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磁性異物検出装置

国内特許コード P09A015344
整理番号 NI0700092
掲載日 2010年3月19日
出願番号 特願2008-158280
公開番号 特開2009-300392
登録番号 特許第5428006号
出願日 平成20年6月17日(2008.6.17)
公開日 平成21年12月24日(2009.12.24)
登録日 平成25年12月13日(2013.12.13)
発明者
  • 田代 晋久
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 磁性異物検出装置
発明の概要

【課題】装置構成が簡易で低コストにもかかわらず、被検出物の内部まで異物検出が行なえる検出感度の高い磁性異物検出装置を提供する。
【解決手段】磁界発生装置1により発生させた発生磁界に鎖交するよう配置され、被検出物2が発生磁界中を通過する際にもたらす磁界分布変化を検出する空芯状の検出コイル5と、検出コイル5に誘導される誘導電流を増幅し、電圧に変換する電流-電圧変換回路8と、を具備したインダクション磁気センサ7を備えた。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


近年、食品加工技術の進歩や輸入食料品の増加にともない、食の安全性についての関心が高まっている。とりわけ加工食品の製造現場や食品包装などの生産課程で食品に異物が混入するおそれがあることから、特に人体への影響力が大きい金属異物(刃片や針、金属粉など)を検出して出荷する異物検出装置が用いられる。



食品異物検出の方式には、大きく分けて以下に述べる4タイプの検出原理が用いられる。第1の検出方式は、渦電流方式である。これは送信コイルに1MHZから333kHzの交流電流を流して交番磁界を発生させ、その交番磁界中を被検査物が通過したときに発生する渦電流による磁界分布変化を受信コイルで検出する方式である。この場合、発信コイルと受信コイルの共振現象を利用した検出方式であり、送受信コイルを含むブリッジ回路において所定の中心周波数で共振する検知回路を設け、被検出物が送受信コイルの間に形成される交番磁界内を通過する際に発生した渦電流による磁界分布変化を共振周波数の変化として検出する方式である(特許文献1参照)。



第2の検出方式としては、被検査物をCCDカメラを用いて撮像して行なわれる目視或いは画像処理による検査方式である。
第3の検出方式としては、被検査物に弱いX線を照射してその透過量を半導体センサで検出する方式である。
第4の検出方式としては、SQUID(超伝導量子干渉素子)磁気センサを用いた検出方式で、被検査物を予め磁化した後、続いて磁気シールドされた空間内でSQUID磁気センサにより残留磁気の有無を検出する方式である。【特許文献1】特許第3857271号公報

産業上の利用分野


本発明は、例えば食品加工装置などにおいて加工食品に混入した磁性異物を検出する磁性異物検出装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
被検出物に混入する磁性異物を検出する磁性異物検出装置であって、
前記被検出物が通過する検査領域に発生磁界の周波数の上限が、数十kHz以下の低周波数である磁界を発生させる磁界発生コイルを有する磁界発生装置と、
前記磁界発生装置により発生させた発生磁界に鎖交するよう前記磁界発生コイル内に同芯状に配置され、前記被検出物が発生磁界中を通過する際にもたらす磁界分布変化を検出する空芯状の検出コイルと、
前記検出コイルのインダクタンスL[H]と抵抗R[Ω]により決まるカットオフ周波数f=R/2πL[Hz]以上の周波数で、前記被検出物による磁界分布変化により前記検出コイルに鎖交する総磁束φ[Wb]に比例したインダクタンスL[H]から当該検出コイル両端を短絡した場合と同程度誘導される誘導電流I=φ/L[A]を増幅して当該誘導電流Iの大きさに比例した電圧信号に変換して出力する電流-電圧変換回路と、を具備したインダクション磁気センサと、
前記インダクション磁気センサに具備した電流-電圧変換回路の出力信号を解析して前記磁性異物を特定する信号解析装置と、を備えたことを特徴とする磁性異物検出装置。
【請求項2】
前記信号解析装置は、磁性異物に応じた電圧波形をサンプルとして表示可能に記憶している請求項1記載の磁性異物検出装置。
【請求項3】
前記検出コイルの抵抗がゼロでない場合、当該検出コイルに直流磁界が鎖交しても誘導電流が流れないことを特徴とする請求項1又は2記載の磁性異物検出装置。
【請求項4】
前記検出コイルが前記磁界発生装置に発生する交番磁界を打ち消すように動接続されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3記載の磁性異物検出装置。
【請求項5】
前記磁界発生装置は、交流電源と、該交流電源より空芯状のコイルへ通電することにより交番磁界を発生させる磁界発生コイルと、を具備し、
前記検出コイルは、前記磁界発生コイル内に同芯状に設けられ、当該磁界発生コイルに通電して交番磁界を発生させた状態で被検出物が前記検出コイル内に置かれるか或いは前記検出コイル内を通過させる際に流れる誘導電流により磁界分布変化が検出されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の磁性異物検出装置。
【請求項6】
前記磁界発生装置は、複数の永久磁石或いは直流電源に接続された磁界発生コイルのいずれかを具備し、前記検出コイルは前記永久磁石間若しくは前記磁界発生コイル内に同芯状に設けられ、前記磁界発生装置により直流磁界を発生させた状態で被検出物が前記検出コイル内を通過させる際に流れる誘導電流により磁界分布変化が検出されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の磁性異物検出装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008158280thum.jpg
出願権利状態 登録
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