实施例表示分开使用两者之例。
频率F1或F2的具体频率值，因考虑图7所示各材质的频率灵敏度特性，即，作为被检查体3的食品、混入其中的金属(欲检测的磁性体、非磁性体)、食品的包装材料等的频率灵敏度特性，从而设定为可与食品及包装材料加以区别，仅识别金属而进行检测的频率。一般而言，设定为数十kHz～数百kHz范围内的频率。并且，低频率(频率F1)用于检测磁性体，高频率(频率F2)用于检测非磁性体。此外，以下是说明在频率F1及F2此2个频率时的构成、运作，而一旦有金属混入时，对应于预料的材质，即使3个频率也属于本发明的范畴。
磁场产生单元2为包括连接部2a、发送线圈L1、电容器C1及电容器C2的结构。发送线圈L1、电容器C1及电容器C2是调谐电路的构成元件，且与连接部2a电性连接。连接部2a使发送线圈L1与电容器C1以在频率F1调谐(谐振)的方式而连接(将所连接的功能性结构称为“F1调谐功能部2aa”)，并使发送线圈L1与电容器C2以在频率F2调谐(谐振)的方式而连接(将所连接的功能性结构称为“F2调谐功能部2ab”)。
上述F1调谐功能部2aa及F2调谐功能部2ab将发送线圈L1作为调谐元件的一部分而共用，且调谐频率不同。因此，连接部2a在包含频率F1及F2的区域，使电容器C1与电容器C2在频率方面的功能及作用有效隔离(将所隔离的功能性结构称为“隔离功能部2ac”)，以使作为频率F1的调谐元件的一部分的电容器C1的功能对频率F2调谐功能无作用，而且，使作为频率F2的调谐元件的一部分的电容器C2的功能对频率F1调谐功能无作用。
以此方式，连接部2a在功能、作用上构成F1调谐功能部2aa、F2调谐功能部2ab及隔离功能部2ac，但上述各部分的构成元件主要包含变压器、线圈及/或电容器等。上述各元件之间、上述各元件与发送线圈L1、电容器C1及C2之间，乃是直接或间接地电性连接(电性连接时包含磁性连接)。上述各元件的值及特性由以下内容而决定上述各调谐功能部2aa、2ab及隔离功能部2ac以何种电路方式而构成，且使上述各部分所使用的各元件在频率F1及F2区域，如何承担上述各调谐功能及隔离功能。其具体例由实施例1、2、3及4说明。
从接收线圈4开始动作直至判断是否有金属混入的处理，原则上与专利文献2相同，故在此简单地说明。
接收线圈4检测出频率F1及F2的交流磁场在被检查体1的变化，上述频率F1及F2是磁场产生单元2朝向利用带式输送机(未图示)而移动的被检查体1(包含混入的金属)所产生。接收线圈4将磁场的变化作为频率F1成分或频率F2成分的振幅(相位)变化而进行检测。接收线圈4具有2个线圈，该2个线圈以相位彼此反转的方式而连接，表示磁场变化的信号从使上述二个线圈的输出平衡的电阻R的分接头(tap)取出后，利用放大器5扩增。
分路滤波器6(splitter)使信号分为频率F1成分与频率2成分的各信号。其原因是，在以下的处理中，使频率F1成分的处理与频率F2成分的处理在独立线路中进行处理。即，独立进行磁性体的金属检测处理与非磁性体的金属检测处理。
检测单元7a、滤波器8a及判定单元9a是检测频率F1成分，检测单元7a从移相单元11接收与频率F1成分同步的同步信号，并提取频率F1成分，而通过滤波器8a使其积分，再利用判定单元9a比较上述所积分的值与预先存储的磁性体的标准值。当积分值大于标准值时，判定混入作为异物的磁性体金属；当积分值小于等于标准值时，判定未混入作为异物的金属。
检测单元7b、滤波器8b及判定单元9b是检测频率F2成分，检测单元7b从移相单元11接收与频率F2成分同步的同步信号，并提取频率F2成分，而通过滤波器8b使其积分，再利用判定单元9b比较上述所积分的值与预先存储的非磁性体的标准值。当积分值大于标准值时，判定混入作为异物的非磁性体金属；当积分值小于等于标准值时，判定为未混入作为异物的金属。
