用于檢測產(chǎn)品中的金屬污染物的設(shè)備和方法
【專利摘要】一種用于使用從基于線圈的金屬檢測器（2）接收的信號(hào)（S）來檢測產(chǎn)品（P）中的金屬污染物（M）的設(shè)備（1）包括校準(zhǔn)模塊（11），該校準(zhǔn)模塊（11）配置成通過在校準(zhǔn)階段期間從金屬檢測器（2）接收產(chǎn)品（P）的一個(gè)或多個(gè)樣品的具有電阻分量（R）和電抗分量（X）的信號(hào)來確定產(chǎn)品特定的領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)。該設(shè)備（1）還包括檢測模塊（12），其配置成在針對(duì)電阻分量和電抗分量的坐標(biāo)系中，將信號(hào)（S）的矢量表示與產(chǎn)品特定的領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)相比較，并在信號(hào)（S）的矢量表示延伸到領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)之外的區(qū)域時(shí)指示在產(chǎn)品（P）中存在金屬污染物（M）。
【專利說明】用于檢測產(chǎn)品中的金屬污染物的設(shè)備和方法
發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于檢測產(chǎn)品中的金屬污染物的設(shè)備和方法。具體地，本發(fā)明涉及用于使用從基于線圈的金屬檢測器接收的信號(hào)來檢測產(chǎn)品中的金屬污染物的設(shè)備和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，該信號(hào)包括電阻分量和電抗分量。
【背景技術(shù)】
[0002]為了各種原因，包括安全和健康憂慮，必須檢測在各種非金屬消費(fèi)品(例如食品、藥品或紡織品)中的金屬污染物。一般來說，基于線圈的金屬檢測器用于針對(duì)有害的金屬或其它電解質(zhì)的內(nèi)含物而掃描這樣的產(chǎn)品。根據(jù)金屬和產(chǎn)品的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率，由各種金屬或產(chǎn)品產(chǎn)生的信號(hào)在它們穿過或經(jīng)過金屬檢測器的線圈時(shí)可分成電阻和電抗分量。當(dāng)顆粒小時(shí)，來自鐵類金屬(鐵)的信號(hào)主要是電抗的，而來自不銹鋼的信號(hào)主要是電阻的。
[0003]US2003/0105600描述了用于通過金屬或其它電解質(zhì)檢測物體的污染的裝置。根據(jù)US2003/0105600的裝置包括與計(jì)算機(jī)相關(guān)的金屬檢測器，該計(jì)算機(jī)被編程為將由金屬檢測器所提供的觀察到的信號(hào)與對(duì)應(yīng)于具有可接受的污染水平的物體的所存儲(chǔ)的校準(zhǔn)信號(hào)相比較，并識(shí)別從金屬檢測器接收的觀察到的信號(hào)何時(shí)與該校準(zhǔn)信號(hào)偏離了不可接受的量。
[0004]US5, 045, 789描述了用于通過使用有區(qū)別的電磁參數(shù)來檢測物體中的外來物質(zhì)的檢測器。根據(jù)US5，045，789，在顯示檢測信號(hào)的電阻(在相位上)和電抗(90°相位延遲)分量的坐標(biāo)系中，橢圓區(qū)被定義為代表沒有污染物的產(chǎn)品的預(yù)期信號(hào)值。具有位于這個(gè)橢圓區(qū)之外的值或矢量的檢測信號(hào)被判斷為代表包含外來物質(zhì)的產(chǎn)品。基于產(chǎn)品的實(shí)際測量來定義橢圓檢測包絡(luò)具有下列優(yōu)點(diǎn):橢圓檢測包絡(luò)與產(chǎn)品信號(hào)一致，即，因?yàn)闄z測包絡(luò)的相位與產(chǎn)品的相位一致，因此產(chǎn)品補(bǔ)償被實(shí)現(xiàn)。因此，甚至高導(dǎo)電性產(chǎn)品(例如肉或奶酪)的信號(hào)也不在檢測包絡(luò)之外經(jīng)過。然而，作為負(fù)面結(jié)果，來自不銹鋼的大信號(hào)需要在檢測包絡(luò)之外經(jīng)過，且因此檢測器變得對(duì)這些金屬較不敏感。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供用于檢測產(chǎn)品中的金屬污染物的設(shè)備和方法，該設(shè)備和方法沒有現(xiàn)有技術(shù)的至少一些缺點(diǎn)。具體來說，本發(fā)明的目的是提供用于檢測產(chǎn)品中的金屬污染物的設(shè)備和方法，由此，在檢測中考慮到產(chǎn)品的相位，同時(shí)金屬敏感性被維持或至少減小得比在已知系統(tǒng)中的小。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，這些目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征來實(shí)現(xiàn)。此外，另外有利的實(shí)施例由從屬權(quán)利要求和描述來得出。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，特別實(shí)現(xiàn)了用于使用從基于線圈的金屬檢測器接收的信號(hào)來檢測產(chǎn)品中的金屬污染物的上述目的，該信號(hào)包括電阻分量和電抗分量，在針對(duì)電阻和電抗分量的坐標(biāo)系中，將信號(hào)的矢量表示與產(chǎn)品特定的領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)相比較。當(dāng)信號(hào)的矢量表示延伸到領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)之外的區(qū)域時(shí)，指示在產(chǎn)品中存在金屬污染物。