DE2260767A1 - Verfahren und vorrichtung zum feststellen von fehlstellen im abgedichteten teil einer verpackung - Google Patents

Description

■Die ΕΓίχηαυη,β tezielit sich auf ein Verfahren zum Feststellen von Fehlstellen im abgedichteten Teil einer Verpackung *.5Ο~ wie €?uf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, mit denen „die abgedichteten Teile einer Verpackung untersucht werden können. Obwohl die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, ist sie besonders zur Erfassung von. Fehlstellen in den abgedichteten Teilen bzw. Verschlussteilen eines flexiblen. Beutels mit oder ohne aufgeschichteten Metallfolien oder aber fÜ3? Behälter mit abgedichteten Teilen, die aus einem durch Wärme verschweißbaren Material gefertigt oder aber mit einem solchen verf3clnveißbaron Material beschichte;t sind, geeignet.

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BAD

Bisher war es üblich, die abgedichteten Teile von Verpackungen durch Augenschein zu untersuchen, um irgendwelche Fehlstellen herauszufinden, jedoch ist dieses Verfahren nachteilig, da die Erfassung sehr kleiner Fehlstellen schwierig ist. Außerdem ist dieses Verfahren durch Augenschein sehr zeitraubend. Andererseits wurde vorgeschlagen, zur Erfassung von Fehlstellen in abgedichteten Teilen Ultrarotstrahlen zu benutzen. Bei diesem Verfahren werden Ultrarotstrahlen auf den abgedichteten Teil einer Verpackung gerichtet und die Temperatur des abgedichteten Teile mit Hilfe eines Ultrarotstrahlen-Detektors gemessen» Da die Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur in einem Fehlstellenbereich niedriger ist als in einem ausreichend abgedichteten Bereich, kann jede Fehlstelle in dem abgedichteten Teil durch Temperaturmessung festgestellt werden. Jedor-.h ist dieses herkömmliche, Ultrarotstrahlen benutzende Verfahren nach·· teilig, da der abgedichtete Teil mit Hilfe einer Ultrarot-Strahlungsquelle abgetastet werden muß. Daher ist auch dieses Verfahren für eine sehr schnelle Erfassung nicht geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit der sofort eventuelle Fehlstellen im abgedichteten Teil einer Verpackung festzustellen nind, wobei auch sehr kleine Fehlstellen innerhalb des abgedichteten Bereichs zuverlässig und mit hohem Wirkungsgrad auffindbar sein sollen und die Vorrichtung zur Durchführung das Verfahrens mechanisch einfach und kostensparend aufzubauen ist»

Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß mindestens ein abgedichteter Teil der Verpackung zwischen einom Wärmegeber, der erwärmt oder kühlt, und einem Detektor mit mindestens zwei Gruppen von Temperaturfühlern angeordnet wirö, daß beide Seiten des abgedichteten Teils in innige Berührung mit dem

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BAO OBiGtNAt

Wärmegeber und dem Detektor gebracht werden, während gleichzeitig die Ausgangsspannung jeder Gruppe der Temperaturfühler des Detektors, die der Oberflachentemperätur Jedes Teils des abgedichteten Teils entspricht, kontinuierlich und zum Vergleich der Ausgangsspannungen miteinander geprüft wird, und daß Fehlstellen^durch zwischen den Ausgangsspannungen auftretende Unterschiede angezeigt werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also der abgedichtete Teil einer Packung einer Temperaturänderung unterworfen, wobei die Temperatur in dem abgedichteten Teil gemessen und diese mit einem Bezugswert verglichen wird. Unterscheidet sich die .gemessene Temperatur von dem Bezugswert, so kann mit Sicherheit eine Fehlstelle in dem abgedichteten Teil angenommen Vierden. Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Bezugswert durch ein Bezugsnormal eines abgedichteten Teils erhalten,¹ das gleichzeitig mit dem zu untersuchenden abgedichteten Teil einer Verpackung einer Temperaturänderung unterworfen wird, wobei die Temperatur des Bezugsnormals gemessen wird. Gemäß einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen.Verfahrens wird der zu untersuchende abgedichtete Teil in mehrere Segmente unterteilt^ die gleichzeitig einer Temperaturänderung unterworfen werden, wobei die Temperaturen der einzelnen Segmente getrennt gemessen werden. Die Temperatur eines Segments wird dabei als Bezugswert für ein jeweils anderes Segment benutzt. Auf diese Weise stellt die zu untersuchende Abdichtung den, Bezugswert selber dar.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben, die sich auszeichnet durch einen wärmenden oder kühlenden Wärmegeber, durch einen mindestens zwei Gruppen von Temperaturfühlern umfassenden Detektor, durch eine den Wärmegeber gegenüber dem Detektor haltende Anordnung und durch eine mindestens einen Teil des

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abgedichteten Teils dem Detektor aussetzende Einrichtung* wodurch "beide Seiten des abgedichteten Teils in innige Berührung mit dem Wärmegeber und dem Detektor bringbar sind.

