ความรู้พื้นฐานสำหรับเครื่องตรวจจับโลหะ (Metal Detector)

ความรู้พื้นฐานสำหรับเครื่องตรวจจับโลหะ (Metal Detector)

ความรู้พื้นฐานสำหรับเครื่องตรวจจับโลหะ (Metal Detector)

การตรวจหาสิ่งแปลกปลอมประเภทโลหะในปัจจุบันมีการใช้เครื่องตรวจจับโลหะ (Metal detector)ในการตรวจหาสิ่งแปลกปลอมหรือสิ่งปลอมปนประเภทโลหะ(Metal) ในสินค้าและวัตถุดิบ กระบวนการตรวจสอบนี้ยังมีผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพของการควบคุมอันตราย ณ จุดควบคุมวิกฤต (Critical Control Point: CCP) ซึ่งเป็นประเด็นสำคัญสำหรับการประยุกต์ใช้ระบบHACCP สำหรับอุตสาหกรรมอาหารหรืออุตสาหกรรมเครื่องอุปโภคเช่น การผลิตเสื้อผ้า โรงงานยาสูบ เนื่องจากการปนเปื้อนของเศษโลหะนั้นจะส่งผลต่อการควบคุมกระบวนการผลิตและเครื่องจักรรวมถึงอันตรายที่ผู้บริโภคหรืออุปโภคได้รับจากการปนเปื้อนโลหะดังกล่าว การใช้เครื่องตรวจจับโลหะเพื่อการตรวจหาสิ่งแปลกปลอก(Contaminant)ในสินค้าหรือวัตถุดิบจึงต้องเลือกใช้เครื่องมือและผู้ที่มีความรู้ความชำนาญในการควบคุมเครื่องมือและมีระบบการประเมินประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องมือได้อย่างถูกต้องโดยผู้ควบคุมเครื่องตรวจับโลหะต้องมีความรู้และความเข้าใจถึงหลักการทำงานของเครื่องและแนวทางการควบคุมการทำงานให้สามารถเครื่องตรวจจับโลหะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ หลักการพื้นฐานของเครื่องตรวจจับโลหะ(Metal Detection - The Basic Principles) หลักการทฤษฎีของการทำงานของเครื่องตรวจโลหะ (Theory Of Operation) เครื่องจับโลหะสามารถตรวจหาโลหะได้โดยอาศัยหลักการสร้างความสมดุลของสัญญาญสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากขดลวดส่งสัญญาญที่มีการประกอบพันอยู่ภายในเครื่องตรวจจับโลหะ เครื่องตรวจจับโลหะส่วนใหญ่จะใช้การสร้างคลื่นพลังงานที่คล้ายกับคลื่นความถี่วิทยุ โดยการสร้างความสมดุลของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นรอบขดลวดตัวนำไฟฟ้า หรือเรียกสภาวะสมดุลของพลังงานสนามแม่เหล็กไฟฟ้ารอบขดลวดนี้ว่า Balanced Coil ซึ่งเป็นสภาวะที่สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากการส่งคลื่นพลังงานจากขดลวดส่งสัญญาญ หรือ Transmitter Coil ไปยังขดลวดรับสัญญาณ หรือ Receiver ทำให้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างขึ้นระหว่างขดลวดทั้งสองประเภทนี้เกิดเป็นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีคุณสมบัติของแม่เหล็ก (Magnetic) หรือคุณสมบัติตัวนำไฟฟ้า (Electrically Conductive) เกิดเป็นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าโดยรอบบริเวณระหว่างขดลวดส่งสัญญาญและขดลวดตัวรับ ดังนั้นการพันขดลวดทั้งสองในตำแหน่งที่ถูกต้องและเหมาะสมในบริเวณเครื่องตรวจจับโลหะจะมีผลต่อระดับความเข้มสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในบริเวณของเครื่องตรวจจับโลหะและมีผลต่อความสามารถในการตรวจหาวัตถุโลหะ ผลการศึกษาคุณสมบัติของโลหะที่มีคุณสมบัติทางด้านแม่เหล็ก หรือ คุณสมบัติตัวนำไฟฟ้านี้ จะมีผลต่อการตรวจจับสัญญาญของโลหะที่ปนเปื้อนมาในวัตถุที่เคลื่อนผ่านสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและถ้าระดับสัญญาญที่เกิดขึ้นระหว่างขดลวดทั้งสองประเภทนี้มีความเข้มหรือความแรงของสัญญานอย่างเพียงพอแล้ว เครื่องตรวจจับโลหะจะตรวจวัดสัญญาญที่เกิดขึ้นและสามารถประมวลผลเพื่อทำให้ผู้ควบคุมเครื่องตรวจจับโลหะรับทราบถึงการมีอยู่ของโลหะในวัตถุที่นำมาทดสอบ ปัจจัยที่ส่งผลต่อความแรงของระดับสัญญาญที่เกิดขึ้นนี้ขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างขดลวดทั้งสองประเภท จากภาพการจัดวางตำแหน่งของขดลวดทั้งสองประเภทตามรูปที่ 1 และรูปที่ 2 ซึ่งมีการจัดวางตำแหน่งขดลวดส่งสัญญาญ (Transmitter coil) อยู่กึ่งกลางและมีขดลวดตัวรับ (Receiver) อยู่ประกบทั้งสองด้านของขวดลวดส่งสัญญาญ การกำหนดระยะห่างระหว่างขดลวดทั้งสองด้านจะต้องมีระยะห่างเท่ากันเพื่อให้ขดลวดตัวรับสัญญาญได้รับสัญญาญที่มีระดับความแรงสัญญาญเท่ากัน   การจัดวางตำแหน่งของขดลวดทั้งสองประเภทให้เกิดสภาวะที่สมดุลหรือ Balanced Coil จะใช้ขดลวดสามขดลวดจัดเรียงตัวกันตามที่ระบุในรูปภาพที่ 1 ซึ่งมีขดลวดส่งสัญญาญอยู่กึ่งกลางระหว่าง ขดลวดรับสัญญาญทั้งสองข้าง โดยการจัดเรียงขดลวดจะวางเรียงรอบๆ ช่องอุโมงค์ที่ออกแบบสำหรับให้วัตถุเคลื่อนผ่านอุโมงค์ขณะตรวจหาโลหะ เรียกช่องอุโมงค์นี้ว่า Aperture ซึ่งเป็นการพันขดลวดรอบอุโมงค์และจัดเรียงตัวของขดลวดเป็นแบบระบบเต็มวงรอบหรือที่เรียกว่า Full loop system จากการวัดระดับสัญญาญคลื่นที่ได้จากขดลวดรับสัญญาญนี้จะส่งสัญญาญทางไฟฟ้าที่ได้รับจากขดลวดรับสัญญาญทั้งสองด้านมีลักษณะสัญญาญที่มีทิศทางตรงข้ามกันและมีความแรงของสัญญาญที่ส่งมาจากทั้งสองด้านมีขนาดของสัญญาญที่เท่ากัน ทำให้ผลรวมของสัญญาญรวมมีค่าเป็นศูนย์ หรือ เกิดสภาวะที่สมดุลของสัญญาญด้านซ้ายและด้านขวา จากภาวะการสมดุลของสัญญาญไฟฟ้านี้เองเราสามารถเปรียบเทียบสภาวะดังกล่างได้กับการใช้ตาชั่งน้ำหนักเพื่อเปรียบเทียบขนาดของสัญญาญที่วัดระดับความแรงสัญญาญด้านตัวนำ (Conductive Scale) และระดับสัญญาญด้านแม่เหล็ก(Magnetic scale) ตามรูปภาพเป็นสภาวะที่สมดุลกันระหว่างคุณสมบัติด้านตัวนำและคุณสมบัติด้านแม่เหล็ก จากสภาวะความสมดุลทางไฟฟ้า (electrical equivalent)นี้ซึ่งเปรียบเทียบได้กับความสมดุลของตาชั่งที่วัดระดับสัญญาญด้าน Conductive และ Magnetic นี้เอง หากมีโลหะเคลื่อนผ่านสนามไฟฟ้าหรือมีการรบกวนสภาวะความสมดุลดังกล่าวเนื่องจากการเคลื่อนที่ของโลหะที่ปนเปื้อนในวัตถุที่ผ่านช่องอุโมงค์ การรบกวนสภาวะความสมดุลดังกล่าวจะส่งสัญญาญไฟฟ้าเพื่อแสดงถึงผลรบกวนสัญญาญไฟฟ้าที่เกิดขึ้นส่งสัญญาญไปยังระบบการควบคุมและระบบการตรวจจับให้ทำงานและประเมินผลของการเปลี่ยนแปลงสัญญาญไฟฟ้าตามการตั้งค่าให้เครื่องตรวจจับทำงาน ณ ระดับความแรงของสัญญาญที่ตั้งค่าไว้ หรือเรียกว่า Sensitivity threshold เพื่อทำการเลือกหรือคัดแยกวัตถุดิบที่สามารถส่งสัญญาญรบกวนทางไฟฟ้านำตรวจหาวัตถุโลหะที่อาจปนเปื้อนอยู่ จากผลการทำงานในสภาพการใช้งานจริงกับพบอุปสรรคที่ส่งผลต่อการประมวลผลได้แก่ ความสามารถของเครื่องตรวจจับโลหะสำหรับวัตถุที่ใช้บรรจุภัณฑ์แบบอลูมิเนียมฟอยด์ ซึ่งมีคุณสมบัติของธาตุเหล็กและสามารถรบกวนสัญญาญทางไฟฟ้าทำให้ไม่สามารถตรวจหาโลหะได้เนื่องจากผลกระทบจากการรบกวนสัญญาญไฟฟ้าของอลูมิเนียมฟอยด์นี้เอง การแบ่งกลุ่มโลหะตามประเภทของโลหะแบ่งเป็น 3 กลุ่มคือ 1. กลุ่มโลหะที่มีธาตุเหล็กเป็นส่วนประกอบ (Ferrous) 2. กลุ่มโลหะที่ไม่มีธาตุเหล็ก (non Ferrous) และ 3. โลหะกลุ่มสแตนเลส การออกแบบเครื่องตรวจจับโลหะสำหรับตรวจสอบสินค้ากลุ่มที่ใช้บรรจุภัณฑ์แบบอลูมิเนียมฟอยด์นั้นต้องอาศัยการออกแบบระบบของเครื่องตรวจจับโลหะและการเลือกใช้โปรแกรมการควบคุมที่ออกแบบมาโดยเฉพาะที่เรียกว่า Ferrous in Foil detector เพื่อให้สามารถใช้เครื่องตรวจจับโลหะในการตรวจหาวัตถุโลหะที่บรรจุในบรรจุภัณฑ์แบบอลูมิเนียมฟอยด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ผลกระทบจากผลิตภัณฑ์และค่าเฟส (Product Effect and Phasing) จากหลักการทำงานของเครื่องที่ใช้การวัดระดับสัญญาญทางไฟฟ้านี้เองที่เครื่องตรวจจับโลหะจะนำสัญญาญดังกล่าวมาทำการประมวลผล โดยสัญญาญที่วัดได้นี้จะถูกแยกประเภทของสัญญาญเป็นสองประเภทคือ สัญญาญด้านแม่เหล็ก (Magnetic) และสัญญาญด้านตัวนำ (conductive) ในกรณีที่มีผลิตภัณฑ์เคลื่อนที่ผ่านแม้ว่าจะไม่มีโลหะอยู่ก็ตาม แต่การเคลื่อนของผลิตภัณฑ์ผ่านเครื่องตรวจจับโลหะจะส่งผลต่อการรักษาระดับความสมดุลของสัญญาญทั้งสอง แสดงว่าผลิตภัณฑ์นั้นมีคุณสมบัติทางแม่เหล็ก หรือ มีผลรบกวนต่อสัญญาญด้านตัวนำ และเกิดการเปลี่ยนแปลงระดับสัญญาญทางไฟฟ้า ซึ่งจะถูกกำหนดเป็นเกณฑ์ระดับความแรงของสัญญาญไฟฟ้าให้เครื่องตรวจจับโลหะรับทราบสำหรับประเมินผลโดยศูนย์การควบคุมการทำงานของเครื่องตรวจจับโลหะจดจำไว้ และสามารถใช้ผลการประเมินสัญญาญไฟฟ้าที่เกิดจากผลิตภัณฑ์นี้เองเป็นแนวทางการแบ่งกลุ่มของผลิตภัณฑ์ที่สามารถรบกวนสัญญาญด้านแม่เหล็ก และสัญญาญด้านตัวนำมากำหนดเป็นกลุ่มของผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน ซึ่งเรียกผลกระทบนี้ว่า “ผลกระทบจากผลิตภัณฑ์” หากพิจารณาถึงวัตถุดิบที่นำมาใช้ในการผลิตถึงคุณสมบัติทางด้านแม่เหล็กและคุณสมบัติด้านตัวนำของวัตถุดิบซึ่งวัตถุดิบบางประเภทอาจมีคุณสมบัติด้านแม่เหล็ก และด้านตัวนำอย่างใดอย่างหนึ่ง หรืออาจมีคุณสมบัติทั้งสองอย่าง เช่น กลุ่มธัญพืช (Cereal) ซึ่งเมื่อนำมาผ่านเครื่องตรวจจับโลหะจะให้สัญญาญด้านแม่เหล็กที่สูง ทำให้เครื่องสามารถตรวจจับการรบกวนสัญญาญได้อย่างชัดเจน ส่งผลให้เครื่องตรวจพบสัญญาญดังกล่าวได้ใกล้เคียงกับระดับสัญญาญที่ตรวจได้จากการผ่านโลหะแบบ Ferrous ที่มีขนาดชิ้นเล็กๆ ซึ่งเรียกผลิตภัณฑ์กลุ่มนี้ว่า Dry Products นอกจากนี้สินค้าที่มีส่วนประกอบของเกลือหรือสารละลายเกลืออยู่ในอาหาร เนย เนื้อสัตว์ และขนมปัง ซึ่งเมื่อผ่านเครื่องตรวจจับโลหะจะให้สัญญาญด้านตัวนำ เรียกเรียกผลิตภัณฑ์กลุ่มนี้ว่า Wet Product ซึ่งมีการให้สัญญาญทางไฟฟ้าที่แตกต่างจากกลุ่ม Dry Products ที่ตรวจจับได้ จากคุณสมบัติของวัตถุที่มีคุณสมบัติทางด้านแม่เหล็กและคุณสมบัติด้านตัวนำที่ระบบการควบคุมของเครื่องตรวจจับโลหะสามารถประมวลผลได้นี้เองได้นำมาใช้เป็นเกณฑ์ในการแบ่งประเภทของวัตถุโดยสามารถแบ่งประเภทของกลุ่มวัตถุดิบได้เป็น Dry Products และ Wet Product ตามคุณลักษณะของสัญญาญรบกวนที่เกิดขึ้นได้ ดังตาราง บริเวณปลอดโลหะ ( Metal Free Area ) สภาพของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เครื่องสร้างขึ้นมีบริเวณครอบคลุมถึงบริเวณหน้าอุโมงค์ และบริเวณหลังอุโมงค์ โดยบริเวณที่มีสนามแม่เหล็กไฟฟ้าครอบคลุมไปถึงนี้จะกำหนดเป็นบริเวณห้ามมีโลหะติดตั้งในบริเวณที่มีสนามแม่เหล็กไฟฟ้าครอบคลุมอยู่ เรียกบริเวณนี้ว่า MetalFreeArea หรือ MFA ซึ่งมีบริเวณดังกล่าวมีขนาดพื้นที่ 1.5 เท่าของเส้นทแยงมุมของอุโมงค์ มีลักษณะดังรูปภาพที่ 4  การติดตั้งเครื่องตรวจจับโลหะนั้นจะห้ามมีการเคลื่อนย้ายชิ้นโลหะในบริเวณสองเท่าของเส้นทแยงมุมของอุโมงค์เพื่อไม่ให้เกิดการรบกวนสนามแม่เหล็กไฟฟ้าดังนั้นการออกแบบให้อุโมงค์มีขนาดเล็กลงก็จะช่วยลดขนาดของพื้นที่ MFA ได้ ภาพแสดงบริเวณ MFA     ระดับความไว (Sensitivity)] การกำหนดขนาดของช่องอุโมงค์จะมีผลต่อระดับความไวที่เรียกว่าค่า Sensitivity เนื่องจากขนาดของช่องอุโมงค์ที่มีลักษณะเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าขนาดเล็กรวมถึงช่วงความยาวอุโมงค์ ซึ่งเป็นปัจจัยที่มีผลต่อการคำนวณระดับ Sensitivity ซึ่งเป็นค่าระดับความไวที่เรียกว่า theoretical sensitivity  ค่าดังกล่าวมีผลต่อการทำงานของเครื่อง เครื่องตรวจจับโลหะ จะถูกออกแบบเครื่องให้สามารถการตรวจหา โลหะได้ดีที่สุดโดยการออกแบบขนาดของช่องอุโมงค์ ให้มีขนาดช่องอุโมงค์เล็กที่สุด