特許 5964308 金属検出システムを操作する方法、および金属検出システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5964308

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】金属検出システムを操作する方法、および金属検出システム

(51)【国際特許分類】

   G01V 3/10 20060101AFI20160721BHJP

【ＦＩ】

   G01V3/10 F

【請求項の数】17

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-532107(P2013-532107)

(86)(22)【出願日】2011年9月21日

(65)【公表番号】特表2013-542424(P2013-542424A)

(43)【公表日】2013年11月21日

(86)【国際出願番号】EP2011066395

(87)【国際公開番号】WO2012045578

(87)【国際公開日】20120412

【審査請求日】2014年7月22日

(31)【優先権主張番号】10186895.8

(32)【優先日】2010年10月7日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】511241516

【氏名又は名称】メトラー−トレド・セーフライン・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100075270

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 泰

(74)【代理人】

【識別番号】100096013

【弁理士】

【氏名又は名称】富田 博行

(74)【代理人】

【識別番号】100092967

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 修

(74)【代理人】

【識別番号】100119781

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 彰吾

(72)【発明者】

【氏名】デルングス，マックス

【審査官】 北川 創

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２５１７１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３４５４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５９９４８９７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１６０３８０２（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｖ １／００ − ９９／００

Ｇ０１Ｎ ２７／７２ − ２７／９０

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

選択可能(selectable)送信機周波数(transmitter frequency)（ｆ_ＴＸ）を有する送信機信号（ｓ１）を供給する送信機ユニット（１）に接続される送信機コイル（２１）を有し、受信機ユニット（３）に出力信号（ｓ２２、ｓ２３）を供給する第１および第２の受信機コイル（２２、２３）を有する平衡(balanced)コイルシステム（２）を備える金属検出システムを操作する方法であって、前記受信機コイル（２２、２３）は、前記金属検出(metal detection)システムが平衡状態にある場合に、互いに補償し(compensate one another)、製品が前記平衡コイルシステム（２）内にある場合に、信号処理ユニットに転送される(forwarded to)出力信号を供給し、前記信号処理ユニットは、少なくとも製品信号(product signal)の成分(component)を抑制し、前記製品に含まれる金属汚染物質（ＭＣ１、ＭＣ２、…）によって引き起こされる信号成分を送達する、方法において、
ａ）少なくとも２つの送信機周波数（ｆ_ＴＸ１、ｆ_ＴＸ２）のそれぞれに関する１つまたは複数の金属汚染物質（ＭＣ１；ＭＣ２；…）と、前記金属汚染物質（ＭＣ１、…）の少なくとも２つの粒子サイズとに関する関連信号の位相および大きさを求めるステップ、
ｂ）前記少なくとも２つの送信機周波数（ｆ_ＴＸ１、ｆ_ＴＸ２）について、特定の製品（Ｐ）に関する関連信号の位相および大きさを求めるステップ、
ｃ）前記少なくとも２つの送信機周波数（ｆ_ＴＸ１、ｆ_ＴＸ２）について、前記１つまたは複数の金属汚染物質（ＭＣ１；ＭＣ２；…）について確立される情報と、前記製品（Ｐ）について確立される情報とを比較するステップ、
ｄ）前記１つまたは複数の汚染物質（ＭＣ１；ＭＣ２；…）の最小サイズの粒子の信号成分が前記製品信号の位相および振幅とは位相および振幅が最も異なる好ましい送信機周波数（ｆ_ＴＸ１またはｆ_ＴＸ２）を求めるステップ、
ｅ）各金属汚染物質（ＭＣ１；ＭＣ２；…）について、前記特定の製品（Ｐ）を測定するための前記好ましい送信機周波数（ｆ_ＴＸ１またはｆ_ＴＸ２）を選択するステップ、ならびに
ｆ１）選択した送信機周波数を交互に(alternatively)適用し、それに応じて(accordingly)、前記受信機ユニット（３）で、選択した送信機周波数をフィルタ処理するステップ、または
ｆ２）選択した送信機周波数を同時に適用し、それに応じて、前記受信機ユニット（３）で、選択した送信機周波数をフィルタ処理するステップ
を含む方法。

【請求項2】

ａ）少なくとも第１の金属汚染物質（ＭＣ１、…）について第１のアレイの少なくとも第１および第２の曲線を確立するステップであって、各曲線が、前記選択可能送信機周波数（ｆ_ＴＸ１；ｆ_ＴＸ２）のうちの１つについて、前記第１の金属汚染物質（ＭＣ１、…）の漸進的に(progressively)増大する粒子サイズに関する信号の位相および大きさを表す、ステップ、ならびに
ｂ）最小サイズの汚染物質粒子の信号成分が前記製品信号の位相および振幅とは位相および振幅が最も異なる前記好ましい送信機周波数（ｆ_ＴＸ１またはｆ_ＴＸ２）を求めるために、少なくとも前記第１の金属汚染物質（ＭＣ１、…）について確立される情報と、各送信機周波数（ｆ_ＴＸ１；ｆ_ＴＸ２）について前記製品（Ｐ）について確立される情報とを比較するステップ
を含む請求項１に記載の方法。

【請求項3】

情報、好ましくは前記第１の曲線アレイが、少なくとも前記第１の金属汚染物質および第２の金属汚染物質（ＭＣ１、ＭＣ２、…）について確立され、異なる金属汚染物質（ＭＣ１、ＭＣ２、…）について、同一の送信機周波数（ｆ_ＴＸ１またはｆ_ＴＸ２）について確立された曲線が、第２のアレイに組み合わされる請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

各金属汚染物質（ＭＣ１；ＭＣ２；…）について、前記好ましい送信機周波数（ｆ_ＴＸ１、ｆ_ＴＸ２；ｆ_ＴＸ３；ｆ_ＴＸ４）が、選択した送信機周波数（ｆ_ＴＸ）が前記金属汚染物質（ＭＣ１；ＭＣ２；…）のうちの１つまたは複数について最適となるように求められる請求項１、２、または３に記載の方法。

【請求項5】

前記最小粒子サイズの値が、各金属汚染物質（ＭＣ１；ＭＣ２；…）について求められ、これらの値が、１つまたは複数の最適な送信機周波数（ｆ_ＴＸ）を選択するコンピュータプログラムのモジュールに転送され、または好ましくはテーブルにおけるステータス情報を提供するコンピュータプログラムの出力モジュールに転送される請求項３または４に記載の方法。

【請求項6】

異なる金属汚染物質（ＭＣ１；ＭＣ２；…）を検出するために、選択した送信機周波数（ｆ_ＴＸ）が、製品（Ｐ）の走査中に選択可能シーケンスで交互に適用され、それに応じて受信機ステージでフィルタ処理され、または選択した送信機周波数（ｆ_ＴＸ）が同時に適用され、それに応じて前記受信機ステージでフィルタ処理される請求項５に記載の方法。

