工业金属探测器概述

     高辉工业金属探测器实现了我国金属探测器质的飞跃，打破了欧美公司对我国金属探测技术的长期垄断。技术先进性国内第一。高辉工业金属探测器将为我国工业企业实现节能降耗、安全生产带来巨大的经济效益，必将为我国的“绿色矿山”发展作出巨大贡献。

    山东高辉机电科技有限公司致力于磁电行业的新技术开发及应用。现研制成功了HQ-Ⅲ型金属探测器，打破了欧美公司对我国工业企业金属探测技术的长期垄断，实现了国内金属探测器质的飞跃。

    HQ-Ⅲ型金属探测器主要技术特点：
    1、抗干扰能力极强，解决了对讲机对金属探测仪干扰所引起的误报警现象；
    2、可用于钢丝输送带；
    3、可区分长杆金属和大块金属，并分别发出报警信号；
    4、金属计数功能，停机后过铁亦可检测计数；
    5、金属标计功能（一点或多点）；
    6、设备能自动设置被检测金属的最佳灵敏度；
    7、支持Modbus现场总线通讯；
    8、多个IO输出接口；
    9、LCD液晶显示、中英文菜单，操作简单明了；
    10、检测方式为方波检测；
    11、密码功能；
    12、核心计算单元为数字DSP芯片；
    13、现场或中控复位功能；
    14、高堆检测；
    15、缓冲摆动臂。

