金 屬 探 測 器 解 謎                            作者:希泰什.喜朗尼(Hitesh Hirani) 
因需要而發明,金屬探測器現在已成為亞洲許多食品加工生產線中的一個主要組成部分.可是,我們又有多少次在想:在這個不銹鋼殼內裝的是什么?金屬探測器到底是如何工作的?在生產過程中它們天天又出現什么問題呢? 
"平衡線圈"技術自19世紀被首次注冊專利以來,金屬探測器已出現了相當大的發展.即使最近幾年中還出現過重大的進步:模擬探測器為數字探測器所代替以及功能強大的微處理技術的采用均為重要的發展.它們提供了更強的性能,更高的靈敏度與處理能力,現在即使在極為苛求應用當中,金屬探測器依然可按客戶需求進行開發并很好的使用.

金屬探測器是如何工作的?         工業金屬探測器可有兩種方式安裝.可以在傳送帶上輸送的產品上面或下面安裝"板式"線圈,但更靈敏的探測器應該讓產品穿過線圈并將線圈安裝于金屬殼內.這種更靈敏的"線圈"型,其中通常裝有3個線圈------1個中心發射線圈和2個繞向相反的接收線圈裝在一個探頭內.   與中心線圈相連的振蕩器產生一個高頻磁場.而兩個繞相反接收線圈相互連接,以便在磁場未受干擾時可將它們所產生的感應電壓自相抵消.         為了獲得最佳靈敏度,金屬探測器的孔徑尺寸應該與特定的產品大小相匹配.孔徑太大,會"消弱"信號的危險,而孔徑太小會不便于產品在傳送帶上通過.探測器的靈敏度通常是從孔徑的幾何中心點測量得到的------最不敏感的幾何點.當被金屬污染的產品通過時,隱含的金屬物對探測器的磁場產生干擾現象,兩個接收線圈的輸出信號不能相互抵消,從而探測出金屬雜質的存在.         以下是典型的金屬探測器靈敏度:    干燥產品                                                             潮濕導電產品 
窗口高度         鐵質金屬            非鐵質金屬        不銹鋼          鐵質金屬          非鐵質金屬         不銹鋼 
50mm            0.5 mm               0.6 mm          0.8 mm          0.8 mm              1.2 mm            1.5mm 
125mm            0.8mm                1.0 mm           1.2mm          1.2 mm              1.6 mm             2.0mm 
200mm            1.2mm                1.4mm            1.8mm          1.8mm               2.2mm              3.0mm

能夠探測到多大小的金屬物?          靈敏度的高低取決于兩個方面的因素: 孔徑的尺寸與工作頻率.孔徑的尺寸越小,探頭的靈敏度就越高.例如,高度為50mm的孔徑將能夠探到只有0.5mm的金屬物.其次,頻率越高靈敏度也越高.不過,頻率越高并不自動意味著保證探測能力的提高.因為它可能會使食品本身對探測器產生一個很強的信號,也就是通常所說的"產品效應".因此,我們的目標是確定一個不致出現誤動作的最高頻率.這樣,探測器既探測了污染物,又不會發出錯誤報警.從而避免了產品的浪費.為了得到最佳的結果,應該對每種待檢驗的產品確定特定的探測參數并自動予以記錄和保留. 
檢驗金屬探測器性能的行業標準,是通過探測器檢測到的各種金屬球的尺寸.但事實上,污染物形狀可能是金屬絲或金屬片的碎屑.它們依自己在探測器孔徑的位置的不同而對探測器會產生不同的信號,通常所說的"方位效應".

哪些金屬不易探測以及為什么?         導電的,有磁性的金屬-----如鐵,鉻鋼,碳鋼和碳化鎢等都是最容易探測到的金屬.因為它們對金屬探測器的磁場具有顯著的效應.其他低電阻的有色金屬也是如此-----如銅.鋁,鉛,黃銅,青銅等.雖然它

們并非具有磁性,但它們確屬導體,也較容易探測.唯有那些純凈的,高電阻且無磁性的金屬-----如不銹鋼類中的304和316,對金屬探測器構成最大的挑戰.它們的導電性差,較難探測.但在食品和包裝機械中卻經常使用,可是只要金屬探測器性能好,它們依然可以被可靠識別.

