包裝測試技術(shù)與包裝容器性能檢測實驗

包裝測試技術(shù)與包裝容器性能檢測實驗第一節(jié)盒形包裝件堆碼載荷強度的測定一、實驗目的

盒形小包裝件，經(jīng)常處于多層堆碼環(huán)境下；盒形小包裝件受壓后的嚴重變形，會導致外觀破壞，價值降低。因此包裝件必須具有一定承受壓力載荷能力。該能力與包裝件的制盒材料、容器成型質(zhì)量、尺寸結(jié)構(gòu)設計等因素有關(guān)。本實驗采用壓力試驗機對盒形小包裝件進行堆碼模擬試驗，獲得單件盒形包裝件的載荷強度值。試驗適用于評定小包裝件在堆碼時的耐壓強度及對內(nèi)裝物的保護能力。二、實驗原理和方法通過壓力試驗機對盒形包裝件的壓縮，模擬堆碼過程包裝件受到的靜壓力作用。設定包裝件產(chǎn)生質(zhì)量損傷時最大變形的預定值，作為最大載荷發(fā)生時的特征。將包裝件置于壓力試驗機的下壓板上，然后將上壓板下降，對包裝件施加壓力。實驗機實時記錄預先設定的多個變形點上的壓力值。當包裝件變形達到預定值時，停止加壓；實驗機記錄此時載荷壓力值作為包裝件堆碼時載荷強度值。三、實驗要求

1.安裝試件到實驗機夾頭上，保持位于夾頭中心軸線上。

2.設定實驗機壓縮停止時刻點：在試件變形達到20%時刻，作為停止加壓時刻。

3.實驗機壓縮速度設定在25mm/min—30mm/min。手動壓縮速度按設定速度進行。

4.數(shù)據(jù)獲得：電子萬能實驗機—打印變形從1%—10%的“壓縮數(shù)據(jù)報告”。

5.每種品牌試件壓縮數(shù)量最少3只，取平均值為最終結(jié)果。

6.壓力試驗機：壓力試驗機可采用電機驅(qū)動、機械傳動或液壓傳動，能使壓板均勻移動，施加預定的壓力。

7.壓板應具有足夠的剛度，壓板尺寸應超出包裝件外形尺寸及與其相接觸仿模塊的面積。

8.壓板在整個試驗過程中應處在水平狀態(tài)，其水平傾斜要保持在百分之十以內(nèi)。四、實驗儀器設備1.WD-5K手搖式萬能試驗機如圖所示，本實驗采用WD-5K手搖萬能試驗機進行試驗，該試驗機適用于塑膠、橡膠、電子零件等小零件之拉、壓力測驗。其性能指標如下：2.稱重電子秤、測量用尺用于稱量個包裝件重量（g），及測量包裝件外部尺寸。品牌：濟南蘭光公司型號：WD-5K行程：150mm

材積：28×35×87cm重量：20kg解析度：1/200測量范圍：0.05（KN）測量精度：0.1最大負荷：0.05（KN）拉伸空間：150（mm）拉伸速度：300（mm/min）WD-5K手搖式萬能試驗機參數(shù)

五、實驗樣品

1．樣品材料：例如紙塑鋁復合紙板。

2．實驗樣品的取樣：完整單只盒形小包裝件。

3．實驗樣品的尺寸：實測單只盒形小包裝件端面長、寬，盒身高尺寸。

4．實驗樣品的數(shù)量：3種以上品牌，每種品牌3只。

5．實驗樣品的測量指標：（1）長度，寬度，高度（mm）；（2）重量（g）；（3）容積：（mL）例：50mL磚形兒童奶飲料包裝件。六、實驗步驟

1．測量試件長、寬、高度（mm）、重量（g）。

2．裝夾單件試件；使夾頭對試件有一定輕微壓力（3—5N），如圖3-1所示。

3．設定實驗參數(shù)：進入“設置畫面”壓縮速度：25mm/min；件數(shù)：1；試件厚度：mm；規(guī)格：（最大壓力）5000N；變形測量點設定：變形1%—10%內(nèi)，不少于10個點。

