检测技术在中国的成长之路 Inspection Technology is on the Way

文章来源:《现代包装》 发布时间:2010-07-14


 

 

随着我国经济的快速发展和对国外出口食品的逐步增多,我国的食品,饮料,药品和日化行业正朝着更安全、更卫生、更方便、更快捷、更营养的方向演变。而上述行业对产品质量检测的要求也越来越高,对金属检测器和X光异物检出机的需求更是逐年加大。

可以说检测在中国现已形成了一个产业,从前几年的金属检测器和X光异物检出机全部要从国外厂家进口,到目前中国已开始生产金属检测器和X光异物检出机。初步估计金属检测器在中国年销量已达上千台,而X光异物检出机在中国每年也有几百台的销售量。但如何能够更好地了解以上产品的用途,实现它们各自最好的检测效果,还需要从普及金属检测器和X光异物检出机的一些基本知识讲起。

 

金属检测器的工作原理及应用

从结构上说,金属检测器一般分为开放式(即顶部一个发射极,底部两个接收极)和环形线圈式两种。大部分金属检测器(尤其是小型金属检测器)多为环形线圈式,其工作原理主要是:一条中央发射线圈和两个对等的接收线圈,这三个线圈被装在一个探测头中。振荡器通过中间的发射线圈发射出一个高频磁场,与两个接收线圈相连,但极性相反,在磁场不受外界干扰的情况下,产生的电压输出信号相互抵消。而一旦金属杂质进入磁场区域,两个输出线圈输出的信号无法抵消,此时便可检测到金属的存在。

开口尺寸越小,探测头的灵敏度就越高;而开口尺寸越大,灵敏度就越小。另外,金属探测器的灵敏度在整个孔径上是变化的,中心点是灵敏度最小的点。其次工作频率越高,灵敏度越高。另外,产品本身也会在检测机线圈里面产生一个相应的信号,这被称为产品效应。总之,产品的大小,成分、温度、水分含量,对金属检测过程都有影响,这主要是因为导电产品会对金属检测机线圈的电流产生影响。

产品体积越大,所能达到的灵敏度越低;反之,产品的体积越小,越能达到较好的检测效果。产品如果含盐、糖等成分也会对磁场产生较大影响,由此产品的检测灵敏度就会降低。

产品温度不同也会影响探测器的性能,对于解冻后的产品和未解冻的产品,金属检测机的灵敏度是不同的。一般说来,产品温度越低,如冷冻产品,越会取得好的检测效果。

此外,来自周围外部电气信号、机械振动也会影响金属检测机的灵敏度,而数字式金属检测机具有自动产品跟踪功能,能够克服这些问题。金属检测器在不同开口高度的情况下,产品状态及检测灵敏度的状态也是不同的。(见表1)


表1 金属检测机所能达到的敏感度

 

综上所述,为了更好的选择及在生产过程用好金属检测器,我们应该遵循如下原则:

1. 金属检测器开口尺寸接近产品高度,以保证取得最好的灵敏度。如果金属检测器开口尺寸较大,可让产品在正常通过一次后,将产品翻个面,再次通过金属检测器,这样能保证最大限度将异物检出。

2. 用较小的产品进行检测,以保证取得较好的检测效果。如果产品检出有金属异物,而金属检测器又不能像X光异物检出机那样通过显示屏显示异物位置,可将产品分割后再次通过金属检测器,逐步缩小异物位置而最终找到异物。

3. 在产品温度较低时通过金属检测器,如有冷冻产品要保证检测过程中产品温度。

4. 如有多台金属检测器同时使用,尽量避开其他电气信号、机械振动对其产生影响,并保证每台金属检测器以不同频率发射,避免互相干扰。

5. 金属检测器厂家都会提供铁(FE )和不锈钢(SUS)的测试牌供客户在日常检测中使用,但其纯度不一,也会导致检测结果有差异。如同样是铁Fe 和不锈钢SUS 1mm 直径的测试盘,纯度高的就较难检出,而纯度低的易于检出。所以,用户如有多个牌子的金属检测器,应比较它们的测试差别。在此,建议有关部门制定相关国家标准,对测试牌的成分统一标准。

 


X 光异物检出机的工作原理及应用

X光异物检出系统可应用于食品、药品、饮料、纺织、烟草、玩具等行业,对产品中包含的金属、玻璃、石头、骨头、陶瓷、塑料(PVC)等异物进行在线检测,并将有异物的产品自动选别出生产线以避免给消费者带来伤害。

同样是检测产品内的金属异物,金属检测器的灵敏度要比X光异物检出机低很多。如X光异物检出机可以检出最小0.15mm的金属,且可以是磁性或非磁性金属异物。有的金属检测器可以检测铝箔包装内的金属,但其检测灵敏度很低,尤其对于检测铝箔包装内的不锈钢等非磁性材料。而X光异物检出机几乎不受以上因素的影响,其受影响的因素比金属检测器少得多。X光异物检出机除了可以检出异物外,还有以下用途:

■  重量控制;

■  灌装控制(瓶/听);

■  破损产品检测;

■  成型不好产品检测;

■  丢失产品检测。

不同于金属检测器,X光异物检出机的检测能力,依赖于产生影像的X光能量,并利用异物和产品的密度进行对比来检测。

通常,X 光异物检出机的X光发射装置都是由顶部发射,被测物品放置中间,接受器置于下面接收,这样的方式适用于大多数扁平产品,但对于玻璃瓶罐、易拉罐和金属罐包装的产品,如奶粉等并不适宜。因为通常玻璃容器都有金属盖,盖下面还有铝膜封口,这些会给检测带来干扰。另外,这些产品的高度都比直径长很多,而检测长度一长,受干扰的因素多了,其检测精度也就会受到影响。

对此,意大利Dylog公司不仅生产了从顶部发射、下部接收,适合于大多数产品的X光异物检出机,同时开发出的X光侧向发射机型,就很好地解决了上面的检测难题。

如图所示,X光从侧向发射,仅仅通过产品直径方向,检测距离非常短,检测精度很高;同时避开的如从上至下发射要穿过金属瓶盖和铝膜等干扰因素。

 

为了进一步提高检测精度和减少产品检测盲区,Dylog公司开发了专有技术——X光机双头检测技术。通常X光异物检出机都是一个X光发射头,这样就有较多检测盲区。同时对于玻璃瓶和金属罐等的瓶壁和底部等区域,检测效果也不好。而双头检测有如下优势:

对瓶盖(一般是金属)下,瓶壁和瓶底等最难检测区域,将可检测异物的可能性最大化;

当异物为大的薄片时,由于位置不同,单头检测很难检出,而双头检出可最大限度地减少了检测盲区的存在。


展望

在国际社会和中国政府日益重视产品安全的新的形势下,国外越来越多的检测设备厂家都将中国视为最有发展潜力的市场之一。与此同时,希望相关部门能制定有关标准来进一步规范检测产品市场。如对X光异物检出机测试牌的材质进行统一,对使用过的发生器如何处理进行相应规定等。这样,中国的检测产业必将大有作为!

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