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技術 異物検出装置

出願人 川辺食品株式会社
発明者 脇田俊昭牛奥次郎
出願日 2016年9月21日 (4年7ヶ月経過) 出願番号 2016-184444
公開日 2018年3月29日 (3年1ヶ月経過) 公開番号 2018-048906
状態 特許登録済
技術分野 磁気的手段による材料の調査、分析
主要キーワード ハム雑音 掛算結果 半円球形状 半円球 検出信号生成回路 掛算回路 検出メモリ 異物検出回路
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年3月29日)のものです。
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図面 (10)

課題

被検対象物内の異物の検出をする。

解決手段

検出用液12に液面を通して回転磁界照射することにより渦電流を生じさせ、この渦電流により検出用液12に生ずる降下電圧に基づいて被検対象物としての13内に異物が存在すると判定するようにしたことにより、被検対象物としての13に接触することなく、被検対象物としての13内の異物の存在を確実に検出することができる。

概要

背景

従来、被検対象として食品を構成する食品材料内に、当該食品材料とは異なる材質異物が混在したとき、これを検出する手法として、X線照射するもの(特許文献1、2参照)や、磁束を透過させるもの(特許文献3参照)や、電流を流すもの(特許文献4参照)や、磁束を利用したもの(特許文献5参照)が提案されている。

概要

被検対象物内の異物の検出をする。検出用液12に液面を通して回転磁界を照射することにより渦電流を生じさせ、この渦電流により検出用液12に生ずる降下電圧に基づいて被検対象物としての13内に異物が存在すると判定するようにしたことにより、被検対象物としての13に接触することなく、被検対象物としての13内の異物の存在を確実に検出することができる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

被検対象物導電率と同等の導電率の分布等方性を有する検出用液内に上記被検対象物を設定した検出用液保持容器に対して、上記検出用液を通して回転磁界照射することにより、上記検出用液内に渦電流を生じさせ、上記渦電流によって上記被検対象物の周囲に生ずる降下電圧検出用電極を用いて検出して上記検出用液内の導電率の分布データが有する異方性に基づいて被検対象物内に異物が存在すると判定することを特徴とする異物検出装置

請求項2

上記検出用電極は、位置検出用XY平面のX軸方向検出電圧を検出するX軸方向検出用電極と、Y軸方向検出電圧を検出するY軸方向検出用電極とを有し、上記X軸方向検出電圧及びY軸方向検出電圧に上記回転磁界と同じ周波数位相を制御した基準信号をそれぞれ掛算することによってX軸及びY軸方向の異方性データを形成し、上記X軸及びY軸方向の異方性データの比によって上記検出用液内に異物により生じた異方性の大きさを判定することを特徴とする請求項1に記載の異物検出装置。

請求項3

複数個の上記検出用電極を上記検出用液内に配設すると共に、上記検出用電極から検出した上記検出用液内の電位を表す等電位線をもつ異方性マップを形成し、上記等電位線を横切る方向に微分演算処理をすることにより上記検出用液内の電位の変化率を求め、当該電位の変化率を上記検出用液内の異方性比として異物の存在を判定することを特徴とする請求項1に記載の異物検出装置。

請求項4

上記異方性比が最大の上記等電位線で囲まれた領域を異物が存在する異物領域と判定することを特徴とする請求項3に記載の異物検出装置。

請求項5

被検対象物を梅干とし、当該梅干内に存在するアカマダラケシキスイを異物として検出することを特徴とする請求項1又は3に記載の異物検出装置。

技術分野

0001

本発明は異物検出装置に関し、特に被検対象異物が混在しているとき、これを被検対象に損傷を与えることなく検出できるようにしようとするものである。

背景技術

0002

従来、被検対象として食品を構成する食品材料内に、当該食品材料とは異なる材質の異物が混在したとき、これを検出する手法として、X線照射するもの(特許文献1、2参照)や、磁束を透過させるもの(特許文献3参照)や、電流を流すもの(特許文献4参照)や、磁束を利用したもの(特許文献5参照)が提案されている。