Mit Hilfe dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung wird mindestens ein Teil des zu untersuchenden abgedichteten Teile zwischen den eine vorbestimmte Temperaturverteilung auf seiner Ober*· fläche aufweisenden Wärmegeber und den Detektor gegeben» mit dem eine Temperaturmessung vornehmbar ist. Die einzelnen Temperaturfühler des Detektors liegen dabei an der einen Oberfläche des abgedichteten Teils, während die Oberfläche des ^. Wärmegebers an der gegenüberliegenden Oberfläche, des abge- ■ . · dichteten Teils liegt. Die Ausgangssignale der Gruppen von Temperaturfühlern werden miteinander verglichen. Jede Differenz zwischen diesen Ausgangssignalen gibt dabei eine Fehlstelle in dem abgedichteten Teil an, * *

Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung dargestellte* Ausführungsbeispiele näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine schematische» perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2A und 2B jeweils eine Seitenansicht und eine Schnittän-■ eicht eines in der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung '. benutzten Detektors für die Temperatur,

Fig. 3 und 5 Temperaturänderungen in einem abgedichteten Teil zeigende Kurven,

Fig. 4 und 6 die Ausgangssignale des Temperatur-Detektors zeigende Kurven,

Fig. 7 eine schematische, perspektivische Ansicht ähnlichder Fig. 1, die ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,

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Fig. 8A und 8B Jeweils eine Seitenansicht und eine Schnittdarstellung eines bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel benutzten Temperatur-Detektors,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines bei der in Fig. 7 dargestellten Vorrichtung benutzten Thermoelementes,

Fig. 10 eine Bloclrschaltung, die ein Ausführungsbeispiel der bei der in Fig. 7 gezeigten Vorrichtung benutzten elektrischen Schaltung zeigt,

Fig. 11 und 12 das Ausgangssignal des Temperatur-Detektors zeigende Kurven,

Fig. 13 ein Blockschaltbild, das ein anderes Ausführungsbeispiel einer bei der in Fig. 7 gezeigten Vorrichtung benutzten eloktrischen Schaltung zeigt,

Fig. 14A und 14-B jeweils eine Seitenansicht und eine Schnittdarstellung eines den in Fig. 8 gezeigten Temperatur-Detektor ersetzenden Detektors,

Fig. 15 eine elektrische Schaltung, die bei dem in Fig. 14 gezeigten Temperatur-Detektor benutzt wird, und

Fig. 16 ein Blockschaltbild ähnlich dem in Fig. 10, bei dem jedoch der in Fig.. 14 gezeigte Temperatur-Detektor benutzt wird.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sur Durchführung des Verfahrens ist ein Wärmegeber 1 in Form einer Stange, eines Rahmens oder eines Ringes vorgesehen, der durch eine geeignete Einrichtung erwärmt oder gekühlt wird. Die erwärmte oder gekühlte Stange 1-ist gegenüber einem Detektor 2 angeordnet und kann sich zu diesem Detektor hin und von ihm fort bewegen. Die Stange 1 ist mit einer Kolbenstange 4a eines Kolbens 4 verbunden, dei· in einem Zylinder 3 hin- und herbeweglich ist. Der Detektor 2

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ist mit einem Spannungsverstärker 5 verbunden, der seinerseits z.B. mit einem Alarmgeber 6 verbunden sein kann· Eine Verpackung 7 mit einem abgedichteten Teil ?a wird so angeordnet, daß der abgedichtete Teil 7a zwischen der Stange 1 und dem Detektor 2 angeordnet ist. Zwischen diesen beiden Teilen ist außerdem eine Bezugs-Abdichtung 8 angeordnet, die keine Fehlstelle aufweist oder aber aus einem geeigneten Material gebildet ist, die thermisch äquivalent einer solchen Bezugs-Abdichtung 8 ist. Der Detekor 2 ist, wie in Pig. 2 gezeigt, aus einem Grundblock 9» einer thermisch und elektrisch isolierenden Schicht 10, einem Thermoelement 11 und einer Schutzschicht 12 gebildet. Die isolierende Schicht 10 dient zur Isolation des Thermoelementes 11 vom Grundblock 9 und außerdem zur Erzielung einer Dämpfungswirkung zwischen ihnen. Das Thermoelement 11 weist einen Teil A mit einer Reihe von Verbindungspunkten a^, β2···β_ und einen weiteren Teil B mit einer weiteren Reihe von Verbindungspunkten b^, b.«· ·■· b auf, die wechselweise miteinander verbunden sind, wie dieses in Pig. 2Λ gezeigt ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Verbindungspunkte b,,, ^p...b ^m^* Abständen von 1 mm zueinander angeordnet und mit einem Schutzfilm 12 beschichtet, der wenige Mikron dick ist.

