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食品用および産業用マルチ周波数金属検出器
食品金属検出におけるマルチスキャン技術は、真の周波数スペクトルと高度なシグナル処理を利用して、包装食品中の金属汚染物質を検出します。重要管理点（CCP）により、完全に調整可能な5つの周波数をスキャンして、以前は検出できなかった金属の種類とサイズを検出します。これは、生産ラインに最大5台の金属検出器を備えているようなものです。マルチスキャン技術は、比類のない感度と最高の検出率を実現します。
金属検出技術の概要
食品加工業界で使用されている金属検出器は、非金属フレームに巻きつけられ、高周波数無線送信機に接続されたコイルを使用して、鉄、非鉄、およびステンレス鋼の微粒子を検出します。金属粒子がコイルを通過すると、1つのコイルの下で高周波数フィールドが乱され、電圧がわずか数マイクロボルト変化します。出力は金属の検出に使用されます。
より具体的には、3つの等間隔コイルが、検査物質が通過する開口部や隙間を囲んでいます。中央コイルは、発信回路に接続され磁場を生成します。中央コイルの両側に配置されたコイルがこの信号を受信します。これらは、受信コイルまたは入力コイルです。
[複数の送信コイルを構成して、より効果的な磁場を実現し、感度を大幅に向上させることができるため、直径が最大20％小さい金属球体を確実に検出できます。]
入力コイルは発信器から等間隔に配置されているため、等量の信号を受け取ります。コイルは、信号が互いに反対向きになるように巻き付けられているため、コイル全体の正味信号はゼロになります。金属片が磁場に入ると、その周囲の磁場強度が変化します。この金属が開口部を通過すると、受信コイルのバランスが変化して、正味信号がゼロになりません。
マルチスキャン金属検出技術は、バランスコイルのフルループ検出システムを使用して動作します。ただし、3個以上のコイルを使用して設計されています。最大3ペアのオシレーターコイルにより、従来の方法よりも高い感度が得られます。コイルは並列配置および直列配置が使用されます。金属信号の生成には、2個の受信コイルが使用されます。
デジタルシグナルプロセッサー（DSP）がこの信号を処理します。DSPは、製品補正、位相差、残存補償フィルタリングを実行し、除去信号を生成します。マルチスキャン技術で使用される検出器は高性能の測定機器です。設置の品質は、性能と信頼性に直接影響します。
周波数
同じ金属でもサイズが異なると、異なる磁気反応と導電反応が生じます。合金でも反応が異なります。金属の形状、向き、および位置によって、金属検出器内で得られる信号が変化する場合があります。
金属検出アプリケーションに最適な周波数は？答えは、すべてを一度に取得できる限りのできるだけ多くの周波数です。これは、マルチスキャン技術の背後にある前提条件です。オペレーターは、50 kHz～1000 kHzまでの最大5つの周波数のセットを選択し、マルチスキャンは各周波数を非常に速くスキャンし、1つの検出器が5つの金属検出器のように効果的に機能します。その結果、検出器は検出する多くの種類の金属に最適な周波数に近い周波数で動作できます。その結果、検出率が指数関数的に上昇し、検出漏れがなくなります。対照の金属の種類ごとに最適な周波数で実行されるため、感度は最適化されます。マルチスキャン技術を使用すると、以前の技術を使用した場合よりも体積が最大で70％小さい汚染物質でも特定できます。
金属検出技術によって検出できる金属の種類
鉄はその磁気特性により、検出がもっとも簡単な金属であることは広く知られています。磁石は鉄を吸着します。電磁界は鉄金属が含まれている場合にほとんど反応し、周波数が低いほど反応が大きくなります。
逆に、少量の鉄金属のみを含有するステンレス鋼は、磁気特性をほとんどまたはまったく示しません。金属検出器でステンレス鋼を検出するには、高周波数で検出する必要があります。これは、高周波数電磁界がステンレス鋼内の電流を誘導するためです。これにより、金属検出器の元の電磁界と相互作用して信号を生成する新しい電磁界が発生します。
ここでは、食品製造プロセスで見られる一般的な金属のチャートを示します。レ点の数が多いほど、検出が容易であることを示しています。
| 検出可能な汚染物質タイプ | 金属検出器 |
|---|---|
| 鉄金属 | ✔ ✔ ✔ |
| 非鉄金属（真鍮や青銅など） | ✔ ✔ |
| ステンレススチール | ✔ |
| アルミニウム | ✔ |
| ワイヤ（注：方向に依存） | ✔ |
位相
金属検出技術における最大の課題の1つが「製品効果」です。これは、金属検出器によって生成される磁場に影響を与える導電性特性を持つ製品で発生します。これは一般的に、高塩分、高水分の製品に見られます。たとえば、オーブンから出てくる温かいパンは、その塩含有量と相まって、製品に大きな影響を与える傾向があります。これは、金属検出器が実際の非鉄金属汚染物質と、一般的な製品特性の組み合わせから得られる偽信号を区別する能力に悪影響を及ぼします。これは、まったく同じローフは存在しないため、それぞれのローフの密度、気泡、およびその他の物理的特性が異なり、さらに複雑になります。（パンの種類もさまざまです。）
従来の金属検出器は、「位相」と呼ばれる磁性および導電性の製品効果を無視する技術を使用しています。金属検出器を通過する際に、既知の磁気対導電信号の比率がしきい値を下回るものは無視されます。これは、金属の一部ではなく、製品であるためです。
ランダムな金属片によって金属検出器で生成される信号が大幅に変化することが懸念されます。最終的に、それらの位相角は製品の位相角と正確に一致します。金属の信号は製品に対して非常に小さいため、金属が検出されないことを意味します。
たとえば、チーズの中に隠されたステンレス鋼を探す場合は、周波数を少し変えて（これにより製品と金属の位相角が分離されます）検出することができます。しかし、この汚染物質の位相角はチーズと正確に一致するため、異なるサイズのステンレス鋼が検出されないことを意味します。そのため、問題は解決されず、別の場所に移動しただけです。これは、屋根の穴を修理した後、別の場所で新しい穴を開けるのと似ています。水がまだ入ってきます。これは非常に微妙ですが、実際には重要な問題です。これは、単一周波数の金属検出器が完全な検出をできないためです。2つ目の固定周波数を追加すると、性能が少し向上しますが、最終的にはまだ屋根に穴が開いた状態です。
マルチスキャン技術は、この課題を克服できます。ある周波数である金属片を検出できない場合、別の周波数でその金属片を検出でき、逆も同様です。一度に多くの周波数が実行されるため、常にバックアップがあります。
概要
マルチスキャン金属検出技術は、一度に最大5つのユーザー選択可能な周波数をスキャンすることで、乳製品、肉、家禽、パン、その他の食品などの困難なアプリケーションにおいて、卓越した感度と高い検出率で、鉄、非鉄、およびステンレス鋼の汚染物質を検出します。
Sentinelマルチスキャン金属検出器の詳細をご覧ください
金属検出技術は長年にわたり徐々に発展してきましたが、食品加工が直面する課題は大きく変化しています。新たな規制、小売業者の検出要件、生産性の向上など、ますます要求が高まっています。リスクも高くなります：コストのかかる回収や、ソーシャルメディアによる二次的損害の可能性もあります。このホワイトペーパーでは、包装食品中の金属検出に対する新しいアプローチについて説明します。
注目の動画：マルチスキャン金属検出技術の実際の動作
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