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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024120886
(43)【公開日】2024-09-05
(54)【発明の名称】試験デバイスを有する金属検出装置および試験デバイス
(51)【国際特許分類】
G01V 3/10 20060101AFI20240829BHJP
G01V 3/11 20060101ALI20240829BHJP
【ＦＩ】
G01V3/10 F
G01V3/11 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024025477
(22)【出願日】2024-02-22
(31)【優先権主張番号】23158451
(32)【優先日】2023-02-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(71)【出願人】
【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】100118902
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 修
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【弁理士】
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100196508
【弁理士】
【氏名又は名称】松尾 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100172041
【弁理士】
【氏名又は名称】小畑 統照
(72)【発明者】
【氏名】トム・バンクス
【テーマコード（参考）】
2G105
【Ｆターム（参考）】
2G105AA01
2G105BB11
2G105DD02
2G105EE02
2G105FF02
2G105FF13
2G105GG01
2G105HH05
2G105JJ05
2G105KK06
(57)【要約】 （修正有）
【課題】改良型試験デバイスを有する金属検出装置、およびそのような改良型試験デバイスを提供すること。
【解決手段】金属検出装置（１）は、検出ハウジング（１４）であって、製品（Ｐ）がコイルシステム（６）を通って移動可能であり、送信機コイル（６１）ならびに第１および第２の受信機コイル（６２、６３）を備え、送信機コイル（６１）ならびに第１および第２の受信機コイル（６２、６３）は、検出ハウジング（１４）を備え、受信機コイル信号を処理し、汚染物（Ｃ）に関連する信号を検出し、試験間隔中に少なくとも１つの試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）の測定を制御するための制御ユニット（５）とをさらに備える。
【選択図】図１
【解決手段】金属検出装置（１）は、検出ハウジング（１４）であって、製品（Ｐ）がコイルシステム（６）を通って移動可能であり、送信機コイル（６１）ならびに第１および第２の受信機コイル（６２、６３）を備え、送信機コイル（６１）ならびに第１および第２の受信機コイル（６２、６３）は、検出ハウジング（１４）を備え、受信機コイル信号を処理し、汚染物（Ｃ）に関連する信号を検出し、試験間隔中に少なくとも１つの試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）の測定を制御するための制御ユニット（５）とをさらに備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
検出ハウジング（１４）であって、
搬送チャネル（１０）の境界を定める入力アパーチャ（１１）および出力アパーチャ（１２）を有し、前記搬送チャネル（１０）に沿って、製品（Ｐ）がコイルシステム（６）を通って移動可能であり、前記コイルシステム（６）は、検出ゾーン（６０）を画定し、送信機コイル（６１）ならびに第１および第２の受信機コイル（６２、６３）を備え、前記送信機コイル（６１）ならびに前記第１および第２の受信機コイル（６２、６３）は、前記送信機コイル（６１）に印可される電流が、金属汚染物（Ｃ）が前記検出ゾーン（６０）内に存在するときに互いに補償しない、前記第１の受信機コイル（６２）内の第１の受信機コイル信号および前記第２の受信機コイル（６３）内の第２の受信機コイル信号を誘起するように寸法設定される、検出ハウジング（１４）を有し、
前記検出ゾーン（６０）を通って移動可能である少なくとも１つの試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）を備える試験デバイス（２）と、
前記受信機コイル信号を処理し、汚染物（Ｃ）に関連する信号を検出し、前記少なくとも１つの試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）に関連する信号を検出するための信号処理ユニット（４）と、
通常運転中に製品の測定を制御し、試験間隔中に前記少なくとも１つの試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）の測定を制御するための制御ユニット（５）とをさらに有する、金属検出装置（１）であって、
前記試験デバイス（２）は、
第１のリール（２９１）を回転可能に保持する第１のリールドライブユニット（２７１）を備える前記入力アパーチャ（１１）に配置された第１のリールユニット（２１）と、
第２のリール（２９２）を回転可能に保持する第２のリールドライブユニット（２７２）を備える前記出力アパーチャ（１２）に配置された第２のリールユニット（２２）と、
細長い巻回可能なサンプルキャリア（２８）であって、前記検出ゾーン（６０）を通って延在し、前記第１のリール（２９１）によって巻回可能に保持される第１の端部を有し、前記第２のリール（２９２）によって巻回可能に保持される第２の端部を有し、前記少なくとも１つの試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）を保持する、細長い巻回可能なサンプルキャリア（２８）とをさらに備え、
前記第１のリールドライブユニット（２７１）または前記第２のリールドライブユニット（２７２）は、前記検出ゾーン（６０）を通る前記試験間隔中に前記少なくとも１つの試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）を搬送するために前記制御ユニット（５）によって制御可能である、または、
前記第１のリールドライブユニット（２７１）および前記第２のリールドライブユニット（２７２）は、前記検出ゾーン（６０）を通る前記試験間隔中に前記少なくとも１つの試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）を搬送するために前記制御ユニット（５）によって制御可能である
ことを特徴とする、金属検出装置（１）。
搬送チャネル（１０）の境界を定める入力アパーチャ（１１）および出力アパーチャ（１２）を有し、前記搬送チャネル（１０）に沿って、製品（Ｐ）がコイルシステム（６）を通って移動可能であり、前記コイルシステム（６）は、検出ゾーン（６０）を画定し、送信機コイル（６１）ならびに第１および第２の受信機コイル（６２、６３）を備え、前記送信機コイル（６１）ならびに前記第１および第２の受信機コイル（６２、６３）は、前記送信機コイル（６１）に印可される電流が、金属汚染物（Ｃ）が前記検出ゾーン（６０）内に存在するときに互いに補償しない、前記第１の受信機コイル（６２）内の第１の受信機コイル信号および前記第２の受信機コイル（６３）内の第２の受信機コイル信号を誘起するように寸法設定される、検出ハウジング（１４）を有し、
前記検出ゾーン（６０）を通って移動可能である少なくとも１つの試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）を備える試験デバイス（２）と、
前記受信機コイル信号を処理し、汚染物（Ｃ）に関連する信号を検出し、前記少なくとも１つの試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）に関連する信号を検出するための信号処理ユニット（４）と、
通常運転中に製品の測定を制御し、試験間隔中に前記少なくとも１つの試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）の測定を制御するための制御ユニット（５）とをさらに有する、金属検出装置（１）であって、
前記試験デバイス（２）は、
第１のリール（２９１）を回転可能に保持する第１のリールドライブユニット（２７１）を備える前記入力アパーチャ（１１）に配置された第１のリールユニット（２１）と、
第２のリール（２９２）を回転可能に保持する第２のリールドライブユニット（２７２）を備える前記出力アパーチャ（１２）に配置された第２のリールユニット（２２）と、
