金属探测器防电流干扰对策

安立中国

从本期开始，我们将分两期探讨另一类导致误检的重要因素——“外部噪声”。首期聚焦的是由电流引起的噪声。

由于逆变器噪声，指示灯（金属检出水平）变为红色，超出阈值导致误检

在生产现场中，各类机械设备的运转普遍会产生“电气噪声”（即由电流引起的外部干扰）。这类噪声会干扰金属探测器的检测磁场，从而导致误检。

本期将重点分析三种主要的电气噪声传导途径——辐射干扰、传导干扰及静电干扰，分别阐述其产生原因并提供相应的对策。





金属探测器工作原理

金属探测器通过向线圈通入电流，产生特定频率的磁场。当产品通过该磁场时，会引起磁场变化（即“产品效应”），系统持续监测这一变化。一旦检测到的信号强度超过预设的检测阈值，设备即判定存在金属异物，并触发报警。

同轴金属探测器的磁场图像


金属探测器的检测图像





电噪声的类型与对策

1.辐射噪声干扰（1）
车间内许多设备（如码垛机、卷帘门、空调）内部装有逆变器与伺服放大器。它们通过频率设定来控制电机，从而在工作中产生特定的频率和更高次的谐波。这会导致噪声，成为干扰金属探测器的磁场。

辐射噪声对探测器磁场的影响主要取决于三个因素：噪声强度、噪声源到检测头的距离、检测头开口的尺寸。

通常而言，噪声源距离越近，对磁场的干扰越强；而在相同距离下，检测头的开口尺寸越大，也越容易受到噪声影响。

实验

为了观察辐射噪声的频率差异是否会对磁场产生影响，我们将制作一个夹具，用于连接逆变器、电机和线圈，并将产生的辐射噪声导向金属探测器的探测头。

夹具与金属探测器

实验前，我们首先检查了金属探测器的噪声监视器功能，确保无磁场干扰。

噪声（音）监视器无磁场干扰

随后，我们接通夹具电源，并通过逆变器改变频率。噪声监视器清晰显示，辐射噪声的频率变化开始对金属探测器的磁场产生影响。

改变逆变器频率的结果

当进一步调整逆变器的输出频率时，其对磁场的影响显著减小。

进一步改变逆变器频率结果

随后，我们测试了屏蔽罩对外部辐射噪声的屏蔽效果。

【未安装屏蔽罩时】
使用与之前相同的测试夹具，逐步调节逆变器频率，可在监视器上观察到明显的噪声干扰，并引发金属探测器的误检。

【安装屏蔽罩后】

在检测头两端加装屏蔽罩并进行相同测试，结果表明：噪声对磁场的影响显著降低，且金属探测器未出现误检。该结果证实了屏蔽罩具有良好的抗干扰效果。

对策

事实证明，带逆变器的设备产生的辐射噪声会影响金属探测器的磁场。在实际生产中，尝试实施以下措施：

• 如果条件允许，调整周围设备的逆变器和伺服放大器来改变辐射噪声的频率。
• 在检测头安装屏蔽罩降低辐射噪声。
• 将逆变器、伺服电机、电缆等噪声源设备存放在具有屏蔽效果的磁性金属的（如钢盒）空间。
• 使用安立M6-h系列金属探测器的“噪音回避设定”，优化周围辐射噪声。
  
  

M6-h系列金属探测器设定方法：保养设置→设置确认→噪音回避设定

辐射噪声干扰（2）

如果金属探测器或其他附近设备的电缆悬挂在天花板上，或者在金属探测器底部缠绕，电流通过电缆时可能产生磁场，泄漏的辐射噪声可能干扰金属探测器的磁场，导致误检。

对策

将电源线置于金属或屏蔽管道内，可抑制其辐射噪声，以减少对磁场的干扰。

2.传导噪声干扰

若金属探测器与大功率设备（如装盒机）共用电源，其噪声会通过地线传导并串入探测器内部电路，从而引起误检。

对策

为避免地线传导噪声，应将电源容量大的设备与供给电源分开配线。

3.静电噪声干扰

静电噪声是指静电放电对金属探测器造成的干扰，可能影响其检测精度和工作稳定性。

常见的输送式金属探测器，塑料包裹的物品会在输送带上被摩擦，而单独包装的物品则会在散装输送线上彼此接触、碰撞，这会导致它们产生静电。如果带电产品在转移至金属探测器输送带或靠近探测器头部时释放电荷，便可能会干扰探测器头部的磁场，从而引发误检。

在原材料下落检测中，物料因与树脂管道摩擦而带电，其在检测头附近的静电放电会干扰内部磁场，进而引发误检。

对策

安立传送式金属探测器虽可通过机身部件释放静电，但仍难以完全消除干扰。为此，建议加装离子棒等静电消除器，以有效减少被检产品的带电量。

对于下落式金属探测器，可在进料口至选别部的整个管道表面包裹防静电片，以有效抑制静电噪声干扰。

结语

本文阐述了辐射噪声、传导噪声与静电噪声等可能导致金属探测器误检的现象。对生产管理而言，因频繁误检而产生的大量NG品的复检工作及相关物料损耗，将带来显著的时间和成本损失。若产线上频繁出现误检，建议排查是否由上述电噪声引起，并尝试采取本文所述对策进行改善。