JP2008232999A - Loop coil type metal body detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、温度の変化する環境下で金属物体を検知するループコイル式金属物体検知装置に関する。 The present invention relates to a loop coil type metal object detection device that detects a metal object under an environment where temperature changes.
一般的に、機械管理の駐車場においては、図4に示すように金属物体である駐車車両30の有無を地中に埋め込んだループコイル式のセンサ31が検知する方法が採用されている。
このループコイル式のセンサ31を使用した金属物体検知装置においては、ループコイルを共振回路の一部に含む発振回路を構成している。そして、定常状態では、ループコイルのインダクタンスを含むインピーダンスと共振回路に設けられたコンデンサの容量で決定される一定の共振周波数で発振動作を行っている。ループコイルに金属物体が近づくとループコイルのインダクタンスが変化するので、発振周波数と波高電圧も変化する。したがって、この発振周波数の変化または波高電圧の変化を検出することにより、金属物体、すなわち、車輌の有無を検出することができる。
In general, a machine-managed parking lot employs a method in which a loop
In the metal object detection device using the loop
このループコイル式のセンサを使用した金属物体検知装置においては、センサであるループコイル自体を地中に埋め込むことができるので、外部環境の影響を受けたり、車輌の移動の邪魔になることがない。また、地上に配置する場合でも、ループコイルの厚みが薄いので、地中に埋め込んだ場合と同様な効果を得ることができる。
そして、このようなループコイル式金属物体検知装置に関する技術として特開平6−236498号公報記載の技術が知られている。
A technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-236498 is known as a technique related to such a loop coil type metal object detection device.
ところで、ループコイルのインピーダンスは、気温などの温度の変化によって変動し、こうした環境変化に伴う周波数変動が基準値のバラつきをもたらす。
本来は一定であるべき発振回路の出力の振幅の差が周波数成分に対応する周期で周期的に変動してしまう。このため、発振周波数や波高値の検出を正確に行うことができなくなり、金属物体の位置を正確に検出できなくなる。
一方、機械部品等の製造工程においては、金属材料(被加熱物)に焼結等の熱処理を施すために加熱炉が用いられるが、この加熱炉では金属材料(被加熱物)を搬送しながら焼結処理を行う構成となっている。
加熱炉内では被加熱物を規定の位置に停止させ、規定の時間が経過すると次へ移動させながら、焼結、冷却が行われる。
この加熱炉内での被加熱物の位置確認は光電管センサにより行われて、被加熱物の停止・移動は自動制御されるが、光電管センサでは熱による誤作動、損傷を防止するために、センサにエアーを噴射して常に冷却する作業が必要であり、装置が複雑化するという問題があった。
本発明は係る従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、測定ループコイルの設置域に基準ループコイルを配置し、基準ループコイルの測定値を基に、熱によるインピーダンス測定誤差を補正して、高熱環境下でも正確な検知を可能としたループコイル式金属物体検知装置を提供することにある。
By the way, the impedance of the loop coil fluctuates due to a change in temperature such as the air temperature, and the frequency fluctuation accompanying such an environmental change causes variations in the reference value.
The difference in the amplitude of the output of the oscillation circuit, which should originally be constant, periodically fluctuates in a period corresponding to the frequency component. For this reason, it becomes impossible to accurately detect the oscillation frequency and the peak value, and it becomes impossible to accurately detect the position of the metal object.
On the other hand, in the manufacturing process of machine parts and the like, a heating furnace is used to perform heat treatment such as sintering on a metal material (object to be heated). In this heating furnace, while conveying the metal material (object to be heated) It is the structure which performs a sintering process.
In the heating furnace, the object to be heated is stopped at a specified position, and after a specified time has passed, sintering and cooling are performed while moving to the next position.
The position of the object to be heated in the heating furnace is confirmed by a photoelectric tube sensor, and the stop / movement of the object to be heated is automatically controlled. In order to prevent malfunction and damage due to heat, the photoelectric tube sensor Therefore, it is necessary to constantly cool the apparatus by injecting air, and there is a problem that the apparatus becomes complicated.
The present invention has been made to solve the conventional problems, and the object of the present invention is to place a reference loop coil in the installation area of the measurement loop coil, and based on the measured value of the reference loop coil. An object of the present invention is to provide a loop coil type metal object detection device that corrects an impedance measurement error due to heat and enables accurate detection even in a high heat environment.
