JP3662841B2 - Metal detector - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルトコンベア等の搬送路上を搬送される例えば食品、薬品、衣料品等の被検査体に金属片が含まれているか否かを検査する金属検出機に関する。
【0002】
【従来の技術】
食品の安全を確保するためのシステムとして、近年、HACCP(Hazard Analysis Critical Control Point 危険分析重要管理点)が提唱されている。このHACCPの一環として、食品に金属片が含まれていないことを検査することが義務付けられている。
【0003】
この食品等の被検査体に金属片が含まれているか否かを検査するために種々の手法が提唱されているが、磁界中に金属が入ることにより、磁界が乱れることを利用した金属検出手法が一般的である。
【0004】
この検出手法を採用した金属検出機は例えば図8に示すように構成されている。食品等の被検査体1を一定方向に搬送する搬送路としてのベルトコンベア2を囲むようにフレーム3が設置されている。このフレーム3の正面に操作パネル4が設けられている。
【0005】
図9は、フレーム3内に組込まれている金属検出機の概略構成を示すブロック図である。
交流源5から出力された励磁電流aは、ベルトコンベア2の搬送方向に配設された送信コイル6に印加される。したがって、この送信コイル6によって、被検査体1の搬送路内に一定磁界が形成される。この送信コイル6の対向位置に一対のコイル7a、7bが互いに巻回方向が逆になるように差動接続された受信コイル7が配設されている。この受信コイル7の出力端子相互間に接続された可変抵抗8の可変端子からこの受信コイル7の出力信号bが取出されて第1の同期検波器9a及び第2の同期検波器9bへ入力される。
【0006】
受信コイル7の各コイル7a、7bは送信コイル6にて生起された磁界を検出して誘起電圧を生成するが、各コイル7a、7bは巻回方向が互いに逆方向であるので、誘起電圧は互いに相殺され、出力信号bの信号レベルは0である。具体的には、出力信号bの信号レベルが0となるように可変抵抗8の可変端子の摺動位置が調整されている。
【0007】
したがって、このベルトコンベア2上を搬送される被検査体1に金属片が含まれない状態においては、受信コイル7の出力信号bは0レベルである。しかし、被検査体1に金属片が含まれると、一方のコイル7aの誘起電圧に金属片の大きさに対応した変化分+ΔEが生じる。巻回方向が異なる他方のコイル7bの誘起電圧にも金属片の大きさに対応した変化分―ΔEが生じる。その結果、受信コイル7の出力信号bには(+2ΔE)の信号レベルが現れる。
【0008】
交流源5から出力された励磁電流aは送信コイル6に印加されるとともに第1の同期検波器9aへ印加される。さらに励磁信号aは90°移相回路10で90°だけ移相されて新たな励磁信号a1 として第2の同期検波器9bへ印加される。
【0009】
第1の同期検波器9aは受信コイル7の出力信号bを励磁信号aで同期検波する。この第1の同期検波器9aの出力信号c1 はBPF11aで雑音成分が除去され増幅器12aで増幅された後、オシロスコープが組込まれた判定装置13のX軸端子へ入力される。
【0010】
また、第2の同期検波器9bは受信コイル7の出力信号bを90°だけ移相された励磁信号a1で同期検波する。この第2の同期検波器9aの出力信号c2 はBPF11bで雑音成分が除去され増幅器12bで増幅された後、前述したオシロスコープが組込まれた判定装置13のY軸端子へ入力される。
【0011】
判定装置13は、X軸端子から入力された出力信号c1 と、Y軸端子から入力された出力信号c2とをベクトル合成して、その合成したベクトルの先端の点Pを表示画面14のXY直交座標面上に表示する。
【0012】
次に、第1及び第2の同期検波器9a、9bを用いる理由を説明する。被検査体1に含まれる金属片が鉄等の磁性体の場合、前述したように、各コイル7a、7bに互いに逆方向の誘起電圧の変化分ΔEが生じるので、出力信号bには(+2ΔE)の信号が現れる。この場合、出力信号bの位相は励磁信号aの位相に対して変化しない。したがって、この出力信号bを励磁信号aで同期検波すればよい。
【0013】
一方、被検査体1に含まれる金属片がステンレスやアルミ等の非磁性体の場合、磁界の存在により、非磁性体内に渦電流が生じる。磁束がこの渦電流のジュール熱に消費されることに起因して受信コイル7の出力信号bに(―ΔE)の信号が現れる。さらに、この場合、渦電流に起因して、出力信号bの位相は励磁信号aの位相に対して90°変化する。したがって、この出力信号bを元の励磁信号aに対して90°移相した励磁信号a1 で同期検波すればよい。
【0014】
しかしながら、食品等の被検査体1に含まれる金属片の材質は磁性体と非磁性体とに完全に分離されずに、磁性体と非磁性体との両方の特性を有する。したがって、金属片が含まれる被検査体1をベルトコンベア2で送信コイル6と受信コイル7の設置位置を通過させると、受信コイル7の出力信号bは、信号レベルが変化するとともに、位相も変化する。その結果、被検査体1に金属片が含まれると、第1、第2の同期検波器9a,9bの各出力信号c1 、c2 は共に変化する。
【0015】
さらに、被検査体1が食品の場合は、その食品の材質(食材)によっては、この食品に元々微小の鉄等の金属成分が含まれる場合が多々ある。さらに、一般に、食品は衛生上包装されて搬送される。したがって、この包装材料にアルミ蒸着等の金属材が採用されていた場合等においてはこの影響を大きく受ける。
【0016】
このような被検査体1においては、たとえ、除去すべき有害な金属片が含まれていなかったとしても、受信コイル7の出力信号bには、この被検査体1自体が元来有する磁性特性や非磁性特性に対応した信号レベルや励磁信号に対する位相変化が生じる。
【0017】
そこで、被検査体1に含まれる微小な金属片を高い精度で検出するためには、出力信号bに元々含まれる信号レベルや位相変化から、有害な金属片に起因する信号レベルや位相変化を区別して抽出する必要がある。
【0018】
次に、金属片は含まれていないが、包装を含めた食品自体の磁性特性や非磁性特性を有する正常な基準となる被検査体1をベルトコンベア2上に載置して、この被検査体1を送信コイル6と受信コイル7との間を移動させた場合における判定装置13の表示画面14のXY直交座標面上に表示された合成ベクトルの先端の点Pの軌跡を図10(a)(b)を用いて説明する。
【0019】
