Металлодетектор, Определение метал. предметов в пищевых продуктах Опции

[Stas]

Требуется определить металлические включения в пищевой продукции идущей по конвееру. Размер продукции разный от 40ммх20мм до 100ммх100мм высота 10мм-20мм. Продукция идет уже упакованная в целофан с напылением (похоже на аллюминий), по типу сырков. Основание конвеера по которому идет продукция металлизированная. Точность определения - металлический шарик D>2мм с достоверностью 100%. Пока мысль классическая - колебательный контур на катушке с разомкнутым сердечником. Если кто то сталкивался с такими вещами - подскажите, в каком направлении копать. Не возбраняются и сигнальная обработка.

[Dmitron]

Если этот шарик упакован в аллюминий - нихрена ты не обнаружишь. Рентген нужен.

Можно попробовать магнитное поле с частотой ниже некой критической - это может помочь.

Ещё ультразвук в голову приходит - делаешь из сырка пьезорезонатор и разносишь его в шепки!

[Stas]

Существуют готовые системы определения железяк в упакованных продуктах, но стоят Пока остановился на таком методе: 2 колебательных контура, один с внешним возбуждением, второй приемный. Возбуждение на частоте ~10кГц. При попадании железа в районе контура происходит фазовый сдвиг м/у сигналом возбуждения и принятым сигналом. Сдвиг зависит, как говорят от типа внесенного в контур материала. Буду пробовать, макетировать. Пока думаю сделать возбуждение контура 8бит ЦАПом по таблице sin, далее сигнал возбуждения контура и принятый сигнал оцифровываем, немножко фильтруем, делаем БПФ и определяем сдвиг фазы принятого сигнала относительно сигнала возбуждения...

[sK0T]

Пообщаться с народом по поводу металлоискателей можно на http://md4u.ru

[AndrV]

цитата
"
1) BFO - beat frequency oscillation (метод биений).
Измеряемым параметром является частота LC-генератора, включающего катушку поисковой головки. Частота сравнивается с эталонной и полученная разностная частота биений выводится на звуковую индикацию. Схемотехника приборов достаточна проста, катушка не требует прецизионного исполнения. Рабочая частота 40 - 500 кГц. Чувствительность BFO-приборов невысокая при низкой стабильности работы и слабой возможности отстраиваться от влажного и минерализированного грунта. Метод BFO применялся в серийных иностранных приборах в 60-70 годы. В настоящее время этот метод популярен у радиолюбителей и встречается в недорогих приборах российских производителей.

2) TR/VLF - transmitter-reciver / very low frequency (передатчик-приемник / очень низкая частота).
Поисковую головку образуют две катушки, расположенных в одной плоскости и сбалансированных так, что при подаче сигнала в передающую катушку на выходах приемной присутствует минимальный сигнал. Передающая катушка включается в контур LC-генератора. Измеряемым параметром является амплитуда сигнала на приемной катушке и фазовый сдвиг между переданным и принятым синусоидальными сигналами. VLF - разновидность этого метода, когда рабочая частота уменьшена до 1 - 10 Кгц при обычной ~20 Кгц.
VLF - метод позволяет построить высокочувствительные приборы с хорошим различением металлов за счет анализа фазовых характеристик. Схемотехника приборов достаточно сложна, катушки требуют прецизионной балансировки. По этому методу сейчас строится большинство серийных приборов, в том числе и компьютеризованных. Дискриминация объектов и отстройка от грунта в таких приборах делается сравнительно просто с помощью фазосдвигающих цепей.
Принцип TR (или его разновидность TR/VLF) предусматривает анализ фазовых характеристик сигнала, поэтому все они легко различают черные и цветные металлы, отстраиваются от мусора и грунта. Эти приборы имеют высокую чувствительность и разрешающую способность, которая зависит от диаметра головки - чем головка больше, тем глубже обнаружение, но тем труднее искать мелкие предметы.

3) RF - radio frequency (радио частота)
- высокочастотный вариант TR, где передающая и приемная катушки образуют не плоский трансформатор, а разнесены в пространстве и расположены перпендикулярно друг к другу. Приемная катушка принимает отраженный от металлической поверхности сигнал, излучаемый передающей катушкой. Диапазон рабочих частот 70-500 Кгц. Этот метод используется в глубинных приборах и характеризуется нечувствительностью к мелким объектам и отсутствием различения металлов.

