CN1128347C - 软包装测试装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种软包装测试装置和方法，用于对半成品和成品软包装进行封口拉力及穿漏检测，包括有控制箱，半配器，全配器，其半配器和全配器都是盒体结构，分别用于将半成品和成品软包装置于其内进行检测，控制箱利用从压力气源引入压力气体，通过控制箱输至被检测样品M和N，自动测量记录和分析返回的气体气压，取得检测结果，该装置用于软包装食品，医疗用品生产商或有关包装物料供应商，使软包装产品质量和安全得到良好的保障。

Description

软包装测试装置和方法

本发明涉及一种对食品包装的半成品和成品进行封装检测的装置和方法，特别是涉及一种软包装封口的成品和半成品进行检测的装置和方法。

自70年代开始，美国已开发出用多层复合材料(塑料及金属薄膜)以包装食品。由于生产技术开发及用料的改进，直至近数十年才开始在市场上较为普遍。但在质量管理方面，尤其是对包装封口的安全性能的检测认定，却仍采用分段测试的方式，来检测其封口是否有破裂等。

软包装封口测验仪是针对上述情况而开发的。能全面测试出半成品及成品封口的完整性及薄弱处，为食品制造业、医疗用品工业的质量管理上提供进料、生产及成品更完善的检验方法，以提高产品安全性及可靠性。

世界专利WO98/25120号只是针对不能用加热杀菌的医疗用具而设置的，采用不同的原理及设计。美国专利US5226316号为一利用应力传感器的线上测试组合，必须要与生产线上设备整体设计配合才能用上。制做成本高昂。美国专利US4951496号是用真空空箱及抽真空以测漏。况且上述各专利均只测漏，对成品及半成品(三边封口，一边开口)封口的可靠性未能起作用。

因此，一种对软包装封口的成品和半成品进行检测及对该包装的最大强度进行检测的装置是十分需要的。

本发明的目的在于提供一种对软包装封口的成品和半成品利用气压进行检测及对该包装的最大强度进行测量的装置和方法。

本发明的目的是这样实现的，即提供一种软包装测试装置，用于对半成品和成品软包装进行封口拉力检测、穿漏检测和最大强度测量，该装置包括有控制箱，半配器和全配器，其中，半配器是一盒体结构，用于将半成品软包装物样品M置于其中进行检测，全配器也是一盒体结构，用于将成品软包装物样品N置于其中进行检测，控制箱利用从压力气源Y引入的压力气体，通过控制箱输至被检测样品M和N，自动测量记录和分析返回的气体气压，取得检测结果，该控制箱主要包括有与半配器连通的减压阀，压力表、与全配器连通的残压表、释放阀、中央控制器CPU、测量种类选择开关，其中，减压阀与压力气源相连通，用于减低和调节从压力气源输入的压力气体；压力表与该减压阀相连通，以指示输入至被测软包装的气体压力；残压表与释放阀相连通，以指示从被测软包装中输出的气体压力；中央控制器CPU主要与减压阀、释放阀、测量种类选择开关相连接，以按预定程序输入指令和测量数据进行控制操作和记录分析，释放阀用于释放输出的气体，测量种类选择开关用来选择被测项目，与中央控制器CPU相连接的各部分，向中央控制器CPU输送数据和指令，以及根据中央控制器CPU的指令进行操作。

本发明还提供一种检测成品及半成品软包装封口拉力和穿漏的方法，其采用上述的测试装置，采用向被测样品输入压力气体和收集从被测样品中流出的气体，对输入和流出的气体进行一定时间的压力测量，数据收集和数据分析，从而得出测量结果的方法其中，是将被测试半成品软包装样品及成品软包装样品分别放入半配器和全配器中，由该压力气源提供给该控制箱一定压力的气体，先经该减压阀减压，由该压力表显示减压后的气体压力，该CPU进行程序控制和数据分析并按预定程序控制该减压阀工作，该压力气体经该控制箱进入该半成品软包装样品M及成品软包装样品N并被充满后，又流回该控制箱中，并由该残压表测出气体压力，然后将所得数据及时传给该CPU，由该CPU根据预定程序和所得数据进行程序控制，从而得出半成品软包装样品M拉力和软包装样品N穿漏的测量结果。

本发明的解决方案是，对半成品软包装物和成品软包装物分别采用不同的装配器(测试盒框)，使软包装在测试时定形，利用带有测量和控制仪表的控制箱和输气罐向软包装物内充以一定压力的空气和对从该包装物内的出气压力进行测量，实现对软包装物的封口检测和对该包装物的最大封口强度的测量。

