渦電流金属探知機

出典: BeansCM

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安心安全快適デバイス 安全安心センシング センシング対象 電磁気的物理量
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目次

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金属探知機は渦電流を利用した装置。セキュリティゲートに設置されているサー チコイルに交流電流を流して磁束を発生させて、もし金属類を身につけた人が通 過すると、金属表面に渦電流が流れる。この渦電流はサーチコイルの磁束に反発 するように反作用磁束を発生させ、サーチコイルの起電力が変化する。渦電流セ ンサの原理と金属探知への応用を解説する。

1.原理

金属を検出する検出部は磁界を発生させる1つの発信コイルと2つの受信コイルで構成されている。 2つの受信コイルは発信コイルから同じ量だけの磁界を受けるが、金属等の導電体が通過すると磁界を乱し、2つの受信コイルに磁界の差が生じる。その差を信号としてとらえることにより、金属を検出する。[1] 鉄は磁性体であるため、鉄が磁界の中を通るとそれ自体が磁化され、磁界が発生する。そのため送信コイルからの磁束と合わさり磁束密度が増加する。その際、2つの受信コイルの磁束受信量の差を検出することになる。


図1 鉄の検出原理 [1]


磁界中に非鉄金属がはいると非鉄金属の中に過電流が流れ、発信コイルからの磁力線とは反対方向の磁力線が発生する。 そのため、受信コイルの一方側は減少した磁束を受け取ることになり、2つの受信コイルのバランスがくずれ、これを検出する。


図2 非鉄金属の検出原理 [1]

2.用途

金属探知機の用途でよく見かけるのは、空港でのセキュリティーチェックである。[2] 門型の装置を通過するときに金属探知機で金属製品の所持がチェックされる。金属製の凶器を所持していないかをチェックするのが目的だが、検知される多くはキーホルダーやコインである。女性の場合はほとんどハンドバックに入れるので、ハンドバックは別途ベルトコンベアーに乗って検査を受けるため、比較的この門型の金属探知機で検出されることはない。ちなみに、ベルトコンベアーに乗った手荷物の検査は金属探知機ではなく、X線で中身を映し出し検査員が目視で検査している。門型の装置をくぐり抜ける時に警報が出れば金属物が検出されたということで係員に再度検査を受けることになる。この時に係員が使うのはハンディタイプの金属探知機である。


図3 セキユリティチェック [2]


食品に混入している金属片の検出には、生産工場の最終工程でベルトコンベアーの上に設置された金属探知機により行われる。[3] 生産工程で金属片が混入したとしても適切に調整された探知機を通すことにより、ほぼ100%の確率で発見される。特徴は、

①磁性体である鉄には感度がよいが、SUSや真ちゅうなどの合金には感度が落ちる。

②針金、ワイヤーブラシ片などの細いものは検出機を通る角度によって感度が変化する。

③塩分、水分が多量に含まれているものは導体化されているので検出がしにくいことがある。

④非検査品の形状、大きさによって検出部の高さと巾を設定することも重要である。

以上のように、検出機の原理と弱点をよく理解し、適切な機種を撰び、さらに、設置後も定期的にテストピースで性能をきめ細かく調整する必要がある。


図4 食品中の金属検査 [3]


参考文献

[1] 金属製異物の管理 http://www.shokusan.or.jp/kyouiku/2/3-002.html

[2] 金属探知機 http://www.cornestech.co.jp/products/security/metal/

[3] 包装食品のための金属検出機 http://www.tcn.zaq.ne.jp/kanno/public_html/metaldet.htm


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