4) PI - pulse induction (импульсная индукция).
В приборах этого типа катушка поисковой головки не является частью колебательного контура. В нее от запускающего генератора подается импульсный сигнал. Анализируемым параметром является время окончания переходного процесса (положение заднего фронта импульса напряжения). К конструкции катушки не предъявляется особых требований. Отличительными чертами этого метода являются: низкая рабочая частота следования импульсов (50-400 Гц), большое потребление энергии, нечувствительность к грунту, не очень хорошее распознавание металлов, приборы не требуют периодической подстройки. PI-метод часто используется в подводных приборах для ослабления влияния воды.

5) OR - off resonance (срыв резонанса).
Анализируемым параметром является амплитуда сигнала на катушке колебательного контура, настроенного близко к резонансу с подаваемым на него сигналом от генератора. Появление металла в поле катушки вызывает или достижение резонанса или уход от него, в зависимости от вида металла, что приводит к увеличению или уменьшению амплитуды колебаний на катушке. Этот метод также как и BFO разрабатывался радиолюбителями, но сведений о его использовании в серийных приборах для поиска сокровищ не обнаружено.
"

а вообще "металлический шарик D>2мм с достоверностью 100%" в Al упаковке нереально

[INT1]

Практически одновременно с возникновением этой темы поставлена такая же задача на перспективу. У существующих металлодетекторов для пищевой промышленности требования к ферро и электромагнитному окружению в месте установки очень жесткие. Тут возникла мысль, не проработать ли это направление в сторону UWB ?, а именно принципов работы GPR, но опыта в этой области -ноль, может кто подскажет, стоит ли копать?
2 AndrV , судя по разложению по полочкам, это не Ваша ли статья в ж-ле "РХ" 2,2005 ?

[_artem_]

Год назад наткнулся я на одну статейку по поводу нового методса идентификации . Человек там делал малого размера металлические частицы так что резонировались они на разных микроволнах. Посредством сканирования или жестким или же свип частотой можно было обнаружить спектр частотной отдачи документа бумаги в которую напылялись эти частицы.Применительно к вашей задаче если облучить микроволнами обьект в котором содержиться металическая частица можно получить информацию о содержании металлических частиц . Но это теоретически . Практически же все это может оказаться бредом.)

[Stas]

Если кому интересно по теме как это, то вот проспектики промышленных приборов с небольшим описанием принципов. Я пока устойчивых результатов в своих опытах не добился, но работаю в этом направлении. UWB это тоже что и СШП ? Читал про этот метод, интересно, но как применить? Как я понял мы получим в итоге картинку изделия по плотностям/составу, тк волна отражается от поверхностей на которых резко изменяется электропроводность или проницаемость. Так как в продукции могут быть различные включения (орехи, изюм, семечки и тп) то на фоне их непонятно как выявить допустим тот же стальной шарик, все сильно усложняется, на ум приходит система распознавания образов...
2 _artem_ А Вы не могли бы поделится этой статьей?  MD1.pdf ( 420.33 килобайт ) Кол-во скачиваний: 692


Еще 1 проспект...

Прикрепленные файлы

 MD2.pdf ( 398.49 килобайт ) Кол-во скачиваний: 145

 

[Stanislav]

Требуется определить металлические включения в пищевой продукции идущей по конвееру. Размер продукции разный от 40ммх20мм до 100ммх100мм высота 10мм-20мм. Продукция идет уже упакованная в целофан с напылением (похоже на аллюминий), по типу сырков. Основание конвеера по которому идет продукция металлизированная. Точность определения - металлический шарик D>2мм с достоверностью 100%...

А из какого металла может быть шарик?

[Stas]

Сталь (после шаровой мельницы), гайка, болт, все что угодно, из чего сделано оборудование, в конце концов шпилька из прически глазировщицы...

[Stanislav]

Сталь (после шаровой мельницы), гайка, болт, все что угодно, из чего сделано оборудование, в конце концов шпилька из прически глазировщицы...

Для обнаружения ферромагнитных материалов (стали) можно попробовать вот такую штуку: сырок проходит между полюсами сильного постоянного магнита, на магнитопроводе которого имеется обмотка датчика. Если в сырке есть железяка, в обмотке возникнет импульс напряжения... Конфигурацию полюсов нужно выбрать для получения макс. амплитуды импульса.
Все предложенные схемы металлоискателей вряд ли подойдут, т.к. будут реагировать на расположенные рядом металлические детали конвейера, а также металл оболочки продукта.

