用于生产和包装线的金属探测器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种金属探测器（20），具有带进口孔（30）和出口孔（31）的金属外壳（21）。在所述外壳（21）内部设置具有发射线圈和第一及第二接收线圈的线圈系统以界定出探测区（28），该探测区（28）在进、出口孔（30、31）之间延伸并且被探测的物品穿过该探测区行进。相对于所述行进方向（13），第一和第二接收线圈设置在发射线圈的相反侧上。第一和第二接收线圈相互串联连接，但是其绕组按彼此相反旋转方向地布线。当发射线圈被交变电流激励时，被探测物品（2）中的金属杂质在另外的平衡接收线圈中产生了探测信号。为了抵消对探测区（28）外面的金属物品的不希望有的灵敏度，金属探测器（20）具有设置在进口孔（30）处的第一抵消器件（26）以抵消超出线圈系统上游第一距离（d）的金属物品的不希望有的影响和/或具有设置在出口孔（31）处的第二抵消器件（27）以抵消超出线圈系统下游第二距离（e）的不希望有的影响。第一与第二抵消器件（26、27）相互不同，并且因此第一与第二距离（d、e）也相互不同。
【专利说明】用于生产和包装线的金属探测器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于食品、饮料、药物、塑料、化学试剂、包装及其他工业的工业用金属探测器。本文中所述类型的金属探测器的主要用途是探测制品、散装物料或者通常被探测的任何物品中金属的存在。所述金属探测器广泛地使用并集成到生产和包装线中，例如在制造过程期间通过来自破损加工机械的金属颗粒或元件来探测食物的污染，这构成食品工业中的主要安全问题。可以将本发明涉及的并且被称为具有环绕线圈布置的平衡三线圈系统的普通种类的金属探测器描述成端口，被探测的制品和材料通过该端口移动，例如安放在水平输送带上的单独包装穿过竖直端口，或者通过竖直管道或者漏斗的自由下落的散装物料流穿过水平设置的端口。
【背景技术】
[0002]所述端口通常被设置成具有进口孔和出口孔的箱形金属外壳。金属探测器的工作部分是缠绕在由非金属材料制成的公共中空支架或者线圈架上的三个电气线圈的系统，其设置在所述金属外壳的内部。线圈架的孔的横截面与进、出口孔的尺寸和形状相匹配并且与其成直线，以使线圈架和进、出口孔形成限定出探测区的通道，输送带或者其他传输装置移动被探测的制品或者材料通过该探测区。该探测区通道的横截面是大致矩形或者圆形的，而且还可能具有任何其他形状。
[0003]在该类现有技术的金属探测器中，线圈相互精确地平行，并且因此其平行平面垂直于其公共中心轴线。中心线圈(也被称为发射线圈、发射体线圈或者激励线圈)连接到高频振荡器上并且因此产生主交变电磁场，该交变电磁场进而分别在位于中心线圈两侧的两个线圈(也被称为第一和第二接收线圈)中感应出第一和第二交流电压。第一和第二接收线圈相互串联连接，而且其绕组彼此相反地布线。换句话说，线圈的导线从第一输出端子穿过第一接收线圈的绕组连续地行进，然后以旋转方向的相反方向穿过第二接收线圈的绕组行进至第二输出端子。另外，第一和第二接收线圈离发射线圈等距离地设置。因此，其相对于发射线圈的中心平面相互之间处于完全镜像，并且因此由其通过主交变电磁场感应出的第一和第二交流电压将相互抵消。换句话说，该现有技术的金属探测器的镜像对称具有在第一与第二输出端子之间获得的电压为零的结果。
[0004]对称平衡的线圈布置还可以由按如此方式设置的多个发射线圈和/或多个接收线圈组成，即，实现所谓的零位平衡条件。因此，第一接收线圈可以形成一个或多个进口侧接收线圈，并且第二接收线圈可以形成一个或多个出口侧接收线圈。同样，发射线圈可以被设计成一个或多个发射线圈。
[0005]然而，如果一块金属穿过该线圈布置，则干扰电磁场，而产生了横跨串联连接的接收线圈的输出端子的动态电压信号。
