淺談金屬檢測(cè)機(jī)

作者：青島勝騰電子有限公司趙峰

說(shuō)到金屬檢測(cè)機(jī)就會(huì)想到探雷器，安檢門，手持探測(cè)器，這些產(chǎn)品都是金屬探測(cè)器其中的一個(gè)種類，這里不談這些,只談金屬檢測(cè)機(jī)。
金屬檢測(cè)機(jī)就是金屬探測(cè)和傳動(dòng)機(jī)械的組合一體機(jī)。要探測(cè)金屬，探測(cè)器和金屬物兩者必須相對(duì)移動(dòng)才能探測(cè)，不然也是毫無(wú)意義。金屬檢測(cè)機(jī)就是：檢測(cè)機(jī)是靜止的，金屬物是移動(dòng)的。一般來(lái)說(shuō)，物體以一定的速度穿過金屬探測(cè)器的線圈，如果金屬物足夠大，儀器會(huì)發(fā)出信號(hào)。目前國(guó)產(chǎn)的金屬探測(cè)器可以探測(cè)到直徑0.6毫米的鐵磁性材料（國(guó)外的金屬檢測(cè)機(jī)可以檢測(cè)得更小的金屬物）靈敏度與探測(cè)孔徑有關(guān)，孔徑越小靈敏度相對(duì)越高，反之亦然。
一般來(lái)說(shuō)，金屬材料分磁性材料和非磁性材料。最容易探測(cè)的是磁性材料，最不容易探測(cè)的是非磁性材料。如不銹鋼304,316等，其次是銅,鋁等。
金屬檢測(cè)機(jī)的使用范圍很廣。目前使用的行業(yè)有:食品、服裝、玩具、塑料、化工、煤炭、礦山、水泥、卷煙、木材等。   金屬探測(cè)的目的都是探測(cè)出金屬雜物,但最終的意義是不同的。
食品、服裝、玩具用的檢測(cè)機(jī)探測(cè)出金屬的最終目的是防止金屬物對(duì)人的傷害。化工、煤炭、礦山、水泥等這些行業(yè)用的金屬檢測(cè)機(jī)是防止金屬對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的損傷。所以金屬檢測(cè)機(jī)的外觀都是根據(jù)不同的要求制做的，外觀是不同的。

目前金屬檢測(cè)機(jī)基本分成三大類：一是生產(chǎn)手持探測(cè)器和安檢門，二是生產(chǎn)檢針機(jī)，三是全金屬檢測(cè)機(jī)。這三類用途不同，基本覆蓋了金屬探測(cè)器的所有應(yīng)用。
國(guó)產(chǎn)金屬檢測(cè)機(jī)起步較晚,在九十年代初期才有生產(chǎn)。山東省是蔬菜出口大省，具我了解之前進(jìn)入山東省食品行業(yè)采用的日本的機(jī)器較多，有石田、安立、日新、大和等。
其他行業(yè)采用的有S+S、BOKES、梅特勒等。現(xiàn)在使用的金屬檢測(cè)機(jī)有下列幾種形式:皮帶輸送式,自由降落式,傾斜下滑式,管道式.管道式又包括風(fēng)送管道和流體管道,同時(shí)又包含自由降落式和傾斜下滑式. 一般情況下,金屬檢測(cè)機(jī)都與流水線連接,實(shí)現(xiàn)金屬雜物的自動(dòng)排除,根據(jù)各行業(yè)生產(chǎn)情況的不同,而采用的排除裝置也不同. 自動(dòng)排除裝置有如下幾種形式:翻板式,擺臂式,吹氣式,皮帶伸縮式,推桿式,傾斜輸送裝置等

金屬檢測(cè)機(jī)按照探測(cè)頭的外形形式分為三種:通道式,分體式和平板式.常用的是通道式,這種形式探測(cè)效果最好,因?yàn)樘綔y(cè)線圈是環(huán)形的.分體式的一般只有上下兩組線圈,互相平行,所以兩側(cè)靈敏度較低.而平板式的探測(cè)只有一面,遠(yuǎn)離探測(cè)面的時(shí)候效果不理想,所以使用在要求不高,方便安裝的情況下使用.