Während des Betriebs wird die Bezugs-Abdichtung 8 in Berührung mit der Reihe von Bezugs-Verbindungspunkten a^, ap«..a und der abgedichtete Teil 7a in Berührung mit der Reihe der Verbindungspunkte "by,, bp.. .b angeordnet. Dann wird die Stange 1 in Richtung des Detektors 2 durch Zuführung von Druckluft an den Zylinder über die Einlaßöffnung 3a bewegt, so daß sowohl der abgedichtete Teil 7a als auch die Bezugs-Abdichtung 8 zwischen der Stange 1 und dem Detektor 2 angeordnet ist. Auf diese Weise werden der abgedichtete Teil 7a und die Bezugs-Abdichtung 8 einer l'emperaturänderung unter Wirkung der

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Temperatur der Stange 1 unterworfen* Werden an den.Verbindungspunkt en a^, ^2«»*^an ^^e ^^emP^eraturen äu-rch Ta₁, Ta₂.«»Ta Jeweils dargestellt und an den Verbindungspunkten b_1t bg,«.b_n durch Tb₁, Tb₂.*,Tb_n, so kann das Ausgangssignal V des Detektors 2 durch die folgende Gleichung dargestellt werden.:

) + K(Ta₂-Tb₂) -f ... +

*-3ΡΜ (D

wobei K eine Konstante ist.

Befindet sich im abgedichteten Heil 7a keine Fehlstelle, so ist die Temperatur Tb^ am Verbindungspunkt b· gleich der Temperatur Ta- am Verbindungspunkt a., so daß vom Detektor 2 keine Ausgangsspannung abgegeben wird. Der Spannungsverstärker 5 gibt daher ebenfalls kein Ausgangssignal ab und der Alarmgeber 6 spricht nicht an.

Befindet sich jedoch.irgendeine Fehlstelle in dem abgedichteten Teil 7a* eo ist die Temperaturänderung am Verbindungspunkt b-, der der Fehlstelle entspricht, unterschiedlich zu der am Bezugspunkt a^, so daß der Detektor 2 ein Ausgangssignal abgibt· Dieses Ausgangssignal wird dann vom Verstärker 5 verstärkt und zur Betätigung des Alarmgebers 6 benutzt.

Fig» 3 zeigt die mit der Zeit T wachsende Temperatur in einem abgedichteten Teil, wenn zwei beschichtete Blätter, von denen jedes ein Polyäthylenblatt von 70 Mikron Dicke, ein Aluminiumblatt von 9 Mikron Dicke und ein Polyesterfilm von 12 Mikron . D.icke mit ihren Polyäthylenblättern durch Wärmeeinwirkung verschweißt werden. Der abgedichtete Teil war 8 mm breit und 50 mm lang und wurde mit einer Wärmegeber-Stange 1 von 100 C

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erwärmt. Die Temperatur des Detektors 2 und die des abgedichteten Teils 7a betrug 40 ⁰C vor der Erwärmung. In Fig. 3 zeigt die Kurve (c) die ansteigende Temperatur in einem Fehlstellen aufweisenden abgedichteten Teil, injdem 1 mg einer als Fehlstellen bildendes Material gewählten Curry-Würze eingeschlossen sind, während die Kurve (d) die ansteigende Temperatur eines keine Fehlstellen aufweisenden Teils zeigt. Auf der Abszisse ist die Zeit und auf der Ordinate die Temperatur aufgetragen. Aus F_fig. 3 ist zu erkennen, daß die Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur in einer Fehlstellen aufweisenden Abdichtung

i si

geringer/als in einer keine Fehlstellen aufweisenden Abdichtung. Da die Ausgangsspannung V des Detektors 2 proportional der Temperaturdifferenz zwischen der Reihe der Verbindungspunkte a,,, ^a2***^a _n ^un(* ^^er ^^ei^^e der Verbindungspunkte b^, b~...b ist, wächst das Ausgangssignal des Detektors 2 mit dem Steigen der Verunreinigungen in den abgedichteten Teilen 7a. Fig. 4- zeigt das Ausgangsignal des Detektors 2, das der Temperaturdifferenz zwischen den Kurven (c) und (d) der Fig. 3 entspricht. In Fig. 4 zeigt die Kurve (e) das Ausgangssignal, wenn in der Abdichtung eine Fehlstelle vorhanden ist, während die Kurve (f) das Ausgangssignal ohne Fehlstellen zeigt. Typische Beispiele von Ausgangssignalen des Detektors 2 sind in der Tabelle zusammengefaßt.

