浅析食品加工中探测金属异物的革新技术

    目前，95%采用平衡线圈原理，其优点是不仅可以检测铁、不锈钢304等一些导磁性和导电性金属，还可以检测铜、铝、不锈钢316等非磁性金属，但存在灵敏度弱、机械振动干扰大等弱点。

    金属检测已成为食品加工的关键控制点

    对于食品加工过程而言，不可避免存在着混入金属异物的风险。一旦人们食用含有金属异物的食品，会严重损伤口腔、食道等消化系统。

    目前，一些国家已经使用了HACCP即危害分析与关键控制点(即危害分析与关键控制点)HazardAnalysisCriticalControlPoint)列人法律法规的强制性实施已成为产品质量的关键控制点。一旦发现金属异物，所有货物都将返回或销毁。企业为进入国际市场获得绿色通行证，为HACCP确保系统的实施也越来越受到重视。高效稳定的金属检测机已成为肉类、家禽、蔬菜和海鲜罐头流向市场的坚实屏障，有效保证了食品安全。

    金属探测器原理

    金属探测器一般采用两种方法：永磁铁检测磁场变化，平衡线圈检测电磁场变化。永磁铁只能检测导磁金属：铁和不锈钢304金属，但食品厂一般采用不锈钢316、铜铝等非金属；因此，平衡线圈原理一般用于检测所有类型的金属。平衡线圈检测电磁场变化的检测头由三组线圈组成，包括中间发射线圈和两侧等距离的接收线圈。其工作原理是：电磁波发生器通过中间发射线圈产生高频电磁场，接收线圈将感应到的电磁场变化转换为电压变化。当导磁金属靠近接收线圈时，电磁场增强，导磁金属通过两个接收线圈时，电压由高到低变化；当非磁金属靠近接收线圈时，电磁场减弱，非磁金属通过两个接收线圈时，电压由低到高变化，根据电压变化和检测算法判断是否含有金属异物。

    由于高频交变磁场容易受到变频器等设备和振动引起的电磁干扰，一些潮湿产品或具有导电性（即产品效应）的产品干扰小金属检测，必须采用特殊的过滤方法快速准确地检测小金属。20多年前，英国的GoringKerr首先开发DSP(动态滤波)技术将合成数字滤波器加载到信号处理器中，成为特殊的集成电路处理器，能有效克服产品效应、散料效应和干扰噪声的影响。1999年，GoringKerr公司成为ThermoFisher旗下公司。纪念GoringKerr研发出DSP技术，ThermoFisher以前的金属检测产品都叫DSP系列。

    经过DSP技术处理信号还需要使用某种算法来判断产品中是否含有金属异物。通常有两种算法：振幅检测和窄区域检测（零点交叉）。振幅检测是指当接收信号超过正负门，只能检测到较大的金属颗粒，不能准确判断金属异物的位置；窄区域检测或零点交叉是指当异物穿过零轴窄区域（发送线圈）时，接收电压信号有金属异物，优点是发现小金属，准确判断金属异物的位置，缺点是小金属不会发生正负交叉电压，ThermoFisher公司的DSP该技术可以自动切换这两种检测算法，找到相应的小金属。