金屬探測(cè)器在食品行業(yè)的應(yīng)用

金屬探測(cè)器在食品行業(yè)的應(yīng)用

因需要而發(fā)明，金屬探測(cè)器現(xiàn)在已成為亞洲許多食品加工生產(chǎn)線中的一個(gè)主要組成部分�？墒�，我們又有多少次在想：在這個(gè)不銹鋼殼內(nèi)裝的是什么，金屬探測(cè)器到底是如何工作的、在生產(chǎn)過(guò)程中它們天天又出現(xiàn)些什么問題呢？

“平衡線圈”技術(shù)自19世紀(jì)被首次注冊(cè)專利以來(lái)，金屬探測(cè)器已出現(xiàn)了相當(dāng)大的發(fā)展。即使最近幾年中還出現(xiàn)過(guò)重大的進(jìn)步：模擬探測(cè)器為數(shù)字探測(cè)器所替代以及功能強(qiáng)大的微處理器技術(shù)的采用均為最重要的發(fā)展。它們提供了更強(qiáng)的性能、更高的靈敏度與處理能力，現(xiàn)在即使在極為苛求應(yīng)用當(dāng)中，金屬探測(cè)器依然可按客戶需求進(jìn)行開發(fā)并很好地使用。

金屬探測(cè)器是如何工作的？

工業(yè)金屬探測(cè)器可有兩種方式安裝�？梢栽趥魉蛶�上輸送的產(chǎn)品上面或下面安裝‘板式’線圈。但更靈敏的探測(cè)器則應(yīng)該讓產(chǎn)品穿過(guò)線圈并將線圈安裝于金屬殼內(nèi)。這種更靈敏的‘線圈’型，其中通常裝有3個(gè)線圈（見圖1、圖2）——1個(gè)中心發(fā)射線圈和2個(gè)繞向相反的接收線圈裝在一個(gè)探頭內(nèi)。與中心線圈相連的振蕩器產(chǎn)生一個(gè)高頻磁場(chǎng)。而兩個(gè)繞向相反接收線圈相互連接，以便在磁場(chǎng)未受干擾時(shí)可將它們所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓自相抵消。

為了獲得最佳靈敏度，金屬探測(cè)器的孔徑尺寸應(yīng)該與特定的產(chǎn)品大小相匹配�？讖教�大，會(huì)有‘削弱’信號(hào)的危險(xiǎn)；而孔徑太小會(huì)不便于產(chǎn)品在傳送帶上通行。探測(cè)器的靈敏度通常是從由孔徑的幾何中心測(cè)量得來(lái)的 —— 最不敏感的幾何點(diǎn)。當(dāng)被金屬污染的產(chǎn)品通過(guò)時(shí)，隱含的金屬物對(duì)探測(cè)器的磁場(chǎng)產(chǎn)生干擾現(xiàn)象，兩個(gè)接收線圈的輸出信號(hào)不能相互抵消，從而探測(cè)出金屬雜質(zhì)的存在。

能夠探測(cè)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�？讖降某叽缭叫�，探頭的靈敏度就越高。例如，高度為50mm的孔徑將能夠探測(cè)到只有0.5mm的金屬物。其次，頻率越高，靈敏度則也越高。不過(guò)，提高頻率并不自動(dòng)意味著保證探測(cè)能力的提高，因?yàn)樗�可能�?huì)使食品本身對(duì)探測(cè)器產(chǎn)生一個(gè)很強(qiáng)的信號(hào)，也就是通常所說(shuō)的‘產(chǎn)品效應(yīng)’。因此，我們的目標(biāo)是確定一個(gè)不致出現(xiàn)誤動(dòng)作的最高頻率。這樣，探測(cè)器既探測(cè)了污染物、又不會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤警報(bào)，從而避免了產(chǎn)品的浪費(fèi)。為了得到最佳的結(jié)果，應(yīng)該對(duì)每種待檢驗(yàn)的產(chǎn)品確定特定的探測(cè)參數(shù)并自動(dòng)予以記錄和保留。

檢驗(yàn)金屬探測(cè)器性能的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是通過(guò)探測(cè)器檢測(cè)到的各種金屬球的尺寸。但事實(shí)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(cè)器孔徑位置的不同而對(duì)探測(cè)器會(huì)產(chǎn)生不同的信號(hào)，即通常所說(shuō)的‘方位效應(yīng)’。

哪些金屬不易探測(cè)以及為什么？

導(dǎo)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(cè)到的金屬，因?yàn)樗鼈儗?duì)金屬探測(cè)器的磁場(chǎng)具有顯著的效應(yīng)。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(dǎo)體，也較容易探測(cè)。唯有那些純凈的、高電阻且無(wú)磁性的金屬——如不銹鋼類中的304和316，對(duì)金屬探測(cè)器構(gòu)成最大的挑戰(zhàn)。它們的導(dǎo)電性差，較難探測(cè)但在食品和包裝機(jī)械中卻經(jīng)常使用�？墒侵灰�探測(cè)器性能好，它們依然可以被可靠地識(shí)別。

金屬探測(cè)器如何能夠與生產(chǎn)線結(jié)為一體？

為了獲得金屬探測(cè)器的最佳探測(cè)效果，為它正確地選擇位置與盡可能地選擇最佳的機(jī)器同樣重要。雖然很多時(shí)候在計(jì)劃安裝新生產(chǎn)線時(shí)考慮配備金屬探測(cè)系統(tǒng)，但對(duì)于現(xiàn)有生產(chǎn)線要求金屬探測(cè)器也可以簡(jiǎn)便安裝在原有生產(chǎn)線中。

