引言
金屬檢測(cè)技術(shù)的局限性之一是對(duì)于像電線和大頭針這樣相對(duì)比較小的、長(zhǎng)條形金屬異物就很難檢測(cè)出來(lái)。這些類型的污染物通常表現(xiàn)出“方向效應(yīng)”，即金屬探測(cè)器所檢測(cè)到的信號(hào)很大程度上取決于污染物與探測(cè)孔的方向關(guān)系。方向效應(yīng)給金屬檢測(cè)系統(tǒng)帶來(lái)了挑戰(zhàn)——這一挑戰(zhàn)乍一看并不是那么嚴(yán)重，但事實(shí)上它可能會(huì)給消費(fèi)者的安全以及品牌聲譽(yù)帶來(lái)嚴(yán)重的影響和危害。
金屬檢測(cè)技術(shù)無(wú)視方向效應(yīng)來(lái)檢測(cè)任何方向的金屬污染物將是最理想的情況。畢竟，我們很難知道真正的污染物是如何混入產(chǎn)品內(nèi)部的。
方向效應(yīng)——由來(lái)已久的挑戰(zhàn)
由于受金屬探測(cè)器線圈的幾何形狀和金屬污染物方向的影響，檢測(cè)像電線、斷針、大頭針和機(jī)械刨屑這類金屬異物是很有挑戰(zhàn)性的。如下圖所示，假設(shè)一條金屬絲垂直穿過(guò)探測(cè)孔，可以觀察到這根金屬絲的橫截面是最大的，因此可以得到很強(qiáng)的信號(hào)并且很容易就被檢測(cè)出來(lái)了。換句話說(shuō)，如果金屬絲直接通過(guò)探測(cè)孔，由其橫截面引起的信號(hào)最小，因此檢測(cè)起來(lái)是很有難度的。
在生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)有不同形狀和大小的金屬污染物，并且它們由不同的金屬材料組成。金屬異物各種各樣，因此不可能預(yù)測(cè)金屬污染物是什么。因此，生產(chǎn)設(shè)備必須遵從方向效應(yīng)的不可預(yù)測(cè)性這一本質(zhì)特征，并考慮如何提升其檢測(cè)系統(tǒng)的性能來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
驗(yàn)證檢測(cè)缺陷
評(píng)估金屬探測(cè)器性能的傳統(tǒng)方法是使用三種球形金屬進(jìn)行審核：鐵、非鐵和不銹鋼。
食品安全計(jì)劃要求定期進(jìn)行審核，通過(guò)在食品中加入每種球形金屬測(cè)試件進(jìn)行檢測(cè)并驗(yàn)證檢測(cè)結(jié)果。使用球體的原因是為了規(guī)避方向效應(yīng)。（畢竟，對(duì)于金屬探測(cè)器來(lái)說(shuō)，無(wú)論其方向如何，它所檢測(cè)到的球體都是一樣的，因此可以得到看得見(jiàn)的合理測(cè)試結(jié)果。）雖然這貌似得到了合理的測(cè)試，但是對(duì)于可能檢測(cè)到的各種形狀的異物這就顯得不合邏輯。
因此，食品加工商不能只考慮球形金屬，當(dāng)發(fā)現(xiàn)金屬污染源時(shí)，應(yīng)收集樣品，并且在其檢測(cè)設(shè)備中進(jìn)行檢測(cè)。否則，生產(chǎn)設(shè)備依然容易受到污染的威脅。
多頻掃描技術(shù)——先進(jìn)的解決方案
為了達(dá)到更高的食品安全水平要求，Thermo Scientific? Sentinel? 研發(fā)出了采用多頻掃描技術(shù)的金屬探測(cè)器。
多頻掃描技術(shù)同時(shí)使用五個(gè)工作頻率，金屬污染物在每個(gè)工作頻率下產(chǎn)生獨(dú)特的響應(yīng)。這就像擁有五個(gè)合為一體的獨(dú)立金屬探測(cè)器一樣，每臺(tái)探測(cè)器都能以不同的頻率來(lái)尋找污染物。當(dāng)一個(gè)長(zhǎng)條形污染物的方向在一個(gè)頻率上的響應(yīng)很弱時(shí)，它在另一個(gè)不同的頻率上會(huì)有更強(qiáng)的響應(yīng)，從而增加污染物被檢測(cè)到的概率。在高產(chǎn)品效應(yīng)的食品檢測(cè)中多頻掃描技術(shù)的優(yōu)勢(shì)尤為明顯，而這些應(yīng)用也是食品中金屬檢測(cè)最具挑戰(zhàn)性的應(yīng)用。
為了測(cè)試多頻掃描技術(shù)，研究人員使用 24盎司袋裝新鮮蔬菜沙拉進(jìn)行了一項(xiàng)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。袋子密封，保持水分和營(yíng)養(yǎng)，因此具有很高的產(chǎn)品效應(yīng)。沙拉里有一根 10mm長(zhǎng)的22號(hào)金屬絲。根據(jù)金屬絲相對(duì)于探測(cè)孔呈四種不同的方向，分別進(jìn)行測(cè)定：0度（與孔徑平行）、30、60和90度（與孔徑垂直）。并用老款的單個(gè)固定頻率金屬探測(cè)器進(jìn)行同樣的測(cè)定進(jìn)行對(duì)比。
| 金屬絲方向（度） | 單頻檢測(cè)（%） | 多頻掃描檢測(cè)（%） |
| 0（與孔徑平行） | 10 | 100 |
| 30 | 30 | 100 |
| 60 | 100 | 100 |
| 90（與孔徑垂直） | 100 | 100 |
| 合計(jì) | 53% | 100% |
可以看出，單頻金屬探測(cè)器在某些方向上無(wú)法可靠地檢測(cè)到金屬絲。對(duì)比之下，Sentinel多頻掃描金屬探測(cè)器卻可以可靠地檢測(cè)到所有方向的金屬絲。多頻掃描技術(shù)在這種應(yīng)用上的優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的。
考慮未知污染物依然非常重要——因?yàn)榭倳?huì)有各種新形狀的污染物以不同方向出現(xiàn)在金屬探測(cè)器上。借助多頻掃描技術(shù)，用戶可以得到更好的保護(hù)，免受看不到的污染物的侵害。