使用產(chǎn)品特定的領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)具有下列優(yōu)點(diǎn):可使用檢測包絡(luò)與特定產(chǎn)品的相位取向的對(duì)準(zhǔn)來檢測金屬污染物，同時(shí)關(guān)于金屬污染物的檢測敏感性被維持或至少減小得比在已知系統(tǒng)中的小。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，通過在校準(zhǔn)階段期間從金屬檢測器接收產(chǎn)品的一個(gè)或多個(gè)樣品 或樣本的信號(hào)來確定產(chǎn)品特定的領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)。使用信號(hào)來確定領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)的相位 取向和大小。領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)具有從領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)的中心在沿著縱軸的相反方向上延伸 到領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)的相應(yīng)端的兩個(gè)翼。領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)的端部的寬度大于領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò) 的中心的寬度。所確定的大小包括在領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)的中心處的寬度、在領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò) 的端部處的寬度、領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)的沿著其縱軸的長度和/或在領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)的縱軸與 外邊緣之間的銳角，該外邊緣從中心延伸到領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)的端部。
[0009]在另一實(shí)施例中，在校準(zhǔn)階段期間從金屬檢測器接收的信號(hào)的電阻和電抗分量轉(zhuǎn) 換成包括相位值和振幅值的極坐標(biāo)。通過在校準(zhǔn)階段期間確定并存儲(chǔ)每個(gè)相位值的峰值振 幅值來確定產(chǎn)品包絡(luò)，且使用產(chǎn)品包絡(luò)來定義領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，確定領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)的相位取向包括將加權(quán)函數(shù)應(yīng)用于為相位 值而存儲(chǔ)的峰值振幅值。
[0011 ] 在另一實(shí)施例中，確定領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)的大小包括使相位取向與坐標(biāo)系的被選擇 為對(duì)準(zhǔn)軸的軸對(duì)準(zhǔn)，通過產(chǎn)品包絡(luò)繞著坐標(biāo)系的軸的映像而產(chǎn)生產(chǎn)品包絡(luò)的象限重疊，確 定象限重疊的測量值，并使用測量值確定領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)的大小。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，確定象限重疊在對(duì)準(zhǔn)軸的方向上的最大延伸范圍，并使用在對(duì) 準(zhǔn)軸的方向上的最大延伸范圍確定領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)的長度。而且，確定象限重疊在坐標(biāo)系 的與對(duì)準(zhǔn)軸正交的軸上的最大延伸范圍，并使用象限重疊的在正交軸上的最大延伸范圍確 定在領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)的中心處的寬度。
[0013]在另一實(shí)施例中，在坐標(biāo)系的象限之一中確定在象限重疊上的切線。切線穿過象 限重疊的在坐標(biāo)系的與對(duì)準(zhǔn)軸正交的軸上的最大延伸范圍而延伸。使用切線來確定在領(lǐng)結(jié) 形檢測包絡(luò)的端部處的銳角和/或?qū)挾取?br> [0014]除了用于使用從基于線圈的金屬檢測器接收的信號(hào)來檢測產(chǎn)品中的金屬污染物 的設(shè)備和方法以外，本發(fā)明還涉及包括計(jì)算機(jī)程序代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序 代碼用于指示計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行使用從基于線圈的金屬檢測器接收的信號(hào)來檢測產(chǎn)品中的 金屬污染物的方法，優(yōu)選地，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]將參考附圖通過示例的方式來更詳細(xì)地說明本發(fā)明，其中:
[0016]圖1示出示意性說明用于使用從金屬檢測器接收的信號(hào)來檢測產(chǎn)品中的金屬污 染物的基于線圈的金屬檢測器和設(shè)備的框圖。
