基于微磁基础传感器阵列金属异物检测新方案 获重大进展（四）

金属异物检测广泛应用于食品、卫生、医药、矿山、塑料、橡胶、木材、造纸等生产与制造行业，为提高产品的质量或加工设备的安全提供有力保障。但是，食品掺杂金属异物事故、搅拌桶浆料掺杂金属异物事故、手术后人体遗留金属异物事故、金属异物划伤矿用输送带事故等时有发生，这些安全事故归因于现有金属异物检测技术设备难以完成高精度检测。随着利用地磁探测方式、基于微磁基础传感器的技术设备的研发和应用的进一步发展，基于微磁基础传感器阵列的金属异物检测装置的应用研发取得重大进展。

GC-CYW-3矿用输送带磁异物监测系统

基于微磁基础传感器阵列的金属异物检测原理

磁异常目标含有铁磁性特征（如铁、钴、镍等）材料或电流等，磁场强度大小与目标距离立方呈反比关系。磁异常探测理论认为，当磁探测传感器位置与铁磁性目标的距离大于3倍目标几何尺寸时，可以把铁磁性目标简化成磁偶极子模型，不考虑地磁背景场情况下，磁场总强度B大小可以由下列公式计算出来。

微磁基础传感器的工作原理基于磁异常探测理论，利用微磁基础传感器阵列探测铁磁性目标引起的磁异常信息，根据相应的模型算法，可以判断该铁磁性目标的相关特征信息。金属异物磁监测装置主要由微磁基础传感器阵列组成，可以实时在线监测食品、工业生产原料中是否掺杂铁磁性金属杂质，手术后体内是否遗留金属异物等，并及时发出预警。

基于微磁基础传感器核心技术的金属异物监测方案属于国内首创的新方案，打破了传统金属异物监测装置原理的固有局限。经过数年研究和应用开发，现在已经取得重大进展。

传统金属异物检测原理

通常的金属异物检测采取了多种原理路径。其中，普遍使用的一种原理，如平衡式电磁场相位检测原理。采用平衡式电磁场相位检测方法的装置基于交变电磁场中的信号分析，以此检测金属异物。另外，还有的金属异物检测装置利用电磁感应原理，比如采用中断感应式电源供应器的一个供电线圈的驱动以获得该线圈信号的衰减状态，以此判断感应式电源供应器的电力发送范围内是否存在金属异物。此外，还有的金属异物检测装置利用电磁原理并与其他原理结合，比如与光学原理结合采用电磁加热、红外线温度检测等方法进行金属异物检测。

传统煤矿输送带金属异物监测技术存在较大局限

主煤流系统在运输煤的过程中，输送带上的锚杆、铁丝、工字钢等铁磁性等金属异物会随煤块一起通过输送带传输，金属异物很有可能会对输送带造成不同程度的损伤，严重时可能影响生产安全，造成重大损失。

传统煤矿输送带金属异物检测技术主要有无线电法、电磁法、X射线和视频图像AI检测法。这些方法由于检测灵敏度低、检测速度慢、使用场景受限，受煤泥、水雾影响较大和对人体造成伤害等诸多方面的原因，存在较大局限。

因此，针对矿井本身的复杂环境，迫切需要一种不受水雾、煤泥、煤尘影响的高可靠的金属异物监测装置。—旦金属异物随传送带运动时，通过检测系统，及时预警；当金属异物超出设定大小时，进行联动停机，提醒工作人员及时清除安全隐患，从而保证安全生产。

国创智能矿用输送带磁异物监测系统在线实时监测金属异物

国创智能致力于基于微磁基础传感器技术的金属异物检测新方案的应用开发。以微磁基础传感器阵列为核心元件的金属异物监测装置研发获得重大进展，一种结合传统金属异物检测装置的功能与优势、具有检测环境适应性的金属异物检测装置已经具备应用基础。

任何铁磁性金属材料在地磁场作用下都将会产生感应磁场，这个磁场在空气、水、煤等材料中的传输规律相同，其强度将按以下关系式

随距离衰减。（其中L为圆柱体高度，X为轴心线上距离。）使用国创智能高精度微磁传感器能够实时检测出这个感应磁场的变化，在线发现输送带输送的煤炭中是否混有金属异物。国创智能推出的前端金属异物探测磁传感器，灵敏度高达10pT,速度超过100kHz以上，单个传感器功耗小于200mW。

国创智能矿用输送带磁异物监测系统可以在线实时监测煤矿输送带上有无金属异物。一旦检测到较小的金属异物立刻发出声光报警，当检测到较大金属异物时进行联动停机，引起预警和停机的金属异物大小可根据实际场景动态设定，以此避免因金属异物损坏输送带导致的生产事故发生。

国创智能作为一家集科研、生产于一体的高技术企业，从事微磁基础传感器自主研发及生产，不断进行科技创新，致力于微磁基础传感器及相关技术设备国产化。基于微磁基础传感器阵列金属异物检测新方案可以应用于诸如矿用输送带金属异物检测、人体手术后金属异物检测、工业生产原料搅拌桶金属异物检测、食品金属异物检测等领域。以国创智能高精度微磁基础传感器技术为核心研发的其他系统和仪器可以广泛应用于金属无损探伤（管道、桥梁、钢丝绳、钢轨等）、组合定位导航、应力监测、航道管理、医疗检测、地震前兆监测、水下搜救等诸多行业领域，保障生产和生活领域安全，助力经济社会发展。

来源：国创智能