引言
金屬檢測技術(shù)的局限性之一是對于像電線和大頭針這樣相對比較小的、長條形金屬異物就很難檢測出來。這些類型的污染物通常表現(xiàn)出“方向效應(yīng)”，即金屬探測器所檢測到的信號很大程度上取決于污染物與探測孔的方向關(guān)系。方向效應(yīng)給金屬檢測系統(tǒng)帶來了挑戰(zhàn)——這一挑戰(zhàn)乍一看并不是那么嚴(yán)重，但事實(shí)上它可能會給消費(fèi)者的安全以及品牌聲譽(yù)帶來嚴(yán)重的影響和危害。
金屬檢測技術(shù)無視方向效應(yīng)來檢測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)——由來已久的挑戰(zhàn)
由于受金屬探測器線圈的幾何形狀和金屬污染物方向的影響，檢測像電線、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探測孔，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)的信號并且很容易就被檢測出來了。換句話說，如果金屬絲直接通過探測孔，由其橫截面引起的信號最小，因此檢測起來是很有難度的。
在生產(chǎn)過程中，會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)測性這一本質(zhì)特征，并考慮如何提升其檢測系統(tǒng)的性能來解決這個(gè)問題。
驗(yàn)證檢測缺陷
評估金屬探測器性能的傳統(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，通過在食品中加入每種球形金屬測試件進(jìn)行檢測并驗(yàn)證檢測結(jié)果。使用球體的原因是為了規(guī)避方向效應(yīng)。（畢竟，對于金屬探測器來說，無論其方向如何，它所檢測到的球體都是一樣的，因此可以得到看得見的合理測試結(jié)果。）雖然這貌似得到了合理的測試，但是對于可能檢測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，并且在其檢測設(shè)備中進(jìn)行檢測。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)立金屬探測器一樣，每臺探測器都能以不同的頻率來尋找污染物。當(dāng)一個(gè)長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)不同的頻率上會有更強(qiáng)的響應(yīng)，從而增加污染物被檢測到的概率。在高產(chǎn)品效應(yīng)的食品檢測中多頻掃描技術(shù)的優(yōu)勢尤為明顯，而這些應(yīng)用也是食品中金屬檢測最具挑戰(zhàn)性的應(yīng)用。
為了測試多頻掃描技術(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)對照實(shí)驗(yàn)。袋子密封，保持水分和營養(yǎng)，因此具有很高的產(chǎn)品效應(yīng)。沙拉里有一根 10mm長的22號金屬絲。根據(jù)金屬絲相對于探測孔呈四種不同的方向，分別進(jìn)行測定：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)固定頻率金屬探測器進(jìn)行同樣的測定進(jìn)行對比。
| 金屬絲方向（度） | 單頻檢測（%） | 多頻掃描檢測（%） |
| 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，單頻金屬探測器在某些方向上無法可靠地檢測到金屬絲。對比之下，Sentinel多頻掃描金屬探測器卻可以可靠地檢測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)勢是顯而易見的。
考慮未知污染物依然非常重要——因?yàn)榭倳懈鞣N新形狀的污染物以不同方向出現(xiàn)在金屬探測器上。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。