図10(a)に示すように、被検査体1がコイル6,7に対して相対位置が、(a)状態、(b)状態、(c)状態、(d)状態、(e)状態、(f)状態と変化していくと、受信コイル7の出力信号bの信号レベルが大きく変化する共に、励磁信号aに対する位相も大きく変化し、図10(b)に示すように、出力信号bの合成ベクトル先端Pは、(a)状態、(b)状態、(c)状態、(d)状態、(e)状態、(f)状態と変化し、リサージュ波形15となる。
【0020】
このように、磁性特性及び非磁性特性を有する被検査体1を送信コイル6と受信コイル7の設置位置を通過させると、判定装置13の表示画面14のXY直交座標面上に、図10(b)に示すリサージュ波形15が描かれる。
【0021】
なお、このリサージュ波形15の形状は、被検査体1が有する磁性特性及び非磁性特性に応じて大きく変化する。したがって、被検査体1毎に個別のリサージュ波形15を有する。
【0022】
そして、被検査体1に金属片が含まれると、たとえ、その金属片の有する磁性特性及び非磁性特性が、被検査体1が元々有する磁性特性及び非磁性特性に比較して小さいものであったとしても、図11(b)に示すように、被検査体1が有する磁性特性及び非磁性特性で作成されるリサージュ波形15に影響を与え、変形部分16が現われる。
【0023】
したがって、予め、異物としての金属片が含まれない基準となる被検査体1のリサージュ波形15を測定しておき、実際に被検査体1の測定において、測定されたリサージュ波形15に変形部分16が存在すれば、被検査体1に金属片が含まれると判断している。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図8、図9に示すように構成された金属検出機においてもまだ解消すべき次のような課題があった。
【0025】
すなわち、この金属検出機は、一般に食品工場内の製造、検査、包装、出荷の一連のラインの中の検査ラインに組込まれている場合が多い。したがって、この金属検出機の周囲には、製造、包装、出荷の各工程を実施するための多数の機器が設置されている。当然、これらの機器にはモータが組込まれており、また、これらの機器には、この機器の動作を制御するためのリレーやスイッチが多数組み込まれている。
【0026】
これらのモータやリレーやスイッチは動作時に電磁波の雑音を周囲空間に放射する。この電磁波雑音を完全に機器内に封込むのは非常に困難である。
【0027】
前述したように、金属検出機においては、送信コイル6で磁界を発生し、受信コイル7でその磁界の変化を検出している。そして、被検査体1に含まれる金属片の検出感度を向上させるためには、上述した受信コイル7で微細な磁界変化を検出する必要がある。
【0028】
しかし、上述したように、この金属検出機の周囲には、各機器がら放射される雑音電磁波が充満しているので、金属片の検出感度を向上させる目的で検出感度を高く設定すると、この雑音電磁波に起因する磁界変化を被検査体1に金属片が存在すると誤判定する懸念がある。したがって、金属検出機の検出精度に一定の制限があった。
【0029】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、信号に対する周波数拡散と周波数逆拡散の特性を用いることにより、受信コイルで受信された信号から、送信コイルと受信コイルとの間で混入された雑音を大きく抑制し、受信コイルで受信された信号のS/N比を大幅に向上でき、ひいては、被検査体に対する金属片の検出精度を向上できる金属検出機を提供することを目的とする。
【0030】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被検査体の搬送路に沿って、交流の励磁信号が印加される送信コイルと差動接続された受信コイルとを配設し、受信コイルの出力信号に基づいて被検査体に含まれる金属片を検出する金属検出機に適用される。
【0031】
そして、上記課題を解消するために、本発明の金属検出機においては、一定周期で乱数を発生しこの乱数の値に対応して電圧値が変化する乱数信号を出力する乱数発生器と、この乱数発生器から出力された乱数信号の各電圧値に対応して変化する周波数を有する励磁信号を出力して送信コイルに印加する電圧制御発振器と、この電圧制御発振器で周波数拡散された励磁信号の位相を90°移相する90°移相器と、受信コイルの出力信号を、電圧制御発振器で周波数拡散された励磁信号)で、同期検波するとともに周波数逆拡散する第1の同期検波器と、受信コイルの出力信号を、90°移相器で位相が90°移相された励磁信号で、同期検波するとともに周波数逆拡散する第2の同期検波器と、第1、第2の同期検波器で周波数逆拡散された後の各出力信号に含まれる励磁信号の周波数成分以外の周波数成分をそれぞれ除去する一対のバンドパスフィルタとを備えている。
また、別の発明の金属検出機においては、一定周期で電圧値が鋸歯状に変化するランプ波形信号を出力するランプ波形発生回路と、ランプ波形発生回路から出力されたランプ波形信号の各電圧値に対応して変化する周波数を有する励磁信号を出力して送信コイルに印加する電圧制御発振器と、この電圧制御発振器で周波数拡散された励磁信号の位相を90°移相する90°移相器と、受信コイルの出力信号を、電圧制御発振器で周波数拡散された励磁信号で、同期検波するとともに周波数逆拡散する第1の同期検波器と、受信コイルの出力信号を、90°移相器で位相が90°移相された励磁信号で、同期検波するとともに周波数逆拡散する第2の同期検波器と、第1、第2の同期検波器で周波数逆拡散された後の各出力信号に含まれる励磁信号の周波数成分以外の周波数成分をそれぞれ除去する一対のバンドパスフィルタとを備えている。
【0032】
まず、信号を周波数拡散し、次に同一信号を周波数逆拡散し、バンドパスフィルタを通すことによって、周波数拡散から周波数逆拡散までの間に入力された雑音を抑制できる動作原理を図2を用いて説明する。
【0033】
信号源20から出力された周波数fSを有する信号21は、周波数拡散部22で、周波数がfSから[(fS―Δf)〜(fS+Δf)]まで拡散される。したがって、信号の平均レベルも低下する。周波数拡散部22から出力された周波数拡散さた信号23に雑音24が重畳される。雑音24が重畳された信号は次の周波数逆拡散部25で周波数逆拡散される。
【0034】
先に周波数拡散されている信号23の成分は周波数逆拡散されると、元の周波数fSを有する狭帯域の高い信号レベルを有した信号21になるが、雑音24の成分は逆に周波数拡散されて、低い信号レベルを有した[(fS―Δf)〜(fS+Δf)]の広帯域の信号24aとなる。
【0035】
この周波数逆拡散部25の出力信号26の周波数帯域をBPF(バンドパスフィルタ)27で、元の周波数fS近傍に制限することによって、このBPF27から出力された信号28のS/N比を大幅に向上できる。