เท่าที่วัตถุที่ถูกตรวจสอบจะเคลื่อนที่ผ่านได้ โดยการเลือกขนาดของช่องอุโมงค์ที่เหมาะสม อย่างไรก็ตามการออกแบบอุโมงค์ให้มีขนาดเล็ก จะไม่เหมาะสมหากนำไปใช้การตรวจสอบกับวัตถุบรรจุในฟิล์มเมทัลไลท์ (Metalized Film) หรือวัตถุที่มีซองดูดซับออกซิเจน หรือวัตถุที่มีคุณสมบัติตัวนำสูง(Highly Conductive product) เช่น ซีสก้อนใหญ่ ปัจจัยต่าง ๆ ที่มีผลกระทบต่อการตรวจหาโลหะของเครื่อง เช่น ผลกระทบจากกลุ่มประเภทของผลิตภัณฑ์ (Product effect) การออกแบบเครื่องให้มีบริเวณ MFA มีขนาดพื้นที่น้อยสุด ประเภทของโลหะ และรูปแบบการเรียงตัวของสิ่งปลอมปน (orientation of contaminant) รวมถึงปัจจัยอื่น ๆ ที่ส่งผลต่อระดับความไวของเครื่องตรวจจับโลหะ ทำให้การปรับค่าระดับความไวที่เหมาะสมต่อการทำงานต้องมีความสอดคล้องกับสภาพการทำงานจริงซึ่งเรียกค่าระดับความไวที่เหมาะสมต่อการทำงานจริงนี้ว่า practical sensitivity  จากรูปภาพที่ 5 พบว่า การเพิ่มขนาดของช่องอุโมงค์ให้มีขนาดใหญ่ขึ้นนั้นจะส่งผลต่อความสามารถในการตรวจหาโลหะขนาดเล็กสุดที่ตรวจวัดได้มีขนาดใหญ่ขึ้นด้วย นอกจากนี้ หากพิจารณ ตำแหน่งที่ชิ้นโลหะเคลื่อนผ่านในช่องอุโมงจะมีผลต่อระดับความแรงของสัญญาญแม่เหล็กไฟฟ้าที่เครื่องตรวจจับโลหะสามารถตรวจวัดได้ แตกต่างกัน ดังรูปภาพที่ 6 และ 7 พบว่าโลหะที่เคลื่อนผ่านจุดกึ่งกลางอุโมงค์จะส่งค่าความแรงของสัญญาญแม่เหล็กไฟฟ้าต่ำสุด ในขณะที่การเคลื่อนที่ของโลหะที่ผ่านบริเวณขอบด้านในช่องอุโมงค์ จะให้ระดับความแรงของสัญญาญแม่เหล็กไฟฟ้าสูงสุด การแบ่งประเภทของกลุ่มโลหะ กลุ่มโลหะแต่ละประเภทจะมีคุณสมบัติทางแม่เหล็กและคุณสมบัติด้านตัวนำที่แตกต่างกัน การใช้เครื่องตรวจจับโลหะตรวจหาความแตกต่างจากสัญญานทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นสามารถนำมากำหนดกลุ่มประเภทของโลหะ โดยระดับความไวที่เครื่องตรวจจับโลหะสามารถตรวจจับได้หรือเรียกว่าค่า Sensitivity จะสามารถนำมากำหนดกลุ่มของโลหะจากระดับที่ตรวจจับได้ง่ายสุด หรือให้ค่าความแรงของสัญญญาญทางไฟฟ้าที่สูง จนถึงการตรวจจับได้ยากสุด ดังนี้   Ferrous: Fe โลหะกลุ่มที่มีธาตุเหล็ก ซึ่งมีปฏิกริยาต่อแม่เหล็ก(แม่เหล็กดูดติดได้) เช่น เหล็ก เป็นกลุ่มที่สามารถตรวจจับได้ง่ายที่สุดในประเภทของโลหะทุกกลุ่มที่ปนเปื้อน Non-Ferrous :Non-Fe โลหะกลุ่มที่มีคุณสมบัติการนำไฟฟ้า แต่ไม่มีปฏิกริยาต่อแม่เหล็ก เช่น ทองแดง อลูมิเนียม ทองเหลือง เป็นต้น หากทำการตรวจผลิตภัณฑ์ประเภท Dry products ลักษณะของสัญญาญที่เกิดขึ้นจะเหมือนกับโลหะประเภท Ferrous สามารถตรวจหาโลหะกลุ่มนี้ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นสารตัวนำที่ดี หากทำการตรวจผลิตภัณฑ์ประเภทกลุ่ม Wet products จะส่งผลให้การความสามารถของตรวจสอบมีอัตราการตรวจพบโลหะลดลงอย่างน้อย 50% ทำให้ตรวจพบได้ยากขึ้น Non-Magnetic Stainless Steel: โลหะกลุ่มสแตนเลสที่มีคุณภาพสูง เช่น Type 304, 316 จัดเป็นกลุ่มที่ตรวจจับได้ยากสุด เนื่องจากโลหะกลุ่มนี้จัดเป็นกลุ่มที่มีคุณสมบัติของตัวนำทางไฟฟ้า (electrical conductive qualities) ที่ต่ำมาก และยังมีสมบัติทางแม่เหล็กที่ต่ำด้วย หากทำการตรวจผลิตภัณฑ์ประเภทกลุ่ม Dry products พบว่าความสามารถในการตรวจหาโลหะกลุ่ม Non-Magnetic Stainless Steel จะตรวจหาได้ยากกว่า เนื่องจากค่าสัญญาญทางไฟฟ้าที่วัดได้จากการใช้โลหะทรงกลมที่ทำจากโลหะกลุ่มนี้ต้องทำให้มีของโลหะทรงกลมขนาดใหญ่กว่าโลหะกลุ่ม ferrous ถึง 50% แต่กลับให้ค่าความแรงของสัญญาญไฟฟ้าที่ใกล้เคียงกันกับสัญญาญทางไฟฟ้าที่ได้จากโลหะทรงกลมferrous และหากทำการตรวจสอบหาโลหะกลุ่มนี้ในกลุ่ม Wet products แล้วนั้นต้องใช้โลหะสแตนเลสทรงกลมขนาดใหญ่ขึ้นถึง 200-300 % เพื่อนำมาทดสอบโดยเปรียบเทียบกับโลหะทรงกลมกลุ่ม ferrous จึงจะส่งสัญญาญให้เครื่องตรวจจับโลหะตรวจจับสัญญาญการมีอยู่ของโลหะกลุ่ม Non-Magnetic Stainless Steel นี้ได้     รูปทรงและรูปแบบการจัดเรียงตัวของโลหะ (Shapes & Orientation of Metal) การทดสอบเครื่องตรวจจับโลหะโดยปกติจะใช้โลหะที่มีรูปทรงกลมในการทดสอบเครื่องตรวจจับโลหะเพื่อลดผลกระทบที่เกิดจากการเรียงตัวของรูปทรงโลหะในกรณีที่ชิ้นโลหะมีหลายเหลี่ยมมุม แต่สำหรับการตรวจสอบในสถานการณ์จริงกับพบว่าการมีอยู่ของโลหะจะมีรูปทรงแตกต่างกัน และเมื่อประเมินผลของการให้สัญญาญทางไฟฟ้าเมื่อนำชิ้นโลหะที่ไม่ใช่รูปทรงกลมมาผ่านเครื่องตรวจจับโลหะจะให้สัญญาญทางไฟฟ้าที่แตกต่างกันตามลักษณะและรูปทรงของโลหะที่เคลื่อนผ่าน จากผลของรูปทรงโลหะที่แตกต่างกันนี้ หากนำมาเปรียบเทียบรูปทรงของเส้นลวดโลหะและนำมาผ่านเครื่องตรวจจับโลหะตามแนวยาว และแนวขวางของเส้นลวดโลหะ จะพบว่า เส้นลวดกลุ่ม Ferrous Wires รูปแบบ A เป็นรูปแบบตำแหน่งของโลหะที่เครื่องสามารถตรวจพบชิ้นโลหะกลุ่ม Ferrous Wires นี้ได้ดีและตรวจสอบได้ง่ายให้ค่าความแรงของสัญญาญสูง รูปแบบ B C เป็นการจัดเรียงของโลหะในรูปแบบการเรียงตัวของโลหะที่ตรวจพบสัญญาญได้ไม่ดี และให้ค่าความแรงของสัญญาญต่ำ ส่งผลให้ตรวจพบได้ยากกว่า    เส้นลวดกลุ่ม Non-Ferrous และ Stainless Steel Wires รูปแบบ B C เป็นรูปแบบตำแหน่งของโลหะที่เครื่องสามารถตรวจพบชิ้นโลหะกลุ่มนี้ได้ดีและตรวจสอบได้ง่ายให้ค่าความแรงของสัญญาญไฟฟ้าสูง รูปแบบ A เป็นการจัดเรียงของโลหะในรูปแบบที่ได้ไม่ดี และให้ค่าความแรงของสัญญาญไฟฟ้าต่ำ ส่งผลให้ตรวจพบโลหะได้ยากกว่า บทความโดย : ธวัฒน์ชัย ขำวิจิตราภรณ์ บทความนี้ใช้ข้อมูลอ้างอิงจาก  Fortress Technology Inc. (V2-1 2/99)