[0017]圖2示出說明用于確定產(chǎn)品特定的領(lǐng)結(jié)形(bowtie-shaped)檢測包絡(luò)并使用領(lǐng)結(jié) 形檢測包絡(luò)來檢測產(chǎn)品中的金屬污染物的示例性步驟序列的流程圖。
[0018]圖3示出說明用于存儲(chǔ)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的示例性步驟序列的流程圖。
[0019]圖4示出用于確定產(chǎn)品特定的領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)的示例性步驟序列的流程圖。
[0020]圖5不出在具有表不電阻分量的一個(gè)軸和表不電抗分量的一個(gè)軸的坐標(biāo)系中的 產(chǎn)品特定的領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)的示例。[0021]圖5a示出具有彎曲側(cè)面的翼的產(chǎn)品特定的領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)的示例。
[0022]圖6不出在具有表不電阻分量的一個(gè)軸和表不電抗分量的一個(gè)軸的坐標(biāo)系中基于校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的產(chǎn)品包絡(luò)的示例。
[0023]圖7示出在坐標(biāo)系中的產(chǎn)品包絡(luò)的示例的產(chǎn)品相位。
[0024]圖8示出在坐標(biāo)系中的產(chǎn)品包絡(luò)的示例的象限重疊的示例。
[0025]圖9示出根據(jù)象限重疊確定領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)的長度、在其中心處的寬度和在其端部處的寬度的示例。
【具體實(shí)施方式】
[0026]在圖1中，附圖標(biāo)記10表不用于檢測廣品P(例如食品、藥品、紡織品或另一(非金屬)消費(fèi)品)中的金屬污染物M的檢測系統(tǒng)。檢測系統(tǒng)10包括用于使用從基于線圈的金屬檢測器2接收的信號(hào)S來檢測產(chǎn)品P中的金屬污染物M的傳統(tǒng)的基于線圈的金屬檢測器2和處理設(shè)備I。金屬檢測器2包括配置成在校準(zhǔn)和測量階段Phl、Ph2期間輸送產(chǎn)品P的流F通過金屬檢測器2的輸送系統(tǒng)，例如輸送帶。如在圖1中示例性示出的那樣，在一個(gè)實(shí)施例中，金屬檢測器2和處理設(shè)備I被一體化在一個(gè)公共殼體100中；可替換地，金屬檢測器2和處理設(shè)備I布置在單獨(dú)的殼體中。金屬檢測器2和處理設(shè)備I通過信號(hào)接口 13互連。
[0027]如圖1所示，處理設(shè)備I包括幾個(gè)功能模塊，具體為校準(zhǔn)模塊11和檢測模塊12。優(yōu)選地，處理設(shè)備I包括可操作計(jì)算機(jī)，其包括一個(gè)或多個(gè)處理器，且功能模塊被實(shí)現(xiàn)為編程軟件模塊，其包括用于指示計(jì)算機(jī)的處理器執(zhí)行下面概述的各種功能的計(jì)算機(jī)程序代碼。計(jì)算機(jī)程序代碼存儲(chǔ)在固定地或可移除地布置在處理設(shè)備I中的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品上?？商鎿Q地，功能模塊完全或至少部分地通過硬件部件來實(shí)現(xiàn)。
[0028]在下面的段落中，參考圖2-4描述了由功能模塊執(zhí)行的可能的步驟序列，其用于在校準(zhǔn)階段Phl期間確定產(chǎn)品特定的領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT，如圖5所示，并用于在測量階段Ph2期間使用產(chǎn)品特定的領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT檢測產(chǎn)品P中的金屬污染物M。
[0029]在校準(zhǔn)階段Phl期間，在步驟SI中，將產(chǎn)品P供給到金屬檢測器2，其中分別取決于金屬檢測器2的類型，將該產(chǎn)品P輸送穿過檢測器的線圈，或由檢測器的線圈經(jīng)過該產(chǎn)品P。響應(yīng)于穿過金屬檢測器2的產(chǎn)品流F，金屬檢測器2根據(jù)產(chǎn)品P的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率來產(chǎn)生具有電阻分量R和電抗分量X的信號(hào)S。
[0030]在步驟S2中，在處理設(shè)備I中，校準(zhǔn)模塊11經(jīng)由信號(hào)接口 13從金屬檢測器2接收檢測信號(hào)S。
[0031]在步驟S3中，校準(zhǔn)模塊11基于從金屬檢測器2接收的檢測信號(hào)S來存儲(chǔ)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。具體地，校準(zhǔn)模塊11存儲(chǔ)包括為產(chǎn)品P而接收的檢測信號(hào)S的電阻和電抗分量R、X的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
[0032]在圖3和圖6所示的實(shí)施例中，在步驟S31中，校準(zhǔn)模塊11將所接收的檢測信號(hào)S的電阻分量R和電抗分量X轉(zhuǎn)換成包括相位值a和振幅值m的極坐標(biāo)POL ( a , m)。