先行技術

0003

特開2007−33562号公報
特開2009−229100号公報
特開平7−12952号公報
特開平6−289146号公報
特開平5−2082号公報

発明が解決しようとする課題

0004

本発明は、例えば梅干のように果肉部分に傷を付ければ商品価値がなくなるような食品について、果肉部分に当該果肉の部材とは異なる生体材質を持つ害虫であるアカマダラケシキスイが混在したとき、これを果肉部材を傷付けることなく検出できるようにした異物検出装置を提案しようとするものである。

課題を解決するための手段

0005

かかる課題を解決するため本発明においては、被検対象物13の導電率と同等の導電率の分布等方性を有する検出用液12内に被検対象物13を設定した検出用液保持容器11に対して、検出用液12を通して回転磁界を照射することにより、検出用液12内に渦電流を生じさせ、渦電流によって被検対象物13の周囲に生ずる降下電圧検出用電極4A、4C及び4B、4Dを用いて検出して検出用液12内の導電率の分布データが有する異方性に基づいて被検対象物内に異物が存在すると判定するようにする。

0006

また、複数個の検出用電極42、42Xを検出用液12内に配設すると共に、検出用電極42、42Xから検出した検出用液12内の電位を表す等電位線EV1〜EV3、EV11〜EV15をもつ異方性マップ45、45Xを形成し、等電位線EV1〜EV3、EV11〜EV15を横切る方向に微分演算処理をすることにより検出用液12内の電位の変化率を求め、当該電位の変化率を検出用液12内の異方性比として異物の存在を判定するようにする。

発明の効果

0007

本発明によれば、検出用液に液面を通して回転磁界を照射することにより渦電流を生じさせ、この渦電流により検出用液に生ずる降下電圧に基づいて被検対象物内に異物が存在すると判定するようにしたことにより、被検対象物に接触することなく、被検対象物内の異物の存在を確実に検出することができる。

図面の簡単な説明

0008

本発明による異物検出装置の一実施の形態を示すブロック図である。
検出用液保持容器を示す略線的斜視図である。
図2検出磁界形成部3の詳細構成を示す略線的平面図である。
回転磁界生成回路を示すブロック図である。
異物検出回路を示すブロック図である。
第2の実施の形態の検出用液保持容器を示す平面図である。
(A)、(B)及び(C)は図6の検出用液保持容器を示す側面図、底面図及び斜視図である。
16電極の場合の異方性マップを示す略線図である。
64電極の場合の異方性マップを示す略線図である。

実施例

0009

下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
(1)全体構成
図1において、1は全体として異物検出装置を示し、異物検出機構部2及び検出磁界形成部3によって、異物検出機構部2内に入れた被検対象である高梅でなる梅干内に、異物であるアカマダラケシキスイがあるか否かを電気的な検出手法によって検出する。

0010

異物検出機構部2は、図2に示すように、検出用液保持容器11内に検出用液12として導電性機能をもつ約20[%]の食塩水充填し、当該検出用液12内に被検対象物としての南高梅でなる梅干13を入れる。

0011

検出用液保持容器11は断面半円球形状の底面部11Aによって閉塞された円筒形状の保存容器本体11Bを有し、その円周位置に90[°]の角等間隔を維持するように4つの検出用電極4A、4B、4C及び4Dが配設されている。

0012

かくして4つの検出用電極4A〜4Dはこれらを通る横断面上に位置検出用XY平面P1を形成し、検出用電極4A及び4C間に中心位置を通ってX軸座標を形成すると共に、検出用電極4B及び4Dによってその中心位置を通ってY軸座標系を形成し、これにより被検対象物としての梅干13のXY軸平面内の位置を、中心を通るZ軸を基準に位置検出用XY平面P1上の位置から検出用電極4A〜4Dの検出出力に基づいてX軸検出電位及びY軸検出電位を知ることができるようになされている。

0013

検出磁界形成部3は、図3に示すような回転磁界ヨーク15を有し、図2に示すように、当該回転磁界ヨーク15を検出用液保持容器11の位置検出用XY平面P1に対向する位置において外側から囲むように配設する。

