金屬探測和X射線探測
發(fā)布日期：2016年5月5日 瀏覽次數(shù)：
| 在線污染物檢測市場持續(xù)增長，包括金屬探測和成本較高的X射線探測。同時(shí)，X射線探測和視覺系統(tǒng)提供的表面檢查也在更加廣闊的質(zhì)量控制領(lǐng)域占有了重要地位。 最近，X射線系統(tǒng)引起了廣泛關(guān)注，主要在於X射線具有檢查包裝內(nèi)物品缺損或破裂的能力，同時(shí)，也在於其具有探測玻璃、石頭、骨頭等碎片（采用金屬探測器無法探測）的能力。 金屬探測和X射線探測仍然屬於不同的市場類型。Lock檢測系統(tǒng)常務(wù)董事長Mike Randall指出，要打入這一市場，供應(yīng)商必須進(jìn)行大量投資。他解釋說，“從投資成本角度看，我們將其視為兩個(gè)不同類型的市場。多數(shù)情況下，X射線探測和金屬探測之間并不存在競爭。” 因此，Lock公司不像其它許多公司一樣積極打入X射線探測市場。Lock公司認(rèn)為，通過這一方式，公司可保持其專業(yè)形象，將珍貴的開發(fā)資源集中於核心技術(shù)領(lǐng)域。 然而，金屬探測和X射線探測確實(shí)在彩箔包裝這一領(lǐng)域直接競爭。無論是熟食、奶酪，還是寵物食品，英國都有?巨大的彩箔包裝市場。 金屬探測技術(shù)的確難於探測出彩箔中含有的金屬。Randall解釋說，“不銹鋼探測難度最大，也一直是我們力求實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。因此，我們開發(fā)了三頻探測器。”他也認(rèn)識到，在探測青銅、黃銅、紫銅、鋁材等與彩箔包裝特性相似或相同的其它材料時(shí)，X射線探測確實(shí)具有優(yōu)勢。 新傳感器技術(shù) 對於某些彩箔外包裝，計(jì)重及金屬探測公司Sartorius宣稱已實(shí)現(xiàn)了“傳感器技術(shù)突破”。平板型Observer的觀察儀孔徑高度達(dá)45-50毫米，據(jù)稱能探測低異型鋁箔包裝中是否存在不銹鋼。 品牌經(jīng)理Andrew Hallitt稱，“從磁性角度看，鋁箔本身是透明的。大多數(shù)不銹鋼均在某一階段接受過磁性處理，因此，本身具有磁性。我們的系統(tǒng)預(yù)先對污染物進(jìn)行強(qiáng)磁化處理，然後才送往平板探測器。” Sartorius還透露，這一金屬探測器由公司與德國STL公司聯(lián)合開發(fā)，采用傳感器技術(shù)和評估電子學(xué)原理，通過專業(yè)設(shè)計(jì)，能避開周邊環(huán)境中的乾擾和噪音。 為在探測難度較大的領(lǐng)域提高探測性能，金屬探測專業(yè)公司一直致力於研制多頻系統(tǒng)。Sartorius是其中之一家有能力生產(chǎn)該類產(chǎn)品的公司。Hallitt指出，根據(jù)不同導(dǎo)電率程度進(jìn)行產(chǎn)品包裝的廠商現(xiàn)在能在整個(gè)過程中優(yōu)化機(jī)械靈敏度。 Lock公司Met 30+ 3f三頻探測器采用三種晶體控制頻率（高/中/低），可為產(chǎn)品及其包裝選擇最佳的頻率。因此，檢查薄膜包裝的產(chǎn)品時(shí)，探測器會(huì)自動(dòng)選擇高頻；檢查金屬膜包裝時(shí)則自動(dòng)選擇低頻。 最近被Loma系統(tǒng)總公司收購的Cintex公司進(jìn)一步實(shí)踐這一戰(zhàn)略，宣稱生產(chǎn)出“首臺帶變頻功能的金屬探測器”。該公司認(rèn)為，Sentry VF探測器工作頻率範(fàn)圍大，介於40kHz和900kHz之間，因此，能為各種產(chǎn)品提供最大限度的靈敏度，無論干濕，同樣適合。 但是，無論采用變頻機(jī)還是多頻機(jī)，控制和管理均至關(guān)重要。 