【請求項7】

ａ）前記第１のおよび送信機周波数（ｆ_ＴＸ）について、前記少なくとも第１の金属汚染物質（ＭＣ１、…）について、各曲線が、前記金属汚染物質（ＭＣ１、…）の異なる粒子サイズについての位相および大きさを測定し、得られる信号ベクトルに基づいて、補間によって必要な曲線を求めることによって確立され、または
ｂ）前記第１のおよび送信機周波数（ｆ_ＴＸ）について、前記少なくとも第１の金属汚染物質（ＭＣ１、…）について、各曲線が、前記金属汚染物質（ＭＣ１、…）の１つの粒子サイズのみに関する位相および大きさを測定し、経験データおよび／または関連金属汚染物質（ＭＣ１、…）に適合される数学的モデルに基づいて、必要な曲線を求めることによって確立される請求項２から６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

好ましくは、数学的モデルが、各金属汚染物質（ＭＣ１；ＭＣ２；…）について提供され、この数学的モデルを用いて、少なくとも１つの信号ベクトルから始めて、前記第１および／または第２のアレイの曲線(the curves of the first and/or second array)が、各金属汚染物質（ＭＣ１；ＭＣ２；…）について計算される請求項７に記載の方法。

【請求項9】

少なくとも第１および第２の送信機周波数（ｆ_ＴＸ１、ｆ_ＴＸ２）について、前記製品（Ｐ）に関する情報を確立する前記ステップが、前記製品信号のエリア（Ａ_ＰＳ）を定める異なる位相および大きさを有する前記製品信号の様々な成分の検出を含む請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

前記製品信号の前記エリア（Ａ_ＰＳ）の境界を定める(delimit)前記製品信号の前記エリア（Ａ_ＰＳ）内または弁別器直線(discriminator lines)（Ｄ）内で生じる信号が、選択した送信機周波数（ｆ_ＴＸ）について抑制される請求項９に記載の方法。

【請求項11】

少なくとも第１および第２の送信機周波数（ｆ_ＴＸ１、ｆ_ＴＸ２）について、一方では前記製品信号の前記エリア（Ａ_ＰＳ）の境界または前記製品信号の前記エリア（Ａ_ＰＳ）の境界を定める前記弁別器直線と、他方では前記第１または第２のアレイの曲線との関連する交点（ＩＰ_ＭＣ１、ＩＰ_ＭＣ２、ＩＰ_ＭＣ３）が求められ、金属汚染物質（ＭＣ１；ＭＣ２；…）のうちの１つ、そのそれぞれ、またはその組合せについて好ましい送信機周波数（ｆ_ＴＸ１またはｆ_ＴＸ２）を求めるために、前記異なる送信機周波数（ｆ_ＴＸ１、ｆ_ＴＸ２）について求められた交点（ＩＰ_ＭＣ１、ＩＰ_ＭＣ２、ＩＰ_ＭＣ３）が比較される請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記弁別器直線（Ｄ）が、各送信機周波数（ｆ_ＴＸ）について個々に選択される請求項１０、または１１に記載の方法。

【請求項13】

前記金属汚染物質（ＭＣ１；ＭＣ２；…）について確立される情報、および前記製品（Ｐ）について確立される情報が、前記金属検出システムのメモリユニットに格納され、前記金属検出システムが新しい測定プロセスのためにセットアップされるときにはいつでもダウンロードされ、または前記金属汚染物質（ＭＣ１；ＭＣ２；…）および前記製品（Ｐ）について必要な情報が、前記金属検出システムが新しい測定プロセスのためにセットアップされるときにはいつでも確立される請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

ａ）所定の最大偏差を有する製品エリア（Ａ_ＰＳ）を示し、それについて弁別器直線Ｄが求められ、または
ｂ）所定の弁別器直線Ｄ間にある製品エリア（Ａ_ＰＳ）を示す、
製品（Ｐ）を有する少なくとも１つのクラスタが形成される請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項15】

製品（Ｐ）を有する２つ以上のクラスタが定められ、削減された送信機周波数（ｆ_ＴＸ１、ｆ_ＴＸ２）のセットに割り当てられる請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法に従って動作する金属検出システムであって、選択可能送信機周波数（ｆ_ＴＸ）を有する送信機信号（ｓ１）を供給する送信機ユニット（１）に接続される送信機コイル（２１）を有し、受信機ユニット（３）に出力信号（ｓ２２、ｓ２３）を供給する第１および第２の受信機コイル（２２、２３）を有する平衡コイルシステム（２）を備え、前記受信機コイル（２２、２３）は、金属検出システムが平衡状態にある場合に互いに補償し、製品（Ｐ）が前記平衡コイルシステム（２）内にある場合に、信号処理ユニットに転送される出力信号を供給し、前記信号処理ユニットは、前記製品信号の少なくとも成分を抑制し、前記製品（Ｐ）に含まれる金属汚染物質（ＭＣ１；ＭＣ２；…）によって引き起こされる信号成分を送達する、金属検出システムにおいて、制御ユニットが、
ａ）少なくとも２つの送信機周波数（ｆ_ＴＸ）について、１つまたは複数の金属汚染物質（ＭＣ１；ＭＣ２；…）について確立される情報と、前記少なくとも２つの送信機周波数（ｆ_ＴＸ）について、前記製品（Ｐ）について確立される情報とを比較し、
ｂ）前記１つまたは複数の汚染物質（ＭＣ１；ＭＣ２；…）の最小サイズの前記信号成分が前記製品信号の位相および振幅とは位相および振幅が十分に異なる好ましい送信機周波数（ｆ_ＴＸ）を求め、
ｃ）前記１つまたは複数の汚染物質（ＭＣ１；ＭＣ２；…）の最小サイズの粒子の前記信号成分が前記製品信号の位相および振幅とは位相および振幅が最も異なる好ましい送信機周波数（ｆ_ＴＸ）を求め、
ｄ）各金属汚染物質（ＭＣ１；ＭＣ２；…）について、特定の製品（Ｐ）を測定するために前記好ましい送信機周波数（ｆ_ＴＸ）を選択し、
ｅ）前記選択した送信機周波数を交互に、または同時に適用し、それに応じて前記受信機ユニット（３）で、前記選択した送信機周波数をフィルタ処理するように
設計されたコンピュータプログラムを備えることを特徴とする金属検出システム。