0014

回転磁界ヨーク15は、3相磁極対16A1及び16A2、16C1及び16C2、並びに16B1及び16B2を120[°]の角等間隔を保つように、検出用液保持容器11のZ軸を中心として配設され、各3相磁極巻装された3相駆動コイル17A1及び17A2、17C1及び17C2、並びに17B1及び17B2に、互いに120[°]づつ位相がずれた正弦波駆動電流が供給されることにより、検出用液保持容器11内に保持されている検出用液12及び被検対象物である梅干13を透過するように回転磁界が供給される。

0015

これにより検出用液保持容器11に保持されている検出用液12及び梅干13には回転磁界に基づく渦電流が流れ、この渦電流によって生じた降下電圧が検出用電極4A及び4C、並びに4B及び4D間の電位差として検出される。

0016

かくして図1の異物検出装置1は、図2の検出用液保持容器11に対して図3の検出磁界形成部3により生成した回転磁界を供給する構成によって、導電性の機能をもつ検出用液12及び梅干13内に生じた渦電流の電圧降下成分を検出用電極4A〜4Dによって異物検出信号S1として検出制御部6に取り出す。

0017

検出制御部6は回転磁界生成用の3相駆動コイル17A1及び17A2、17C1及び17C2並びに17B1及び17B2によって回転磁界を生成させるような正弦波信号を検出磁界形成信号S2として検出磁界形成部3に供給する。

0018

(2)検出制御部6
検出制御部6は、パーソナルコンピュータ構成の中央処理部21の制御に基づいて、検出磁界形成部3に対して検出磁界形成信号S2を供給する検出磁界駆動回路22と、異物検出機構部2から得られる異物検出信号S1に基づいて中央処理部21に対して異物検出情報を供給する検出信号生成回路23とを有する。

0019

検出磁界形成部3は、図4に示すように、回転磁界を生成する回転磁界生成用コイル25A(図3の3相駆動コイル17A1及び17A2でなる)、25C(図3の3相駆動コイル17C1及び17C2でなる)及び25B(図3の3相駆動コイル17B1及び17B2でなる)に対して順次120[°]分位相が異なる検出磁界形成信号データS2A、S2C及びS2Bを検出磁界形成信号S2として検出磁界駆動回路22から受けて、各検出磁界形成信号データS2A、S2C及びS2Bをそれぞれデジタルアナログ変換回路26A、26C及び26Bを介してアナログ信号に変換した後、増幅回路27A、27C及び27Bを介して回転磁界生成用コイル25A、25C及び25Bに供給する。

0020

かくして検出磁界形成部3を構成する回転磁界生成用コイル25A、25C及び25Bによって位置検出用XY平面P1において異物検出機構部2の検出用液12及び被検対象物としての梅干13に対して回転磁界を供給する。

0021

この結果、X軸方向の検出用電極4A及び4Cによって検出された電位が、図5に示すように、異物検出機構部2に設けられた異物検出回路30のX軸成分生成回路31Aに取り込まれ、その電位差を表すX軸成分信号S11Aが形成される。

0022

またY軸方向の検出用電極4B及び4Dによって検出された電位が、異物検出機構部2に設けられたY軸成分生成回路31Bに取り込まれ、その電位差を表すY軸成分信号S11Bが形成される。

0023

このX軸及びY軸成分信号S11A及びS11Bはそれぞれ、ハイパスフィルタ32A及び32Bにおいて低い周波数ハム雑音成分を除去した後増幅回路33A及び33Bによって所定レベル増幅されてX成分及びY成分回転信号として異方性検出回路34に供給される。

0024

異方性検出回路34は供給されたX軸成分信号S11A及びY軸成分信号S11Bに対して掛算回路35A及び35Bにおいてそれぞれ基準信号S13と掛算し、その掛算結果をそれぞれローパスフィルタ36A及び36Bを透過させることにより、X成分S14A及びY成分S14BとしてXY平面リサージュ形成回路37に供給する。

0025

ここで、基準信号S13は回転磁界生成回路29に対して与えられた検出磁界形成信号S2と同じ周波数及び位相をもった正弦波信号でなり、これによりX成分及びY成分は、検出用液保持容器11に供給される回転磁界の位相ごとのX軸成分信号及びY軸成分信号の電位差の値を表している。

