熱袋與瓶蓋密封
熱袋密封或包裝密封
是指將塑料材料加熱到其熔點(diǎn)，從而使材料融合在一起的密封方法。一些包裝密封設(shè)計(jì)具有預(yù)定的粘合區(qū)域以形成密封。
瓶蓋的感應(yīng)密封
這種方法通常用于瓶蓋應(yīng)用。在瓶蓋密封的情況下，給瓶子蓋上蓋子之前，將襯墊插入瓶蓋中。襯墊可以是鋁箔或包含一層紙板，襯里涂有面向瓶子的粘合劑。將瓶蓋擰到瓶子上后，瓶子在感應(yīng)加熱器下方移動(dòng)。鋁箔現(xiàn)在被感應(yīng)加熱器線圈磁場(chǎng)中產(chǎn)生的渦流加熱，同時(shí)瓶子沿著傳送帶移動(dòng)，鋁箔加熱并熔化粘合劑，蓋的壓力確保了襯墊在粘合劑冷卻后粘附在瓶子上。
壓板熱封機(jī)
使用加熱板是常見(jiàn)的熱封方法，這些加熱板根據(jù)包裝密封區(qū)域的形狀制作。典型的包裝設(shè)計(jì)是頂部帶有塑料箔的杯子或容器。包裝沿著輸送線下來(lái)，加熱板封口機(jī)壓在頂部箔上，將其熱量傳遞到包裝密封區(qū)域。
帶式封口機(jī)
帶式封口機(jī)通常用于連續(xù)袋封口，袋子在密封過(guò)程中會(huì)在傳送帶上移動(dòng)，袋子通過(guò)帶式封口機(jī)移動(dòng)，同時(shí)封口機(jī)將熱量傳遞到袋子封口上。
超聲波封口機(jī)
另一種常見(jiàn)的袋子密封技術(shù)是使用超聲波直接在封口中產(chǎn)生熱量，這在紙袋應(yīng)用中很常見(jiàn)。提前在袋子密封處涂上一層粘合劑，然后將紙袋插入超聲波封口機(jī)的鉗口中，強(qiáng)大的超聲波能量在短時(shí)間內(nèi)爆發(fā)，被引導(dǎo)到袋子密封區(qū)域。導(dǎo)致粘合劑覆蓋的袋子密封區(qū)域振動(dòng)，摩擦和振動(dòng)一起產(chǎn)生熱量，進(jìn)而使粘合劑熔化并進(jìn)行袋子密封，所有這一切都發(fā)生在幾分之一秒內(nèi)。
除了這些之外，還有其方法和技術(shù)，例如：摩擦焊接、射頻（RF）焊接和激光焊接等。
以上只是包裝行業(yè)中常見(jiàn)的一些例子。
首先，在包裝密封的工作中，并不是每個(gè)包裝密封應(yīng)用都經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的檢查。
其次，基于熱成像的檢測(cè)系統(tǒng)適用于關(guān)鍵的包裝應(yīng)用。關(guān)鍵應(yīng)用是指密封薄弱、密封不偏不倚，甚至很小的泄漏都會(huì)導(dǎo)致重大問(wèn)題的應(yīng)用。
最后，基于紅外熱成像的熱袋密封檢測(cè)技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗且环N非接觸式溫度測(cè)量方法。
然而，根據(jù)用于袋封材料的熱物理特性，有些檢測(cè)過(guò)程可能具有挑戰(zhàn)性。有些材料不適合基于熱成像的檢測(cè)，例如：某些金屬膜，它們本質(zhì)上可能具有高度反射性。即使包裝材料在人眼看來(lái)不是很有光澤，使用紅外熱像儀進(jìn)行檢測(cè)仍然可能存在問(wèn)題。
我們需要配合客戶進(jìn)行可行性驗(yàn)證，正確評(píng)估各種材料在紅外光譜中的成像以及檢測(cè)應(yīng)用程序是否有效。
檢測(cè)時(shí)機(jī)的重要性
IMPORTANCE
下圖是從超聲波焊接密封件拍攝的熱圖像。此時(shí)間序列說(shuō)明了焊接區(qū)域的熱特征如何隨時(shí)間變化。
熱封的熱像時(shí)間序列
熱量被引導(dǎo)到袋子密封中的時(shí)間越長(zhǎng)，熱特征擴(kuò)散的就越多。來(lái)自較熱區(qū)域的熱能流向較冷的區(qū)域。這種熱擴(kuò)散的一個(gè)副作用是密封件的熱特征被沖走并變得非常模糊。
因此，如果密封件中有一個(gè)區(qū)域沒(méi)有得到正確密封，這個(gè)區(qū)域往往比周圍更冷，由此產(chǎn)生的熱對(duì)比可用于檢測(cè)袋子密封中的缺陷。然而，隨著時(shí)間的推移，這種熱對(duì)比開始逐漸消失，使缺陷檢測(cè)的可靠性降低。