本技术方案的原理是，一是测试封口拉力；要测试封口能否达到已制订的标准，我们采用半成品配用半配器，或成品配用全配器及适配器，通过控制箱的程序操作，向目标容器内加气压，容器本身内部所受到的压力与表面张力是成正比的，[而其表面张力的计算，是以内部压力(重量/平方面积)除以容器的内部总面积]。而容器所能抵受多大压力，取决于容器本身材料及其接口的强度，在设定的时间内，能否抵受该拉力(压力)，没有被拉破或损坏。因此，我们能利用压力及时间的设定，作为测试容器接口拉力的基础。二是测试穿漏；在目标容器内加入气压，如果容器是密封的话，而外围环境因素没有改变的话，其内压是不会变动的。但如果容器不是密封，例如封口不良，或有砂孔，则其内压就会因气压外漏而下降。因此，利用向容器内加入气压后，静止观察容器内压力有否下降，可以测试到容器是否有漏洞。基于在封口拉力测试时已向容器内加入气压，而在测试标准拉力后，只要该控制箱在停止输入气压后能闭气不放，就可以从保持压力的仪表中观察压力有否改变，从而判断容器是否有漏。而如果有漏，其起始内压越大，压力下降越快，越易看到。同样，如果没有漏，其内压应维持在起始压力不变。

下面结合附图，详细说明本发明的实施例，其中：

图1是本发明检测装置的原理图；

图2是本发明检测装置检测半成品软包装的半配器结构说明图；

图3是本发明检测装置的检测半成品软包装时封口特点说明图；

图4是本发明检测装置的检测半成品软包装时的情形说明图；

图5是本发明检测装置的检测成品软包装的全配器结构说明图；

图6是本发明的检测装置的检测成品软包装全配器与快速接头相配合的情形说明图；

图7是本发明检测装置的检测成品软包装的全配器测试情形说明图；

图8是本发明检测装置控制箱的面板布设的举例说明图；

图9是本发明检测装置控制箱内部构成的说明图；

图10是本发明检测装置检测半成品软包装时的说明图；

图11是本发明检测装置检测成品软包装时的说明图。

参阅图1，图1是本发明装置的主要构成的方框图和原理说明图。图中，本装置主要包括控制箱1，半配器2，和全配器3，被测试半成品软包装样品(或样本)M及成品软包装样品(或样本)N，分别放入半配器2和全配器3中，压力气源V经控制箱1减压和被记录后，分别通过入气管2a，3a(见图10和图11)入气，通过出气管2b，3b出气，通过对入气气压和出气气压的记录和分析，可检测出被测软包装物的封口拉力，穿漏情形，也可测试最大封口拉力。

控制箱1主要包括减压阀1-1，压力表1-2，入气记录仪1-3，中央控制器(CPU)1-4，残压表1-5，释放阀1-6，分析记录仪1-7，时间选择单元1-8，测量种类选择开关1-9。有一定压力的气体从压力气源Y输至控制箱1，先经减压阀1-1减压，压力表1-2显示减压后的气体压力，该压力由入气记录仪1-3所记录，CPU1-4进行程序控制和数据分析，按预定程序控制减压阀1-1的工作，压力气体经入气管2a进入半成品软包装M，经入气管3a进入成品软包装N，进入软包装的气体分别经出气管2b和3b流出，流回至控制箱1中，残压表1-5测量出来的气体压力，该压力经分析记录仪1-7分析记录，并将所得数据及时传给CPU1-4，由CPU1-4根据预定程序和所得数据进行程序控制，出来的气体经残压表1-5后经释放阀1-6释放至大气之中。

时间选择单元1-8是由操作者选择检测时间的长短，例如是3分钟，还是10分钟，等等，选择结果被输入CPU1-4用于控制，如操作者未加以选择，CPU1-4中设有标准时间段对应标准操作或常规操作。

本发明的装置可以进行三种测量，即封口拉力，穿漏，最大张力(封口拉力)测定等三类项目，为此，控制箱1中设置了测量种类选择开关1-9，每次可以选择一个种类的检测项目。该开关与CPU1-4相连接，将选择结果输至CPU1-4，供CPU进行操作控制。

至于半配器2及全配器3的构造和功能，由下面的附图进行进一步说明。

参阅图2，图2是本发明的重要部件之一，即检测半成品软包装的半配器2的一结构实施例说明图，它是一个像桌子抽屉一样的盒子2-1，一旁开口，四面是板，半成品软包装的样品M放在四面是板的盒子中，该盒子也可以三面是板，其两侧立面有相对的凹槽，可使压力板2-3插入，放入样品M后再加上最上面的压力板2-3，盒子2-1的宽度大于被测样品M的宽度，该半成品软包装开口的一边(其余各边已密封好)朝外，图中是在加压梁2-2的下面，加压梁2-2是一长的有一定宽度的条状结构，通过对加压梁2-2施加压力P，可使软包装的开口的一边封接。