การตรวจหาสิ่งแปลกปลอมประเภทโลหะในปัจจุบันมีการใช้เครื่องตรวจจับโลหะ (Metal detector)ในการตรวจหาสิ่งแปลกปลอมหรือสิ่งปลอมปนประเภทโลหะ(Metal) ในสินค้าและวัตถุดิบ กระบวนการตรวจสอบนี้ยังมีผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพของการควบคุมอันตราย ณ จุดควบคุมวิกฤต (Critical Control Point: CCP) ซึ่งเป็นประเด็นสำคัญสำหรับการประยุกต์ใช้ระบบHACCP สำหรับอุตสาหกรรมอาหารหรืออุตสาหกรรมเครื่องอุปโภคเช่น การผลิตเสื้อผ้า โรงงานยาสูบ

เนื่องจากการปนเปื้อนของเศษโลหะนั้นจะส่งผลต่อการควบคุมกระบวนการผลิตและเครื่องจักรรวมถึงอันตรายที่ผู้บริโภคหรืออุปโภคได้รับจากการปนเปื้อนโลหะดังกล่าว การใช้เครื่องตรวจจับโลหะเพื่อการตรวจหาสิ่งแปลกปลอก(Contaminant)ในสินค้าหรือวัตถุดิบจึงต้องเลือกใช้เครื่องมือและผู้ที่มีความรู้ความชำนาญในการควบคุมเครื่องมือและมีระบบการประเมินประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องมือได้อย่างถูกต้องโดยผู้ควบคุมเครื่องตรวจับโลหะต้องมีความรู้และความเข้าใจถึงหลักการทำงานของเครื่องและแนวทางการควบคุมการทำงานให้สามารถเครื่องตรวจจับโลหะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