处理单元10执行用以将判定单元9a及9b的判定结果输出到显示单元等的处理。
图2(a)是作为本实施形态的磁场产生单元2的实施例的电性结构示意图。图2(b)表示各构成元件的主要功能、作用。图2(b)中的调谐元件及有助于调谐功能的连接元件是调谐功能部的主要元件，隔离元件是隔离功能部的主要元件(以下，图3(b)、图3(c)、图4(b)、图5(b)也相同)。
图2(a)中，信号产生单元1将包含频率F1成分与F2成分的信号(F1＜F2)通过变压器T1的线圈T1c、T1b，而输入到磁场产生单元2。图2(a)的虚线部分表示连接部2a。图2(a)中，设定为使线圈L2及电容器C3在频率F2时并联谐振、线圈L3及电容器C4在频率F1时并联谐振的值。
因此，在频率F1区域，发送线圈L1以经由变压器T1的线圈T1a及T1b、线圈L2(在频率F1时为低阻抗)来与电容器C1连接的方式而调谐(谐振)。在频率F2区域，发送线圈L1以经由变压器T1的线圈T1a及T1b、电容器C4(在频率F2时为低阻抗)来与电容器C2连接的方式而调谐(谐振)。
即，发送线圈L1、变压器T1的线圈T1a及T1b、线圈L2及电容器C1构成F1调谐功能部2aa；而发送线圈L1、变压器T1的线圈T1a及T1b、电容器C4及电容器C2构成F2调谐功能部2ab。而且，线圈L2及电容器C3在频率F2时并联谐振，由此构成隔离功能部2ac。该隔离功能部2ac在频率F2区域，使电容器C1从电容器C2或F2调谐功能部2aa有效地隔离，同样地，线圈L3及电容器C4在频率F1区域，使电容器C2从电容器C1或F1调谐功能部2ab有效地隔离。另一方面，线圈L2、电容器C4分别在频率F1、频率F2时为低阻抗，且作为通过元件(pass device)，有助于F1调谐功能部2aa、F2调谐功能部2ab的连接。
图3(a)是作为磁场产生单元2的其他实施例的电性结构的示意图。
图3(b)表示图3(a)中的信号产生单元1a输出的频率F1成分的信号的频率低于信号产生单元1b输出的频率F2成分的信号的频率时(F1＜F2)，各构成元件的主要功能、作用。图3(c)表示图3(a)中的信号产生单元1a输出的频率F1成分的信号的频率高于信号产生单元1b输出的频率F2成分的信号的频率时(F1＞F2)，各构成元件的主要功能、作用。图3(a)中，信号产生单元1a、1b将频率F1成分的信号、频率F2成分的信号分别经由变压器T2、T3而输入到磁场产生单元2。
以下根据图3(a)及图3(b)，对图3(a)中的频率F1成分的信号的频率低于频率F2成分的信号的频率的情况(F1＜F2)加以说明，以显示各构成元件的主要功能、作用。图3(a)中，在频率F1区域，发送线圈L1经由线圈L4与电容器C5的串联谐振电路(在频率F1谐振)、线圈L7与电容器C8的串联谐振(在频率F1谐振)、以及变压器T2，而与电容器C1连接，且在频率F1调谐(谐振)，从而构成F1调谐功能部2aa。在频率F2区域，发送线圈L1经由电容器C6、C7(均在频率F2时为低阻抗)及变压器T3，而与电容器C2连接，且在频率F1调谐(谐振)，从而构成F2调谐功能部2ab。
图3(a)及图3(b)中，在频率F1时，线圈L6与电容器C7并联谐振，而使频率F1与电容器C2隔离，且线圈L5与电容器C6在频率F1并联谐振，使频率F2与电容器C1隔离；在频率F2时，线圈L4为高阻抗、线圈L7为高阻抗，从而使频率F2与电容器C1隔离，而构成隔离功能部2ac。
