食品与工业应用多频扫描金属探测器

金属探测器技术概述

在食品加工行业中使用的金属探测器是利用缠绕在非金属框架上并连接到高频无线电发射器的电磁线圈，发现含铁的、非铁的和不锈钢的小颗粒。当金属颗粒通过线圈时，会干扰高频磁场，电压将改变几微伏，输出信号用于检测金属。

更具体来说，三个等间隔的电磁线圈围绕探测孔或开口，被检查的样品通过该探测孔或开口。中心线圈连接到振荡器电路以产生磁场。中心线圈两侧的接收或输入线圈接收信号变化。

需要强调的是，用户可以配置多个发射线圈以产生更强大的磁场并大大提高灵敏度，因此可以准确地检测直径较小20％的金属球颗粒。

由于接收线圈与振荡器之间是等距离的，因此它们接收相同强度的信号。线圈以这样的方式缠绕，使得它们的信号彼此相反连通的，当无金属通过时，接收圈信号会彼此相抵消，接收线圈净信号为零。当金属进入磁场时，会改变它周围的磁场。当这种金属通过检测孔时，它会打破接收线圈的平衡，使净信号不再为零，金属干扰信号就会被放大并被转变成检测信号，从而发现金属异物。

多频扫描金属探测技术使用平衡式线圈环路检测系统。并且它的产品设计中使用了三个以上的线圈。与传统方法相比，多达三对振荡器线圈提供了更高水平的灵敏度。线圈可以通过并联和串联连接。两边的两个接收线圈用于接收金属信号。

数字信号处理器（DSP）处理接收到的信号。DSP运行产品效应补偿、相位调节、残余滤波补偿，并产生一个警报信号。使用多频扫描技术的探测器是一种高性能的检测仪器。安装质量也会直接影响金属探测器的性能和可靠性。

频率

不同尺寸的相同金属也会产生不同的磁性和导电反应。金属合金也有不同的反应，并且金属的形状、取向和位置都可以改变金属探测器中产生的信号。

那么对一般金属检测应用的“最佳”频率是什么？答案是：在一次测试中尽可能多的获得信息。这也是多频扫描技术的前提。多频扫描最多可以运行范围在50~1000 kHz内的五个频率，以非常快的速度扫描每个频率，这就像拥有五个合为一体的独立金属探测器一样。结果，对于遇到的大多数类型的金属，探测器可以以接近完美的频率运行。结果是检测概率呈指数上升，漏检现象消失。因为对于所关注的每种金属，都能够在其最佳频率上运行，灵敏度得到优化。与以前技术相比，多频扫描技术能够识别体积小至70％的污染物。

Multiscan：扫描50~1000 kHz内的五个频率

金属探测技术可以检测的金属类型

众所周知，由于铁的磁性，含铁金属是最容易被检测的金属。磁石吸铁，当污染物是含铁金属时，电磁场反应最强，频率越低，效应越强。

相反，仅含有少量铁成分的不锈钢几乎没有或完全没有磁性。要想通过金属探测器发现不锈钢，需要高频运行，因为高频场会在不锈钢中产生涡流电流，这会产生一个新的高频电磁场，与金属探测器中的原始磁场相互作用以产生信号。

以下是食品生产过程中常见金属的图表。点的数量越多，表示越容易检测。

传统的金属探测器使用一种被称为“相位调节”的技术来克服的磁性和导电产品效应。当磁性与导电信号的已知比率低于阈值时，通过金属探测器的任何东西都会被忽略，因为探测器可以知道它是产品而不是金属。

例如，如果我们要找一块隐藏在一片奶酪中的不锈钢，你可以稍微改变频率（这将区分开产品和金属污染物的相位角）检测它，但这可能意味着你无法看到不同尺寸的不锈钢污染物，因为它的相位角与奶酪完全一致。所以，问题其实并没有解决，而只是转移到其他地方。它类似于在屋顶上修补一个洞，然后在另一个地方钻一个新洞，漏水的问题仍然存在。这是一个非常微妙但重要的现实世界问题，因为没有任何一款单频金属探测器具有完美的探测能力。但是如果可以添加第二个固定频率可以，那么金属检测会变得顺利许多，尽管最后你的屋顶有洞的问题还是存在着。

Sentinel一次运行可扫描5个用户可选的频率，为具有挑战性的应用，比如在乳品、肉类、家禽、面包和其它具有显著产品效应的食品中检测含铁、非铁和不锈钢金属污染物，提供无与伦比的灵敏度和最高的可能性。

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