หลักการพื้นฐานของเครื่องตรวจจับโลหะ(Metal Detection - The Basic Principles)

หลักการทฤษฎีของการทำงานของเครื่องตรวจโลหะ (Theory Of Operation)

เครื่องจับโลหะสามารถตรวจหาโลหะได้โดยอาศัยหลักการสร้างความสมดุลของสัญญาญสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากขดลวดส่งสัญญาญที่มีการประกอบพันอยู่ภายในเครื่องตรวจจับโลหะ เครื่องตรวจจับโลหะส่วนใหญ่จะใช้การสร้างคลื่นพลังงานที่คล้ายกับคลื่นความถี่วิทยุ โดยการสร้างความสมดุลของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นรอบขดลวดตัวนำไฟฟ้า หรือเรียกสภาวะสมดุลของพลังงานสนามแม่เหล็กไฟฟ้ารอบขดลวดนี้ว่า Balanced Coil ซึ่งเป็นสภาวะที่สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากการส่งคลื่นพลังงานจากขดลวดส่งสัญญาญ หรือ Transmitter Coil ไปยังขดลวดรับสัญญาณ หรือ Receiver ทำให้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างขึ้นระหว่างขดลวดทั้งสองประเภทนี้เกิดเป็นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีคุณสมบัติของแม่เหล็ก (Magnetic) หรือคุณสมบัติตัวนำไฟฟ้า (Electrically Conductive) เกิดเป็นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าโดยรอบบริเวณระหว่างขดลวดส่งสัญญาญและขดลวดตัวรับ

ดังนั้นการพันขดลวดทั้งสองในตำแหน่งที่ถูกต้องและเหมาะสมในบริเวณเครื่องตรวจจับโลหะจะมีผลต่อระดับความเข้มสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในบริเวณของเครื่องตรวจจับโลหะและมีผลต่อความสามารถในการตรวจหาวัตถุโลหะ ผลการศึกษาคุณสมบัติของโลหะที่มีคุณสมบัติทางด้านแม่เหล็ก หรือ คุณสมบัติตัวนำไฟฟ้านี้ จะมีผลต่อการตรวจจับสัญญาญของโลหะที่ปนเปื้อนมาในวัตถุที่เคลื่อนผ่านสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและถ้าระดับสัญญาญที่เกิดขึ้นระหว่างขดลวดทั้งสองประเภทนี้มีความเข้มหรือความแรงของสัญญานอย่างเพียงพอแล้ว เครื่องตรวจจับโลหะจะตรวจวัดสัญญาญที่เกิดขึ้นและสามารถประมวลผลเพื่อทำให้ผู้ควบคุมเครื่องตรวจจับโลหะรับทราบถึงการมีอยู่ของโลหะในวัตถุที่นำมาทดสอบ

ปัจจัยที่ส่งผลต่อความแรงของระดับสัญญาญที่เกิดขึ้นนี้ขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างขดลวดทั้งสองประเภท จากภาพการจัดวางตำแหน่งของขดลวดทั้งสองประเภทตามรูปที่ 1 และรูปที่ 2 ซึ่งมีการจัดวางตำแหน่งขดลวดส่งสัญญาญ (Transmitter coil) อยู่กึ่งกลางและมีขดลวดตัวรับ (Receiver) อยู่ประกบทั้งสองด้านของขวดลวดส่งสัญญาญ การกำหนดระยะห่างระหว่างขดลวดทั้งสองด้านจะต้องมีระยะห่างเท่ากันเพื่อให้ขดลวดตัวรับสัญญาญได้รับสัญญาญที่มีระดับความแรงสัญญาญเท่ากัน

 

การจัดวางตำแหน่งของขดลวดทั้งสองประเภทให้เกิดสภาวะที่สมดุลหรือ Balanced Coil จะใช้ขดลวดสามขดลวดจัดเรียงตัวกันตามที่ระบุในรูปภาพที่ 1 ซึ่งมีขดลวดส่งสัญญาญอยู่กึ่งกลางระหว่าง ขดลวดรับสัญญาญทั้งสองข้าง โดยการจัดเรียงขดลวดจะวางเรียงรอบๆ ช่องอุโมงค์ที่ออกแบบสำหรับให้วัตถุเคลื่อนผ่านอุโมงค์ขณะตรวจหาโลหะ เรียกช่องอุโมงค์นี้ว่า Aperture ซึ่งเป็นการพันขดลวดรอบอุโมงค์และจัดเรียงตัวของขดลวดเป็นแบบระบบเต็มวงรอบหรือที่เรียกว่า Full loop system

