Przemysłowe detektory metali: Jak chronić się przed wycofywaniem produktów z rynku Wykrywanie i odrzucanie zanieczyszczeń metalowych jest wykorzystywane w różnych gałęziach przemysłu, w tym w przemyśle spożywczym, pet food i farmaceutycznym.

Wykrywacze metali mają prostokątny lub okrągły otwór, przez który produkt przechodzi poziomo lub pionowo. Duża różnorodność modeli i rozmiarów jest ważna, ponieważ otwór przelotowy i produkty muszą być do siebie dopasowane. 

Wykrywanie oparte na polu elektromagnetycznym 

Niezależnie od konstrukcji lub obszaru zastosowania, technologia detektora metali opiera się na naprzemiennym napięciu elektromagnetycznym. Aby było to możliwe, wykrywacz zawiera cewki wyszukiwania i odbiornika, zwykle wykonane z miedzi, rozmieszczone wokół kanału wyszukiwania. Mówiąc prościej, wykrywacz metalu opiera się na trzech cewkach. Środkowa cewka jest tak zwaną cewką nadawczą. Emituje ona zmienne pole elektromagnetyczne o wysokiej częstotliwości. Dwie zewnętrzne cewki to cewki odbiorcze. Cewki odbiorcze są zamontowane w przeciwnym kierunku. Elektronika analizująca i jednostka operacyjna (HMI) podłączone do cewek nadajnika i odbiornika są albo zintegrowane z obudową, albo zaprojektowane w oddzielnym terminalu, w zależności od wymiarów obudowy. 

Tryb działania detektora metali 

Optymalna ocena wymaga idealnie zbalansowanego sygnału obu cewek odbiornika względem siebie. Oprócz niezmiennej odległości między cewkami, decydującymi czynnikami są kanał wyszukiwania i elektronika oceniająca. Podstawą jest sprzężenie indukcyjne trzech cewek wyszukiwania. 

Dwie cewki odbiornika są połączone elektrycznie w taki sposób, że napięcia indukowane przez nadajnik wzajemnie się znoszą. Jeśli obiekt przechodzi przez tunel wyszukiwania, powoduje to zmianę pola magnetycznego, a tym samym różnicę napięcia. W zależności od przewodności elektrycznej i magnetycznej obiektu, zmiana ta ma różną wielkość. Ze względu na swoje właściwości, materiały metaliczne są wykrywane przez detektor zgodnie z tą zasadą. 

Zasadniczo detektor wykrywa metalowe ciała obce w produkcie. Obejmuje to metale żelazne, nieżelazne i niemagnetyczną stal nierdzewną. 

Metale ferromagnetyczne (Fe) 

Wszystkie metale, które są łatwo przyciągane przez magnes (np. stal). Żelazo jest najłatwiejszym do wykrycia metalem. 

Metale nieferromagnetyczne (NonFe) 

Metale niemagnetyczne o wysokiej przewodności (np. aluminium). Ze względu na swoją przewodność, metale te wytwarzają podobny sygnał do żelaza w suchych produktach. 

Niemagnetyczna stal nierdzewna (SS) 

Wysokiej jakości stale nierdzewne z serii AISI 300 (np. AISI 304). Ze względu na niską przewodność 

i przepuszczalności, metale te są stosunkowo trudne do wykrycia. Warunkiem wstępnym skutecznego wykrywania jest to, aby żadne metalowe obiekty nie przechodziły przez lub obok cewki wyszukiwania, ani w bezpośrednim jej sąsiedztwie. Dotyczy to także opakowania produktu - na przykład puszka z aluminiową osłoną lub opakowanie metalizowane utrudnia wykrywanie metalowych ciał obcych. W tym przypadku najlepszym wyborem byłby system kontroli rentgenowskiej. 

Allianz Global Corporate & Specialty przeprowadził badania na temat wycofywania produktów z rynku. Oprócz zatajania informacji na temat zawartości alergenów i fałszywych oświadczeń odnośnie składu, kolejnym powodem zwrotów całych partii towarów było ich zanieczyszczenie ciałami obcymi. W przypadku znaczącego wycofania produktu, tj. gdy produkt dotarł do międzynarodowego łańcucha handlowego, szkoda wyniosła średnio 8 milionów euro. Oprócz ryzyka zaszkodzenia konsumentom, istnieje również ryzyko uszczerbku na wizerunku firmy wśród jej partnerów handlowych. Wycofanie produktu z rynku może mieć negatywny wpływ na niezawodność dostaw, a tym samym na relacje biznesowe. 

Jak już wspomniano, zasada działania detektora idealnie nadaje się do wykrywania metalowych ciał obcych. Jednak wszystkie materiały mają określone właściwości przewodnictwa elektrycznego i magnetycznego. Wpływ tych właściwości nazywany jest efektem produktu. W zależności od charakteru produktu może on wahać się od pomijalnie małego do znacznie dużego, co z kolei wpływa na osiąganą czułość urządzenia i wielkość wyszukiwanych zanieczyszczeń. 

Dla przykładu słona woda jest bardzo dobrym przewodnikiem o bardzo niskiej przepuszczalności w porównaniu z metalem. Gdy tylko słona woda zostanie wystawiona na działanie pola elektromagnetycznego, prądy wirowe generują pole magnetyczne. Jeśli efekt generowany przez produkt jest wystarczająco duży, aby spowodować zakłócenie pola magnetycznego podobne do potencjalnego zanieczyszczenia, wynik wykrywania będzie niedokładny. 

Wyjaśnienie terminów 

Przepuszczalność: Przepuszczalność materiału dla określonych substancji (np. gleby dla wody). 

Przewodność: Przewodność to wielkość w fizyce. Opisuje ona, jak dobrze dany materiał przewodzi prąd elektryczny.