細長い巻回可能なサンプルキャリア（２８）であって、前記検出ゾーン（６０）を通って延在し、前記第１のリール（２９１）によって巻回可能に保持される第１の端部を有し、前記第２のリール（２９２）によって巻回可能に保持される第２の端部を有し、前記少なくとも１つの試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）を保持する、細長い巻回可能なサンプルキャリア（２８）とをさらに備え、
前記第１のリールドライブユニット（２７１）または前記第２のリールドライブユニット（２７２）は、前記検出ゾーン（６０）を通る前記試験間隔中に前記少なくとも１つの試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）を搬送するために前記制御ユニット（５）によって制御可能である、または、
前記第１のリールドライブユニット（２７１）および前記第２のリールドライブユニット（２７２）は、前記検出ゾーン（６０）を通る前記試験間隔中に前記少なくとも１つの試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）を搬送するために前記制御ユニット（５）によって制御可能である
ことを特徴とする、金属検出装置（１）。
【請求項2】
ａ）前記第１のリールドライブユニット（２７１）または前記第２のリールドライブユニット（２７２）は、制御可能な電気モーターである、または、
ｂ）前記第１および第２のリールドライブユニット（２７１、２７２）は、前記巻回可能なサンプルキャリア（２８）を引っ張ることを除いて、前記試験中に同期して駆動される制御可能な電気モーターである、または、
ｃ）前記第１のリールドライブユニット（２７１）は制御可能な電気モーターであり、前記第２のリールドライブユニット（２７２）は、前記第２のリール（２９２）が回転すると引っ張られるばね（２７３）を備える、または、
ｄ）前記第２のリールドライブユニット（２７２）は制御可能な電気モーターであり、前記第１のリールドライブユニット（２７１）は、前記第１のリール（２９１）が回転すると引っ張られるばね（２７３）を備える
ことを特徴とする、請求項１に記載の金属検出装置（１）。
ｂ）前記第１および第２のリールドライブユニット（２７１、２７２）は、前記巻回可能なサンプルキャリア（２８）を引っ張ることを除いて、前記試験中に同期して駆動される制御可能な電気モーターである、または、
ｃ）前記第１のリールドライブユニット（２７１）は制御可能な電気モーターであり、前記第２のリールドライブユニット（２７２）は、前記第２のリール（２９２）が回転すると引っ張られるばね（２７３）を備える、または、
ｄ）前記第２のリールドライブユニット（２７２）は制御可能な電気モーターであり、前記第１のリールドライブユニット（２７１）は、前記第１のリール（２９１）が回転すると引っ張られるばね（２７３）を備える
ことを特徴とする、請求項１に記載の金属検出装置（１）。
【請求項3】
前記巻回可能なサンプルキャリア（２８）は、テープまたは複数のテープの組み合わせ、ストリングまたは複数のストリングの組み合わせ、ロープまたは複数のロープの組み合わせ、あるいは、ケーブルまたは複数のケーブルの組み合わせであることを特徴とする、請求項１または２に記載の金属検出装置（１）。
【請求項4】
前記巻回可能なサンプルキャリア（２８）は、プラスチック、ポリエチレン、または２軸延伸ポリエチレンテレフタレートで作られていること、または、前記巻回可能なサンプルキャリア（２８）はマイラーテープであることを特徴とする、請求項３に記載の金属検出装置（１）。
【請求項5】
前記少なくとも１つの試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）は、鉄鋼材料、非鉄鋼材料、ステンレス鋼、またはアルミニウム、あるいはその組み合わせで作られていることを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の金属検出装置（１）。
【請求項6】
複数の試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）が設けられ、前記複数の試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）は、互いから規則的なまたは不規則的な距離を持って、前記巻回可能なサンプルキャリア（２８）に別々に取り付けられるかまたは接合されることを特徴とする、請求項１～５のいずれか１項に記載の金属検出装置（１）。
【請求項7】
ａ）少なくとも１つのサンプルセンサ（７１）が設けられ、前記少なくとも１つのサンプルセンサ（７１）を用いて、前記少なくとも１つの試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）は、前記検出ゾーン（６０）内の特定の場所で観察可能である、および／または、
ｂ）少なくとも１つのモーターセンサ（７２）が設けられ、前記少なくとも１つのモーターセンサ（７２）を用いて、前記第１のリールユニット（２１）または前記第２のリールユニット（２２）内の前記リール（２９１、２９２）の回転が観察可能である
ことを特徴とする、請求項１～６のいずれか１項に記載の金属検出装置（１）。
ｂ）少なくとも１つのモーターセンサ（７２）が設けられ、前記少なくとも１つのモーターセンサ（７２）を用いて、前記第１のリールユニット（２１）または前記第２のリールユニット（２２）内の前記リール（２９１、２９２）の回転が観察可能である
ことを特徴とする、請求項１～６のいずれか１項に記載の金属検出装置（１）。
【請求項8】
前記第１のリールユニット（２１）および前記第２のリールユニット（２２）は前記検出器ハウジング（１４）に統合されること、または、前記第１のリールユニット（２１）および前記第２のリールユニット（２２）はそれぞれ、リールハウジング（２４）であって、前記検出器ハウジング（１４）に取り付けられるかまたは取り付け可能であり、前記巻回可能なサンプルキャリア（２８）が通過することができる搬送ポート（２４０）を備えるリールハウジング（２４）を備えることを特徴とする、請求項１～７のいずれか１項に記載の金属検出装置（１）。
【請求項9】
前記巻回可能なサンプルキャリア（２８）は、前記第１のリールユニット（２１）から前記第２のリールユニット（２２）まで、自由にルーティングされる、あるいは、ガイドチャネル（２６）内に部分的にまたは完全に閉囲されることを特徴とする、請求項１～８のいずれか１項に記載の金属検出装置（１）。
【請求項10】
ａ）前記第１のリールユニット（２１）は、前記リールハウジング（２４）内に保持された、あるいは、前記リールハウジング（２４）に統合されるかまたは成形されたガイド要素（２４３）を備える、または、
ｂ）前記第２のリールユニット（２２）は、前記リールハウジング（２４）内に保持された、あるいは、前記リールハウジング（２４）に統合されるかまたは成形されたガイド要素（２４３）を備える、または、
ｃ）前記第１のリールユニット（２１）および前記第２のリールユニット（２２）はそれぞれ、前記リールハウジング（２４）内に保持された、あるいは、前記リールハウジング（２４）に統合されるかまたは成形されたガイド要素（２４３）を備える
ことを特徴とする、請求項８または９に記載の金属検出装置（１）。
ｂ）前記第２のリールユニット（２２）は、前記リールハウジング（２４）内に保持された、あるいは、前記リールハウジング（２４）に統合されるかまたは成形されたガイド要素（２４３）を備える、または、
ｃ）前記第１のリールユニット（２１）および前記第２のリールユニット（２２）はそれぞれ、前記リールハウジング（２４）内に保持された、あるいは、前記リールハウジング（２４）に統合されるかまたは成形されたガイド要素（２４３）を備える
ことを特徴とする、請求項８または９に記載の金属検出装置（１）。
【請求項11】
金属なしゾーンは前記検出ゾーン（６０）の周りに画定され、前記第１のリールドライブユニット（２７１）および前記第２のリールドライブユニット（２７２）は前記金属なしゾーンの外に位置付けられることを特徴とする、請求項１～１０のいずれか１項に記載の金属検出装置（１）。
【請求項12】
前記制御ユニット（５）によって個々に制御可能である２つ以上の試験デバイス（２）を装備することを特徴とする、請求項１～１１のいずれか１項に記載の金属検出装置（１）。
【請求項13】
前記制御ユニット（５）は、検査される前記試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）および製品（Ｐ）を順次にまたは同時に試験するために、通常運転中に前記金属検出装置（１）を制御するための操作モジュール（５１）ならびに試験間隔中に前記金属検出装置（１）および前記試験デバイス（２）を制御するための試験モジュール（５２）を有する制御プログラム（５０）を備えることを特徴とする、請求項１～１２のいずれか１項に記載の金属検出装置（１）。
【請求項14】