【請求項17】

好ましくは数学的モデルを実装している前記コンピュータプログラムが、
ａ）少なくとも第１の金属汚染物質（ＭＣ１、…）について少なくとも２つの曲線からなる第１のアレイを確立し、１つの送信機周波数（ｆ_ＴＸ）について確立される各曲線が、前記第１の金属汚染物質（ＭＣ１、…）の漸進的に増大する粒子サイズに関する前記信号の位相および大きさを表し、
ｂ）最小サイズの汚染物質粒子の信号成分が前記製品信号の位相および振幅とは位相および振幅が最も異なる前記好ましい送信機周波数（ｆ_ＴＸ）を求めるために、少なくとも前記第１の金属汚染物質（ＭＣ１、…）について確立される情報と、前記製品（Ｐ）について確立される情報とを比較するように
設計されている請求項１６に記載の金属検出システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、少なくとも２つの動作周波数を使用する金属検出システムを操作する方法、およびこの方法を実施する金属検出システムに関する。

【背景技術】

【0002】

望ましくない金属汚染を検出し、拒絶するために産業金属検出システムが使用される。産業金属検出システムは、適切に設置され、運用されるとき、金属汚染を低減し、食品の安全性を向上させる助けとなる。最新の金属検出器は、「平衡コイルシステム」を備える探索ヘッドを使用する。この設計の検出器は、生鮮品や冷凍品などの多種多様な製品中の鉄、非鉄、およびステンレス鋼を含むすべての金属汚染物質タイプを検出することができる。

【0003】

「平衡コイル」原理に従って動作する金属検出システムは通常、非金属フレーム上に巻かれる、それぞれが互いに厳密に平行な３つのコイルを備える。中心に位置する送信機コイルは、磁場を生成する高周波電流で付勢される。送信機コイルのそれぞれの側の２つのコイルは、受信機コイルとして働く。２つの受信機コイルは同一であり、送信機コイルから同じの距離に設置されるので、この受信機のそれぞれに同一の電圧が誘導される。システムが平衡状態にあるときに０となる出力信号を受けるために、第１の受信機コイルが、逆の意味の巻きを有する第２の受信機コイルと直列に接続される。したがって、金属汚染のないときにシステムが平衡状態にある場合、受信機コイルで誘導される、同一の振幅で逆の極性の電圧が互いに打ち消し合う。

【0004】

金属の粒子がコイル構成を通過するとき、まず近くの一方の受信機コイルで、次いで近くの他方の受信機コイルで高周波場が乱される。金属の粒子が受信機コイルを通じて搬送される間、各受信機コイルで誘導される電圧が（ナノボルトだけ）変化する。この平衡の変化の結果、受信機コイルの出力で信号が得られ、その信号を処理し、増幅し、その後で、金属汚染の存在を検出するのに使用することができる。

【0005】

信号処理チャネルは、受信した信号を、互いに９０°離れた２つの別々の成分に分割する。得られるベクトルは、コイルを通じて搬送される製品および汚染物質にとって典型的な大きさおよび位相角を有する。金属汚染物質を特定するために、「製品効果」を除去または低減する必要がある。製品の位相が既知である場合、対応する信号ベクトルを低減することができる。したがって、信号スペクトルから望ましくない信号をなくすことにより、汚染物質から生じる信号に関する感度が高まる。

【0006】

したがって、信号スペクトルから望ましくない信号をなくすために適用される方法は、汚染物質、製品、および他の外乱が磁場に対して異なる影響を有し、したがって得られる信号は位相が異なることを利用する。

【0007】

様々な金属または製品が金属検出システムのコイルを通過するときにそれによって引き起こされる信号は、測定する物体の導電率および透磁率に従って、抵抗性成分とリアクタンス性成分の２つの成分に分割することができる。フェライトによって引き起こされる信号は主にリアクタンス性であり、ステンレス鋼からの信号は主に抵抗性である。導電性である製品は通常、強い抵抗性成分を有する信号を引き起こす。

【0008】

異なる起源の信号成分の位相を位相検出器によって区別することにより、製品および汚染物質についての情報を得ることが可能となる。位相検出器、例えば周波数ミキサまたはアナログ乗算器回路は、受信機コイルからの信号などの信号入力と、送信機ユニットによって受信機ユニットに供給される基準信号との間の位相差を表す電圧信号を生成する。したがって、基準信号の位相を製品信号成分の位相と一致するように選択することにより、０である位相差および対応する製品信号が、位相検出器の出力で得られる。汚染物質から生じる信号成分の位相が製品信号成分の位相と異なる場合、汚染物質の信号成分を検出することができる。しかし、汚染物質の信号成分の位相が製品信号成分の位相に近い場合、汚染物質の信号成分が製品信号成分と共に抑制されるので、汚染物質の検出が失敗する。

【0009】

したがって、既知のシステムでは、送信機周波数は、金属汚染物質の信号成分の位相が製品信号成分とは異相となるように選択可能である。
ＧＢ２４２３３６６Ａは、製品中の金属粒子がある場合にそれに異なる周波数で走査を施すように、少なくとも２つの異なる動作周波数間で切り替わるように構成されている装置を開示している。コンベヤベルト上を通過する金属粒子がある場合にそれが２つ以上の異なる周波数で走査されるように、動作周波数が急激に変化する。第１の動作周波数では、金属粒子によって引き起こされる信号成分が製品の信号成分の位相に近く、したがってマスクされる場合、第２の周波数では、金属粒子によって引き起こされる信号成分の位相が製品の信号成分の位相とは異なることになり、したがってこの信号成分を区別することができる。多くの周波数間で切り替えることにより、ある周波数が任意の特定の金属タイプ、サイズ、および向きにとって適切な感度を与えることが予想される。

【0010】

この方法を異なる角度から見ると、１つの最適な周波数設定について、多数の他の周波数設定が適用されていると述べることができ、この方法はかなりの労力を必要とすることが明らかにされる。単一の製品を測定するときに様々な周波数設定を適用する必要がある。このことは、最良の結果を与える周波数設定について、利用可能な測定期間がわずかなものに過ぎないことを意味する。したがって、測定の結果は最適ではないことになる。さらに、すべての選択された周波数設定について測定が実施されるので、かなりの労力を伴って処理される、データの主要な部分が無視されることになる。したがって、信号処理ステージでかなりの労力を必要とするこの方法は、効率が比較的低いことを特徴とする。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

したがって、本発明は、少なくとも２つの動作周波数を使用する金属検出システムを操作する改良型の方法を提供するという目的と、この方法に従って動作する金属検出システムを提供するという目的とに基づく。

【0012】

具体的には、本発明は、労力を低減し、高い効率で、汚染物質、具体的には金属汚染物質を検出することを可能にする方法を提供するという目的に基づく。
さらに、本発明は、より高い感度で小形金属汚染物質を検出することを可能にする方法を提供するという目的に基づく。

【0013】

さらに、本発明は、有利にはシステムの自動構成のために使用することのできる金属検出システムの能力についての情報を提供する方法を提供するという目的に基づく。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の上記および他の目的は、請求項１で定義される金属検出システムの操作のための改良型の方法と、請求項１６で定義されるこの方法に従って動作する金属検出システムとによって達成される。