通常情況下,通道的尺寸越大靈敏度相對(duì)越低.如果寬度500mm高度200mm道尺寸,中心靈敏度可以檢測(cè)到鐵球1.5mm ,如果 寬度是1000mm,高度是200mm,中心靈敏度就下降到可能檢測(cè)鐵球2.5mm,如果被測(cè)物有很高的"產(chǎn)品效應(yīng)",那么,最終的靈敏度還要看產(chǎn)品而定.
在產(chǎn)品加工過程中,金屬雜物是從哪里進(jìn)入到產(chǎn)品中的呢?首先要保證原材料不能混入金屬雜質(zhì).如鐵釘,螺絲,裝載或運(yùn)輸中夾帶的金屬物等.其次,在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的因切割,攪拌及傳送過程產(chǎn)生的網(wǎng)篩和金屬碎屑等.還要注意維修保養(yǎng)過程中產(chǎn)生的螺絲,工具,焊渣,導(dǎo)線等.另外,還要注重人為因素造成的金屬物,如戒指,發(fā)夾,鈕扣,硬幣,鑰匙等.

為避免以上幾個(gè)方面的出現(xiàn),使用金屬檢測(cè)機(jī)顯得由為重要.所以,使用金屬檢測(cè)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)顯現(xiàn)出來(lái).可以提高產(chǎn)品質(zhì)量,可以保護(hù)生產(chǎn)設(shè)備,避免產(chǎn)生停產(chǎn)情況的發(fā)生,可以提高對(duì)生產(chǎn)工藝和原料來(lái)源的控制.可以強(qiáng)化生產(chǎn)過程控制、質(zhì)量控制的能力。還可以避免消費(fèi)者的投訴，提高企業(yè)形象。
金屬檢測(cè)機(jī)是由檢測(cè)傳感器(也稱探頭),控制器,傳動(dòng)裝置和分離裝置組成.檢測(cè)機(jī)的基本原理是電磁感應(yīng)原理.檢測(cè)探頭是整個(gè)機(jī)器的主要組成部分,調(diào)整的好壞影響到機(jī)器的靈敏度.探頭內(nèi)部是由發(fā)射和接收線圈組成.控制器的振蕩器與發(fā)射線圈連接,提供高頻電磁場(chǎng).接收線圈是差動(dòng)連接,所以在沒有金屬信號(hào)的情況下,接收線圈兩端的信號(hào)為零.當(dāng)有金屬物通過線圈時(shí),平衡被破壞,金屬信號(hào)就會(huì)被放大處理成檢測(cè)信號(hào).

一般來(lái)說(shuō),金屬通過磁場(chǎng)時(shí)有如下表現(xiàn)狀態(tài).一是能夠引起磁場(chǎng)集中的金屬,象鐵磁性物質(zhì),鐵會(huì)在磁場(chǎng)中引起磁力線集中,還由于它的強(qiáng)導(dǎo)電性和極易被磁化的性能,所以能顯現(xiàn)出強(qiáng)烈的檢測(cè)信號(hào).二是能夠引起磁場(chǎng)排斥現(xiàn)象的金屬,如銅,鋁,不銹鋼.交流磁場(chǎng)會(huì)在金屬上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流又會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng),根據(jù)楞次定律,感應(yīng)磁場(chǎng)方向與激勵(lì)磁場(chǎng)方向相反.所以,兩個(gè)磁場(chǎng)互相排斥,因而表現(xiàn)出很弱的感應(yīng)信號(hào).所以此類金屬的檢測(cè)是金屬檢測(cè)機(jī)的一個(gè)難點(diǎn).而實(shí)際在使用中會(huì)有多種金屬物的出現(xiàn),這就出現(xiàn)了一種混合信號(hào).
有多種情況影響金屬檢測(cè)機(jī)的檢測(cè)靈敏度.
1,工作頻率.
2,通道的尺寸.
3,金屬物通過探頭的方向.
4,產(chǎn)品效應(yīng).
5,金屬物穿過探頭的速度.
6,探頭外部的金屬物對(duì)檢測(cè)效果的影響.
7,外部電磁的干擾.
金屬檢測(cè)機(jī)的工作頻率越高,對(duì)非磁性金屬的檢測(cè)就越高,而頻率低,對(duì)鐵磁性材料的檢測(cè)就越高.一般情況下,我們可以針對(duì)不同的客戶要求來(lái)選擇頻率范圍.目前象醫(yī)藥、食品等行業(yè)，生產(chǎn)設(shè)備大多都是不銹鋼材料，所以要求金屬檢測(cè)機(jī)對(duì)不銹鋼的檢測(cè)要求更高。
一般情況下,金屬檢測(cè)機(jī)的設(shè)計(jì)功率都是固定的,提供激勵(lì)磁場(chǎng)也是固定的,那么,如果檢測(cè)通道相對(duì)加大,磁場(chǎng)強(qiáng)度就會(huì)減弱,靈敏度也會(huì)減弱.
在實(shí)際使用中,金屬物可能夾在被測(cè)物體的任何地方,并且金屬物的形狀也是不定的,所以當(dāng)通過探測(cè)通道時(shí),同樣一件金屬物因進(jìn)入的方向不同也會(huì)產(chǎn)生不同強(qiáng)度的檢測(cè)信號(hào),這就是所說(shuō)的方向性.所以,現(xiàn)在生產(chǎn)廠家都采用金屬球來(lái)確定靈敏度.球體不存在方向性.