[_artem_]

Stas, к сожалению статья была у товариша а он куда то запропастился.

Да вот еше посмотрите эти ссылки на готовую продукцию(там речь идет о долях миллиметра в уже готовой продукции ):
http://www.bhindust.com/case_studies/Metal...ntamination.htm
http://www.plasticstechnology.com/articles/199903cu2.html

Они если не ошибаюсь используют принцип токов Едди Eddy currents :
http://www.foerstergroup.com/eddy_current.html
http://library.abb.com/GLOBAL/SCOT/scot264...9R0101_-001.pdf
http://www.centurionndt.com/eddyarticle.htm

[INT1]

2 Stas, да, имелись ввиду СШП и и радары подповерхностного зондирования, отклик можно ожидать хороший ввиду значительного отличия эпсилон\мю внедрений, если говорить о пищевой промышленности ( упаковку в металлизированную оболчку перенесем в конец технологического цикла ) Зато можно бы было избавиться от производственных магн. и эл/магн. помех и увеличить разрешающую способность (имхо). Конечно, обработка сигнала не видится простой и поднять это дело в одиночку в разумные сроки вряд ли реально
Ну, можно еще попробовать ЯМР , или взять да содрать с готового изделия....
Один из примеров GPR (схемотехника у них не очень объемная):
http://viy.com.ua/
По поводу примесей: 1- они не должны поломать оборудование, 2- потребителю зубы.
Образцы:
http://www.mkt.com.ua/index.php?pID=1&sID=3&id=md_ind
По ходу, на заметку (оно конечно сюда не подойдет, но может сгодится), простенькая, достаупная, система распознавания. Можно, например, организовать прецизионный датчик перемещений:
http://www.hardw.net/doc/146
http://sprite.student.utwente.nl/~jeroen/projects/mouseeye/

Сообщение отредактировал INT1 - Mar 13 2006, 06:34

[AndrV]

2 INT1
статья не моя,
я занимался некотрое время металлоискателями

[Stas]

2 INT1 Вся фишка в том, что заказчик хочет контроль уже готовой продукции, те завареной в пленку, те на самой последней стадии изготовления. А так в нефасованной продукции - проблемм нет, различит обычный металлодетектор. Если не удастся добится хорошей достоверности моего метода, то наверно можно СШП рассмотреть, пока об этом мне рано задумываться. По распознаванию образов у меня коллега по основной работе диссерт делает


Вот интересная ссылка по строению мд http://st.ess.ru/publications/articles/metdoo/metdoo.htm ,
eddy current method - метод вихревых токов....

[INT1]

2 AndrV обратил внимание в Ваш емпосту, на знание предмета, но наверное так совпало, - какраз просматривал статью и там тоже Андрей ( если я правильно понял по Вашему нику)
2 Stas у Вас похоже тяжелый случай скорей всего и СШП не поможет, особенно, если заказчик еще и прибацаный, таким трудно объяснить, что з-ны физики обдурить низзя...

[INT1]

не получается отредактировать, прошу пардону за оффтоп, вобщем.
находят и под фольгой, применяют многочастотный метод:
http://www.ceia-russia.ru/

[Dmitron]

К стати о постоянном магнитном поле: можно в МП периодически подбрасывать сырки, тогда те, что с железом, поползут.

[AndrV]

К стати о постоянном магнитном поле: можно в МП периодически подбрасывать сырки, тогда те, что с железом, поползут.

у-ух

[INT1]

ммммда, это уже серьезно, - "ползающие сырки" , и почему именно сырки ?, и что то автор темы замолчал- как дела с Фурье обстоят ?
Вот еще нарыл в рунете - описание некоторых US патентов в т.ч.:
http://w6k.narod.ru
это чтоб не изобретать лисапет с нуля.