【0015】

本発明の方法は、選択可能送信機周波数を有する送信機信号を供給する送信機ユニットに接続される送信機コイルを有し、受信機ユニットに出力信号を供給する第１および第２の受信機コイルを有する平衡コイルシステムを備える金属検出システムを有利に操作する働きをし、これらの受信機コイルは、金属検出システムが平衡状態にある場合に、互いに補償し、製品が平衡コイルシステム内にある場合に、信号処理ユニットに転送される出力信号を供給し、信号処理ユニットは、製品信号の少なくとも成分を抑制し、製品に含まれる金属汚染物質によって引き起こされる信号成分を送達する。

【0016】

本発明の方法は、少なくとも２つの送信機周波数に関する第１の金属汚染物質と、第１の金属汚染物質の少なくとも２つの粒子サイズとに少なくとも関する関連信号の位相および大きさを求めるステップ、少なくとも２つの送信機周波数について、特定の製品に関する関連信号の位相および大きさを求めるステップ、少なくとも第１の金属汚染物質について確立される情報と、製品について確立される情報とを比較するステップ、少なくとも第１の汚染物質の最小サイズの粒子の信号成分が製品信号の位相および振幅とは位相および振幅が最も異なる少なくとも１つの好ましい送信機周波数を求めるステップ、ならびに特定の製品を測定するための好ましい送信機周波数を選択するステップを含む。

【0017】

したがって、本発明の方法は、１つまたは複数の金属汚染物質タイプの最小の可能な粒子を検出することのできる最適な送信機周波数を得ることを可能にする。したがって、任意の整合性および任意の潜在的な金属汚染物質タイプの製品を伴う任意の測定について、本発明の金属検出システムが最適に構成される。

【0018】

不適切な送信機周波数で製品を測定し、関連データを解析することが回避される。本発明の方法は常に、労力を低減し、高い効率で測定が実施されるように最適な周波数を適用する。測定が不適切な送信機周波数で実施されないので、製品を測定する、すなわち製品中の金属汚染物質を検出するのに利用可能な時間が、ある最適な送信機周波数の適用に投じられる。その結果、個々の金属汚染物質について、より多くの高品質の測定データが利用可能となる。したがって、これにより、測定されるすべての製品および金属汚染物質タイプに関する金属検出システムの感度が著しく改善される。したがって、最適な送信機周波数が、製品内に生じる可能性のあるすべての金属汚染物質タイプについて、かつ選択することのできるすべての送信機周波数についてすべての利用可能な製品について求められる。

【0019】

好ましい実施形態では、少なくとも第１の金属汚染物質に関する第１のアレイの少なくとも２つの曲線が確立される。第１の金属汚染物質の漸進的に増大する粒子サイズについて、信号の位相および大きさを表す別々の送信機周波数について各曲線が確立される。したがって、固定パラメータとして使用され、粒子サイズと共に可変パラメータとして使用される少なくとも２つの別々の送信機周波数について、少なくとも第１の金属汚染物質について曲線または応答軌跡が確立される。特定の送信機周波数について確立される各曲線は、第１の金属汚染物質に関係する第１のアレイの一部である。各金属汚染物質について、少なくとも２つの曲線を有する第１のアレイが確立される。

【0020】

次いで、少なくとも第１の金属汚染物質について確立される情報、ならびに少なくとも第１および第２の送信機周波数について製品について確立される情報は、最小サイズの汚染物質粒子の信号成分が製品信号の位相および振幅とは位相および振幅が最も異なる好ましい送信機周波数を求めるために比較される。

【0021】

情報が複数の金属汚染物質について各送信機周波数について収集された場合、第１および第２の送信機周波数についてすべての金属汚染物質タイプについて確立される完全な情報が、この第１および第２の送信機周波数について確立される製品の情報と比較される。

【0022】

この目的で、各送信機周波数について、第２のアレイが、同一の送信機周波数で記録された異なる金属汚染物質タイプの曲線と共に構築される。次いで、特定の送信機周波数について、第２のアレイと製品情報の重ね合せが構成され、それにより、曲線のどの部分が製品信号のエリアまたは範囲の中または外にあるかを判定することが可能となる。製品信号の範囲外にある曲線の部分は、金属汚染物質の粒子サイズを示し、それは、製品信号と共にマスクまたは抑制されない。

【0023】

したがって、本発明の方法および金属検出システムは、金属汚染物質の最適な送信機周波数を求めることを可能にするだけではなく、検出することのできる金属汚染物質タイプの最小粒子サイズを求めることも可能にする。この有益な情報を使用して、金属検出システムを最も効率的に構成することができる。

【0024】

オペレータは、検出される金属汚染物質タイプを入力することができる。オペレータによって与えられるこの情報に基づいて、金属検出システム内に実装されるコンピュータプログラムがしばしば、２つ以上の金属汚染物質タイプの検出に適する送信機周波数を見つける。したがって、測定プロセスの間、好ましくはオペレータによって設定されたすべての要件を満たす少なくとも２つの送信機周波数のうちの１つで、金属検出システムを構成し、操作することができる。

【0025】

単一の送信機周波数がオペレータの要件を満たさない場合、コンピュータプログラムは、個々の金属汚染物質タイプにとって最適であり、製品の測定中に適用される２つ以上の送信機周波数を選択する。次いで、選択された周波数が、適切な方法に従って適用される。選択された送信機周波数を交互に、または同時に、例えば選択された送信機周波数の混合として適用することができ、それに応じて、選択された送信機周波数が受信機ステージでフィルタ処理される。

【0026】

したがって、利用可能な最大の時間について金属汚染物質の測定を可能にする最適な送信機周波数だけが適用され、その結果、最高の可能な感度で汚染物質を検出することができる。

【0027】

好ましい実施形態では、検出される金属汚染物質タイプに関する最小粒子サイズをオペレータが入力することのできる方式で動作プログラムが設計される。これにより、動作プログラムが、それに関する指定の粒子サイズを検出することができる２つ以上の汚染物質タイプに適した送信機周波数を選択することが可能となる。

【0028】

金属汚染物質タイプおよび製品の必要な情報を様々な方式で収集することができる。情報を事前記憶することができ、情報がダウンロードされる。あるいは、製品および金属汚染物質タイプについて較正プロセスを実施することができ、較正プロセスでは、例えば少なくとも１つの粒子サイズの製品および金属汚染物質が測定される。

