分析翻板式金属检测机的工作原理
发布日期:2025/6/20
一、核心结构与系统组成
翻板式金属检测机主要由检测探头、信号处理单元、执行机构(翻板) 和输送系统四部分组成,其中,检测探头通常采用线圈式电磁感应结构,包含发射线圈和接收线圈,安装于输送带上方或两侧;翻板装置位于检测区域后方,与输送带呈一定角度(通常 30°-45°),由气缸或电机驱动翻转。
二、金属检测的电磁感应原理
初始平衡状态:
发射线圈通入交变电流后,产生高频交变磁场。当无金属物体通过时,接收线圈感应到的磁场强度稳定,线圈输出的电信号处于平衡状态(即输出电压为零或接近零)。
金属干扰与信号变化:
当含有金属(如铁、铜、铝等)的物体通过检测区域时,金属导体在交变磁场中产生涡流效应,形成二次磁场。该磁场与原磁场叠加,导致接收线圈的感应信号发生畸变(如振幅变化、相位偏移),产生异常电信号。
信号处理与判别:
信号处理单元对异常电信号进行放大、滤波和模数转换(A/D 转换),通过预设的阈值算法(如峰值检测、相位差分析)判断是否存在金属杂质。若信号超过阈值,系统触发报警并激活翻板动作。
三、翻板剔除的执行机制
触发与响应逻辑:
当检测系统确认金属存在后,通过延时电路控制翻板动作时机 —— 确保金属物体移动至翻板正上方时,翻板迅速翻转(响应时间通常<50ms),避免误剔除或漏剔除。
翻板动作原理:
气缸驱动型:压缩空气推动气缸活塞,带动翻板绕转轴快速翻转(翻转角度通常 120°-180°),将含金属的物料推入废料槽;动作完成后,气缸复位,翻板回归水平输送状态。
电机驱动型:伺服电机通过齿轮或连杆机构带动翻板,通过编码器精确控制翻转角度和速度,适用于高精度剔除场景(如小颗粒物料)。
防误动作设计:
系统通常配备双重检测冗余(如多组线圈交叉检测)和物料特性学习功能,通过识别物料本身的介电常数或密度,过滤非金属干扰(如潮湿物料、高盐成分),降低误剔除率。
四、典型应用场景与适应性
食品行业:用于检测饼干、糖果中的金属碎屑,翻板剔除速度需匹配生产线速率(如 100-200包/分钟),且翻板材质需符合食品级标准(如316L不锈钢),避免二次污染。
医药行业:检测胶囊、片剂中的金属杂质,翻板动作需温和,防止物料破损,同时系统需具备 GMP 合规的清洁设计(如无死角翻板结构)。
包装行业:针对袋装、盒装物料,翻板宽度需与输送带匹配,通过光电传感器实时监测物料位置,确保剔除精准性。
五、关键技术参数与性能优化
检测灵敏度:取决于线圈频率(通常 50kHz-1MHz)和金属类型——高频线圈对有色金属(如铜、铝)更敏感,低频线圈适合检测铁磁性金属;很小检测粒径可达 0.5mm(如铁球)或 1.0mm(如不锈钢球)。
抗干扰能力:通过相位调节技术抵消物料效应(如高水分、高盐分物料对磁场的干扰),或采用多频检测模式(同时发射多种频率信号),提高复杂环境下的检测稳定性。
速度匹配:翻板响应时间需与输送带速度同步(如输送带速度 1.5m/s 时,延时控制精度需<30ms),避免金属物体未到达翻板即通过,导致漏检。
六、局限性与改进方向
局限性:对非金属异物(如玻璃、塑料)无效;翻板剔除可能导致少量合格物料损失;高速生产线中可能因翻板机械磨损影响剔除精度。
改进方向:结合 AI 视觉检测技术,对翻板剔除的物料进行二次识别,减少合格物料浪费;采用柔性翻板材料(如食品级硅胶涂层),降低物料破损率;开发集成式金属 - 异物复合检测系统,提升生产线安全性。
翻板式金属检测机通过电磁感应原理实现金属识别,借助高速翻板机构完成物料剔除,其核心优势在于检测效率高、响应速度快,适用于连续生产线中的在线质量控制。
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