WO2013004210A1 - Verfahren zur durchführung einer vakuumprüfung - Google Patents

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WO2013004210A1
WO2013004210A1 PCT/DE2012/000656 DE2012000656W WO2013004210A1 WO 2013004210 A1 WO2013004210 A1 WO 2013004210A1 DE 2012000656 W DE2012000656 W DE 2012000656W WO 2013004210 A1 WO2013004210 A1 WO 2013004210A1
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WO
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wall
vacuum
excited
vibrate
vacuum packaging
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PCT/DE2012/000656
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Becker
Hans-Jürgen HESSE
Original Assignee
Hesse & Knipps Gmbh
Kocos Messtechnik Ag
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Publication date
Application filed by Hesse & Knipps Gmbh, Kocos Messtechnik Ag filed Critical Hesse & Knipps Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/26—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
    • G01M3/32—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for containers, e.g. radiators
    • G01M3/3236—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for containers, e.g. radiators by monitoring the interior space of the containers
    • G01M3/3272—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for containers, e.g. radiators by monitoring the interior space of the containers for verifying the internal pressure of closed containers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/24—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations

Definitions

  • the invention relates to a method for carrying out a vacuum test on a packaging, in particular in the food industry.
  • a deformation of a wall of the vacuum packaging, in particular of the closure is usually measured as a result of the pressure difference.
  • 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.
  • Vakuumisierugsgrad is determined only indirectly.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the method comprises the following steps:
  • a wall of the vacuum package is excited to vibrate by means of an actuator unit
  • the oscillations of the excited to vibrate wall are detected by means of a detection means by measurement to generate a measurement signal;
  • the measurement signal becomes a quality measure by comparison with reference data
  • Vacuum packaging correlates and the degree of vacuum is a measure of a pressure difference between an internal pressure inside the vacuum packaging and an external pressure acting on the vacuum packaging external pressure.
  • 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.
  • 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).
  • 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 become.
  • the wall may be excited to vibrate by a pulse transmitted by the actuator unit.
  • the wall of the vacuum packaging is excited without contact to vibrate. This advantageously avoids damage to the vacuum packaging.
  • 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.
  • the wall of the vacuum packaging is excited by means of a pulse to vibrate.
  • the wall is spent on excitation by a momentary pulse in a characteristic, metrologically particularly meaningful and easy to detect waveform (natural mode).
  • a burst signal for example, a burst signal, d. H. a preferably resonant vibration excitation be provided with a fixed frequency.
  • a chirp i. H. several short signals with different frequencies (eg 60kHz, 57kHz, 50kHz) can be provided.
  • the wall of the vacuum packaging is excited by means of a sound pulse, in particular by means of an ultrasonic pulse to vibrate.
  • 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.
  • the response signal of the wall is measured without contact.
  • 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.
  • mechanically moving parts which are susceptible to wear and can contribute to contamination of food, are avoided.
  • the vibration of the wall is detected by a sensor.
  • the response vibration can be detected easily and reliably by means of a sensor.
  • Sufficiently robust measuring sensors are available as standardized components at low cost.
  • 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.
  • 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).
  • the time profile of the measurement signal in particular a decay of the oscillation amplitude or a shift of the natural oscillation or a change in the spectrum, can be detected and used to determine the degree of vacuumization.
  • a damping measure can be determined, which provides conclusions about the degree of vacuumization.
  • the quality measure indicates whether a predetermined remedyvakuummaschinesgrad reached exactly, exceeded or fallen below.
  • the quality measure simplifies testing and automating the process.
  • 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 discoursevakuummaschinesgrad is maintained.
  • the vacuum packaging is aligned with the actuating unit and / or the detection unit.
  • a higher reproducibility of the measurement signals and better comparability of the measurement signals with the reference data can be achieved by the alignment.
  • it ensures that the measurement is meaningful.
  • a sensor-generated signal "alignment of the vacuum packaging is done" can be used as a trigger for performing the vacuum test.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the filling quantity of the food is detected by weighing.
  • it is particularly easy to weigh the vacuum packaging with the food.
  • the weighing process can thereby be in the process of Vacuum test to be integrated.
  • the weight of the filled packaging often has to be determined anyway, with the result that existing weighing components of a filling installation can be used.
  • an outer surface of the vacuum packaging is excited to vibrate as a wall.
  • measuring the vibration of an outer surface of the vacuum packaging is particularly easy metrologically.
  • a closure of the vacuum packaging associated wall is excited to vibrate.
  • the closure of a vacuum packaging is easily accessible. This makes it easy to impulse the shutter and measure its response.
  • 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 measuring method because of their symmetry and vibration properties.
  • an adjacent to the vacuum wall of the vacuum packaging is excited to vibrate.
  • 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.
  • Figure 1 is a schematic representation of a measuring arrangement for carrying out a method according to the invention.
  • FIG. 1 shows an arrangement for carrying out a vacuum test on a vacuum packaging 1 for a foodstuff 2.
  • the foodstuff 2 is hereby stored in a cylindrical basic container 3 of the vacuum packaging 1.
  • the basic container 3 is closed with a serving as a closure of the vacuum package 1 screw 4.
  • a seal 5 is provided between the basic container 3 and the screw cap 4, a seal 5 is provided.
  • reduced relative to the external pressure P A is provided inside the vacuum packaging 1 educated.
  • the lid 4 yerformt the relation to the external pressure P A reduced réelledrueks P
  • In addition, a plastic - sometimes unbalanced - deformation of the lid 4 may be superimposed.
  • This pressure difference is a measure of a degree of vacuumization of the vacuum packaging.
  • the vacuum packaging 1 is first aligned by means of a stop 6 with respect to a pulse source (actuating unit) 7 and with respect to a sensor (detection unit) 8.
  • the horizontal wall 9 of the lid 4 is acted upon by an ultrasonic pulse.
  • the wall 9 of the lid 4 is excited to vibrate.
  • the measurement signals 8 are transmitted to a control unit, not shown, of the arrangement.
  • the measurement signals 8 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.
  • FIG. 2 a shows as an input signal U e (t) a pulse excitation at the beginning of a measurement cycle.
  • the actuating unit 7 generates a short sound pulse, for example an ultrasonic pulse.
  • the wall 9 of the lid 4 is excited to vibrate and in turn emits a sound wave.
  • the sensor 8 detects the response vibration of the wall 9 to the pulse application.
  • the wall 9 is periodically excited by the actuating unit 7 with a modified input signal U e (t).
  • FIG. 2 c describes an input signal U e (t) with a variable amplitude, which can also be used in carrying out the method.
  • non-periodic and non-rectangular suggestions can be used.
  • a triangular or sawtooth excitation or a harmonic oscillation serve as the excitation signal (input signal U e ).
  • FIG. 2d shows the amount
  • the time profile of the response vibration or other characteristic quantities thereof can be determined and analyzed.