Tabelle I

Verunreinigungen	Art	Menge	Anzahl der	eine	Fehlstellen	maximales
	Curry-Würze	0,5 mg		zwei		Auegange-
Il	0,5 mg		eine		0,05 mv
Il	1,0 mg		eine		0,09 mv
Wasser	0,5 mg		zwei		0,07 »v
Ii	Il		eine		Q1OJ »v
ti	1,0 mg		AO 8 2		0,05 mv
keine I	3	09826			0*04- ev
			0,00? mw

Fig. 5 zeigt zwei Kurven abnehmender Temperatur in dem abgedichteten Teil 7a, wenn ein abgedichteter Teil 7a von 150 ⁰C zwischen der Stange 1 und dem Detektor 2 bei Raumtemperatur angeordnet wird. Die Kurve (g) zeigt die Temperatur eines abgedichteten Teils, der 1 mg Curry-Würze eingeschlossen hat, während die Kurve (h) die Temperatur einer, normalen Abdichtung zeigt* Aus der Zeichnung ergibt sich, daß die Temperatur in der Fehlstellen aufweisenden Abdichtung langsamer absinkt als in einer normalen Abdichtung. Die Kurve (i) in Fig. 6 zeigt das Ausgangssignal des Detektors, das bei einer Prüfung einer Fehlstellen aufweisenden Abdichtung erhalten wird, die 1 mg Curry-Würze enthält, während die Kurve (j) das Ausgangssignal zeigt, das bei der Prüfung einer normalen Abdichtung erhalten wird. Das Ausgangssignal des Detektors 2 steigt daher an, wenn die Verunreinigungen innerhalb des abgedichteten Teils 7a ansteigen. Die Tabelle II gibt die tatsächlichen Werte des Ausgangssignals des Detektors an.

Tabelle II

Verunreinigungen	keine	Menge	Anzahl der Fehlstellen	maximales Ausgangs*- signal
. Art	0,5 mg	eine	0,08 mv
Curry-Würze	0,5 mg	zwei	0,14 mv
It	1,0 mg	eine	0,10 mv
ti			0,01 mv

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Aus den Tabellen I und II ist zu erkennen, daß das Ausgangssignal des Detektors mit der Menge der Verunreinigungen und/ oder der Anzahl der Fehlstellen wächst. Es ist daher möglich, einen Alarm zu geben, wenn die Ausgangsspannung (V) des Detektors 2 einen vorbestimmten Wert überschreitet.

Fig. 7 zeigt ein anderes Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung. In Fig. 7 sind entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel versehen, wobei diese jeweils um 100 erhöht sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine getrennte Bezugs-Abdichtung 8 wie bei dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel nicht vorgesehen, jedoch, wie in Fig. 8 gezeigt* ist der Detektor in mehrere Thermoelement-Segmente A^, Ap, A₃, und A₂, unterteilt. Jedes dieser Segmente weist, wie in Fig. 8B gezeigt, Thermoelemente 109 auf, die um einen aufgeschäumten Block aus Silikonkautschuk derart gewickelt sind, daß sich eine Reihe von Verbindungspunkten an der einen Seite des Blocks und eine andere Reihe von Verbindungspunkten an der gegenüberliegenden Seite des Blocks ergeben. Die Thermoelemente 109 sind mit einem Schutzfilm 110 beschichtet und zusammen mit einem aufgeschäumten Block 111 aus Silikonkautschuk an einem Grundblock 112 befestigt. Fig. 9 ist eine vergrößerte, perspektivische Ansicht eines Thermoelementes 109 und eines aufgeschäumten Blocks 108 aus Silikonkautschuk. Jedes der Thermoelement-Segmente A^. bis A^ hat die gleiche Anzahl an Verbindungspunkten, die, wie in Fig. 9 gezeigt, in Serie geschaltet sind.

Wie aus Fig. 9 zu erkennen ist, ist die Reihe der Verbindungspunkte a^x,, ^ai2"*'^ain ^an ^^{er Au}^^ensei^te angeordnet, während die Reihe der Verbindungspunkte b·,. b.p...b- an der dem Grundblock 112 benachbarten Seite angeordnet sind, so daß

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die Temperatur der Verbindungspunkte b.«*, b.p..,"b-.

im wesentlichen auf der konstanten Temperatur T⁰ liegend angenommen werden können, während die Verbinduugspunkte ^ai1' ^ai2***^ain ^^er ^^einP^era'fc^u:{? ^^{es zu} untersuchenden abgedichteten Teils ausgesetzt sind.