半配器2的作用之一，是当向样品M充以压力气体时，样品M的膨胀范围是被半配器2的四壁空间所限制。

参阅图3，图3是从入气出气的一侧观看半配器2的结构，半成品软包装样品M的上下两层在中间被加入了菱形气管座2-4，管座上有两个相互隔开的内外通气的气管咀，使用时这两个气管咀分别连接入气管2a和出气管2b，加压梁2-2与下托梁2-5相对，中间各有与菱形气管座相应的凹切部位，样品M的上下两层密封垫夹在加压梁2-2和下托梁2-5之间，检测时，被施以压力P，使样品M的开口边被密封，形成含有菱形气管座2-4的封口，该菱形气管座2-4上开有相隔开的入气孔和出气孔，即入气出气要靠菱形气管座2-4上的两个通孔。下托梁2-5下面是半配器2盒子的底板。

参阅图4，图4所示是半成品软包装在被检测时的情形，样品M被装在半配器2的盒子，用压力P通过加压梁2-2将样品M的开口密封，菱形气管座2-4被封压在中间，通过入气管2a入气后，气体的压力使软包装鼓起，如图中粗黑线所示的样品M鼓起来时的形态，到达一定压力后气体从出气管2b流出，经控制箱1进行测量，测试封口拉力，或检测有无穿漏，或测定最高承受拉力。

参阅图5，图5是适用于成品软包装检测用的全配器3的构成说明图，包括有套体3-1，各种厚度的垫板3-2，作为套体3-1上盖的压力板3-3，以及适配器3-4和密封片3-5，全配器3的这种容纳成品测试样品的盒式结构与检测半成品软包装的半配器2的盒式结构基本相同，即套体3-1是个没有上盖和堵头的盒子，其作为上盖的压力板3-3当要检测时要从套体的相对凹槽中插入，垫板3-2是放在套体3-1内的底面之上，以适应不同大小厚度的成品软包装样品放在垫板3-2和压力板3-3之间进行检测。对成品软包装的检测是破坏性的，该软包装被检测后不能再用。采用双面胶的密封片3-5，它是中间有通孔的薄片，两面有粘胶，一面粘贴在成品软包装的样品N上，另一面粘贴在适配器3-4上，适配器3-4下面是带孔的圆片和在上的一个气管构成，用于进气出气，适配器3-4粘贴在密封片3-5上，从而与样品N连在一起，在压力板3-3上适当位置有一直径略大于适配器3-4的气管通孔，将该气管从压力板3-3上的通孔中穿出，再将压力板3-3和因而连在一块儿的样品N等从套体3-1的相对凹槽中插入，再插入适当厚度的垫板3-2，对成品软包装样品N的检测前装配就基本完成了，本图中的各部件的结构构成和作用也清楚地说明了。

参阅图6，图6是已将被检测的成品软包装的样品N装配好准备检测时的状况，为了气体的输入入气和出气，本装置采用了三通接口3-6，如图中所示，其一个接口插入适配器3-4的气管，接头密合以防止漏气，另外两个接口分别接入气管3a和出气管3b，采用三通接口3-6进行快速连接是本装置的全配器3-6的一个结构特点。

参阅图7，图7所示为成品软包装样品N被进行检测时的结构和状况说明图，图中，样品N装入套体3-1中后，用针从适配器的气管中穿入将样品N刺破，以便使压力空气进入样品N中及从样品N中流出，接入三通接口3-6，从三通接口3-6的上方的两个接口中的一个输入压力气体，图中所示是从左边的接口中输入，而从右边的接口流出的气会流回控制箱1，经控制箱1中的仪器记录和分析。图中所示，软包装样品N被输入压力空气后向左右两边膨胀，形成最大体积，图中也清楚地示出了全配器3的构成，包括套体3-1，垫板(有薄的有厚的)3-2，压力板3-3，适配器3-4，密封片3-5的工作位置和状态，以及配套使用的三通接口3-6。