但是，多數(shù)的被探測(cè)物體都存在“產(chǎn)品效應(yīng)”。這是由于物質(zhì)固有的特征引起的。要解決問題“產(chǎn)品效應(yīng)”問題，各生產(chǎn)廠家都有自己解決的辦法，效果可能不盡相同。
“產(chǎn)品效應(yīng)”問題是金屬檢測(cè)機(jī)所遇到的最不可忽視的問題.大多數(shù)被測(cè)物都存在“產(chǎn)品效應(yīng)”.檢測(cè)機(jī)的工作頻率越高,靈敏度相對(duì)就越高,“產(chǎn)品效應(yīng)”越明顯.
如果產(chǎn)品中含有水份、鹽份，糖份，一般情況下都會(huì)具有“產(chǎn)品效應(yīng)”，當(dāng)通過檢測(cè)機(jī)通道時(shí)會(huì)產(chǎn)生比微小金屬更為強(qiáng)烈的信號(hào)。
現(xiàn)在的金屬檢測(cè)機(jī)具有壓縮“產(chǎn)品效應(yīng)”的功能。
“產(chǎn)品效應(yīng)”的壓縮或通過自學(xué)習(xí)的功能，通過調(diào)節(jié)產(chǎn)品相位角來(lái)實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)金屬檢測(cè)機(jī)的尺寸確定之后,那么適應(yīng)它的最佳速度也就確定了,也就是說(shuō),金屬以一定的速度穿過檢測(cè)通道,會(huì)感應(yīng)到一個(gè)最大的金屬信號(hào)強(qiáng)度.速度如果很快或很慢,金屬的感應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度是低于最佳速度時(shí)的信號(hào)強(qiáng)度.所以在使用中還應(yīng)注意物料的運(yùn)行速度.當(dāng)然,一般金屬檢測(cè)機(jī)會(huì)有一個(gè)固定的運(yùn)行速度,來(lái)達(dá)到最佳檢測(cè)效果. 如果檢測(cè)機(jī)與其他客戶的設(shè)備配套使用,就要考慮速度問題了. 性能再好的金屬檢測(cè)機(jī),如果在使用之前安裝不當(dāng),都會(huì)影響到最終結(jié)果.最壞的結(jié)果就是誤報(bào)警,最終造成不能使用,沒能達(dá)到預(yù)期的效果. 要避免影響檢測(cè)機(jī)的運(yùn)行情況,要注意以下幾點(diǎn):

1,在檢測(cè)道附近盡量避免和不能有活動(dòng)的金屬物,如金屬輥軸,電機(jī),轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬鏈條等，如果有也要遠(yuǎn)離檢測(cè)孔，一般距離定為：探孔兩側(cè)的位置距離是通道窗口高度的2倍以上；

2，通過檢測(cè)通道的皮帶不能是鋼絲帶或有金屬接頭；

3，于通道窗口對(duì)應(yīng)的位置上，近距離的位置上不能有環(huán)行的金屬結(jié)構(gòu)的框架，這里說(shuō)的是能造成電流回路的金屬閉合框架。如果實(shí)驗(yàn)證明金屬框架確實(shí)影響檢測(cè)機(jī)，那就要把金屬框架改造成一端有絕緣的結(jié)構(gòu)。

4，自動(dòng)排除裝置的金屬活動(dòng)部分，也要盡量遠(yuǎn)離檢測(cè)通道孔。

5，因安裝位置環(huán)境的原因，影響金屬檢測(cè)機(jī)的因素也很多，要以環(huán)境為重點(diǎn)，尤其是單獨(dú)與其他設(shè)備連接使用時(shí)，更要注意環(huán)境因素。如果安裝不當(dāng)，會(huì)前功盡棄。