磁性金屬檢測儀在食品行業的應用研究

      因需要而發明，磁性金屬檢測儀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，磁性金屬檢測儀到底是如何工作的、在生產過程中它們天天又出現些什么問題呢？ 

     “平衡線圈”技術自19世紀被首次注冊ZL以來，磁性金屬檢測儀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替代以及功能強大的微處理器技術的采用均為最重要的發展。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，磁性金屬檢測儀依然可按客戶需求進行開發并很好地使用。

      磁性金屬檢測儀是如何工作的？

     工業磁性金屬檢測儀可有兩種方式安裝。可以在傳送帶上輸送的產品上面或下面安裝‘板式’線圈。但更靈敏的探測器則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（見圖1、圖2）——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。而兩個繞向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，磁性金屬檢測儀的孔徑尺寸應該與特定的產品大小相匹配。孔徑太大，會有‘削弱’信號的危險；而孔徑太小會不便于產品在傳送帶上通行。探測器的靈敏度通常是從由孔徑的幾何中心測量得來的 —— 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。

      能夠探測到多大小的金屬物？

     靈敏度的高低取決于兩方面的因素：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的孔徑將能夠探測到只有0.5mm的金屬物。其次，頻率越高，靈敏度則也越高。不過，提高頻率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、又不會發出錯誤警報，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。

     檢驗磁性金屬檢測儀性能的行業標準，是通過探測器檢測到的各種金屬球的尺寸。但事實上，污染物的形狀可能是金屬絲或金屬片的碎屑（見圖3）。它們依自己在探測器孔徑位置的不同而對探測器會產生不同的信號，即通常所說的‘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，碳鋼和碳化鎢等為最容易被探測到的金屬，因為它們對磁性金屬檢測儀的磁場具有顯著的效應。其它低電阻的有色金屬也是如此——如紫銅，鋁，鉛，黃銅，青銅等。雖然它們并非具有磁性，但它們卻屬導體，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，對磁性金屬檢測儀構成最大的挑戰。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。可是只要探測器性能好，它們依然可以被可靠地識別。

    磁性金屬檢測儀如何能夠與生產線結為一體？

     為了獲得磁性金屬檢測儀的最佳探測效果，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磁性金屬檢測儀也可以簡便安裝在原有生產線中。

     多數食品藥品生產商將磁性金屬檢測儀裝在生產線的末端，以便在貨物被運送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，而不是已包裝的成品。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、隨著工廠的不同而有所不同。對于多數生產商而言，如果將磁性金屬檢測儀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注意到這個問題，比如洛克LOCK公司，已開發出名為 `Waferthin` 磁性金屬檢測儀，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，例如羹湯或餅餡，可由管道探測器在線予以檢測，屆時與加工設備相聯接的管道運載著產品通過探測器。磁性金屬檢測儀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，但必須由非金屬材料制作。

     許多食品生產商在重型和易損設備之前先安裝磁性金屬檢測儀，因為這樣可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、壓輥和閥門的衛兵，防止它們將會受到金屬污染物的損傷。比如在餅干的生產中，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軸十分貴重而且容易劃傷，遇到金屬雜質將出現更嚴重的損害。在成型輥筒之前安裝磁性金屬檢測儀可以保護它們免遭餅干中硬金屬的傷害。這樣還可確保污染物不被進一步碾碎，使探測變得更加困難。

      結論

     當今的一代磁性金屬檢測儀，證明金屬探測行業的創新為企業的產品免受污染的提供了安全保障。與此同時，但是物理學與工藝要求相比還存在差距，即使最靈敏的磁性金屬檢測儀也不能保證檢測到通過它的每一個金屬顆粒。然而，生產檢測設備的廠商對于挑戰所表現出的熱望，預示著在今后幾年內將見到一些令人瞠目的發展。