【0029】

製品を走査するとき、製品情報を得ることができ、典型的には、製品について、個々の位相および大きさを有する様々な信号成分が生じる。すべての信号成分のベクトルを接続することにより、信号弁別器、典型的には、製品信号の成分を抑制するようにプログラムされる信号プロセッサによって抑制される製品信号または製品シグニチャのエリアの境界である包絡線が得られる。製品および汚染物質の信号が抑制されるエリアは、製品シグニチャに近接に適合されるが、典型的には、わずかに大きく、その結果安全マージンが設けられる。製品シグニチャは、送信機周波数ごとに変化する。一般的な製品では、経験的データに基づくアルゴリズムが、好ましくは単一の送信機周波数で実施されたただ１つの測定に基づいて、製品情報を確立することを可能にする。

【0030】

工場でのセットアップ期間中、または測定プロセスの開始前、金属汚染物質タイプのデータが、少なくとも１つの粒子サイズを有する金属粒子を測定することによって収集される。好ましくは、曲線の１つまたはいくつかの点だけが測定され、曲線の残りの部分は、その金属汚染物質について典型的な経験的データを適用することによって得られる。好ましい実施形態では、数学的モデルまたは公式が使用されて、曲線が確立され、または２つの測定点間の区間が補間される。このようにして、金属検出システムの較正が必要とするのは、曲線あるいは第１および／または第２のアレイの少なくとも開始点を提供するいくつかの測定だけである。

【0031】

好ましくは、収集される情報は、金属検出システムに接続され、または金属検出システムに統合される制御ユニットまたはコンピュータシステムのメモリに格納される。次いで、格納された情報を選択的にダウンロードし、金属検出システムの将来の較正および構成のために使用することができる。

【0032】

本発明のいくつかの目的および利点を述べたが、他は以下の説明を添付の図面と共に考慮するときに明らかとなるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明の金属検出システムのブロック図である。

【図2】本発明の金属検出システムの送信機ステージを示す図である。

【図3a】固定パラメータとして使用される送信機周波数ｆ_ＴＸ１について、粒子サイズが可変パラメータとして使用される、第１の金属汚染物質ＭＣ_１について確立される曲線または応答軌跡を示すグラフである。

【図3b】３つの異なる送信機周波数ｆ_ＴＸ１、ｆ_ＴＸ２、ｆ_ＴＸ３について、第１の金属汚染物質ＭＣ_１について確立される第１の曲線アレイを示すグラフである。

【図3c】１つの送信機周波数ｆ_ＴＸ１について、３つの異なる金属汚染物質タイプＭＣ_１、ＭＣ_２、ＭＣ_３について確立される第２の曲線アレイを示すグラフである。

【図3d】製品信号のエリアＡ_ＰＳの包絡線を定める異なる位相および振幅の信号ベクトルで走査される製品に関する製品信号のエリアＡ_ＰＳと、抑制される製品信号のエリアＡ_ＰＳの境界を定める弁別器直線Ｄとを示すグラフである。

【図3e】図３ｃに示される第２の曲線アレイと、図３ｄに示される製品信号のエリアＡ_ＰＳの重ね合せを示すグラフである。

【図4】本発明の方法を実施するのに使用されるコンピュータプログラム５０の図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

図１に、送信機ユニット１と、送信機コイル２１、第１および第２の受信機コイル２２、２３を備える平衡コイルシステム２と、受信機ユニット３と、信号処理ユニット４と、標準インターフェース、入力デバイス、および出力デバイス、具体的にはモニタを備える制御ユニット５とを備える本発明の金属検出システムのブロック図を示す。図１はさらに、製品Ｐが送信機コイル２１および受信機コイル２２、２３を通じて移送されるコンベヤ６を示す。

【0035】

それに関する好ましい実施形態が図２に詳細に示されている送信機ユニット１は、平衡コイルシステム２の送信機コイル２１に送信機信号ｓ１を供給する。さらに、送信機ユニット１は、送信機周波数ｆ_ＴＸを有する基準信号ｓ１０を受信機ユニット３に供給する。

【0036】

システムが平衡状態にある限り、すなわち搬送される製品Ｐが磁場自体に影響を及ぼしておらず、金属で汚染されていない限り、送信機信号ｓ１は、同一の受信機コイル２２、２３内で同一の大きさであるが逆の極性の信号ｓ２２、ｓ２３を誘導する。

【0037】

製品ＰＣが導電性物体で汚染される場合、製品ＰＣが平衡コイルシステム２を通過する間、同一の受信機コイル２２、２３内の信号ｓ２２、ｓ２３が変化する。その結果、受信機コイル２２、２３で誘導される送信機周波数ｆ_ＴＸがベースバンド信号で変調され、その振幅および周波数は、導電性物体の特性、寸法、および移動速度に依存する。

【0038】

受信機コイル２２、２３の出力信号ｓ２２およびｓ２３が、受信機コイル２２、２３を反映する平衡変圧器３１の中央タップ付き一次巻線に印加される。さらに、平衡変圧器３１は、両側の末端が増幅器３２に接続される２つの同一の中央タップ付き二次巻線を備える。増幅器３２の出力はフィルタユニット３３に接続され、フィルタユニット３３は、増幅およびフィルタ処理後の信号を復調ユニット３４に供給し、復調ユニット３４は、その出力で、復調監視信号ｓ３０の同相成分および直交成分と、搬送される製品Ｐから発信されるベースバンド信号の同相成分および直交成分を供給する。

【0039】

復調ユニット３４の出力で供給される同相信号および直交信号が、別のフィルタユニット３５に転送され、フィルタユニット３５は、所望の信号が利得ユニット３６まで通過することを可能にし、利得ユニット３６は、処理される信号の振幅を所望の値に設定することを可能にする。その後で、フィルタ処理および較正後の信号が、アナログデジタル変換器３７でアナログ形式からデジタル形式に変換される。アナログデジタル変換器３７の出力信号が、既知のデジタル信号プロセッサ４などの信号処理ユニットに転送され、信号処理ユニットは、復調および処理後の監視信号を基準値と比較する。次いで、評価プロセスで得られるデータが、金属検出システムの中央演算処理装置などのデータ処理ユニット、コンピュータ端末５などの内部または外部制御ユニットに転送される。

【0040】

測定プロセスを制御するために、信号プロセッサ４または制御ユニット５は、送信機ユニット１および受信機ユニット３内に設けられる様々なモジュールの機能を制御することができる。この目的で、信号プロセッサ４は、増幅器ユニット３２に第１の制御信号ｃ３２を、第１のフィルタユニット３３に第２の制御信号ｃ３３を、第２のフィルタユニット３５に第３の制御信号ｃ３５を、利得ユニット３６に第４の制御信号ｃ３６を、アナログデジタル変換器３７に第５の制御信号ｃ３７を転送している。こうした制御信号ｃ３２、ｃ３３、ｃ３５、ｃ３６、およびｃ３７で、個々の受信機ユニット３２、３３、３５、３６、および３７での増幅特性およびフィルタ特性を選択または調節することができる。以下で説明するように、第６の制御信号ｃ１２が送信機ユニット１に転送される。

