金屬檢測儀器原理

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一、電磁感應(yīng)原理

• 基本原理：金屬檢測儀器利用電磁感應(yīng)原理來探測金屬物體。當(dāng)交流電通過儀器內(nèi)部的發(fā)射線圈時，會產(chǎn)生一個迅速變化的磁場。這個磁場能夠在金屬物體內(nèi)部感生出渦電流，渦電流又會產(chǎn)生一個新的磁場，這個新磁場會反過來影響原來的磁場，從而引發(fā)儀器發(fā)出報警信號。
• 磁場變化：流經(jīng)發(fā)射線圈的電流產(chǎn)生電磁場，磁場的極性垂直于線圈所在平面。每當(dāng)電流改變方向，磁場的極性也會隨之改變。這意味著，如果線圈平行于地面，磁場的方向會不斷地交替變化，一會兒垂直于地面向下，一會兒又垂直于地面向上。隨著磁場方向在地下反復(fù)變化，它會與所遇的任何導(dǎo)體目標(biāo)物發(fā)生作用，導(dǎo)致目標(biāo)物自身也會產(chǎn)生微弱的磁場。目標(biāo)物磁場的極性與發(fā)射線圈磁場的極性恰好相反。
  

二、儀器結(jié)構(gòu)與工作過程

• 儀器結(jié)構(gòu)：金屬檢測儀器通常由金屬檢測器與自動剔除裝置兩部分組成，其中檢測器為核心部分。檢測器內(nèi)部分布著三組線圈，即中央發(fā)射線圈和兩個對等的接收線圈。
• 工作過程：通過中間的發(fā)射線圈所連接的振蕩器來產(chǎn)生高頻可變磁場。在空閑狀態(tài)時，兩側(cè)接收線圈的感應(yīng)電壓在磁場未受干擾前相互抵消而達到平衡狀態(tài)。一旦金屬雜質(zhì)進入磁場區(qū)域，磁場受到干擾，這種平衡就被打破，兩個接收線圈的感應(yīng)電壓就無法抵消。未被抵消的感應(yīng)電壓經(jīng)由控制系統(tǒng)放大處理，并產(chǎn)生報警信號。系統(tǒng)可以利用該報警信號驅(qū)動自動剔除裝置等，從而把金屬雜質(zhì)排除生產(chǎn)線以外。
  

三、影響因素與調(diào)整

• 工作頻率：金屬檢測儀器的精確性和可靠性取決于電磁發(fā)射器頻率的穩(wěn)定性，一般使用從80到800kHz的工作頻率。工作頻率越低，對鐵的檢測性能越好；工作頻率越高，對高碳鋼的檢測性能越好。
• 檢測范圍與靈敏度：檢測器的靈敏度隨著檢測范圍的增大而降低，感應(yīng)信號大小取決于金屬粒子尺寸和導(dǎo)電性能。由于電流的脈動和電流濾波的原因，金屬檢測儀器對檢測物品的輸送速度有一定的限制。如果輸送速度超過合理范圍，檢測器的靈敏度就會下降。為了確保靈敏度不下降，必須選擇合適的金屬檢測儀器以適應(yīng)相應(yīng)的被檢測產(chǎn)品。
• 環(huán)境因素：產(chǎn)品的檢測值會隨生產(chǎn)條件的變化而變化，比如溫度、產(chǎn)品尺寸、濕度等的變化，可通過控制功能作調(diào)整補償。在食品工業(yè)中，對于如奶酪食品等內(nèi)在高頻感應(yīng)性能好的產(chǎn)品，系統(tǒng)通常使用較高的工作頻率。對于潮濕的脂肪或鹽份物質(zhì)（如面包類、奶酪、香腸等），由于其導(dǎo)電性能與金屬相同，為了防止系統(tǒng)給出錯誤信號，必須調(diào)整補償信號，降低感應(yīng)靈敏度。