[0006]经常被称为“平衡线圈系统”、“感应平衡金属探测器”和类似事项的前述构想在工业用金属探测器领域通常是已知的。例如，在US4，563，645 (第I栏第11-32行和图1)以及US7, 061, 236B2 (第I栏第20-41行和图1及图2a)中描述并图解了总原理。[0007]包围线圈布置的金属外壳用来防止空中的电信号或者附近的金属物品及机械装置不受金属探测器的正常功能的干扰。另外，金属外壳增加了组件的强度和刚度，甚至当线圈相互之间并且相对于外壳的细微错位可能干扰对信号的灵敏度在毫微伏范围内的探测系统时其是绝对重要的。
[0008]涉及前述说明的金属探测器的问题是其对静止物的灵敏度，并且更是对在探测区外的区域中且特别是对甚至远离金属探测器的外壳外侧移动金属的灵敏度。这是由于以下事实，由发射线圈产生的电磁场从进、出口孔的外侧延伸至为探测区的长度的两、三倍的距离处。如果在该范围内存在静止或者移动的金属零件，例如输送机的支架或者其他部件，则电磁场与其有效范围内的金属零件的相互作用将产生接收线圈的不希望有的输出信号，其与源自穿过金属探测器的待探测的材料中的金属杂质的实际探测信号相干扰。因此，除非进行特殊的设计措施，否则必须保持在金属探测器的进口孔之前和出口孔之后的大空间内完全没有金属。必须保持没有金属以便确保平衡线圈金属探测器的正确操作的区域被称为“不含金属区”或者MFZ。
[0009]不含金属区，特别是其在传输路径的方向上的长度通常被规定为用于静止的金属和移动的金属的孔高度(或者直径)h的数倍。根据EP0536288B1 (第2栏第6_8行和图1)，MFZ延伸至静止金属的大约1.5Xh并且延伸至移动金属的大约2Xh。在任何给定应用中，MFZ将指示金属探测器的系统设计，具体地说，插入空间，即必须容许包装或者生产线中的空间量以调整金属探测器及其MFZ。
[0010]在其中金属探测器的可用空间受限并且因此可能不满足前述原则的应用中，可以通过将金属探测器的灵敏度降低至不再探测到乱真信号(spurious signal)的程度来抑制因周围的附近区域中的金属物品所产生的干扰。当然，这将同时降低了对于探测区内的金属杂质的有用探测灵敏度，即，其将按明显不合乎需要的方式防碍金属探测器。
[0011]在EP0536288B1中提出了减小或甚至消除上文所述种类金属探测器中的不含金属区的解决方案，其作为参考引入到本发明中。在EP0536288B1中所述的用于减小或者消除MFZ的可能器件之一是具有金属凸缘或者卡圈的形式，其可以与金属探测器的外壳的进、出口孔的边缘整体成形。所述凸缘或者卡圈起到了发射线圈的交变电磁场在其中感应出电流的短路线圈的作用。感应电流进而产生副电磁场，该副电磁场在一定条件下可以使超出进口线圈之前和出口线圈之后的一定距离的发射线圈的主电磁场无效，甚至到完全抑制外壳的孔外的主电磁场的程度，并且将进口孔之前和出口孔之后的不含金属区实际上减小为零以提供所谓的“零不含金属区”(ZMFZ)。
[0012]因为使用根据EP0536288B1的ZMFZ构想的现有技术的金属探测器可以在全探测灵敏度下操作，其被设计成甚至具有靠近其孔中一个或两个的金属结构或者机械装置，所以对于其中没有足够可用空间以考虑到早期技术的金属探测器所需的不含金属区的装置是有利的。然而，根据ZMFZ构想的设有孔凸缘的金属探测器的全灵敏度比以所需的不含金属区操作的传统金属探测器的全灵敏度低。因此，现有技术仍然代表一种折中方案:虽然ZMFZ金属探测器显著地减小或者甚至消除了对加工线上游和/或下游的不含金属区的需求，但是其与安装在允许不含金属区的较长插入空间中的传统金属探测器相比是以有些低的探测灵敏度为代价的。
【发明内容】
[0013]因此，本发明的目的是提供一种改进的金属探测器，其应用ZMFZ构想而同时趋近或者匹配具有标准的不含金属区的传统金属探测器的探测灵敏度。
[0014]通过一种具有独立专利权利要求中指定特征的金属探测器来满足该技术要求。在从属权利要求中介绍了本发明的不同实施例和细节。在进一步的权利要求中介绍了结合有根据本发明的金属探测器的典型的生产或者包装线。
