DE102011078601A1 - Method for carrying out a vacuum test - Google Patents

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Thomas Becker
Hans-Jürgen Hesse
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Kocos Messtechnik Ag De
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KOCOS MESSTECHNIK AG
Hesse and Knipps GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung einer Vakuumprüfung an einer Verpackung, insbesondere in der Lebensmittelindustrie, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: eine Wandung der Vakuumverpackung wird mittels einer Betätigungseinheit zu Schwingungen angeregt; die Schwingungen der zu Schwingungen angeregten Wandung werden mittels einer Erfassungseinheit messtechnisch erfasst zur Erzeugung eines Messsignals; aus dem Messsignal wird durch Abgleich mit Referenzdaten ein Qualitätsmaß bestimmt, wobei das Qualitätsmaß zu einem Vakuumisierungsgrad der Vakuumverpackung korreliert und der Vakuumisierungsgrad ein Maß für eine Druckdifferenz zwischen einem Innendruck im Inneren der Vakuumverpackung und einem von außen auf die Vakuumverpackung wirkenden Außendruck ist.The invention relates to a method for carrying out a vacuum test on a packaging, in particular in the food industry, comprising the following method steps: a wall of the vacuum packaging is excited to oscillate by means of an actuating unit; the vibrations of the wall excited to oscillate are detected metrologically by means of a detection unit to generate a measurement signal; a quality measure is determined from the measurement signal by comparison with reference data, the quality measure correlating to a degree of vacuumization of the vacuum packaging and the degree of vacuumization being a measure of a pressure difference between an internal pressure inside the vacuum packaging and an external pressure acting on the vacuum packaging outside.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung einer Vakuumprüfung an einer Verpackung, insbesondere in der Lebensmittelindustrie.The invention relates to a method for carrying out a vacuum test on a packaging, in particular in the food industry.

Zahlreiche Lebensmittel werden zur Verbesserung ihrer Haltbarkeit in einer teilweise oder vollständig vakuumisierten Verpackung im Handel angeboten. Dies gilt beispielsweise für Brotaufstriche wie Marmelade oder Honig, für zahlreiche Wurstkonserven und Getränkeverpackungen. Üblicherweise sind diese Vakuumverpackungen mit einem lösbaren Verschluss, beispielsweise einem verschraubbaren Deckel zum Schließen einer Öffnung der Verpackung ausgestattet. Beispielsweise wird in der Produktion durch die Öffnung zunächst das Lebensmittel in die Verpackung eingefüllt. Anschließend wird die Verpackung unter Realisierung des Vakuums mithilfe des Deckels verschlossen.Many foods are sold to improve their shelf life in partially or fully vacuumized packaging. This applies, for example, to spreads such as jam or honey, for numerous sausage preserves and beverage packaging. Typically, these vacuum packages are equipped with a releasable closure, such as a screw-on lid for closing an opening of the package. For example, in production, the food is first filled into the packaging through the opening. Subsequently, the packaging is sealed under the realization of the vacuum using the lid.

Um an der fertigen Verpackung einen Vakuumisierungsgrad, das heißt eine Druckdifferenz zwischen einem Außendruck (Umgebungsdruck) und einem in der Verpackung herrschenden Innendruck bestimmen zu können, wird heute üblicherweise eine infolge der Druckdifferenz entstehende Verformung einer Wandung der Vakuumverpackung, insbesondere des Verschlusses, gemessen. Beispielsweise wird eine Durchbiegung des Verschlusses mittels Lasers berührungslos erfasst. Die Durchbiegung gilt als Maß für die Druckdifferenz und den Vakuumisierungsgrad. Nachteilig hierbei ist, dass der Vakuumisierugsgrad lediglich indirekt bestimmt wird. Beispielsweise kann die Messung falsche Ergebnisse liefern, wenn der Deckel vor oder nach dem Befüllen der Verpackung und dem Verschließen der Öffnung mechanisch, insbesondere plastisch verformt wurde. In diesem Fall ist die Durchbiegung, welche messtechnisch erfasst wird, nur zum Teil durch die Druckdifferenz bestimmt. Die mechanische Verformung des Deckels führt hier zu einer Verfälschung des Messergebnisses.In order to be able to determine a degree of vacuumization on the finished packaging, that is to say a pressure difference between an external pressure (ambient pressure) and an internal pressure prevailing in the packaging, a deformation of a wall of the vacuum packaging, in particular of the closure, is usually measured as a result of the pressure difference. For example, a deflection of the closure is detected by means of a laser without contact. The deflection is a measure of the pressure difference and the degree of vacuumization. The disadvantage here is that the Vakuumisierugsgrad is determined only indirectly. For example, the measurement can give incorrect results if the lid was mechanically, in particular plastically deformed before or after filling the package and closing the opening. In this case, the deflection, which is detected by measurement, only partially determined by the pressure difference. The mechanical deformation of the lid leads here to a falsification of the measurement result.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Durchführung einer Vakuumprüfung an Vakuumverpackungen anzugeben, welches eine zuverlässige Messung des Vakuumisierungsgrads erlaubt.Object of the present invention is therefore to provide a method for performing a vacuum test on vacuum packaging, which allows a reliable measurement of the degree of vacuumization.