参阅图8，图8是本发明装置的控制箱1面板布设的一个实施例说明图，图中上方有两个指示气压的表，左边的相当于图1的压力表1-2，右边的相当于残压表1-5，稍下靠左边双圆圈表示减压阀1-1，右边小些的双圆圈表示释放阀1-6，再下面左侧是电源开关1-10，靠右一点是测试时间指示灯1-11，再右边的方框中有三个竖的长方形，所示的是时间选择单元1-8，使操作者可以选择检测时间，最下面左边是测量种类选择开关1-9，操作者可进行三个种类的选择，最下面右侧是起动按钮1-12，接此按扭后，开始检测程序，完成后自动停止，操作者再进行下一个检测。

这里所示只是控制箱1的面板布设一例，控制箱1内还包括图1中所示的分析记录仪器和控制器CPU等，也还包括一些通用的电源保护，气控装置等。

至于压力气源Y可以是气泵及储气罐之类。它属于通用的附加装置。

参阅图9，图9是控制箱1内部构造的一个实施例说明图，气体的管道用粗黑线表示，并且用箭头指示了气流方向，图中左侧用大写字母A、B、C说明该进出口的压力气体流向，细实线联接起来的是控制线路，各个部件用数字符号标明，与图1和图8中的各部件相一致，压力气体从压力气源Y流出后经A处进入控制箱1，经减压阀1-1进行减压后由压力表1-2指示，经开关1-13由B流向检测样品，从样品流向的气体经C回到释放阀1-6，由上方排出至大气中，残压表1-5显示返回的气体压力，两个表在图8中的面板上并排设置，操作者可直观地看到表上压力有无差异及差异的多少，图9中，最下面由左向右依次是测量种类选择开关1-9，起动按钮1-12，时间选择单元1-8，它们都与设在中间用大方框表示的CPU1-4和相应记录分析仪器1-3和1-7相连接，图中也标出了电源开关1-10，设置在控制电路上，开关13控制气体的输出与不输出，它和释放阀1-6受控于中央控制器CPU1-4所属的控制电路。

参阅图10，图10是对半成品软包装进行检测时整个装置的连接情况，压力气体从压力气源Y流出后流经控制箱的A口进入控制箱1，经减压和测量后由B口流出，经入气管2a流进设置在半配器2中的样品M，将样品M充满气后气体经出气管2b流出，经C口进入控制箱1内，再经释放阀1-6释放掉，出入样品M气体的压力被控制箱1所检测和记录，分析是否符合要求。

参阅图11，图11是对成品软包装进行检测时整个装置的连接情况，压力气体从压力气源Y流出后，和图10中的情况一样，流经控制箱的A口进入控制箱1，经减压和测量后由B口流出，经入气管3a流入已安装在全配器3中的成品软包装中，流出的气体经出气管3b流回，通过C口进入控制箱1经检测后经释放阀1-6将气体释放掉，控制箱1根据测量记录的数据，经自动分析后给出结果。

以上附图清楚地说明了本发明的装置和方法。

本发明方法的特点是，采用了前述检测装置，采用向被测样品输入压力气体和收集从被测样品中流出的气体，对输入和流出的气体进行一定时间的压力测量，数据收集和数据分析，从而得出测量结果的方法。

本发明有广泛的检测用途，例如，一般封口的缺陷(Defect)，可分为两部分，由于本身材料接口的封口不良，导致拉力度不足或有砂眼而导致不能密封。利用本测验仪及经特别设计的接管与装置，把压力空气输入测验品内，利用调节压力及时间设定，测试能否达到预定的封口标准，也可以测漏。除此之外，更可以检定封口的最大的强度及弱点。

(1)强度标准测定：

利用经特别的装置(半配器，全配器)，把压缩空气输入检测样品内，调节改变压力及时间，测试能否达到预定的标准。

(2)测漏：

由于本测验仪的设计，在完成强度测试后，能保持被测样品内的压力，经过一段时间后，会显示出被测样品有否漏气。

(3)弱点及最大强度检定：

启动最大强度设定，气压将慢慢增加，直至被测样品破裂，仪器会显示被测样品破裂前的最高压值。从观察检查，可查出被测样品弱点及原因。

因此，不论是软包装食品，医疗用品的生产商或有关包装物料供应商，都应采用本装置作为对其产品的开发，生产中的抽验，物料进厂的验收，成品的检验等，从而给予产品质量及安全性的保障。

作为一个负责的生产商，对其产品的质量，应保证低于一定标准。本封口检测装置仪能提供厂商一个全面及方便的工具，以协助其达到该标准。

目前的包装食品，不论是干货或湿货，作用只是防潮或用来作保存食物，现已越来越多采用软包装。因此本检测装置的市场也随着增加，实为食品厂及其包装物料供应商的必备设施。

本发明的实施，对软包装物件的检测，又增加了一个优良装置。

Claims (6)