前記信号処理ユニット（４）は、前記試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）の前記信号を記憶し、試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）および製品（Ｐ）が同時に試験されるときに、前記受信機コイル信号から試験下の前記試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）の前記信号を減算するように設計されることを特徴とする、請求項１～１２のいずれか１項に記載の金属検出装置（１）。
【請求項15】
請求項１～１４のいずれか１項に記載の金属検出装置（１）のための試験デバイス（２）であって、
第１のリール（２９１）を回転可能に保持する第１のリールドライブユニット（２７１）を備える前記入力アパーチャ（１１）に配置された第１のリールユニット（２１）と、
第２のリール（２９２）を回転可能に保持する第２のリールドライブユニット（２７２）を備える前記出力アパーチャ（１２）に配置された第２のリールユニット（２２）と、
細長い巻回可能なサンプルキャリア（２８）とを備え、前記細長い巻回可能なサンプルキャリア（２８）は、
前記金属検出装置（１）の検出ゾーン（６０）を通って延在し、
前記第１のリール（２９１）によって巻回可能に保持される第１の端部を有し、
前記第２のリール（２９２）によって巻回可能に保持される第２の端部を有し
、そして、
前記少なくとも１つの試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）を保持し、
前記第１のリールドライブユニット（２７１）または前記第２のリールドライブユニット（２７２）は、前記検出ゾーン（６０）を通る前記試験間隔中に前記少なくとも１つの試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）を搬送するために前記制御ユニット（５）によって制御可能である、または、
前記第１のリールドライブユニット（２７１）および前記第２のリールドライブユニット（２７２）は、前記検出ゾーン（６０）を通る前記試験間隔中に前記少なくとも１つの試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）を搬送するために前記制御ユニット（５）によって制御可能である、試験デバイス（２）。
第１のリール（２９１）を回転可能に保持する第１のリールドライブユニット（２７１）を備える前記入力アパーチャ（１１）に配置された第１のリールユニット（２１）と、
第２のリール（２９２）を回転可能に保持する第２のリールドライブユニット（２７２）を備える前記出力アパーチャ（１２）に配置された第２のリールユニット（２２）と、
細長い巻回可能なサンプルキャリア（２８）とを備え、前記細長い巻回可能なサンプルキャリア（２８）は、
前記金属検出装置（１）の検出ゾーン（６０）を通って延在し、
前記第１のリール（２９１）によって巻回可能に保持される第１の端部を有し、
前記第２のリール（２９２）によって巻回可能に保持される第２の端部を有し
、そして、
前記少なくとも１つの試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）を保持し、
前記第１のリールドライブユニット（２７１）または前記第２のリールドライブユニット（２７２）は、前記検出ゾーン（６０）を通る前記試験間隔中に前記少なくとも１つの試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）を搬送するために前記制御ユニット（５）によって制御可能である、または、
前記第１のリールドライブユニット（２７１）および前記第２のリールドライブユニット（２７２）は、前記検出ゾーン（６０）を通る前記試験間隔中に前記少なくとも１つの試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）を搬送するために前記制御ユニット（５）によって制御可能である、試験デバイス（２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
[0001]本発明は、試験デバイスを装備する金属検出装置およびそのような試験デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
[0002]金属検出装置は、被処理製品内の望ましくない金属汚染物を検出し排除するために使用される。適切に設置され、操作されると、装置は、金属汚染物を低減し、食品（ｆｏｏｄ）安全性を改善するのを助けることになる。最も最近の金属検出器は、「平衡コイルシステム（ｂａｌａｎｃｅｄ ｃｏｉｌ ｓｙｓｔｅｍ）」を備えるサーチヘッドを利用する。この設計の検出器は、生鮮および冷凍製品などの多種多様な製品内の鉄鋼、非鉄鋼、およびステンレス鋼を含む全ての金属汚染物タイプを検出することができる。
【0003】
[0003]金属検出装置は、通常、検査下の物体がそれに沿って移動する、閉囲部の内部の移動経路を画定する、異なるまたは同じサイズの断面積を有する入力および出力アパーチャを有する金属ハウジングを備える。アパーチャは、通常、製品の流れおよび／または製品サイズに従って通常選択される長方形または円形形状を有する。
【0004】
[0004]「平衡コイル（ｂａｌａｎｃｅｄ ｃｏｉｌ）」原理に従って運転する金属検出装置は、通常、非金属フレームまたはヨークに巻き付けられる３つのコイルを備える。コイルシステムは、少なくとも１つの送信機コイルならびに少なくとも１つの第１のおよび少なくとも１つの第２の受信機コイルを備え、それぞれの受信機コイルは、入力アパーチャと出力アパーチャとの間で閉囲部の内部の検出ゾーンを境界付ける。検出ゾーンは、移動経路に沿って変動するまたは一定である断面プロファイルを有する。円筒検出ゾーンを有するシステムは、通常、送信機コイルが２つの受信機コイルの間に芯出しされた状態で同一寸法を有するコイルを使用する。円錐検出ゾーンを有するシステムは、通常、送信機コイルが２つの受信機コイルの間で中心からはずれた状態で、互いにサイズが異なるコイルを使用する。両方のシステムにおいて、コイルは、送信機コイルが交流電流によって励磁されると、それによって生成される電磁界が、第１の受信機コイル内に第１の電圧を、また、第２の受信機コイル内に第２の電圧を誘起するように配置され、第１および第２の電圧は、検査下の物体内に金属が存在しないとき、互いに打ち消す。
【0005】
[0005]金属の粒子がコイル配置構成を通過するにつれて、高周波電磁界は、最初に１つの受信機コイルの近くで、そしてその後、他の受信機コイルの近くで乱れる。金属の粒子が受信機コイルを通って運ばれる間、各受信機コイル内で誘起される電圧は変化する。この平衡の変化は、受信機コイルの出力に信号をもたらし、その信号は、増幅され、処理され、そしてその後、金属汚染物の存在を検出するために使用され得る。
【0006】
[0006]信号処理チャネルは、通常、受信信号を、互いに９０°離れている２つの別個の成分に分割する。結果得られるベクトルは、コイルシステムを通って運ばれる製品および汚染物について典型的である、大きさおよび位相角度を有する。金属汚染物を識別するために、「製品の影響（ｐｒｏｄｕｃｔ ｅｆｆｅｃｔｓ）」は、除去または低減される必要がある。製品の位相が分かっている場合、対応する信号ベクトルは低減され得る。そのため、信号スペクトルから望ましくない信号を排除することは、汚染物に起因する信号についてのより高い感度につながる。
【0007】
[0007]位相検出器によって異なる起源の信号成分の位相を区別することは、製品および汚染物に関する情報を取得することを可能にする。位相検出器、例えば、周波数ミキサまたはアナログ回路は、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提供される参照信号との間の位相の差を示す電圧信号を生成する。したがって、製品信号成分の位相に一致するように参照信号の位相を選択することによって、位相差および対応する製品信号は、位相検出器の出力で取得され、ゼロである。汚染物に起因する信号成分の位相が製品信号成分の位相と異なる場合、汚染物の信号成分が検出され得る。しかしながら、汚染物の信号成分の位相が製品信号成分の位相に近い場合、汚染物の検出は失敗する。なぜなら、汚染物の信号成分が、製品信号成分と共に抑制されるためである。好ましくは、金属検出装置は、したがって、複数の送信機周波数のうちの１つの送信機周波数であって、金属汚染物の信号成分の位相が、その送信周波数について製品信号成分と位相がずれていることになる、１つの送信機周波数を選択することを可能にする。
【0008】
[0008]較正後、金属検出装置は、指定された性能を提供し、指定された性能は、しかしながら、ドリフト効果によって徐々に低下する場合がある。金属検出装置を短い間隔で再較正する代わりに、金属検出装置の性能は、好ましくは試験され、較正は、試験結果が再較正についての必要性を指示するときに行われるだけである。
【0009】
[0009]したがって、金属検出装置を試験し最適化するために、複数の汚染物に対応する１つのまたは好ましくは複数の異なる試験サンプルを用いる試験が実施される。試験サンプルを金属検出装置に入れることによって試験手順を手作業で実行することは、時間がかかりかつ厄介である。したがって、最新の金属検出装置は、自動的に操作され得る試験デバイスを装備する。
【0010】
