[發明專利]用于操作金屬檢測系統的方法和金屬檢測系統

有效

• 申請號: 201110305071.9
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN102540261A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: S·麥克亞當
• 申請（專利權）人: 梅特勒-托利多安全線有限公司
• 主分類號: G01V3/11
• 分類號: G01V3/11
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳松濤;夏青

技術領域

本發明涉及一種用于操作金屬檢測系統的方法以及根據該方法操作的金屬檢測系統。

背景技術

在產品制造中涉及機械裝置的產業中，總是存在諸如螺釘或者螺栓的一塊金屬從機械裝置脫離并且最終終止所處理的產品的概率。因此，在制造過程的各個階段使用金屬檢測系統來檢測受金屬污染的產品。金屬檢測系統還經常用于檢查完成的產品，以確保消費者的安全和質量標準。

大多數現代金屬檢測系統利用包括“平衡線圈系統”的搜索頭，所述“平衡線圈系統”包括三個線圈，平行對準的一個發射器線圈和兩個接收器線圈。在檢查處理期間，通常在傳送帶上輸送的產品經過“平衡線圈系統”的線圈。在被放置在接收器線圈之間的發射器線圈中流動有生成在兩個接收器線圈中感應電信號的交流磁場的電流。接收器線圈關于發射器線圈對稱放置，以使得在沒有產品存在于“平衡線圈系統”中時在兩個接收器線圈中感應相同的信號。此外，接收器線圈以在其中感應的信號彼此相減的方式耦合到一起。通過這種方式，在平衡線圈系統中不存在產品時，在接收器線圈的輸出處存在零信號。然而，經過平衡線圈系統的一塊導磁和/或導電材料將干擾該磁場并且將使在接收器線圈中感應電信號變型。在產品接近其時，這些擾動首先在第一接收器線圈中發生并且然后在第二接收器線圈中發生。結果，在產品經過“平衡線圈系統”時，將在接收器線圈的輸出處出現具有特定相位和幅值的電信號。經過金屬檢測系統的每一個導磁和/或導電材料根據其導電率、其磁導率，其形狀、其尺寸以及其相對于接收器線圈的取向而生成不同的信號。

為了檢測產品中金屬的存在，在通常包括輸入放大器的接收器級中處理在接收器線圈中感應的信號。在其它級中，在相位和幅值方面對所處理的信號進行分析以檢測金屬污染。最后，在用戶界面上顯示結果和/或向控制系統發送信號。

在機械裝置中使用的各種類型的金屬，包括鐵質(鐵)、非鐵質(例如銅、鋁、黃銅)以及各種類型的不銹鋼都可能在所處理的產品中作為污染物出現。如果這種金屬具有高的磁導率，例如鐵氧體，則其將初始是電抗性的，這意味著其信號相位接近零，而具有低磁導率的金屬將初始是電阻性的并且相對于發射器信號的相位具有接近90度的信號相位。由于鐵氧體金屬與發射器信號的小相位差，所述鐵氧體金屬容易被檢測。如果所檢查的產品干燥，則容易檢測具有高導電性的污染物材料。另一方面，由于非鐵氧體金屬并且尤其是不銹鋼的相位與產品相位類似，因此在潮濕產品中難以進行檢測。

然而，并不是經過金屬檢測系統的每一種金屬都是污染物，由于其可能是產品封裝的一部分。在檢查期間，產品經常處于其最終狀態下并且已經進行了封裝?？梢杂缅兘饘倌みM行封裝，通常是涂覆有鋁的塑料膜。該產品封裝的導電金屬在金屬檢測系統中不能生成與由金屬污染物產生的信號混淆的信號。因此，為了檢測受污染的產品，要求金屬檢測系統能夠區分源自封裝材料的信號以及源自金屬污染物的信號。

此外，接收器線圈的磁場的全部干擾并不是都由經過“平衡線圈系統”的產品和金屬污染物引起。平衡線圈系統附近的導電材料的振動也會在接收器線圈中產生需要與由受污染產品產生的信號區分開的信號改變。由振動產生的信號主要與發射器信號同相。

類似奶酪、鮮肉、熱狗、果醬和泡菜的食物產品在包含水、鹽和酸時通常是導電的。因此經過平衡線圈系統的這種產品也會干擾磁場，因而在接收器線圈的輸出處產生信號。為了避免產品的錯誤拒絕，需要補償或者消除該產品信號。

因此，對于可靠的產品檢查，不得不消除由振動、產品和封裝產生的信號以使得僅考慮由金屬污染物產生的信號。然而，已經發現，由產品和金屬污染物產生的信號的相位和幅值取決于所施加的發射器頻率。

因此，在已知系統中，發射器頻率可按照使得金屬污染物的信號分量的相位與產品信號分量異相的方式來選擇。

例如，US5994897A公開了一種能夠在至少兩個不同的發射器頻率之間切換以使得產品中的任何金屬顆粒將以不同頻率經歷掃描的裝置?？焖俚馗淖儾僮黝l率以使得將以兩個或者更多不同頻率掃描經過傳送帶上的任何金屬顆粒。在對于第一發射器頻率由金屬顆粒產生的信號分量接近產品的信號分量的相位并且因而被屏幕的情況下，則假設對于第二頻率由金屬顆粒產生的信號分量的相位將與產品的信號分量的相位不同，以使得能夠區分該信號分量。通過在許多頻率之間切換，期望一個頻率將對于任何特定的金屬類型、尺寸和取向提供適合的靈敏度。

然而，以不同頻率操作的金屬檢測系統通常比調節到單個頻率的系統具有更低的靈敏度。