CN1043517C - 高频熔接装置和使用该装置的薄膜包装装置 - Google Patents

Abstract

在用电极夹持薄膜进行高频熔接的装置中，可以精确地检测电极的高频熔接状态，并且可以高精度地进行阻抗匹配调整等。晶体振荡电路A1的振荡输出由功率放大电路A2放大后，通过阻抗匹配电路E供给封接电极4。供给封接电极4的高频电能通过杂散电容ΔC被传感器30取出，经二极管D1整流检波并经电容器C1平滑后，作为直流电压在DC电压计31上进行指示。调整阻抗匹配电路E的可变电容器Vc的电容量时，通过使DC电压计31的指示电压为最大值，可以进行最佳的高频熔接。

Description

高频熔接装置和使用该装置的薄膜包装装置

本发明涉及连续地向夹持着薄膜重叠部分的一对高频电极供给高频电能特别适合于进行薄膜熔接的高频熔接装置和装配了该高频熔接装置的薄膜包装装置。

以往，在以食品及各种工业产品为内装物的薄膜包装领域，作为使薄膜重叠部分接合的方法，除了热板封接法和超声波封接法外，同时还广泛使用高频封接法。该高频封接法是基于夹在一对熔接用电极间的合成树脂薄膜由于介电损耗而自己发热，利用该热量使薄膜之间熔融进行熔接的。

以食品等为内装物的薄膜包装体的制造方法，包括使薄膜形成与内装物的形状或所希望的产品形状一致的筒状的工序和使形成了筒状的簿膜沿宽度方向的边缘之同相重叠的部分熔接，形成纵封接线的工序。这种制造方法是连续地在薄膜的边缘之间的重叠部分形成纵封接线的，所以，一对电极和其间挟持的薄膜所引起的电气负载的变动很小。因此，适合于采用对负载需要进行阻抗匹配的高频封接法。

作为制造薄膜包装体等所使用的高频熔接装置，通常采用图7所示的结构。

该高频熔接装置具有由高频振荡电路a及次级功率放大电路b构成的高频输出单元和阻抗匹配电路c。高频振荡电路a是由真空管8和LC(电感和电容)振荡单元9组合而成的，在该高频振荡电路a中，LC振荡产生的高频电能由功率放大电路b放大后，经阻抗匹配电路c供给到一对电极4和5之间。并且，连续地使被电极4和5挟持的两片薄膜1a,1b的重叠部分熔接。另外，用来检测高频功率的高频功率计d等测量器，通常设置在功率放大电路b和阻抗匹配电路c之间。

在上述薄膜包装体的制造中，进行了高频熔接的薄膜的重叠部分应呈最佳的封接状态，因此，必须对封接条件(温度、接触压力等)进行最佳调整管理。如果封接条件不合适，薄膜的加热温度太低时，薄膜之间的熔接不良；相反，薄膜的加热温度太高时，又会发生薄膜材料变质以及熔接部分的薄膜变薄的现象，从而会降低熔接强度。特别是像包装加工肉食品时那样，在进行薄膜包装后，进行加热杀菌，或者由于加热薄膜发生收缩时，在熔接强度降低的部分有可能发生密封不良或包装体破裂等现象。因此，对于这种薄膜包装体，必须调整和管理封接条件，以使薄膜之间以很高的强度熔接。

先有的高频熔接装置的封接条件的监视方法，是由操作者观测图7所示的高频功率计d的功率指示、或设置在高频振荡电路a中的真空管8的板极电流的检测值，或封接电极4上设置的氖管的辉度，凭经验和感觉进行监视的。

但是，和使用高频的其它技术领域例如金属及半导体的感应加热炉、生物体的介电加热(超小型加热器)等设备中的高频加热相比，在合成树脂薄膜之间的熔接作业中，薄膜重叠部分的介电损耗(tanδ)低，因此，存在负载阻抗大这一特有的问题。

于是，功率放大电路b的输出阻抗与熔接用电极部分的负载阻抗的差别很大。因此，即使使用阻抗匹配电路c，也很难使上述输出阻抗与负载阻抗完全匹配，从而，在食品等的薄膜包装中，实际上薄膜之间的高频熔接是在存在相当大的反射波功率和电磁波辐射引起的无效功率的条件下进行的。