【0036】
この動作原理を本願の金属検出機に適用する。
送信コイルに印加される励磁信号は周波数拡散される。そして、この周波数拡散された状態の励磁信号が送信コイルに印加されるので、送信コイルで生成される磁界も周波数拡散している。この周波数拡散された磁界に外部から雑音磁界が重畳する。
【0037】
受信コイルには、この雑音磁界が重畳されかつ周波数拡散された磁界に対応した電流が流れる。したがって、この受信コイルの出力信号には、周波数拡散された送信コイルからの信号成分と、周波数拡散されていない雑音成分とが含まれる。
【0038】
したがって、この受信コイルの出力信号を周波数逆拡散すれば、信号成分は元の狭帯域の高い信号レベルを有した信号になるが、雑音成分は逆に周波数拡散されて、低い信号レベルを有した広帯域の信号となる。
【0039】
そこで、狭帯域のバンドパスフィルタを用いて狭帯域の高い信号レベルのみを抽出すれば、受信コイルの出力信号のS/N比が大幅に向上する。
【0041】
さらに別の発明は、上述した発明の金属検出機において、送信コイルと受信コイルとに対して、同調特性を緩和するための同調緩和回路を設けている。
【0042】
このように同調緩和回路を設けて同調特性を緩和すれば、例えば、被検査体の温度が変化したとしても、この被検査体における位相特性変化が緩やかになるので、図10、図11で示したリサージュ波形が大きく変化しないので、検出感度が大きく変化することはない。
【0043】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面を用いて説明する。
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係る金属検出機の概略構成を示すブロック図である。図9に示す従来の金属検出機と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略している。また、この金属検出機の外観図は図8に示す外観図と同じである。
【0044】
この第1実施形態の金属検出機においては、交流源5と送信コイル6との間に信号合成器30が介挿されている。送信コイル6に対して同調用のコンデンサ45が並列接続されている。また、受信コイル7に対して同調用のコンデンサ44が並列接続されている。
【0045】
受信コイル7の可変抵抗8と一対の同期検波器9a、9bとの間には、信号合成器32が介挿されている。各信号合成器30、32には、PN(擬似雑音)信号発生回路31が接続されている。
【0046】
PN信号発生回路31には、直列接続されたN個のレジスタと少なくとも1個のEXOR(排他的論理和)ゲートとが組込まれ、(2N―1)のビット周期を有するPN(擬似雑音)信号dを発生して、各信号合成器30、32へ印加する。
【0047】
信号合成器30は、交流源5から出力された周波数fSを有する励磁信号aと、PN信号発生器31から入力されたPN信号dとを信号合成する。このように周波数fSを有する励磁信号aは、PN信号dと信号合成されることによって、周波数拡散される。PN信号dで周波数拡散された励磁信号aは新たな励磁信号a1として、送信コイル6へ印加すされる。
したがって、信号合成器30とPN信号発生器31とは周波数拡散手段を構成する。
【0048】
一対のコイル7a、7bが互いに巻回方向が逆になるように差動接続された受信コイル7の出力端子相互間に接続された可変抵抗8の可変端子からこの受信コイル7の出力信号bが取出されて信号合成器32へ入力される。
【0049】
信号合成器32は、受信コイル7の可変抵抗8の可変端子から出力された周波数拡散された出力信号bと、PN信号発生器31から入力されたPN信号dとを信号合成する。このように、既にPN信号dで周波数拡散された出力信号bは、同一のPN信号dと信号合成されることによって、元の周波数fSに周波数逆拡散される。PN信号dで周波数逆拡散された出力信号bは新たな出力信号b1として、第1、第2の同期検波回路9a、9bへ印加される。
【0050】
交流源5から出力された励磁電流aは信号合成器30に印加されるとともに第1の同期検波器9aへ印加される。さらに交流源5から出力された励磁電流aは90°移相回路10で90°だけ移相されて新たな励磁信号a2 として第2の同期検波器9bへ印加される。
【0051】
第1の同期検波器9aは信号合成器32の出力信号b1を励磁信号aで同期検波する。この第1の同期検波器9aの出力信号c1 はBPF11aで雑音成分が除去され増幅器12aで増幅された後、A/D変換器34aでデジタルデータに変換され、例えばマイクロコンピュータからなる制御部35へ入力される。
【0052】
また、第2の同期検波器9bは信号合成器32の出力信号b1を励磁信号a2で同期検波する。この第2の同期検波器9aの出力信号c2 はBPF11bで音成分が除去され増幅器12bで増幅され、A/D変換器34bでデジタルデータに変換され、前述した制御部35へ入力される。
【0053】
以上説明したように、受信コイル7の出力信号bに含まれる信号成分に対しては、信号合成器32とPN信号発生器31とは周波数逆拡散手段を構成する。
【0054】
各BPF11a、11bの通過周波数は励磁信号aの周波数fSに設定されている。したががって、この11a、11bは、周波数が逆拡散された後の出力信号b1に含まれる励磁信号aの周波数成分以外の雑音の周波数成分を除去して、新たな出力信号c1、c2として各増幅器12a、12bへ送出する。
【0055】
マイクロコンピュータからなる制御部35には、図8に示すフレーム3の外面に露出した操作パネル4、表示部36及びプリンタ37が組込まれている。そして、この制御部35は、A/D変換器34aから入力された出力信号c1をX軸とし、A/D変換器34bから入力された出力信号c2をY軸とする図10(b)に示したリサージュ波形15をメモリ上に作成する。そして、この作成したリサージュ波形15に変形部分16が存在するか否かを調べて、予め定められた許容限界以上の変形部分16が検出されると表示部26に金属検出を警告表示し、プリンタ37で印字出力する。
【0056】
このように構成された第1実施形態の金属検出機においては、図2を用いて説明したように、送信コイル6に印加される励磁信号a1は信号合成器30でPN信号dで周波数拡散されている。したがって、送信コイル6で生成される磁界も周波数拡散している。この周波数拡散された磁界に外部から雑音磁界が重畳する。受信コイル7には、この雑音磁界が重畳されかつ周波数拡散された磁界に対応した電流が流れる。したがって、この受信コイル7の可変抵抗8の可変端子から出力される出力信号bには、周波数拡散された送信コイル6からの信号成分と、周波数拡散されていない雑音成分とが含まれる。