[0015]根据本发明的金属探测器具有金属外壳，该金属外壳具有进口孔和出口孔并且在金属外壳内设置带有至少一个发射线圈和至少一个第一及至少一个第二接收线圈的线圈系统。所述进、出口孔和第一及第二接收线圈形成了通道状探测区，被探测的物品穿过该探测区沿通过进口孔进入金属探测器并且通过出口孔离开金属探测器的行进路径移动。
[0016]优选是，相对于该行进路径，第一接收线圈或多个第一接收线圈设置在发射线圈前面，并且第二接收线圈或多个第二接收线圈设置在发射线圈或多个发射线圈后面。第一和第二接收线圈相互串联连接，其具有相等的小数量的缠绕匝数(一般为单匝)，并且它们相对彼此以相反的旋转方向缠绕。
[0017]本发明的金属探测器包括用于抵消超出线圈系统一定距离的主场的器件。由于抵消主场的器件优选配置成金属凸缘或者卡圈的形式，所述金属凸缘或者卡圈连接至金属探测器的金属外壳的进、出口孔的边缘或与其整体成形。所述凸缘或者卡圈执行其中由发射线圈的主电磁场感应出交流电的短路线圈的功能。该感应电流进而产生出使超出线圈系统一定距离的发射线圈的主场无效的副电磁场。
[0018]本发明的金属探测器与现有技术的区别在于:用于抵消进口孔侧上的主场的器件和用于抵消出口孔侧上的主场的器件不再相等并且相对于金属探测器的中心平面不再相互对称。换句话说，本发明的金属探测器具有设置在进口孔处的第一抵消器件和设置在出口孔处的不同的第二抵消器件。第一和第二抵消器件相互不但在它们结构上不同，而且在它们抵消主电磁场的能力上不同。因此，抵消了离进口孔超出第一距离和离出口孔超出不同的第二距离的主场。因此，根据本发明的金属探测器具有第一不含金属区和不同的第二不含金属区，该第一不含金属区相对于所述被探测的物品的行进路径在上游从进口孔延伸第一距离，该第二不含金属区在下游从出口孔处延伸第二距离。
[0019]由于发生在抵消器件与线圈系统之间的相互感应作用，所以不对称的抵消器件将在由对称的线圈系统的接收线圈所感应出的电压之间引起较大的不平衡。因此，不对称的抵消器件的构想首先需要在不以其他方式干扰电信号输出电路的情况下补偿接收线圈之间的该电压不平衡的解决方案。在本发明的过程中，发现，如果将第一和第二接收线圈配置在相对于发射线圈或多个发射线圈且相对于金属外壳和第一及第二抵消器件不对称的位置上，可以解决该问题，其中如此确定所述不对称的位置，即，当所述被探测的物品中不存在金属时第一和第二电压互相抵消。换句话说，所述线圈系统仍是平衡线圈系统，但是缺少在现有技术的金属探测器中线圈系统的几何对称。
[0020]有趣地，根据本发明的金属探测器与使用根据EP0536288B1的ZMFZ构想的现有技术的金属探测器相比显示出了提高的灵敏度。
[0021]因为平衡线圈配置还可以由设置成实现所谓的零位平衡条件的多个发射线圈和/或多个接收线圈组成，所以在本发明构想的以下说明和权利要求的上下文中，术语“发射线圈”和/或“接收线圈”可能代表“至少一个发射线圈”和/或“至少一个接收线圈”。
[0022]在一示例性实施例中，发射线圈或多个发射线圈定位在进口孔与出口孔之间的中心平面中，并且接收线圈各设置在离发射线圈不同距离处，即，相对于其离所述中心平面的位置不对称。备选地，发射线圈偏离进口孔与出口孔之间的中心定位，而接收线圈各设置在离发射线圈不同的距离但未必离所述中心平面不同的距离处。
[0023]特别有趣的是其中仅在一个孔中存在抵消器件的前述构想的实施例，从而仅抵消金属探测器的一个孔侧的主电磁场而保持另一孔侧实质上没有减小。在可以称为一侧ZMFZ设计的实际实施例中，发射线圈基本上配置在进、出口孔之间的中间，接收线圈紧邻着没有定位抵消器件的孔以便优化线圈系统对被探测的物品中的金属杂质的灵敏度，并且通过计算机模型或者实验来确定紧邻具有抵消器件的孔的接收线圈的位置，从而电力地平衡线圈系统。
[0024]具有根据前述说明的不对称配置的金属探测器的选择具体地提议了其自身用于安装在包含金属部件的包装或生产装置单元中，所述包装或生产装置单元设置成与金属探测器成直线并且直接邻近进口孔或者出口孔并且其中在另一孔外侧延伸的无金属区内存在极少的或没有金属部件。在所述状况下，非常常见的是，可以非常方便地使用根据本发明的具有不对称的或者完全单侧的抵消器件的金属探测器一可以在金属探测器所需的那侧上集中抑制主电磁场一并从而减小或消除不含金属区，而可以将金属探测器的相反侧设计成用于优化金属探测器的总灵敏度的目的。