例如，Thermo Electron公司污染物探測部全球產(chǎn)品經(jīng)理John Craig認(rèn)為，在未來網(wǎng)絡(luò)化金屬探測中，不僅應(yīng)對數(shù)十種產(chǎn)品進(jìn)行單位校準(zhǔn)，還應(yīng)自動(dòng)切換到正確的設(shè)置。 Craig認(rèn)為，越來越多的大型客戶要求將Profibus、以太網(wǎng)和其它網(wǎng)絡(luò)整合於SCADA控制系統(tǒng)中。在整個(gè)工廠系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)記錄、報(bào)告、動(dòng)態(tài)分析和跟蹤性將全部統(tǒng)一現(xiàn)實(shí)。 他解釋說，能探測污染物的走向并進(jìn)行診斷是至關(guān)重要的。AuditCheck系統(tǒng)由Thermo Electron自行開發(fā)設(shè)計(jì)，能通過編程對金屬探測器性能進(jìn)行自動(dòng)對照檢查，特別適用於該類網(wǎng)絡(luò)。 Craig說，“客戶需要的是通過開關(guān)即可操作的儀器。最終檢查系統(tǒng)應(yīng)能通過簡便安裝即可投入檢查。” 系統(tǒng)支持發(fā)展 Craig列舉了圍繞金屬探測功能支持系統(tǒng)所進(jìn)行的大量開發(fā)工作，包括加快微處理器處理速度，同時(shí)，也對金屬探測的基本功能進(jìn)行了改進(jìn)。 他說，“例如，我們最近為制藥業(yè)推出了一種新產(chǎn)品，其中，彩箔系統(tǒng)采用了新型線圈系統(tǒng)設(shè)計(jì)。金屬探測性能仍有提高性能的馀地。” 同時(shí)，Lock也還為制藥業(yè)推出了符合美國聯(lián)邦食品藥物管理局要求（符合21 CFR 第11 部分的規(guī)定）的新型系統(tǒng)，其中，設(shè)置和生產(chǎn)報(bào)表可避免非授權(quán)更改，必須由操作員登記和登入。 Randall認(rèn)為，不能低估金屬探測系統(tǒng)開發(fā)的重要性。他說，“確實(shí)，這些開發(fā)僅涉及系統(tǒng)靈敏度的逐步改進(jìn)，而且每次改進(jìn)量較小，但是，進(jìn)展是正在進(jìn)行的”。他指出，Lock三頻產(chǎn)品深受目標(biāo)行業(yè)青睞就是最好的證明。 他補(bǔ)充說，“同時(shí)，我們也一直進(jìn)行其它開發(fā)，力求使結(jié)構(gòu)更緊湊，清潔更簡便，數(shù)據(jù)傳輸更快速。 在金屬探測領(lǐng)域，最近推出的產(chǎn)品包括Fortress技術(shù)公司Phantom E型肉類輸送管線系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)可向外擺動(dòng)，便於快速進(jìn)行產(chǎn)品更換。操作員控制設(shè)備可安裝於探測器上，也可遠(yuǎn)程安裝。 Safeline支持開發(fā)高頻金屬探測器，其產(chǎn)品Signature便是一例。Safeline稱，該機(jī)以850kHz運(yùn)行，比當(dāng)今使用的大多數(shù)系統(tǒng)的頻率高3-8倍。公司宣稱，該系統(tǒng)靈敏度極高，可探測出極小的金屬碎片和碎屑，包括不銹鋼。 他們稱，該類金屬探測器還能檢查特征相同的大批產(chǎn)品。這樣，可在最大限度減少機(jī)械設(shè)置次數(shù)的前提下檢查各類產(chǎn)品，從而使操作更簡便快速，也不會(huì)影響機(jī)械靈敏度。 Mettler Toledo公司將Safeline金屬探測系統(tǒng)整合於該公司的Garvens CombiChecker測重金屬探測器中。公司稱，采用零金屬區(qū)技術(shù)，可將金屬探測器的機(jī)械部分整合於測重裝置的進(jìn)料傳送裝置中。 X射線探測 將污染分析和重量分析兩者整合一體并非新概念。這一交叉使用正是X射線探測的潛力之一。