在这种状态下，以上述高频功率计d的功率指示及真空管的板极电流值为指标时，不能充分进行薄膜之间的封接状态的控制、调整和监视。这是因为反射波功率和电磁波辐射的大小是电线及封接电极相对于地电位的杂散电容的函数，很容易发生变化。虽然与高频功率计一并设置反射率计，可以测量反射波功率，但是，很难定量地监视电磁波辐射的能量。另外，由于利用上述氖管进行的显示是目视观察辉度的方法，所以，指标的精度低，并且，难以再现曾经进行过的阻抗匹配的调整作业。

其次，由于图7所示的使用真空管8的高频振荡电路a是一种元件数量少、结构相对简单的电路，所以，可以以比较低的成本进行制造，另外，对于反射波及局部发热等瞬间应力，真空管具有良好的耐久性等特长。

但是，其反面是振荡频率取决于LC振荡单元9中的电感和电容，所以，必须高精度地进行电感和电容的设定，制造和调整很麻烦。另外，由于使用真空管8，所以，运输及安装时装卸麻烦，机械强度的耐久性差，并且，由于使用了真空管8，所以，从商用电力向高频变换的能量变换效率低。

因此，本发明者等人使用场效应晶体管(FET)代替真空管制造自激振荡电路，并把它装配到图7所示的薄膜高频熔接装置中，对其在薄膜高频熔接当中的适用性进行了研究。结果表明，即使使用场效应晶体管，但是由于电路还是具有取决于电感和电容的LC振荡单元9的自激振荡电路，所以，根据电极4和5以及挟持在其间的薄膜1，对负载阻抗进行阻抗匹配调整对，这种调整操作对振荡电路的振荡频率也有影响，每次必须对LC振荡单元9再进行调整。

在根据使用的薄膜的材质及厚度等必须总是保持阻抗区配的薄膜高频熔接装置中，每次进行阻抗匹配调整时，都会引起振荡频率发生变化，非常麻烦。为了可靠地进行薄膜包装作业，并且对外部不产生剧烈影响，这就要求交替地反复进行阻抗匹配调整和与根据电波法在工业应用中认可的对辐射频率进行调整相关连的作业。而且，这是一种很烦杂并且要求熟练技术的作业。

另外，先有的半导体式高频电源电路，是将商用电源的交流电进行整流后得到直流电的电路，但是，通常这种直流电对高频振荡电路和功率放大电路中的一个电路供给恒定电压，而对另一个电路则供给可变电压。因此，必须对高频振荡电路和功率放大电路分别设置电力供给路径，这样，整体结构将变得复杂。

本发明的目的就是要解决上述先有技术的问题，以便能在电极或其附近检测用于高频熔接而供给电极的高频，并且使阻抗匹配等能以很高的精度进行调整，且具有再现性。

另外，本发明的目的还在于能在薄膜高频熔接装置中使用具有场效应晶体管等半导体元件的高频振荡电路进行稳定的熔接作业，并且还可使电源电路的结构简单。

本发明者等人对上述薄膜之间的封接状态的控制、调整和监视方法中存在的问题进行了整理，为了解决这些问题，我们注意到必须精确地掌握供给负载的能量，因此，必须在高频电极的附近进行测量，并且最好从高压电极检测高频电压，从对电极供电的部分检测高频电流，最后产生了本发明。

即，在通过阻抗匹配电路从高频输出部分向一对高频电极间供给高频电能，对夹持在该高频电极间的薄膜的重叠部分进行高频感应加热从而进行熔接的高频熔接装置中，本发明的特征在于：首先设置了与上述一对高频电极的高压电极进行电容耦合的耦合部分和具有对从该耦合部分得到的信号进行整流的整流电路的检测测电路，利用该检测电路检测供给上述高频电极的高频电压；或者在将上述阻抗匹配电路与上述一对高频电极的高压电极相连接的馈电部分设置与其电感耦合的测管和具有对该测管输出的信号进行整流的整流电路的检测电路，利用该检测电路检测供给上述高频电极的高频电流。

另外，本发明的发明者等人，对于薄膜高频熔接装置，着眼于使用依靠晶体振子等振荡元件产生固有振荡并利用使用了场效应晶体管的漏极调谐电路等对该振荡进行调谐的他激振荡电路，代替先有的以LC振荡器为基础的自激振荡电路。并且发现如果采用试制的他激振荡电路，即使对熔接电极一侧的负载进行阻抗匹配调整，振荡频率丝毫也不发生变化，同时，供给的直流电压发生变化时振荡也不会停止，即使将电源电路的可变直流电同时供给高频振荡电路和功率放大电路，也可以以足够的变化调节幅度输出高频，从而可以简单地构成电源电路，降低制造成本。