Zur Lösung der Aufgabe umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:

  • – eine Wandung der Vakuumverpackung wird mittels einer Betätigungseinheit zu Schwingungen angeregt;
  • – die Schwingungen der zu Schwingungen angeregten Wandung werden mittels eines Erfassungsmittels messtechnisch erfasst zur Erzeugung eines Messsignals;
  • – aus dem Messsignal wird durch Abgleich mit Referenzdaten ein Qualitätsmaß bestimmt, wobei das Qualitätsmaß zu einem Vakuumisierungsgrad der Vakuumverpackung korreliert und der Vakuumisierungsgrad ein Maß für eine Druckdifferenz zwischen einem Innendruck im Inneren der Vakuumverpackung und einem von außen auf die Vakuumverpackung wirkenden Außendruck ist.
To solve the problem, the method comprises the following steps:
  • - A wall of the vacuum packaging is excited by means of an operating unit to vibrate;
  • - The oscillations of the excited to vibrate wall are detected by means of a detection means by measurement to generate a measurement signal;
  • - A quality measure is determined from the measurement signal by comparison with reference data, the quality measure correlated to a degree of vacuumization of the vacuum packaging and the degree of vacuumization is a measure of a pressure difference between an internal pressure inside the vacuum packaging and external pressure acting on the vacuum packaging.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Vakuumisierungsgrad in besonders einfacher Weise und wesentlich genauer als mit dem Stand der Technik bekannten Verfahren bestimmt werden kann. Insbesondere hat eine plastische Verformung der Wandung keinen oder nur einen geringen Einfluss auf das Messsignal. Die Schwingungsform wird von den infolge des Vakuums in der Wandung vorliegenden Spannungen (Zug-, Biege- bzw. Torsionsspannungen) bestimmt. Darüber hinaus können die Materialeigenschaften der Wandung und des in der Vakuumverpackung bevorrateten Lebensmittels Einfluss auf die Messung haben. Falls erforderlich, kann dieser Einfluss zusätzlich in den Referenzdaten berücksichtigt werden. Beispielsweise kann die Wandung durch einen Impuls, der durch die Betätigungseinheit übertragen wird, zu Schwingungen angeregt werden.The particular advantage of the invention is that the degree of vacuumization can be determined in a particularly simple manner and much more accurately than methods known from the prior art. In particular, a plastic deformation of the wall has no or only a small influence on the measurement signal. The form of oscillation is determined by the stresses in the wall due to the vacuum (tensile, bending or torsional stresses). In addition, the material properties of the wall and of the foodstuff stored in the vacuum packaging can influence the measurement. If necessary, this influence can additionally be taken into account in the reference data. For example, the wall may be excited to vibrate by a pulse transmitted by the actuator unit.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Wandung der Vakuumverpackung berührungslos zu Schwingungen angeregt. Vorteilhaft wird hierdurch eine Beschädigung der Vakuumverpackung vermieden.According to a preferred embodiment of the invention, the wall of the vacuum packaging is excited without contact to vibrate. This advantageously avoids damage to the vacuum packaging.

