Antonio Iriondo, CEMITEC
El objetivo general del presente proyecto ha sido el desarrollo de una tecnología basada en ultrasonidos de inmersión susceptible de ser aplicada en la detección de cuerpos extraños en latas de conservas de pescado. Se persigue a su vez que el equipo de detección resultante sea de un coste atractivo con el fin de favorecer la integración en líneas industriales de procesado.
Se ha adoptado una solución NI PXI que permite la multiplexación temporal, activación, captura y procesamiento de información de un array de sensores de ultrasonidos de inmersión. El sistema permite obtener fotos 2D de cada lata en una línea de producción de conservas de pescado a una velocidad de una lata por segundo. Siendo, de esta manera, una solución viable para su integración en líneas de producción industriales dentro del sector de las conservas de pescado
Mariano Pérez Abadía - CEMITEC
Antonio Iriondo - CEMITEC
Silvia García de la Torre - CNTA- Laboratorio del EBRO
Área de Ingeniería de Innovación y Desarrollo Tecnológico - ANFACO-CECOPESCA
La calidad de un alimento es el conjunto de propiedades y características que hacen al producto satisfactorio para el consumidor. La industria alimentaria utiliza criterios de Buenas Prácticas y de Análisis de Peligros y Puntos de Control Crítico (APPCC), como pilares fundamentales para conseguir la calidad y la seguridad alimentaria actualmente exigidas a sus productosSin embargo, a pesar del buen hacer y las precauciones que se toman, existen agentes que pueden causar efectos nocivos para la salud de los consumidores o la imagen del producto y que pueden estar presentes en un determinado alimento o grupo de alimentos.
En el presente proyecto se desarrolló un sistema de detección de cuerpos extraños en latas de pescado. Se adoptó una solución basada en chasis PXI y en ultrasonidos de inmersión.
Funcionalidades del sistema de detección
Para la correcta planificación del proyecto fue necesario definir los requerimientos del sistema de detección teniendo en cuenta las necesidades industriales del proceso de elaboración de las conservas de pescado y los riesgos de presencia de cuerpos extraños en la cadena productiva además de su tipología.
Para centrar el análisis dentro de las conservas de productos del mar, se analizaron las causas de incidencia más comunes en colaboración con las empresas conserveras, para decidir finalmente los casos de estudio a incluir en el proyecto. Así, se solicitó a un grupo de empresas que remitieran un listado con las incidencias más habituales en sus líneas, valorando y priorizando el interés de detección de cada una. A grandes rasgos los principales objetos que se pueden encontrar son: metales, vidrio, conchas, plástico y papel.
Por su parte, las velocidades de detección debieron adaptarse a las producciones típicas de cada formato de lata, siendo habituales frecuencias entre 30-60 latas/minuto. El formato de lata adoptado para el diseño del sistema fue el más común: Formato RR-125 cuyas dimensiones son 104mm x 59,8mm x 28mm y cuya capacidad es 125ml.
Los requisitos establecidos después de un estudio profundo del proceso de producción fueron los siguientes:
Como se puede observar en la Figura 1, al menos 4 sensores en línea deben disponerse enfrentados a la lata para poder cubrir toda la altura de la lata. La dimensión horizontal se cubre a medida que la lata avanza por la cinta transportadora.
Arquitectura
Los sensores utilizados, aptos para su utilización sumergidos, tienen la siguiente dimensión: 16mm (0.63’), 30.2mm (1.19’) , 38.9mm (1.53’), 19.3mm (0.76’) y corresponden al palpador de inmersión C325-SU de Panametrics cuya frecuencia de trabajo es 2.25 MHz: La adquisición de la información proveniente de los sensores se realizó mediante una arquitectura basada en el chasis NI PXI-1036 con las siguientes trajetas:
Permite la comunicación de las señales proporcionadas por los sensores y capturadas por las distintas tarjetas integradas en el chasis se comuniquen con el PC. En el PC se desarrolló una aplicación LabVIEW para la generación de una foto 2D de la lata y su posterior interpretación.
Con el fin de recoger la información del array de 4 sensores que cubren la dimensión vertical de la lata, las señales recibidas y emitidas por éstos deben multiplexarse en el tiempo. Esta tarjeta incorpora 10 canales con capacidad de multiplexación mediante relés. Estos relés están diseñados para soportar los picos de tensión elevados necesarios para la excitación de los sensores de ultrasonidos. Estas señales de excitación son generadas por el Pulser/Receiver de Panametrics Modelo 5077 PR. El ritmo máximo de multiplexación temporal es 50 ciclos por segundo, por lo que permite satisfacer los requerimientos de procesamiento de 1 lata por segundo .
La señal recibida desde los sensores y multiplexada por la tarjeta NI PXI-2585 es reconducida al amplificador del Pulser/Receiver. La señal amplificada se conectó a uno de los canales de entrada de la tarjeta NI PXI-5105 para su digitalización. Esta tarjeta incorpora 8 canales simultáneos de captura con resolución de 12 bits. La Frecuencia de muestreo es de hasta 60 Msps e incorpora una señal de trigger para sincronizar adecuadamente la captura.
Esta tarjeta se utilizó para funciones de sincronización a nivel sistema. Permitió el control de la señal del “encoder” solidario al eje de la cinta transportadora y del detector de presencia de lata.
En la figura 2 se muestra el diagrama de bloques funcional del sistema de adquisición desarrollado. Un array de sensores es conectado a la tarjeta NI PXI-2585 que permite su multiplexación temporal. El canal común de esta tarjeta se conecta a la señal de excitación del Pulser/Receicer donde la señal es filtrada y amplificada. Posteriormente es conectada a la tarjeta de digitalización NI PXI-5105 y enviada al PC para ser procesada.
Durante el presente proyecto de desarrollo experimental, se validó, mediante una solución basada en chasis PXI y software LabVIEW, la construcción de un sistema de detección de cuerpos extraños en latas de conservas de pescado que pudiera ser integrado en una línea de producción real.
Mariano Pérez Abadía
CEMITEC