即，本发明的高频熔接装置的特征是，高频输出部分由振荡电路和次级功率放大电路构成，振荡电路具有振荡元件和与该振荡元件的固有振荡进行调谐的调谐电路。

作为上述功率放大电路，例如，可以使用采用了场效应晶体管的推挽放大电路。

另外，设有一个输出电压可变的直流电源电路，将由该直流电源电路得到的可变直流电压分压后，可以同时供给上述调谐电路中设置的场效应晶体管和次级功率放大电路。

另外，本发明的薄膜包装装置设有将尺寸很长的带状薄膜形成筒状的成形部件，由该成形部件形成的筒状薄膜边缘之间的重叠部分利用上述任一高频熔接装置进行高频熔接，并且将内装物填充到形成的筒状薄膜的内部。

在上述方法中，供给一对熔接电极中的高压电极的高频电压由检测电路的耦合部分输出并整流后，例如表现为DC电压。或者供者高压电极的高频电流由测管检测并整流后，例如表现为DC电压。由于该DC电压基本上与供给熔接用的电极的高频电压或高频电流成正比，所以，只要一边监视着该DC电压，一边进行阻抗匹配调整等，就可以总是在最佳的条件下对薄膜进行高频熔接。

另外，在上述方法中，高频输出部分的振荡电路是利用晶体振子等振荡单元和漏极调谐电路等构成并利用调谐电路对振荡元件的固有振荡调谐后输出的他激振荡电路。由于从该他激振荡电路输出的高频振荡频率取决于振荡元件的固有振荡频率，所以，即使对熔接电极一侧的负载进行阻抗匹配调整，该调整也不会引起振荡频率变化，从而可以将稳定的高频电能供给熔接电极。

在使用了振荡元件的上述他激振荡电路中，即使供给构成漏极调谐电路的场效应晶体管的直流电压发生变化，高频振荡也不会停止，并且，即使将电源电路的可变直流电同时供给高频振荡电路和功率放大电路，也可以以足够的变化调节幅度输出高频。因此，可以使用单一的电源供给路径，从而可使电源电路的结构简单，降低整个装置的制造成本。

另外，在使用了这些高频熔接装置的薄膜包装装置中，使筒状包装薄膜的两层边缘之间熔接时，可以具有重复性地监视该熔接状态，并且可始终将熔接状态设定在最佳条件下，从而可以得到高质量的薄膜包装体。

下面，参照附图说明本发明的实施例。

图1是本发明的实施例，是向高频熔接电极供给高频电能的路径和高频功率检测部分的框图。

图2是表示晶体振荡电路具体结构的一个例子的电路图。

图3是表示熔接用的电极的支持机构的部分侧视图。

图4是表示高频功率检测部分的另一电路结构的电路图。

图5是作为使用薄膜高频熔接装置的机器的一个例子，表示连续填充包装装置的部分结构的斜视图。

图6是表示在筒状薄膜上利用部分封接线添加切割带的包装体的正面图。

图7是表示先有的高频电能供给路径的结构框图。

A-高频输出部分

A1-晶体振荡电路

A2-功率放大电路

B-高频功率计

E-阻抗匹配电路

F-直流电源电路

La-测管(线圈)

ΔC-耦合部分的杂散电容

D1,D2-检波用二极管

C1,C2-平滑电容器

1-薄膜

1a,1b-薄膜的边缘部分

3-形成部件

4-封接电极

5-地电极

6a,6b-进给辊

11-晶体振子

12-场效应晶体管(FET)

16-单心馈电线

17-滑动式变压器

21-分压器

30-传感器(检测电路)

31-DC电压计

图5是制造以香肠之类的食品为内装物的所谓炮弹型薄膜包装体的连续填充包装装置的一部分的斜视图。

在该连续填充包装装置中，尺寸很长的带状薄膜1经导向轴2a和2b引导到筒状成形部件3上。该成形部件3是利用例如板材形成的圆筒形状的部件，该板材的两个边缘部3a和3b相互重叠并具有微小间隔。薄膜1从成形部件3的上边缘折返进圆筒内表面，形成基本上和成形部件3的内表面形状一致的形状。这时，薄膜1的两个边缘部1a和1b被夹在成形部件3的两个边缘部3a和3b的重叠处的间隙之间，并且相互重叠在一起。