0026

そこで掛算回路35A及び35Bにおいて基準信号S13と掛算された結果得られる信号は、基準信号S13の位相と同期したX成分S14A及びY成分S14Bになり、これはXY平面リサージュ形成回路37において合成されることにより、基準信号S13の位相を0〜180[°]の範囲で変化させることにより、XY平面リサージュ形成回路37においては、当該基準信号S13の各位相ごとに電位差を持つことになる。

0027

従って、検出用液12及び被検対象物である梅干13の導電率の分布が均一で異方性がなければ、X成分及びY成分の比率(すなわち異方性比)は所定の一定値になるのに対して、異方性があれば異方性がある平面方向の導電率の比率が変化することにより当該所定値以外の値を示すので、XY平面リサージュ形成回路37は異方性の有無を判断できる。

0028

従って、梅干13に異物としてアカマダラケシキスイが存在すれば、検出用液12内の異方性比に変化が生ずるから、これを判知することができる。

0029

(3)作用効果
以上の構成において、検出用液保持容器11には、被検対象物として梅干13が入れられているが、当該検出用液12は梅干13の導電率とほぼ等しい導電率に選定されており、これにより検出用液12内の導電率が被検対象物である梅干13を含めて全体としてほぼ異方性がない状態になる。

0030

この実施の形態の場合、被検対象物である梅干13は、真水もしくは食塩水に短時間なら漬けても問題が生じないとして約20[%]の食塩水が用いられてることにより、異方性がない状態を得る。

0031

この状態において、検出制御部6から検出磁界形成部3に検出磁界形成信号S2を与えることにより回転磁界を生成させると、検出用液12には検出磁界形成信号S2と同期した渦電流が生じ、この結果位置検出用XY平面P1に配設されているX軸方向の検出用電極4A及び4C間及びY軸方向検出用電極4B及び4D間に渦電流による電圧降下を表す検出電圧がX軸成分生成回路31A及びY軸成分生成回路31BからX軸成分信号S11A及びY軸成分信号S11Bとして検出される。

0032

このX軸成分信号S11A及びY軸成分信号S11Bは回転磁界を形成するために用いた基準信号S13を掛算回路35A及び35Bにおいて掛算されることによりX成分S14A及びY成分S14BとしてXY平面リサージュ形成回路37に供給され、リサージュが形成される。

0033

このXY平面リサージュ形成回路37において形成されるリサージュX成分S14A及びリサージュY成分S14Bのリサージュの値について最も長いものと短いものとの比を取れば検出用液12の導電率の異方性比を求めることができる。

0034

ここで被検対象物である梅干13の果肉内に異物としてアカマダラケシキスイが含まれているとき、当該アカマダラケシキスイの導電率が梅干13の果肉の導電率とは異なることに基づいて渦電流に対する抵抗値が果肉部分とは異なるので、異方性が存在することにより、アカマダラケシキスイを異物として確実に検出することができ、その際に梅干13の果肉に接触による損傷を与えないようにできる。

0035

(4)第2の実施の形態
(4−1)図6及び図7は本発明の第2の実施の形態を示すもので、上述の実施の形態との対応部分に同一符号を付して示すように、上述の実施の形態においては、検出用液保持容器11に2対の検出用電極4A及び4C並びに4B及び4Dを設けるようにしたが、これに代え、検出用液保持容器11の底面部11Aの中央部に共通電極41を配設すると共に、その周囲を同心円状に取り囲むように、2列に16個の検出用電極42を配設する。

0036

共通電極41及び検出用電極42は検出用液保持容器11の底面部11Aが半円球形状を持っていることにより、当該半円球球面にほぼ均一に分布するように配設されている。

0037

かくして中心位置に配設された共通電極41に対して各検出用電極42が共通電極41を取り囲むようにほぼ均一に分布するように配設されていることにより、当該検出用液保持容器11の底面部11A全域に渡って検出用液12の導電率の分布に応じた降下電位の分布を検出することができる。

0038

以上の構成において、中央処理部21は、共通電極41と16個の検出用電極42とから検出用液保持容器11内の検出用液12及び梅干13の各位置における電位を検出することにより、16個の検出用電極42の配列位置に基づいて検出用液保持容器11内に等電位線が形成されていることを確認できる。