จากการวัดระดับสัญญาญคลื่นที่ได้จากขดลวดรับสัญญาญนี้จะส่งสัญญาญทางไฟฟ้าที่ได้รับจากขดลวดรับสัญญาญทั้งสองด้านมีลักษณะสัญญาญที่มีทิศทางตรงข้ามกันและมีความแรงของสัญญาญที่ส่งมาจากทั้งสองด้านมีขนาดของสัญญาญที่เท่ากัน ทำให้ผลรวมของสัญญาญรวมมีค่าเป็นศูนย์ หรือ เกิดสภาวะที่สมดุลของสัญญาญด้านซ้ายและด้านขวา

จากภาวะการสมดุลของสัญญาญไฟฟ้านี้เองเราสามารถเปรียบเทียบสภาวะดังกล่างได้กับการใช้ตาชั่งน้ำหนักเพื่อเปรียบเทียบขนาดของสัญญาญที่วัดระดับความแรงสัญญาญด้านตัวนำ (Conductive Scale) และระดับสัญญาญด้านแม่เหล็ก(Magnetic scale) ตามรูปภาพเป็นสภาวะที่สมดุลกันระหว่างคุณสมบัติด้านตัวนำและคุณสมบัติด้านแม่เหล็ก

จากสภาวะความสมดุลทางไฟฟ้า (electrical equivalent)นี้ซึ่งเปรียบเทียบได้กับความสมดุลของตาชั่งที่วัดระดับสัญญาญด้าน Conductive และ Magnetic นี้เอง หากมีโลหะเคลื่อนผ่านสนามไฟฟ้าหรือมีการรบกวนสภาวะความสมดุลดังกล่าวเนื่องจากการเคลื่อนที่ของโลหะที่ปนเปื้อนในวัตถุที่ผ่านช่องอุโมงค์

การรบกวนสภาวะความสมดุลดังกล่าวจะส่งสัญญาญไฟฟ้าเพื่อแสดงถึงผลรบกวนสัญญาญไฟฟ้าที่เกิดขึ้นส่งสัญญาญไปยังระบบการควบคุมและระบบการตรวจจับให้ทำงานและประเมินผลของการเปลี่ยนแปลงสัญญาญไฟฟ้าตามการตั้งค่าให้เครื่องตรวจจับทำงาน ณ ระดับความแรงของสัญญาญที่ตั้งค่าไว้ หรือเรียกว่า Sensitivity threshold เพื่อทำการเลือกหรือคัดแยกวัตถุดิบที่สามารถส่งสัญญาญรบกวนทางไฟฟ้านำตรวจหาวัตถุโลหะที่อาจปนเปื้อนอยู่

จากผลการทำงานในสภาพการใช้งานจริงกับพบอุปสรรคที่ส่งผลต่อการประมวลผลได้แก่ ความสามารถของเครื่องตรวจจับโลหะสำหรับวัตถุที่ใช้บรรจุภัณฑ์แบบอลูมิเนียมฟอยด์ ซึ่งมีคุณสมบัติของธาตุเหล็กและสามารถรบกวนสัญญาญทางไฟฟ้าทำให้ไม่สามารถตรวจหาโลหะได้เนื่องจากผลกระทบจากการรบกวนสัญญาญไฟฟ้าของอลูมิเนียมฟอยด์นี้เอง

การแบ่งกลุ่มโลหะตามประเภทของโลหะแบ่งเป็น 3 กลุ่มคือ
1. กลุ่มโลหะที่มีธาตุเหล็กเป็นส่วนประกอบ (Ferrous)
2. กลุ่มโลหะที่ไม่มีธาตุเหล็ก (non Ferrous) และ
3. โลหะกลุ่มสแตนเลส

การออกแบบเครื่องตรวจจับโลหะสำหรับตรวจสอบสินค้ากลุ่มที่ใช้บรรจุภัณฑ์แบบอลูมิเนียมฟอยด์นั้นต้องอาศัยการออกแบบระบบของเครื่องตรวจจับโลหะและการเลือกใช้โปรแกรมการควบคุมที่ออกแบบมาโดยเฉพาะที่เรียกว่า Ferrous in Foil detector เพื่อให้สามารถใช้เครื่องตรวจจับโลหะในการตรวจหาวัตถุโลหะที่บรรจุในบรรจุภัณฑ์แบบอลูมิเนียมฟอยด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ผลกระทบจากผลิตภัณฑ์และค่าเฟส (Product Effect and Phasing)

จากหลักการทำงานของเครื่องที่ใช้การวัดระดับสัญญาญทางไฟฟ้านี้เองที่เครื่องตรวจจับโลหะจะนำสัญญาญดังกล่าวมาทำการประมวลผล โดยสัญญาญที่วัดได้นี้จะถูกแยกประเภทของสัญญาญเป็นสองประเภทคือ สัญญาญด้านแม่เหล็ก (Magnetic) และสัญญาญด้านตัวนำ (conductive)

ในกรณีที่มีผลิตภัณฑ์เคลื่อนที่ผ่านแม้ว่าจะไม่มีโลหะอยู่ก็ตาม แต่การเคลื่อนของผลิตภัณฑ์ผ่านเครื่องตรวจจับโลหะจะส่งผลต่อการรักษาระดับความสมดุลของสัญญาญทั้งสอง แสดงว่าผลิตภัณฑ์นั้นมีคุณสมบัติทางแม่เหล็ก หรือ มีผลรบกวนต่อสัญญาญด้านตัวนำ และเกิดการเปลี่ยนแปลงระดับสัญญาญทางไฟฟ้า ซึ่งจะถูกกำหนดเป็นเกณฑ์ระดับความแรงของสัญญาญไฟฟ้าให้เครื่องตรวจจับโลหะรับทราบสำหรับประเมินผลโดยศูนย์การควบคุมการทำงานของเครื่องตรวจจับโลหะจดจำไว้ และสามารถใช้ผลการประเมินสัญญาญไฟฟ้าที่เกิดจากผลิตภัณฑ์นี้เองเป็นแนวทางการแบ่งกลุ่มของผลิตภัณฑ์ที่สามารถรบกวนสัญญาญด้านแม่เหล็ก และสัญญาญด้านตัวนำมากำหนดเป็นกลุ่มของผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน ซึ่งเรียกผลกระทบนี้ว่า “ผลกระทบจากผลิตภัณฑ์”