[0033]在步驟S32中，校準(zhǔn)模塊11通過將振幅值m與先前為所接收的檢測信號(hào)S的相位值a而存儲(chǔ)的振幅值相比較，來確定所接收的檢測信號(hào)S的振幅值m是否是新的峰值振幅值。如果所接收的檢測信號(hào)S的振幅值m不高于先前存儲(chǔ)的振幅值，則校準(zhǔn)模塊11在步驟S31中繼續(xù)并處理從金屬檢測器2接收的下一檢測信號(hào)S的振幅值m。否則，如果所接收的檢測信號(hào)S的振幅值m是新的峰值振幅值，即，它具有比先前存儲(chǔ)的振幅值高的值，在步驟S33中，校準(zhǔn)模塊11將振幅值m存儲(chǔ)為與所接收的檢測信號(hào)S的相位值a相關(guān)的新的峰值振幅值。如在圖6中所示的，作為在校準(zhǔn)階段Phl期間連續(xù)測量的結(jié)果，分配給所接收的檢測信號(hào)S的相應(yīng)相位值a (相位)而存儲(chǔ)的峰值振幅值m (振幅)定義了表示產(chǎn)品P的一般(未污染的)電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率的產(chǎn)品包絡(luò)PE。
[0034]在步驟S4中，校準(zhǔn)模塊11確定校準(zhǔn)階段Phl是否完成。根據(jù)實(shí)施例和/或選擇的操作模式，校準(zhǔn)階段Phl的持續(xù)時(shí)間由所定義的時(shí)間長度來定義，例如根據(jù)產(chǎn)品的類型、由供應(yīng)到金屬檢測器2的產(chǎn)品P的樣品或樣本的數(shù)量和/或通過定義檢測信號(hào)S的最大方差的閾值來選擇。此外，如果代替產(chǎn)品P的多個(gè)樣品或樣本，產(chǎn)品P的一個(gè)長樣品(例如比金屬檢測器2的檢測通道長的產(chǎn)品樣品)在校準(zhǔn)階段期間被供應(yīng)到金屬檢測器2，則產(chǎn)品P的同一樣品被周期性地測量(采樣)很多次，且校準(zhǔn)階段Phl的持續(xù)時(shí)間由產(chǎn)品樣品的長度和/或測量樣本所定義的數(shù)量來定義。如果校準(zhǔn)階段Phl未完成，則處理在步驟SI中繼續(xù)，并分別供給產(chǎn)品P的下一樣品或下一采樣。否則，如果完成校準(zhǔn)階段Phl，則處理在步驟S5中繼續(xù)。
[0035]在步驟S5中，校準(zhǔn)模塊11使用所存儲(chǔ)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，即，使用由分配給相位值a的峰值振幅值m所定義的產(chǎn)品包絡(luò)PE來確定產(chǎn)品特定的領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT，PE= {a i； m}，i=0…360°。圖6示出在X/R坐標(biāo)系中的產(chǎn)品包絡(luò)PE的示例。隨后，將所確定的產(chǎn)品特定的領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT的參數(shù)存儲(chǔ)在設(shè)備I中或外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備上。
[0036]如在圖4和圖7中所示的，在步驟S51中，校準(zhǔn)模塊11使用產(chǎn)品包絡(luò)PE確定產(chǎn)品
P的相位取向9。產(chǎn)品相位9被定義為產(chǎn)品包絡(luò)PE的主要相位，并通過將加權(quán)計(jì)算算法應(yīng)
用于所存儲(chǔ)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)(具體地應(yīng)用于由分配給相位值a的峰值振幅值m所定義的產(chǎn)品包絡(luò) PE，PE={a pm}，i=0 …360。)來確定。
[0037]例如，加權(quán)計(jì)算算法配置成確定產(chǎn)品相位9作為產(chǎn)品P的平均相位。平均化過程在校準(zhǔn)階段Phl的先前步驟期間利用使用產(chǎn)品包絡(luò)PE={ a pm}所確定的所有相位特定峰值振幅值m。為了更好地將非方向性的噪聲相關(guān)的檢測信號(hào)S與具有特定方向的由產(chǎn)品P引起的檢測信號(hào)S區(qū)分開，對(duì)于平均化過程，所有峰值振幅值m例如通過使用其值的四次冪(m4)來放大。如果有很多噪聲相關(guān)的檢測信號(hào)S和如果產(chǎn)品相關(guān)的檢測信號(hào)S的振幅值不是非常大，這是特別實(shí)用的。
[0038]所確定的產(chǎn)品相位(P被設(shè)定為領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT的相位取向。領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT的相位取向9也與領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT的縱軸z重合。
`[0039]在步驟S52中，校準(zhǔn)模塊11產(chǎn)生產(chǎn)品包絡(luò)PE的象限重疊Q0，例如，如圖8所示。象限重疊QO將產(chǎn)品包絡(luò)PE的所有四個(gè)象限Q1、Q2、Q3、Q4的信息數(shù)學(xué)地壓縮成一個(gè)象限，例如象限Q1。為了產(chǎn)生產(chǎn)品包絡(luò)PE的象限重疊Q0，校準(zhǔn)模塊11使領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT或產(chǎn)品P的相位取向(P分別與坐標(biāo)系的軸(在下文中被稱為對(duì)準(zhǔn)軸)相對(duì)準(zhǔn)。為此，產(chǎn)品包絡(luò)PE繞著X/R坐標(biāo)系的原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)了例如旋轉(zhuǎn)角f3=7t/2-(p，以使相位取向(p與X/R坐標(biāo)系的被選擇為對(duì)準(zhǔn)軸的軸之一(例如正R軸)相對(duì)準(zhǔn)，如圖8所示?？商鎿Q地，X/R坐標(biāo)系的任何其它軸可用作對(duì)準(zhǔn)軸，或產(chǎn)品包絡(luò)PE可與坐標(biāo)系(其具有與相位取向9對(duì)準(zhǔn)的其軸之一作為對(duì)準(zhǔn)軸)相重疊，而不使產(chǎn)品包絡(luò)PE旋轉(zhuǎn)。隨后，如圖8所示，通過產(chǎn)品包絡(luò)PE繞著相應(yīng)坐 標(biāo)系的軸的映像(reflection)(例如，繞著X軸的映像:Q3_>Q2和Q4_>Q1，以及隨后繞著R 軸的映像:Q2->Q1，或相反地)來產(chǎn)生產(chǎn)品包絡(luò)PE的象限重疊Q0，所有四個(gè)象限Q1、Q2、Q3、 Q4的信息合并而由此成為一個(gè)象限Q1。隨后，校準(zhǔn)模塊11使用產(chǎn)品包絡(luò)PE的象限重疊QO 來確定領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT的大小。