前記目的を達成するための手段として、請求項1記載のループコイル式金属物体検知装置では、金属物体の接近によってインダクタンスが変化する測定ループコイルと、その測定ループコイル設置域の温度に対応してインピーダンスが変化する基準ループコイルと、前記測定ループコイルのインピーダンスに対応する発振周波数と前記基準ループコイルのインピーダンスに対応する発振周波数の差を算出し、その算出値から温度変化によるインピーダンス誤差を補正する演算回路と、前記演算回路によって検出された発振周波数が規定範囲内にあるか否かを判別する判別回路を備えたことを特徴とする。
As a means for achieving the above object, in the loop coil type metal object detection device according to
請求項2記載のループコイル式金属物体検知装置では、加熱炉内の搬送路に沿って搬送される金属物体と、その搬送路の特定位置への金属物体の接近によってインダクタンスが変化する測定ループコイルと、その測定ループコイル設置域の温度に対応してインピーダンスが変化する基準ループコイルと、前記測定ループコイルのインピーダンスに対応する発振周波数と前記基準ループコイルのインピーダンスに対応する発振周波数の差を算出し、その算出値から温度変化によるインピーダンス誤差を補正する演算回路と、前記演算回路によって検出された発振周波数が規定範囲内にあるか否かを判別する判別回路を備えたことを特徴とする。
3. The loop coil type metal object detection device according to
請求項3記載のループコイル式金属物体検知装置では、請求項1又は2記載のループコイル式金属物体検知装置において、複数箇所に測定ループコイル及び基準ループコイルを設置して、それぞれのループコイルの発振を順次選択的に動作させるシーケンサを設けたことを特徴とする。
In the loop coil type metal object detection device according to
請求項4記載のループコイル式金属物体検知装置では、請求項1〜3いずれか記載のループコイル式金属物体検知装置において、装置稼働中の停電を検出する停電検出装置と、停電時のループコイルの定数を記憶するループコイル定数記憶回路を設け、電源復帰時にループコイル定数記憶回路に記憶された値を照合して、停電直前の状態で動作する構成とした。
The loop coil type metal object detection device according to claim 4, wherein the power failure detection device detects a power failure during operation of the loop coil type metal object detection device according to any one of
本発明では、前記構成を採用することにより、以下の効果が得られる。
測定ループコイルのインピーダンスに対応する発振周波数と基準ループコイルのインピーダンスに対応する発振周波数の差を算出し、その算出値から温度変化によるインピーダンス誤差を補正する構成としたので、高熱環境下でも正確な検知が可能となる。
また、複数箇所に金属物体測定ループコイル及び基準ループコイルを設置して、それぞれのループコイルの発振を順次選択的に動作させるシーケンサを設けたので、測定中のループコイルを含む共振回路の共振周波数が、隣接するループコイルの影響を受けることがない。また、複数の発振回路が同時に動作することがないので各発振回路の発振周波数の差成分が発生せず発振出力の波形が乱れることがない。したがって、発振周波数や波高値を正確に検出して金属物体の位置を正確に検出することができる。
さらに、停電時のループコイルの定数を記憶するループコイル定数記憶回路を設けたので、電源復帰時にループコイル定数記憶回路に記憶された値を照合して、停電直前の状態で動作開始できる。
In this invention, the following effects are acquired by employ | adopting the said structure.
The difference between the oscillation frequency corresponding to the impedance of the measurement loop coil and the oscillation frequency corresponding to the impedance of the reference loop coil is calculated, and the impedance error due to temperature change is corrected from the calculated value. Detection is possible.
In addition, since a metal object measurement loop coil and a reference loop coil are installed at a plurality of locations, and a sequencer that selectively operates the oscillation of each loop coil is provided, the resonance frequency of the resonance circuit including the loop coil being measured Is not affected by the adjacent loop coil. In addition, since a plurality of oscillation circuits do not operate simultaneously, a difference component between the oscillation frequencies of the oscillation circuits does not occur and the waveform of the oscillation output is not disturbed. Accordingly, the position of the metal object can be accurately detected by accurately detecting the oscillation frequency and the peak value.
Further, since the loop coil constant storage circuit for storing the constants of the loop coil at the time of power failure is provided, the value stored in the loop coil constant storage circuit at the time of power recovery can be collated to start the operation immediately before the power failure.
本発明を実施するための最良の形態を説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described.
