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金属探测和X射线探测

金属探测和X射线探测 2011： 在线污染物检测市场持续增长，包括金属探测和成本较高的X射线探测。同时，X射线探测和视觉系统提供的表面检查也在更加广阔的质量控制领域占有了重要地位。最近，X射线系统引起了广泛关注，主要在於X射线具有检查包装内物品缺损或破裂的能力，同时，也在於其具有探测玻璃、石头、骨头等碎片（采用金属探测器无法探测）的能力。金属探测和X射线探测仍然属於不同的市场类型。Lock检测系统常务董事长Mike Randall指出，要打入这一市场，供应商必须进行大量投资。他解释说，“从投资成本角度看，我们将其视为两个不同类型的市场。多数情况下，X射线探测和金属探测之间并不存在竞争。”因此，Lock公司不像其它许多公司一样积极打入X射线探测市场。Lock公司认为，通过这一方式，公司可保持其专业形象，将珍贵的开发资源集中於核心技术领域。然而，金属探测和X射线探测确实在彩箔包装这一领域直接竞争。无论是熟食、奶酪，还是宠物食品，英国都有?巨大的彩箔包装市场。金属探测技术的确难於探测出彩箔中含有的金属。Randall解释说，“不锈钢探测难度最大，也一直是我们力求实现的目标。因此，我们开发了三频探测器。”他也认识到，在探测青铜、黄铜、紫铜、铝材等与彩箔包装特性相似或相同的其它材料时，X射线探测确实具有优势。新传感器技术对於某些彩箔外包装，计重及金属探测公司Sartorius宣称已实现了“传感器技术突破”。平板型Observer的观察仪孔径高度达45-50毫米，据称能探测低异型铝箔包装中是否存在不锈钢。品牌经理Andrew Hallitt称，“从磁性角度看，铝箔本身是透明的。大多数不锈钢均在某一阶段接受过磁性处理，因此，本身具有磁性。我们的系统预先对污染物进行强磁化处理，然後才送往平板探测器。”Sartorius还透露，这一金属探测器由公司与德国STL公司联合开发，采用传感器技术和评估电子学原理，通过专业设计，能避开周边环境中的乾扰和噪音。为在探测难度较大的领域提高探测性能，金属探测专业公司一直致力於研制多频系统。Sartorius是其中之一家有能力生产该类产品的公司。Hallitt指出，根据不同导电率程度进行产品包装的厂商现在能在整个过程中优化机械灵敏度。Lock公司Met 30+ 3f三频探测器采用三种晶体控制频率（高/中/低），可为产品及其包装选择最佳的频率。因此，检查薄膜包装的产品时，探测器会自动选择高频；检查金属膜包装时则自动选择低频。最近被Loma系统总公司收购的Cintex公司进一步实践这一战略，宣称生产出“首台带变频功能的金属探测器”。该公司认为，Sentry VF探测器工作频率範围大，介於40kHz和900kHz之间，因此，能为各种产品提供最大限度的灵敏度，无论干湿，同样适合。但是，无论采用变频机还是多频机，控制和管理均至关重要。例如，Thermo Electron公司污染物探测部全球产品经理John Craig认为，在未来网络化金属探测中，不仅应对数十种产品进行单位校准，还应自动切换到正确的设置。Craig认为，越来越多的大型客户要求将Profibus、以太网和其它网络整合於SCADA控制系统中。在整个工厂系统中，数据记录、报告、动态分析和跟踪性将全部统一现实。他解释说，能探测污染物的走向并进行诊断是至关重要的。AuditCheck系统由Thermo Electron自行开发设计，能通过编程对金属探测器性能进行自动对照检查，特别适用於该类网络。Craig说，“客户需要的是通过开关即可操作的仪器。最终检查系统应能通过简便安装即可投入检查。”系统支持发展Craig列举了围绕金属探测功能支持系统所进行的大量开发工作，包括加快微处理器处理速度，同时，也对金属探测的基本功能进行了改进。他说，“例如，我们最近为制药业推出了一种新产品，其中，彩箔系统采用了新型线圈系统设计。金属探测性能仍有提高性能的馀地。”同时，Lock也还为制药业推出了符合美国联邦食品药物管理局要求（符合21 CFR 第11 部分的规定）的新型系统，其中，设置和生产报表可避免非授权更改，必须由操作员登记和登入。Randall认为，不能低估金属探测系统开发的重要性。他说，“确实，这些开发仅涉及系统灵敏度的逐步改进，而且每次改进量较小，但是，进展是正在进行的”。他指出，Lock三频产品深受目标行业青睐就是最好的证明。他补充说，“同时，我们也一直进行其它开发，力求使结构更紧凑，清洁更简便，数据传输更快速。在金属探测领域，最近推出的产品包括Fortress技术公司Phantom E型肉类输送管线系统。整个系统可向外摆动，便於快速进行产品更换。操作员控制设备可安装於探测器上，也可远程安装。Safeline支持开发高频金属探测器，其产品Signature便是一例。Safeline称，该机以850kHz运行，比当今使用的大多数系统的频率高3-8倍。公司宣称，该系统灵敏度极高，可探测出极小的金属碎片和碎屑，包括不锈钢。他们称，该类金属探测器还能检查特征相同的大批产品。这样，可在最大限度减少机械设置次数的前提下检查各类产品，从而使操作更简便快速，也不会影响机械灵敏度。Mettler Toledo公司将Safeline金属探测系统整合於该公司的Garvens CombiChecker测重金属探测器中。公司称，采用零金属区技术，可将金属探测器的机械部分整合於测重装置的进料传送装置中。