形成筒状后两个边缘部分1a和1b相互重叠的薄膜由设在下段的给进辊6a和6b连续地向下方送进，薄膜的边缘之间的重叠部分从封接电极4和地电极5之间通过。高频能量供给到这两个电极4和5之间，薄膜的上述重叠部分由于高频熔接而形成连续的纵封接线S。接着，加工的肉食品等内装物从填充咀7供给并填充到所形成的筒状薄膜的内部，填充了内装物的筒状薄膜进一步由设置在下段的分肉轮(图中未示出)进行分肉，然后，由结扎/切断机构(图中未示出)使用铝线等对分肉部分进行结扎并切断，形成香肠等炮弹型的薄膜包装体。

在这种进行高频熔接的装置中，能适用的薄膜1的材质有聚偏二氯乙烯类树脂薄膜。

图1是表示向上述连续填充包装装置的电极4和5提供高频电能的供给路径和高频功率检测部分的框图。

在高频电能的供给路径中，设有高频输出部A、高频功率计B、阻抗匹配电路E和直流电源电路F。

在上述高频输出部A中，包括作为高频振荡电路的晶体振荡电路A1和次级功率放大电路A2。晶体振荡电路A1是与晶体振子11的固有振荡频率进行调谐的他激振荡电路，作为晶体振子11的固有振荡频率，通常选择13.56MHz或27.12MHz等电波法规定的工业用辐射频率。

晶体振荡电路A1的结构如图2所示。该晶体振荡电路A1具有场效应晶体管(FET)12，晶体振子11连接在FET12的栅极G和地之间。可变电容器13和电感元件14并联在FET12的漏极D和地之间，构成漏极调谐电路。晶体振子11的基频，利用调整可变电容器13的电容量进行调谐后，作为振荡信号Vf输出。另外，从后面所述的直流电源电路F供给的可变直流电压Va加在FET12的漏极D和栅极G之间。

作为产生并得到固有振荡频率的振荡的振荡元件，除了晶体振子11外，还可以使用例如应用表面弹性波的SAW元件等。

作为功率放大电路A2，可以使用众所周知的采用FET的推挽放大电路，从晶体振荡电路A1输出的高频输出信号Vf被放大到高频熔接所需要的功率，通过同轴电缆15输送给高频功率计B。功率放大电路A2的放大倍数随直流电源电路F供给的直流电压值而变化。

高频功率计B是测量并指示从高频输出部A输出的高频功率的检测器，例如可以使用将检波高频功率的检波电路输出的信号指示为行波功率和反射波功率进而通过运算器作为反射率指示的大家所熟知的检测器，但是，本实施例中使用的是市售的通过型高频功率计。这种通过型高频功率计通过替换元件，可以改变检测范围，另外，不仅可以检测行波功率，而且通过改变元件的方向，还可以检测反射波的功率，很适合于本发明的高频熔接装置。

阻抗匹配电路E对挟持在一对熔接用电极4和5之间的薄膜1的重叠部分为基础的负载(更正确地说包括电极4、5及单心馈电线16的负载电路)与高频输出部A之间进行阻抗匹配，该电路是具有电感元件L和可变电容器Vc的L型阻抗匹配电路。阻抗匹配电路E和封接电极4及地电极5之间的间隔设定为装配机器时所容许的最短距离，阻抗匹配电路E和封接电极4之同通过上述单心馈电线16相连接。在该阻抗匹配电路E中，通过调整可变电容器Vc的电容量，进行阻抗匹配调整。

设功率放大电路A2的输出阻抗为Z_o，电极一侧的负载的阻抗为Z_i，该阻抗匹配电路E对该电路E的Q值和频率f之间的关系进行如下式1所示的设定调整。即 $Q=\sqrt{\frac{\mathrm{Zi}}{\mathrm{Zo}}-1},$ $L=\frac{\mathrm{Zo}\·Q}{2\mathrm{\πf}},$ $\mathrm{Vc}=\frac{Q}{2\mathrm{\πfZi}}$

直流电源电路F由滑动式变压器(自耦变压器)17、绝缘变压器18、整流电路19和平滑电容器20构成，滑动式变压器17可以对商用交流电进行变压；绝缘变压器18选择在由该滑动式变压器17变压后的电压为最大时直流电压也超不过一定值的变压器。利用该直流电源电路F可以得到由整流电路19整流并且由平滑电容器20平滑过的直流电压，但是，该直流电压V可以利用滑动式变压器17调节变化。

在供给由直流电源电路F得到的直流电的路径中，设有分压器21，直流电压V由分压器21按指定的比例进行电阻分压。经过分压后的一个直流电压Va如图2所示，加到晶体振荡电路A1中的FET12的漏极D和栅极G之间。经同样分压后的直流电压V_b加到设在功率放大电路A2中的FET的漏极和栅极之间。