[0010]米国特許第０４４４１７４号は、試験を自動的に実施することができる試験デバイスを有する金属検出装置を開示する。試験デバイスは、金属検出装置のアパーチャのうちの１つのアパーチャ内に延在する１つまたは複数のチューブを備える。各チューブは、統合された金属試験サンプルを備える。試験サンプルは、搬送軸に沿って検出ゾーンを通って空気圧の印可下でチューブ内を前後に移動可能であり、試験サンプルについて、入力信号が測定され、入力信号の振幅より小さい閾値が決定される。その後、生産サイクルの間に実施される試験サイクル中に、試験サンプルは、検出ゾーンを通って移動し、入力信号が測定され、閾値と比較されて、金属検出装置の正常な運転をチェックする。
【0011】
[0011]異なる試験サンプルを用いて金属検出装置を試験するために、試験デバイスは、金属検出装置の関連するアパーチャ内に延在する対応する数のチューブを装備する。試験サンプルを個々に備えるチューブの数に応じて、かなりの空間がこの試験デバイスのために必要とされる場合がある。したがって、物体を入れるために利用可能なアパーチャの断面は、相応して低減されるため、検査される製品についての最大寸法は大幅に低減される。
【0012】
[0012]さらに、チューブを通して試験サンプルを押しやるために、加圧媒体および電子制御可能空気弁および対応する電気回路部が必要とされる。したがって、そのような試験デバイスを用いて金属検出装置を生産し組み立てることは、かなりの労力を必要とし、対応するコストをもたらす。さらに、試験サンプルが、加圧空気によって検出ゾーンを通して押しやられる速度を制御することが、容易に制御されることができないため、製品が検出ゾーンを通して運ばれる速度に対する試験サンプルの速度の適合は、達成するのが難しい。したがって、試験サンプルをチェックするための測定プロセスは、製品をチェックするための測定プロセスにシームレスに統合されることができず、金属検出装置の運転および試験デバイスの操作をプログラムするためにさらなる労力を必要とする。
【0013】
[0013]さらに、統合された試験サンプルを有する１つのまたは複数のチューブを有する説明した試験デバイスは、かなりの労力で、デバイスが設置される金属検出装置に適合される必要がある。被検査品目がそれに沿って移動するより短い検出ゾーンを有する金属検出装置の場合、より短いチューブが必要とされることになり、より長い検出ゾーンを有する金属検出装置の場合、より長いチューブが必要とされることになる。
【0014】
[0014]さらに、複数のチューブを有するかさばる試験デバイスは、金属検出装置の性能に悪影響を及ぼす場合がある。したがって、そのような試験デバイスは、関連する金属検出装置に注意深く適合されなければならない。
【0015】
[0015]さらに、従来の金属検出装置において、検査される製品の測定および試験サンプルの測定は、順次に実行されるため、試験間隔中に、製品は、検査されることができず、製品の輸送は中断される必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0016】
【特許文献1】米国特許第０４４４１７４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0017】
[0016]したがって、本発明は、改良型試験デバイスを有する金属検出装置を提供し、そのような改良型試験デバイス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】
【0018】
[0017]本発明の試験デバイスを装備する金属検出装置を、種々の汚染物について短い時間間隔で少ない労力で試験することが可能であるものとする。
【0019】
[0018]本発明の試験デバイスは、１つのまたは複数の試験サンプルを有する金属検出装置を試験することを可能にするものとし、最小の空間を必要とするものとするため、金属検出装置のアパーチャのサイズはほとんど減少せず、実質上同じ寸法を有する製品が、金属検出装置を通して押しやられ試験され得る。
【0020】
[0019]設置された試験デバイスは、金属検出装置の性能に悪影響を及ぼさないものとする。鋼部品を備える要素などの試験デバイスのクリティカルな要素を検出ゾーンからの適切な距離に位置付けることが可能であるものとするため、測定プロセスに対する悪影響が回避される。
【0021】
[0020]試験デバイスは、試験サンプルを精密に調整可能な速度で検出ゾーンを通して前後に運ぶことを可能にするものとするため、試験サイクルは製品サイクルに適合され得る、および／または、測定手順は容易にされ得る。
【0022】
[0021]さらに、試験デバイスを製造すること、組み立てること、設置すること、および操作することは、最小のコストおよび労力で可能であるものとする。さらに、同一の入力および出力アパーチャあるいは形状および／またはサイズが異なる入力および出力アパーチャを有する任意の金属検出装置上に試験デバイスを設置することが可能であるものとする。
【0023】
[0022]さらに、異なる寸法を有する検出ゾーンを有する金属検出装置上に本発明の試験デバイスを設置することが可能であるものとする。
【0024】
[0023]さらに、最小の空間要件を有する単一金属検出装置上に２つ以上の試験デバイスを設置することが可能であるものとするため、試験測定は、検出ゾーン内の異なる場所で行われ得、一方、検出ゾーンの断面はほとんど減少しない。
【0025】
[0024]金属検出装置に試験デバイスを統合すること、または、検査のために品目が通過され得る搬送チャネルの境界を定める入力および出力アパーチャを備える任意の金属検出装置上に試験デバイスを搭載することが可能であるものとする。したがって、本発明の試験デバイスを用いて、既に使用中である金属検出装置をアップグレードすることも可能であるものとする。
【0026】
[0025]好ましくは、検査される試験サンプルおよび製品を同時に試験または検査することが可能であるものとするため、試験間隔中に製品の検査を中断することは必要ない。
【0027】
[0026]加圧空気、電子制御式空気弁、および関連する回路部は、試験デバイスのためにもはや必要とされないものとする。
【0028】
[0027]本発明の上記のおよび他の目的は、請求項１において規定される改良型金属検出装置および請求項１５による改良型試験デバイスによって達成される。本発明の有利な実施形態は、さらなる請求項において規定される。
【0029】
[0028]金属検出装置は、検出ハウジングを備え、検出ハウジングは、入力アパーチャ、および、搬送チャネルの境界を定める出力アパーチャを有し、搬送チャネルに沿って、製品がコイルシステムを通って移動可能であり、コイルシステムは、検出ゾーンを画定し、送信機コイルならびに第１および第２の受信機コイルを備え、送信機コイルならびに第１および第２の受信機コイルは、送信機コイルに印可される電流が、金属汚染物が検出ゾーン内に存在するときに互いに補償しない、第１の受信機コイル内の第１の受信機コイル信号および第２の受信機コイル内の第２の受信機コイル信号を誘起するように寸法設定される。
【0030】
[0029]金属検出装置は、検出ゾーンを通って移動可能である少なくとも１つの試験サンプルを有する試験デバイスと、受信機コイル信号を処理し、汚染物に関連する信号を検出し、少なくとも１つの試験サンプルに関連する信号を検出するための信号処理ユニットと、通常運転中に製品の測定を制御し、試験間隔中に少なくとも１つの試験サンプルの測定を制御するための制御ユニットとをさらに備える。
【0031】
[0030]本発明によれば、試験デバイスは、第１のリールを回転可能に保持する第１のリールドライブユニットを備える入力アパーチャに配置された第１のリールユニットと、第２のリールを回転可能に保持する第２のリールドライブユニットを備える出力アパーチャに配置された第２のリールユニットと、細長い巻回可能なサンプルキャリアであって、検出ゾーンを通って延在し、第１のリールによって巻回可能に保持される第１の端部を有し、第２のリールによって巻回可能に保持される第２の端部を有し、少なくとも１つの試験サンプルを保持する、細長い巻回可能なサンプルキャリアとを備え、
－ 第１のリールドライブユニットまたは第２のリールドライブユニットは、検出ゾーン（６０）を通る試験間隔中に少なくとも１つの試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）を搬送するために制御ユニット（５）によって制御可能である、または、
－ 第１のリールドライブユニットおよび第２のリールドライブユニットは、検出ゾーンを通る試験間隔中に少なくとも１つの試験サンプルを搬送するために制御ユニットによって制御可能である。
－ 第１のリールドライブユニットまたは第２のリールドライブユニットは、検出ゾーン（６０）を通る試験間隔中に少なくとも１つの試験サンプル（Ｓ１、Ｓ２、・・・）を搬送するために制御ユニット（５）によって制御可能である、または、
－ 第１のリールドライブユニットおよび第２のリールドライブユニットは、検出ゾーンを通る試験間隔中に少なくとも１つの試験サンプルを搬送するために制御ユニットによって制御可能である。
【0032】