หากพิจารณาถึงวัตถุดิบที่นำมาใช้ในการผลิตถึงคุณสมบัติทางด้านแม่เหล็กและคุณสมบัติด้านตัวนำของวัตถุดิบซึ่งวัตถุดิบบางประเภทอาจมีคุณสมบัติด้านแม่เหล็ก และด้านตัวนำอย่างใดอย่างหนึ่ง หรืออาจมีคุณสมบัติทั้งสองอย่าง เช่น กลุ่มธัญพืช (Cereal) ซึ่งเมื่อนำมาผ่านเครื่องตรวจจับโลหะจะให้สัญญาญด้านแม่เหล็กที่สูง ทำให้เครื่องสามารถตรวจจับการรบกวนสัญญาญได้อย่างชัดเจน ส่งผลให้เครื่องตรวจพบสัญญาญดังกล่าวได้ใกล้เคียงกับระดับสัญญาญที่ตรวจได้จากการผ่านโลหะแบบ Ferrous ที่มีขนาดชิ้นเล็กๆ ซึ่งเรียกผลิตภัณฑ์กลุ่มนี้ว่า Dry Products นอกจากนี้สินค้าที่มีส่วนประกอบของเกลือหรือสารละลายเกลืออยู่ในอาหาร เนย เนื้อสัตว์ และขนมปัง ซึ่งเมื่อผ่านเครื่องตรวจจับโลหะจะให้สัญญาญด้านตัวนำ เรียกเรียกผลิตภัณฑ์กลุ่มนี้ว่า Wet Product ซึ่งมีการให้สัญญาญทางไฟฟ้าที่แตกต่างจากกลุ่ม Dry Products ที่ตรวจจับได้

จากคุณสมบัติของวัตถุที่มีคุณสมบัติทางด้านแม่เหล็กและคุณสมบัติด้านตัวนำที่ระบบการควบคุมของเครื่องตรวจจับโลหะสามารถประมวลผลได้นี้เองได้นำมาใช้เป็นเกณฑ์ในการแบ่งประเภทของวัตถุโดยสามารถแบ่งประเภทของกลุ่มวัตถุดิบได้เป็น Dry Products และ Wet Product ตามคุณลักษณะของสัญญาญรบกวนที่เกิดขึ้นได้ ดังตาราง

บริเวณปลอดโลหะ ( Metal Free Area )

สภาพของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เครื่องสร้างขึ้นมีบริเวณครอบคลุมถึงบริเวณหน้าอุโมงค์ และบริเวณหลังอุโมงค์ โดยบริเวณที่มีสนามแม่เหล็กไฟฟ้าครอบคลุมไปถึงนี้จะกำหนดเป็นบริเวณห้ามมีโลหะติดตั้งในบริเวณที่มีสนามแม่เหล็กไฟฟ้าครอบคลุมอยู่ เรียกบริเวณนี้ว่า MetalFreeArea หรือ MFA ซึ่งมีบริเวณดังกล่าวมีขนาดพื้นที่ 1.5 เท่าของเส้นทแยงมุมของอุโมงค์ มีลักษณะดังรูปภาพที่ 4

 การติดตั้งเครื่องตรวจจับโลหะนั้นจะห้ามมีการเคลื่อนย้ายชิ้นโลหะในบริเวณสองเท่าของเส้นทแยงมุมของอุโมงค์เพื่อไม่ให้เกิดการรบกวนสนามแม่เหล็กไฟฟ้าดังนั้นการออกแบบให้อุโมงค์มีขนาดเล็กลงก็จะช่วยลดขนาดของพื้นที่ MFA ได้ ภาพแสดงบริเวณ MFA


 

 

ระดับความไว (Sensitivity)]

การกำหนดขนาดของช่องอุโมงค์จะมีผลต่อระดับความไวที่เรียกว่าค่า Sensitivity เนื่องจากขนาดของช่องอุโมงค์ที่มีลักษณะเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าขนาดเล็กรวมถึงช่วงความยาวอุโมงค์ ซึ่งเป็นปัจจัยที่มีผลต่อการคำนวณระดับ Sensitivity ซึ่งเป็นค่าระดับความไวที่เรียกว่า theoretical sensitivity  ค่าดังกล่าวมีผลต่อการทำงานของเครื่อง

เครื่องตรวจจับโลหะ จะถูกออกแบบเครื่องให้สามารถการตรวจหา โลหะได้ดีที่สุดโดยการออกแบบขนาดของช่องอุโมงค์ ให้มีขนาดช่องอุโมงค์เล็กที่สุด เท่าที่วัตถุที่ถูกตรวจสอบจะเคลื่อนที่ผ่านได้ โดยการเลือกขนาดของช่องอุโมงค์ที่เหมาะสม

อย่างไรก็ตามการออกแบบอุโมงค์ให้มีขนาดเล็ก จะไม่เหมาะสมหากนำไปใช้การตรวจสอบกับวัตถุบรรจุในฟิล์มเมทัลไลท์ (Metalized Film) หรือวัตถุที่มีซองดูดซับออกซิเจน หรือวัตถุที่มีคุณสมบัติตัวนำสูง(Highly Conductive product) เช่น ซีสก้อนใหญ่

ปัจจัยต่าง ๆ ที่มีผลกระทบต่อการตรวจหาโลหะของเครื่อง เช่น ผลกระทบจากกลุ่มประเภทของผลิตภัณฑ์ (Product effect) การออกแบบเครื่องให้มีบริเวณ MFA มีขนาดพื้นที่น้อยสุด ประเภทของโลหะ และรูปแบบการเรียงตัวของสิ่งปลอมปน (orientation of contaminant) รวมถึงปัจจัยอื่น ๆ ที่ส่งผลต่อระดับความไวของเครื่องตรวจจับโลหะ ทำให้การปรับค่าระดับความไวที่เหมาะสมต่อการทำงานต้องมีความสอดคล้องกับสภาพการทำงานจริงซึ่งเรียกค่าระดับความไวที่เหมาะสมต่อการทำงานจริงนี้ว่า practical sensitivity

 จากรูปภาพที่ 5 พบว่า การเพิ่มขนาดของช่องอุโมงค์ให้มีขนาดใหญ่ขึ้นนั้นจะส่งผลต่อความสามารถในการตรวจหาโลหะขนาดเล็กสุดที่ตรวจวัดได้มีขนาดใหญ่ขึ้นด้วย

นอกจากนี้ หากพิจารณ ตำแหน่งที่ชิ้นโลหะเคลื่อนผ่านในช่องอุโมงจะมีผลต่อระดับความแรงของสัญญาญแม่เหล็กไฟฟ้าที่เครื่องตรวจจับโลหะสามารถตรวจวัดได้ แตกต่างกัน ดังรูปภาพที่ 6 และ 7 พบว่าโลหะที่เคลื่อนผ่านจุดกึ่งกลางอุโมงค์จะส่งค่าความแรงของสัญญาญแม่เหล็กไฟฟ้าต่ำสุด ในขณะที่การเคลื่อนที่ของโลหะที่ผ่านบริเวณขอบด้านในช่องอุโมงค์ จะให้ระดับความแรงของสัญญาญแม่เหล็กไฟฟ้าสูงสุด