4．準備壓縮：進入“過程試驗”界面，按下[F清零]，[S清零]，對“力值”和“位移”清零；按“試驗”鍵開始實驗。

5．壓縮進行：按設定壓縮速度，搖動手柄，壓縮試件；同時觀察變形數(shù)值變化。

6．壓縮結(jié)束：達到設定變形值，儀器發(fā)出蜂鳴報警聲，壓縮停止；按下“試驗”鍵，儀器打印“實驗數(shù)據(jù)報告”。

7．更換試件，重復（2）至（6）各項內(nèi)容。

8．根據(jù)3只平均值算得該牌號試件載荷強度值。

9．推算單件包裝件堆碼層數(shù)。七、實驗報告試驗報告應包括下列內(nèi)容：1.試驗樣品的數(shù)量、品牌型、單件重量（g）；2.詳細說明試件包裝容器的尺寸、結(jié)構(gòu)和材料規(guī)格；3.內(nèi)裝物的名稱。試驗樣品的內(nèi)裝物的體積（按mL毫升計）；4.所用設備的設定和操作方式，如壓縮速度、件數(shù)、試件高度、規(guī)格（最大壓力）；5.變形測量點設定：1%—10%各取值點設置，試件變形過程對應載荷數(shù)值(N)；6.最大變形發(fā)生時的載荷（以牛頓(N)為單位）及試樣狀態(tài)；7.單件包裝件上能垂直堆碼的相同包裝件承載數(shù)量推算結(jié)果。

第二節(jié)軟包裝密封性能測試一、實驗目的評價軟包裝件的密封工藝質(zhì)量及密封性能，判定試樣是否存在密封缺陷，確定軟包裝件密封加工是否達標，觀察軟包裝件密封失效的具體形式與類型；學習軟包裝密封性能測試設備的使用技能。二、實驗原理和方法

軟包裝密封性是實現(xiàn)包裝功能性的前提，也是所選擇的軟包裝材料相互之間及其與選用的包裝形式在力學性能、熱學性能、光學性能上是否匹配的綜合體現(xiàn)。密封性差的包裝會由于氣體或者液體進出包裝而導致物品變質(zhì)，同時也可能對環(huán)境或周邊物品造成污染，而對于功能性包裝來講泄漏也會致使包裝功能性的喪失，給使用者帶來嚴重的損失。軟包裝密封測試儀通過對真空室抽真空，使浸在水中的試驗樣品產(chǎn)生內(nèi)外壓力差，觀測真空室內(nèi)試驗樣品的氣體外逸或水向內(nèi)滲入情況，以判定試驗樣品的密封性能。軟包裝密封測試儀工作原理：造成包裝內(nèi)與包裝外氣體壓強之差→包裝內(nèi)氣體比率高→氣體膨脹率大→包裝膜承受膨脹壓力→包裝膜密封薄弱點氣體逸出。

常用的密封性檢測方法有正壓法和負壓法兩種。正壓法通過向樣品內(nèi)部充入氣體，增大其內(nèi)部壓力，然后根據(jù)樣品內(nèi)部壓力的變化判斷是否出現(xiàn)泄漏。負壓法是將樣品置于測試腔內(nèi)的水中，通過對測試腔抽真空，使浸在水中的試樣產(chǎn)生內(nèi)外壓差，觀測試樣內(nèi)氣體外溢或水向內(nèi)滲入試樣的情況，以此判定試樣是否存在密封缺陷。三、實驗內(nèi)容GB/T15171-94軟包裝件密封性能試驗方法有關(guān)規(guī)定設計制造，適用于食品、制藥日化等行業(yè)軟包裝的密封試驗。通過試驗可以有效的比較和評價軟包裝件的密封工藝及密封性能，為確定相關(guān)的技術(shù)要求提供科學的依據(jù)。通過對真空室抽空，使浸在水中的試樣產(chǎn)生內(nèi)外壓差，觀測試樣內(nèi)氣體外逸情況，以判定試樣的密封性能：或通過對真空室抽空，使試樣產(chǎn)生內(nèi)外壓差，觀測試樣膨脹及釋放真空后試樣形狀恢復情況，以判定試樣的密封性能。四、實驗儀器設備如圖3-3所示，軟包裝密封測試儀是一種以利用壓縮空氣，通過真空原件組產(chǎn)生負壓，來檢測和檢驗塑料軟包裝材料的熱封性能及加工工藝。儀器為塑料密封包裝的質(zhì)量和可靠性提供了一種先進、實用、有效的測試方法。儀器操作簡單、外形透明、便于觀察試驗結(jié)果，尤其是能夠?qū)Ψ饪诘奈⑿〖毧诐B漏進行快速有效的檢測。軟包裝密封測試儀，主要由特制透明真空室（有機玻璃桶）、真空發(fā)生系統(tǒng)、壓縮空氣源（客戶自備氣源出氣壓力為0.2-0.9Pa）、力表等組成。