應(yīng)用案例 – 紙袋密封檢測(cè)
讓我們看一個(gè)實(shí)際袋子密封檢測(cè)的應(yīng)用，以下示例使用了熱像儀和定制開發(fā)的熱成像軟件。紙袋正在用超聲波封口機(jī)密封，一旦密封，袋子就會(huì)被扔到傳送帶上。接近傳感器檢測(cè)袋子并觸發(fā)熱像儀，熱成像軟件分析袋子的熱特征，并確定密封是好是壞。
如上圖所示，可見(jiàn)的是超聲波袋封口機(jī)、傳送帶、封口朝前的紙袋、FLIR熱像儀和運(yùn)行定制熱袋封口檢測(cè)軟件的工業(yè)PC。
熱袋密封檢測(cè)的時(shí)間窗口1
如下圖，確定拍攝密封件熱圖像的正確時(shí)間窗口至關(guān)重要。
熱袋密封檢測(cè)時(shí)間窗口選擇示意圖
有時(shí)熱量需要一些時(shí)間才能上升到材料表面，因此，過(guò)早或過(guò)晚拍攝圖像都不會(huì)產(chǎn)生令人滿意的結(jié)果。
下面黑白圖像序列是熱時(shí)間序列，我們基本上停止了傳送帶。
紙袋封口紅外熱圖像序列
熱袋密封檢測(cè)的時(shí)間窗口2
從較熱區(qū)域到較冷區(qū)域的溫度均衡問(wèn)題，可能導(dǎo)致不良密封但最終看起來(lái)是好的。
這種熱均衡效應(yīng)在如下的3張圖片中以圖形方式說(shuō)明。
良好-缺陷檢測(cè)示意圖
在熱量均衡之前，越早暴露，檢查就越有可能發(fā)現(xiàn)缺陷。淺紅色區(qū)域表示袋子密封區(qū)域上的熱特征高于特定溫度閾值。
檢測(cè)到的間隙是存在熱量不足的密封區(qū)域，這將導(dǎo)致密封缺陷或不完整，也可能導(dǎo)致產(chǎn)品泄漏或濕氣滲入產(chǎn)品。
正確理解這種熱均衡效應(yīng)決定了是否能夠正確識(shí)別密封缺陷。
密封良好
示例
上面顯示了紅外熱圖像（垂直密封方向）和相應(yīng)的處理圖像，使用了一種常見(jiàn)的機(jī)器視覺(jué)處理步驟（稱為“圖像閾值”）來(lái)創(chuàng)建斑點(diǎn)圖像，本例中的閾值與密封溫度直接相關(guān)。
我們期望的好密封件是密封件形狀的連續(xù)紅色區(qū)域，也可以使用其他的評(píng)估功能來(lái)進(jìn)一步檢查密封的質(zhì)量，例如：測(cè)量沿密封區(qū)域的寬度和長(zhǎng)度或?qū)ふ夜铝⒌闹袛喟唿c(diǎn)。
密封缺陷
示例
1
2
根據(jù)應(yīng)用的不同，有多種缺陷模式。如果可以正確理解這些表征不同的缺陷模式如何影響密封的熱特征，那么這是一項(xiàng)很好的工程實(shí)踐。
熱袋密封檢測(cè)應(yīng)用中的常見(jiàn)挑戰(zhàn)
熱袋密封檢測(cè)應(yīng)用面臨許多挑戰(zhàn)，源于密封方法、材料的熱物理特性、環(huán)境以及動(dòng)態(tài)行為。
下面總結(jié)了袋子密封應(yīng)用中常見(jiàn)的挑戰(zhàn)：
· 比熱導(dǎo)率（熱擴(kuò)散率）
· 發(fā)射率（材料散熱的能力）
· 反射率（低發(fā)射率表面反射率）
· 透射率（某些涂層和薄膜塑料）
· 由于快速移動(dòng)的部件導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)模糊
· 密封面積與密封寬度的縱橫比（分辨率問(wèn)題）
· 環(huán)境溫度波動(dòng)
· 過(guò)程漂移（啟動(dòng)、動(dòng)態(tài)條件等）
綜上，F(xiàn)LIR熱像儀適用于生產(chǎn)線中的各種密封檢測(cè)，準(zhǔn)確拍攝出熱圖像，發(fā)現(xiàn)密封缺陷，為您減少生產(chǎn)包裝中出現(xiàn)的問(wèn)題，滿足您的需求，和謙圖像期待您的垂詢。
FLIR
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