[0025]在根据本发明的金属探测器中，探测区通常具有从进口孔至出口孔的其长度上具有恒定横截面的通道形式。探测区的该横截面一般为矩形、正方形、圆形或者椭圆形，但也可以具有实际应用可能所需的任何其他形状。
[0026]一般在根据本发明的金属探测器中，第一及第二接收线圈和发射线圈缠绕在中空管形的公共线圈架上，该线圈架是由电力地绝缘的非金属材料制成的并且其内部顺应探测区的横截面轮廓。
[0027]线圈架与外壳之间的空间可能容纳灵敏的电子电路部件并且一般以封装化合物填充。封装化合物具有防止湿气侵入和将线圈系统和电子元件固定在它们相对于外壳的位置中的作用。
[0028]根据本发明的金属探测器一般被用于包装或者生产线中。因此，本发明的范围还包括其中结合有本文所要求、描述和/或图解的金属探测器的任何包装或生产线。
[0029]具有如上文所描述的单侧抵消器件的金属探测器在工艺线中的安装是特别有利的，在该工艺线中，包含金属部件的包装或生产装置单元直接设置在进口孔的上游或者出口孔的下游，并且在另一孔外侧延伸的无金属区内不存在金属部件。在所述情况下，单侧抵消器件设置在最靠近包含金属部件的装置单元的孔处。
[0030]在结合有根据本发明的金属探测器的典型的包装或生产线中，如此设置所述金属探测器，即，通道状探测区和被探测的物品的行进路径沿水平方向定向。所述行进路径可以由现有技术的输送带构成。
[0031 ] 在结合有根据本发明的金属探测器的另一典型的包装或生产线中，如此设置所述金属探测器，即，通道状探测区和被探测的物品的行进路径沿竖直方向定向。所述行进路径可以由被探测的物品通过其自由下落的滑槽构成。【专利附图】
【附图说明】
[0032]下文将通过实例并参照示意地简化的附图来更详细地阐明根据本发明的金属探测器，其中:
[0033]图1显示了结合有根据现有技术的金属探测器及设置在金属探测器下游的废品冲压部(reject punch)的工艺线的侧视图(A.)和同一工艺线的顶视图(B.)；
[0034]图2以剖视图示意性地图解了根据本发明的金属探测器的优选实施例；
[0035]图3A图解了仅具有一个孔凸缘的图2的金属探测器的特例；
[0036]图3B显示了具有主电磁场的场线的图3A的金属探测器；以及
[0037]图4显示了结合有根据本发明的金属探测器和设置在金属探测器下游的废品冲压部的工艺线的顶视图。
【具体实施方式】
[0038]图1显示了结合有根据先前的EP0536288B1的现有技术的传统金属探测器I的工艺线的侧视图(A.)和俯视图(B.)，其用来探测在穿过探测区4的输送带3上行进的物品2中的金属杂质，该探测区4从金属外壳7的进口孔5延伸至出口孔6。金属探测器I的结构是相对于对称平面SP对称的。基本上相等的不含金属区8和9从进口孔5上游延伸至出口孔6下游。工艺线的金属零件被放置在不含金属区8和9外周的外侧。在所图解的实例中，这具体涉及带辊10和废品冲压机构11，该废品冲压机构11用来从输送带3上推出报废(即，含有金属)的制品，报废制品在该处掉落到废品仓12中。
[0039]图1A和IB中不含金属区8和9的基本上相等的长度d和e是相对于孔高度h和金属探测器外壳的长度z的实际比例。这图解了为不含金属区8和9必须制造的相当大的空间公差，除非是用于根据EP0536288B1的ZMFZ-方案的一种选择，其中同等地取消了金属探测器的两侧上的不含金属区。然而，如本文先前阐述的，这是在损失一定程度的对探测区4内的金属杂质的探测灵敏度的情况下得到的。