Im Sinne der Anmeldung erfolgt die Schwingungsanregung berührungslos, wenn auf einen auch kurzzeitigen mechanischen Kontakt zwischen Betätigungseinheit und Vakuumverpackung verzichtet wird. Wird der Impuls über ein nicht-körperliches Zwischenmedium, insbesondere Luft oder ein anderes Gas, übertragen, handelt es sich gleichwohl um eine im Sinne der Anmeldung berührungslose Anregung.For the purposes of the application, the vibration excitation takes place without contact, if a short-term mechanical contact between actuating unit and vacuum packaging is dispensed with. If the pulse is transmitted via a non-physical intermediate medium, in particular air or another gas, nevertheless, it is a non-contact excitation in the sense of the application.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird die Wandung der Vakuumverpackung mittels eines Impulses zu Schwingungen angeregt. Vorteilhaft wird die Wandung bei Anregung durch einen kurzzeitigen Impuls in einer charakteristischen, messtechnisch besonders aussagekräftigen und einfach zu erfassenden Schwingungsform (Eigenschwingungsform) verbracht.According to a development of the invention, the wall of the vacuum packaging is excited by means of a pulse to vibrate. Advantageously, the wall is spent on excitation by a momentary pulse in a characteristic, metrologically particularly meaningful and easy to detect waveform (natural mode).

Als Impuls kann beispielsweise ein Burst-Signal, d. h. eine vorzugsweise resonante Schwingungsanregung mit einer fixen Frequenz vorgesehen sein. Beispielsweise kann als Impuls ein Zirpen, d. h. mehrere kurze Signale mit unterschiedlicher Frequenz (z. B. 60 kHz, 57 kHz, 50 kHz) vorgesehen sein.As a pulse, for example, a burst signal, d. H. a preferably resonant vibration excitation be provided with a fixed frequency. For example, a chirp, i. H. a plurality of short signals having different frequencies (eg 60 kHz, 57 kHz, 50 kHz) may be provided.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird die Wandung der Vakuumverpackung mittels eines Schallimpulses, insbesondere mittels eines Ultraschallimpulses zur Schwingungen angeregt. Vorteilhaft ist eine Betätigungseinheit zur Erzeugung eines Schallimpulses besonders robust und kostengünstig mit der Folge, dass das Verfahren zuverlässig durchgeführt und wirtschaftlich einsetzbar ist. Darüber hinaus können insbesondere bei der Verwendung von Ultraschall Beeinträchtigungen der Umwelt, wie diese etwa bei einer Lasermessung auftreten können, vermieden werden.According to a development of the invention, the wall of the vacuum packaging by means of a Sound pulses, in particular by means of an ultrasonic pulse excited to vibrate. Advantageously, an actuating unit for generating a sound pulse is particularly robust and inexpensive, with the result that the method is carried out reliably and can be used economically. In addition, especially in the use of ultrasound impairments of the environment, such as may occur in a laser measurement can be avoided.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird das Antwortsignal der Wandung berührungslos vermessen. Vorteilhaft kann durch die berührungslose Vermessung der Antwortschwingung die Vakuumverpackung geschont, eine Verfälschung des Messergebnisses durch mechanische Berührung vermieden und eine hohe Taktfrequenz bei der automatisierten Prüfung der Vakuumverpackung realisiert werden. Insbesondere wird auf mechanisch bewegte Teile, welche verschleißanfällig sind und zu einer Verunreinigung von Lebensmitteln beitragen können, vermieden.According to a development of the invention, the response signal of the wall is measured without contact. Advantageously, the contactless measurement of the response vibration protects the vacuum packaging, avoids a falsification of the measurement result by mechanical contact and a high clock frequency in the automated testing of the vacuum packaging can be realized. In particular, mechanically moving parts, which are susceptible to wear and can contribute to contamination of food, are avoided.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird die Schwingung der Wandung durch einen Messfühler erfasst. Vorteilhaft kann die Antwortschwingung mittels eines Messfühlers einfach und zuverlässig erfasst werden. Hinreichend robuste Messfühler stehen als standardisierte Bauelemente kostengünstig zur Verfügung.According to a development of the invention, the vibration of the wall is detected by a sensor. Advantageously, the response vibration can be detected easily and reliably by means of a sensor. Sufficiently robust sensors are available as standardized components at low cost.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird als Messsignal eine Schwingungsamplitude bzw. eine Schwingungsfrequenz bzw. das Spektrum der zur Schwingung angeregten Wandung erfasst. Sowohl die Schwingungsamplitude als auch die Schwingungsfrequenz sind Schwingungscharakteristika, die mithilfe handelsüblicher Erfassungseinheiten einfach und zuverlässig bestimmt werden können. Darüber hinaus erlauben sie eine besonders einfache, prägnante und aussagekräftige Charakterisierung der Schwingungsform. Sie sind reproduzierbar und eignen sich daher für den Abgleich von Messsignal und Referenzsignal (Referenzdaten).According to a development of the invention, a vibration amplitude or an oscillation frequency or the spectrum of the wall excited for oscillation is detected as a measurement signal. Both the vibration amplitude and the vibration frequency are vibration characteristics that can be easily and reliably determined using commercially available detection units. In addition, they allow a particularly simple, concise and meaningful characterization of the waveform. They are reproducible and are therefore suitable for the adjustment of measuring signal and reference signal (reference data).