[0040]在步驟S53中，校準(zhǔn)模塊11使用產(chǎn)品包絡(luò)PE的象限重疊QO來確定并存儲(chǔ)領(lǐng)結(jié)形 檢測包絡(luò)BT的長度L (2L)。如圖9所示，領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT的長度L (2L)由在對(duì)準(zhǔn)軸的 方向上(在圖9的示例中在R軸的方向上)的象限重疊QO的最大延伸范圍來定義。
[0041]在步驟S54中，校準(zhǔn)模塊11使用產(chǎn)品包絡(luò)PE的象限重疊QO來確定并存儲(chǔ)在領(lǐng)結(jié) 形檢測包絡(luò)BT的中心C處的寬度dc。如圖9所示，在領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT的中心C處的寬 度dc由在坐標(biāo)系的與對(duì)準(zhǔn)軸正交的軸上(在圖9的示例中在X軸上(dc=2dc’)的象限重疊 QO的最大延伸范圍來定義。
[0042]在步驟S55中，校準(zhǔn)模塊11確定并存儲(chǔ)在領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT的中心C處的銳角 Y和/或領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT的端部E1、E2處的寬度de、de’。如圖5所示，銳角、構(gòu)成領(lǐng) 結(jié)形檢測包絡(luò)BT的相位容限，即，與產(chǎn)品相位的任何偏差的容限。如圖9所示，領(lǐng)結(jié)形檢 測包絡(luò)BT的銳角Y或相位容限分別通過切線t來確定，該切線t在產(chǎn)品包絡(luò)PE的象限重 疊QO上并穿過象限重疊QO的在坐標(biāo)系的與對(duì)準(zhǔn)軸正交的軸上(在圖9的示例中在X軸上) 的最大延伸范圍dc’而延伸。如進(jìn)一步示出的那樣，為了確定用于檢測金屬污染物M的實(shí) 際觸發(fā)線t’，在一個(gè)實(shí)施例中，切線t在X軸的方向上平行移動(dòng)了所定義的容限因子，例如 75%-125%。
[0043]如果領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT的銳角Y或相位容限分別超過定義的閾值，例如由操作 員經(jīng)由用戶接口設(shè)定的最大相位容限或?qū)?yīng)的最大銳角則校準(zhǔn)模塊11將相位容限 或銳角Y分別設(shè)定為最大相位容限或銳角。在以下情形中將超過最大相位容限，即產(chǎn)品包 絡(luò)PE的象限重疊QO具有一形狀，該形狀導(dǎo)致定義了比所定義的最大銳角Ymax大的銳角Y 的切線t。在這種情況下，將所設(shè)定的銳角Y定義為所定義的最大銳角Ymax的切線施 加到產(chǎn)品包絡(luò)PE的象限重疊QO上。隨后，這個(gè)“最大”切線與坐標(biāo)系的正交于對(duì)準(zhǔn)軸 (例如與X軸交叉)的軸的交點(diǎn)被確定，并且將其到坐標(biāo)系的原點(diǎn)的距離存儲(chǔ)為在領(lǐng)結(jié)形檢 測包絡(luò)BT的中心C處的重新調(diào)節(jié)(延伸)寬度dc。在切線t定義0的銳角Y或相位容限 的其它情形下，如將在下面解釋的，檢測包絡(luò)BT優(yōu)選恢復(fù)回到橢圓形狀。
[0044]圖5示出領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT的示例，其分別具有由其縱軸z定義的相位取向屮、 由銳角Y和在其中心C處的寬度dc定義的相位容限、以及長度L或2L。無論考慮或不考 慮在中心C處的寬度dc，在領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT的端部E1、E2處的寬度de、de’均由領(lǐng)結(jié)形 檢測包絡(luò)BT的長度L和銳角Y來幾何定義。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，由領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò) BT的外邊緣t*和端部E1、E2定義的實(shí)際觸發(fā)線可由可變?nèi)菹抟蜃觼碚{(diào)節(jié)，該可變?nèi)菹抟?子延長領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT的長度L和寬度dc、de、de’。而且，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，領(lǐng) 結(jié)形檢測包絡(luò)BT可配置有非對(duì)稱形狀和/或不同類型的形狀，例如，在端部El、E2處的角 可以以可變的半徑被弄圓或被給出銳利邊緣。圖5所示的領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT的示例具有 翼Wl、W1，其具有在每種情況下從中心C以相當(dāng)直的線延伸到端部El、E2的邊和在端部處 具有小半徑的角。