金屬探測器如何能夠于生產線結為一體?           為了獲得金屬探測器的最佳探測效果,為它正確地選擇位置與盡可能地選擇最佳的機器同樣重要,雖然很多時候在計劃安裝新生產線時考慮配備金屬探測系統,但對于現有生產線要求金屬探測器也可以簡便安裝在原有生產線中.           多數食品藥品生產商將金屬探測器裝在生產線的末端,以便在貨物被送運到零售商和顧客之前對它們做最后的檢驗.然而,從成本考慮,對污染物進行更早的檢測則更有價值,因為所浪費的僅僅是低價的配料,而不是包裝后的成品.金屬探測系統理想的安裝位置隨著產品與行業的變化而變化.隨著工廠的不同而不同.對于多數生產商而言,如果將金屬探測器安裝在生產線內相對朝前的工序內,但有限的空間則往往是個問題.但一些主要生產商已經注意到這個問題,比如"LOCK"公司,已經開發出名為"Waferthin"金屬探測器,它緊湊的體積完全可安放到有限的空間中,比如,安放于制袋機/包裝機的上方.多數生產商可以按客戶對空間的要求來配置系統.

流質產品,例如羹湯或陷餅,可由管道探測器在線予于檢測,屆時與加工設備相連接的管道運載著產品通過探測器.金屬探測器生產廠商應該能夠提供將設備與任何加工設備相連接的附件,所需要的管道類型取決于溫度,流率和產品的粘性,但必須由非金屬制做.許多食品生產商在重型和易損設備之前安裝金屬探測器,因為這樣可以保護下游機械不受損害并避免生產的中斷,從而在經濟上直接獲益.探測器然后可充當易損的輸送泵,壓軸,和閥門的衛兵,防止它們將會受到金屬污染物的損傷.比如餅干的生產中,探測器通常在安裝面團成型進入成型滾筒前.刻有花紋的黃銅輥筒與成型滾筒十分貴重而且容易劃傷,遇到金屬雜質將會出現更嚴重的損害.在成型滾筒之前安裝金屬探測器可以保護它們免遭餅干中硬金屬的傷害.這樣還可以確保污染物不被進一步碾碎,使探測變得更加困難.

清潔處理         食品工業的嚴格的衛生規定始終是金屬探測器生產廠商首要的考慮事項.設備必須易于快速拆卸做清潔處理,以避免生產中斷.高質量的金屬探測器用不銹鋼制做,防護等級符合IP56/66標準,便于每班結束進行徹底沖洗.假如所面臨的清潔狀況要求更高,在食品產業中存在腐蝕性的物質或高溫產品,那么,具備這種特性則是更為必要的.

探測與剔除         金屬探測器的重要作用,是通過對有害的金屬細小碎屑實施靈敏而可靠的探測來對產品提供可靠的保護.然而,這種保護只有當被污染的產品被可靠的從生產過程中除去,并將安全的產品送到客戶手中時才能實現.因此,自動剔除系統與探測器本身的性能同樣重要.         當發現污染物的時候,探測器經過一段可調的時間延遲之后,將產生一個剔除信號驅動剔除裝置動作.它確保受污染的產品被剔除到剔除箱內.剔除裝置多為氣動裝置.在傳動系統中,它們可以是推板翻板門或簡易氣吹式剔除.有些產品或許會需要傳動帶的某些部分下垂或傾斜以便將污染產品從好產品中分離.例如在餅干生產中,產品經過一段下邊裝有回收桶的回程帶.如果發現了金屬物,一整排的餅干則被剔除,以確保安全的產品保護.另一方面對羹湯而言,則利用分流閥將污染物引入第二個管道,從而不中斷生產而將受污染的產品剔除出去.由于剔除裝置采用了故障安全模式,同時可利用電子傳感器檢查被污染的產品確實被剔除進剔除箱,而不會進入生產線上,因此,產品的安全性得到最大的保障.

結論           當今的一代金屬探測器,證明金屬探測行業的創新為企業的產品免受污染提供了安全保障. 但是與此同時,由于物理學與工藝要求相比還存在差距,即使最靈敏的金屬探測器也不能保證檢測到通過它的每一個金屬粒.然而,生產檢測設備的廠商對于挑戰所表現出來的熱望,預示著在今后幾年內將見到一些令人膛目的發展.