[0031]試験デバイスは、細長い巻回可能なサンプルキャリアを使用し、細長い巻回可能なサンプルキャリアは、直径が小さい、おそらくは試験サンプルの断面よりさらに小さいとすることができるため、試験デバイス、すなわち、巻回可能なサンプルキャリアは、検出ゾーン内に最小の空間を必要とする。したがって、２つ以上の試験ユニットが搭載または設置されても、関連する巻回可能なサンプルキャリアは、検出ゾーン内で非常に小さい空間のみを必要とする。
【0033】
[0032]好ましくは、巻回可能なサンプルキャリアは、テープまたは複数のテープの組み合わせ、ストリングまたは複数のストリングの組み合わせ、ロープまたは複数のロープの組み合わせ、あるいは、ケーブルまたは複数のケーブルの組み合わせである。巻回可能なサンプルキャリアは、テープおよび／またはストリングおよび／またはロープおよび／またはケーブルの任意の組み合わせとすることもできる。
【0034】
[0033]好ましくは、巻回可能なサンプルキャリアは、プラスチック、ポリエチレン、または２軸延伸ポリエチレンテレフタレートで作られている。好ましくは、巻回可能なサンプルキャリアは、マイラー（登録商標）テープであり、マイラー（登録商標）テープは、柔軟性があり、強く、耐久性のあるフィルムであり、より厚い厚さにおいてさえも半透明である。通常１５μｍ～５００μｍの範囲の厚さを有するマイラー（登録商標）が入手可能である。
【0035】
[0034]好ましくは、巻回可能なサンプルキャリアは、マイラー（登録商標）テープなどのテープであり、５ｍｍ～１５ｍｍの範囲の、より好ましくは９ｍｍ～１１ｍｍの範囲の幅を有し、２５μｍ～７５μｍの範囲の、より好ましくは４５μｍ～５５μｍの範囲の厚さを有する。巻回可能なサンプルキャリアの長さは、好ましくは、一連の異なる金属検出装置の１つまたは複数の検出ゾーンの長さを検討して選択される。
【0036】
[0035]巻回可能なサンプルキャリアの長さの差が、特定の検出ゾーンの実際の要件を超えている場合、巻回可能なサンプルキャリアの過剰な長さは、リールに巻き付けられ得る。したがって、巻回可能なサンプルキャリアは、異なる寸法を有する、特に、被検査製品または品目がそれに沿って移動するｚ座標に沿って異なる寸法を有する検出ゾーンを示す一連の金属検出装置について標準的な長さを持つように提供され得る。したがって、単一試験デバイスは、異なる寸法を有する検出ゾーンを有する種々の金属検出装置に対してさらなる労力なしで適合され得る。
【0037】
[0036]試験サンプルは、例えば、テープまたは接着剤によって、または、熱接合によって、巻回可能なサンプルキャリアに接合され得る。巻回可能なサンプルキャリアは、例えば、２つのテープ層からなることができ、２つのテープ層の間に、レセプタクルが存在することができる、または、２つのテープ層の間に、２つの層が共に接合される前にサンプルが配置される。
【0038】
[0037]試験サンプルは、鉄鋼材料、非鉄鋼材料、ステンレス鋼、またはアルミニウム、あるいはその組み合わせなどの任意の材料を含むまたはそれからなることができる。
【0039】
[0038]好ましい実施形態において、第１のリールドライブユニットおよび／または第２のリールドライブユニットは、制御可能な電気モーターである。第１のリールドライブユニットおよび第２のリールドライブユニットが共に、電気モーターである、または、電気モーターを備える場合、電気モーターは、通常同期的に、必要に応じて巻回可能なサンプルキャリアを引っ張るだけのために非同期的に運転される。
【0040】
[0039]さらなる好ましい実施形態において、第１のリールドライブユニットまたは第２のリールドライブユニットのみが制御可能な電気モーターである。他の第２のまたは第１のリールドライブユニットは、電気モーターを有するリールドライブユニットが作動すると引っ張られる、ばね要素、おそらくはコイルばねなどの弾性要素を好ましくは備える。この実施形態において、１つの電気モーターのみが、巻回可能なサンプルキャリアを巻き付けるかまたは巻き戻すために制御される必要がある。試験デバイスの開始位置において、巻回可能なサンプルキャリアは、コイルばねを備えるリールドライブユニットのリールに巻き付けられ、コイルばねは、この状態では張力下にない、または、巻回可能なサンプルキャリアを完全に巻き付けるために必要とされる張力を提供される。例えば第１のリールドライブユニットの電気モーターが作動され、巻回可能なサンプルキャリアが第２のリールドライブユニットのリールから引き抜かれると、コイルばねは引っ張られる。第１のリールドライブユニットの電気モーターが停止また後退するとすぐに、第２のリールドライブユニットのコイルばねが、巻回可能なサンプルキャリアを関連するリール上に巻き戻す。
【0041】
[0040]したがって、本発明の全ての実施形態において、１つまたは複数の制御可能な電気モーターは、好ましくはステッパーモーターであり、ステッパーモーターは、製品が検出ゾーンを通して運ばれる速度に対応することができる所望の速度で試験サンプルの輸送が行われることができるように、制御されたステップで前におよび／または後に回転することができる。
【0042】
[0041]好ましい実施形態において、１つまたは複数の試験サンプルの場所は、試験サンプルの輸送および受信機コイル信号の分析が容易に同期され得るように連続してモニターまたは決定される。
【0043】
[0042]試験サンプルの場所をモニターまたは決定することは、例えば、誘導型センサまたは光センサによって電気モーターまたはリールのシャフトの回転をモニターすることによって、または、光センサまたは光バリアなどの任意の他のセンサを用いて輸送される試験サンプルの場所を観察することによって行われ得る。
【0044】
[0043]本発明の試験デバイスは、金属検出装置に統合され得る、あるいは、金属検出装置のハウジングまたは構造上に搭載され得る。２つ以上の試験デバイスを金属検出装置内にまたは金属検出装置上に統合または搭載することも可能である。
【0045】
[0044]試験デバイスが金属検出装置に統合される場合、第１のリールユニットおよび第２のリールユニットは金属検出装置の検出器ハウジングに統合される。第１のリールユニットおよび第２のリールユニットは、その後、リールハウジングに含まれるかまたは含まれない場合がある。
【0046】
[0045]試験デバイスが金属検出装置に統合されない場合、第１のリールユニットおよび第２のリールユニットはそれぞれ、リールハウジングを備え、リールハウジングは、検出器ハウジングまたは検出器構造に取り付けられるかまたは取り付け可能であり、巻回可能なサンプルキャリアが、そこを通ってリールハウジングに入る／出るように通過することができる搬送ポートを備える。
【0047】
[0046]好ましくは、巻回可能なサンプルキャリアは、第１のリールユニットから第２のリールユニットまで、自由にルーティングされる、あるいは、ガイドチャネル内に部分的にまたは完全に閉囲される。リールハウジングおよびリールハウジングに接続されたガイドチャネルは、ガスまたは湿気が巻回可能なサンプルキャリアに達することができないように、外部に対して好ましくはしっかりシールされる。したがって、リールハウジングは、好ましくは、ガイドチャネルおよびカバー要素に向く開口がそれによって閉鎖される圧縮シールを好ましくは備える。
【0048】
[0047]リールユニットは、好ましくは、リールハウジング内に保持された、あるいは、リールハウジングに統合または成形されたガイド要素を備え、ガイド要素を用いて、巻回可能なサンプルキャリアは、搬送ポート、そして設置される場合、ガイドチャネルに向かって誘導される。ガイド要素は、ピボットシャフトによって保持されたローラーとすることもできる。好ましくは、ガイド要素は、ばね式レバーによって保持され、ばね式レバーは、巻回可能なサンプルキャリアが同じ張力を常に提供されることを保証する。
【0049】
[0048]金属検出装置の場合、好ましくは、測定プロセスを乱す場合がある金属が存在しないものとする金属なしゾーンが画定される。そのような金属なしゾーンが画定される場合、第１のリールドライブユニットおよび第２のリールドライブユニットは、好ましくはこの金属なしゾーンの外に位置付けられる。
【0050】
[0049]制御ユニットは、検査される試験サンプルおよび製品を順次にまたは同時に試験するために、通常運転中に金属検出装置を制御するための操作モジュールならびに試験間隔中に金属検出装置および試験デバイスを制御するための試験モジュールを有する制御プログラムを備える。
【0051】
[0050]信号処理ユニットは、試験サンプルの信号を記憶し、試験サンプルおよび製品が同時に試験または検査されるときに、受信機コイル信号から試験下の試験サンプルの信号を減算するように好ましくは設計される。試験サンプルおよび製品が同時に試験または検査され、試験サンプルの信号が受信機コイル信号から減算される場合、残留差信号は、汚染物が製品内に存在しない場合、ゼロであるかまたは指定された閾値より小さくあるべきである。しかしながら、汚染物が製品内に存在する場合、残留差信号は、ゼロでないかまたは指定された閾値より小さくないことになる。その結果、試験は、製品の検査と並列に実行され得る。