【0057】
したがって、この受信コイルの出力信号bを信号合成器32で再度PN信号dと信号合成すれば、信号成分は逆拡散されて元の狭帯域の高い信号レベルを有した信号になるが、雑音成分は逆に周波数拡散されて、低い信号レベルを有した広帯域の信号となる。
【0058】
そこで、通過周波数が励磁信号aの周波数fSに設定された狭帯域のBPF11a、11bを用いて狭帯域の高い信号レベルのみを抽出すれば、広帯域の雑音成分の大部分は除去されて、各増幅器12a、12bに入力される出力信号b2のS/N比が大幅に向上する。
【0059】
したがって、この金属検出機の被検査体1に含まれる金属片の検出精度を大幅に向上できる。
【0060】
さらに、この第1実施形態の金属検出機においては、周波数拡散手段と周波数逆拡散手段としてPN信号発生回路31を用いている。このPN信号発生回路31は、間単に発生するPN信号のパターンを変更できるので、PN信号のパターンが異なる複数の金属検出機を隣接して配置できる。よって、食品製造工場における製品検査ラインの検査処理効率を向上できる。
【0061】
(第2実施形態)
図3は本発明の第2実施形態に係る金属検出機の概略構成を示すブロック図である。図1に示す第1実施形態の金属検出機と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略している。また、この金属検出機の外観図は図8に示す外観図と同じである。
【0062】
この第2実施形態の金属検出機においては、信号合成器30でPN信号dにて周波数拡散された励磁信号a1は送信コイル6へ印可されると共に、第1の同期検波器38aへ入力される。さらに、この周波数拡散された励磁信号a1は90°移相器10で90°だけ移相されて、新たな励磁信号a2として、第2の同期検波器38bへ入力される。
【0063】
この第1、第2の同期検波器38a、38bは、一種の信号合成器で構成されているので、受信コイル7の可変抵抗8の可変端子から出力された出力信号bと周波数拡散された各励磁信号a1、a2とを信号合成することによって、出力信号bを同期検波すると共に、周波数逆拡散する。したがって、この第1、第2の同期検波器38a、38bにおいて、受信コイル7の出力信号bに含まれる雑音磁界に起因する雑音成分は周波数拡散されて、低い信号レベルを有した広帯域の信号となる。
【0064】
この第1、第2の同期検波器38a、38bから出力された出力信号c1、c2は、次のBPF39a、39bにて、励磁信号aの周波数成分以外の広周波数帯域を有する雑音成分が除去される。各BPF39a、39bで雑音成分が除去された各出力信号c1、c2は、増幅器12a、12bで増幅され、A/D変換器34a、34bでデジタルデータに変換されたのち、マイクロコンピュータからなる制御部35へ入力される。
【0065】
このように構成された第2実施形態の金属検出機においても、受信コイル7の出力信号bに含まれる雑音磁界に起因する雑音成分は大幅に抑制されるので、図1に示した第1実施形態の金属検出機とほぼ同じ作用効果を奏する。
【0066】
さらに、この第2実施形態の金属検出機においては、同期検波器で周波数逆変換を実施させて入るので、構成の簡素化を図ることができる。
【0067】
(第3実施形態)
図4は本発明の第3実施形態に係る金属検出機の要部を取出して示すブロック図である。図3に示す第2実施形態の金属検出機と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略している。
【0068】
この第3実施形態の金属検出機においては、交流源として乱数発生器40が採用され、送信コイル6に印加する励磁信号の周波数を拡散する周波数拡散手段としてVCO(電圧制御発振器)41が採用されている。
【0069】
乱数発生器40は、一定の周期で例えば1〜Nまでの乱数を発生する。具体的には、乱数の値に対応して電圧値が変化する乱数信号を次のVCO41へ送出する。VCO41は入力された乱数信号の各電圧値に対応して変化する周波数[f1、f2、…、fN]を有する励磁信号a1を出力する。このVCO41から出力された励磁信号a1は送信コイル6へ印加される。
【0070】
したがって、送信コイル6へ印加される励磁信号a1は周波数拡散された信号となる。VCO41から出力された周波数拡散された励磁信号a1は送信コイル6へ印加されると共に、第1の同期検波回路38aへ入力される。さらに、この周波数拡散された励磁信号a1は90°移相器10で90°だけ移相されて、新たな励磁信号a2として、第2の同期検波器38bへ入力される。
【0071】
このように構成された第3実施形態の金属検出機においても、送信コイル6へ印加される励磁信号a1は周波数拡散され、受信コイル7の出力信吾bは、各同期検波器38a、38bで周波数逆拡散されるので、受信コイル7の出力信号bに含まれる雑音磁界に起因する雑音成分は大幅に抑制されるので、図3に示した第2実施形態の金属検出機とほぼ同じ作用効果を奏する。
【0072】
(第4実施形態)
図5は本発明の第3実施形態に係る金属検出機の要部を取出して示すブロック図である。図3に示す第2実施形態の金属検出機と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略している。
【0073】
この第4実施形態の金属検出機においては、交流源としてランプ波形発生回路42が採用され、送信コイル6に印加する励磁信号の周波数を拡散する周波数拡散手段としてVCO(電圧制御発振器)41が採用されている。
【0074】
ランプ波形発生回路42は、図示するように、一定周期T1で電圧値が鋸歯状に変化するランプ波形信号eを出力する。ランプ波形発生回路42から出力されたランプ波形信号eは次のVCO41へ入力される。VCO41は入力された電圧値が鋸歯状に変化する乱数信号の各電圧値に対応して周波数が鋸歯状に変化する励磁信号a1を出力する。このVCO41から出力された励磁信号a1は送信コイル6へ印加される。
【0075】
したがって、送信コイル6へ印加される励磁信号a1は周波数拡散された信号となるので、図4に示す第3実施形態の金属検出機とほぼ同様の作用効果を奏することができる。
【0076】
(第5実施形態)
図6は本発明の第5実施形態に係る金属検出機の概略構成を示すブロック図である。図1に示す第1実施形態の金属検出機と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略している。また、この金属検出機の外観図は図8に示す外観図と同じである。