即，在本实施例中，在直流电源电路F中可利用滑动式变压器17调节变化的直流电压经分压后，不仅可以供给功率放大电路A2中的FET，而且可以供给晶体振荡电路A1中的FET12。通过调节改变该直流电压V，可以调节改变功率放大电路A2的放大倍数，但是，可以确认，这时晶体振荡电路A1并不会停止振荡，功率放大电路A2具有足够的输出调节幅度。

另外，晶体振荡电路A1不会由于上述阻抗匹配调整而引起振荡频率发生变化，显然可以得到稳定的振荡。

下面，说明高频功率检测部分的结构。

上述连续填充包装装置所使用的封接电极4和地电极5的支持结构如图3所示。

地电极5设置在形成圆筒状并且连续地向下方传送的薄膜1的边缘部1a和1b的重叠部分的内侧，并且接地。封接电极4从外侧与薄膜1的边缘1a和1b的重叠部分相对，通过安装螺钉23和24固定在绝缘用的陶瓷基板25上。从上述阻抗匹配电路E接出的单心馈电线16接在安装螺钉24的连接端子上，与封接电极4保持电气连接。

另外，上述陶瓷基板25通过安装螺钉27和28固定在金属支持板26上，包括检测电路在内的传感器30设置在上述陶瓷基板25上，并且通过上述安装螺钉27进行固定。上述金属支持板28接地，金属支持板26和地电极5的电位设定得大致相同。具体地说，就是该金属支持板26安装在包装装置的台架上安装的大家熟知的电极间距离调节装置上或者接触压力调整装置上。

检测供给封接电极4的高频电能的电压值用的传感器30，是装在屏蔽盒内的小电路板，该屏蔽盒通过上述安装螺钉27与金属支持板26导通接地。

在传感器30内的小电路板上，如图1所示，装配有电阻R1、平滑电容器C1和二极管D1等电子元件，构成检测电路。在传感器30上设有检测片32，该检测片32与封接电极4接近并通过空间与封接电极4相对。图1和图3所示的ΔC是检测片32和封接电极4之间的杂散电容。

如图3所示，作为电压指示器的DC电压计31与上述传感器30连接。图1的Rx是可变电阻，用于调节灵敏度。如图3所示，用于调节灵敏度的旋转操作旋扭31a设在上述DC电压计31上。通过操作该旋转操作旋扭31a，可以改变上述可变电阻Rx的电阻值，这样便可调节DC电压计31检测电压的灵敏度。

下面，说明高频功率检测部分的动作。

加在封接电极4上的高频电压被杂散电容ΔC和电阻R1的阻抗进行分压。并且，分压后在电阻R1上感应的高频电压由二极管D1进行整流，由电容器C1进行平滑，最后，由DC电压计31作为直流电压进行指示。这时，通过利用上述旋转操作旋扭31a改变可变电阻Rx的电阻值，可以调节DC电压计31检测电压的灵敏度。

上述DC电压计31上所指示的DC电压，与封接电极4和地之间的高频电压V_o成正比。因此，通过监视DC电压计31指示的DC电压，便可知道供给封接电极4的高频电压的强弱。另外，利用阻抗匹配电路E进行阻抗匹配调整时，当阻抗匹配调整的调谐频率与晶体振荡电路A1的振荡频率一致时，封接电极4的高频电压V_o为最大。

因此，调整阻抗匹配电路E的可变电容器Vc的电容量时，通过寻找DC电压计31的指示电压为最大值的调整点，便可使封接电极4的高频电压V_o达到最大，从而可以最有效地对薄膜1进行高频感应加热。

下面，说明上述薄膜的高频熔接装置的初始调整和运转时的调整作业。

初始调整：

①将薄膜1的边缘部1a和1b的重叠部分夹在封接电极4和地电极5之间，驱动给进辊6a和6b，向下方连续地送进薄膜1。

②调节直流电源电路F的滑动式变压器17，使直流电源电路F输出的直流电压V逐渐地上升，通过提高该直流电压V，高频输出部分A输出的高频电能也逐渐地升高，利用高频功率计B监视这种变化。这时，在DC电压计31的指针摆动很小的时刻，停止调节滑动式变压器17。

