JTY-4型金屬探測儀的改進

胡開利 韓 明 吉松毅 王 波

(河南中煙工業有限責任公司安陽卷煙廠1，河南 安陽 455004;云南中煙昆船瑞升科技有限公司2，云南 昆明 650106)

0 引言

切絲機是卷煙企業制絲生產線的重要設備，切絲質量的好壞將直接影響卷煙產品的質量［1］。由于煙葉在來料或加工過程中經?；烊虢饘匐s物，為保證切絲機的完好性，需要在切絲機前安裝金屬探測系統。但若金屬探測系統不能有效地工作，混有金屬物的來料煙葉容易漏檢進入切絲機，從而造成切絲機進刀系統、刀片或刀門等部件的損壞，影響正常生產和零備件的消耗［2-3］。由此可見，金屬探測儀質量的好壞將影響切絲工序的連續生產。金屬探測器技術經歷了從最初的信號模擬技術到連續波技術，再到數字脈沖技術［4-5］的發展過程。目前，大多數金屬探測儀基于振蕩器原理，使用數字脈沖感應設計而成［6］。

1 工作原理

安陽卷煙廠目前使用的JTY-4型金屬探測儀采用數字脈沖技術，由電子線路和自動剔除裝置構成。其工作原理是:先由晶體振蕩器產生高頻信號，經分頻、選頻、推動、功率放大后產生功率信號并發送給傳感器發射部分，再轉變成似穩電磁場分布在傳感器內;傳感器接收部分把接收到的信號發送給接收前置放大器進行放大處理。當有金屬雜物通過傳感器時，必然會對傳感器內電磁場產生微擾，從而改變傳感器內電磁場結構。這時傳感器輸出一個電信號給接收部分，經其放大處理后，再將控制信號發送給檢除器。檢除器的執行機構將自動剔除金屬雜物，以保證正常生產［7-9］。

2 存在的問題

現有金屬探測儀往往存在如下問題。

①傳感器周圍存在電磁干擾，使傳感器檢測信號失真，導致金屬探測儀未檢測到金屬。

從金屬探測儀面板的檢除燈提示可以看出，在無物料時，檢除燈也存在閃動較嚴重的現象。使用示波器測量P308監測點，在對傳感器波形進行檢測的同時，也可以發現波形存在明顯的抖動。

②應用程序本身存在設計缺陷，有時會使得剔除信號丟失，導致未剔除已檢測到的金屬。

金屬探測儀探測到金屬后，正常工作流程為延時5 s并給出剔除信號，使檢除器動作，剔除金屬。但程序中未考慮到一種特殊情況，即當金屬探測儀探測到金屬后，剔除金屬延時時間還未到5 s時，若切絲機上方分料振槽停止運行，此時延時時間仍將繼續。當時間到達預設的5 s后，檢除器雖然不動作，但剔除過程相當于已經完成，從而導致本次探測到的剔除信號失效。

3 改進方法

針對傳感器周圍存在電磁干擾、傳感器檢測信號失真導致金屬探測儀未檢測到金屬的情況，車間技術人員采取了以下措施。

3.1 屏蔽或抑制電磁干擾源

經現場調查發現，為提高人員設備操作維護的安全性，在切絲前喂料設備、金屬探測儀和陡帶輸送設備側安裝安全操作維護平臺［10］。屏蔽或抑制電磁干擾源的具體措施如下。

①調整陡帶輸送機變頻器參數

陡帶輸送機變頻器為丹佛斯VLT5000系列。該變頻器的調制速率可調范圍為600～9600 bit/s。根據變頻器工作原理和特性可知，當調制速率高時，電機振動小、發熱少，對其他設備干擾較大;當調制速率低時，電機振動大、噪聲大、溫升加劇，對其他設備干擾較?。?1］。因此，通過將調制速率調整至設備允許的最小值600 bit/s進行測試，完全可以滿足設備正常工作需要。

②加裝殼狀屏蔽體并接地

在金屬探測儀外部加裝導磁材料制成的殼狀屏蔽體，并在殼狀屏蔽體上加裝接地線。

③更換防干擾信號線

將傳感器與控制箱之間的信號線更換為防干擾專用的屏蔽雙絞線。

④供電電源加裝隔離變壓器、濾波器。

3.2 完善應用程序

完善后的應用程序如圖1所示。

圖1 金屬探測儀應用程序Fig.1 Application program of metal detector

圖1中，T57為延時時間，DB35.DBD80為剩余延時時間轉存地址。

4 改進效果

當啟動喂料設備在無物料時，觀察到金屬探測儀面板檢除燈狀態不閃爍?，F場使用濾波器重新測量P308監測點，由傳感器得到的波形已趨于平滑，沒有發生畸變。現場測試表明，金屬探測儀靈敏度和誤動作率均符合標準要求［12-15］。

5 結束語

通過對JTY-4型金屬探測儀的改進，系統沒有出現切絲機刀片、刀門等因金屬物流入而損壞的現象，生產也未因此而中斷，說明此次改進效果良好。但該方法仍有不足之處，如對金屬探測儀剔除的含有金屬物的煙葉如何進行快速而有效的篩分，還需要作進一步的研究和改進。

［1］于建軍.卷煙工藝學［M］.北京:中國農業出版社，2003:199-206.

［2］竇玉林.金屬探測系統剔除裝置的改進［C］∥中國煙草學會工業專業委員會煙草機械學術研討會論文集，北京:中國煙草學會，2008:264-268.

［3］王大亮.煙絲金屬除雜器:中國，200820147862.7［P］.2009-03-18.

［4］陳桂香.安檢探測設備及其應用技術發展概況［J］.警察技術，2007(6):65-67.

［5］常謙，李寶貴.金屬探測器的現狀與發展前景［J］.中國安防產品信息，2002(4):45.

［6］Bill Z，孫志敞.金屬探測設備發展及應用［J］.中國公共安全:綜合版，2004(11):143.

［7］王偉.金屬探測器原理及應用［J］.礦冶，1996(4):78-84.

［8］喬國寶.切葉絲線金屬探測儀的研制和使用［J］.安徽煙草科技，1990(3):26-28.

［9］董安民.卷煙用金屬探測器的二次分離［J］.煙草科技，1985(4):7-8.

［10］張明.英國Safeline金屬探測器的抗電磁干擾措施［J］.電工技術，2003(5):54-54.

［11］唐德禮.單片機與PC機串行通信中波特率的確定［J］.現代電子技術，2004，27(14):91-92.

［12］國家煙草專賣局.YC/T 90.2-1996煙草機械金屬探測儀第2部分:技術條件［S］.北京:國家煙草專賣局，1996:6-12.

［13］張領全.淺談MES在煙草行業信息化中的應用［J］.信息與電腦，2012(1):162.

［14］王愛民，丁雷.煙草卷包作業動態調度技術［J］.計算機集成制造系統，2010，16(3):603-608.

［15］鄭彬，蔡臨寧.制造執行系統在制絲生產線上的應用［J］.煙草科技，2005(5):19-20.

［16］呂希勝.卷煙廠制絲線計劃仿真系統開發［J］.制造業自動化，2008，30(10):96-99.