Индустриални металдетектори

Начало > Машини > Във Фокус > Сп. Инженеринг ревю - брой 7/2022 > 25.10.2022

  • Съвременните металдетектори могат да идентифицират всички метали, включително черни и цветни и магнитни и немагнитни неръждаеми стомани в хранителни, нехранителни и фармацевтични продукти

  • Софтуерът има възможността да генерира електронен сигнал, който може да се използва за задействане на аларма и активиране на механизъм за автоматичното отхвърляне на замърсения продукт и отстраняването му производствения процес

  • Продуктите, опаковани в опаковки от метализирано фолио, се инспектират от металдетектори, използващи нискочестотни техники

 

Индустриалните металдетектори съществуват от 1960-те години и се използват от производители на хранителни и нехранителни продукти и фармацевтични компании в редица процеси, където вследствие на одит на системата за оценка на опасностите и за контрол на критичните точки (НАССР) е идентифициран риск от замърсяване с метали. Съвременните металдетектори могат да идентифицират всички метали, включително черни и цветни и магнитни и немагнитни неръждаеми стомани в хранителни, нехранителни и фармацевтични продукти. Системите могат да бъдат инсталирани в критични контролни точки с цел да инспектират суровините преди преработка.

Системите за инспекция могат да бъдат инсталирани и в междинни точки или в края на производствената или опаковъчната линия.
Металдетекторите могат да бъдат проектирани за продукти с всякакви размери. Приложенията извън хранително-вкусовата индустрия, например инспектирането на дънери или бали сено за частици метал, дават добра представа колко голям може да бъде отворът на металдетекторите, ако е необходимо. Изключително добра чувствителност може да се постигне, когато височината на отвора е умерено голяма. При по-големи пакети и продукти височината на отвора трябва да се увеличи, което по правило понижава чувствителността. Този проблем може да се преодолее чрез регулиране на разстоянията между бобините на детектора. Прилагането на променливочестотна технология също може да допринесе за елиминиране на проблемите с чувствителността.

 

Работен принцип

Най-разпространеният вид индустриални металдетектори използват принципа на балансираните бобини. Казано просто, този тип металдетектори се състоят от три бобини, навити около правоъгълна или кръгла опорна рамка, създавайки три успоредни контура, през които преминава продуктът, Междинната бобина е заредена с електрически ток, който генерира магнитно поле, и служи като предавател. Предавателната бобина индуцира ток в другите две бобини, които са разположени в близост, на равно разстояние преди и след междинната бобина.

Тези бобини функционират като приемници. Тъй като първата и последната бобина са навити в противоположни посоки, индуцираните токове взаимно се погасяват. Когато това се случи, се смята, че системата е “балансирана”. Конфигурацията на бобините създава електромагнитно поле, през което преминава продуктът. Електромагнитното поле остава без смущения и индуцираните напрежения се запазват в равновесие, докато нещо метално не доведе до смущения в магнитното поле.

Когато това стане, напрежението във всяка една бобина се изменя с няколко нановолта. Въпреки, че изменението е толкова малко, то е достатъчно голямо, за да бъде засечено и интерпретирано от усъвършенствана електроника и софтуерни алгоритми.
Софтуерът има възможността да генерира електронен сигнал, който може да се използва за задействане на аларма и активиране на механизъм за автоматичното отхвърляне на замърсения продукт и отстраняването му производствения процес. Като алтернатива, сигналът може да се използва за спиране на производствения процес чрез деактивиране на конвейера или други опаковъчни или преработващи машини.

 

Стабилността е критична

Един добре проектиран металдетектор, предназначен за хранително-вкусовата индустрия, може за засече главата на карфица в цял хляб, а металдетекор за приложение във фармацевтичното производство може да регистрира частици неръждаема стомана с диаметър под 0,3 мм. Здравата конструкция и стабилните, последователни експлоатационни параметри са от критично значение.

Ако се даде възможност системата от бобини да се движи или вибрира в диапазон от само няколко микрометра, смущението може да е достатъчно, за да доведе до отхвърляне на напълно приемлив хляб или незамърсени таблетки или капсули. Затова конструкцията на оборудването трябва да е достатъчно стабилна, за да елиминира движението на системата от бобини. Това е едно от изискванията за висококачествените металдетектори.

При нискокачествените детекори системата от бобини може да е чувствителна и на електрически и радио смущения. Висококачествената конструкция защитава системата от намотки, елиминирайки възможността за външни смущения. Добре е да се има предвид също, че в зоната непосредствено около детектора не трябва да има нищо метално, за да се избегнат смущения.

 

Сухи и мокри продукти

Регистрирането на метални замърсители в сухи продукти е относително лесно. Липсата на влага в продукта като цяло го прави непроводим, поради което той не може да създаде смущения в магнитното поле. Това означава, че металдетекторите могат да инспектират при високочестотни настройки, като така се постигат високи нива на чувствителност по отношение на засичането на замърсители с много малки размери.

Редица хранителни продукти, особено солените или тези с киселинен характер, както и тези с високо влагосъдържание, генерират сигнал в металдетектора по същия начин, както би го направил метален замърсител. Когато такива продукти преминават през металдетектор, самите им свойства възпрепятстват засичането на определен замърсител.

В исторически план мокрите продукти са предизвикателство за металдетекторите. За да се компенсира гореописаният ефект, чувствителността на уредите често се редуцира значително, което увеличава риска от това по-малки метални частици да не бъдат регистрирани. Последното поколение металдетектори преодоляват този проблем по нов и иновативен начин. Те елиминират ефекта чрез използването на комбинация от високи и ниски честоти и технология за потискане на сигнала от продукта.

 

Опаковки с метализирано фолио

Продуктите, опаковани в опаковки от метализирано фолио се инспектират от металдетектори, използващи нискочестотни техники (в зависимост от дебелината на фолиото). Технологията Multi-Simultaneous Frequency (MSF) обаче, която се предлага от някои компании, позволява чувствителността, постигана от един металдетектор, да бъде подобна на тази, постигана с рентгенова система, като в някои случаи чувствителността на металдетектора може да бъде даже по-висока.

Ако дебелината на метализираното фолио е много голяма и приложението го позволява, може да е по-добре такива продукти да се инспектират преди опаковане с гърловиден металдетектор. Добър пример за това е секторът за производство на снаксове, където тези металдетектори често са предпочитаното решение заради високите си нива на чувствителност и относителни ниските си инвестиционни разходи и разходи за притежание.

 

Опаковки от алуминиево фолио

Алуминиевите опаковки са по-голям проблем за металдетекторите. Уредите, използващи технологията на балансираните бобини, не са способни да инспектират продукти в алуминиеви опаковки. Затова се прилага различен подход – използват се силни постоянни магнити за създаването на постоянно магнитно поле, което се смущава от внасянето на магнитни метали. Недостатък тук е, че технологията може да регистрира само магнитни метали , което ограничава приложимостта й.

Чувствителността на детекция е значително по-ниска в сравнение с тази на технологията със системата от балансирани бобини, но все пак това остава рентабилно решение за инспекция в редица сектори на хранително-вкусовата промишленост.



Ключови думи: металдетектори, металдетекция, ХВП, индустриална инспекция







ЕКСКЛУЗИВНО

Top