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.

Description

Verfahren zur Durchführung einer Vakuumprüfung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung einer Vakuumprüfung an einer Verpackung, insbesondere in der Lebensmittelindustrie.
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.
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.
BESTÄTIGUNGSKOPIE 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.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Durchführung einer Vakuumprüfung an Vakuumverpackungen anzugeben, welches eine zuverlässige Messung des Vakuumisierungsgrads erlaubt.
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
Vakuum Verpackung 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.
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.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Wandung der Vakuumverpackung berührungslos zu Schwingungen angeregt. Vorteilhaft wird hierdurch eine Beschädigung der Vakuumverpackung vermieden.
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.
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.
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. 60kHz, 57kHz, 50kHz) vorgesehen sein.
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. 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 Vakuum Verpackung realisiert werden. Insbesondere wird auf mechanisch bewegte Teile, welche verschleißanfällig sind und zu einer Verunreinigung von Lebensmitteln beitragen können, vermieden.
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 Messfuhler stehen als standardisierte Bauelemente kostengünstig zur Verfügung.
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).
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.
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 vakuum isiert/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.
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.
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.
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.
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.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird als Wandung eine Außenfläche der Vakuumverpackung zur Schwingung angeregt. Vorteilhaft ist das Vermessen der Schwingung einer Außenfläche der Vakuum Verpackung messtechnisch besonders einfach.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird eine einem Verschluss der Vakuum Verpackung 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.
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.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Messanordnung zur Durchfuhrung eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
Figur 2 exemplarische Anregungen im Zeitverlauf
Figur 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.
Zum Schutz des Lebensmittels 2 ist im Inneren der Vakuumverpackung 1 ein gegenüber dem Außendruck PA reduzierter Innendruck P| ausgebildet. Je nach geometrischer Ausgesatltung yerformt sich der Deckel 4 des gegenüber dem Außendruck PA reduzierten Innendrueks P|. 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 P| kann zudem eine plastische - mitunter unsymmetrische - Verformung des Deckels 4 überlagert sein.
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 P| 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.
Unterschiedliche Arten von Anregungen sind in den Figuren 2a bis 2c dargestellt. Figur 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 Figur 2b wird durch die Betätigungseinheit 7 die Wandung 9 mit einem modifizierten Eingangssignal Ue(t) periodisch angeregt. Figur 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.
Figur 2d zeigt den Betrag |Ua(jG>)| eines Ausgangssignal Ua(ja>) 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.