③调整阻抗匹配电路E的可变电容器Vc，使DC电压计31的指示电压为最大值。这时，高频输出部分A的输出阻抗Z_o和电极一侧的阻抗Z_i已相互匹配，运到了可用电极最有效地对薄膜1进行高频感应加热的状态。

④然后，目视观察在薄膜1上形成的纵封接线S(参见图5)的形成状态，并通过调节滑动式变压器17，调节高频电压V_o，以便得到最佳的封接状态。

在完成了上述④的调整时，将DC电压计31的指示电压作为以后的作业基准值。并且，把这时的高频功率计B的功率指示作为参考值。

运转时的调整：

在进行了上述初始调整之后，只要是进行相同产品的薄膜熔接，进行以下的运转调整就足够了。

①将薄膜1夹在封接电极4和地电极5之间，利用给进辊6a和6b的转动向下方连续地送进薄膜1。

②调节滑动式变压器17，使DC电压计31的指示电压与上述初始设定中得到的基准值一致。

通过上述作业，经常可以重复相同的熔接密封状态，从而可以始终保持薄膜的熔接质量均匀不变。

另外，当变更所使用的薄膜的种类和厚度尺寸时，电极一侧的阻抗Z_i也发生变化。这时，重新进行上述初始设定，以能获得最佳封接状态时的DC电压计31的指示电压为新的基准值，在其后的运转中，只要调节滑动式变压器17使DC电压计31的指示为该基准值就行了。

高频功率检测部分的结构不限于图1所示的结构，也可以采用图4所示的结构。

在图4所示的结构中，线圈式测管La绕在从阻抗匹配电路E延伸到封接电极4的单心馈电线16上，高频电能的馈电经16与测管La进行电感耦合。该测管La的耦合点设在尽可能靠近封接电极4的位置。

设上述测管La线圈效为T匝，通过单心馈电线16的高频电流为I，则在测管La回路中感应出i=I/T的高频电流。检测该检测电流i通过可变电阻Rx时的电压，并由二极管D2进行整流，然后由平滑电容器C2平滑后，便可在DC电压计31上指示出直流电压。

该电压计31的DC电压指示与通过单心馈电线16和封接电极4的高频电流值I成正比。另外，当利用阻抗匹配电路E达到阻抗匹配时，上述高频电流最大，因此，DC电压计31的指示电压也达到最大值。所以，只要调整阻抗匹配电路E的可变电容器Vc，使该DC电压计31的指示达到最大，便可获得最佳的高频熔接。

下面，介绍使用本发明的高频熔接装置进行的薄膜包装试验和得到的包装体的性能试验结果。

使用改造过的具有图1所示的半导体式高频熔接装置和高频电压检测装置的装置代替自动填充包装装置(商品名为[KAP]，吴羽化学工业株式会社制造)的先有的高频熔接装置，将聚偏二氯乙烯类树脂薄膜(商品名为吴羽纶(クレハロン)，厚40μm宽70mm，吴羽化学工业株式会社制造)供给该装置，按照本说明书所述的方法制造了筒状包装体。

首先，不填充内装物，也不进行铅丝结扎，只将薄膜形成筒状并在封接线S上连续地进行纵封接线熔接作业。将得到的筒状袋按指定的长度切断，进行性能试验。将筒状袋的样品的一端密封，从开口的另一端逐渐地提高空气地压力，从0提高到1.5kgG/cm²，进行耐压试验。分别对10个样品进行了这种耐压试验。结果，完全没有发生封接线S剥离或者从封接线S漏气等问题，试验表明至少可以形成耐压达1.5kgG/cm²以上的封接线。

其次，使用绞碎的鱼肉制造了直径约20mm长度150mm的炮弹型香肠包装体。将100根该包装体装入耐压容器内，进行热水温度为120℃、15分钟(内压为2kgG/cm²)的蒸馏杀菌试验。结果，全部包装体没有发生破裂或任何异常现象。

如上所述，本实施例的高频功率检测电路，是在高频电极附近如图1所示的检测高频电压或者如图4所示的检测高频电流的拾波电路，作为其结果所得到的检测输出与加在高频电极上的高频电压或通过该高频电极的高频电流相对应，但是，只不过是相对值。当然，如果进行适当的校正，也可以得到绝对值，但是，从控制和监视薄膜的熔接状态这一检测电路的真正目的考虑，可以说相对值和绝对值之间没有本质的差别。重要的问题倒是在作为电绝缘体的很薄的合成树脂薄膜因感应而引起内部发热所进行的高频熔接时，与感应加热炉及生物体加热相比，由于负载阻抗非常大，所以，即使利用阻抗匹配电路使其与高频电源(高频输出部分)的内部阻抗的巨大差别得到最高的匹配，从图1中的单心馈电线16及封接电极4等以电磁波的形式辐射的无效电磁波能量及反射波能量也会上升到相当的量值，高频功率计B只能得到与封接状态不对应的不确实的功率值，并且，还非常容易受到外部环境的影响。