圖5a示出具有不同形狀的具有翼Wl、W2的領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT的示例，WU W2具有在每種情況下從中心C以曲線(例如與在縱向分成兩半的橢圓的邊相類似的曲線)延伸到端部El、E2的邊。圖5a所示的領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT的形狀具有下列優(yōu)點(diǎn):如果由銳角Y表示的領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT的相位容限接近于零，則領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT的形狀無縫地轉(zhuǎn)換回橢圓形狀。換句話說，圖5a所示的領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT具有兩個(gè)翼W1、W2，其中每個(gè)翼由在其中心角處具有等于相位容限的兩倍的角(2 Y )的三角形和附接到在中心角處會(huì)合的三角形的兩邊的橢圓的四分之一組成。
[0045]在測量階段Ph2中，在步驟S6中，產(chǎn)品P被供給到金屬檢測器2，其中分別取決于金屬檢測器2的類型，該產(chǎn)品輸送穿過金屬檢測器的線圈，或由金屬檢測器的線圈經(jīng)過該
女口
廣叩o
[0046]在步驟S7中，在處理設(shè)備I中，檢測模塊12經(jīng)由信號(hào)接口 13接收來自金屬檢測器2的檢測信號(hào)S。
[0047]在步驟S8中，檢測模塊12通過在X/R坐標(biāo)系中將由檢測信號(hào)S的電阻分量R和檢測信號(hào)S的電抗分量X所定義的該檢測信號(hào)S的矢量表示PU P2與領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT相比較，來將產(chǎn)品特定的領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT應(yīng)用于檢測信號(hào)S。
[0048]如在圖5中由矢量Pl所示的，如果檢測模塊12在步驟S9中確定檢測信號(hào)S或其矢量表示PU P2分別不超過由領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT定義的邊界(觸發(fā)線t*)，則處理在步驟S6中繼續(xù)測量下一產(chǎn)品。否則，如在圖5中由矢量P2所示的那樣，如果檢測信號(hào)S或其矢量表示PU P2分別延伸到在領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)BT外部的區(qū)域，則檢測模塊12在步驟SlO中例如通過聲響和/或視覺警報(bào)信號(hào)和/或通過產(chǎn)生用于發(fā)起異常處理(例如污染的產(chǎn)品P的自動(dòng)去除等)的控制信號(hào)來指示產(chǎn)品P中存在金屬污染物M。
[0049]應(yīng)注意，在本描述中，計(jì)算機(jī)程序代碼與特定的功能模塊相關(guān)聯(lián)，且步驟序列以特定的順序呈現(xiàn)，然而本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將理解，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，計(jì)算機(jī)程序代碼可被不同地構(gòu)造，并且至少一些步驟的順序可改變。
【權(quán)利要求】
1.一種設(shè)備(1)，所述設(shè)備(I)用于使用從基于線圈的金屬檢測器(2)接收的信號(hào)(S)來檢測產(chǎn)品(P)中的金屬污染物(M)，所述信號(hào)(S)包括電阻分量(R)和電抗分量(X)，其中，所述設(shè)備(I)包括: 檢測模塊(12)，其被配置成在所述電阻分量和所述電抗分量的坐標(biāo)系中，將所述信號(hào)(S)的矢量表示(PU P2)與產(chǎn)品特定的領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)相比較，并在所述信號(hào)(S)的所述矢量表示延伸到所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)之外的區(qū)域時(shí)指示在所述產(chǎn)品(P)中存在金屬污染物(M)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備(I)，還包括校準(zhǔn)模塊(11)，所述校準(zhǔn)模塊(11)被配置成通過在校準(zhǔn)階段(Phl)期間從所述金屬檢測器(2)接收所述產(chǎn)品(P)的一個(gè)或多個(gè)樣品的信號(hào)(S)并使用所述信號(hào)(S)確定所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的相位取向(q>)和大小，來確定所述產(chǎn)品特定的領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)，所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)具有從所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的中心(C)在沿著縱軸(z)的相反的方向上延伸到所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的相應(yīng)端部(El、E2)的兩個(gè)翼(W1、W2)，所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的所述端部(El、E2)的寬度(de、de’)大于所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的所述中心(C)的寬度(dc)，并且所述大小包括下列項(xiàng)中的至少一個(gè):在所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的所述中心(C)處的寬度(dc)、在所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(81')的所述端部(￡142)處的寬度(如、如’)、所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(8!')