Thermo Electron公司John Craig稱，雖然測重器能確定總重量，確保符合法規(guī)要求，但是，X射線探測使這一過程更進(jìn)一步。他說，“通過X射線檢測，不僅可檢查所有組分是否到位，還可進(jìn)行重量分析，準(zhǔn)確度達(dá)1%-2%，檢查各種組份比例是否適當(dāng)。” X射線探測為測重系統(tǒng)提供支持已不乏其例。Craig稱，“測重裝置可能認(rèn)為雙層箱或塊狀合格，即使底層中少了一層。雖然這并未違反法規(guī)，但是，消費(fèi)者可能覺得受騙。餅乾碎裂也存在這一現(xiàn)象。采用法定重量也可行，但是，可能被視為非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。” 他認(rèn)為，X射線檢測系統(tǒng)不同於視覺系統(tǒng)，X射線能在流程控制和質(zhì)量控制方面大幅度降低成本。與金屬探測一樣，通過能進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和通信的SCADA網(wǎng)絡(luò)，即可實(shí)現(xiàn)上述優(yōu)勢。他說，“越來越多的用戶要求提供這種能力，即使讓生產(chǎn)線效率再提高0.1%也不錯(cuò)。” 顯然，X射線探測系統(tǒng)的主要成功在於其探測非金屬污染物的能力。提及安全問題時(shí)，Craig列舉了智利海膽肉業(yè)，要求采用X射線技術(shù)。他說，“海膽肉被運(yùn)往日本，作為美味食品銷售。但是，海膽骨毒性較大，因此，必須對產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格掃描，保證絕對不存在毒性。” X射線污染物探測領(lǐng)域的開發(fā)包括Loma系統(tǒng)公司推出的X3管線檢查系統(tǒng)，適用於肉類、點(diǎn)心、乳制品、湯料和醬汁檢測。Loma宣稱，采用先進(jìn)的過濾技術(shù)，可探測出鈣化骨頭等密度較低的物件。 X3采用AutoTrack圖像處理器，據(jù)稱能根據(jù)被檢測食品的密度對掃描組件進(jìn)行自動(dòng)設(shè)置，能縮短設(shè)置時(shí)間，減少虛報(bào)廢品數(shù)量。Loma還宣稱，該系統(tǒng)帶有自測系統(tǒng)，因此，不需要在管道中采用試用樣品。 同時(shí)，Loma還推出了適用於快餐業(yè)的新型線端X射線探測系統(tǒng)，能對松脆食品等已袋裝的整箱產(chǎn)品進(jìn)行檢查。 刪除個(gè)別單元 SnaX3系統(tǒng)據(jù)稱能取代生產(chǎn)線的各個(gè)檢查單元，對各種污染物進(jìn)行探測，包括來自其它生產(chǎn)線的產(chǎn)品包裝箱中所含的金屬、玻璃、石料和高密度塑料，還能顯示低密度快餐和谷物產(chǎn)品中所含的調(diào)味劑和糖塊。 為實(shí)現(xiàn)這一功能，SnaX3系統(tǒng)整合了多層圖像處理能力，使掃描設(shè)備與不同食品的特性相適應(yīng)。同時(shí)，AutoTrack探測軟件對機(jī)械進(jìn)行在線校準(zhǔn)，因此，不需要停機(jī)進(jìn)行調(diào)整。 Loma公司X射線產(chǎn)品經(jīng)理Alan Johnson稱，“SnaX3系統(tǒng)能完成以前由多套自由下落式金屬探測器完成的功能，因此，在多數(shù)情況下能降低成本，盡量避免系統(tǒng)中斷。” John Craig認(rèn)為，未來將會(huì)有更多的資源投入設(shè)計(jì)更加符合客戶需求的X射線系統(tǒng)中，例如適合於含金屬彩箔市場的探測系統(tǒng)。 他說，“我們面臨的挑戰(zhàn)是開發(fā)出能適應(yīng)特定用途的X射線系統(tǒng)。以後5年中，我們將注重於這一領(lǐng)域，力求向客戶推出基於X射線、適合特定用途的解決方案，而不是通用型X射線探測系統(tǒng)。”