【0077】
この第5実施形態の金属検出機においては、送信コイル6に隣接して、コンデンサとコイルとの並列回路からなるスタガ同調回路53が設けられている。このスタガ同調回路53は送信コイル6の同調特性を緩和する機能を有している。
【0078】
さらに、受信コイル7の両端と接地間に、この受信コイル7の同調特性を緩和するための接地抵抗51,52が介挿されている。したがって、スタガ同調回路53及び各接地抵抗51,52は送信コイル6と受信コイル7の同調特性を緩和する同調緩和回路を構成する。その他の構成は図1に示す第1実施形態の金属検出機とほぼ同一である。
【0079】
次に、この同調緩和回路を用いて各コイル6、7を含む合成された同調回路における同調特性を緩和する理由を図7を用いて説明する。
図7(a)は、同調緩和回路を組込んでいない状態において、送信コイル6と受信コイル7とを合成した同調回路における出力信号bの周波数特性図である。図示するように、振幅特性は同調回路の共振周波数f0近傍で鋭いピーク波形を示す。一方、位相特性は同調回路の共振周波数f0で急激に位相が180°反転する。このように、共振周波数f0近傍で鋭いピーク波形及び急激な位相反転特性を有する同調回路を用いることによって、大きな信号レベルを有した出力信号bを得ることができるので、出力信号bのS/N比を向上でき、金属片の検出精度を向上できる。
【0080】
しかしながら、この同調回路の共振周波数f0は周囲温度Rが変化すると微妙に変化する。同調回路の共振周波数f0が変化すると、出力信号bの位相が急激に変化する周波数位置が変化する。その結果、図7(c)に示すように、制御部35で算出されるリサージュ波形15のX軸、Y軸に対する傾斜角度が大きく変化する。その結果、被検査体1に含まれる金属片に起因する微妙な変形部を精度よく検出できない。
【0081】
そこで、この第5実施形態の金属検出機においては、送信コイル6及び受信コイル7に上述した同調緩和回路を設けることによって、図7(b)に示すように、同調回路における出力信号bの振幅特性を同調回路の共振周波数f0を含む信号レベルは低いが広い緩やかな波形を示す。一方、位相特性は同調回路の共振周波数f0で近傍で位相が緩やかに反転する。
【0082】
このように、共振周波数f0で近傍で位相が緩やかに反転する場合においては、たとえ周囲温度Rが変化して共振周波数f0が変化したとしても、制御部35で算出される図7(c)に示すリサージュ波形15のX軸、Y軸に対する傾斜角度が大きく変化することはない。その結果、被検査体1に含まれる金属片に起因する微妙な変形部を精度よく検出できる。
【0083】
なお、出力信号bの同調時の信号レベルは低下するが、前述した周波数拡散、周波数逆拡散の工程を経ることによって、出力信号bのS/N比は十分高くなるので、金属検出機全体としてのS/Nが低下することはない。よって、金属検出機全体としての被検査体1に含まれる金属片の検出精度を大幅に向上できる。
【0084】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の金属検出機においては、送信コイルに印加する励磁信号を周波数拡散し、受信コイルの出力信号を周波数逆拡散している。
【0085】
したがって、受信コイルで受信された信号から、送信コイルと受信コイルとの間で混入された雑音を大きく抑制して、受信コイルで受信された信号のS/N比を大幅に向上でき、ひいては、被検査体に対する金属片の検出精度を大幅に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係わる金属検出機の概略構成を示すブロック図
【図2】本発明の動作原理を説明するための図
【図3】本発明の第2実施形態に係わる金属検出機の概略構成を示すブロック図
【図4】本発明の第3実施形態に係わる金属検出機の概略構成を示すブロック図
【図5】本発明の第4実施形態に係わる金属検出機の概略構成を示すブロック図
【図6】本発明の第5実施形態に係わる金属検出機の概略構成を示すブロック図
【図7】同第5実施形態の金属検出機の動作原理を説明するための図
【図8】一般的な金属検出機を示す外観図
【図9】従来の金属検出機の概略構成を示すブロック図
【図10】金属検出機においてリサージュ波形が作成される順序を示す図
【図11】従来の金属検出機で測定されたリサージュ波形を示す図
【符号の説明】
1…被検査体
2…ベルトコンベア
4…操作パネル
5…交流源
6…送信コイル
7…受信コイル
8…可変抵抗
9a、38a…第1の同期検波器
9a、38b…第1の同期検波器
10…90°移相器
11a,11b、39a、39b…BPF
12a、12b…増幅器
15…リサージュ波形
16…変形部
30、32…信号合成器
31…PN信号発生回路
33…BPF
34a、34b…A/D変換器
35…制御部
40…乱数発生器
41…VCO
42…ランプ信号発生回路
51、52…接地抵抗
53…スタガ同調回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a metal detector for inspecting whether or not a metal piece is contained in an object to be inspected such as food, medicine, clothing, etc. conveyed on a conveyance path such as a belt conveyor.
[0002]
[Prior art]
In recent years, HACCP (Hazard Analysis Critical Control Point) has been proposed as a system for ensuring food safety. As part of this HACCP, it is mandatory to inspect foods for metal fragments.
[0003]
Various methods have been proposed to inspect whether or not a metal piece is contained in an object to be inspected such as food, but metal detection utilizing the fact that the magnetic field is disturbed by the metal entering the magnetic field. The method is common.