まず、全体構成を説明する。
本発明のループコイル式金属物体検知装置は図1(a),(b)に示すように、金属材料に熱処理を施すための加熱炉20と、加熱炉20に敷設された搬送手段としての駆動式ローラーコンベア21と、そのコンベア21上を金属製収納箱22に載置されて搬送される被加熱物23と、加熱炉20内の特定位置においてローラーコンベア21のローラ間に配設され、金属製収納箱22(金属物体)の接近を検知する測定ループコイル1と、測定ループコイル設置域の温度に応じたインピーダンスを検知するために測定ループコイル1下方に近接して配設された基準ループコイル1aを備えており、前記測定ループコイル1及び基準ループコイル1aには後述する電気回路が接続されている。なお、前記搬送手段は駆動式ローラーコンベア21に限らず、吊下げ式コンベア、プッシュ式コンベアなどが利用できる。
前記加熱炉20は周囲を断熱層によって隔離された長い通路を有し、炉内には電気ヒータ、ガス、液体燃料等による燃焼バーナによる加熱手段、そして、必要に応じ炉内温度雰囲気を均一とするための撹拌ファンが設置されている。
加熱炉20には開閉扉によって仕切られた各処理空間、待機空間等が連続して配置され、それぞれの空間を貫通して前記ローラーコンベア21が敷設され、そのコンベア21上を金属製収納箱22に載置されて被加熱物23が移動する。
前記被加熱物23は各種鋼鉄材料、あるいは、アルミニウム合金等であり、この被加熱物23は金属製収納箱22と共に加熱炉20を通過して熱処理(焼入れ処理、焼き戻し処理など)が行われる。
なお、前記測定ループコイル1は、金属製収納箱22を検知するようにしているが、これに替えて金属製の前記被加熱物23を検知するようにしてもよい。
First, the overall configuration will be described.
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the loop coil type metal object detection device of the present invention is a
The
In the
The object to be heated 23 is made of various steel materials or aluminum alloy, and the object to be heated 23 passes through the
In addition, although the said
図1(a)において、前記ローラーコンベア21のローラ間に配設された測定ループコイル1上に金属製収納箱22が接近すると、ループコイル1のインダクタンスが変化し、この変化に応じて発振周波数が変化する。そして、この発振周波数の変化によりループコイル上における金属製収納箱22の有無を検知し、この検知情報により図示しない制御手段でローラーコンベア21の駆動が制御され、金属製収納箱22の停止・移動等の位置制御が行われる。
加熱炉20の炉内温度は500℃〜1000℃に達し、ループコイルのインダクタンスが熱によって変化し、これに応じてインピーダンスも変化する。そのため、判別回路に認識される発振周波数が変化して、ループコイル上に金属製収納箱22が存在するか否かにおいて誤検知をする。
そこで、本発明では測定ループコイル1と同一温度環境下に基準ループコイル1aを設定し、同一温度環境下での基準となるインピーダンスとそれに対応する発振周波数の値を確保している。
そのため、測定ループコイル1のインピーダンスに対応する発振周波数と前記基準ループコイル1aのインピーダンスに対応する発振周波数の差を算出し、その算出値から温度変化によるインダクタンス誤差を補正することが可能となっている。
この基準ループコイル1aは測定ループコイル1が配置された加熱炉内の同一空間の壁面、天井面等に設置して、温度環境を検知するが、設置位置については、金属製収納箱22(金属物体)の接近に伴うインダクタンス変化を生じない位置であれば任意である。 前記測定ループコイル1と前記基準ループコイル1aの配置位置としては、図1(a)に示すように、加熱炉20内のローラ間に測定ループコイル1を横置きに配置し、その下方に基準ループコイル1aを配置するようにしてもよい。また、図1(b)に仮想線で示すように、加熱炉20内の側部または上部に配設するようにしてもよい。さらに、図1(c)に仮想線で示すように、温度によるインピーダンスの変化条件を略同じにするために測定ループコイル1と同じ寸法の基準ループコイル1aを測定ループコイル1と併設し、これらを加熱炉20の下部または側部または上部に配置し、さらに、基準ループコイル1aが金属製収納箱22(金属物体)の接近に伴ってインダクタンスが変化しないように、金属製収納箱22と対向する側を覆うように金属板またはパンチングメタル板または金属格子板からなる遮蔽板24を配置するようにしてもよい。
In FIG. 1 (a), when the
The furnace temperature of the
Therefore, in the present invention, the
Therefore, the difference between the oscillation frequency corresponding to the impedance of the
This
次に、図2はループコイル式金属物体検知装置の電気回路図である。