【0052】
[0051]試験サンプルおよび製品が同時に試験または検査される場合、試験信号の低下が、好ましくはモニターされ、金属検出装置の再較正が相応してスケジュールされる。
【図面の簡単な説明】
【0053】
【図1】[0052]本発明の金属検出装置１を概略的に示す図であり、金属検出装置１は、制御ユニット５と、検出ゾーン６０を閉囲する平衡コイルシステム６と、入力アパーチャ１１および出力アパーチャ１１によって境界を定められる搬送チャネル１０と、試験デバイス２とを有し、試験デバイス２は、第１のリール２９１を回転可能に保持する第１のリールドライブユニット２７１を有する入力アパーチャ１１に配置された第１のリールユニット２１と、第２のリール２９２を回転可能に保持する第２のリールドライブユニット２７２を有する出力アパーチャ１２に配置された第２のリールユニット２２と、細長い巻回可能なサンプルキャリア２８とを備え、細長い巻回可能なサンプルキャリア２８は、金属検出装置１の検出ゾーン６０を通って延在し、第１のリール２９１によって巻回可能に保持される第１の端部を有し、第２のリール２９２によって巻回可能に保持される第２の端部を有し、複数の試験サンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３を保持する。
【図3】図２の試験デバイス２を示す図であり、試験デバイス２は、図２の金属検出装置１の搬送チャネル１０を閉囲するチャネルフレーム１６の対向する側面に搭載された第１のリールユニット２１および第２のリールユニット２２を有する。
【発明を実施するための形態】
【0054】
[0053]図１は、本発明の金属検出装置１を概略的に示し、金属検出装置１は、送信機ユニット３、平衡コイルシステム６、信号処理システム４、制御ユニット５、および試験デバイス２であって、試験デバイス２によって、試験サンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３が、試験間隔中にコイルシステム６を通って搬送可能である、試験デバイス２を備える。軸ｘ、ｙ、およびｚを有する座標系がさらに示される。ｚ軸は、輸送軸に平行に延在し、輸送軸に沿って、製品は、コンベヤ８によってまたは重力によってコイルシステムを通って輸送される。
【0055】
[0054]平衡コイルシステム６は、検出ゾーン６０を閉囲する、送信機コイル６１、第１の受信機コイル６２、および第２の受信機コイル６３を備える。
【0056】
[0055]破線によって、金属検出装置１の検出器ハウジング１４が象徴される。さらなる破線によって、入力アパーチャ１１および出力アパーチャ１２が象徴され、入力アパーチャ１１および出力アパーチャ１２は、汚染物Ｃを含む可能性がある製品Ｐがコンベヤ８によってまたは重力によってそこを通って運ばれ得る搬送チャネル１０の境界を定める。第１および第２のアパーチャ１１および１２は、座標系のベクトルｘおよびｙによって規定される平面に平行に整列する。製品Ｐおよび試験サンプルＳ１、Ｓ２、およびＳ３は、コイルシステム６の検出ゾーン１６を通ってｚ軸に平行に運ばれる。別の破線によって、金属なしゾーンの境界が描かれ、金属なしゾーン内に、金属検出装置１の動作を乱す可能性がある非金属品目が導入されるべきである。
【0057】
[0056]任意の知られている実施形態において設けられる可能性がある送信機ユニット３は、所与の例において、電力増幅器３２の入力に動作周波数を有する信号を提供する周波数発生器３１を備える。電力増幅器３２の出力は、送信機ラインｔｌを介して送信機コイル６１に接続され、送信機コイル６１は、キャパシタＣ１、Ｃ２、およびＣ３を有するスイッチバンク１４に接続され、キャパシタＣ１、Ｃ２、およびＣ３は、送信機コイル６１に個々に接続され得る。選択可能なキャパシタＣ１、Ｃ２、およびＣ３を用いて、送信機コイル６１は、周波数発生器１１において制御ユニット５によって選択される送信機周波数にチューニングされ得る。
【0058】
[0057]送信機コイル６１に印可される送信機信号は、金属Ｃがコイルシステム６の検出ゾーン６０内に存在するときに互いに補償しない、第１の受信機コイル６２内の第１のコイル信号および第２の受信機コイル６３内の第２のコイル信号を誘起する。しかしながら、金属Ｃが、検出ゾーン６０に入る製品Ｐ内に存在するとき、受信機コイル６２、６３の信号は、差信号を提供し、差信号は、受信機ラインｒｌ１およびｒｌ２を介して信号処理ユニット４に転送される。
【0059】
[0058]任意の知られている設計を備えることもできる信号処理ユニット４は、受信機コイル信号を増幅し、フィルタリングし、復調し、処理するために使用される、ハードウェアおよび／またはソフトウェアモジュールなどの信号処理デバイスを備える。
【0060】
[0059]処理済み信号は、信号処理ユニット４から制御ユニット５に転送される。制御ユニット５は、制御プログラム５０を含み、制御プログラム５０を用いて、金属検出装置１は、通常運転中および試験間隔中に制御され得る。通常運転中に金属検出装置１を制御するために、制御プログラム５０は、運転モジュール５１を含み、試験間隔中に金属検出装置１を制御するために、制御プログラム５０は、試験モジュール５２を含む。運転モジュール５１および試験モジュール５２は、試験モジュール５２が運転モジュール５１のサービスを使用することができるように、好ましくは、互いに相互作用する。
【0061】
[0060]信号処理ユニット４においてまたは制御ユニット５において、処理済み信号は閾値と比較される。閾値が入力信号によって超えられる場合、通常運転中の金属品目、汚染物Ｃ、または、試験間隔中の試験サンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３の存在が検出される。汚染物Ｃが通常運転中に検出される場合、アラームが引き起こされ、試験下の汚染された製品Ｐは、製品チェーンから除去される。試験間隔中の試験サンプルＳ１、Ｓ２、およびＳ３の検出は、金属検出装置１が正常な状態であり、汚染物を検出することが可能であることを示す。しかしながら、試験間隔中に検出ゾーン６０を通して搬送された試験サンプルＳ１、Ｓ２、またはＳ３が、処理済み信号を所与の閾値を超えて上昇させなかった場合、制御ユニット５は、金属検出装置１の性能が満足できない状態まで低下しており、再較正またはメンテナンスが必要とされることを例えばアラームによって示す。
【0062】
[0061]試験デバイス２は、入力アパーチャ１１に配置され、第１のリール２９１を回転可能に保持する第１のリールドライブユニット２７１（図６参照）を備える第１のリールユニット２１、出力アパーチャ１２に配置され、第２のリール２９２を回転可能に保持する第２のリールドライブユニット２７２（図６参照）を備える第２のリールユニット２２、および細長い巻回可能なサンプルキャリア２８であって、金属検出装置１の検出ゾーン６０を通って延在し、第１のリール２９１によって巻回可能に保持される第１の端部を有し、第２のリール２９２によって巻回可能に保持される第２の端部を有し、所与の例において、３つの試験サンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３を保持する、細長い巻回可能なサンプルキャリア２８を備える。
【0063】
[0062]図１は、この好ましい実施形態において、金属なしゾーン６００が画定されており、第１のリールユニット２１および第２のリールユニット２２が金属なしゾーン６００の外に位置付けられ、したがって、金属検出装置１によって実行される測定プロセスに悪影響を及ぼさないことを示す。巻回可能なサンプルキャリア２８の長さは、第１のリールユニット２１および第２のリールユニット２２がコイルシステム６から十分に離れて搭載され得るように選択され得る。さらなる利点は、試験デバイス２が、異なる寸法を有する異なる金属検出装置１上に搭載され、座標系のｚ軸または製品Ｐの輸送軸に平行な方向に異なる長さで延在することができることである。
【0064】
[0063]第１のリールドライブユニット２７１または第２のリールドライブユニット２７２あるいは第１のリールドライブユニット２７１および第２のリールドライブユニット２７２は、検出ゾーン６０を通して試験間隔中に試験サンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３を搬送するために制御ユニット５によって制御可能である。第１のリールユニット２１または第１のリールドライブユニット２７１は、制御ラインｃｌ１を介して制御コマンドによって制御される。第２のリールユニット２２または第２のリールドライブユニット２７２は、制御ラインｃｌ２を介して制御コマンドによって制御される（図６を同様に参照）。
【0065】
[0064]第１のリールドライブユニット２７１および／または第２のリールドライブユニット２７２は、ステッパーモーターなどの制御可能な電気モーターであるかまたはそれを備える。第１のリールドライブユニット２７１および第２のリールドライブユニット２７２が制御可能な電気モーターを備える場合、モーターは、巻回可能なサンプルキャリア２８内の望ましくない張力を回避するために、好ましくは同期的に駆動される。しかしながら、モーターシャフトの回転速度の時間的な差によって、巻回可能なサンプルキャリア２８は引っ張られ得る。