Claims

Patentansprüche
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 (P|) im Inneren der Vakuumverpackung (1) und einem von außen auf die Vakuum Verpackung (1 ) wirkenden Außendruck (PA) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (9) der Vakuumverpackung (1) berührungslos zu Schwingungen angeregt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (9) mittels eines Impulses zu Schwingungen angeregt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (9) mittels eines Schallimpulses zu Schwingungen angeregt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (9) mittels Ultraschall zu Schwingungen angeregt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingung der Wandung (9) berührungslos gemessen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingung der Wandung (9) durch einen Messfühler erfasst wird.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
1 1. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumverpackung (1 ) zur Betätigungseinheit (7) und/oder zur Erfassungseinheit (8) ausgerichtet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Füllmenge der Vakuumverpackung (1) mit einem Lebensmittel (2) erfasst und auf ein Volumen des in der Vakuum Verpackung ( 1) bevorrateten Lebensmittels (2) geschlossen wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllmenge durch Wiegen erfasst wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Wandung (9) eine Außenfläche der Vakuum Verpackung (1 ) zu Schwingungen angeregt wird.
15. 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.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine an das Vakuum angrenzende Wandung (9) der
Vakuum Verpackung (1 ) zu Schwingungen angeregt wird.
PCT/DE2012/000656 2011-07-04 2012-07-01 Verfahren zur durchführung einer vakuumprüfung WO2013004210A1 (de)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9541537B1 (en) 2015-09-24 2017-01-10 Frito-Lay North America, Inc. Quantitative texture measurement apparatus and method
US9678015B2 (en) 2014-09-26 2017-06-13 Frito-Lay North America, Inc. Method for elemental analysis of a snack food product in a dynamic production line
US10070661B2 (en) 2015-09-24 2018-09-11 Frito-Lay North America, Inc. Feedback control of food texture system and method
US10107785B2 (en) 2015-09-24 2018-10-23 Frito-Lay North America, Inc. Quantitative liquid texture measurement apparatus and method
US10598648B2 (en) 2015-09-24 2020-03-24 Frito-Lay North America, Inc. Quantitative texture measurement apparatus and method
US10969316B2 (en) 2015-09-24 2021-04-06 Frito-Lay North America, Inc. Quantitative in-situ texture measurement apparatus and method
US11243190B2 (en) 2015-09-24 2022-02-08 Frito-Lay North America, Inc. Quantitative liquid texture measurement method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013209145A1 (de) * 2013-05-16 2014-11-20 Krones Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Umreifungsgebinden sowie Messanordnung zur Erfassung einer Bandspannung solcher Umreifungsgebinde

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2569273A1 (fr) * 1984-08-16 1986-02-21 Gasti Verpackungsmasch Gmbh Procede et dispositif pour controler l'etancheite de recipients fermes au moyen d'un couvercle ou analogue par scellement ou soudage
JPH0389132A (ja) * 1989-08-31 1991-04-15 Komatsu Ltd 真空密閉容器の検査装置
WO2008083670A1 (de) * 2007-01-10 2008-07-17 Sunload Gmbh Verfahren und vorrichtung zur prüfung von unterdruckisolierkörpern

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2569273A1 (fr) * 1984-08-16 1986-02-21 Gasti Verpackungsmasch Gmbh Procede et dispositif pour controler l'etancheite de recipients fermes au moyen d'un couvercle ou analogue par scellement ou soudage
JPH0389132A (ja) * 1989-08-31 1991-04-15 Komatsu Ltd 真空密閉容器の検査装置
WO2008083670A1 (de) * 2007-01-10 2008-07-17 Sunload Gmbh Verfahren und vorrichtung zur prüfung von unterdruckisolierkörpern

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9678015B2 (en) 2014-09-26 2017-06-13 Frito-Lay North America, Inc. Method for elemental analysis of a snack food product in a dynamic production line
US9541537B1 (en) 2015-09-24 2017-01-10 Frito-Lay North America, Inc. Quantitative texture measurement apparatus and method
US10070661B2 (en) 2015-09-24 2018-09-11 Frito-Lay North America, Inc. Feedback control of food texture system and method
US10107785B2 (en) 2015-09-24 2018-10-23 Frito-Lay North America, Inc. Quantitative liquid texture measurement apparatus and method
US10598648B2 (en) 2015-09-24 2020-03-24 Frito-Lay North America, Inc. Quantitative texture measurement apparatus and method
US10969316B2 (en) 2015-09-24 2021-04-06 Frito-Lay North America, Inc. Quantitative in-situ texture measurement apparatus and method
US11243190B2 (en) 2015-09-24 2022-02-08 Frito-Lay North America, Inc. Quantitative liquid texture measurement method

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