[0040]图2描绘了根据本发明的、沿中心轴线29处于竖直剖面中的金属探测器20的第一实施例。为了清楚和一致性，按与图1的金属探测器I相同的方向来显示出金属探测器20，S卩，使其进口孔30面向图2的左侧并且其出口孔31面向图2的右侧。金属探测器20的主要部件是外壳21、具有发射线圈23及接收线圈24、25的线圈架22和分别位于进、出口孔30、31处的孔凸缘26、27。线圈23、24、25被嵌入到线圈架22中，线圈绕组的旋转方向在第一接收线圈24与第二接收线圈25之间被反向。出口孔凸缘27显著大于进口孔凸缘26，图2的实施例中的金属探测器20举例说明了如本文先前所阐述的不对称ZMFZ构想。外壳21和孔凸缘26、27必须由金属制成以便执行它们限制由发射线圈23产生的主磁场的功能。另一方面，线圈架22必须由例如纤维增强塑料的非导电的但是机械地稳定的材料制成。线圈架22、孔凸缘26、27和进、出口孔30、31形成了通道状探测区28，被探测的产品例如在输送带上移动通过该探测区28，通过进口孔30进入金属探测器20并且通过出口孔31离开金属探测器20。在外壳21、线圈架22和孔凸缘26、27之间包含的内部空间中填充有封装化合物33，所述封装化合物33用来防止湿气侵入并且将线圈架22、孔凸缘26、27和外壳21牢固地保持在相对彼此的合适位置上。对于具有输送带的装置，其中使金属探测器20的中心轴线29水平地定向，探测区28的横截面轮廓优选是矩形的，并且尺寸h在该情况下表示孔的高度。然而，探测区的其他定向及其他轮廓形状也是可能的，例如，圆形，竖直定向的探测区，被探测的产品穿过该探测区按通过滑槽自由下落地移动。在该情况下，尺寸h将指示孔径。
[0041]孔凸缘26、27起到了短路线圈的作用，其中通过发射线圈23的交变或者脉动主电磁场而感应电流。根据楞次定则，感应电流总是按与引起其的场变化相反的方向流动。因此，由孔凸缘26、27中的感应电流产生的副电磁场与主场相反。这特别应用于图2中水平对准的孔凸缘26、27的那些部分。取决于孔凸缘26、27的设计和尺寸，副电磁场可以减小或甚至完全取消对于进和出口孔30、31外侧的发射线圈的主电磁场。
[0042]发射线圈23优选定位在探测区28的长度z的中心。第一和第二接收线圈24、25不对称地布置，即，分别在离发射线圈23不同的距离a和b处。同时有优化探测灵敏度并平衡相对彼此的接收线圈中的感应电压的目的地来确定距离a和b，例如，实验式或计算机模型地。
[0043]备选地，发射线圈23可以偏离进口孔30与出口孔31之间的中心定位，而第一接收线圈24和第二接收线圈25各设置在离发射线圈23而不必是离探测区28的长度z的所述中心的不同距离a、b处。
[0044]然而，在某些应用中，孔凸缘26、27中的一个或者两者可以在金属外壳21外侧延伸(图中未示出)并且形成了连接至外壳的孔30、31中的一个的边缘或与其整体成形的卡圈。
[0045]图3A和3B图解了图2的金属探测器的特例，其中已经完全省略了孔凸缘中的一个，在该情况下，省略了进口孔30处的凸缘26。并非解决优化探测灵敏度并同时平衡接收线圈中的感应电压的问题，在该情况下可以通过将第一接收线圈24配置在所选的距离a’处来使探测灵敏度最大。然后，第二接收线圈25 (即，具有孔凸缘27的那侧上的线圈)相对于发射线圈23定位在距离b’处，其中当在探测区中未探测到金属时由主电磁场在接收线圈24、25中感应出的相应电压相互抵消。距离b’通常小于a’并取决于凸缘的长度f和孔的高度h。
[0046]对于与图3A中所示相同的金属探测器20，图3B中图解了孔凸缘27的副电磁场在发射线圈23的主电磁场上的作用。对于出口孔31的外侧，由发射线圈23产生的主电磁场基本上被孔凸缘27的副电磁场抵消。这是通过场线35来图解性地示出。为了清楚的缘故，未示出进入到外壳21的封装区段33内的场线。
[0047]出口孔31侧上的场线向后偏转进探测区28中。相反，主场未被探测区28的相反侧上的副场对抗。因此，在出口侧被向后偏转的同一场线35通过进口孔30未被偏转地延伸至金属探测器20的外侧。结果，金属探测器20在出口孔31处基本上不需要不含金属区，而在进口孔30的外侧需要延伸大约远达孔高度h的1.5到2.5倍的标准的不含金属区。