本発明のループコイル式金属物体検知装置は、金属製収納箱22測定ループコイル1及び基準ループコイル1aを構成するn個のループコイルと、これらのループコイル1,1aのインダクタンスを回路の一部として含むn個の共振回路2と、このn個の共振回路2の中のいずれか一つの共振回路と組み合わされて発振回路を構成する共通の増幅回路3と、各共振回路と2共通の増幅回路3との間に設けられたn個の切換回路4と、n個の切換回路4の各切換回路の切換状態を所定の周期で順次切り換えるシーケンサ5と、増幅回路3から送られる測定ループコイル1の発振周波数と、同じく増幅回路3から送られる基準ループコイル1aの周波数の差を算出し温度変化によるインダクタンス誤差を補正する演算回路6と、演算回路6からの発振周波数を測定し予め決められた規定周波数の範囲内に有るか否かを検出する判別回路7と、判別回路7における検出結果に基づいてn個のリレー8を制御すると共に検出結果を直列デジタルデータの形態で出力端子9に出力する制御回路10と、装置全体の駆動用電源を供給する電源回路11と、その駆動用電源の停電を検出する停電検出回路12と、判別回路7に接続されて停電時のループコイル定数(インピーダンス)を記憶するループコイル定数記憶回路13を備えている。
Next, FIG. 2 is an electric circuit diagram of the loop coil type metal object detection device.
The loop coil type metal object detection device of the present invention includes n loop coils constituting the
前記ループコイル1、共振回路2及び切換回路4で一つのチャンネルを構成しており、図2の実施例では、n個のループコイル1に対応してチャンネル#1〜チャンネル#nが存在する。上記n個のループコイル1は、高温炉内において互いに近接して配置されることがある。また、場合によっては、隣接するループコイルが半分づつ重なった状態で配置されることもある。
The
前記共振回路2は、一次側がループコイル1に接続されたトランス2aと、このトランス2aの二次側に接続されたコンデンサ2b,2cとを備えている。トランス2aを介して見たループコイル1のインダクタンスとコンデンサ2b,2cの容量とでLC共振回路が構成される。すなわち、共振回路2は、ループコイル1を共振系の一要素として含んでいる。コンデンサ2bとコンデンサ2cの接続中点は接地され、コンデンサ2b,2cとトランス2aとの接続点から一対の信号線L1,L2が導出されている。一方の信号線L1は切換回路4を介して増幅回路3の入力側に接続され、他方の信号線L2は切換回路4を介して増幅回路3の出力側に接続されている。
The
切換回路4は、入力側の信号線L1に直列に接続されたフォトスイッチ4aと、出力側の信号線L2に直列に接続されたフォトスイッチ4bと、入力側の信号線L1と出力側の信号線L2との間に並列に接続されたフォトスイッチ4cとを備えている。フォトスイッチ4a〜4cは、外部からの制御信号に応じてそのオンオフ状態が制御される双方向性のスイッチング素子であり、たとえば、双方向性光MOSFETが使用される。フォトスイッチ4a,4bとしては、定常状態でオフであって、制御信号が印加されたときのみオンとなる形式のものを使用し、フォトスイッチ4cとしては、定常状態でオンであって、制御信号が印加されたときのみオフとなる形式のものを使用する。
The switching circuit 4 includes a
次に、図3は演算回路及び判別回路で認識される発振周波数の変化を表している。
図3(a)(b)(c)は、縦軸に周波数(HZ)、横軸に時間(t)を設定し、測定ループコイルと基準ループコイルの発振周波数の経時変化を表している。
Next, FIG. 3 shows changes in the oscillation frequency recognized by the arithmetic circuit and the discrimination circuit.
3A, 3B, and 3C show the time-dependent changes in the oscillation frequency of the measurement loop coil and the reference loop coil, with the frequency (H Z ) on the vertical axis and the time (t) on the horizontal axis. .
図3(a)は、測定ループコイル1と基準ループコイル1aの発振周波数の経時変化である。
測定ループコイル1に金属製収納箱22が接近すると、インダクタンスの変化に伴い発振周波数が増大してグラフが突起する。そして、金属製収納箱22が遠ざかると、発振周波数は定常状態に復帰する。
一方、基準ループコイル1aは測定ループコイル設置域の温度に対応したインダクタンスを認識し周波数を発振する。図3(a)では温度環境は一定であるので、基準ループコイル1aの周波数は一定となっている
判別回路7では基準ループコイル周波数を基準として値判定レベルKを設定し、判定レベルKを超える周波数が検知された場合には金属物体が接近したものと判断する。判定レベルKを超えると制御回路10がリレー8を作動させて、金属製収納箱22の停止・走行を制御する。
判定レベルKの値はループコイル式金属物体検知装置の設置環境、検知対象に応じて適宜設定される。
FIG. 3A shows changes with time in the oscillation frequencies of the
When the
On the other hand, the
The value of the determination level K is appropriately set according to the installation environment of the loop coil type metal object detection device and the detection target.