的沿著其縱軸(z)的長度(L、2L)、以及在所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的所述縱軸(z)與外邊緣(t*)之間的銳角(Y )，其中所述外邊緣從所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的所述中心(C)延伸到所述端部(El、E2)。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備(I)，其中，所述校準(zhǔn)模塊(11)還被配置成在所述校準(zhǔn)階段(Phl)期間將從所述金屬檢測器(2)接收的所述信號(hào)(S)的所述電阻分量和所述電抗分量(R、X)轉(zhuǎn)換成包括相位值和振幅值的極坐標(biāo)，通過在所述校準(zhǔn)階段期間確定并存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)每個(gè)所述相位值的峰值振幅值來·確定產(chǎn)品包絡(luò)(PE)，并使用所述產(chǎn)品包絡(luò)(PE)來定義所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備(I)，其中，所述校準(zhǔn)模塊(11)還被配置成通過將加權(quán)函數(shù)應(yīng)用于為所述相位值而存儲(chǔ)的所述峰值振幅值，來確定所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的所述相位取向((P)。
5.如權(quán)利要求3或4中之一所述的設(shè)備(I)，其中，所述校準(zhǔn)模塊(11)還被配置成通過如下操作來確定所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的大小:使所述相位取向((p)與坐標(biāo)系的被選擇為對(duì)準(zhǔn)軸的軸(R)對(duì)準(zhǔn)、通過所述產(chǎn)品包絡(luò)(PE)繞著所述坐標(biāo)系的軸(R、X)的映像而產(chǎn)生所述產(chǎn)品包絡(luò)(PE)的象限重疊(Q0)、確定所述象限重疊(QO)的測量值、并使用所述測量值確定所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的大小。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備(1)，其中，所述校準(zhǔn)模塊(11)還被配置成確定所述象限重疊(QO)在所述對(duì)準(zhǔn)軸(R)的方向上的最大延伸范圍，使用在所述對(duì)準(zhǔn)軸(R)的方向上的最大延伸范圍確定所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的長度(L、2L)，確定所述象限重疊(QO)在所述坐標(biāo)系的與所述對(duì)準(zhǔn)軸(R)正交的正交軸(X)上的最大延伸范圍，并使用所述象限重疊(QO)的在所述正交軸(X)上的最大延伸范圍確定在所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的所述中心(C)處的寬度(dc)。
7.如權(quán)利要求5或6之一所述的設(shè)備(I)，其中所述校準(zhǔn)模塊(11)還被配置成在所述坐標(biāo)系的象限之一(Ql)中確定在所述象限重疊(QO)上的切線(t)，所述切線(t)穿過所述象限重疊(QO)的在所述坐標(biāo)系的與所述對(duì)準(zhǔn)軸(R)正交的正交軸(X)上的最大延伸范圍而延伸，并使用所述切線(t)來確定下列項(xiàng)中的至少一個(gè):在所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的所述端部處的寬度(de、de’ )和所述銳角(Y )。
8.一種計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，所述方法用于使用從基于線圈的金屬檢測器(2)接收的信號(hào)(S)來檢測產(chǎn)品(P)中的金屬污染物(M)，所述信號(hào)(S)包括電阻分量(R)和電抗分量(X)，其中，所述方法包括: 在所述電阻分量和所述電抗分量的坐標(biāo)系中將所述信號(hào)(S)的矢量表示(P1、P2)與產(chǎn)品特定的領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)相比較，以及 在所述信號(hào)(S)的所述矢量表示延伸到所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)之外的區(qū)域時(shí)，指示在所述產(chǎn)品(P)中存在金屬污染物(M)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述方法還包括:通過在校準(zhǔn)階段(Phl)期間從所述金屬檢測器(2)接收所述產(chǎn)品(P)的一個(gè)或多個(gè)樣品的信號(hào)并通過使用所述信號(hào)(S)確定所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的相位取向((p)和大小來確定所述產(chǎn)品特定的領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