Beispielsweise kann auch der zeitliche Verlauf des Messsignals, insbesondere ein Abklingen der Schwingungsamplitude oder eine Verschiebung der Eigenschwingung bzw. eine Veränderung des Spektrums, erfasst und zur Bestimmung des Vakuumisierungsgrads herangezogen werden. Beispielsweise kann ein Dämpfungsmaß ermittelt werden, welches Rückschlüsse auf den Vakuumisierungsgrad liefert.For example, the time profile of the measurement signal, in particular a decay of the oscillation amplitude or a shift in the natural oscillation or a change in the spectrum, can be detected and used to determine the degree of vacuumization. For example, a damping measure can be determined, which provides conclusions about the degree of vacuumization.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung zeigt das Qualitätsmaß an, ob ein vorgegebener Mindestvakuumisierungsgrad genau erreicht, überschritten oder unterschritten wird. Indem das Qualitätsmaß den Mindestvakuumisierungsgrad nach Art eines Schwellwerts verdeutlicht, vereinfacht sich die Prüfung und die Automatisierung des Verfahrens. Insbesondere kann in besonders einfacher Weise zwischen „Verpackung hinreichend vakuumisiert/in Ordnung” und „Verpackung nicht hinreichend vakuumisiert/nicht in Ordnung” unterschieden werden. Dieses Vorgehen bietet sich insbesondere dann an, wenn eine exakte Bestimmung des Vakuumisierungsgrads nicht erforderlich ist und allein sichergestellt werden muss, dass der Mindestvakuumisierungsgrad eingehalten wird.According to a development of the invention, the quality measure indicates whether a predetermined Mindestvakuumisierungsgrad reached exactly, exceeded or fallen below. By demonstrating the minimum degree of vacuuming, the quality measure simplifies testing and automating the process. In particular, a distinction can be made in a particularly simple manner between "packaging sufficiently vacuumized / in order" and "packaging not sufficiently vacuumized / not in order". This procedure is particularly suitable when an exact determination of the degree of vacuumization is not required and only has to be ensured that the Mindestvakuumisierungsgrad is maintained.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird die Vakuumverpackung zur Betätigungseinheit und/oder zur Erfassungseinheit ausgerichtet. Vorteilhaft kann durch die Ausrichtung eine höhere Reproduzierbarkeit der Messsignale und eine bessere Vergleichbarkeit der Messsignale mit den Referenzdaten erreicht werden. Darüber hinaus wird sichergestellt, dass die Messung aussagekräftig ist. Beispielsweise kann ein sensorisch erzeugtes Signal „Ausrichtung der Vakuumverpackung erfolgt” als Trigger für die Durchführung der Vakuumprüfung genutzt werden.According to a development of the invention, the vacuum packaging is aligned with the actuating unit and / or the detection unit. Advantageously, a higher reproducibility of the measurement signals and better comparability of the measurement signals with the reference data can be achieved by the alignment. In addition, it ensures that the measurement is meaningful. For example, a sensor-generated signal "alignment of the vacuum packaging takes place" can be used as a trigger for carrying out the vacuum test.