Wird angenommen, daß die Verbindungspunkte a·^, ^aip""*^ain in dem Segment Ai der Temperatur von T-^, Τ.ρ.,.Τ. jeweils ausgesetzt werden, so kann das Ausgangssignal (Vi) des Segments Ai durch die folgende Gleichung dargestellt werden:

Vi = K(T₁₁-T⁰) + K(T₁₂-T⁰) + ... +

lO

wobei K eine Konstante der thermo elektrischen Kraft ist. In gleicher Weise kann das Ausgangssignal Vj eines weiteren Segments Aj durch die folgende Gleichung dargestellt werden:

fei

Werden die Segmente Ai und Aj derartig miteinander verbunden, daß.ihre Ausgangssignale Vi und Vj sich gegeneinander aufheben, so kann das sojzusammengefaßte Ausgangssignal durch die folgende Gleichung dargestellt werden:

v - vi - Vj = K( 2Z Tik - ZL Ή*)

^1ΰ k=1 . k«1

Aus der vorstehenden Gleichung ist zu erkennen, daß bei einer Temperaturdifferenz zwischen den Segmenten Ai ui?d Aj von dem 3Jetektor 102 ein Ausgangssignal V abgegeben wird. Das Ausgangs* signal V vird vom Verstärker 10$ verstärkt, um den Alarmgeber 106 zu speisen.

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Während des Betriebs wird der abgedichtete Teil 1Ö7a der Verpackung 107 zwischen die wärmende oder kühlende Stange 101 und den Detektor 102 unter der Wirkung des Druckluftzylinders 103 und des Kolbens 104 eingeführt. Anschließend wird die Temperatur in dem abgedichteten Teil 107a von den Thermoelement-Segmenten A. bis A^, erfaßt, und, wenn irgendeine Differenz zwischen den von den Segmenten erfaßten Temperaturen auftritt, von dem Detektor 102 ein Ausgangssignal abgegeben und an den Verstärker 105 gegeben, der dann ein den Alarmgeber 106 einschaltendes Ausgangssignal erzeugt.

Fig. 10 zeigt ein typisches Ausführungsbeispiel, bei dem der Detektor 102 zwei Thermoelement-Segmente A^. und Ap aufweist, die mit einem Verstärker (Ver) verbunden sind. Das Ausgangssignal des Verstärkers wird über einen Zweiweggleichrichter (D) an einen Schreiber (R) gegeben.

Bas von dem Schreiben (R) aufgezeichnete Ausgangssignal des Verstärkers (Ver) ist in den Fig. 11 und 12 dargestellt. Die Fig. 11 zeigt experimentelle Daten, die bei der Anordnung eines abgedichteten Teils mit Raumtemperatur zwischen die auf 200 ⁰C erhitzte Stange 101 und den auf 150 ⁰C erwärmten Detektor 102 erhalten werden. In Fig. 11 zeigt die Kurve (k) ein Ausgangssignal, das einer normalen Abdichtung entspricht, und die Kurve (1) zeigt das Ausgangsßignal, das einer Fehlstellen aufweisenden Abdichtung entspricht, die 1 mg Curry-Würze iu dem dem Segment A_x, entsprechendem Bereich einschließt. Fig. 12 zeigt experimentelle Daten, die bei der Einführung eines abgedichteten Teils von 150 ⁰C zwischen die kühlende Stange und den Detektor erhalten werden, wobei beide auf Raumtemperatur gehalten sind. In Fig. 12 zeigt die Kurve (m) ein Ausgangssignal, das einer normalen Abdichtung entspricht, während die Kurve (n) ein Ausgangssignal zeigt,

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das einer mit Fehlstellen behafteten Abdichtung entspricht, die 1 mg Curry-Würze in dem Bereich einschließt, der dem Segment A_x, des Detektors 102 entspricht.

Aus den Fig. 11 und 12 ist zu erkennen, daß im wesentlichen kein Ausgangssignal abgegeben wird, wenn keine Fehlstelle in dem abgedichteten Teil vorhanden ist, jedoch innerhalb kurzer Zeit, wie etwa zwischen 0,2 bis 0,5 Sek., nach Prüfungsbeginn,' ein merkbares Ausgangssignal abgegeben wird, wenn Fehlstellen in dem abgedichteten Teil auftreten. Die Tabellen III und IV zeigen experimentelle Daten der maximalen Ausgangsspannung am Schreiber (R) unter den verschiedenen Bedingungen.