本发明提供了解决上述问题的方法，由于是在高频电极的附近检测高频电压或高频电流，上述辐射能量及反射波能量没有太大影响，可以更现实并且更正确地控制和监视薄膜的熔接状态。另外，若同时使用本发明的高频电压检测电路(图1)和高频电流检测电路(图4)，利用能算出它们的输出之积的运算器，还可以检测高频功率。

在上述实施例中，说明的虽然是将卷成图5所示的圆筒状的包装用的薄膜1的边缘部1a和1b的重叠部分进行高频熔接的情况，但是，这种高频溶接装置也适用于例如未形成圆筒状等单纯的带状薄膜的情况，将两张这种薄膜平面式的重叠起来，对该重叠部分连续地进行高频溶接。

另外，在图5所示的实施例中，是利用填充咀了连续地向筒状的薄膜1内填充加工食品的，但是，本发明的薄膜包装装置不限于这种连续填充装置，也能适用于例如在薄膜形成筒状之后，将固体状的食品等装入其内部，在插入该内装物的位置将薄膜压成扁平状进行熔接密封，然后通过加热使簿膜发生收缩。这时，内装物不限于食品，例如也可以是工业产品等。

图6是日本国内公开专利、与平成1年(1989年)第153470号公报中的与图1所示相同的炮弹型色装体。在该色装体的制造过程中，在和图5一样的装置中，薄膜1的边缘部1a和1b重叠后，利用电极4和5进行高频熔接，形成纵封接线S。与此同时，沿筒状袋的全长，添加宽度很小的切割带35，利用与图5所示的电极4和5不同的另外设置的封接电极和地电极将切割带35和包装体的薄膜1部分进行高频熔接，形成部分封接线S1，然后，将内装物填充到该筒状带内，按指定间隔分段，并利用铅线36进行结扎。

在制造这种包装体对，可以同时进行在簿膜边缘部的重量部分形成纵封接线S的熔接(主封接)和在切割带35与薄膜1上形成部分封接线S1的熔接(切割带熔接)。

这种连续地形成纵封接线S的主封接用的高频熔接装置和间歇式地振荡形成部分封接线S1的切割带封接用的高频熔接装置同时运转时，应采取如下措施，即，

(a)尽可能将两对高频电极分离开设置；

(b)将两对高频电极沿筒状薄膜的半径方向错开90。设置；

(c)使高频电源的振荡频率不同；但是，即使如此，在使用辐射能量及反射波能量大的先有的真空管式高频熔接装置周期性地供给切割带封接用的高频时，通常会干扰主封接用的高频，从而使主封接用的高频强度减弱。巧妙地调整这种干扰使两者共存，是一种需要熟练的技术和时间的艰苦作业。但是，将本发明的高频熔接装置作为主封接和切割带封接使用或者至少作为主封接使用时，两种封接用的高频所残留的若干干扰现象几乎不必进行调整，可以总能稳定地形成纵封接线S和部分封接线S1。因此，对于制造图6所示的包装体，本实施例是一个非常理想的实施状态。

按照本发明，由于是在对薄膜进行高频熔接的电极或其附近检测高频得到与高频电压或高频电流成正比的检测值的，所以，可以进行与实际的薄膜熔接状态相对应的检测。利用与该高频电压或高频电流对应的检测值可以正确地监视薄膜的熔接状态，并且，根据该检测值可以高精度地进行高频输出部分的输出阻抗和电极的负载阻抗的匹配调整等，从而能始终重复最佳的熔接状态。

另外，按照本发明，由于设在高频输出部分中的高频振荡电路是由晶体振子等振荡元件和与该元件的固有振荡频率进行调谐的调谐电路构成的他激振荡电路，所以，即使对熔接用的电极一侧的阻抗进行匹配调整时，振荡频率也总是很稳定的，因此，不需要随时调整高频振荡电路。

另外，按照本发明，通过利用推挽放大电路构成功率放大电路，可以用小型的电路进行稳定的高频放大。

另外，按照本发明，利用直流电源电路输出的可变直流电压调整功率放大电路的放大倍数时，即使将该可变直流电压直接供给高频振荡电路，高频振荡也不会停止。这样，通过将可变直流电压同时供给高频振荡电路和功率放大电路，可以只设置一个直流电源电路，从而可以使装置的结构简单，降低制造成本。