[0048]图4显示了结合有图3A和3B的不对称金属探测器20的工艺线的顶视图。为了提供容易的对比，图4放置在同一页上并且按与图1相同的比例绘制。虽然金属探测器20的进口侧上的不含金属区48延伸过与图1中的金属探测器I的对称的不含金属区8和9相同的第一距离d，但是出口侧上的不含金属区49现在显著更短，延伸至所示实例中的第二距离e ^ d/4。这使得实际上紧邻出口孔31设置废品冲压机构11成为可能，从而根据本发明的金属探测器20可以安装在比传统金属探测器I显著更短的插入空间中。同时，当金属探测器20仅在一侧上应用ZMFZ构想时，与传统的金属探测器I相比，金属探测器20的有效探测灵敏度未被明显地减小。
[0049]虽然已经通过具体实例描述了本发明，但是很明显，根据由本公开内容提供的资料，本发明可能体现在具有不对称的场抵消器件的数目众多的其他变型中，其中金属探测器的进口侧上的场抵消器件不同于出口侧上的场抵消器件以便实现用于给定装置所需的相应不含金属区的减小，而保持金属探测器的最高可能的有用灵敏度。此外，与为感应电流的被动载体的金属凸缘或者卡圈不同，用于抵消主场的器件还可以是由电子电路主动激励的线圈。
[0050]本发明进一步的实施例可以想象使用由不对称地设置的多个发射线圈和/或多个接收线圈组成的其他现有技术的对称平衡线圈布置，以实现不对称ZMFZ结构内部的零位平衡条件和优化的灵敏度。
[0051]很清楚，所有所述变型和组合被认为是在本发明的范围内。
[0052]附图标记列表
[0053]I, 20金属探测器
[0054]2被探测的物品
[0055]3输送带
[0056]4，28 探测区
[0057]5，30 进口孔
[0058]6，31 出口孔
[0059]7，21 外壳
[0060]8，9，48，49不含金属区
[0061]10 带辊
[0062]11废品冲压机构
[0063]12废品仓
[0064]13行进方向
[0065]22线圈架
[0066]23发射线圈
[0067]24第一接收线圈
[0068]25第二接收线圈
[0069]26，27 孔凸缘
[0070]29中心轴线
[0071]33封装化合物
[0072]35 场线
[0073]SP对称平面
[0074]d, e不含金属区的长度
[0075]h孔高度(直径)
[0076]z外壳的长度
[0077]a, b, a’，b’接收线圈24、25离发射线圈23的相应距离[0078]f凸缘长度
【权利要求】
1.金属探测器(20)，包括具有进口孔(30)和出口孔(31)的金属外壳(21)，还包括位于所述外壳(21)内部的线圈系统，该线圈系统具有至少一个发射线圈(23)和至少一个第一接收线圈及至少一个第二接收线圈(24、25)，以界定探测区(28)，该探测区(28)在所述进和出口孔(30、31)之间延伸，并且被探测的物品(2 )通过所述进口孔(30 )进入所述金属探测器(20 )并通过所述出口孔(31)离开所述金属探测器(20 )以穿过该探测区移动，其中所述至少一个发射线圈(23)当被交变电流激励时产生主电磁场，该主电磁场进而在所述至少一个第一接收线圈(24)中感应第一电压并且在所述至少一个第二接收线圈(25)中感应第二电压，其中所述金属探测器(20)还包括第一抵消器件(26)和第二抵消器件(27)中的至少一个，该第一抵消器件(26)设置在所述进口孔(30)处以抵消离所述线圈系统超出第一距离(d)的主场和/或该第二抵消器件(27)设置在所述出口孔(31)处以抵消离所述线圈系统超出第二距离(e)的主场，其特征在于，在存在第一抵消器件(26)和第二抵消器件(27)的情况下，所述第一与第二抵消器件(26、27)相互不同并且该第一距离(d)与该第二距离(e)也相互不同，并且当所述被探测的物品(2)中不存在金属时该第一电压与该第二电压相互处于平衡状态。
2.根据权利要求1所述的金属探测器(20)，其特征在于，该第一和第二接收线圈(24、25)相对于所述发射线圈(23)设置在不对称的位置，其中相对于所述行进方向(13)，该第一接收线圈(24)定位在所述发射线圈(23)前面的第一线圈距离(a)处，并且该第二接收线圈(25)定位在所述发射线圈(23)后面的第二、不同的线圈距离(b)处。
3.根据权利要求1或2所述的金属探测器(20)，其特征在于，该第一和第二接收线圈(24、25)相互串联连接，但是它们的绕组按相对彼此相反的旋转方向地布线。