Zur vorteilhaften Integration der Messung in den Produktionsablauf kann die Ausrichtung während des Transports beispielsweise an einer Führungsschiene erfolgen. Die Schwingungsanregung und die Messung der Antwortschwingung können an der bewegten Verpackung erfolgen.For advantageous integration of the measurement in the production process, the orientation during transport, for example, on a guide rail can be done. The vibration excitation and the measurement of the response vibration can be done on the moving package.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird durch das Meßsignal eine Füllmenge der Vakuumverpackung mit einem Lebensmittel erfasst und auf das Volumen des in der Vakuumverpackung bevorrateten Lebensmittels geschlossen. Vorteilhaft kann in Kenntnis des Volumens des verpackten Lebensmittels das mit dem Unterdruck beaufschlagte Restvolumen der Vakuumverpackung bestimmt und bei der Ermittlung des Vakuumisierungsgrads berücksichtigt werden. Insbesondere kann sich hierdurch eine Verbesserung der Genauigkeit der Bestimmung des Vakuumisierungsgrads ergeben.According to a development of the invention, a filling quantity of the vacuum packaging with a food is detected by the measuring signal and closed on the volume of the stored in the vacuum packaging food. Advantageously, knowing the volume of the packaged foodstuff, the residual volume of the vacuum packaging charged with the negative pressure can be determined and taken into account when determining the degree of vacuumization. In particular, this can result in an improvement in the accuracy of the determination of the degree of vacuumization.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird die Füllmenge des Lebensmittels durch Wiegen erfasst. Vorteilhaft ist es besonders einfach, die Vakuumverpackung mit dem Lebensmittel zu wiegen. Der Wiegevorgang kann hierdurch in den Prozess der Vakuumprüfung integriert werden. Zudem muss zur Sicherstellung der Mindestfüllmenge häufig ohnehin das Gewicht der befüllten Verpackung bestimmt werden mit der Folge, dass auf bereits vorhandene Wiegekomponenten einer Befüllanlage zurückgegriffen werden kann.According to a development of the invention, the filling quantity of the food is detected by weighing. Advantageously, it is particularly easy to weigh the vacuum packaging with the food. The weighing process can thereby be integrated into the vacuum testing process. In addition, in order to ensure the minimum filling quantity, the weight of the filled packaging often has to be determined anyway, with the result that it is possible to fall back on already existing weighing components of a filling installation.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird als Wandung eine Außenfläche der Vakuumverpackung zur Schwingung angeregt. Vorteilhaft ist das Vermessen der Schwingung einer Außenfläche der Vakuumverpackung messtechnisch besonders einfach.According to a development of the invention, the wall is an outer surface of the Vacuum packaging excited to vibrate. Advantageously, the measurement of the vibration of an outer surface of the vacuum packaging is particularly easy metrologically.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird eine einem Verschluss der Vakuumverpackung zugeordnete Wandung zur Schwingung angeregt. Üblicherweise ist der Verschluss einer Vakuumverpackung gut zugänglich. Hierdurch ist es einfach, den Verschluss mit einem Impuls zu beaufschlagen und seine Antwortschwingung zu messen. Darüber hinaus weist der Verschluss einer Verpackung üblicherweise eine ebene, zweidimensionale, nach Art einer Membran scheibenförmig aufgebaute Fläche auf. Diese Flächen sind aufgrund ihrer Symmetrie- und Schwingungseigenschaften für das Messverfahren besonders geeignet.According to a development of the invention, a closure of the vacuum packaging associated wall is excited to vibrate. Usually, the closure of a vacuum packaging is easily accessible. This makes it easy to impulse the shutter and measure its response. In addition, the closure of a packaging usually has a flat, two-dimensional, disc-shaped surface in the manner of a membrane. These surfaces are particularly suitable for the measurement method due to their symmetry and vibration properties.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird eine an das Vakuum angrenzende Wandung der Vakuumverpackung zur Schwingung angeregt. Vorteilhaft ergibt sich eine besonders gute Korrelation zwischen dem Vakuumisierungsgrad und der Schwingungsantwort der Wandung, wenn das Vakuum durch die Wandung begrenzt wird. Beispielsweise kann die für die Messung benutzte Wandung so gewählt werden, dass bei einer üblichen Ausrichtung bzw. Orientierung der Vakuumverpackung eine Innenseite der Wandung nicht in Kontakt zu dem Lebensmittel ist.According to a development of the invention, an adjacent to the vacuum wall of the vacuum packaging is excited to vibrate. Advantageously, there is a particularly good correlation between the degree of vacuumization and the vibration response of the wall when the vacuum is limited by the wall. For example, the wall used for the measurement can be chosen so that in a conventional orientation or orientation of the vacuum packaging, an inside of the wall is not in contact with the food.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.Further advantages of the invention will become apparent from the further subclaims.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to drawings.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Messanordnung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens und 1 a schematic representation of a measuring arrangement for carrying out a method according to the invention and

2 drei exemplarische Anregungen im Zeitverlauf. 2 three exemplary suggestions over time.