Tabelle III

Verunreinigungen	Art	Menge (mg)	Anzahl der Fehlstellen im Segment Ax,	Anzahl der Fehlstellen im Segment Ap	Maximales
Ciurry- Würze It Il • ti Wässer It tt tt keine «f. ■,	1 It It It It It It ti	eine zwei eine zwei eine zwei, eine zwei	keine eine eine keine keine eine eine keine	Ausgangs signal (v)
0,3 0,17 0,06 0,5 0,2 0,13 0,05 . 0,39 0,007

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Tabelle IV

Verunreinigungen	Art	Menge (mg)	Anzahl der Fehlstellen im Segment A,-	Anzahl der Fehistellen im Segment A0	Maximales Ausgangs signal (v)
Curry- Würze Il Il Il keine	1 Il Il Il	eine zwei eine zwei	keine eine eine keine	0,10 0,09 0,02 0,17 0,008

Die Daten der Tabelle III zeigen die Ergebnisse, die bei einer erhitzten Stange 101 auf 200 ⁰C, einem Detektor auf 150 C und einem abgedichteten Teil auf Raumtemperatur erhalten werden, während die Daten der Tabelle IV die Ergebnisse zeigen, die bei Benutzung einer Stange 101 und eine Detektors jeweils auf Raumtemperatur und eines abgedichteten Teils mit einer Temperatur von 15O ⁰C erhalten werden. Aus den Tabellen ist zu erkennen, daß das Ausgangssignal des Detektors der Menge der Verunreinigungen in dem abgedichteten Teil entspricht. Sind jedoch gleiche Fehlstellen in beiden Bereichen der Abdichtung enthalten, die den Segmenten Ay, und Ap entsprechen, so wird von dem Detektor kein merkbares Ausgangssignal abgegeben. Dieses Problem kann durch die in Fig. I3 gezeigte Anordnung gelöst werden.

Bei der in Fig. I3 gezeigten Anordnung hat der Detektor vier Thermoelement-Segmente A^, Ap, A₃, und A^,, wie dieses in Fig. 8 gezeigt ist, wobei jedes der Segmente in ähnlicher Weise ausgebildet ist, wie dieses in Fig. 9 gezeigt ist. Die Thermoelement-Segmente A^, Ap, A^ und A^ sind jeweils mit

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Verstärkern (Ver,,), (Ver₂), (Ver,) und (Ver₄) verbunden. Außerdem sind Inverter (I₁J₁) und (I ₂),, Addierer A^₁, ' A-J₂, A,,, ^rW-' ^Ad5' ^Ad6 ^{u A}d7* Doppelweggleichrichter D₁, D^y D, und D₄ sowie ein Alarmgeber 106 vorgesehen, die miteinander in der in der Zeichnung gezeigten Weise verbunden sind. Die Ausgangssignale der Thermoelement-Segmente A₁, A₂, A, und A₄ sind mit' V₁, Vp, V-, und V₄ bezeichnet und der Verstärkungsfaktor der Verstärker, ist mit G bezeichnet, so daß die Ausgangssignale'der Verstärker (Ver1), (Ver2), (VerJ) und (Ver4-) durch die Ausdrücke GV., GVp, GV-, und GV₄ dargestellt werden können. Jeder der Inverter erzeugt ein Ausgangssingal, dessen Polarität entgegengesetzt des Eingangssignals ist, während die Addierer ein Ausgangssignal erzeugen, das die Summe der Eingangssignale angibt. Die Ausgangssignale V.^, V₄₂, V₁₂ und V₄, der Addierer Ad1, Ad2, AdJ und Ad4- können daher jeweils in der folgenden Weise dargestellt werden: ·

V₁₃ = G(V₁ - V₃), V₄₂ - G(V₄ - V₂)

V₁₂ - G(V₁ - V₂), " V₄₃ = G(V₄ ^ V₃)

Die Gleichrichter D₁, Dp, D, und D₄ erzeugen Ausgangssignale, die den absoluten Werten der Eingangssignale entsprechen. Die Ausgangssignale |V₁₇J.,. JV₄₂J, JV₁₂J und JV₄₃I der Gleichrichter D₁, D₂, D, und D₄ können daher wie folgt dargestellt werden:

Die Ausgangssignale V13^2 und V124-3 der Addierer Ad₁- und Ad_fi können wie folgt dargestellt werden:

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- O JV₁ - V₃J + G |V₄ - V V1243 - G (V₁ - V₂| + G (V₄ - V₃|

Mit dieser Anordnung können, ausgenommen, wenn vollständig gleiche Fehlstellen in allen Bereichen der Abdichtung auftreten, die den Segmenten A^, A₂, A-, und A_/+ entsprechen, alle Fehlstellen in einem abgedichteten Teil wirkungsvoll erfaßt werden. Um den zuvor angegebenen Sonderfall erfassen zu können, der jedoch sehr selten ist, kann der Detektor in mehr als vier Segmente aufgeteilt werden.