五、實驗樣品適用食品、制藥、日化等行業(yè)軟包裝件及塑料瓶罐的密封性能試驗；試驗樣品應密封完整無泄漏，內(nèi)裝物無尖銳棱角，包裝袋材料厚度適中。六、實驗步驟1.實驗準備（1）如圖3-4所示，儀器與電源、氣源連接；將有機玻璃筒開密封蓋，向筒內(nèi)注入一定量的清水，高度至壓板面以上（但加入試驗樣品后不能讓水被吸出）；蓋好有機玻璃筒的密封蓋，為保證密封效果，向密封圈上灑少許水，并將玻璃筒的上端降壓器關(guān)閉。（2）將壓力穩(wěn)定的壓縮氣源與測試儀“壓縮空氣”的進氣管（底座后端位置）相連接，并連接“真空輸出”（底座后端位置）和有機玻璃桶上的快速接頭。（3）接通主機電源，打開主機開關(guān)（底座后端位置），使機器預熱5分鐘。2.實驗操作（1）將控制儀與真空罐可靠放置在穩(wěn)固的工作臺面上：接駁符合壓力要求且經(jīng)除油、過濾、穩(wěn)壓的壓縮空氣供氣管。（2）在真空室內(nèi)放入適量的蒸餾水，將試樣固定在試樣夾具上，再將其浸入水中。此時，試樣的頂端與水面的距離不得低于25mm。注：只要保證在試驗期間能觀察到試樣的各個部位的泄漏，一次可以試驗2個或更多的試樣。（3）蓋上真空室的密封蓋，關(guān)閉排氣管閥門，再打開真空管閥門對真空室抽真空。將其真空度在30～60s調(diào)至下列數(shù)值之一：20、30、50、90KPa等。到達一定真空度時停止抽真空，并保持該真空度30s。

所調(diào)節(jié)的真空度值根據(jù)試樣的特性（如所用包裝材料、密封情況等）或有關(guān)產(chǎn)品標準的規(guī)定確定，但不得因試樣的內(nèi)外壓差過大使試樣發(fā)生破裂或封口處開裂。（4）觀測抽真空時和真空保持期間試樣的泄漏情況，視其有無連續(xù)的氣泡產(chǎn)生。單個孤立氣泡不視為試樣泄漏。（5）打開進氣管閥門，使真空室與大氣相通，打開密封蓋，取出試樣，將其表面的水凈，開封檢查試樣內(nèi)部是否有試驗用水滲入。七、實驗報告1．包裝件所用材料及密封方法，試樣數(shù)量；2．采用的試驗方法原理；3．試驗設備名稱、型號；4．設定的真空室內(nèi)保持的真空度數(shù)值及保持時；5．試驗時，所觀測到的試樣發(fā)生的各種現(xiàn)象記；6．軟包裝件密封質(zhì)量評定結(jié)論。第三節(jié)條形碼標簽的制作一、實驗目的通過設計軟件學習通用商品條形碼及常見條型碼構(gòu)成；學習常見條碼制作系統(tǒng)組成知識；學習常見條碼制作軟件使用方法；制作通用商品條碼標簽。二、實驗原理和方法商品條碼是實現(xiàn)商業(yè)現(xiàn)代化的基礎，是商品進入超級市場、POS掃描商店的入場券。當顧客采購商品完畢在收銀臺前付款時，收銀員只要拿著帶有條碼的商品在裝有激光掃描器的臺上輕輕掠過，就把條碼下方的數(shù)字快速輸入電子計算機，通過查詢和數(shù)據(jù)處理，機器可立即識別出商品制造廠商、名稱、價格等商品信息并打印出購物清單。這樣可以實現(xiàn)售貨、倉儲和訂貨的自動化管理，同時使銷售信息為生產(chǎn)商所掌握。

EAN碼是國際物品編碼協(xié)會制定的一種商品用條碼，通用于全世界。EAN碼符號有標準版（EAN-13）和縮短版（EAN-8）兩種，我國的通用商品條碼與其等效。我們?nèi)粘Ｙ徺I的商品包裝上所印的條碼一般就是EAN碼。

EAN碼有兩種版本，即標準版和縮短版。標準版表示13位數(shù)字，又稱為EAN13碼（其條碼圖案字符結(jié)構(gòu)如圖3-5所示），縮短版表示8位數(shù)字，又稱EAN8。兩種條碼的最后一位為校驗位，由前面的12位或7位數(shù)字計算得出。兩種版本的編碼方式可參考國標GB-12094-1998。