1 zeigt eine Anordnung zur Durchführung einer Vakuumprüfung an einer Vakuumverpackung 1 für ein Lebensmittel 2. Das Lebensmittel 2 wird hierbei in einem zylinderförmigen Grundbehälter 3 der Vakuumverpackung 1 bevorratet. Der Grundbehälter 3 wird mit einem als Verschluss der Vakuumverpackung 1 dienenden Schraubdeckel 4 verschlossen. Zwischen dem Grundbehälter 3 und dem Schraubdeckel 4 ist eine Dichtung 5 vorgesehen. 1 shows an arrangement for performing a vacuum test on a vacuum packaging 1 for a food 2 , The food 2 is here in a cylindrical basic container 3 the vacuum packaging 1 stored. The basic container 3 comes with a as a closure of the vacuum packaging 1 serving screw cap 4 locked. Between the basic container 3 and the screw cap 4 is a seal 5 intended.

Zum Schutz des Lebensmittels 2 ist im Inneren der Vakuumverpackung 1 ein gegenüber dem Außendruck PA reduzierter Innendruck PI ausgebildet. Je nach geometrischer Ausgesatltung verformt sich der Deckel 4 des gegenüber dem Außendruck PA reduzierten Innendrucks PI. Da der Deckel 4 in dessen horizontalen Bereich nach Art einer scheibenförmigen Membran ausgebildet ist, ergibt sich eine maximale Durchbiegung x in einem mittleren Bereich des Deckels 4. Der Verformung des Deckels 4 infolge der Druckdifferenz zwischen dem Außendruck PA und dem Innendruck PI kann zudem eine plastische – mitunter unsymmetrische – Verformung des Deckels 4 überlagert sein.To protect the food 2 is inside the vacuum packaging 1 a reduced pressure P I is formed in relation to the external pressure P A. Depending on the geometric Ausgesatltung deformed the lid 4 of the compared to the external pressure P A reduced internal pressure P I. Because the lid 4 formed in the horizontal region in the manner of a disc-shaped membrane, there is a maximum deflection x in a central region of the lid 4 , The deformation of the lid 4 Due to the pressure difference between the external pressure P A and the internal pressure P I can also be a plastic - sometimes unbalanced - deformation of the lid 4 be superimposed.

Um im Rahmen der Befüllung der Vakuumverpackung 1 mit dem Lebensmittel 2 feststellen zu können, ob die Vakuumverpackung hinreichend vakuumisiert wurde, wird die Druckdifferenz zwischen dem Innendruck PI und dem Außendruck PA ermittelt. Diese Druckdifferenz ist Maß für einen Vakuumisierungsgrad der Vakuumverpackung. Hierzu wird zunächst die Vakuumverpackung 1 mithilfe eines Anschlags 6 in Bezug zu einer Impulsquelle (Betätigungseinheit) 7 und in Bezug zu einen Sensor (Erfassungseinheit) 8 ausgerichtet. Über das Betätigungseinheit 7 wird die horizontale Wandung 9 des Deckels 4 mit einem Ultraschallimpuls beaufschlagt. Infolge des Ultraschallimpulses wird die Wandung 9 des Deckels 4 zu Schwingungen angeregt. Infolge der mechanischen Schwingungen der Wandung 9 wird von der Wandung 9 eine eigene Schallwelle ausgesandt. Diese Schallwelle wird von dem Sensor 8 erfasst. Mit dem Sensor 8 erfasste Messsignale werden an eine nicht dargestellte Steuereinheit der Anordnung übertragen. Die Messsignale 8 werden – gegebenenfalls aufbereitet, beispielsweise gefiltert – mit gespeicherten Referenzdaten verglichen. Durch den Datenabgleich wird ein Qualitätsmaß bestimmt. Das Qualitätsmaß ist mit dem Vakuumisierungsgrad der Vakuumverpackung korreliert und demzufolge wie der Vakuumisierungsgrad ein Maß für die Druckdifferenz.In order to fill the vacuum packaging 1 with the food 2 To be able to determine whether the vacuum packaging has been sufficiently vacuumized, the pressure difference between the internal pressure P I and the external pressure P A is determined. This pressure difference is a measure of a degree of vacuumization of the vacuum packaging. For this purpose, first the vacuum packaging 1 using a stop 6 in relation to a pulse source (actuator unit) 7 and in relation to a sensor (detection unit) 8th aligned. About the operating unit 7 becomes the horizontal wall 9 of the lid 4 subjected to an ultrasonic pulse. As a result of the ultrasonic pulse, the wall becomes 9 of the lid 4 excited to vibrate. As a result of mechanical vibrations of a wall 9 gets off the wall 9 its own sound wave sent out. This sound wave is from the sensor 8th detected. With the sensor 8th detected measurement signals are transmitted to a control unit, not shown, of the arrangement. The measuring signals 8th are - optionally processed, for example filtered - compared with stored reference data. The data comparison determines a quality measure. The quality measure is correlated with the degree of vacuumization of the vacuum packaging and, consequently, as the degree of vacuumization, a measure of the pressure difference.