図3(b)では、加熱炉に設定した測定ループコイルと基準ループコイルの周波数の変化の推移を表している。
加熱炉内では熱によりループコイルのインピーダンスにバラつきが生じて、インダクタンスも熱により変化する。それにより、測定ループコイルと基準ループコイルの発振周波数も図3(b)に示すように波打ったように変化する。
ここで、測定ループコイル及び基準ループコイルは形状、構成、感度等は同一型であるため、測定ループコイルの設置域と同じ温度環境下に置かれた基準ループコイルが温度変化に応じたインピーダンスを認識し、これに伴い、温度変化に対応した周波数を検出する。
したがって、図3(b)のように周波数の検出値に波打ったようなバラつきが生じるが、測定ループコイルと基準ループコイルの周波数は同調して移行するため、基準ループコイルの周波数を差し引くことにより、図3(c)に示すように、グラフ上に直線的に推移する補正値が演算される。
この補正処理は演算回路で行われ、演算後の判別は図3(a)と同様に判別回路で行われる。
このように、基準ループコイルの算出値から温度変化によるインピーダンス誤差を補正することができるので、高熱環境下でも正確な検知が可能となる。
FIG. 3B shows a change in frequency of the measurement loop coil and the reference loop coil set in the heating furnace.
In the heating furnace, the impedance of the loop coil varies due to heat, and the inductance also changes due to heat. As a result, the oscillation frequencies of the measurement loop coil and the reference loop coil also change as wavy as shown in FIG.
Here, since the measurement loop coil and the reference loop coil have the same shape, configuration, sensitivity, etc., the reference loop coil placed in the same temperature environment as the measurement loop coil installation area has an impedance corresponding to the temperature change. Recognize and detect the frequency corresponding to the temperature change.
Therefore, as shown in FIG. 3B, the detected value of the frequency fluctuates, but the frequency of the measurement loop coil and the reference loop coil shifts in synchronism, so the frequency of the reference loop coil is subtracted. Thus, as shown in FIG. 3C, a correction value that linearly changes on the graph is calculated.
This correction process is performed by the arithmetic circuit, and the determination after the calculation is performed by the determination circuit as in FIG.
Thus, since the impedance error due to the temperature change can be corrected from the calculated value of the reference loop coil, accurate detection can be performed even in a high heat environment.
電源回路11は装置本体に電源を供給するが、この電源回路11には停電を検出する停電検出回路12が接続されている。
この停電検出回路12は、停電を検知するとループコイル定数記憶回路に各ループコイルの定数(インピーダンス)を記憶させる。
判別回路では各測定ループコイルまたは各基準ループコイルのインピーダンスに基づく発信周波数が認識されているので、ループコイル定数記憶回路はこれらの値を基に各ループコイルのインピーダンスを記憶する。
これらのインピーダンスを記憶することにより、停電時に各ループコイルが金属製収納箱22を認識していたか否かが記録されることになる。
そのため、電源復帰時にはループコイル定数記憶回路のインピーダンスを照合することにより、金属製収納箱22が存在したか否かを正確に判断して停電直前の状態で再び稼働することができる。
The
When detecting a power failure, the power
Since the discriminating circuit recognizes the transmission frequency based on the impedance of each measurement loop coil or each reference loop coil, the loop coil constant storage circuit stores the impedance of each loop coil based on these values.
By storing these impedances, it is recorded whether or not each loop coil has recognized the
Therefore, by checking the impedance of the loop coil constant storage circuit when the power is restored, it is possible to accurately determine whether or not the
モニター回路14は、判別回路7に接続されて、各ループコイルが正常に作動しているかをモニターすると共に、各ループコイルのインピーダンスの設定値に応じた制御がなされているか監視する。
The
次に、上述したループコイル式金属物体検知装置の作用を説明する。 Next, the operation of the above-described loop coil type metal object detection device will be described.
