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【学士论文】试析包装密封性检测原理简析(论文范文标题)

星级: ★★★★ 期刊: 《包装世界》作者:朱湘莹浏览量:5538 论文级别:高评本章主题:微波和试样原创论文: 5156论文网时间:2012年9月13日审核稿件编辑:Newman本文版权归属:www.5156chinese.cn 分享次数:3979 评论次数: 8595

导读:本论文是一篇关于微波和试样方面的优秀论文纲要格式,对正在写有关于包装密封性检测原理简析论文的写作者有一定的参考和指导作用,免费供学生们阅读下载。

文 朱潮莹

摘要:本文在分析国内外密封性检测的发展和密封性对包装质量影响的基础上,介绍了包装密封性检测技术现状及无损检测技术,并进一步探讨了密封检测的一些新技术.

关键词:密封包装、无损检测

一、绪论

(一)国内外密封性检测的发展

密封性检测最早应用于军工产,品,密封是保证军工产品在长期贮存后能可靠作用的重要措施之.密封试验,则是考核产品泄漏的 项行之有效的试验.对密封不好的军工产品,特别对装有化学药剂的弹药,在运输、贮存等勤务处理和使用过程中,经受诸如潮湿、盐雾、霉菌等有害环境作用后,会产生以下不良影响:产品装药吸湿后分解失效,使作用不可靠,甚至出现瞎火;长期接触潮气、盐雾时加速金属件的电化学过程;霉菌的侵入,影响产品的安全性:爆炸或燃烧气体的非正常泄漏影响武器的战斗威力.

密封试验和其他环境试验一样,对于高可靠的元件和军事装备都是必须的.因此,国际标准很早就开展该项目试验方法的研究

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,国际电工委员会IEC标准68-2-17试验O密封,规定了适用于不同应用场合,使用不同条件试验规程的若干个试验.国内密封试验在电子行业开展的较广,如对各种半导体器件、集成电路、继电器等真空元器件均进行密封试验,而在包装行业密封试验开展的不多,一般情况下只是依赖于手工检测或做下浸水试验.近年来,随着经济发展和科技进步,人们对包装件的性能和品质提出了越来越高的要求,有些产品对其密封性也提出了相应的国家标准,部分机构也开展了这方面的研究工作.

(二)密封性对包装产品品质的影响

在产品的包装过程中,由于各种因素的影响,在封合时可能会产生漏封、压穿或因材料本身存在的裂缝、微孔,而形成内外连通的小孔,这些都会对包装内容物产生不利影响.特别是食品、医药、日化等产品包装,密封性将直接影响产品的质量.如真空、充气包装若密封性不好,即使采用了高阻隔性材料也会直接缩短产品的货架期,对企业造成一定的经济损失.从这一层面来讲,对包装产品进行密封性检测是提升企业形象、获取长期经济效益的一条可行之道.

二、密封性检测技术现状分析

密封结构的产品,密封再好,也会存在一定的泄漏,因此密封试验按漏率的大小可分为“大漏”和“小漏”,又称为“粗漏”和“细漏”.在漏率上以标准泄漏率大于lPa.cm 3/S的泄漏称为大泄漏;标准泄漏率小于lPa.cm 3/S的称为小泄漏.…因此,我们所说的密封并不是100%的将内装物品与外界环境隔绝,而是把泄漏量控制在一定的范围内.

(一)目前采用的密封性检测方法

1.目视法

目视检查就是肉眼直接观察有无因机械损伤、密封不严而引起的失封.主要是检查那些有明显失封的包装.

2.滑石粉法

滑石粉检查在密封包装上怀疑有失封的地方,撤上滑石粉,再用手挤压包装,如果滑石粉被包装内排出的空气吹动,则说明包装已失封.

3.密封性能检测仪法

密封性能检测仪的检测方法是在密封包装上打一注气小孔,然后通过注气小孔向密封包装箱内注入压缩空气使其压力达1。2个大气压左右,关闭注气开关,观察密封箱内的压力变化,经5秒种后,压力不变,说明密封性能良好,否则失封.

从目前来看,这三种方法有适用的一面,也存在着明显的缺陷.目视检查,简单方便,但只适用于明显的失封.滑石粉检查,受包装形状、人为因素的影响较大,其可靠性不高.检测仪检测,虽然可靠性高,但检测的同时,密封包装被破坏,从打孔到重新密封,工作环节繁多,不利于开展工作,对检测结果为密封良好的包装,检测过程将引起许多副作用.

