Qu’est-ce qu’un détecteur de métaux ?
Les détecteurs de métaux sont des détecteurs qui vérifient la présence de contaminants métalliques étrangers dans les échantillons.
Ils sont souvent utilisés dans les industries alimentaires et pharmaceutiques. Les détecteurs de métaux peuvent être utilisés pour détecter des métaux d’une taille qui ne peut pas être inspectée visuellement. Les objets étrangers peuvent être détectés de manière plus fiable que lors d’inspections visuelles.
Les types typiques d’aliments qui peuvent être inspectés avec des détecteurs de métaux sont les aliments secs tels que les nouilles ramen et les confiseries, les aliments transformés humides tels que la viande crue, le poisson et les gâteaux de poisson, ainsi que les aliments congelés et les snacks emballés avec un dépôt d’aluminium. Il convient toutefois de noter que le taux d’humidité, la teneur en sel et la température de l’objet peuvent influer sur les résultats.
Utilisations des détecteurs de métaux
Les détecteurs de métaux sont souvent utilisés pour tester les produits qui pénètrent dans l’organisme, tels que les aliments et les produits pharmaceutiques. Ils sont particulièrement utilisés dans le cadre de la sécurité alimentaire “HACCP” (Hazard Analysis Critical Control Point). L’utilisation de détecteurs de métaux dans les usines alimentaires augmente à mesure que les méthodes de gestion de l’hygiène deviennent totalement obligatoires dans le cadre de l’HACCP.
Outre les détecteurs de métaux, les détecteurs de corps étrangers à rayons X sont d’autres dispositifs utilisés pour détecter les corps étrangers dans les produits alimentaires. Les détecteurs de métaux sont spécialisés dans la détection des métaux et sont faciles à introduire car ils ont une structure relativement simple, sont peu coûteux et peuvent être compacts.
En revanche, les détecteurs de corps étrangers à sélection X peuvent détecter le verre et la résine en plus des métaux, mais ils sont relativement coûteux et parfois difficiles à introduire en raison de leur structure complexe et de leur grande taille. Ils sont donc utilisés individuellement ou en combinaison, en fonction de l’objet et du budget.
Principe des détecteurs de métaux
Les détecteurs de métaux sont classés, selon leur principe de détection, en “type courant alternatif” et “type courant continu”.
1. Détecteurs de métaux à courant alternatif (CA)
La principale caractéristique des détecteurs de métaux à courant alternatif est qu’ils peuvent détecter les métaux magnétiques et non magnétiques. Les détecteurs de métaux à courant alternatif se composent d’une bobine émettrice émettant un champ magnétique à courant alternatif et de deux bobines réceptrices en configuration différentielle se faisant face. Un échantillon est ensuite placé dans l’espace entre la bobine émettrice et les deux bobines réceptrices pour l’inspection des métaux.
S’il n’y a pas de métal dans l’échantillon entre les bobines émettrice et réceptrice, les deux bobines réceptrices reçoivent des lignes de champ magnétique de même intensité de la part de la bobine émettrice. Toutefois, s’il y a un métal magnétique, le champ magnétique alternatif émis par la bobine émettrice magnétise le métal, attirant les lignes de champ magnétique vers le métal et créant une différence dans les lignes de champ magnétique reçues par les deux bobines réceptrices, ce qui permet de détecter le métal. Les métaux ayant des propriétés magnétiques sont le fer, le cobalt et le nickel.
En présence d’un métal non magnétique, le champ magnétique alternatif de la bobine émettrice génère des courants de Foucault autour du métal non magnétique. Le champ magnétique à proximité du métal non magnétique, qui change en raison de ces courants de Foucault, peut être détecté par la bobine réceptrice, ce qui permet de détecter le métal. Les métaux non magnétiques comprennent l’aluminium, le cuivre et l’acier inoxydable.
En outre, certains détecteurs de métaux de type AC émettent des lignes de champ magnétique de plusieurs fréquences différentes à partir de la bobine émettrice. En effet, la fréquence optimale de détection dépend du type et de la forme du métal. L’émission séquentielle de lignes de champ magnétique de plusieurs fréquences permet une détection optimale.
2. Détecteurs de métaux à courant continu
La principale caractéristique des détecteurs de métaux de type DC est qu’ils peuvent détecter les métaux magnétiques mélangés, par exemple, à des aliments et des snacks emballés dans un autoclave et utilisant de l’aluminium comme matériau d’emballage. Les détecteurs de métaux de type DC utilisent des aimants permanents pour appliquer un champ magnétique à l’échantillon.
Si l’échantillon contient un métal magnétique, celui-ci est magnétisé et ses spins internes sont alignés dans une direction. Lorsque les spins métalliques de l’échantillon sont alignés et passent entre deux bobines, appelées bobines de captation, une force électromotrice est générée par la loi de Faraday sur l’induction électromagnétique, qui est détectée et utilisée pour déterminer la présence ou l’absence de métal.
L’aluminium étant un métal non magnétique, il n’est pas magnétisé et seuls les métaux magnétiques présents dans l’échantillon sont détectés.
Autres informations sur les détecteurs de métaux
Étalonnage des détecteurs de métaux
Les détecteurs de métaux sont étalonnés à l’aide d’une éprouvette, généralement en acier ou en acier inoxydable, afin de vérifier quantitativement les performances et les caractéristiques. Plutôt que d’étalonner la pièce de test seule sur le détecteur de métaux, il est plus précis de placer la pièce de test dans le même récipient que l’échantillon réel ou de la monter sur l’échantillon.
Lors de la fixation de l’éprouvette sur l’échantillon, il se peut qu’en fonction de la forme de l’échantillon, elle ne soit pas toujours fixée de manière stable. Diverses méthodes de fixation de l’éprouvette à l’échantillon sont utilisées, car tout changement dans la fixation de l’éprouvette affectera l’étalonnage.
Un exemple consiste à placer l’éprouvette dans la poche d’un sac en plastique muni d’une poche et à la placer sur l’échantillon. Dans cette méthode, l’échantillon et l’éprouvette sont enveloppés ensemble dans le sac en plastique, ce qui permet de fixer l’éprouvette dans la position souhaitée. La méthode utilisant le sac en plastique convient également à l’étalonnage, car le matériau en vinyle est moins sensible aux champs magnétiques.
D’autres méthodes consistent à utiliser des élastiques pour fixer l’éprouvette à l’échantillon. Les élastiques sont également moins susceptibles d’affecter le champ magnétique et conviennent donc à l’étalonnage. Une autre méthode consiste à fixer l’éprouvette à un panier fait d’un matériau en résine qui n’affecte pas facilement le champ magnétique, et à placer l’échantillon dans le panier pour l’étalonnage, ce qui est utilisé lorsque l’échantillon présente de nombreuses irrégularités. Dans la méthode de fixation de l’éprouvette à un gabarit spécial, un gabarit spécial est créé pour soutenir les produits qui tombent facilement, tels que les pochettes de stand, et l’éprouvette est fixée à ce gabarit.