加熱炉20内で被加熱物23を積載した金属製収納箱22がローラーコンベア21上を搬送される。金属製収納箱22が規定の位置に達すると、ローラーコンベア21のローラ間に配設された測定ループコイル1のインダクタンスが変化して金属製収納箱22の接近を検知する。
ここで、加熱炉では熱によるインピーダンスの測定誤差が生じるが、基準ループコイル1aが測定ループコイル1の設置域の温度変化に応じたインピーダンスを検知するので、測定ループコイルのインピーダンスに対応する発振周波数と基準ループコイルのインピーダンスに対応する発振周波数の差を算出し、その算出値から温度変化によるインピーダンス誤差を補正することができる。そのため、高熱環境下でも正確な検知が可能となる。
判別回路7では判定レベルKよりも大きな周波数値が検知された場合には、金属製収納箱22が接近したものと判断して、金属製収納箱22の停止等の制御を行う。
A
Here, although the measurement error of the impedance due to heat occurs in the heating furnace, the
When the
図2に示すシーケンサ5からは、制御信号S1〜Snが順次生成され、それぞれ各切換回路4に供給されている。たとえば、制御信号S1がチャンネル#1の切換回路4に供給されると、切換回路4のフォトスイッチ4a,4bがオンとなり、フォトスイッチ4cがオフとなる。したがって、増幅回路3の出力側と入力側の間に共振回路2が接続され発振回路が構成され、この発振回路は、共振回路2の容量とループコイル1固有のインダクタンスで決定される共振周波数、たとえば、約100kHzで、且つ、所定の波高電圧で発振動作を開始する。ループコイル1の近傍に金属物体(金属製収納箱22)が存在しない場合には、共振周波数は、主としてループコイル1固有のインダクタンスと共振回路2のコンデンサ2b,2cの容量で決定される。増幅回路3からの発振出力は演算回路6、判別回路7に供給され、発振周波数が予め決められた規定周波数の範囲内に有るか否か、または、波高電圧が規定の範囲内に有るか否かが検出される。たとえば、ループコイル1の近傍に金属物体が存在する場合には、ループコイル1の実効インダクタンスとQが変化し、発振周波数が規定周波数からずれた周波数となり、また、波高電圧が規定範囲からずれた値となるので、この周波数のずれまたは波高電圧のずれを検出することにより金属物体の有無を判別することができる。なお、規定周波数は、各チャンネルに共通であってよいし、各チャンネルの特性のばらつきに応じて各チャンネル毎に独立に設定してもよい。
Control signals S <b> 1 to Sn are sequentially generated from the sequencer 5 shown in FIG. 2 and supplied to each switching circuit 4. For example, when the control signal S1 is supplied to the switching circuit 4 of
このとき、他のチャンネル#2〜#nの切換回路4には制御信号S2〜Snが供給されていないので、他のチャンネル#2〜#nの切換回路4のフォトスイッチ4a,4bがオフとなっている。したがって、他のチャンネル#2〜#nに関しては、増幅回路3と共振回路2とが切り離された状態となっており、発振動作は行われない。すなわち、複数の発振回路が同時に発振動作を行うことがなくなるので、ビート信号等の不要信号が発生することがない。
At this time, since the control signals S2 to Sn are not supplied to the switching circuits 4 of the
また、フォトスイッチ4a,4bがオフとなると同時に、フォトスイッチ4cがオンとなるので、共振回路2のコンデンサ2b,2cの両端が短絡される。したがって、共振回路2はLC共振回路としては動作せず、共振周波数は存在しなくなる。したがって、チャンネル#1の測定中に隣接するチャンネル#2のループコイル1の共振周波数の影響を受けることがなくなり、正確な検出を行うことができる。
Further, since the photoswitch 4c is turned on simultaneously with the
上記判別回路6における発振周波数の検出は、シーケンサ5からの同期信号SWに同期して各チャンネルごとに行われ、選択されたチャンネルの共振回路2のみが動作可能状態となり、他のチャンネルの共振回路2は全て不動作状態とされる。したがって、どのチャンネルのループコイル1の近傍に金属物体が存在しているかを正確に識別することができる。
The detection of the oscillation frequency in the
判別回路7での検出結果は、たとえば、nビットの並列データとして制御回路10に供給され、金属物体が検出されたチャンネルのリレー8がオンとされる。また、nチャンネル分の検出結果が直列デジタルデータの形態でデータ出力端子9に出力される。
The detection result in the
上述した実施例においては、各チャンネルに対して共通の増幅器を使用したが、これに限らず、各チャンネル#1〜#nにそれぞれ増幅器3を設け、各増幅器3の出力をバッファ回路を介して合成して判別回路7に供給するようにしてもよい。この構成の場合、共振回路2と増幅器3との間に接続された切換回路4には、入力側の信号線と出力側の信号線との間に並列に接続されるフォトスイッチを設ける。フォトスイッチは、定常状態でオンであって、制御信号が印加されたときのみオフとなる形式とする。
また、この構成の場合でも図2に示す実施例と同様に、シーケンサ5からの制御信号S1〜Snが各チャンネルの切換回路4に供給されている。たとえば、制御信号S1がチャンネル#1の切換回路11に供給されると、切換回路4のフォトスイッチ4aがオフとなる。したがって、増幅回路3の出力側と入力側の間に共振回路2が接続され発振回路が構成され、この発振回路は、共振回路2の容量とループコイル1固有のインダクタンスで決定される共振周波数で発振動作を開始する。