(二)软包装密封性测试方法

针对软包装,国家制定了相应的标准(表1),国内生产实践中以GB/T15171-1994为多.[21但无论是气泡法还是染色法均属于常用密封检测方法,因其有相应国家标准,故在此单独列出.

1.气泡法

该法通常适用于空气含量较多的复合袋的检测.气泡法是将被检试样浸在定温度的液体里,用低倍显微镜或肉眼,观察浸液中的试样表面有无气泡冒出,浸液一般选性能稳定,不对产品造成损伤的液体.所使用的,温度要控制在试样能耐受的范围内,否则会造成误检,有时为了提高检测效果,通常对浸液加压或减压.试验步骤参照GB/T15171-1994标准.

2.染色法

该法通常适用于空气含量极少的复合袋的检测.其方法是将试样内装物取出,然后将试样内部擦净,将试验液体(与滤纸有明显色差的着色水溶液)倒入试样内,并将口部封好.将试样在滤纸上放置Smin以上,观察试验液体从试样内向外泄漏情况.然后翻转试样,对其另一面进行试验即可.

由此可知,气泡法可对包装整体密封性做一检测,而染色法只能对软包装包装侧面是否有泄漏进行检测,由于原来封口已被破坏掉,故不可判断原来封口是否有泄漏.

三、密封包装密封性能无损检测

上面提到的目视法、滑石粉法和气泡法也属于无损检测,这里主要介绍目前应用较为广泛,也更为精确的一些检测方法.

(一)差压式空气泄漏检测法

1.基本原理

图l为差压式空气泄漏检测原理示意图.当高压气体由外向内进人密闭检测室时,密封包装将承受外部高压气体的作用,因而会存在不同程度的向内挤压变形,而影响检测可靠性.所以,该方法对刚度较高的密封包装更为适合.但对含气量较高或密封性要求不是特别严格的软包装,也可以采用此法.

根据气体状态方程(近似):PV=nRT

式中P-气体的压力:V-气体的体积:n一气体的摩尔数;R-常数:

当气体一定,温度近似恒定时,PV=常数;由此可知

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,如果V不变,则P恒定,如果V变大,则P变小.

2.差压式空气泄漏无损检测的功能要求

依据检测原理,密封包装无损检测系统应由供气装置、测压装置、密闭检测室及其有关附件组成,其各部分功能要求如下

(1)供气装置;(2)密闭检测室:(3)测压装置.

3.应用分析

当检测失封严重的包装件时,向检测室进行高压充气的过程中,被检包装件内外压力很快达到平衡,在关闭进气阀、]以后,不易观测到检测室内压力的变化,此时很难判断被检包装是密封良好还是严重失封.为此,在具体进行检测装置设计时,可采用下面的构思(图2).

当压力表指示的压力不再变化时,将开关打开,使密闭检测室内的高压气体进人附加密闭室.由于失封与否,直接与密闭检测室内气体变化量有关,因此当高压气体进人附加密闭室且压力平衡时,其压力会不同.失封时,附加密闭室压力高;未失封时,压力低,从而确定被检包装是否失封.采用这种方法可以使高压充气由快过程变为慢过程,以保证参数推导上的恒温条件.

此改进不仅可以检测到包装件的微小失封(密闭检测室所指示的压力有所降低),也可检测到严重失封(附加密闭室压力较高),应用较为广泛.

此外,也可在密封容器内安置能够确定被测容器膨胀状态的传感器,此法亦能判断是否有大漏洞.

(二)位移式泄漏检测法

如果充满了果冻等液体的密封杯形状的制品,就不能利用上述检测方法了(若有泄漏,则向密闭室内充入高压气体时,泄漏部分将会有液体溅出).另外,在容器的构造上,密封部的周围是缺陷集中的地方,因此采用能够对它进行测量的位移方式检测.

基本原理如图3所示,在被测容器上盖上一个密封容器,以负压吸引,如果被测容器在密封部位周围有缺陷的话,盖在容器上面的胶片由于负压向上的力的作用,空气便会从密封部周围进入,从而胶片也就慢慢地上升,这便是在被测容器上用位移传感器进行测量,从而判断其好坏的方法.

四、密封性检测高新技术

(一)氦质谱检漏方法

1.测试原理

氦质谱检漏仪的工作原理是用质谱分析法,测定氦的分压强.设有质量分别为m1、m2、m3的分子在质谱仪的电离室中被电离成各带 个正电荷e的离子.在离子源的加速区中,受到电场V的加速,获得一定的功能,飞向引出板,离子穿过引出板上狭缝Sl,进入垂直于离子运动方向的均匀磁场中(如图4所示),图中O表示磁场B的方向垂直于纸面,指向读者.在磁场的作用下,离子改变方向,做等速圆周运动,离子运动的轨道半径,可由下式求得:

式中:R-离子运动的轨道半径,cm; B-磁感应强度T(在真空中,B和H数值相等);m/e-离子质量(用原子质量单位)与其电荷数(以一个电子的电量为单位,对单电荷离子e-1)之比;v-加速电压,V.

