食品加工中金屬探測(cè)器的應(yīng)用

2010-08-23

目前，95%的金屬探測(cè)器采用平衡線圈原理，優(yōu)點(diǎn)是不僅能檢測(cè)到鐵和不銹鋼304等一些既有導(dǎo)磁性又有導(dǎo)電性的金屬，還能檢測(cè)到銅、鋁和不銹鋼316等非磁性金屬，但是在有產(chǎn)品效應(yīng)時(shí)都存在靈敏度減弱、受機(jī)械振動(dòng)干擾大等弱點(diǎn)。

　　金屬檢測(cè)成為食品加工關(guān)鍵控制點(diǎn)

　　對(duì)于食品加工過(guò)程而言，不可避免存在著混入金屬異物的風(fēng)險(xiǎn)。一旦人們食用含有金屬異物的食品，會(huì)嚴(yán)重?fù)p傷口腔、食道等消化系統(tǒng)。

　　目前，一些國(guó)家已將HACCP即危害分析與關(guān)鍵控制點(diǎn)（Hazard Analysis Critical Control Point）列人法規(guī)強(qiáng)制性實(shí)施，在對(duì)進(jìn)口部分水產(chǎn)品實(shí)行的先檢驗(yàn)后通關(guān)、對(duì)冷凍水產(chǎn)品進(jìn)行的金屬異物檢測(cè)已成為產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)鍵控制點(diǎn)。一旦檢出金屬異物，全部貨物將予以返運(yùn)或銷毀。企業(yè)為進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)取得綠色通行證，對(duì)于HACCP 保證體系的實(shí)施也日益重視。高效、穩(wěn)定的金屬檢測(cè)機(jī)成為含有金屬雜質(zhì)的肉、禽、蔬菜及海產(chǎn)品罐頭流向市場(chǎng)的一道堅(jiān)固的屏障，有力地保障了食品的安全。

　　金屬探測(cè)原理

　　金屬探測(cè)一般采用二種方式：永磁鐵檢測(cè)磁場(chǎng)變化，平衡線圈檢測(cè)電磁場(chǎng)變化。永磁鐵方式只能檢測(cè)導(dǎo)磁性金屬：鐵和不銹鋼304金屬，但在食品廠普遍采用不銹鋼316和銅鋁等非金屬；因此，普遍采用平衡線圈原理來(lái)檢測(cè)所有類型的金屬。平衡線圈檢測(cè)電磁場(chǎng)變化的檢測(cè)頭內(nèi)部都是由三組線圈組成，包含中間的發(fā)射線圈及兩側(cè)等距離的接收線圈。其工作原理是：通過(guò)中間的發(fā)射線圈由電磁波發(fā)生器產(chǎn)生高頻電磁場(chǎng)，兩側(cè)的接收線圈把感應(yīng)到的電磁場(chǎng)變化轉(zhuǎn)換為電壓變化。當(dāng)導(dǎo)磁性金屬靠近接收線圈時(shí)電磁場(chǎng)增強(qiáng)，導(dǎo)磁性金屬穿過(guò)二個(gè)接收線圈時(shí)電壓由高到低變化；當(dāng)非磁性金屬靠近接收線圈時(shí)電磁場(chǎng)減弱，非磁性金屬穿過(guò)二個(gè)接收線圈時(shí)電壓由低到高變化，根據(jù)電壓變化和探測(cè)算法來(lái)判斷是否含有金屬異物。

　　由于采用高頻交變磁場(chǎng)容易受到如變頻器等其他設(shè)備和振動(dòng)引起的電磁干擾，有些“潮濕”產(chǎn)品或本身具有導(dǎo)電性（即產(chǎn)品效應(yīng)）的產(chǎn)品干擾小金屬檢測(cè)，要快速準(zhǔn)確探測(cè)到小金屬必須采用特殊濾波方法。20多年前英國(guó)的Goring Kerr首先研發(fā)出DSP(動(dòng)態(tài)濾波)技術(shù)，把合成數(shù)字濾波加載到信號(hào)處理器中成為特殊集成電路處理器，能有效克服產(chǎn)品效應(yīng)、散料效應(yīng)和干擾噪聲的影響。1999年，Goring Kerr公司成為T(mén)hermo Fisher旗下的公司。為紀(jì)念Goring Kerr研發(fā)出DSP技術(shù)，Thermo Fisher的金屬檢測(cè)以前產(chǎn)品都命名為DSP系列。

　　經(jīng)過(guò)DSP技術(shù)處理的信號(hào)還需采用某種算法來(lái)判斷產(chǎn)品中是否含有金屬異物。通常用二種算法：振幅檢測(cè)和窄區(qū)檢測(cè)(零點(diǎn)交叉）來(lái)判斷。振幅檢測(cè)是當(dāng)接收信號(hào)超越正負(fù)門(mén)限時(shí)認(rèn)為有金屬異物，其缺點(diǎn)在于只能檢測(cè)到較大的金屬粒，并且無(wú)法準(zhǔn)確判斷金屬異物位置；窄區(qū)檢測(cè)或稱為零點(diǎn)交叉是當(dāng)異物跨過(guò)零軸窄區(qū)域(發(fā)送線圈)，接收電壓信號(hào)發(fā)生正負(fù)交叉二個(gè)電壓時(shí)認(rèn)為有金屬異物，優(yōu)點(diǎn)是能發(fā)現(xiàn)小金屬并能準(zhǔn)確判斷金屬異物位置，缺點(diǎn)是當(dāng)小金屬緊隨大金屬時(shí)不會(huì)發(fā)生正負(fù)交叉二個(gè)電壓而被忽略，Thermo Fisher公司的DSP技術(shù)能夠自動(dòng)切換這二種檢測(cè)算法從而發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的小金屬。
(來(lái)源于)中國(guó)食品產(chǎn)業(yè)網(wǎng)