另外，按照本发明的薄膜包装装置，由于使用上述高频熔接装置可以调整到重复性好、精度高的熔接条件，所以，可以便制造的薄膜包装体的熔接质量总是保持最佳状态。

Claims (8)

1．一种薄膜高频熔接装置，即通过阻抗匹配电路从高频输出部分向一对高频电极间供给高频电能，对夹持在该高频电极间的薄膜的重叠部分进行高频感应加热从而进行熔接的高频熔装置，其特征为：设有与上述一对高频电极的高压电极进行电容耦合的耦合部分和具有对从该耦合部分得到的信号进行整流的整流电路的检测电路，利用该检测电路检测供给上述高频电极的高频电压。

2．一种薄膜高频熔接装置，即通过阻抗匹配电路从高频输出部分向一对高频电极间供给高频电能，对夹持在该高频电极间的薄膜的重叠部分进行高频感应加热从而进行熔接的高频熔接装置，其特征为：在将上述阻抗匹配电路及上述一对高频电极的高压电极相连接的馈电部分设有与其电感耦合的测管和具有对该测管输出的信号进行整流的整流电路的检测电路，利用该检测电路检测供给上述高频电极的高频电流。

3．一种薄膜高频熔接装置，即通过阻抗匹配电路从高频输出部分向一对高频电极间供给高频电能，对夹持在该高频电极间的薄膜的重叠部分进行高频感应加热从而进行熔接的高频熔接装置，其特征为：上述高频输出部分由振荡电路和次级功率放大电路构成，振荡电路具有振荡元件和与该振荡元件的固有振荡进行调谐的调谐电路。

4．按权利要求3所述的薄膜高频熔接装置的特征是：功率放大电路是推挽放大电路

5．按权利要求3或4所述的薄膜高频熔接装置的特征是：设置一个可使输出电压改变的直流电源电路，将从该直流电源电路得到的上述直流电压进行分压后，供给上述调谐电路中设置的场效应晶体管和功率放大电路。

6．一种薄膜包装装置，配备有成形部件、高频熔接装置和充填装置，成形部件用以将长尺寸的带状薄膜制成筒状，高频熔接装置用以将筒状薄膜边缘彼此重叠的部分高频熔接起来，充填装置用以往筒状薄膜内部充填内装物，其特征在于，所述高频熔接装置通过阻抗匹配电路从高频输出部分给一对高频电极之间提供高频电能，对夹持在所述高频电极之间薄膜的重叠部分进行高频感应加热从而进行熔接，设有一个检测电路，检测电路有一个耦合部分和一个整流电路，耦合部分与所述一对高频电极的高压侧电极电容耦合，整流电路对从所述耦合部分得出的信号进行整流，所述检测电路检测加到所述高频电极的高频电压。

7．一种薄膜包装装置，配备有成形部分，高频熔接装置和充填装置，成形部件用以将长尺寸的带状薄膜制成筒状，高频熔接装置用以将筒状薄膜边缘彼此重叠的部分高频熔接起来，充填装置用以往筒状薄膜内部充填内装物，其特征在于，所述高频熔接装置通过阻抗匹配电路从高频输出部分给一对高频电极之间提供高频电能，对夹持在所述高频电极之间薄膜重叠的部分进行高频感应加热从而进行熔接，设有一个检测电路，检测电路有一个测管和一个整流电路，测管与馈电部分电感耦合，所述馈电部分将所述阻抗匹配电路和所述一对高频电极的高压侧电极连接起来，整流电路对所述测管来的信号进行整流，所述检测电路检测加到所述高频电极的高频电流。

8．一种薄膜包装装置，配备有成形部件、高频熔接装置和充填装置，成形部件用以将长尺寸的带状薄膜制成筒状，高频熔接装置用以将筒状薄膜边缘彼此重叠的部分高频熔接起来，充填装置用以往筒状薄膜内部充填内装物，其特征在于，所述高频熔接装置通过阻抗匹配电路从高频输出部分给一对高频电极之间提供高频电极，对夹持在所述高频电极之间薄膜的重叠部分进行高频感应加热从而进行熔接，所述高频输出部分由振荡电路和次级功率放大电路构成，振荡电路具有振荡元件和调谐到所述振荡元件的固有振荡的调谐电路。

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