【0066】
[0065]１つの電気モーターのみが存在する場合、他のリールドライブユニット２７１または２７２は、巻回可能なサンプルキャリア２８を巻き戻すことができるコイルばね２７３（図６に象徴的に示す）を備えることができる。コイルばねを備えるそのようなドライブユニットの動作は、例えば、米国特許第２９９２４５０号に説明される。通常、コイルばねの一端は固定され、一方、他端は、ドライブシャフトと共に、そして好ましくはドライブシャフトの周りに回転する。
【0067】
[0066]第１および第２のリールユニット２１、２２によって、細長い巻回可能なサンプルキャリア２８は、第１のリールユニット２１に向かい、そして、第２のリールユニット２２から戻るよう押しやられる。したがって、制御ユニット５は、試験サンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３が検出ゾーン６０を通ってシリアルに誘導される試験間隔を始動することができる。個々の試験サンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３の間の距離は、試験サンプルＳ１またはＳ２またはＳ３の１つのサンプルのみが検出ゾーン６０内に存在し、他の試験サンプルＳ２、Ｓ３またはＳ１、Ｓ３またはＳ１、Ｓ２が検出ゾーン６０の外に依然として存在し、したがって、試験測定に影響を及ぼさないように、好ましくは選択される。
【0068】
[0067]したがって、試験デバイス２のさらなる利点は、試験サンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３が、検出ゾーンまで個々にかつ制御された方法で運ばれ得るまたは搬送され得ることである。測定ラインｓｌ１、ｓｌ２を介して制御ユニット５に接続される適切な測定デバイスまたはセンサ７１、７２およびプログラムモジュール５２によって、移動する試験サンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３の場所は、検出ゾーン６０内で精密に追跡され得る。したがって、所望される場合、試験サンプルＳ１またはＳ２またはＳ３の移動は、例えば、試験サンプルＳ１またはＳ２またはＳ３および製品Ｐが同時に観察される場合、搬送される製品Ｐの移動と同期され得る。
【0069】
[0068]したがって、検出ゾーン６０内に、製品Ｐが存在しないかまたは汚染物Ｃがない検査済み製品Ｐのみが存在するように、試験間隔中に製品Ｐの輸送を中断することが可能である。したがって、試験間隔中に生じる信号または差信号は、試験サンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３のみによって引き起こされる。
【0070】
[0069]製品Ｐによって引き起こされる信号および試験サンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３のそれぞれの１つの試験サンプルによって引き起こされる信号ならびに関連する差信号は、測定され記憶され得るため、通常運転中に試験間隔を実行することも可能である。この運転モードにおいて、製品Ｐおよび試験サンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、同時に、好ましくは同じ速度で、検出ゾーン６０を通って運ばれるまたは搬送される。したがって、結果得られる測定信号は、予め記憶された試験値に基づいて予測され得、その試験値からの偏差が測定または決定され得る。期待値からのそのような偏差は、汚染物Ｃが検査済み製品Ｐ内に存在する、または、金属検出装置１の性能の望ましくない変化が起こっていることを示すことになる。
【0071】
[0070]試験サンプルＳ１またはＳ２またはＳ３が検出ゾーン６０を通って搬送される速度は、制御ユニット５によって容易に制御され得る。電気モーターの回転がそれによって観察され得る、位置センサ７１、例えば、光センサおよび／またはモーターセンサ７２を用いて、製品Ｐの位置および／または試験サンプルＳ１またはＳ２またはＳ３の位置は、製品Ｐおよび試験サンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３の搬送速度を検討して測定および／または計算され得る。
【0072】
[0071]製品Ｐおよび試験サンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３の輸送速度が同じである場合、第１のアパーチャにおける製品の到達は、例えば光バリアによって検出され得、試験サンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、座標系のｚ軸に沿う同じ位置に迅速にもたらされ、その後、製品Ｐと同じ速度で検出ゾーン６０を通って搬送され得る。したがって、検出ゾーンに向かうおよび検出ゾーンから離れる試験サンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３の輸送は、検出ゾーン６０を通る試験サンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３の輸送より速い速度で行われ得る。
【0073】
[0072]したがって、好ましい実施形態において、製品Ｐおよび／または試験サンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３の搬送速度または輸送速度は、所望に応じて制御され適合され得、製品Ｐおよび／または試験サンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３の位置は、運動のルールの適用によって測定または決定され得る。
【0074】
[0073]図２は、金属検出装置１の好ましい実施形態を示し、金属検出装置１は、タッチパネル５５によって操作またはプログラムされ得る本発明の試験デバイス２および制御ユニット５を装備する。オペレータが、運転モジュール５１を起動することによって通常運転モードを、または、試験モジュール５２を起動することによって試験モードを選択することができることが示される。オペレータは、試験モジュール５２を選択し、試験サンプルＳ１が搬送チャネル１０および検出ゾーン６０を通って搬送される試験サイクルを始動した。タッチパネル５５上に、搬送チャネル１０内の試験サンプルＳ１の位置および所定の閾値ｔｈを超える検出信号ｓＳ１が表示される。試験モジュール５１は、好ましくは、オペレータによるさらなる相互作用が必要とされないよう、試験間隔を実行するためのスケジュールをセットアップすることを可能にする。
【0075】
[0074]金属検出装置１は、等しいサイズの長方形アパーチャ１１、１２を有する。しかしながら、本発明の試験デバイス２は、任意の形状および等しいかまたは等しくないサイズのアパーチャ１１、１２を有する任意の金属検出装置上に設置され得る。
【0076】
[0075]搬送チャネル１０は、チャネルフレーム１６によって閉囲され、チャネルフレーム１６は、長方形搭載フランジ１６１によって前側面および後側面に隣接し、長方形搭載フランジ１６１は、搭載ねじ１４１によって検出器ハウジングまたは検出器構造１４に接続される。
【0077】
[0076]さらに、図４に示すように、第１のリールユニット２１は、金属検出装置１の入力アパーチャ１１に搭載され、第２のリールユニット２２は、金属検出装置１の出力アパーチャ１２に搭載され、細長いサンプルキャリア２８は、第１のリールユニット２１から第２のリールユニット２２まで搬送チャネルを横断する。第１のリールユニット２１および第２のリールユニット２２は、検出器ハウジング１４に外部で搭載されるが、金属検出装置１に統合される可能性もある。第１および第２のリールユニット２１、２２から延在する制御ラインｃｌ１、ｃｌ２は、例えば金属検出装置１の前側面に位置付けられるソケット５９１、５９２によって制御ユニット５に接続され得るコネクタを好ましくは備える。
【0078】
[0077]図３は、図２の試験デバイス２を示し、その際、第１のリールユニット２１および第２のリールユニット２２は、図２の金属検出装置１の搬送チャネル１０を閉囲するチャネルフレーム１６の対向する側面に搭載される。
【0079】
[0078]図４は、巻回可能なサンプルキャリア２８によって横断される搬送チャネル１０内への視線に関して異なる角度から見られた図３のチャネルフレーム１６に搭載された試験デバイス２を示し、巻回可能なサンプルキャリア２８上に、４つの試験サンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３、およびＳ４が、示すように互いから遠い距離に通常搭載される。例えば、試験サンプルＳ１は鉄鋼材料を含み、試験サンプルＳ２は非鉄鋼材料を含み、試験サンプルＳ３はステンレス鋼を含み、試験サンプルＳ４はアルミニウムを含む。
【0080】