圖3-5EAN13條碼圖案字符結(jié)構(gòu)4．條形碼的識別原理為了閱讀出條形碼所代表的信息，需要一套條形碼識別系統(tǒng)，它由條形碼掃描器、放大整形電路、譯碼接口電路和計算機系統(tǒng)等部分組成（如圖所示）。由于不同顏色的物體，其反射的可見光的波長不同，白色物體能反射各種波長的可見光，黑色物體則吸收各種波長的可見光，所以當條形碼掃描器光源發(fā)出的光經(jīng)光闌及凸透鏡1后，照射到黑白相間的條形碼上時，反射光經(jīng)凸透鏡2聚焦后，照射到光電轉(zhuǎn)換器上，于是光電轉(zhuǎn)換器接收到與白條和黑條相應的強弱不同的反射光信號，并轉(zhuǎn)換成相應的電信號輸出到放大整形電路。白條、黑條的寬度不同，相應的電信號持續(xù)時間長短也不同。三、實驗內(nèi)容

標簽設置圖3-7標簽設置如圖3-7所示，標簽設置對話框包含控制標簽的尺寸和標簽在頁面中的排列方式的選項（這些選項并不控制標簽中條碼和文字對象的排列，而只控制標簽本身的尺寸和排列方式）。標簽設置對話框還包含一個顯示當前頁面布局的預覽窗口，對于普通打印機和系統(tǒng)支持的專用標簽打印機，標簽紙的示意顯示略有不同，普通打印機是按頁方式顯示的，而專用標簽打印機是按卷筒紙的方式顯示的。由于要將很多的頁選項都放入一個對話框中，標簽設置對話框的下半部分包括通過選項卡控制的區(qū)域與其它修改屬性對話框中的屬性頁方式相同，標簽設置對話框根據(jù)選擇的五個標簽“打印機、頁面、標簽、分塊和其它”顯示出不同的選項。圖3-7標簽設置圖3-7標簽設置設計過程（1）進入標簽模板如圖3-8所示，點擊“文件”按鈕，然后“新建”標簽。（2）在標簽格式中創(chuàng)建新對象如圖3-8所示，點擊“工具”，標簽格式中的對象有：條碼、線條、圖形、圖片對象可以通工具過選中相應的對象，使用鼠標在標簽上單擊左鍵并拖動生成對象的屬性設置。創(chuàng)建條碼對象：

①單擊工具欄上的創(chuàng)建條碼按鈕；②將光標移動到標簽查看區(qū)域，當光標指針通過標尺進入標簽查看區(qū)域時會變?yōu)榕c工具欄中按鈕相匹配的形狀這時就可以創(chuàng)建條碼對象了；③將光標移動到標簽查看區(qū)域中需要創(chuàng)建條碼框的一個角的位置，單擊鼠標左鍵，并拖拽光標釋放鼠標左鍵就可將條碼對象放置到標簽上。如圖3-9所示，用右鍵點擊該對象可以觀察條碼的屬性。圖3-8標簽格式中創(chuàng)建新對象圖3-9條碼對象的屬性創(chuàng)建文字對象：①單擊工具欄中的創(chuàng)建文字按鈕；②將光標移動到標簽查看區(qū)域；當光標指針通過標尺進入標簽查看區(qū)域時會變?yōu)榕c工具欄中按鈕相匹配的形狀，這時就可以創(chuàng)建文字對象了；③將光標移動到標簽查看區(qū)域中，需要創(chuàng)建文字框的一個角的位置單擊鼠標左鍵并拖拽光標釋放鼠標左鍵，就可將文字對象放置到標簽上。如圖3-10所示，用右鍵點擊該對象可以觀察文字的屬性。圖3-10文字對象的屬性完成標簽初步結(jié)構(gòu)設計：

按照上述創(chuàng)建標簽對象的方法，即可完成標簽的初步結(jié)構(gòu)設計，圖3-14和圖3-15給出了兩個標簽設計的實例。圖3-14單件產(chǎn)品標簽與商品條碼圖3-15紙箱上文字、標識與條碼設計四、實驗儀器設備與材料1.條碼設計軟件LabeshopLabelShop是條碼標簽打印軟件，它的主要功能是進行條碼標簽設計、輸出，支持多種專業(yè)條碼打印機和普通打印機，支持多種常用的一二維條碼，支持多種數(shù)據(jù)源格式。LabelShop的目的是讓用戶方便快捷地設計制作出各種類型的條碼標簽，標簽尺寸隨意改變、頁標簽排列格式多種多樣。標簽中可以提供直線、矩形條碼、文字和圖像等多種可視對象，支持多種一維及二維條碼。多種數(shù)據(jù)源格式：用戶可以為條碼和文字對象的數(shù)據(jù)源定義多個變量，能夠使用戶方便靈活的為條碼和文字對象定義數(shù)據(jù)，可以支持常量、序列號、數(shù)據(jù)庫、日期、時間等多種數(shù)據(jù)類型，支持變量共享一個對象的數(shù)據(jù)，可由多個變量組成一個變量，可由多個對象共享。多種圖像格式：支持bmp，gif，pcx，jpg，tif