【0041】

上述の受信機ステージ３は、もちろん好ましい実施形態である。しかし、本発明の方法は、異なる構造の受信機３を使用する金属検出システムで実施することができる。
図２に、図１に示す金属検出システムの送信機ユニット１のブロック図を示す。

【0042】

送信機ユニット１は、信号プロセッサ４または制御ユニット５から受信される第６の制御信号ｃ１２によって制御される周波数シンセサイザ１２などの信号源１２に、基準周波数ｆ_ＲＥＦを有する基準信号ｓ０を供給する基準ユニット１１を備える。したがって、信号プロセッサ４は、適切な送信機周波数ｆ_ＴＸを選択することができ、送信機周波数ｆ_ＴＸは、信号ｓ１０と共に電力増幅器１３に転送され、電力増幅器１３は、増幅後送信機信号ｓ１を平衡コイルシステム２の送信機コイル２１に供給している。信号ｓ１０はまた、受信機ステージ３内のモジュール３８にも転送され、モジュール３８は、基準信号ｓ１０の同相成分および直交成分を復調ユニット３４に供給する。

【0043】

上述の金属検出システムにより、本発明の方法に従って選択される様々な送信機周波数ｆ_ＴＸの適用と共に製品および汚染物質を測定することが可能となる。本発明の方法は、コンピュータプログラム（図４参照）によって実施され、好ましくは、コンピュータプログラムは、信号プロセッサ４または制御ユニット５に格納される。コンピュータプログラムのモジュールはまた、分散プロセッサで実装することもできる。

【0044】

図３ａに、固定パラメータとして使用される送信機周波数ｆ_ＴＸ１について、第１の金属汚染物質ＭＣ_１の粒子サイズが可変パラメータとして使用される、第１の金属汚染物質ＭＣ_１について確立される曲線または応答軌跡を示す。この曲線は様々な方式で得ることができる。一方法では、オペレータが、一定してサイズが増大する金属粒子、例えば１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、…、を平衡コイルシステム２０を通じて順次移送し、関連信号ベクトルｓｖ１、ｓｖ２、ｓｖ３を記録する。信号ベクトルｓｖ１、ｓｖ２、ｓｖ３の終点を接続することにより、プログラムモジュールは関連曲線を構築する。少数の信号ベクトルｓｖ１、ｓｖ２、ｓｖ３のみが記録された場合、２つの点間の直線区間が補間によって得られる。金属汚染物質ＭＣについてそのような曲線または特性の典型的な進行が記録された場合、１つまたは２つの信号ベクトルｓｖ１、ｓｖ２のみを測定し、経験値に基づいて曲線を構築することで十分である。金属検出システムがその状態を変更しておらず、較正が不要である場合、１つまたは複数の潜在的金属汚染物質タイプＭＣ１、ＭＣ２、ＭＣ３に関する事前記憶した曲線をメモリからダウンロードすることができる。

【0045】

図３ｂに、３つの異なる送信機周波数ｆ_ＴＸ１、ｆ_ＴＸ２、ｆ_ＴＸ３について、第１の金属汚染物質ＭＣ_１について確立される第１の曲線アレイを示す。この場合も、周波数ｆ_ＴＸ１、ｆ_ＴＸ２、ｆ_ＴＸ３のそれぞれについて、異なるサイズの金属汚染物質ＭＣ_１について信号ベクトルを測定することによって曲線を得ることができる。あるいは、例えば送信機周波数ｆ_ＴＸ２で粒子サイズ２ｍｍについて、１つの測定のみを行い、経験データを適用することによって曲線を得ることができる。

【0046】

図３ｃに、１つの送信機周波数ｆ_ＴＸ１について、３つの異なる金属汚染物質タイプＭＣ_１、ＭＣ_２、ＭＣ_３について確立される第２の曲線アレイを示す。曲線は、図３ａおよび３ｂについて上記で説明したように確立された。

【0047】

図３ｄに、送信機周波数ｆ_ＴＸ１で製品Ｐを走査している間に得られた製品信号のエリアＡ_ＰＳを示す。製品信号は、製品信号のエリアＡ_ＰＳの包絡線を定める異なる位相および振幅の信号ベクトルによって表される。製品信号のエリアＡ_ＰＳの境界を定める弁別器直線Ｄがさらに示されており、製品信号は、信号処理ユニット４および／または制御ユニット５内に設けられるコンピュータプログラム５０（図４参照）によって抑制または消去される。典型的には、較正データの取得の制御に関するコンピュータプログラム５０のモジュールが制御ユニット５で実装され、信号の処理、具体的には望ましくない信号の抑制に関するコンピュータプログラム５０のモジュールが、信号処理ユニット４で実装される。

【0048】

製品信号のエリアＡ_ＰＳは、例えば、測定される製品信号を弁別器直線Ｄが囲むまで製品位相を調節することによって抑制される。次いで、製品信号が抑制される間、弁別器直線Ｄを超えて延びる金属汚染物質ＭＣ_１、ＭＣ_２、ＭＣ_３、…、の信号が検出される。しかし、望ましくない信号を抑制する他のオプションもあることを理解されたい。例えば、受信される信号を２次元または３次元表現にマッピングし、その中で、抑制されるエリアまたはボリュームが定められる。このエリアまたはボリューム内にある信号は無視される。

【0049】

図３ｅに、図３ｃに示す第２の曲線アレイと、図３ｄに示す製品信号のエリアＡ_ＰＳの重ね合せを示す。この図では、第１および第２の金属汚染物質ＭＣ１、ＭＣ２の曲線の短い区間のみが製品信号のエリアＡ_ＰＳ内部にあることがわかる。したがって、この送信機周波数ｆ_ＴＸ１では、金属検出システムは、１ｍｍよりも著しく小さい第１および第２の金属汚染物質ＭＣ１、ＭＣ２の粒子を検出することができる。しかし、第３の金属汚染物質ＭＣ３について、粒子サイズ１ｍｍに関する点を含む曲線の大部分が、製品信号のエリアＡ_ＰＳ内にあることが示されている。