多數(shù)食品藥品生產(chǎn)商將金屬探測(cè)器裝在生產(chǎn)線的末端，以便在貨物被運(yùn)送到零售商和顧客之前對(duì)它們做最后的檢驗(yàn)。然而，從成本考慮，對(duì)污染物進(jìn)行更早的檢測(cè)則更有價(jià)值，因?yàn)樗�浪費(fèi)的僅僅是低價(jià)的配料，而不是已包裝的成品。金屬探測(cè)系統(tǒng)理想的安裝位置隨著產(chǎn)品與行業(yè)的變化而變化、隨著工廠的不同而有所不同。對(duì)于多數(shù)生產(chǎn)商而言，如果將金屬探測(cè)器安裝在生產(chǎn)線內(nèi)相對(duì)朝前的工序內(nèi)，但有限的空間則往往是個(gè)問題。但一些主要生產(chǎn)商已注意到這個(gè)問題，比如洛克LOCK公司，已開發(fā)出名為 `Waferthin` 金屬探測(cè)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(jī)/包裝機(jī)的上方。多數(shù)生產(chǎn)商可以按客戶對(duì)空間的要求來(lái)配置系統(tǒng)。

流質(zhì)產(chǎn)品，例如羹湯或餅餡，可由管道探測(cè)器在線予以檢測(cè)，屆時(shí)與加工設(shè)備相聯(lián)接的管道運(yùn)載著產(chǎn)品通過(guò)探測(cè)器。金屬探測(cè)器生產(chǎn)廠商應(yīng)該能夠提供將設(shè)備與任何加工設(shè)備相連接的附件。所需要的管道類型取決于溫度、流率和產(chǎn)品的粘性，但必須由非金屬材料制作。

許多食品生產(chǎn)商在重型和易損設(shè)備之前先安裝金屬探測(cè)器，因?yàn)檫@樣可保護(hù)下游機(jī)械不受損害并避免生產(chǎn)的中斷，從而在經(jīng)濟(jì)上直接獲益。探測(cè)器然后可充當(dāng)易損的輸送泵、壓輥和閥門的衛(wèi)兵，防止它們將會(huì)受到金屬污染物的損傷。比如在餅干的生產(chǎn)中，探測(cè)器通常在安裝面團(tuán)成型進(jìn)入成型滾筒前�？逃谢�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(zhì)將出現(xiàn)更嚴(yán)重的損害。在成型輥筒之前安裝金屬探測(cè)器可以保護(hù)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(jìn)一步碾碎，使探測(cè)變得更加困難。

清潔處理

食品工業(yè)的嚴(yán)格的衛(wèi)生規(guī)定始終是金屬探測(cè)器生產(chǎn)廠商首要的考慮事項(xiàng)。設(shè)備必須易于快速拆卸作清潔處理，以避免生產(chǎn)的中斷。高質(zhì)量的金屬探測(cè)器用不銹鋼制作，防護(hù)等級(jí)符合IP56/66 標(biāo)準(zhǔn)，便于每班結(jié)束進(jìn)行徹底的沖洗。假如所面臨的清洗狀況要求更高，在食品產(chǎn)業(yè)中存在腐蝕性的物質(zhì)或高溫產(chǎn)品，那么，具備這種特性則是更為必要的。

探測(cè)與剔除

金屬探測(cè)器的重要作用，是通過(guò)對(duì)有害的金屬細(xì)小碎屑實(shí)施靈敏而可靠的探測(cè)來(lái)對(duì)產(chǎn)品提供可靠的保護(hù)。然而，這種保護(hù)只有當(dāng)被污染的產(chǎn)品被可靠的從生產(chǎn)過(guò)程中除去、并將安全的產(chǎn)品送到顧客手中時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。因此，自動(dòng)剔除系統(tǒng)與探測(cè)器本身的性能同樣重要。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)污染物的時(shí)候，探測(cè)器經(jīng)過(guò)一段可調(diào)的時(shí)間延遲之后，將產(chǎn)生一個(gè)剔除信號(hào)驅(qū)動(dòng)剔除裝置動(dòng)作。它確保受污染的產(chǎn)品被剔除到剔除箱內(nèi)。剔除裝置多為氣動(dòng)裝置。在傳送帶系統(tǒng)中，它們可以是推板，翻板門或簡(jiǎn)易氣吹式剔除。有些產(chǎn)品或許會(huì)需要傳送帶的某些部分下垂或傾斜以便將污染產(chǎn)品從好產(chǎn)品中分離。例如在餅干生產(chǎn)中，產(chǎn)品經(jīng)過(guò)一段下邊裝有回收桶的回程帶。如果發(fā)現(xiàn)了金屬物，一整排餅干則被剔除，以確保完全的產(chǎn)品保護(hù)。另一方面對(duì)羹湯而言，則利用分流閥將污染物引入第二個(gè)管道，從而不中斷生產(chǎn)而將受污染的產(chǎn)品剔除出去。

由于剔除裝置采用了故障安全模式，同時(shí)可利用電子傳感器檢查被污染的產(chǎn)品確實(shí)被剔除進(jìn)剔除箱，而不會(huì)進(jìn)入生產(chǎn)線上，因此，產(chǎn)品的安全性得到最大的保障。

結(jié)論

當(dāng)今的一代金屬探測(cè)器，證明金屬探測(cè)行業(yè)的創(chuàng)新為企業(yè)的產(chǎn)品免受污染的提供了安全保障。與此同時(shí)，但是物理學(xué)與工藝要求相比還存在差距，即使最靈敏的金屬探測(cè)器也不能保證檢測(cè)到通過(guò)它的每一個(gè)金屬顆粒。然而，生產(chǎn)檢測(cè)設(shè)備的廠商對(duì)于挑戰(zhàn)所表現(xiàn)出的熱望，預(yù)示著在今后幾年內(nèi)將見到一些令人瞠目的發(fā)展。