)，所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)具有從所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的中心(C)在沿著縱軸(z)的相反的方向上延伸到所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的相應(yīng)端部(El、E2)的兩個(gè)翼(W1、W2)，所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的所述端部(E1、E2)的寬度(de、de’)大于所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的所述中心(C)的寬度(dc)，并且所述大小包括下列項(xiàng)中的至少一個(gè):在所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的所述中心(C)處的寬度(dc)、在所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的所述端部(EU E2)處的寬度(de、de ’)、所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的沿著其縱軸(z)的長度(L、2L)、以及在所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的所述縱軸(z)與外邊緣(t3)之間的銳角(Y )，其中所述外邊緣從所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的所述中心(C)延伸到所述端部(E1、E2)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述方法還包括:在所述校準(zhǔn)階段(Phl)期間將從所述金屬檢測器(2)接收的所述信號(hào)(S)的所述電阻分量和所述電抗分量(R、X)轉(zhuǎn)換成包括相位值和振幅值的極坐標(biāo)，通過在所述校準(zhǔn)階段期間確定并存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)每個(gè)所述相位值的峰值振幅值來確定產(chǎn)品包絡(luò)(PE)，并使用所述產(chǎn)品包絡(luò)(PE)來定義所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，確定所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的所述相位取向(tp)包括將加權(quán)函數(shù)應(yīng)用于為所述相位值而存儲(chǔ)的所述峰值振幅值。
12.如權(quán)利要求10或11之一所述的方法，其中，確定所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的大小包括:使所述相位取向(q>)與坐標(biāo)系的被選擇為對(duì)準(zhǔn)軸的軸(R)對(duì)準(zhǔn)、通過所述產(chǎn)品包絡(luò)(PE)繞著所述坐標(biāo)系的軸(X、R)的映像而產(chǎn)生所述產(chǎn)品包絡(luò)(PE)的象限重疊(QO)、確定所述象限重疊(QO)的測量值、并使用所述測量值確定所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的大小。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述方法還包括:確定所述象限重疊(QO)在所述對(duì)準(zhǔn)軸(R)的方向上的最大延伸范圍，使用在所述對(duì)準(zhǔn)軸(R)的方向上的所述最大延伸范圍確定所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的長度(L、2L)，確定所述象限重疊(QO)在所述坐標(biāo)系的與所述對(duì)準(zhǔn)軸(R)正交的正交軸(X)上的最大延伸范圍，并使用所述象限重疊(QO)的在所述正交軸(X)上的所述最大延伸范圍確定在所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的所述中心(C)處的寬度(dc)。
14.如權(quán)利要求12或13之一所述的方法，其中所述方法還包括在所述坐標(biāo)系的象限之一(Ql)中確定在所述象限重疊(QO)上的切線(t)，所述切線(t)穿過所述象限重疊(QO) 的在所述坐標(biāo)系的與所述對(duì)準(zhǔn)軸(R)正交的正交軸(X)上的最大延伸范圍而延伸；并使用所述切線(t)來確定下列項(xiàng)中的至少一個(gè):在所述領(lǐng)結(jié)形檢測包絡(luò)(BT)的所述端部處(E1、 E2)的寬度(de、de’)和所述銳角(Y )。
15.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括在其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序代碼的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)程序代碼指示計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求8到14之一所述的方法 。
【文檔編號(hào)】G01N27/04GK103592339SQ201310234989
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年6月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月15日
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