当图3(a)中的频率F1高于频率F2(F1＞F2)时，如图3(c)所示，调谐元件与图(b)相同，但有助于调谐功能部的连接元件、构成隔离功能部的隔离元件不同。在此省略详细说明。此外，并非必须具有变压器T2及T3，也可以是直接连结上述变压器的一级与二级的形式。考虑了实施的频率、使用的元件等而构成电路较为理想。
图4(a)是作为磁场产生单元2的其他实施例的电性结构的示意图。图4(b)表示各构成元件的主要功能、作用。图4中信号产生单元1a、1b将频率F1成分的信号与频率F2成分的信号(该例中F1＜F2)分别经由电容器C1及变压器T2、电容器C2及变压器T3，而输入到磁场产生单元2。其中，从电容器C1观察的信号产生单元1a的阻抗、及从电容器C2观察的信号产生单元1b的阻抗，至少在各自的频率时为低值。
图4中，在频率F1区域，发送线圈L1以经由线圈L8及变压器T4而与电容器C1连接的方式进行调谐(此时，L1+L8与C1谐振)，从而构成F1调谐功能部2aa，且从线圈L1观察电容器C2侧的高阻抗构成隔离电容器C2的隔离功能部2ac。在频率F2区域内，发送线圈L1以经由线圈L9及变压器T5而与电容器C2连接的方式进行调谐(此时，L1+L9与C2谐振)，从而构成F2调谐功能部2ab，从线圈L1观察电容器C1侧的高阻抗构成隔离电容器C1的隔离功能部2ac。即，图4(a)中的隔离功能部2ac从发送线圈L1观察F1调谐功能部2aa与F2调谐功能部2ab为并联连接，并由此而构成。此外，并非必须具有变压器T4及T5，也可以是直接连结上述各变压器一级与二级的形式。考虑实施的频率、使用的元件等而构成电路较为理想。
图6(a)中显示图4(a)的等效电路，图6(b)中显示其模拟结果。图6的电阻R11、R12及RL分别是线圈L8的等效电阻、线圈9的等效电阻及发送线圈L1的等效电阻。图6(b)中，横轴表示频率，纵轴表示准位(level)，均以对数标尺来表示。利用线圈L8与发送线圈L1调谐为频率F1＝30～80kHz的任一个，并利用线圈L9与发送线圈L1调谐为频率F2等于频率F1的约4倍的值，以此方式进行设计，再使电阻R11、R12均为0.5欧姆，并使RL为0.1欧姆，由此进行计算。电流I(R11)、I(R12)及I(RL)均为流经电阻R1、R2及RL的电流。至此，I(RL)为产生预期磁场的电流。
根据图6(b)，可以得出如下结果。第1，从频率F1附近的调谐曲线的倾斜度与频率F2附近的倾斜度而言，Q(大致为50～60)大致相同。第2，上述2个调谐频率中的电流I(R11)与电流I(R12)的差是隔离度A、B，可基本充分地确保此隔离度。即，各调谐频率中的Q表示调谐功能部的优良度，隔离度表示隔离功能部的优良度。
此外，上述频率F1适用于磁性体金属的检测，频率F2适用于磁性体金属的检测。
图5(a)是作为本实施形态的磁场产生单元2的其他实施例的电性结构的示意图。图5(b)表示各构成元件的主要功能、作用。图5中，信号产生单元1a生成包含频率F1的信号，且供给到连接于变压器T6的各个不同线圈的发送线圈L1及电容器C1。发送线圈L1与电容器C1通过变压器T6而连接，在频率F1进行调谐(F1调谐功能部2aa)。信号产生单元1b生成频率F2的信号，且供给到连接于变压器T7的各个不同线圈的发送线圈L1及电容器C2。发送线圈L1与电容器C2利用变压器T7而连接，在频率F2进行调谐(F2调谐功能部2ab)。
另一方面，发送线圈L1与变压器T6的线圈T6a及变压器T7的线圈T7b串联连接。而且，变压器T6的线圈T6b、线圈L10及变压器T7的线圈T7a在使线圈T7a的输出线(或者，也可以是线圈T6a的输出线)交叉后而串联连接。线圈L10的电感值与发送线圈L1的值大致相同。此外，标记于图5(a)中变压器T6、T7的线圈上的●符号表示极性。