【0050】

図３ｅでは、弁別器直線と、第２のアレイを形成する金属汚染物質タイプＭＣ_１、ＭＣ_２、ＭＣ_３の曲線との交点ＩＰ_ＭＣ１、ＩＰ_ＭＣ２、ＩＰ_ＭＣ３が示されている。こうした交点ＩＰ_ＭＣ１、ＩＰ_ＭＣ２、ＩＰ_ＭＣ３は、もはや測定することのできない金属汚染物質タイプＭＣ_１、ＭＣ_２、ＭＣ_３の粒子サイズを示す。しかし、少なくとも第１および第２の送信機周波数ｆ_ＴＸ１、ｆ_ＴＸ２で得られる交点ＩＰ_ＭＣ１、ＩＰ_ＭＣ２、ＩＰ_ＭＣ３の比較により、注目の金属汚染物質タイプＭＣ_１、ＭＣ_２、ＭＣ_３のより小さい粒子サイズを、送信機周波数ｆ_ＴＸ１またはｆ_ＴＸ２のどちらで測定することができるかを判定することが可能となる。したがって、収集したデータに基づいて、図３ｅに示されるように、コンピュータプログラム５０は、どの送信機周波数ｆ_ＴＸ１、ｆ_ＴＸ２、…が適用されるかを判断することができる。与えられる例では、コンピュータプログラム５０は、金属汚染物質タイプＭＣ_１およびＭＣ_２について、第１の送信機周波数ｆ_ＴＸ１が適切であり、第３の金属汚染物質ＭＣ_３について、別の送信機周波数ｆ_ＴＸ−ｘがより良好な結果を与えることができると判断することができる。

【0051】

製品信号のエリアＡ_ＰＳが正確にマッピングされた場合、製品信号のエリアＡ_ＰＳの境界と、第２のアレイを形成する金属汚染物質タイプＭＣ_１、ＭＣ_２、ＭＣ_３の曲線の交点を求めることができる。

【0052】

製品Ｐを走査するとき、コンピュータプログラム５０は、選択された送信機周波数ｆ_ＴＸ１およびｆ_ＴＸ−ｘを交互に、または同時に適用することができる。送信機周波数ｆ_ＴＸ１およびｆ_ＴＸ−ｘが交互に適用される場合、好ましくは、適用のシーケンスが、プロセスパラメータのうちの１つまたは複数に従って選択され、または選択可能である。交番の数は典型的には、製品Ｐのサイズおよび金属汚染物質タイプＭＣに依存し、自由に選択することができる。典型的には、交番の数は、１から５０の間の範囲で選択される。

【0053】

２つの金属汚染物質ＭＣ_１、ＭＣ_２のうちの第１のものが強い信号を与え、第２のものが小さい信号を与える場合、有利には、送信機周波数ｆ_ＴＸ１およびｆ_ＴＸ−ｘが適用されるデューティサイクルを適用することができる。第２の金属汚染物質ＭＣ_２に対して最適化された送信機周波数ｆ_ＴＸの適用の時間は典型的には、第１の金属汚染物質ＭＣ_１について選択された送信機周波数ｆ_ＴＸの適用の時間よりも２から１０倍の範囲となる。

【0054】

したがって、本発明の方法は、測定プロセス、すなわち、好ましい、または最適化された送信機周波数ｆ_ＴＸ１およびｆ_ＴＸ−ｘで、搬送される製品Ｐを走査するプロセスを開始することを可能にする。したがって、製品Ｐが平衡コイルシステム２を通過しているとき、測定のために利用可能な時間が、最も好ましい送信機周波数ｆ_ＴＸを適用することによって十分に用いられる。したがって、収集されるすべてのデータが、最終的測定結果に寄与する。したがって、最適化された送信機周波数ｆ_ＴＸをより長期間に適用することにより、得られる金属汚染物質ＭＣの検出に関する感度が著しく向上する。さらに、少なくとも金属検出システムの初期セットアップについて、追加の労力が必要となるが、金属検出システムを操作する全体の労力が著しく低減される。データを解析し、評価し、選択するプロセスはもはや不要である。

【0055】

さらに、本発明の方法は、複数の送信機周波数ｆ_ＴＸの同時適用について重要な改善を構成する。上述の較正プロセスに基づいて、最適化された測定を実施するのに必要なのは、いくつかの送信機周波数ｆ_ＴＸだけである。したがって、例えば信号プロセッサ４で実施されるフィルタ技法により、またはスイッチト・フィルタ・バンク３３（図１参照）により、削減された数の送信機周波数ｆ_ＴＸを分離する労力は、既知のシステムと比べて比較的低い。

【0056】

図４に、本発明の方法を実施するのに使用されるコンピュータプログラム５０の好ましい実施形態の図を示す。コンピュータプログラム５０は、４つの不可欠なモジュール５１、５２、５３、および５４を含む。

【0057】

第１のプログラムモジュール５１は、場合によっては製品Ｐ内に現れる金属汚染物質ＭＣのデータを確立するデータ働きをする。より具体的には、第１のプログラムモジュール５１は、図３ｂおよび３ｃに示される議論した曲線の第１および／または第２のアレイを確立する働きをする。この目的で、第１のプログラムモジュール５１は、データファイル５５３にアクセスし、データファイル５５３内には、第１のアレイに関する可変パラメータおよび第２のアレイに関する固定パラメータとして働く、利用可能な送信機周波数ｆ_ＴＸ１、ｆ_ＴＸ２、ｆ_ＴＸ３、ｆ_ＴＸ４、…、が列挙される。送信機周波数ｆ_ＴＸの数は典型的には、６から２０の間の範囲内であるが、自由に選択することができる。第１のプログラムモジュール５１は、別のデータファイル５５１１、５５１２、…にアクセスすることができる。データファイル５５１１内には、金属汚染物質ＭＣの経験データが列挙される。好ましくは、データファイル５５１２は、金属汚染物質ＭＣの事前記録した曲線、ならびに／あるいは第１および／または第２のアレイを含む。金属汚染物質ＭＣ_１に関する少なくとも１つの較正プロセスが、１つの粒子サイズおよび１つの送信機周波数ｆ_ＴＸ１と共に実施される場合、データバス５５１３を介して第１のプログラムモジュール５１に関連データが転送される。複数の第１および第２のアレイなどの確立されるデータが、データファイル５１０で第３のプログラムモジュール５３に転送される。

【0058】

第２のプログラムモジュール５２は、選択可能送信機周波数ｆ_ＴＸ１、ｆ_ＴＸ２、ｆ_ＴＸ３、ｆ_ＴＸ４、…について少なくとも１つの製品Ｐのデータを確立する働きをする。第２のプログラムモジュール５２は、データファイル５５２１、５５２２、…にアクセスすることができる。データファイル５５２１は製品の経験データを含む。好ましくは、データファイル５５２２は、注目の製品Ｐの事前記録データを含む。製品Ｐを伴う少なくとも１つの較正プロセスが実施される場合、関連データが、データバス５５２３を介して第２のプログラムモジュール５２に転送される。送信機周波数ｆ_ＴＸ１；ｆ_ＴＸ２；ｆ_ＴＸ３；ｆ_ＴＸ４；…、についてそれぞれ確立される、複数のエリアＡ_ＰＳなどの確立されるデータが、データファイル５２０で第３のプログラムモジュール５３に転送される。