[0004]
A metal detector employing this detection method is configured as shown in FIG. 8, for example. A
[0005]
FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of the metal detector incorporated in the
The excitation current a output from the
[0006]
The
[0007]
Therefore, in a state where the object to be inspected 1 conveyed on the
[0008]
The excitation current a output from the
[0009]
The first
[0010]
The second
[0011]
The
[0012]
Next, the reason why the first and second
[0013]
On the other hand, when the metal piece contained in the device under test 1 is a nonmagnetic material such as stainless steel or aluminum, an eddy current is generated in the nonmagnetic material due to the presence of a magnetic field. Due to the fact that the magnetic flux is consumed by the Joule heat of the eddy current, a signal (−ΔE) appears in the output signal b of the
[0014]
However, the material of the metal piece contained in the inspected object 1 such as food is not completely separated into a magnetic body and a non-magnetic body, and has characteristics of both a magnetic body and a non-magnetic body. Therefore, when the device under test 1 including a metal piece is passed through the installation positions of the transmission coil 6 and the
[0015]
Further, when the object to be inspected 1 is a food, depending on the material (foodstuff) of the food, there are many cases where the food originally contains a metal component such as fine iron. Furthermore, generally, food is packaged and transported hygienically. Therefore, when a metal material such as aluminum vapor deposition is used for the packaging material, this influence is greatly affected.
[0016]
In such an inspected object 1, even if the harmful metal piece to be removed is not included, the output signal b of the
[0017]
Therefore, in order to detect a minute metal piece included in the inspected object 1 with high accuracy, a signal level or phase change caused by a harmful metal piece is detected from a signal level or phase change originally included in the output signal b. It is necessary to distinguish and extract.
[0018]
Next, although the metal piece is not included, the object to be inspected 1 serving as a normal reference having the magnetic characteristics and non-magnetic characteristics of the food itself including the packaging is placed on the
[0019]
As shown in FIG. 10 (a), the relative position of the device under test 1 with respect to the
[0020]
As described above, when the device under test 1 having magnetic characteristics and non-magnetic characteristics is passed through the installation positions of the transmission coil 6 and the
[0021]
The shape of the
[0022]
When the object to be inspected 1 includes a metal piece, even if the metal piece has a magnetic characteristic and a nonmagnetic characteristic that are smaller than the magnetic characteristic and the nonmagnetic characteristic originally possessed by the object to be inspected 1. Even so, as shown in FIG. 11B, the
[0023]
Therefore, the
[0024]
[Problems to be solved by the invention]
However, the metal detector configured as shown in FIGS. 8 and 9 still has the following problems to be solved.
[0025]
That is, the metal detector is often incorporated in an inspection line in a series of production, inspection, packaging, and shipping lines in a food factory. Therefore, a large number of devices for carrying out the manufacturing, packaging, and shipping processes are installed around the metal detector. As a matter of course, motors are incorporated in these devices, and many relays and switches for controlling the operation of the devices are incorporated in these devices.
[0026]
These motors, relays, and switches radiate electromagnetic noise to the surrounding space during operation. It is very difficult to completely enclose this electromagnetic noise in the device.
[0027]
As described above, in the metal detector, the transmission coil 6 generates a magnetic field, and the
[0028]
However, as described above, the noise detector around this metal detector is filled with noise electromagnetic waves radiated from each device. Therefore, if the detection sensitivity is set high for the purpose of improving the detection sensitivity of the metal piece, this noise is detected. There is a concern that a magnetic field change caused by electromagnetic waves may be erroneously determined that a metal piece is present on the inspection object 1. Therefore, there is a certain limitation on the detection accuracy of the metal detector.
[0029]
The present invention has been made in view of such circumstances. By using the characteristics of frequency spreading and frequency despreading for a signal, the signal received by the receiving coil is mixed between the transmitting coil and the receiving coil. An object of the present invention is to provide a metal detector that can greatly suppress the generated noise, greatly improve the S / N ratio of the signal received by the receiving coil, and thus improve the detection accuracy of the metal piece to the object to be inspected. To do.
[0030]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a transmission coil to which an alternating excitation signal is applied and a differentially connected reception coil are disposed along the conveyance path of the inspection object, and the inspection object is applied to the inspection object based on the output signal of the reception coil. The present invention is applied to a metal detector that detects a metal piece contained therein.
[0031]
And in order to eliminate the above-mentioned subject, in the metal detector of the present invention,A random number generator that generates a random number at a fixed period and outputs a random number signal whose voltage value changes in accordance with the value of the random number, and changes according to each voltage value of the random number signal output from the random number generator A voltage-controlled oscillator that outputs an excitation signal having a frequency and applies it to the transmission coil;thisVoltage controlled oscillatorThe 90 ° phase shifter that shifts the phase of the excitation signal frequency-spread by 90 ° and the output signal of the receiving coil,Voltage controlled oscillatorThe first synchronous detector that performs synchronous detection and frequency despreading with an excitation signal that has been phase-spread by the 90 ° phase shifter and an excitation signal that is 90 ° phase shifted by the 90 ° phase shifter. A second synchronous detector for performing synchronous detection and frequency despreading, and a frequency component other than the frequency component of the excitation signal included in each output signal after frequency despreading by the first and second synchronous detectors. A pair of bandpass filters to be removed.
Further, in the metal detector of another invention, a ramp waveform generating circuit that outputs a ramp waveform signal whose voltage value changes in a sawtooth shape at a constant cycle, and each voltage value of the ramp waveform signal output from the ramp waveform generating circuit A voltage-controlled oscillator that outputs an excitation signal having a frequency that changes in response to the voltage to be applied to the transmission coil, and a 90 ° phase shifter that shifts the phase of the excitation signal that is frequency-spread by the voltage-controlled oscillator by 90 ° The first synchronous detector for synchronously detecting and despreading the frequency of the output signal of the receiving coil with the excitation signal frequency-spread by the voltage controlled oscillator, and the phase of the output signal of the receiving coil by the 90 ° phase shifter Is a 90 ° phase-shifted excitation signal that is included in the second synchronous detector that performs synchronous detection and frequency despreading, and each output signal after frequency despreading by the first and second synchronous detectors Excitation signal And a pair of band-pass filter for removing the frequency components other than frequency components, respectively.
[0032]
First, the principle of operation that can suppress noise input between frequency spreading and frequency despreading by frequency spreading the signal, then frequency despreading the same signal, and passing through a bandpass filter is shown in FIG. I will explain.
[0033]
The frequency f output from the
[0034]
When the component of the
[0035]
The frequency band of the
[0036]
This operating principle is applied to the metal detector of the present application.