X射线探测将污染分析和重量分析两者整合一体并非新概念。这一交叉使用正是X射线探测的潜力之一。Thermo Electron公司John Craig称，虽然测重器能确定总重量，确保符合法规要求，但是，X射线探测使这一过程更进一步。他说，“通过X射线检测，不仅可检查所有组分是否到位，还可进行重量分析，准确度达1%-2%，检查各种组份比例是否适当。”X射线探测为测重系统提供支持已不乏其例。Craig称，“测重装置可能认为双层箱或块状合格，即使底层中少了一层。虽然这并未违反法规，但是，消费者可能觉得受骗。饼乾碎裂也存在这一现象。采用法定重量也可行，但是，可能被视为非标准产品。”他认为，X射线检测系统不同於视觉系统，X射线能在流程控制和质量控制方面大幅度降低成本。与金属探测一样，通过能进行数据记录和通信的SCADA网络，即可实现上述优势。他说，“越来越多的用户要求提供这种能力，即使让生产线效率再提高0.1%也不错。”显然，X射线探测系统的主要成功在於其探测非金属污染物的能力。提及安全问题时，Craig列举了智利海胆肉业，要求采用X射线技术。他说，“海胆肉被运往日本，作为美味食品销售。但是，海胆骨毒性较大，因此，必须对产品进行严格扫描，保证绝对不存在毒性。”X射线污染物探测领域的开发包括Loma系统公司推出的X3管线检查系统，适用於肉类、点心、乳制品、汤料和酱汁检测。Loma宣称，采用先进的过滤技术，可探测出钙化骨头等密度较低的物件。X3采用AutoTrack图像处理器，据称能根据被检测食品的密度对扫描组件进行自动设置，能缩短设置时间，减少虚报废品数量。Loma还宣称，该系统带有自测系统，因此，不需要在管道中采用试用样品。同时，Loma还推出了适用於快餐业的新型线端X射线探测系统，能对松脆食品等已袋装的整箱产品进行检查。删除个别单元SnaX3系统据称能取代生产线的各个检查单元，对各种污染物进行探测，包括来自其它生产线的产品包装箱中所含的金属、玻璃、石料和高密度塑料，还能显示低密度快餐和谷物产品中所含的调味剂和糖块。为实现这一功能，SnaX3系统整合了多层图像处理能力，使扫描设备与不同食品的特性相适应。同时，AutoTrack探测软件对机械进行在线校准，因此，不需要停机进行调整。Loma公司X射线产品经理Alan Johnson称，“SnaX3系统能完成以前由多套自由下落式金属探测器完成的功能，因此，在多数情况下能降低成本，尽量避免系统中断。”John Craig认为，未来将会有更多的资源投入设计更加符合客户需求的X射线系统中，例如适合於含金属彩箔市场的探测系统。他说，“我们面临的挑战是开发出能适应特定用途的X射线系统。以後5年中，我们将注重於这一领域，力求向客户推出基於X射线、适合特定用途的解决方案，而不是通用型X射线探测系统。”不然，最终用户拥有与实际用途毫不相乾的多种功能特色，只会增加总体成本。将各类污染物综合探测系统与质量控制系统相整合，具有明显的优势。但是，有些金属探测系统供应商警告说，通过设置X射线机完成两种任务十分困难。至少，不可能对两种性能进行优化。确实，据金属探测器和X射线系统供应商宣称，更多的X射线系统安装於线末位置，较少安装於生产线包装阶段前，通常用於检查复合包装中各种包装内容是否到位。有一供应商称，“对於许多终端用户而言，品牌保护几乎比消费者保护更加重要。”他补充说，超级市场越来越注重要求供应商进行该类质量检查。市场对X射线探测的认识和使用两方面的转变至少部分反映了准确地对包装食品进行内外检测的重要性。视觉检测系统近年来，视觉检查的系统有效性并未像X射线检查一样获得市场突破。显然，作为污染物探测方法，视觉检查无法与两大主要技术抗衡。但是，质量控制的其它方面越来越重要，产品审美外观也越来越受到优先考虑，因此，供应商和终端用户均越益重视视觉检查技术。尤其应注意的是，越来越多的零售商要求检查信息（特别是条形码形式的信息）的所在位置，使供应商面临?越来越大的压力。例如，Delford最近推出了VS200单摄像机检查系统，可对标签信息及其所在位置进行100%验证。包装通过传送带时，触发了摄像机捕捉包装图像，识别多达12个预编程栏位以进行验证。一般来说，这些栏位包括价格、重量、条形码、可跟踪性、销售日期、批代码、单价和包装代码。同时，还能对销售点条形码可读性进行核实。屏幕上显示错误系统可根据独立设置的各产品限制对标签定位和定向进行检查，同时，还可对促销标签和闪亮标签等辅助标签进行验证。系统通过彩色屏幕按包装依次对捕捉的图像进行显示，若发现任何缺陷，屏幕背景颜色会发生变化。如果客户要求，可在生产线上设置气动式次品推出装置，将不合格包装推出。VS200系统还可与Delford重量/价格标签系统连接，用以检查各包装的所有可变信息是否正确。现在，视觉系统还能显示包装的物理缺陷。例如，英国图像处理专业公司Cognex与德国质量控制公司CLK和Sealed Air公司Cryovac分公司联合研制了视觉型食品密封检测系统。Cryovac要求对真空包装型三明治进行100%非接触式在线泄漏检查。三明治以大约每分钟60包的速度通过摄像镜头，根据预先设定的标准参考值接受检查。如果图像偏离标准，则将包装分离，在密封一体化检查装置中进行独立检测。Cognex透露，系统完全能适应生产流程的改变及三明治产品的更换。公司相信，这一方法也可用於检查密封产品和其它类型的氧气敏感性产品。

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