[0079]巻回可能なサンプルキャリア２８がガイドチャネル２６内を誘導され、ガイドチャネル２６が、長方形断面を有し、Ｕプロファイルを有する第１のチャネル部材２６１および第１のチャネル部材２６１をカバーする平坦プレートである第２のチャネル部材２６２を有することが示される。巻回可能なサンプルキャリア２８は、平坦テープ、例えば、上記で規定した寸法を有するマイラー（登録商標）テープである。
【0081】
[0080]図５は、チャネルフレーム１６がない図４の試験デバイス２を示し、試験デバイス２は、リールユニット２１、２２を有し、リールユニット２１、２２はそれぞれ、シールガスケット２４５および接続ねじ２４９によってシール式に接続されるハウジングシェル２４１およびハウジングカバー２４２を有するリールハウジング２４を備える。リールユニット２１、２２のリールハウジング２４は、ガイドチャネル２６によって互いに接続され、ガイドチャネル２６を通して、巻回可能なサンプルキャリア２８（象徴的に示す）が誘導される。リールハウジング２４とガイドチャネル２６との間の接続部は、取り付け具または圧力シール２４７によって閉鎖されるため、リールユニット２１、２２の内部およびガイドチャネル２６は侵入に対してしっかりシールされる。好ましくは、シールは、侵入保護についての所定の規格を満たす。
【0082】
[0081]ハウジングシェル２４１は、搭載ねじ２４８によって検出器ハウジングまたは検出器構造１４に接続され得る。図５は、ハウジングシェル２４１が、図７に示すガイド要素として役立つ成形窪み２４３を備えることをさらに示す。
【0083】
[0082]図６は、ハウジングカバー２４２がない第１のリールユニット２１およびハウジングシェル２４１を有する第２のリールユニット２２を有する図５の試験デバイス２を断面図で示す。リールユニット２１、２２がリールドライブユニット２７１、２７２を装備し、リールドライブユニット２７１、２７２が、それぞれ制御ラインｃｌ１、ｃｌ２に接続され、関連するリール２９１、２９２がその上に同軸的に搭載されるドライブシャフト２７５を有することが示される。テープの実施形態で提供される巻回可能なサンプルキャリア２８は、一端が第１のリール２９１の周りに第１のリールドライブユニット２７１によって保持された状態で巻き付けられ、他端が第２のリール２９２の周りに第２のリールドライブユニット２７２によって保持された状態で巻き付けられる（図７に示す）。したがって、第１および第２のリールドライブユニット２７１、２７２を相応して制御することによって、巻回可能なサンプルキャリア２８は、第１のリール２９１上にまたは第２のリール２９２上に巻き付けられ得る。もちろん、巻回可能なサンプルキャリア２８の輸送は、リール２９１、２９２の一方のリールから巻回可能なサンプルキャリア２８が取り外される前に常に停止される。このため、巻回可能なサンプルキャリア２８の端位置は、センサ７１、７２の一方によって好ましくは観察される。
【0084】
[0083]巻回可能なサンプルキャリア２８は、搬送ポート２４０を通してハウジング２４に入る。搬送ポート２４０に隣接して、ガイド要素２４３が設けられ、ガイド要素２４３の周りに、巻回可能なサンプルキャリア２８が、関連する第１または第２のリール２９１、２９２に向かってスムーズに誘導される。上記で述べたように、巻回可能なサンプルキャリア２８は、ばね式レバーによって好ましくは保持されるローラーによって誘導される可能性もある。
【0085】
[0084]述べたように、制御可能な電気モーターを有するリールユニット２１、２２の一方のみを装備することが可能である。概略的に、第１のリールドライブユニット２７１が電気モーターの代わりにコイルばね２７３を備えることが示される。この構成において、第２のリールドライブユニット２７２内の電気モーターは、第１のリール２９１から巻回可能なサンプルキャリア２８を引き抜き、したがって、第１のリールドライブユニット２７１のドライブシャフト２７５を同時に回転させ、ドライブシャフト２７５は、コイルばね２７３の一端を回転させ、一方、コイルばね２７３の他端はしっかり保持される。このプロセスによって、コイルばね２７３は、第２のリールドライブユニット２７２の電気モーターがオフまたは後退し、第２のリール２９２が逆回転することが可能になるとすぐに、巻回可能なサンプルキャリア２８を第１のリール２９１上に自動的に巻き戻すことができるように引っ張られる。
【0086】
[0085]図７は、図６に示すラインＡ－Ａに沿って切り取った試験デバイス２を示す。ハウジング２４の一部および第１および第２のリール２９１、２９２の一部が切り取られる。巻回可能なサンプルキャリア２８が、成形ガイド要素２４３を介して第１および第２のリール２９１、２９２にどのように送られるかが見られることができる。
【0087】
[0086]ドライブシャフト２７５の回転を検出するために光または誘導型センサ７２によって検知されるフラグ２７８が、リール２９１および２９２に取り付けられることがさらに示される。光または誘導型センサ７１も、リールハウジング２４の搬送開口２４０の近くに位置付けられる。したがって、試験サンプルＳ１、Ｓ２は、搬送開口２４０に位置付けられることができる。ドライブシャフト２７５の回転を観察することによって、ガイドチャネル２６内の試験サンプルＳ１またはＳ２の位置が計算され得る。さらに、第２の試験サンプルＳ２がガイドチャネル２６に入る前に、第１の試験サンプルＳ１がガイドチャネル２６を出ることが示される。したがって、ガイドチャネル内に１つの試験サンプルＳ１またはＳ２のみが好ましくは存在する。
【符号の説明】
【0088】
[0087]
１ 金属検出装置
１０ 搬送チャネル
１１ 入力アパーチャ
１２ 出力アパーチャ
１４ 検出器ハウジング
１４１ 搭載ねじ
１６ チャネルフレーム
１６１ 搭載フランジ
２ 試験デバイス
２１ 第１のリールユニット
２２ 第２のリールユニット
２４ リールハウジング
２４０ 搬送ポート
２４１ ハウジングシェル
２４３ ガイド要素
２４４ ねじ山付きボア
２４５ シールガスケット
２４８ 搭載ねじ
２４９ 接続ねじ
２６ ガイドチャネル
２６１ 第１のチャネル部材
２６２ 第２のチャネル部材
２６３ 取り付け具、好ましくは圧縮シール
２７１ 第１のリールドライブユニット
２７２ 第２のリールドライブユニット
２７３ リールドライブユニットばね（オプション）
２７５ ドライブシャフト
２７８ フラグ
２７９ 搭載ブラケット
２８ 巻回可能なサンプルキャリア
２９１ 第１のリール
２９２ 第２のリール
３ 送信機ユニット
３１ 周波数発生器
３２ 電力増幅器
３３ スイッチバンク
４ 信号処理ユニット
５ 制御ユニット
５０ 制御プログラム
５１ 運転モジュール
５２ 試験モジュール
５５ タッチパネル
５９１、５９２ ソケット
６ 平衡コイルシステム
６０ 検出ゾーン
６００ 金属なしゾーン
６１ 送信機コイル
６２ 第１の受信機コイル
６３ 第２の受信機コイル
７１ サンプルセンサ
７２ モーターセンサ
８ コンベヤ
Ｐ 製品
Ｃ 汚染物
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 試験サンプル
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ キャパシタ
ｃｌ１、ｃｌ２ 制御ライン
ｒｌ１、ｒｌ２ 受信機ライン
ｓｌ１、ｓｌ２ 受信機ライン
ｔｌ 送信機ライン
Ｐ 製品
１ 金属検出装置
１０ 搬送チャネル
１１ 入力アパーチャ
１２ 出力アパーチャ
１４ 検出器ハウジング
１４１ 搭載ねじ
１６ チャネルフレーム
１６１ 搭載フランジ
２ 試験デバイス
２１ 第１のリールユニット
２２ 第２のリールユニット
２４ リールハウジング
２４０ 搬送ポート
２４１ ハウジングシェル
２４３ ガイド要素
２４４ ねじ山付きボア
２４５ シールガスケット
２４８ 搭載ねじ
２４９ 接続ねじ
２６ ガイドチャネル
２６１ 第１のチャネル部材
２６２ 第２のチャネル部材
２６３ 取り付け具、好ましくは圧縮シール
２７１ 第１のリールドライブユニット
２７２ 第２のリールドライブユニット
２７３ リールドライブユニットばね（オプション）
２７５ ドライブシャフト
２７８ フラグ
２７９ 搭載ブラケット
２８ 巻回可能なサンプルキャリア
２９１ 第１のリール
２９２ 第２のリール
３ 送信機ユニット
３１ 周波数発生器
３２ 電力増幅器
３３ スイッチバンク
４ 信号処理ユニット
５ 制御ユニット
５０ 制御プログラム
５１ 運転モジュール
５２ 試験モジュール
５５ タッチパネル
５９１、５９２ ソケット
６ 平衡コイルシステム
６０ 検出ゾーン
６００ 金属なしゾーン
６１ 送信機コイル
６２ 第１の受信機コイル
６３ 第２の受信機コイル
７１ サンプルセンサ
７２ モーターセンサ
８ コンベヤ
Ｐ 製品
Ｃ 汚染物
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 試験サンプル
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ キャパシタ
ｃｌ１、ｃｌ２ 制御ライン
ｒｌ１、ｒｌ２ 受信機ライン
ｓｌ１、ｓｌ２ 受信機ライン
ｔｌ 送信機ライン
Ｐ 製品
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【外国語明細書】