[BWZ]

цитата
"
4) PI - pulse induction (импульсная индукция).
В приборах этого типа катушка поисковой головки не является частью колебательного контура. В нее от запускающего генератора подается импульсный сигнал. Анализируемым параметром является время окончания переходного процесса (положение заднего фронта импульса напряжения). К конструкции катушки не предъявляется особых требований. Отличительными чертами этого метода являются: низкая рабочая частота следования импульсов (50-400 Гц), большое потребление энергии, нечувствительность к грунту, не очень хорошее распознавание металлов, приборы не требуют периодической подстройки. PI-метод часто используется в подводных приборах для ослабления влияния воды.
...
а вообще "металлический шарик D>2мм с достоверностью 100%" в Al упаковке нереально

Все написанное выше о Pulse Induction - на уровне начинающего радиолюбителя. Я занимался импульсными металлодетекторами около 7 лет. Различить шарик под фольгой можно только таким способом. Он дает информацию о затухании сигнала на различных частотах, что позволяет различать предметы большего размера на фоне маленьких (или тонких, типа фольги). Только обработка сигнала там специальная, все совсем не по Фурье, и публикаций очень мало - большинство металлодетекторов используется в системах охраны и безопасности. Почитать можно только в геофизике - подобные измерения называются "метод переходных процессов" и очень широко используются для определения полезных ископаемых. Но проектирование такого металлодетектора потребует много времени и средств, поэтому окупаются только серийные разработки, причем тоже не дешевые по нашим меркам.
Мои работы в этой области закончились опытными экземплярами для 2 различных применений ввиду нежелания фирмы-изготовителя совершенствовать имеющиеся приборы и создавать новые. Причина оказалась проста - заказчики хотят получить 1-2 прибора с параметрами на уровне теоретически предельно возможных, очень дешево, и заплатить только после изготовления, если им понравится.

[AndrV]

цитата
"
4) PI - pulse induction (импульсная индукция).
В приборах этого типа катушка поисковой головки не является частью колебательного контура. В нее от запускающего генератора подается импульсный сигнал. Анализируемым параметром является время окончания переходного процесса (положение заднего фронта импульса напряжения). К конструкции катушки не предъявляется особых требований. Отличительными чертами этого метода являются: низкая рабочая частота следования импульсов (50-400 Гц), большое потребление энергии, нечувствительность к грунту, не очень хорошее распознавание металлов, приборы не требуют периодической подстройки. PI-метод часто используется в подводных приборах для ослабления влияния воды.
...
а вообще "металлический шарик D>2мм с достоверностью 100%" в Al упаковке нереально

Все написанное выше о Pulse Induction - на уровне начинающего радиолюбителя. Я занимался импульсными металлодетекторами около 7 лет...

за что купил,за то и продаю
текст не мой, если Вы обратили внимание, написано "ЦИТАТА "...." ", данный материал был найден мной
в результате подборок материалов по металлоискателям года 1,5-2 назад.
В дальнейшем, во избежании досадных недоразумений, разыскал первоисточники
http://www.osipov.org/klad/met_det1.htm

Мои работы в этой области закончились опытными экземплярами для 2 различных применений

по возможности поделитесь результатами, чего удалось добиться

Сообщение отредактировал AndrV - Mar 18 2006, 18:42

[Stas]

Да.. Бывает.. Вопрос - сделаешь нам детектор и сколько будет стоить. Не вопрос облазил интернет, познакомился с материалом, собрал макетик, достал плату аналогового ввода, с соратником - кандидатом повертели данные в матлабе, привлекли еще одного, вроде как можно этим вопросом занятся на 3 - разработка + опытный образец за ..., по нашим меркам недорого - прихожу к заму хозяину - тот вылупив глаза - че так дорого, да мне за 10, да мне за 5 любой Вася сделает за неделю. Лучше на привод посмотри, сгорел... Пиз..ц! Накололся. Вобщем больше я частных дел не веду, обидно с мужиками время потратил зазря и нечем им заплатить.

[INT1]

ну, не огорчайтесь.., это наша селявуха,знакомо. Думаю (желаю), что проработка вопроса когда нибудь еще пригодится. А начальнику скажите, что Базилио, ( Итальянская фирма "Ceia" представленная и в России и в Украине -ссылка вверху) предлагает их от 8тыс. евро за штуку, причем это не разработка, а серийное изделие.

[Kolhoz-nik]

Я тоже работаю над похожими задачами. Только шариками, к сожалению, дело не ограничивается. Камешек в сырке тоже может вызвать ой какую проблему...

Смит Детекшн применят рентгеновские установки. У кого-нибудь есть подобный опыт?