高精度測厚儀在包裝材料中的應(yīng)用

高精度測厚儀在包裝材料中的應(yīng)用

1、包裝材料的種類

       目前市場中包裝材料種類很多，有金屬的、非金屬的，帶光澤的、亞光的，單層的、復(fù)合的、共擠的等等。有些材料的成本較高（如：鋁箔、EVOH等），在滿足要求的情況下，高成本材料的厚度越小越能節(jié)約生產(chǎn)成本，厚度過大不但會造成原料的浪費(fèi)，還會降低生產(chǎn)效益。很顯然，材料的厚度控制只能靠測厚儀來檢測。

2、機(jī)械式測厚儀

       從測試原理上講，常用的測厚儀有激光測厚儀、電容式測厚儀、電渦流測厚儀、機(jī)械式測試儀等。非接觸式測厚設(shè)備對測試試樣都有一定的選擇性，例如激光式測厚儀在適合的領(lǐng)域中能達(dá)到較高的測量精度，但用于檢測表面有著不同光澤度的試樣時會有較大的測試誤差，同樣該方法的測厚儀對試樣是否透明也有著比較強(qiáng)的選擇性。電容或電渦流式的測厚儀對金屬及非金屬的測試有著較大的誤差�？傊�，非接觸式測厚設(shè)備都有著自己擅長的檢測領(lǐng)域，可用戶無法購買多類測厚設(shè)備來檢測材質(zhì)可能不同的多種試樣。機(jī)械式測厚儀是一種接觸式測厚設(shè)備，多采用高精度傳感器，因?yàn)樗�的測

       Labthink蘭光的CHY-C1是我國自主研發(fā)的第一款高精度機(jī)械式測厚儀，分辨率高達(dá)0.1μm。自2004年投放市場已取得了不俗的銷售業(yè)績，市場反應(yīng)很好。

3、機(jī)械式測厚儀的設(shè)計(jì)難點(diǎn)以及解決方法

       通過分析標(biāo)準(zhǔn)，可以看出機(jī)械式測厚儀具有 2大設(shè)計(jì)難點(diǎn)：首先是測量頭壓強(qiáng)大小的控制；其次是如何實(shí)現(xiàn)上下兩測量面的高平行度。

3.1 測量頭壓強(qiáng)大小的控制

       軟包材在受壓時會出現(xiàn)不可忽視的壓縮形變，因此，測試時一定要嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)對試樣接觸面積及壓強(qiáng)的要求。不同的標(biāo)準(zhǔn)對于測試面積、所施壓強(qiáng)有不同的要求，例如同樣是檢測紙張的厚度， ASTM D 645中要求所施加的壓強(qiáng)是50kPa，但是ISO 534中要求優(yōu)選100kPa的壓強(qiáng)。因此，在測試結(jié)果比對時，一定要注意測試標(biāo)準(zhǔn)及測試條件。

       同種原理的機(jī)械式測厚儀檢測同一試樣產(chǎn)生的不同測試結(jié)果，其主要原因就是測量過程中對試樣所施加的壓強(qiáng)不同所造成的，因?yàn)樵O(shè)備的開發(fā)是遵照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的。常用的簡易測厚儀就是螺旋測微器，但是它所施加在試樣上的壓力不易量化，而且測薄膜和測紙張時施力都一樣，這明顯不符合相關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此僅比較試驗(yàn)結(jié)果，而未把測厚儀所施加的測試條件列入是很片面的。

3.2 對測量頭和測量底座的平行度要求

        對測量頭和測量底座有兩個基本要求：測量頭和測量座的兩測量面相互平行，而且測量頭的運(yùn)動方向應(yīng)該與測量座的測量面相垂直。在 ASTM D 645中有相關(guān)描述如下：The surface of the presser foot shall be parallel to the surface of the anvil to within 0.001mm. The presser foot movement shall be on an axis that is perpendicular to the anvil surface.（測量頭的表面應(yīng)該與砧板的表面平行，相差保持在0.001mm之內(nèi)。測量頭應(yīng)在與砧板表面相垂直的軸向上運(yùn)動。）其實(shí)保證測量頭的運(yùn)動方向與測量底座的測量面垂直也是為了確保在測量過程中上下兩測量面的平行，保證設(shè)備的測試精度。

       常見測量薄膜厚度的測量頭有兩種：平面型測量頭和球面型測量頭。前者可以使試樣的被測區(qū)域均勻受力，而后者易于實(shí)現(xiàn)上測量點(diǎn)與下測量面的平行，但測量面積和壓強(qiáng)無法控制和量化。多數(shù)機(jī)械式測厚儀選擇平面型測量頭，這樣測試數(shù)據(jù)更具有代表性。

       對于測量頭和底座間的平行處理， Labthink CHY-C1采用一套自動“找平”結(jié)構(gòu)，一旦標(biāo)定結(jié)束后，用戶不必再動了。當(dāng)然，要保證兩測量面的平行，不但要保證兩測量面的清潔無污物，而且還要盡可能的避免觸碰測量頭。如果私自拆卸測試裝置會使設(shè)備完全失去精度相序檢查器·機(jī)箱盒·秤·報(bào)警儀表·相位檢知器·醫(yī)療設(shè)備·電壓電流記錄器。

 4、展望

       由于軟包材自身結(jié)構(gòu)的可壓縮性，使得各類非接觸式測厚設(shè)備的應(yīng)用都受到了一定的限制，機(jī)械式測厚儀一直是各類軟包材厚度檢測的首選。當(dāng)然，同一種軟包材在不同壓強(qiáng)下得到的厚度值一般不同，根據(jù)軟包材的材質(zhì)在指定標(biāo)準(zhǔn)的測試壓強(qiáng)下檢測是軟包材測厚的一大特點(diǎn)。