Abgedichtete Bereiche, die jeweils beschichtete Blätter einschließlich eines Polyäthylenfilms von 70 Mikron Dicke, eines Aluminiumblatts von 9 Mikron Dicke und eines Polyesterfilms von 12 Mikron Dicke aufweisen, wobei die Blatter mit ihren Polyäthylenfilmen unter Wärmeeinwirkung zusammengeschweißt sind, wurden unter verschiedenen Bedingungen unter Benutzung der in Fig. 13 gezeigten Anordnung untersucht. Die Ergebnisse sind in den Tabellen V und VI dargestellt. Die in der Tabelle V gezeigten Daten wurden bei Benutzung einer auf 200 ⁰C erhitzten Stange, eines auf 150 ⁰C erhitzten Detektors und eines abgedichteten Teils von Raumtemperatur erhalten, während die in der Tabelle VI gezeigten Daten bei Benutzung einer kühlenden Stange und eines Detektors von jeweils Raumtemperatur und eines abgedichteten Teils von 150 ⁰C erhalten wurden. Aus den Tabellen ist zu erkennen, daß das Ausgangssigna], des Detektors sich mit der Iienge der Verunreinigungen innerhalb des abgedichteten Teils ändert.

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Tabelle V

Verunreinigung	Art	Menge (mg;	Anzahl der &.*> Ap	keine	Fehlstellen A3 · ::A4	keine'	Maximales
Ourry-	.1	eine		keine		Ausgangs- signal am Schreiber (D)
würze			eine		keine	o,3
ti	Il	eine	eine	keine	keine
ti	Il	eine	eine	eine	eine	0,6
rr	Il	eine	keine	eine	. keine	0,6
It	H	zwei	eine	keine	keine	o,07
• H	Il	zwei	eine	keine	keine	0,5
Il ■	Il	zwei	eine	eine	eine	1,0
Il	Il	zwei	-	eine	-	1,0
keine	-	-		-	0,4
		0,01 .

Tabelle VI

• Verunreinigungen	Art	Menge (mg;	Anzahl der A1 A2	keine	Fehlstellen A3 A4	keine	Maximales Ausgangs signal am Schreiber (D)
Ourry- Würze	1	eine	eine	keine	keine	0,1
It	Il	eine	eine	keine	eine	0,2
II	It	eine	eine	keine	eine	0,2
Il	Il	eine	keine	eine	keine	0,05
Ij	It	zwei	eine	keine	keine	0,17
It	ti	zwei	eine	keine	keine	0,36
Il	ti	zwei	eine	eine	eine	0,38
Il	It	zwei	-	eine	—	0,18
keine	-	-.		-	0,01

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Die Fig. 14A und 14B zeigen einen-temperaturempfindlichen elektrischen Widerstandsdraht, der anstelle der Thermoelemente A,,, Ao, A^ oder A^ benutzt werden kann, die in den bisherigen Ausführungsbeispielen benutzt wurden. Das temperaturempfindliche Element weist einen Draht 11J auf, der Zick-zack-förmig angeordnet ist, wie dieses durch die Bezugszeichen Bp und B, gezeigt ist. Der Draht 113 ist auf einem aufgeschäumten Block 111 aus Silikonkautschuk "befestigt, der seinerseits mit einem Grundblock 112 befestigt ist. Außerdem ist der Draht 113 mit einem Schutzfilm 114-beschichtet. Fig. 15 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Brückenschaltung zur Umwandlung der Widerstandsänderung des Drahtes 113 entsprechend einer Temperaturänderung in eine elektrische Spannung. Wird der Widerstand des Drahtes in einem Bereich B. bei einer Temperatur T durch rbi dargestellt und die anderen drei Widerstände der Brücktsnarme mit r^, Tp und r, ,jeweils bezeichnet und weiter angenommen, daß die Brücke abgeglichen ist, so kann die Ausgangöspannung Vbi der Brückenschaltung durch die folgende Gleichung dargestellt werden, wenn sich die Temperatur auf T ändert und sich damit der Widerstand des Drahtes um ArM Ünderti

,«. rbi · rl
Vbi -

wobei E die Spannung der Speisequelle bezeichnet, Da die Widerstandsänderung Arbi proportional der Temperaturänderung A T ist, ist die Ausgangsspannung der Brückenschaltung proportional der Temperaturänderung aT. Diese Abhängigkeit kann durch die folgende Gleichung dargestellt werden:

Vbi = PaT - P(T - T⁰)

wobei P eine Konstante ist. Auf diese Weise ist es möglich, derartige Drähte 113 anstelle der Thermoelement-Segmente

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A^, A~, A, und A₂, der bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele zu benutzen und trotzdem gleiche Ergebnisse zu erzielen.