在如图5(a)所示的结构中，着眼于频率F1时，频率F1的成分产生于线圈T6a、线圈T6b、线圈T7b、线圈T7a中的任一个，但在其中，产生于线圈T7b的频率F1成分，其通过因产生于线圈T7a的频率F1成分而在线圈T7b中所产生的逆向成分，从而得到消除(成分相抵)。对于频率F2成分，也可同样进行说明。即，频率F2的成分产生于线圈T7a、线圈T7b、线圈T6a、线圈T6b中的任一个，但在其中，产生于线圈T6a的频率F2成分，其通过因产生于线圈T6b的频率F2成分而在线圈T6a中所产生的逆向成分，从而得到消除。线圈L10是使用与发送线圈相同值的线圈来补偿损耗，以此使上述成分的消除更加完全。
因此，变压器T6的线圈T6b、线圈L10、及变压器T7的线圈T7a在频率F1的区域中，可忽略从发送线圈L1所观察的变压器T7侧(也有助于F1调谐功能)，故可使电容器C2与调谐的发送线圈L1与电容器C1隔离；在频率F2的区域，可忽略从发送线圈L1所观察的变压器T6侧(也有助于F2调谐功能)，故使电容器C1与调谐的发送线圈L1与电容器C2隔离(构成隔离功能部2ac)。
图5(a)中，使变压器T7a的输出线交叉，但也可代替上述情况，使T6b、T6a、T7a中的任一线圈的输出线交叉。而且，也可以不使线圈的输出线交叉，而是使线圈方向成为逆方向。任一情况下，只要阻止电容器C1对F2调谐功能2aa的作用，且阻止电容器C2对F1调谐功能的作用即可。而且，图5(a)是以易于理解的电路而表示，但考虑共用线圈等种种变形例，以下技术也属于本发明的范畴，即，构成由发送线圈L1、线圈T6a(F1调谐功能部2aa侧)、线圈T7b(F2调谐功能部2ab侧)所形成的回路，及在与其相同的回路中，构成由线圈T6b(F1调谐功能部2aa侧)、线圈T7a(F2调谐功能部2ab侧)所形成的回路，以消除由F1调谐功能部2aa侧向F2调谐功能部2ab侧所造成的影响，且消除由F2调谐功能部2aa侧向F1调谐功能部2ab侧所造成的影响。
上述实施例中，实施例1及2特别使用频率依存性大的元件而构成，实施例3及实施例4中频率依存性小。尤其是实施例4中，除频率F1、频率F2所共用的发送线圈L1及线圈L10以外，仅作为谐振元件的电容器C1、C2，故实施例4的连接部2a即使不响应频率，也可构成各调谐功能部2aa、2ab及隔离功能部2ac(因此，当然在频率F1区域、频率F2区域发挥任一功能)。根据如上所述，实施例4由频率性设计、调整少、易制造的元件而构成。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的结构及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种金属检测装置，包括磁场产生单元(2)及接收线圈(4)，上述磁场产生单元(2)利用发送线圈(L1)朝向移动的被检查体产生包含第1频率及与上述第1频率不同的第2频率的磁场；上述接收线圈(4)检测上述被检查体移动时上述磁场的变动，并且根据上述接收线圈所检测的磁场变动来检测上述被检查体中所含的金属，其特征在于上述磁场产生单元包括上述发送线圈、第1电容器(C1)及第2电容器(C2)，而且，上述发送线圈与第1电容器及第2电容器电性连接；以及连接部(2a)，接收上述第1频率及第2频率；上述连接部包括第1调谐功能部(2aa)及第2调谐功能部(2ab)，其中，上述第1调谐功能部(2aa)包含上述发送线圈与上述第1电容器并与上述第1频率调谐，而上述第2调谐功能部(2ab)包含上述发送线圈与上述第2电容器并与上述第2频率调谐。
2.如权利要求1所述的金属检测装置，其特征在于上述连接部包括隔离功能部(2ac)；该隔离功能部(2ac)将上述第1电容器与上述第2调谐功能部有效地隔离，且将上述第2电容器与上述第1调谐功能部有效地隔离。