等常用的圖像格式。數(shù)據(jù)庫支持：LabelShop提供讀取ODBC數(shù)據(jù)庫的功能，用戶可以在標簽中引用數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容，也可直接導入文本文件。多種打印選項：可以打印輸出頁碼，標簽的對齊、裁切標記標簽的打印起點可任意設置，并且在連續(xù)打印時可跟蹤標簽位置。全交互式操作界面：LabelShop采用的是所見即所得的全交互式界面，用戶可以使用鍵盤、鼠標來編輯設計標簽，同時本軟件提供了工具欄、狀態(tài)欄、排列欄、屬性欄、滾動條、標尺欄等操作工具。五、實驗步驟

1.熟悉LabeshopLE設計軟件各按鈕、窗口；2.設計標簽結(jié)構(gòu)，建立條碼圖形（EAN—13標簽、其它碼制標簽各一）；3.標簽引入圖片、文字、線條等其它內(nèi)容；4.編輯建立個性化圖文界面；5.排版輸出打印標簽（EAN—13標簽、其它碼制標簽各一）；6.掃讀條碼標簽（用提供的掃描器），檢驗條碼字符是否準確。六、實驗報告1.實驗目的與要求；2.實驗設備；3.實驗操作描述，選用條碼種類、條碼字符段含義；4.實驗設計標簽作品（粘貼產(chǎn)品標簽于報告底部）。第四節(jié)復合紙板容器的封合強度測定一、實驗目的學習并掌握制取復合紙板容器的橫封、縱封接口標準試樣的方法；采用塑料薄膜熱封強度測定方法，評定復合紙板容器的橫封、縱封接口的封合質(zhì)量；掌握使用小型拉伸試驗機測定封口試樣封合強度的方法。二、實驗原理和方法以無菌磚形紙盒為研究對象，測定其封合強度。橫封熱封接口與縱封熱封接口是紙盒容器必不可少的，其封合強度關(guān)系紙盒密封性能和成型穩(wěn)定性。評價復合紙板熱封接口的強度，可以采用塑料薄膜熱封強度測定的方式評定。即對規(guī)定寬度封口試樣進行拉伸，以接口破壞時的拉力值作為接口封合強度。在不同的拉伸速度下，接口封合強度曲線可以反映紙板熱封接口的成型質(zhì)量。影響熱封機熱封質(zhì)量因素，主要是加熱溫度、熱封時間和封合壓力等。三、實驗要求實驗時，將試樣以熱封部分為中心，展成180°，把試樣的兩端固定在拉伸試驗機上，不斷加大拉伸負荷，直到熱封部分裂為止，讀出這時的最大負荷(牛頓／15厘米)，這就是熱封強度，如果熱封處未斷則要重新測試。實驗必須符合下述試驗條件：

①試驗機夾緊試樣兩端時，中心要和拉伸方向在同一平面上，試樣要在一個平面上移動。

②試樣斷裂時，指示的強度誤差要小于2％，可參考紙和紙板的拉伸強度方法進行。

③斷裂時的負荷要在機器容量的15～85％范圍內(nèi)。

④拉伸速度一般為300±20毫米／分。四、實驗儀器設備

如圖3-16所示，實驗采用小型拉伸試驗機。該試驗機適用于塑料薄膜、復合膜、軟質(zhì)包裝材料、膠粘劑、膠粘帶、不干膠、橡膠、紙張纖維等產(chǎn)品的拉伸、剝離、變形、撕裂、熱封、粘合、穿刺力、開啟力、低速解卷力、撥開力等性能測試。主要技術(shù)指標規(guī)格：500N（50N），精度：0.5級，試驗速度：50、100、150、200、250、300、500mm/min，試驗寬度：0-30-50mm，行程：1000mm，主機外形尺寸：450(L)mm×450(B)mm×1410(H)mm。五、實驗樣品1．樣品材料：鋁紙塑復合材料紙盒（圖3-17）。2．實驗樣品的取樣：橫封口試樣，縱封口試樣；取樣方向分別垂直橫封口縱封口方向（如圖圖3-17所示）。3．實驗樣品的尺寸：寬15mm,封口展開試樣長≥100mm。4．實驗樣品的數(shù)量：橫封口試樣5只，縱封口試樣5只。5．實驗樣品的測量：長度和寬度。六、實驗步驟1．制樣試樣種類：兩種品牌復合紙容器。試樣采集部位：容器橫封熱封接口與縱封熱封接口。試樣寬度：從容器上裁剪寬為15