Unterschiedliche Arten von Anregungen sind in den 2a bis 2c dargestellt. 2a zeigt als Eingangssignal Ue(t) eine Impulsanregung zu Beginn eines Messzyklus. Hierbei erzeugt die Betätigungseinheit 7 einen kurzen Schallimpuls, beispielsweise einen Ultraschallimpuls. Durch den Schallimpuls wird die Wandung 9 des Deckels 4 zum Schwingen angeregt und strahlt ihrerseits eine Schallwelle ab. Der Sensor 8 erfasst dann die Antwortschwingung der Wandung 9 auf die Impulsbeaufschlagung. Gemäß 2b wird durch die Betätigungseinheit 7 die Wandung 9 mit einem modifizierten Eingangssignal Ue(t) periodisch angeregt. 2c beschreibt ein Eingangssignal Ue(t) mit veränderlicher Amplitude, welches ebenfalls bei der Durchführung des Verfahrens Verwendung finden kann. Selbstverständlich können andere als die dargestellten Anregungen (Eingangssignale Ue), insbesondere nicht periodische sowie nicht rechteckförmigen Anregungen Verwendung finden. Beispielsweise kann eine dreieckförmige bzw. sägezahnförmige Anregung oder eine harmonische Schwingung als Anregesignal (Eingangssignal Ue) dienen.Different types of suggestions are in the 2a to 2c shown. 2a shows as input signal U e (t) a pulse excitation at the beginning of a measurement cycle. In this case, the actuating unit generates 7 a short sound pulse, for example an ultrasonic pulse. The sound becomes the wall 9 of the lid 4 stimulated to vibrate and in turn emits a sound wave. The sensor 8th then detects the response vibration of the wall 9 on the impulse. According to 2 B is through the operating unit 7 the wall 9 with a modified input signal U e (t) periodically excited. 2c describes an input signal U e (t) with variable amplitude, which can also be used in the implementation of the method. Of course, other than the illustrated excitations (input signals U e ), in particular non-periodic and non-rectangular excitations can be used. For example, a triangular or sawtooth excitation or a harmonic oscillation serve as the excitation signal (input signal U e ).

2d zeigt den Betrag |Ua(jω)| eines Ausgangssignal Ua(jω) als Spektrum. Statt der dargestellten Auswertung des Spektrums des Ausgangssignals können der zeitliche Verlauf der Antwortschwingung oder andere charakteristische Größen derselben ermittelt und analysiert werden. 2d shows the amount | U a (jω) | an output signal U a (jω) as a spectrum. Instead of the illustrated evaluation of the spectrum of the output signal, the time profile of the response vibration or other characteristic quantities thereof can be determined and analyzed.

