淺析食品加工中探測金屬異物的革新技術(shù)

    目前，95%采用平衡線圈原理，其優(yōu)點是不僅可以檢測鐵、不銹鋼304等一些導(dǎo)磁性和導(dǎo)電性金屬，還可以檢測銅、鋁、不銹鋼316等非磁性金屬，但存在靈敏度弱、機(jī)械振動干擾大等弱點。

    金屬檢測已成為食品加工的關(guān)鍵控制點

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

    目前，一些國家已經(jīng)使用了HACCP即危害分析與關(guān)鍵控制點(即危害分析與關(guān)鍵控制點)HazardAnalysisCriticalControlPoint)列人法律法規(guī)的強(qiáng)制性實施已成為產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵控制點。一旦發(fā)現(xiàn)金屬異物，所有貨物都將返回或銷毀。企業(yè)為進(jìn)入國際市場獲得綠色通行證，為HACCP確保系統(tǒng)的實施也越來越受到重視。高效穩(wěn)定的金屬檢測機(jī)已成為肉類、家禽、蔬菜和海鮮罐頭流向市場的堅實屏障，有效保證了食品安全。

    金屬探測器原理

    金屬探測器一般采用兩種方法：永磁鐵檢測磁場變化，平衡線圈檢測電磁場變化。永磁鐵只能檢測導(dǎo)磁金屬：鐵和不銹鋼304金屬，但食品廠一般采用不銹鋼316、銅鋁等非金屬；因此，平衡線圈原理一般用于檢測所有類型的金屬。平衡線圈檢測電磁場變化的檢測頭由三組線圈組成，包括中間發(fā)射線圈和兩側(cè)等距離的接收線圈。其工作原理是：電磁波發(fā)生器通過中間發(fā)射線圈產(chǎn)生高頻電磁場，接收線圈將感應(yīng)到的電磁場變化轉(zhuǎn)換為電壓變化。當(dāng)導(dǎo)磁金屬靠近接收線圈時，電磁場增強(qiáng)，導(dǎo)磁金屬通過兩個接收線圈時，電壓由高到低變化；當(dāng)非磁金屬靠近接收線圈時，電磁場減弱，非磁金屬通過兩個接收線圈時，電壓由低到高變化，根據(jù)電壓變化和檢測算法判斷是否含有金屬異物。

    由于高頻交變磁場容易受到變頻器等設(shè)備和振動引起的電磁干擾，一些潮濕產(chǎn)品或具有導(dǎo)電性（即產(chǎn)品效應(yīng)）的產(chǎn)品干擾小金屬檢測，必須采用特殊的過濾方法快速準(zhǔn)確地檢測小金屬。20多年前，英國的GoringKerr首先開發(fā)DSP(動態(tài)濾波)技術(shù)將合成數(shù)字濾波器加載到信號處理器中，成為特殊的集成電路處理器，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，GoringKerr公司成為ThermoFisher旗下公司。紀(jì)念GoringKerr研發(fā)出DSP技術(shù)，ThermoFisher以前的金屬檢測產(chǎn)品都叫DSP系列。

    經(jīng)過DSP技術(shù)處理信號還需要使用某種算法來判斷產(chǎn)品中是否含有金屬異物。通常有兩種算法：振幅檢測和窄區(qū)域檢測（零點交叉）。振幅檢測是指當(dāng)接收信號超過正負(fù)門，只能檢測到較大的金屬顆粒，不能準(zhǔn)確判斷金屬異物的位置；窄區(qū)域檢測或零點交叉是指當(dāng)異物穿過零軸窄區(qū)域（發(fā)送線圈）時，接收電壓信號有金屬異物，優(yōu)點是發(fā)現(xiàn)小金屬，準(zhǔn)確判斷金屬異物的位置，缺點是小金屬不會發(fā)生正負(fù)交叉電壓，ThermoFisher公司的DSP該技術(shù)可以自動切換這兩種檢測算法，找到相應(yīng)的小金屬。