代号：有“●”； 无“×”。（注：在相同条件下，金属探测器主要性能对比表）

    一、国内外发展现状
    针对输送带的物料夹杂金属的检测，目前国内外检测仪器均采用电磁感应原理作为基本手段，但在此基础上的信号激励方式、信号分析处理方案、检测功能设计则各有不同。
    1. 信号激励方式
    信号激励分为连续波和脉冲波激励两种方式，国内产品基本均采用连续波激励方式，国外金属探测器也是采用了连续波激励方式，高辉HQ-III金属探测器则采用了先进的脉冲激励方式。
    相对于连续波激励方式，脉冲激励方式是断续工作，只在特定时间段内产生有效信号，并对之后的接收信号进行处理，由此可以更好的克服现场各类干扰信号的影响，技术更为先进和合理。
    2. 信号分析处理方法
    信号分析处理方面，目前市场的低端产品均采用模拟信号处理方式，金属判定规则单一，一般通过信号幅值比较的方式决定判断结果，易受现场干扰、物料变化、输送带接头、结构振动等因素影响，误报率较高。一些厂家在此基础上做了部分升级改进，使得操作、显示等部分与数字系统人机接口类似，此类产品在市场中往往宣称为数字技术，极具迷惑性，但其核心检测部分实质仍是模拟系统为主，检测系统特性并没有实质性提升。国外金属探测器采用连续波激励，模拟相敏检波方式获取接收信号幅值、相位，后端数字处理方式判定金属夹杂。国内产品则以低端产品为主，模拟信号处理方式。高辉HQ-III金属探测器采用脉冲激励方式，数字信号处理技术，各种检测参数全由数字系统实现，方便灵活、可靠性高。
    3. 检测功能
    检测功能设计方面，常用功能包括：报警输出、延时输出、位置指示、皮带卡子检测及处理、网络通讯。目前，大多数产品均为单一报警输出方式，网络通讯功能目前则已比较普及。个别产品具有延时输出、位置指示功能，延时输出功能使得探测器可以更好地配合电磁除铁器等其他剔除设备完成联锁动作，位置指示有助于现场工作人员及时发现并清除金属异物。皮带卡子检测及处理特别适用于钢丝带的特殊场合。
    智能化的功能则包括：长杆金属物检测、大块金属物检测、金属物成分判定等。目前，金属物成分判定仅在食品行业的高端产品上可见，但对于矿石类物料，由于物料成分复杂、现场条件恶劣，国内外均没有类似产品。
    高辉HQ-III金属探测器功能设计上针对客户实际需求灵活调整；在检测方法上精益求精，最新一代金属探测器产品已开发完成长杆金属物、大块金属物检测，并实现独立报警输出。
    1. 功能
    （1）钢丝带接头识别(选购）
    钢丝带的接头部分由于采用了叠压覆盖方式，其内部钢丝含量是其他位置的1倍以上，由于其钢制成分，必然会对金属探测器检测结果产生影响。因此，该类场合使用的金属探测器必须具备识别钢丝带接头，并采用不同信号处理方法的功能。
    （2）长杆状金属物识别(选购）
    矿石输送中为了避免金属异物对下道工序设备的影响，大量使用了电磁除铁器剔除金属异物；但对于长杆状金属物，在特殊条件下，会导致长杆头部被吸起，而另一端仍处于皮带上，整体垂直状态，此时随着皮带的向前运动，长杆金属物极有可能对皮带造成严重的撕裂伤，进而造成生产停顿。
因此，识别长杆状金属物的功能在该类场合具有非常重要的作用。
    （3）大块金属物识别(选购）
    电磁除铁器受功率限制，吸力有限，对大块金属物的剔除能力有限，甚至由于物料的埋压，剔除效果会受进一步影响。常规处理方式是在电磁除铁器后再安装另一台金属探测器，总体成本高，现场安装要求难以满足。
因此，单独识别大块金属物是金属探测器的新任务与新要求。
    二、技术优势
    高辉HQ-III金属探测器在吸收借鉴国外金属探测器最新技术的基础上，结合国内用户的特殊需求，不断开拓创新，在功能设计上针对客户实际需求灵活调整；在检测方法上精益求精。最新一代金属探测器产品形成了以下技术优势。
    1. 长杆检测功能及独有的报警输出
    HQ-III金属探测器采用了平衡线圈技术，金属物在进入检测区及离开检测区的检测过程中产生的信号有不同的特征。由于仪器中信号后期处理和金属判定均在处理器芯片中完成，根据信号的这种不同变化，可以区分块状金属物与长杆金属物。
具体实现过程中，根据皮带运行速度及检测区宽度，可以计算出块状金属进入信号与块状金属离开信号的时间差，当实际检测信号的时间差超出设定的范围时，即可认定为是长杆类金属。
    2. 大块金属检测功能及独有的报警输出
    大块金属在检测信号中的特征体现主要在信号幅值上，但在高灵敏度要求的条件下，而检测电路往往设计为较大的放大增益，大块金属则会造成放大电路输出饱和，进而无法判定大小程度，只能简单的实现超限报警。要在高灵敏度与大块金属分辨能力之间两者兼顾，则需要保证信号后期处理部分具有足够的幅值范围。
HQ-III金属探测器后期处理实现了全数字化，处理器芯片计算程序中允许的幅值范围也进行了扩容设计，因而在较大范围内具备了信号幅值的分辨能力，在保证小块金属的检测灵敏度的条件下，若发现大块金属物体，可通过专用的报警输出点给出独立的输出信号。
    3. 全数字化系统
    HQ-III金属探测器采用了全数字系统设计，数字化的部分包括：信号后期处理及金属判定、参数设定及调整、输出控制、远程通讯。仅有前端模拟信号转换及放大电路为模拟电路。尤其是后期处理及金属判定的数字化，使得探测器功能设计可以更灵活、更智能。
    三、现场安装要求
    安装位置选择需要考虑周边金属物的影响，若安装位置确定，而周围近距离内仍有面积型金属物，则需要现场移除该金属物或更换其他材质。具体参数要求是发射板上部800mm内不能有面积型金属物；接收板下部1000mm内不能有大块或面积型金属物；安装位置皮带方向前后1500mm内无大块或面积型金属物。
周边大功率电气设备距离探测器应在10M以上。若无法满足该条件，则需要对该电气设备进行有效屏蔽接地措施，以减小其对外部的电磁干扰，如采用变频器专用频率电缆、变频电机外壳接地、变频器进线滤波器、变频器及进线滤波器有效接地。同时，要保证探测器接地、变频电机外壳接地、变频器进线滤波器接地进行单点接地处理。
    四、操作监控方案
    1、现场状态监测及处理
    探测器的现场操作面板设计有128X64点阵液晶屏及控制按钮，可实现现场工作状态的监测及系统参数的修改。
    1）状态监测
    界面显示当前系统工作状态及报警信息；最近报警次数（最近一次人工清除以来的报警次数）；累计报警次数（探测器启用后的历史统计数据）；
    2）参数修改
    经过授权的设备管理人员可通过输入密码进入参数设置界面，根据实际需要修改系统检测灵敏度、连锁动作时间等工作参数。
    3）工作状态控制
    系统出现各种报警或故障提示时，处理完相应故障后，可通过操作面板的按钮现场清除报警信息，解除报警状态。
    2、远程状态监测及处理
    探测器支持MODBUS现场总线，可由PLC或其他MODBUS上位机系统构成网络监测平台。

    图 综合监测系统网络结构图

    根据用户需求可选择不同网络平台规模及功能。
    1）远程监测
    通过监测系统网络，可远程监测系统工作状态及报警信息。在上位机系统配合下，可进一步实现数据记录、事件记录、历史数据查询等功能。
    2）远程状态控制
    现场给出报警信号的状态下，可通过远程复位信号使探测器解除报警状态，恢复正常工作状态。