Claims (16)

Verfahren zur Durchführung einer Vakuumprüfung an einer Verpackung, insbesondere in der Lebensmittelindustrie, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: – eine Wandung (9) der Vakuumverpackung (1) wird mittels einer Betätigungseinheit (7) zu Schwingungen angeregt; – die Schwingungen der zu Schwingungen angeregten Wandung (9) werden mittels einer Erfassungseinheit (8) messtechnisch erfasst zur Erzeugung eines Messsignals; aus dem Messsignal wird durch Abgleich mit Referenzdaten ein Qualitätsmaß bestimmt, wobei das Qualitätsmaß zu einem Vakuumisierungsgrad der Vakuumverpackung (1) korreliert und der Vakuumisierungsgrad ein Maß für eine Druckdifferenz zwischen einem Innendruck (PI) im Inneren der Vakuumverpackung (1) und einem von außen auf die Vakuumverpackung (1) wirkenden Außendruck (PA) ist.Method for carrying out a vacuum test on a packaging, in particular in the food industry, comprising the following method steps: - a wall ( 9 ) of the vacuum packaging ( 1 ) by means of an actuator unit ( 7 ) to vibrate; - the vibrations of the wall excited to vibrate ( 9 ) are determined by means of a registration unit ( 8th ) metrologically detected to generate a measurement signal; From the measured signal, a quality measure is determined by comparison with reference data, whereby the quality measure for a degree of vacuumization of the vacuum packaging ( 1 ) and the degree of vacuumization is a measure of a pressure difference between an internal pressure (P I ) inside the vacuum packaging ( 1 ) and one from the outside on the vacuum packaging ( 1 ) acting external pressure (P A ) is. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (9) der Vakuumverpackung (1) berührungslos zu Schwingungen angeregt wird.Method according to claim 1, characterized in that the wall ( 9 ) of the vacuum packaging ( 1 ) is excited without contact to vibrations. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (9) mittels eines Impulses zu Schwingungen angeregt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the wall ( 9 ) is excited to vibrate by means of a pulse. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (9) mittels eines Schallimpulses zu Schwingungen angeregt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the wall ( 9 ) is excited by means of a sound pulse to vibrate. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (9) mittels Ultraschall zu Schwingungen angeregt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the wall ( 9 ) is excited to vibrate by means of ultrasound. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingung der Wandung (9) berührungslos gemessen wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the vibration of the wall ( 9 ) is measured without contact. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingung der Wandung (9) durch einen Messfühler erfasst wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the vibration of the wall ( 9 ) is detected by a sensor. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung der Schwingung der Wandung (9) eine von der schwingenden Wandung (9) abgestrahlte Druckwelle erfasst wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that for measuring the oscillation of the wall ( 9 ) one of the swinging wall ( 9 ) radiated pressure wave is detected. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwingungsamplitude und/oder eine Schwingungsfrequenz der zu Schwingungen angeregten Wandung (9) als Messsignal erfasst werden.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that a vibration amplitude and / or an oscillation frequency of the vibrating excited wall ( 9 ) are detected as a measurement signal. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Qualitätsmaß anzeigt, ob ein vorgegebener Mindestvakuumierungsgrad genau erreicht und/oder überschritten und/oder unterschritten wird.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the quality measure indicates whether a predetermined Mindestvakuumierungsgrad reached exactly and / or exceeded and / or undershot. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumverpackung (1) zur Betätigungseinheit (7) und/oder zur Erfassungseinheit (8) ausgerichtet wird.Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the vacuum packaging ( 1 ) to the operating unit ( 7 ) and / or to the registration unit ( 8th ) is aligned. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Füllmenge der Vakuumverpackung (1) mit einem Lebensmittel (2) erfasst und auf ein Volumen des in der Vakuumverpackung (1) bevorrateten Lebensmittels (2) geschlossen wird.Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that a filling amount of the vacuum packaging ( 1 ) with a food ( 2 ) and to a volume of the in the vacuum packaging ( 1 ) stored food ( 2 ) is closed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllmenge durch Wiegen erfasst wird.Method according to one of claims 1 to 12, characterized in that the filling quantity is detected by weighing. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Wandung (9) eine Außenfläche der Vakuumverpackung (1) zu Schwingungen angeregt wird.Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that as a wall ( 9 ) an outer surface of the vacuum packaging ( 1 ) is excited to vibrate. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine einem Verschluss (4) der Vakuumverpackung (1) zugeordnete Wandung (9) zu Schwingungen angeregt wird.Method according to one of claims 1 to 14, characterized in that a closure ( 4 ) of the vacuum packaging ( 1 ) associated wall ( 9 ) is excited to vibrate. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine an das Vakuum angrenzende Wandung (9) der Vakuumverpackung (1) zu Schwingungen angeregt wird.Method according to one of claims 1 to 15, characterized in that a wall adjacent to the vacuum ( 9 ) of the vacuum packaging ( 1 ) is excited to vibrate.
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