Pig. 16 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das einen Detektor benutzt, in dem zwei Drähte 115 in den Bereichen B^ und Bp jeweils angeordnet sind. In Fig. 16 ist mit r ein einstellbarer Widerstand zum Abgleich der Brückenschaltung und mit E eine Speisequelle bezeichnet. Andere Teile der Schaltung sind den in der in Fig. 10 gezeigten Schaltung benutzten Bauelementen gleich. Es wurden Prüfungen mit der in Fig. 16 gezeigten Schaltung durchgeführt, wobei eine wärmende Stange 101" von 200 ⁰C, ein Detektor 102 von 150 ⁰C und ein abgedichtetes Teil 107a bei Raumtemperatur benutzt wurden. Die Ergebnisse sind in der Tabelle VII zusammengefaßt.

Tabelle VII

Verunreinigungen	Art	Menge	Anzahl der Fehlstellen .B1. B2	Maximales Ausgangssignal am Schreiber (D)
Curry- Würze Il Il It keine	1 It Il Il	eine keine zwei eine eine eine zwei keine	0.5 0,2 0,05 0,8 0,01

Aus der vorstehenden Beschreibung wird klar, daß mit der vorliegenden Erfindung ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung geschaffen wurden, mit denen der abgedichtete Teil einer Verpackung untersucht werden kann, indem dieser einfach zwischen eine wärmende oder kühlende Stange und einen Temperatur-Detektor gebracht wird»

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Claims (8)

P a t e η t a n Sprüche

1. !Verfahren sum Feststellen von Fehlstellen im abgedichteten

einer Verpackung, dadurch gekenn zei chne t, daß mindestens ein abgedichteter Teil (7a) der Verpackung (7) zwischen einem Wärmegeber (1), der erwärmt oder kühlt, und einem Detektor (2) mit mindestens zwei Gruppen (A, B) von Temperaturfühlern (11) angeordnet wird, daß beide Seiten des abgedichteten Teils in innige Berührung mit dem Wärmegeber und dem Detektor gebracht werden, während gleichzeitig die Außgangsspannung jeder Gruppe der Temperaturfühler des Detektors, die der Oberflächentemperatur jedes Teils des abgedichteten Teils entspricht, kontinuierlich und zum Vergleich der Ausgangsspannungen miteinander geprüft wird, und daß Fehlstellen durch zwischen den Ausgangsspannungen auftretende Unterschiede angezeigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn e t, daß als Wärmegeber (1, 101) eine Stange, ein Rahmen oder ein Ring verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Temperaturfühler (11, 115) ein Thermoelement (11) oder temperaturempfindlicher Widerstandsdraht (113) verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Gruppe (A₁ B) von Temperaturfühlern (11) diese so miteinander verbunden sind, daß die einzelnen Auegangsspannungen der Temperaturfühler summiert werden, um eine Ausgangsspannung jeder Gruppe zu erzeugen.

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis ⁷I, dadurch gekennzeichnet, daß ein abgedichteter Teil (8) ohne Fehlstellen als Bezugsnormal zusammen mit dem zu untersuchenden Teil (7a) verwendet wird und daß mit den entsprechenden Gruppen (A, B) von Temperaturfühlern (11) der Unterschied zwischen den Ausgangsspannungen des Bezugsnormals und des zu untersuchenden Teils erfaßt wird.

6. Vorrichtung zum Feststellen von Fehlstellen im abgedichteten Teil einer Verpackung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5> gekennzeichnet durch einen wärmenden oder kühlenden Wärmegeber (1, 101), durch einen mindestens zwei Gruppen (A, B) von Temperaturfühlern (11, 113) umfassenden Detektor (2, 102), durch eine den Wärmegeber gegenüber dem Detektor haltende Anordnung und durch eine mindestens einen Teil des abgedichteten Teils dem Detektor aussetzende Einrichtung (3, 4), wodurch beide Seiten des abgedichteten Teils in innige Berührung mit dem Wärmegeber und dem Detektor bringbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e. η D zeichnet, daß der Wärmegeber (1, 101) eine Stange, ein Rahmen oder ein Ring ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Temperaturfühler (11, 113) Thermoelemente (11) oder temperaturempfindliche V/iderStandsdrähte (113) sind.

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