In the embodiment described above, a common amplifier is used for each channel. However, the present invention is not limited to this, and an
Even in this configuration, the control signals S1 to Sn from the sequencer 5 are supplied to the switching circuit 4 of each channel, as in the embodiment shown in FIG. For example, when the control signal S1 is supplied to the switching
このとき、他のチャンネル#2〜#nの切換回路11には制御信号S2〜Snが供給されていないので、他のチャンネル#2〜#nの切換回路4のフォトスイッチ4aがオンとなっている。したがって、他のチャンネル#2〜#nに関しては、共振回路2のコンデンサ2b,2cの両端が短絡される。したがって、共振回路2はLC共振回路としては動作せず、発振動作は行われない。
At this time, since the control signals S2 to Sn are not supplied to the switching
以上、実施例を説明したが、本発明の具体的な構成は前記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、前記実施例では測定ループコイル及び基準ループコイルの発振を順次選択的に切り換える構成としたが、各ループコイルの発振周波数が干渉しない設置状況においては、この切り換えを省略することも可能である。
Although the embodiments have been described above, the specific configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and design changes and the like within a scope not departing from the gist of the invention are included in the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the oscillation of the measurement loop coil and the reference loop coil is selectively switched sequentially. However, this switching can be omitted in an installation situation where the oscillation frequency of each loop coil does not interfere. .
1 測定ループコイル
1a 基準ループコイル
2 共振回路
2a トランス
2b,2c コンデンサ
3 増幅回路
4 切換回路
4a〜4c フォトスイッチ
5 シーケンサ
6 演算回路
7 判別回路
8 リレー
9 出力端子
10 制御回路
11 電源回路
12 停電検出装置
13 ループコイル定数記憶回路
14 モニター回路
20 加熱炉
21 ローラーコンベア
22 金属製収納箱(金属物体)
23 被加熱物
24 遮蔽板
30 駐車車両
31 センサ
DESCRIPTION OF
23
Claims (4)
その測定ループコイル設置域の温度に対応してインピーダンスが変化する基準ループコイルと、
前記測定ループコイルのインピーダンスに対応する発振周波数と前記基準ループコイルのインピーダンスに対応する発振周波数の差を算出し、その算出値から温度変化によるインピーダンス誤差を補正する演算回路と、
前記演算回路によって検出された発振周波数が規定範囲内にあるか否かを判別する判別回路を備えたことを特徴とするループコイル式金属物体検知装置。 A measurement loop coil whose inductance changes as a metal object approaches,
A reference loop coil whose impedance changes corresponding to the temperature of the measurement loop coil installation area;
An arithmetic circuit that calculates a difference between an oscillation frequency corresponding to the impedance of the measurement loop coil and an oscillation frequency corresponding to the impedance of the reference loop coil, and corrects an impedance error due to a temperature change from the calculated value;
A loop coil type metal object detection device comprising a determination circuit for determining whether or not an oscillation frequency detected by the arithmetic circuit is within a specified range.