4.根据权利要求2所述的金属探测器(20)，其特征在于，所述发射线圈(23)定位在所述进口孔(30)与出口孔(31)之间的中心平面中。
5.根据权利要求2所述的金属探测器(20)，其特征在于，所述发射线圈(23)偏离所述进口孔(30)与出口孔(31)之间的中心定位。`
6.根据权利要求1到5中一项所述的金属探测器(20)，其中仅所述第一和第二抵消器件(26、27)中的一个或另一个分别存在于所述进口孔(30)处或者出口孔(31)处，以抵消在所述一个孔的方向上离所述线圈系统超出一距离的主电磁场，并且其中所述主电磁场在另一孔侧处实质上没有减小。
7.根据权利要求1到6中一项所述的金属探测器(20)，其中相对于所述被探测的物品(2)的行进方向(13)，所述第一距离(d)在所述金属探测器(20)的上游界定第一不含金属区，并且所述第二距离(e )在所述金属探测器(20 )的下游界定第二不含金属区。
8.根据权利要求1到7中一项所述的金属探测器(20)，其特征在于，所述第一和第二抵消器件(26、27)中的每个包括连接至所述外壳孔(30、31)中一个的边缘上或者与其整体成形的金属凸缘或者卡圈，所述凸缘或者卡圈起到了短路线圈的作用，在该短路线圈中由所述发射线圈(23)的主电磁场感应出电流，所述感应电流进而产生了副电磁场，该副电磁场使超出所述第一和第二距离(d、e)的所述发射线圈的主场无效。
9.根据权利要求6到8中一项所述的金属探测器(20)，其中所述发射线圈(23)放置在所述进和出口孔(30、31)之间的中间位置处，紧邻没有抵消器件的孔的接收线圈放置在第一位置处并且紧邻具有抵消器件的孔的接收线圈放置第二位置处，在该第一位置处使所述线圈系统对被探测的物品(2)中的金属杂质的灵敏度最佳，在该第二位置处当所述被探测的物品中不存在金属时该第一与第二电压相互抵消。
10.根据权利要求1到9中一项所述的金属探测器(20)，其中所述探测区(28)具有通道形式，该通道在从所述进口孔(30)至出口孔(31)的其长度(z)上具有恒定的横截面轮廓，其中所述探测区(28)的横截面轮廓具有矩形、正方形、圆形或者椭圆形状。
11.根据权利要求10所述的金属探测器(20)，其特征在于，该第一及第二接收线圈(24,25)和发射线圈(23)缠绕在中空管形状的公共线圈架(22)上，所述线圈架是由电力地绝缘的非金属材料制成的并且其内部顺应所述探测区(28 )的横截面轮廓。
12.金属探测器(20)，包括具有进口孔(30)和出口孔(31)的金属外壳(21)，还包括位于所述外壳(21)内部的线圈系统，该线圈系统具有至少一个发射线圈(23)和至少一个第一接收线圈及至少一个第二接收线圈(24、25)，以界定探测区(28)，该探测区(28)在所述进和出口孔(30、31)之间延伸，并且被探测的物品(2 )通过所述进口孔(30 )进入所述金属探测器(20)并通过所述出口孔(31)离开所述金属探测器(20)以穿过该探测区移动，其中所述至少一个发射线圈(23)当被交变电流激励时产生主电磁场，该主电磁场进而在所述至少一个第一接收线圈(24)中感应第一电压并且在所述至少一个第二接收线圈(25)中感应第二电压，其中所述金属探测器(20)还包括第一抵消器件(26)和第二抵消器件(27)中的至少一个，该第一抵消器件(26)设置在所述进口孔(30)处以抵消离所述线圈系统超出第一距离(d)的主场和/或该第二抵消器件(27)设置在所述出口孔(31)处以抵消离所述线圈系统超出第二距离(e)的主场，所述第一距离(d)在所述金属探测器(20)的上游界定第一不含金属区，并且所述第二距离(e )在所述金属探测器(20 )的下游界定第二不含金属区，其特征在于，所述第一不含金属区与所述第二不含金属区相互不同，其中当在所述被探测的物品(2)中不存在金属时所述至少一个第一接收线圈(24)中的第一电压与所述至少一个第二接收线圈(25)中的第二电压相互处于平衡状态。