3.如权利要求1所述的金属检测装置，其特征在于上述连接部响应上述第1频率，使上述发送线圈与上述第1电容器连接，由此构成上述第1调谐功能部；并且上述连接部响应第2频率，使上述发送线圈与第2电容器连接，由此构成上述第2调谐功能部。
4.如权利要求1或3所述的金属检测装置，其特征在于上述连接部包括隔离功能部(2ac)；该隔离功能部(2ac)响应上述第1频率及第2频率，以使上述第1电容器与上述第2电容器在至少各自调谐的频率区域内互不干扰而进行隔离。
5.一种金属检测装置，包括磁场产生单元(2)及接收线圈(4)，上述磁场产生单元(2)利用发送线圈(L1)朝向移动的被检查体产生包含第1频率(F1)及与上述第1频率不同的第2频率(F2)的磁场；上述接收线圈(4)检测上述被检查体移动时上述磁场的变动，并且根据上述接收线圈所检测的磁场变动来检测上述被检查体中所含的金属，其特征在于上述磁场产生单元包括第1电容器(C1)、第2电容器(C2)及发送线圈(L1)；第1信号产生单元(1a)，向上述第1电容器的一端输出上述第1频率的信号；第2信号产生单元(1b)，向上述第2电容器的一端输出第2频率的信号；第1连接部，包括第1线圈(L8)，且使上述第1电容器的另一端、上述第1线圈、上述发送线圈以串联的方式连接；以及第2连接部，包括第2线圈(L9)，且使上述第2电容器的另一端、上述第2线圈、上述发送线圈以串联的方式连接，且与上述第1连接部以并联于上述发送线圈的方式而连接，其中上述第1电容器、上述第1线圈及上述发送线圈构成与上述第1频率调谐的第1调谐功能部(2aa)；上述第2电容器、上述第2线圈及上述发送线圈构成与上述第2频率调谐的第2调谐功能部(2ab)。
6.一种金属检测装置，包括磁场产生单元(2)及接收线圈(4)，上述磁场产生单元(2)利用发送线圈(L1)朝向移动的被检查体产生包含第1频率及与上述第1频率不同的第2频率的磁场；上述接收线圈(4)检测上述被检查体移动时上述磁场的变动，并且根据上述接收线圈所检测的磁场变动来检测上述被检查体中所含的金属，其特征在于上述磁场产生单元包括上述发送线圈、第1电容器(C1)及第2电容器(C2)，而且，上述发送线圈与第1电容器及第2电容器电性连接；以及连接部(2a)，上述连接部包括第1调谐功能部(2aa)、第2调谐功能部(2ab)与隔离功能部(2ac)，其中，上述第1调谐功能部(2aa)在上述第1频率区域，以包括上述发送线圈与第1电容器的方式而调谐；上述第2调谐功能部(2ab)在上述第2频率区域，以包括上述发送线圈与第2电容器的方式而调谐；上述隔离功能部(2ac)在上述第1频率区域，消除上述第2调谐功能部对上述第1调谐功能部的影响，并在上述第2频率区域，消除上述第1调谐功能部对上述第2调谐功能部的影响。
全文摘要
本发明是有关于一种金属检测装置，其不利用开关等对元件进行切换，而是响应频率不同的多个频率成分，以一个发送线圈同时产生在各个频率调谐的交流磁场，从而可高效地检查混入食品等中的金属。该金属检测装置形成如下结构使构成磁场产生单元(2)的构成元件连接，以使发送线圈(L1)与电容器(C1)在第1频率(F1)时谐振；而且，使某些构成元件连接，以使发送线圈(L1)与电容器(C2)在第2频率(F2)时谐振，进一步，某些构成元件通过使电容器(C1)与电容器(C2)有效隔离的方式而作用，使至少相同频率时互不干扰。
文档编号G01V3/10GK1961222SQ20058001740
公开日2007年5月9日 申请日期2005年6月3日 优先权日2004年6月4日
发明者西尾裕幸, 长冈纪彦, 久保寺茂 申请人:安立产业机械株式会社