#phase metal detector

Introduction

ในปัจจุบันกลุ่มผู้ผลิตอุตสาหกรรมทางด้านอาหาร ไม่ว่าจะเป็น เครื่องดื่ม ขนม ผลไม้อบแห้ง หรือผลิตภัณฑ์ที่มีการนำเข้าสู่ร่างกายนั้น ได้เพิ่มความสำคัญในการควบคุมกระบวนการผลิต ให้มีคุณภาพและมาตรฐานเทียบเท่าสากลมากยิ่งขึ้น โดยมีกระบวนการควบคุมการปนเปื้อนของผลิตภัณฑ์ ซึ่งอาจเกิดขึ้นจากเครื่องจักรที่ใช้ในกระบวนการผลิต ทำให้มีเศษโลหะติดไปกับผลิตภัณฑ์ อาจส่งผลให้โลหะนั้น มีผลกระทบต่อกลไกการทำงานของเครื่องจักร หรือถ้าหากปนเปื้อนไปถึงผู้บริโภคแล้ว ก็อาจส่งผลอันตรายต่อผู้บริโภคได้โดยตรงอีกด้วย ดังนั้นแล้วการใช้เครื่องตรวจจับโลหะจึงเป็นอีกทางเลือกหนึ่ง ที่สามารถช่วยตรวจสอบสิ่งแปลกปลอม ที่อาจปนเปื้อนมากับผลิตภัณฑ์ได้

กลุ่มโลหะที่อาจมีการปนเปื้อนมากับผลิตภัณฑ์นั้น แบ่งได้เป็น 3 กลุ่มคือ

1. Ferrous :Fe เป็นกลุ่มโลหะที่มีธาตุเหล็กเป็นส่วนประกอบ มีปฏิกิริยาต่อแม่เหล็ก เช่น เหล็ก

2. Non-Ferrous : Non-Fe เป็นกลุ่มโลหะที่มีคุณสมบัตินำไฟฟ้า แต่ไม่มีปฏิกิริยาต่อแม่เหล็ก เช่น ทองแดง ทองเหลือง อะลูมิเนียม เป็นต้น

3. Non-Magnetic Stainless Steel เป็นกลุ่มโลหะพวกสแตนเลส

หลักการทำงานของเครื่องตรวจจับโลหะและความสำคัญของการปรับเฟส

เครื่องตรวจจับโลหะอาศัยหลักการที่ว่า วัตถุที่นำไฟฟ้า เช่น โลหะ จะตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กไฟฟ้า แตกต่างจากวัตถุที่ไม่นำไฟฟ้า คือเมื่อเปิดเครื่อง กระแสไฟฟ้าจะไหลเข้าไปยัง ขดลวดโลหะที่ปลายหัวตรวจจับ ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้น โดยมีขั้วอยู่ในแนวตั้งฉากกับทิศทางของขดลวด หากสนามแม่เหล็กดังกล่าวไปกระทบกับวัตถุที่นำไฟฟ้าได้ดี เช่น โลหะ จะกระตุ้นให้วัตถุดังกล่าวนั้น เกิดสนามแม่เหล็กอ่อนๆในทิศทางตรงกันข้ามกัน ทำให้สนามแม่เหล็กที่สะท้อนกลับมาสู่หัวตรวจจับ เกิดการเปลี่ยนเฟส การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวทำให้สามารถทราบได้ว่า มีวัตถุที่ทำจากโลหะอยู่ในบริเวณใกล้เคียงหรือไม่

มุมที่ใช้กำหนดตำแหน่งบนคลื่นขณะที่เคลื่อนที่หรือที่เรียกว่าเฟส(Phase)นั้น จึงเป็นกลไกสำคัญในกระบวนการตรวจจับโลหะ ซึ่งปกติเฟสที่เกิดขึ้นในสนามแม่เหล็กของเครื่องตรวจจับโลหะโดยทั่วไปแล้วจะมี3เฟสด้วยกัน คือเฟสของFe เฟสของNon-Fe และเฟสของSUS แต่ละเฟสจะอยู่ในองศาที่ต่างกัน

ก่อนที่จะทำการตรวจสอบตัวอย่างต่างๆนั้น ขั้นตอนแรกตัวเครื่องจะต้องมีการเรียนรู้ตัวอย่างที่จะนำมาตรวจก่อน(Auto learning) ซึ่งจะประมวลผลตามค่าความหนาแน่นของตัวอย่าง ขณะนั้นภายในสนามแม่เหล็กก็จะมีZone ของตัวอย่างที่ไม่มีโลหะใดๆปนเปื้อนอยู่เลย เกิดขึ้นเป็นลักษณะวงกลม ที่เป็นเสมือนกับ clean zone ซึ่งเครื่องก็จะจดจำข้อมูลของตัวอย่างที่ปราศจากโลหะไว้ จากนั้นก็จะเข้าสู่กระบวนการ run ตัวอย่าง โดยเมื่อตัวอย่างไหลผ่านอุโมงค์จะเกิดลักษณะจุดแดงขึ้น ถ้าหากว่าจุดแดงนั้นอยู่ในบริเวณ clean zone ก็แสดงว่าตัวอย่างชิ้นนั้นไม่มีโลหะใดๆปนเปื้อนอยู่(รูปที่1.1) แต่ถ้าหากว่าตัวอย่างมีโลหะปนเปื้อนอยู่ จะทำให้จุดสีแดงเด้งออกมาจากclean zone (รูปที่1.2)ใกล้กับเฟสของโลหะชนิดต่างๆ ทำให้เซ็นเซอร์ทำงาน เครื่องจะส่งสัญญานดัง และหยุดการทำงานทันที

แต่ถ้าหากว่าเครื่องส่งสัญญานดังบ่อยๆ หรือดังตลอดเวลา ทั้งที่เป็นตัวอย่างที่ปราศจากโลหะปนเปื้อนอยู่แล้ว อาจเป็นผลมาจากขนาดของ clean zone มีขนาดเล็กเกินไป เมื่อตัวอย่างผ่านอุโมงค์จึงทำให้จุดสีแดงนั้นหลุดออกมานอก clean zone ได้ง่าย  วิธีการแก้ไขปัญหาดังกล่าวทำได้โดยการปรับขนาดของ clean zone โดยเข้าไปเลือกการตั้งค่า phase ในตัวเครื่อง ซึ่งการปรับลดค่าเฟสให้น้อยลงจะทำให้ clean zone ขยายใหญ่ขึ้น ค่าความละเอียดของขนาดโลหะที่วัดได้ก็จะน้อยลง (รูปที่2.1) แต่ถ้าหากปรับค่าเฟสให้มากขึ้นจะทำให้ clean zone บีบตัวเล็กลง ค่าความละเอียดของขนาดโลหะที่วัดได้จะมากขึ้น (รูปที่2.2)

ถือได้ว่าการปรับเฟสของเครื่องตรวจจับโลหะนั้น เป็นกระบวนการที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งที่จะช่วยให้ผู้ใช้สามารถปรับระดับความละเอียด ของการตรวจจับโลหะในแต่ละครั้งได้ แต่กระบวนการขั้นตอนนี้ควรคำนึงถึงความเหมาะสม และค่าความละเอียดของเศษโลหะว่าสามารถยอมรับได้ที่กี่มิลลิเมตร เพิ่อให้เกิดผลประโยชน์สูงสุดต่อผู้บริโภคและตัวผู้ผลิตเอง