13.根据权利要求12所述的金属探测器(20)，其特征在于，该第一和第二接收线圈(24、25)相对于所述发射线圈(23)设置在不对称的位置，其中相对于所述行进方向(13)，该第一接收线圈(24)定位在所述发射线圈(23)前面的第一线圈距离(a)处，并且该第二接收线圈(25)定位在所述发射线圈(23)后面的第二、不同的线圈距离(b)处。
14.根据权利要求12或13所述的金属探测器(130)，其特征在于，该第一和第二接收线圈(24、25)相互串联连接，但是它们的绕组按相对彼此相反的旋转方向地布线。
15.根据权利要求13所述的金属探测器(130)，其特征在于，所述发射线圈(23)定位在所述进口孔(30)与出口孔(31)之间的中心平面中。
16.根据权利要求13所述的金属探测器(130)，其特征在于，所述发射线圈(23)偏离所述进口孔(30)与出口孔(31)之间的中心定位。
17.根据权利要求12到16中一项所述的金属探测器(20)，其中仅所述第一和第二抵消器件(26、27)中的一个或另一个分别存在于所述进口孔(30)处或者出口孔(31)处，以抵消在所述一个孔的方向上离所述线圈系统超出一距离的主电磁场，并且其中所述主电磁场在另一孔侧处实质上没有减小。
18.根据权利要求12到17中一项所述的金属探测器(20)，其特征在于，所述第一和第二抵消器件(26、27)中的每个包括连接至所述外壳孔(30、31)中一个的边缘上或者与其整体成形的金属凸缘或者卡圈，所述凸缘或者卡圈起到了短路线圈的作用，在该短路线圈中由所述发射线圈(23)的主电磁场感应出电流，所述感应电流进而产生了副电磁场，该副电磁场使超出所述第一和第二距离(d、e)的所述发射线圈的主场无效。
19.根据权利要求17或18中一项所述的金属探测器(20)，其中所述发射线圈(23)放置在所述进和出口孔(30、31)之间的中间位置处，紧邻没有抵消器件的孔的接收线圈放置在第一位置处并且紧邻具有抵消器件的孔的接收线圈放置第二位置处，在该第一位置处使所述线圈系统对被探测的物品(2)中的金属杂质的灵敏度最佳，在该第二位置处当所述被探测的物品中不存在金属时该第一与第二电压相互抵消。
20.根据权利要求12到19中一项所述的金属探测器(20)，其中所述探测区(28)具有通道形式，该通道在从所述进口孔(30 )至出口孔(31)的其长度(z )上具有恒定的横截面轮廓，其中所述探测区(28)的横截面轮廓具有矩形、正方形、圆形或者椭圆形状。
21.根据权利要求20所述的金属探测器(20)，其特征在于，该第一及第二接收线圈(24,25)和发射线圈(23)缠绕在中空管形状的公共线圈架(22)上，所述线圈架是由电力地绝缘的非金属材料制成的并且其内部顺应所述探测区(28)的横截面轮廓。
22.包括根据权利要求1到21中至少一项的金属探测器(20)的包装或者生产线。
23.包括根据权利要求6到11或者17到21中一项的金属探测器(20)的包装或者生产线，其中包含金属部件的包装或者生产装置单元(11)被设置成与所述金属探测器(20)成直线并邻近 所述进和出口孔(30、31)中的一个，并且其中在所述孔中的另一个外侧延伸的不含金属区内不存在金属部件，其特征在于，在最靠近包含金属部件的所述装置单元(11)的孔处设置一个抵消器件(27 )。
24.根据权利要求22或23所述的包装或者生产线，其中所述金属探测器(20)被定向成，所述被探测的物品的行进路径水平地穿过所述金属探测器(20)，其中所述行进路径优选包括输送带(3)。
25.根据权利要求22或23所述的包装或者生产线，其中所述金属探测器(20)被定向成，所述被探测的物品的行进路径竖直地穿过所述金属探测器(20 )。
26.根据权利要求25所述的包装或者生产线，其中所述行进路径包括滑槽，所述被探测的物品通过该滑槽自由下落地移动。
【文档编号】G01R33/025GK103733090SQ201280033781
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年7月6日 优先权日:2011年7月8日
【发明者】D·巴特沃斯 申请人:梅特勒-托利多安全线有限公司