 

การแบ่งประเภทของกลุ่มโลหะ

กลุ่มโลหะแต่ละประเภทจะมีคุณสมบัติทางแม่เหล็กและคุณสมบัติด้านตัวนำที่แตกต่างกัน การใช้เครื่องตรวจจับโลหะตรวจหาความแตกต่างจากสัญญานทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นสามารถนำมากำหนดกลุ่มประเภทของโลหะ โดยระดับความไวที่เครื่องตรวจจับโลหะสามารถตรวจจับได้หรือเรียกว่าค่า Sensitivity จะสามารถนำมากำหนดกลุ่มของโลหะจากระดับที่ตรวจจับได้ง่ายสุด หรือให้ค่าความแรงของสัญญญาญทางไฟฟ้าที่สูง จนถึงการตรวจจับได้ยากสุด ดังนี้

 

Ferrous: Fe
โลหะกลุ่มที่มีธาตุเหล็ก ซึ่งมีปฏิกริยาต่อแม่เหล็ก(แม่เหล็กดูดติดได้) เช่น เหล็ก เป็นกลุ่มที่สามารถตรวจจับได้ง่ายที่สุดในประเภทของโลหะทุกกลุ่มที่ปนเปื้อน

Non-Ferrous :Non-Fe
โลหะกลุ่มที่มีคุณสมบัติการนำไฟฟ้า แต่ไม่มีปฏิกริยาต่อแม่เหล็ก เช่น ทองแดง อลูมิเนียม ทองเหลือง เป็นต้น
หากทำการตรวจผลิตภัณฑ์ประเภท Dry products ลักษณะของสัญญาญที่เกิดขึ้นจะเหมือนกับโลหะประเภท Ferrous สามารถตรวจหาโลหะกลุ่มนี้ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นสารตัวนำที่ดี หากทำการตรวจผลิตภัณฑ์ประเภทกลุ่ม Wet products จะส่งผลให้การความสามารถของตรวจสอบมีอัตราการตรวจพบโลหะลดลงอย่างน้อย 50% ทำให้ตรวจพบได้ยากขึ้น

Non-Magnetic Stainless Steel:
โลหะกลุ่มสแตนเลสที่มีคุณภาพสูง เช่น Type 304, 316 จัดเป็นกลุ่มที่ตรวจจับได้ยากสุด เนื่องจากโลหะกลุ่มนี้จัดเป็นกลุ่มที่มีคุณสมบัติของตัวนำทางไฟฟ้า (electrical conductive qualities) ที่ต่ำมาก และยังมีสมบัติทางแม่เหล็กที่ต่ำด้วย หากทำการตรวจผลิตภัณฑ์ประเภทกลุ่ม Dry products พบว่าความสามารถในการตรวจหาโลหะกลุ่ม Non-Magnetic Stainless Steel จะตรวจหาได้ยากกว่า เนื่องจากค่าสัญญาญทางไฟฟ้าที่วัดได้จากการใช้โลหะทรงกลมที่ทำจากโลหะกลุ่มนี้ต้องทำให้มีของโลหะทรงกลมขนาดใหญ่กว่าโลหะกลุ่ม ferrous ถึง 50% แต่กลับให้ค่าความแรงของสัญญาญไฟฟ้าที่ใกล้เคียงกันกับสัญญาญทางไฟฟ้าที่ได้จากโลหะทรงกลมferrous และหากทำการตรวจสอบหาโลหะกลุ่มนี้ในกลุ่ม Wet products แล้วนั้นต้องใช้โลหะสแตนเลสทรงกลมขนาดใหญ่ขึ้นถึง 200-300 % เพื่อนำมาทดสอบโดยเปรียบเทียบกับโลหะทรงกลมกลุ่ม ferrous จึงจะส่งสัญญาญให้เครื่องตรวจจับโลหะตรวจจับสัญญาญการมีอยู่ของโลหะกลุ่ม Non-Magnetic Stainless Steel นี้ได้

 รูปทรงและรูปแบบการจัดเรียงตัวของโลหะ (Shapes & Orientation of Metal)

การทดสอบเครื่องตรวจจับโลหะโดยปกติจะใช้โลหะที่มีรูปทรงกลมในการทดสอบเครื่องตรวจจับโลหะเพื่อลดผลกระทบที่เกิดจากการเรียงตัวของรูปทรงโลหะในกรณีที่ชิ้นโลหะมีหลายเหลี่ยมมุม แต่สำหรับการตรวจสอบในสถานการณ์จริงกับพบว่าการมีอยู่ของโลหะจะมีรูปทรงแตกต่างกัน และเมื่อประเมินผลของการให้สัญญาญทางไฟฟ้าเมื่อนำชิ้นโลหะที่ไม่ใช่รูปทรงกลมมาผ่านเครื่องตรวจจับโลหะจะให้สัญญาญทางไฟฟ้าที่แตกต่างกันตามลักษณะและรูปทรงของโลหะที่เคลื่อนผ่าน จากผลของรูปทรงโลหะที่แตกต่างกันนี้ หากนำมาเปรียบเทียบรูปทรงของเส้นลวดโลหะและนำมาผ่านเครื่องตรวจจับโลหะตามแนวยาว และแนวขวางของเส้นลวดโลหะ จะพบว่า

เส้นลวดกลุ่ม Ferrous Wires

รูปแบบ A เป็นรูปแบบตำแหน่งของโลหะที่เครื่องสามารถตรวจพบชิ้นโลหะกลุ่ม Ferrous Wires นี้ได้ดีและตรวจสอบได้ง่ายให้ค่าความแรงของสัญญาญสูง

รูปแบบ B C เป็นการจัดเรียงของโลหะในรูปแบบการเรียงตัวของโลหะที่ตรวจพบสัญญาญได้ไม่ดี และให้ค่าความแรงของสัญญาญต่ำ ส่งผลให้ตรวจพบได้ยากกว่า

 

 เส้นลวดกลุ่ม Non-Ferrous และ Stainless Steel Wires

รูปแบบ B C เป็นรูปแบบตำแหน่งของโลหะที่เครื่องสามารถตรวจพบชิ้นโลหะกลุ่มนี้ได้ดีและตรวจสอบได้ง่ายให้ค่าความแรงของสัญญาญไฟฟ้าสูง
รูปแบบ A เป็นการจัดเรียงของโลหะในรูปแบบที่ได้ไม่ดี และให้ค่าความแรงของสัญญาญไฟฟ้าต่ำ ส่งผลให้ตรวจพบโลหะได้ยากกว่า