不然，最終用戶擁有與實(shí)際用途毫不相乾的多種功能特色，只會(huì)增加總體成本。 將各類污染物綜合探測系統(tǒng)與質(zhì)量控制系統(tǒng)相整合，具有明顯的優(yōu)勢。但是，有些金屬探測系統(tǒng)供應(yīng)商警告說，通過設(shè)置X射線機(jī)完成兩種任務(wù)十分困難。至少，不可能對兩種性能進(jìn)行優(yōu)化。 確實(shí)，據(jù)金屬探測器和X射線系統(tǒng)供應(yīng)商宣稱，更多的X射線系統(tǒng)安裝於線末位置，較少安裝於生產(chǎn)線包裝階段前，通常用於檢查復(fù)合包裝中各種包裝內(nèi)容是否到位。有一供應(yīng)商稱，“對於許多終端用戶而言，品牌保護(hù)幾乎比消費(fèi)者保護(hù)更加重要。”他補(bǔ)充說，超級市場越來越注重要求供應(yīng)商進(jìn)行該類質(zhì)量檢查。 市場對X射線探測的認(rèn)識和使用兩方面的轉(zhuǎn)變至少部分反映了準(zhǔn)確地對包裝食品進(jìn)行內(nèi)外檢測的重要性。 視覺檢測系統(tǒng) 近年來，視覺檢查的系統(tǒng)有效性并未像X射線檢查一樣獲得市場突破。顯然，作為污染物探測方法，視覺檢查無法與兩大主要技術(shù)抗衡。但是，質(zhì)量控制的其它方面越來越重要，產(chǎn)品審美外觀也越來越受到優(yōu)先考慮，因此，供應(yīng)商和終端用戶均越益重視視覺檢查技術(shù)。 尤其應(yīng)注意的是，越來越多的零售商要求檢查信息（特別是條形碼形式的信息）的所在位置，使供應(yīng)商面臨?越來越大的壓力。 例如，Delford最近推出了VS200單攝像機(jī)檢查系統(tǒng)，可對標(biāo)簽信息及其所在位置進(jìn)行100%驗(yàn)證。 包裝通過傳送帶時(shí)，觸發(fā)了攝像機(jī)捕捉包裝圖像，識別多達(dá)12個(gè)預(yù)編程欄位以進(jìn)行驗(yàn)證。一般來說，這些欄位包括價(jià)格、重量、條形碼、可跟蹤性、銷售日期、批代碼、單價(jià)和包裝代碼。同時(shí)，還能對銷售點(diǎn)條形碼可讀性進(jìn)行核實(shí)。 屏幕上顯示錯(cuò)誤 系統(tǒng)可根據(jù)獨(dú)立設(shè)置的各產(chǎn)品限制對標(biāo)簽定位和定向進(jìn)行檢查，同時(shí)，還可對促銷標(biāo)簽和閃亮標(biāo)簽等輔助標(biāo)簽進(jìn)行驗(yàn)證。系統(tǒng)通過彩色屏幕按包裝依次對捕捉的圖像進(jìn)行顯示，若發(fā)現(xiàn)任何缺陷，屏幕背景顏色會(huì)發(fā)生變化。如果客戶要求，可在生產(chǎn)線上設(shè)置氣動(dòng)式次品推出裝置，將不合格包裝推出。 VS200系統(tǒng)還可與Delford重量/價(jià)格標(biāo)簽系統(tǒng)連接，用以檢查各包裝的所有可變信息是否正確。 現(xiàn)在，視覺系統(tǒng)還能顯示包裝的物理缺陷。例如，英國圖像處理專業(yè)公司Cognex與德國質(zhì)量控制公司CLK和Sealed Air公司Cryovac分公司聯(lián)合研制了視覺型食品密封檢測系統(tǒng)。 Cryovac要求對真空包裝型三明治進(jìn)行100%非接觸式在線泄漏檢查。三明治以大約每分鐘60包的速度通過攝像鏡頭，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)參考值接受檢查。如果圖像偏離標(biāo)準(zhǔn)，則將包裝分離，在密封一體化檢查裝置中進(jìn)行獨(dú)立檢測。 Cognex透露，系統(tǒng)完全能適應(yīng)生產(chǎn)流程的改變及三明治產(chǎn)品的更換。公司相信，這一方法也可用於檢查密封產(chǎn)品和其它類型的氧氣敏感性產(chǎn)品。 |