The excitation signal applied to the transmission coil is frequency spread. And since the excitation signal of this frequency spread state is applied to the transmission coil, the magnetic field generated by the transmission coil is also frequency spread. A noise magnetic field is superimposed on the frequency-spread magnetic field from the outside.
[0037]
A current corresponding to the magnetic field on which the noise magnetic field is superimposed and frequency-spread flows through the receiving coil. Therefore, the output signal of the receiving coil includes a signal component from the transmission coil that has been subjected to frequency spreading and a noise component that has not been subjected to frequency spreading.
[0038]
Therefore, if the output signal of the receiving coil is subjected to frequency despreading, the signal component becomes a signal having a high signal level in the original narrow band, but the noise component is conversely frequency spread and has a low signal level. It becomes a broadband signal.
[0039]
Thus, if only a narrow band high signal level is extracted using a narrow band pass filter, the S / N ratio of the output signal of the receiving coil is greatly improved.
[0041]
According to still another aspect of the present invention, in the metal detector of the above-described invention, a tuning relaxation circuit for relaxing tuning characteristics is provided for the transmission coil and the reception coil.
[0042]
If the tuning relaxation circuit is provided in this way to relax the tuning characteristics, for example, even if the temperature of the object to be inspected changes, the phase characteristic change in the object to be inspected becomes gradual. Since the Lissajous waveform does not change greatly, the detection sensitivity does not change greatly.
[0043]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a metal detector according to the first embodiment of the present invention. The same parts as those of the conventional metal detector shown in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and detailed description of the overlapping parts is omitted. The external view of this metal detector is the same as the external view shown in FIG.
[0044]
In the metal detector of the first embodiment, a
[0045]
A
[0046]
The PN
[0047]
The
Therefore, the
[0048]
The output signal b of the receiving
[0049]
The
[0050]
The exciting current a output from the
[0051]
The first
[0052]
The second
[0053]
As described above, the
[0054]
The passing frequency of each
[0055]
A
[0056]
In the metal detector according to the first embodiment configured as described above, the excitation signal a applied to the transmission coil 6 as described with reference to FIG.1The
[0057]
Therefore, if the
[0058]
Therefore, the pass frequency is the frequency f of the excitation signal a.SIf only the narrow band high signal level is extracted using the
[0059]
Therefore, the detection accuracy of the metal piece contained in the inspected object 1 of this metal detector can be greatly improved.
[0060]
Further, in the metal detector of the first embodiment, the PN
[0061]
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a metal detector according to the second embodiment of the present invention. The same parts as those of the metal detector of the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description of the overlapping parts is omitted. The external view of this metal detector is the same as the external view shown in FIG.
[0062]
In the metal detector of the second embodiment, the excitation signal a frequency-spread by the
[0063]
Since the first and second
[0064]
The output signal c output from the first and second
[0065]
Also in the metal detector of the second embodiment configured as described above, the noise component due to the noise magnetic field included in the output signal b of the receiving
[0066]
Furthermore, in the metal detector according to the second embodiment, since the inverse frequency conversion is performed by the synchronous detector, the configuration can be simplified.
[0067]
(Third embodiment)
FIG. 4 is a block diagram showing an essential part of a metal detector according to the third embodiment of the present invention. The same parts as those of the metal detector of the second embodiment shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description of the overlapping parts is omitted.
[0068]
Metal detector of this third embodimentIn the AC sourceA
[0069]
The
[0070]
Therefore, the excitation signal a applied to the transmission coil 61Becomes a frequency-spread signal. Frequency-spread excitation signal a output from the
[0071]
Also in the metal detector of the third embodiment configured as described above, an excitation signal a applied to the transmission coil 6.1Since the output signal b of the receiving
[0072]
(Fourth embodiment)
FIG. 5 is a block diagram showing an essential part of a metal detector according to the third embodiment of the present invention. The same parts as those of the metal detector of the second embodiment shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description of the overlapping parts is omitted.
[0073]
In the metal detector of the fourth embodimentIn the exchange sourceA ramp
[0074]
As shown in the figure, the ramp
[0075]
Therefore, the excitation signal a applied to the transmission coil 61Since the signal becomes a frequency-spread signal, it is possible to achieve substantially the same operation and effect as the metal detector of the third embodiment shown in FIG.
[0076]
(Fifth embodiment)
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a metal detector according to the fifth embodiment of the present invention. The same parts as those of the metal detector of the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description of the overlapping parts is omitted. The external view of this metal detector is the same as the external view shown in FIG.
[0077]
In the metal detector of the fifth embodiment, a stagger
[0078]
Further, grounding
[0079]
Next, the reason why the tuning characteristic in the synthesized tuning circuit including the
FIG. 7A is a frequency characteristic diagram of the output signal b in the tuning circuit in which the transmission coil 6 and the
[0080]
However, the resonant frequency f of this tuning circuit0Changes slightly as the ambient temperature R changes. Resonant frequency f of tuning circuit0Changes, the frequency position where the phase of the output signal b changes suddenly changes. As a result, as shown in FIG. 7C, the inclination angle of the
[0081]
Therefore, in the metal detector of the fifth embodiment, the amplitude of the output signal b in the tuning circuit is provided as shown in FIG. 7B by providing the transmission coil 6 and the
[0082]
Thus, the resonance frequency f0In the case where the phase is gradually reversed in the vicinity, even if the ambient temperature R changes, the resonance frequency f0Even if has changed, the inclination angle of the
[0083]
Although the signal level at the time of tuning of the output signal b decreases, the S / N ratio of the output signal b becomes sufficiently high through the frequency spreading and frequency despreading steps described above, so that the metal detector as a whole The S / N ratio does not decrease. Therefore, the detection precision of the metal piece contained in the to-be-inspected object 1 as the whole metal detector can be improved significantly.
[0084]
【The invention's effect】
As described above, in the metal detector of the present invention, the excitation signal applied to the transmission coil is frequency-spread and the output signal of the reception coil is frequency-spread.
[0085]
Therefore, the noise mixed between the transmission coil and the reception coil can be greatly suppressed from the signal received by the reception coil, and the S / N ratio of the signal received by the reception coil can be greatly improved. The detection accuracy of the metal piece with respect to the object to be inspected can be greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a metal detector according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation principle of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a metal detector according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a metal detector according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a metal detector according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a metal detector according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a view for explaining the operation principle of the metal detector according to the fifth embodiment;
FIG. 8 is an external view showing a general metal detector.
FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional metal detector.
FIG. 10 is a diagram showing the order in which Lissajous waveforms are created in a metal detector
FIG. 11 is a diagram showing a Lissajous waveform measured by a conventional metal detector.
[Explanation of symbols]
1 ... Inspection object
2 ... Belt conveyor
4. Operation panel
5 ... AC source
6 ... Transmitting coil
7 ... Receiving coil
8 ... Variable resistance
9a, 38a ... first synchronous detector
9a, 38b ... 1st synchronous detector
10 ... 90 ° phase shifter
11a, 11b, 39a, 39b ... BPF
12a, 12b ... amplifier
15 ... Lissajous waveform
16. Deformation part
30, 32 ... Signal synthesizer
31 ... PN signal generation circuit
33 ... BPF
34a, 34b ... A / D converter
35. Control unit
40 ... Random number generator
41 ... VCO
42. Ramp signal generation circuit
51, 52 ... Grounding resistance
53 ... Staga tuning circuit
Claims (3)
一定周期で乱数を発生しこの乱数の値に対応して電圧値が変化する乱数信号を出力する乱数発生器(40)と、
この乱数発生器から出力された乱数信号の各電圧値に対応して変化する周波数を有する励磁信号(a 1 )を出力して前記送信コイル(6)に印加する電圧制御発振器(41)と、
この電圧制御発振器で周波数拡散された励磁信号(a 1 )の位相を90°移相する90°移相器(10)と、
前記受信コイルの出力信号(b)を、前記電圧制御発振器で周波数拡散された励磁信号(a1)で、同期検波するとともに周波数逆拡散する第1の同期検波器(38a)と、
前記受信コイルの出力信号(b)を、前記90°移相器で位相が90°移相された励磁信号(a2)で、同期検波するとともに周波数逆拡散する第2の同期検波器(38b)と、
前記第1、第2の同期検波器で周波数逆拡散された後の各出力信号(c1、c2)に含まれる前記励磁信号の周波数成分以外の周波数成分をそれぞれ除去する一対のバンドパスフィルタ(39a、39b)と
を備えたことを特徴とする金属検出機。A transmission coil (6) to which an alternating excitation signal is applied and a differentially connected reception coil (7) are disposed along the conveyance path of the object to be inspected (1), and an output signal of the reception coil is provided. In a metal detector for detecting a metal piece contained in the object to be inspected based on:
A random number generator (40) for generating a random number at a constant period and outputting a random number signal whose voltage value changes in accordance with the value of the random number;
A voltage controlled oscillator (41) for outputting an excitation signal (a 1 ) having a frequency that changes in accordance with each voltage value of the random number signal output from the random number generator and applying the excitation signal (a 1 ) to the transmission coil (6);
A 90 ° phase shifter (10) for shifting the phase of the excitation signal (a 1 ) frequency-spread by the voltage controlled oscillator by 90 °;
A first synchronous detector (38a) for performing synchronous detection and frequency despreading on the output signal (b) of the receiving coil with an excitation signal (a 1 ) frequency-spread by the voltage controlled oscillator ;
A second synchronous detector (38b) that performs synchronous detection and frequency despreading on the output signal (b) of the receiving coil with the excitation signal (a 2 ) phase-shifted by 90 ° by the 90 ° phase shifter. )When,
A pair of band-pass filters that respectively remove frequency components other than the frequency components of the excitation signal included in each output signal (c 1 , c 2 ) after frequency despreading by the first and second synchronous detectors (39a, 39b). A metal detector.
一定周期で電圧値が鋸歯状に変化するランプ波形信号を出力するランプ波形発生回路(42)と、
このランプ波形発生回路から出力されたランプ波形信号の各電圧値に対応して変化する周波数を有する励磁信号(a 1 )を出力して前記送信コイル(6)に印加する電圧制御発振器(41)と、
この電圧制御発振器で周波数拡散された励磁信号(a 1 )の位相を90°移相する90°移相器(10)と、
前記受信コイルの出力信号(b)を、前記電圧制御発振器で周波数拡散された励磁信号(a1)で、同期検波するとともに周波数逆拡散する第1の同期検波器(38a)と、
前記受信コイルの出力信号(b)を、前記90°移相器で位相が90°移相された励磁信号(a2)で、同期検波するとともに周波数逆拡散する第2の同期検波器(38b)と、
前記第1、第2の同期検波器で周波数逆拡散された後の各出力信号(c1、c2)に含まれる前記励磁信号の周波数成分以外の周波数成分をそれぞれ除去する一対のバンドパスフィルタ(39a、39b)と
を備えたことを特徴とする金属検出機。A transmission coil (6) to which an alternating excitation signal is applied and a differentially connected reception coil (7) are disposed along the conveyance path of the object to be inspected (1), and an output signal of the reception coil is provided. In a metal detector for detecting a metal piece contained in the object to be inspected based on:
A ramp waveform generating circuit (42) for outputting a ramp waveform signal whose voltage value changes in a sawtooth shape at a constant cycle;
A voltage controlled oscillator (41) that outputs an excitation signal (a 1 ) having a frequency that changes in accordance with each voltage value of the ramp waveform signal output from the ramp waveform generation circuit and applies the excitation signal (a 1 ) to the transmission coil (6). When,
A 90 ° phase shifter (10) for shifting the phase of the excitation signal (a 1 ) frequency-spread by the voltage controlled oscillator by 90 °;
A first synchronous detector (38a) for performing synchronous detection and frequency despreading on the output signal (b) of the receiving coil with an excitation signal (a 1 ) frequency-spread by the voltage controlled oscillator ;
A second synchronous detector (38b) that performs synchronous detection and frequency despreading on the output signal (b) of the receiving coil with the excitation signal (a 2 ) phase-shifted by 90 ° by the 90 ° phase shifter. )When,
A pair of band-pass filters that respectively remove frequency components other than the frequency components of the excitation signal included in each output signal (c 1 , c 2 ) after frequency despreading by the first and second synchronous detectors (39a, 39b). A metal detector.
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