0039

この等電位線の情報は、図1において異物検出信号S1が検定信号生成回路23を介して中央処理部21に取り込まれて、図8に示すように、当該中央処理部21の異物領域検出メモリ46内に、検出用電極42の位置と等電位線EV1、EV2及びEV3とを表す異方性マップ45として展開される。

0040

この異方性マップ45について中央処理部21は、等電位線EV1、EV2及びEV3を、横切る方向に微分演算処理をし、微分値が大きいものを選定し、これを異物が存在する異物領域DTと決定する。

0041

ここで、等電位線EV1、EV2及びEV3についての微分値は、これを挟む両側の平面的な領域の導電率の差分、従って異方性比を表わしているので、各等電位線EV1、EV2及びEV3によって囲まれている領域を、その内部において異方性比が同程度になるように領域を選定でき、これにより異物領域検出メモリ46に異方性比が異なる領域を形成できる。

0042

因みに、異方性を表す等電位線EV1、EV2及びEV3のうち、回転磁界により生じた渦電流により生ずる電圧降下について、検出用液12及び梅干13は導電率が大きい値に選定されているので、等電位線に対する異方性比は小さいのに対して、梅干13内に異物としてアカマダラケシキスイが存在する場合は、渦電流に対する導電率が小さいので等電位線に対する異方性比が大きくなるので、異物領域DTを確実に判定できる。

0043

かかる構成によれば、共通電極41及び検出用電極42が配設されている底面部11Aに被検対象物である梅干13が配設されたとき、共通電極41とその周囲に配設された16個の検出用電極42との間の降下電圧の情報を細部について収集することができることにより、梅干13内にアカマダラケシキスイが異物として存在する異物領域DTを確実に検出することができる。

0044

(5)第3の実施の形態
図9は第3の実施の形態を示すもので、図8との対応部分に同一符号を付して示す。

0045

ここで、図6図8の第2の実施の形態の場合は、検出用液保持容器11の底面部11Aにおいて、共通電極41に対して16個の検出用電極42をほぼ均一に配設したが、図9の場合はこれに代え、4倍の個数64個の検出用電極42Xをほぼ均一に配設すると共に、検出制御部6の中央処理部21の異物領域検出メモリ46に、検出用電極42Xから得た降下電位に基づいて等電位線EV11〜EV15を形成した異方性マップ45Xを展開する。

0046

この場合、図8の異方性マップ45は16個の検出用電極42から得た等電位線EV1〜EV3に基づくものであるのに対して図9の異方性マップ45Xは4倍の数64個の検出用電極42Xから得た等電位線EV11〜EV15に基づいて検出用液保持容器11内の電位の分布を詳細に検出することができることにより、検出用液保持容器11内の異物領域DTXを細部に亘って判定することができる。

0047

(6)他の実施の形態
(6−1)上述の実施の形態においては被検対象物として梅干の果肉内にアカマダラケシキスイが異物として存在する場合について述べたが、異物としてはこれに限らず、導電性機能がある生体材質を持つような異物を検出する場合に広く適用することができる。

0048

(6−2)上述の実施の形態においては被検対象物として南高梅の梅干に本発明を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず生体の材質を有する導電率の機能すなわち属性を把握することができるようなものについて広く適用し得る。

0049

本発明は導電率によって属性を把握し得る対象物について利用することができる。

0050

1……異物検出装置、2……異物検出機構部、3……検出磁界形成部、4A〜4D……検出用電極、6……検出制御部、11……検出用液保持容器、12……検出用液、13……梅干、15……回転磁界ヨーク、16A1〜16C2……3相磁極対、17A1〜17C2……3相駆動コイル、25A〜25C……回転磁界生成用コイル、29……回転磁界生成回路、30……異物検出回路、31A、31B……X軸、Y軸成分生成回路、32A、32B……ハイパスフィルタ、33A、33B……増幅回路、34……異方性検出回路、35A、35B……掛算回路、36A、36B……ローパスフィルタ、37……XY平面リサージュ形成回路、41……共通電極、42、42X……検出用電極、45、45X…異方性マップ、46……異物領域検出メモリ。

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