食品及工業多頻金屬探測器

食品金屬偵測的多頻掃描技術，利用真實頻譜搭配進階訊號處理功能，尋找包裝食品產品之中的金屬污染物。關鍵控制點 (CCP) 可掃描最多五種可完全調整的頻率，尋找之前無法偵測的金屬類型及尺寸。這就像是在生產線上連續設置五台金屬探測器。多頻掃描技術提供無可比擬的靈敏度，以及最高的偵測可能性。

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金屬探測技術概觀

食品加工業使用金屬探測器尋找小型的鐵、非鐵及不鏽鋼粒子，其中使用線圈纏繞在非金屬框架上，並連接至高頻無線電發射器。金屬粒子通過線圈時，高頻場會在單一線圈下受到干擾，變更幾微伏特的電壓。輸出則用於偵測金屬。

更具體的說，三個間距相等的線圈圍繞著孔或開口，接受檢測的金屬將從其中通過。中央線圈連接振盪器電路以產生磁場。中央線圈的任一側線圈會接收此訊號，也就是所謂的接收或輸入線圈。

[請注意其中可能配置多個發射線圈，以產生更有效的磁場並大幅提升靈敏度，以便可靠偵測直徑更小 (最多 20%) 的金屬球體。]

由於輸入線圈與振盪器的間距相同，因此會接收等量訊號。線圈的纏繞方式會使其訊號互相抵消，因此線圈之間的淨訊號為零。如果有一塊金屬進入磁場，就會改變週遭的磁場強度。這塊金屬通過孔洞時，會改變接收線圈的平衡，淨訊號不再為零。

多頻掃描金屬探測技術的運作方式，是使用平衡線圈的完整迴路偵測系統。不過其中設計使用三個以上的線圈，最多可採用三對振盪器線圈，提供比傳統方法更高的靈敏度。線圈使用並聯及串聯配置。兩個接收線圈用於產生金屬訊號，

數位訊號處理器 (DSP) 負責處理此項訊號。DSP 執行產品補償、定相、殘餘補償濾波，以及產生拒絕訊號。多頻掃描技術使用的探測器，是高效能的量測儀器。安裝品質會對效能及可靠度造成直接影響。

頻率

不同大小的相同金屬，具有不同的磁性及傳導反應。金屬合金的反應也不同。此外金屬的形狀、方向及位置，也可能改變金屬探測器產生的訊號。

對任何金屬探測應用而言，什麼是「最理想」的頻率？答案是：頻率越多越好。這就是多頻掃描技術的由來。操作人員可挑選一組 50 kHz 至 1000 kHz 的頻率 (最多五種)，多頻掃描就會以非常快的速度掃描各個頻率，就像是一次運作五台金屬探測器一樣。這樣探測器不論碰到什麼類型的金屬，都能執行接近理想狀態的頻率。這種作法讓偵測可能性大幅提升，不會有漏網之魚。靈敏度則達到最佳水準，因為可針對各種類型金屬執行最佳頻率。多頻掃描技術能夠識別的污染物體積，最高能夠比先前技術縮小 70%。

金屬探測技術能夠找出的金屬類型

大家都瞭解鐵具有磁性，因此是最容易偵測的金屬。磁鐵可以吸引鐵。鐵在電磁場之中會產生最大反應，頻率越低反應越大。

相反地，僅含少量鐵金屬的不鏽鋼幾乎沒有磁性。使用金屬探測器尋找不鏽鋼需要執行高頻，因為高頻場會在不鏽鋼之中引發電流，產生新的場與金屬探測器原始的場互動，進而產生訊號。

以下圖表說明食品製程之中經常發現的金屬。點數越高代表越容易偵測。

可偵測的污染物類型	金屬探測器
鐵金屬	✔ ✔ ✔
非鐵金屬，例如黃銅或青銅	✔ ✔
不鏽鋼	✔
鋁	✔
電線 (附註：視方向而定)	✔

定相

金屬偵測技術最大的挑戰之一就是「產品效應」。這是指具有傳導特性的產品，對金屬探測器產生磁場造成影響的情形，一般出現在高鹽份、高濕度的產品之中。例如剛出爐的熱麵包，再加上其中含有鹽份，就可能產生高度的產品效應。這種效應會產生不良影響，降低金屬探測器針對一般產品屬性組合，分辨實際非鐵金屬污染物及錯誤訊號的能力。而每塊麵包不同的密度、氣泡及物理特性，則讓問題更為複雜，因為世上沒有兩塊完全相同的麵包。(麵包類型之間也有差異。)

傳統金屬探測器利用所謂的「定相」技術，忽略磁性及傳導性的產品效應。通過金屬探測器的任何物質，如果其磁性與傳導訊號比率低於閾值就會被忽略，因為這項物質是產品而非金屬。

不過有一點令人擔心的問題，就是金屬探測器對任意金屬產生的訊號可能大不相同。若最終金屬相角與產品相角完全相符，由於金屬訊號對產品而言非常小，這將會無法偵測金屬。

舉例來說，如果要尋找乳酪之中隱藏的不鏽鋼，可以稍微改變頻率 (區別產品及金屬相角) 進行偵測，但這種作法可能讓您無法找到不同尺寸的不鏽鋼，因為污染物相角與乳酪完全對齊。所以問題並未解決，只是移到其他地方而已。這就像是修補屋頂上的洞，結果又在另一個地方鑽出新洞，結果還是會繼續漏水。這是非常微小但也非常重要的真實問題，因為單頻金屬探測器絕對無法完美偵測。如果新增第二種固定頻率可以稍微改善問題，但最終屋頂仍會存有漏洞。

多頻技術能夠克服這項挑戰。如果某一個頻率對金屬而言屬於異相，就可利用另一種頻率加以偵測，反之亦然。由於每次有許多頻率同時執行，因此每個頻率都能相互支援。