その搬送路の特定位置への金属物体の接近によってインダクタンスが変化する測定ループコイルと、
その測定ループコイル設置域の温度に対応してインピーダンスが変化する基準ループコイルと、
前記測定ループコイルのインピーダンスに対応する発振周波数と前記基準ループコイルのインピーダンスに対応する発振周波数の差を算出し、その算出値から温度変化によるインピーダンス誤差を補正する演算回路と、
前記演算回路によって検出された発振周波数が規定範囲内にあるか否かを判別する判別回路を備えたことを特徴とするループコイル式金属物体検知装置。 A metal object transported along a transport path in the heating furnace;
A measurement loop coil whose inductance changes due to the approach of a metal object to a specific position in the conveyance path;
A reference loop coil whose impedance changes corresponding to the temperature of the measurement loop coil installation area;
An arithmetic circuit that calculates a difference between an oscillation frequency corresponding to the impedance of the measurement loop coil and an oscillation frequency corresponding to the impedance of the reference loop coil, and corrects an impedance error due to a temperature change from the calculated value;
A loop coil type metal object detection device comprising a determination circuit for determining whether or not an oscillation frequency detected by the arithmetic circuit is within a specified range.
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011177511A (en) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Tyco Healthcare Group Lp | Enhanced lossless current sensing circuit |
| JP2017504784A (en) * | 2013-10-22 | 2017-02-09 | クアルコム,インコーポレイテッド | System, method and apparatus for improving foreign object detection loop array sensitivity |
| JP2017215786A (en) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 株式会社Nttドコモ | Judgment device |
| US10295693B2 (en) | 2014-05-15 | 2019-05-21 | Witricity Corporation | Systems, methods, and apparatus for foreign object detection loop based on inductive thermal sensing |
| US10302795B2 (en) | 2014-12-30 | 2019-05-28 | Witricity Corporation | Systems, methods, and apparatus for detecting ferromagnetic foreign objects in a predetermined space |
| US10324215B2 (en) | 2014-12-30 | 2019-06-18 | Witricity Corporation | Systems, methods, and apparatus for detecting ferromagnetic foreign objects in a predetermined space |
| EP4570617A1 (en) * | 2023-12-13 | 2025-06-18 | ALSTOM Holdings | Detection method for detecting a vehicle within an area |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06236498A (en) * | 1993-02-08 | 1994-08-23 | Masamichi Tani | Loop coil type metallic object detector |
| JPH07105476A (en) * | 1993-10-07 | 1995-04-21 | Kyosan Electric Mfg Co Ltd | Vehicle sensor |
-
2007
- 2007-03-23 JP JP2007076374A patent/JP2008232999A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06236498A (en) * | 1993-02-08 | 1994-08-23 | Masamichi Tani | Loop coil type metallic object detector |
| JPH07105476A (en) * | 1993-10-07 | 1995-04-21 | Kyosan Electric Mfg Co Ltd | Vehicle sensor |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011177511A (en) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Tyco Healthcare Group Lp | Enhanced lossless current sensing circuit |
| JP2017504784A (en) * | 2013-10-22 | 2017-02-09 | クアルコム,インコーポレイテッド | System, method and apparatus for improving foreign object detection loop array sensitivity |
| US10295693B2 (en) | 2014-05-15 | 2019-05-21 | Witricity Corporation | Systems, methods, and apparatus for foreign object detection loop based on inductive thermal sensing |
| US10564307B2 (en) | 2014-05-15 | 2020-02-18 | Witricity Corporation | Systems, methods, and apparatus for foreign object detection loop based on inductive thermal sensing |
| US10302795B2 (en) | 2014-12-30 | 2019-05-28 | Witricity Corporation | Systems, methods, and apparatus for detecting ferromagnetic foreign objects in a predetermined space |
| US10324215B2 (en) | 2014-12-30 | 2019-06-18 | Witricity Corporation | Systems, methods, and apparatus for detecting ferromagnetic foreign objects in a predetermined space |
| US10670764B2 (en) | 2014-12-30 | 2020-06-02 | Witricity Corporation | Systems, methods, and apparatus for detecting ferromagnetic foreign objects in a predetermined space |
| US10739487B2 (en) | 2014-12-30 | 2020-08-11 | Witricity Corporation | Systems, methods, and apparatus for detecting ferromagnetic foreign objects in a predetermined space |
| US11378711B2 (en) | 2014-12-30 | 2022-07-05 | Witricity Corporation | Systems, methods, and apparatus for detecting ferromagnetic foreign objects in a predetermined space |
| US11719847B2 (en) | 2014-12-30 | 2023-08-08 | Witricity Corporation | Systems, methods, and apparatus for detecting ferromagnetic foreign objects in a predetermined space |
| JP2017215786A (en) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 株式会社Nttドコモ | Judgment device |
| EP4570617A1 (en) * | 2023-12-13 | 2025-06-18 | ALSTOM Holdings | Detection method for detecting a vehicle within an area |
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