显然,当V和B为常数,离子ml、m2、m3将分别按Rl、R2、R

包装密封性检测原理简析
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3的轨道运动,若狭缝S2的位置设置得恰好让离子m2通过,则m2被接收和检测,而ml、m3均被阻挡.所以,当磁感应强度B不变逐渐改变加速电压,便可使ml、m2、m3等不同质量的离子依次通过S2而被接收和检测,获得的质谱图如图5所示.

每个峰对应不同质量的离子,其峰的高度为所接收到该离子流强度,它与这种气体在质谱室中的分压强成正比,氦质谱检漏仪就是调节加速电压仅使氦离子被接收和检测.经仪器内充氦漏孔校准,由显示部分直接显示出漏率,检漏时将被检试样至仪器测试口,用机内粗抽泵抽空后,能自动和仪器主系统的质谱室接通,若某处存在漏隙,氦气可以通过该漏隙进入仪器主系统,部分氦气在质谱室被电离,因而在收集极上就会检测出氦离子峰的电流讯号,仪器的输出表上直接指示出泄漏速率.

2.检测方法

采用氦质谱法检测产品密封性,通常应根据被检试件的结构及其密封性测量精度的要求,选择合适的检测方法.

(1)喷氦法(2)吸 法(3)背压法

氦质谱检测方法的精度较高,可检测出各种微小渗漏,但目前其在军工产品的检测方面应用较广,在包装上由于成本过高,且对包装件的密封性检测一般情况下并没有如此高的要求,因而限制了它的普遍使用.

(二)微波检测法

微波检测法是将微波作为传递信息媒介,对可适用的材料、构件和产品进行非破坏性检测和故障诊断,包括出厂检验和在役检查.微波检测具有能穿透声衰减很大的非金属材料的特点,可以不和被检样品接触,测量快速连续,已在国内外获得应用.

随着微波技术以及微波集成电路的发展,计算机和电子技术的广泛应用,微波检测在单频和扫频,在反射和穿透,在数显和技术方面的发展,将促进微波法在包装密封性无损检测等领域的实际应用,对于包装件质量控制,具有重大意义.

1.微波检测基本原理

微波检测原理是根据微波反射、透射、散射、衍射、干涉等物

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理特性的改变以及被检测材料的电磁特性介电常数和损耗角正切的相对变化,通过微波基本参数的测量,实现对缺陷和非电量的检测.

2.检测系统

根据微波检测的原理,针对被检产品的形状、尺寸和内部缺陷检测问题,采用微波反射法,并尽量使用毫米波,实现非接触无损检测.反射法基础是在材料、产品表面或内部反射的微波,其幅度、相位或频率,随表面或内部状态介质特性而相对地变化.

该检测系统的核心元件为魔T,它相当于一个微波桥路.魔T具有匹配性、隔离性、均匀性,如果微波从H臂或E进入,同相(或反相)等分给l和2臂,而没有功率进入E或H臂.E、H间相互隔离,反向臂1和2间也彼此隔离.

魔T反射法原理就是利用微波从H臂输入,在1、2臂同相等分.当天线辐射到试样的无缺陷部位,调节1臂可变衰减器和断路器,使1臂反射波与从2臂由天线传回的反射波同相相等,则E臂功率输出趋于零(平衡).当天线扫查到有缺陷部位时,由于缺陷引起的附加反射和散射,则1和2臂反射波不再抵消,致使臂有功率输出,再经检波和放大,可以得到缺陷的指示和记录,加以数字化处理,即可用计算机实现实地成图像.

五、其它密封性检测方法

塑料瓶密封性测试:按照被测试塑料瓶的容量规格,在瓶内注入相应容量的水,按实际包装状态将瓶口封严.将装水封口后的塑料瓶口向下倒置,放置12h,然后检查塑料瓶的封口处有无泄漏现象.

此外,还有放射性气体示踪检测法,原理同氦质谱检测法相同,但在操作过程中要注意射线防护等司题.

六、结论

密封性检测方法多种多样,具体情况应视产品结构特点、漏率指标要求而选择合理、简单的方法进行.如对漏率要求大于lPa.cm 3/S产品,通过简单方法气泡法就可完成,小于该指标的产品,则必须采用示踪气体检测方法.

[ 参考文献 ]

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