1.一种软包装测试装置，用于对半成品和成品软包装进行封口拉力检测、穿漏检测和最大强度测量，其特征在于，该装置包括有控制箱(1)，半配器(2)和全配器(3)，其中，半配器(2)是一盒体结构，用于将半成品软包装物样品(M)置于其中进行检测，全配器(3)也是一盒体结构，用于将成品软包装物样品(N)置于其中进行检测，控制箱(1)利用从压力气源(Y)引入的压力气体，通过控制箱(1)输至被检测样品(M)和(N)，自动测量记录和分析返回的气体气压，取得检测结果，该控制箱(1)主要包括有与半配器(2)连通的减压阀(1-1)，压力表(1-2)、与全配器(3)连通的残压表(1-5)、释放阀(1-6)、中央控制器CPU(1-4)、测量种类选择开关(1-9)，其中，减压阀(1-1)与压力气源(Y)相连通，用于减低和调节从压力气源(Y)输入的压力气体；压力表(1-2)与该减压阀(1-1)相连通，以指示输入至被测软包装的气体压力；残压表(1-5)与释放阀(1-6)相连通，以指示从被测软包装中输出的气体压力；中央控制器CPU(1-4)主要与减压阀(1-1)、释放阀(1-6)、测量种类选择开关(1-9)相连接，以按预定程序输入指令和测量数据进行控制操作和记录分析，释放阀(1-6)用于释放输出的气体，测量种类选择开关(1-9)用来选择被测项目，与中央控制器CPU(1-4)相连接的各部分，向中央控制器CPU输送数据和指令，以及根据中央控制器CPU的指令进行操作。

2.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，其半配器(2)是一个盒体结构，包括有盒子(2-1)，加压梁(2-2)，压力板(2-3)，菱形气管座(2-4)，下托梁(2-5)，以及连接用的入气管(2a)和出气管(2b)，盒子(2-1)的两侧立面有相对的凹槽，可使压力板(2-3)插入，盒子(2-1)的宽度大于被测样品M的宽度，加压梁(2-2)与下托梁(2-5)相对，中间各有与菱形气管座相应的凹切部位，压力P施于加压梁(2-2)后可使半成品软包装样品M形成含有菱形气管座的封口。

3.如权利要求1或2所述的测试装置，其特征在于，其半配器(2)的菱形气管座(2-4)上开有相隔开的入气孔和出气孔。

4.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，其全配器(3)是一个盒体结构，包括有套体(3-1)，垫板(3-2)，压力板(3-3)，适配器(3-4)，密封片(3-5)，三通接口(3-6)，以及连接用的入气管(3a)，出气管(3b)，套体(3-1)的两侧板上开有相对的凹槽，压力板(3-3)插入此凹槽中，压力板(3-3)中间适当位置设有通孔，适配器(3-4)的气管从压力板(3-3)的通孔中穿出，密封片(3-5)是双面带有粘胶的中间有孔的薄片，其一面粘结在被检测样品N上，另一面粘贴在适配器(3-4)下部圆片的底面下，在套体(3-1)的底面上根据需求放置不同厚度的垫板(3-2)，被测样品N置于套体(3-1)内的垫板(3-2)之上，压力板(3-3)之下，进行检测，三通接口(3-6)插于适配器(3-4)从压力板(3-3)的通孔中伸出的气管上。

5.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，其检测的种类即测量种类选择开关(1-9)有三个档，即有三种选择，一种是检测封口拉力，一种是检温测穿漏，一种是测量最大强度测量。

6.一种采用权利要求1所述的测试装置的检测成品及半成品软包装封口拉力和穿漏的方法，其特征在于，采用向被测样品输入压力气体和收集从被测样品中流出的气体，对输入和流出的气体进行一定时间的压力测量，数据收集和数据分析，从而得出测量结果，其中，是将被测试半成品软包装样品(M)及成品软包装样品(N)分别放入半配器(2)和全配器(3)中，由该压力气源(Y)提供给该控制箱(1)一定压力的气体，先经该减压阀(1-1)减压，由该压力表(1-2)显示减压后的气体压力，该CPU(1-4)进行程序控制和数据分析并按预定程序控制该减压阀(1-1)工作，该压力气体经该控制箱(1)进入该半成品软包装样品(M)及成品软包装样品(N)并被充满后，又流回该控制箱(1)中，并由该残压表(1-5)测出气体压力，然后将所得数据及时传给该CPU(1-4)，由该CPU(1-4)根据预定程序和所得数据进行程序控制，从而得出半成品软包装样品(M)拉力和软包装样品(N)穿漏的测量结果。

Images