【0059】

データファイル５５１１、５５１２、…；５５２１、５５２２、…および／または較正プロセスの同時データを選択的に使用することにより、比較プロセスのために必要なデータ、すなわち送信機周波数ｆ_ＴＸ１；ｆ_ＴＸ２；ｆ_ＴＸ３；ｆ_ＴＸ４の適用の結果の評価を様々な方式で確立することができる。

【0060】

第３のプログラムモジュール５３では、製品Ｐおよび汚染物質ＭＣについて確立されるデータが、それぞれの送信機周波数ｆ_ＴＸ１；ｆ_ＴＸ２；ｆ_ＴＸ３；ｆ_ＴＸ４；…について比較される。図４に象徴的に示されているように、製品Ｐおよび２つの汚染物質ＭＣ_１、ＭＣ_２のデータの重ね合せが、第１および第２の送信機周波数ｆ_ＴＸ１；ｆ_ＴＸ２について確立される。次いで、汚染物質ＭＣ_１、ＭＣ_２の最小の粒子サイズを送信機周波数ｆ_ＴＸ１；ｆ_ＴＸ２のどちらで検出することができるかが判定される。好ましくは、このプロセスは、すべての選択可能送信機周波数ｆ_ＴＸ１、ｆ_ＴＸ２、ｆ_ＴＸ３、ｆ_ＴＸ４、…について実施される。

【0061】

最後に、第３のプログラムモジュール５３の結果が第４のプログラムモジュール５４に転送され、第４のプログラムモジュール５４は、好ましくは較正プロセスおよび測定プロセスを含む、個々のプロセスを制御および調整する。具体的には、好ましい送信機周波数ｆ_ＴＸ１；ｆ_ＴＸ２；ｆ_ＴＸ３；ｆ_ＴＸ４；…、およびそれで検出することができる金属汚染物質タイプＭＣ_１、ＭＣ_２、…の最小粒子サイズが、第４のプログラムモジュール５４にレポートされる。例えばデータ端末５上で、オペレータによって選択される構成パラメータに応じて、第４のプログラムモジュール５４は、測定プロセスをセットアップしており、関連制御信号を金属検出システムの個々の電子モジュールに転送する。具体的には、第４のプログラムモジュール５４は、送信機ユニット１に制御信号ｃ１２を送ることを開始する。さらに、第４のプログラムモジュール５４に信号を供給する電子センサ、好ましくは光センサにより、測定プロセスのステータスを継続的に観測することができ、時限実施測定シーケンスが可能となる。

【0062】

好ましくは、第４のプログラムモジュール５４は、少なくとも較正プロセスの結果が格納されるデータファイル５４１、５４２などのデータ記憶ユニットを備える。データファイル５４１には、較正プロセスの結果、具体的には金属汚染物質タイプＭＣ_１、ＭＣ_２、…の最小粒子サイズおよび関連送信機周波数ｆ_ＴＸ１、ｆ_ＴＸ２、ｆ_ＴＸ３、ｆ_ＴＸ４、…が格納される。データファイル５４２には、様々な測定プロセスに関する構成データを反復的な使用のために格納することができる。

【0063】

好ましくは、第４のプログラムモジュール５４はまた、信号プロセッサ４、制御ユニット５、および例えばコンピュータ端末に含まれる他のデバイスと通信する。
金属検出システムの動作中、好ましくは、第４のプログラムモジュール５４は、測定プロセスと並列に動作する較正プロセスで最適な条件を維持するために、製品Ｐおよび金属汚染物質ＭＣから導出された別のデータを収集する。

【0064】

金属検出システムの動作について、あらゆる個々の製品について、特定の周波数を選択する必要がないように、送信機周波数ｆ_ＴＸ１、ｆ_ＴＸ２の数を削減することが望ましい。

【0065】

本発明によれば、最適化された送信機周波数ｆ_ＴＸにそれぞれ割り当てられるクラスタに、異なる製品が割り当てられる。したがって、製品をクラスタ化することにより、高い効率で測定結果の改善を得ることが可能となる。

【0066】

クラスタ化のプロセスは、様々な方式で実施することができる。好ましくは、すべての利用可能な送信機周波数ｆ_ＴＸについて、依然として製品情報が得られる。上述のように、製品を走査するとき、典型的には、個々の位相および大きさをそれぞれ有する様々な信号成分が生じる。すべての信号成分のベクトルを接続することにより、信号弁別器によって抑制される製品信号または製品シグニチャのエリアＡ_ＰＳの境界である包絡線が得られる。

【0067】

図３ｄに、送信機周波数ｆ_ＴＸ１で製品Ｐを走査中に得られた製品信号のエリアＡ_ＰＳを示す。製品信号は、製品信号のエリアＡ_ＰＳの包絡線を定める、異なる位相および振幅の信号ベクトルによって表される。抑制される製品信号のエリアＡ_ＰＳの境界を定める弁別器直線Ｄがさらに示されている。

【0068】

本発明によれば、類似または同等の製品シグニチャＡ_ＰＳを有する製品がグループ化され、最適な送信機周波数ｆ_ＴＸに割り当てられる。次いで、このグループまたはクラスタについて、弁別器直線Ｄが設定され、弁別器直線Ｄは、対応する製品が検出器を通過しているとき、各製品シグニチャＡ_ＰＳが抑制されることを保証する。

【0069】

あるいは、選択された範囲内にある弁別器直線Ｄを有する製品が、最適化された送信機周波数ｆ_ＴＸについてグループ化される。
別の代替として、前記弁別器直線Ｄ間にある、記憶された製品シグニチャＡ_ＰＳまたは記憶された弁別器直線Ｄのどれが取り出されるかに基づいて、弁別器直線Ｄを定めることができる。したがって、オペレータは、金属汚染物質タイプＭＣ_１、ＭＣ_２、ＭＣ_３の受け入れられる粒子サイズおよび対応する弁別器直線Ｄを選択することができる。こうした弁別器直線Ｄについて、実装されるコンピュータプログラム５０は、個々の送信機周波数ｆ_ＴＸ１、ｆ_ＴＸ２、…についてグループ化することのできるすべての製品をリストする。

【0070】

別の好ましい実施形態では、オペレータは、測定する必要のある第１の製品Ｐを選択することができる。次いで、コンピュータプログラム５０は、好ましくは第１の製品と共にクラスタ化することのできる選択された公差範囲内で、別の製品Ｐが存在するかどうかを解析することができる。

【0071】

好ましくは、削減された送信機周波数ｆ_ＴＸ１、ｆ_ＴＸ２、…、のセットは、最大数の製品を含むクラスタサイズが得られるように選択される送信機周波数ｆ_ＴＸ１、ｆ_ＴＸ２、…、からなる。

【0072】

データベース５に記憶された製品データに基づいてコンピュータプログラム５０で実行することのできるこのクラスタ化プロセスで、金属検出システムの効率を著しく向上させることができる。

【図1】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図3c】

【図3d】

【図3e】

【図4】