0.1mm片條狀紙板，作為標準試樣，展開長度為100

1mm。將經(jīng)狀態(tài)調(diào)節(jié)后的試樣，以封口部位為中心線，展開呈180°，把試樣的兩端分別夾在拉伸試驗機的兩個夾具上，應使試樣縱軸與上下夾具巾心的連線相重合。2．取樣部位分別在容器的橫封口與縱封口部位（見圖3-17），截取試樣。2．取樣部位分別在容器的橫封口與縱封口部位（見圖3-17），截取試樣。3．拉伸試驗機設置①設置拉伸機工作形式為封合強度測試。②設置拉伸速度：設置拉伸試驗速度依次為100、300、500mm／min；對兩種容量的兩種封口部位樣的試樣依次拉伸。4．封合強度測試①以試樣的熱合部位為中心線，展開成180°。②把試樣的兩端夾在拉伸試驗機的兩夾具上，應使試樣縱軸與上下夾具中心線相重合，并要松緊適宜，以防止試樣滑脫和斷在夾具內(nèi)。③將夾具距離調(diào)為50mm，以100

20mm／min的實驗速度拉伸。④不斷加大拉伸負荷，直到熱封部分破裂為止。⑤讀取試樣斷裂時的最大載荷(N／15cm)即為試樣的熱封強度。七、實驗報告1.實驗原理；2.實驗設備；3.實驗過程；4.試樣種類：試樣部位：試樣寬度；5.設置拉伸速度；6.同一容器的兩類封口的三種拉伸速度對應封合強度曲線；7.寫出兩類封口封合強度測定實驗結(jié)論。第五節(jié)塑料薄膜包裝袋熱封強度測定一、實驗目的通過實驗了解測試塑料包裝袋熱封強度的各要素；掌握塑料薄膜熱封加工操作原理及參數(shù)控制；學習塑料薄膜熱封強度測試操作方法。二、實驗原理和方法

熱封強度試驗時，將試樣以熱封部分為中心，展成180°，把試樣的兩端固定在拉伸試驗機上，不斷加大拉伸負荷，直到熱封部分裂為止，讀出這時的最大負荷（N／15mm），即熱封強度。如果熱封處未斷開，則要重新測試。七、實驗內(nèi)容

1．制取塑料薄膜熱封接口標準試樣；2．使用小型拉伸試驗機測定塑料薄膜封口封合強度。四、實驗儀器設備1．熱封試驗機

熱封試驗機有三種類型：氣壓式熱封試驗機、凸輪式熱封試驗機和脈沖熱封試驗機。它能夠提供加熱溫度、熱封時間和壓力三個熱封條件。

其中脈沖熱封的原理如圖3-18所示。

2．小型拉伸試驗機如圖3-16所示，適用于塑料薄膜、復合膜、軟質(zhì)包裝材料、膠粘劑、膠粘帶、不干膠、橡膠、紙張纖維等產(chǎn)品的拉伸、剝離、變形、撕裂、熱封、粘合、穿刺力、開啟力、低速解卷力、撥開力等性能測試。

圖3-18脈沖熱封試驗機原理圖1.聚四氟乙烯夾襯

2.電阻絲

3.可移動的冷卻夾頭

4.

壓力源

5.彈性夾頭

6.

制袋材料五、實驗樣品制備

1．成型塑料袋取樣如圖3-19所示，分別在塑料薄膜包裝袋側(cè)面、背面、頂部或底部與熱合部位垂直方向上任取試樣，各自作為相應部位的熱合試樣。

形狀與尺寸：試樣寬度為15±0.1mm，展開長度為100±1mm，當試樣的展開長度小于100±1mm時，可按圖3-20所示，用玻璃紙粘結(jié)帶粘一塊與塑料袋相同的材料，以保證所取試樣長度為100±1mm。測出兩種不同材料試樣的厚度。試樣數(shù)量：兩種薄膜，每種各制作5個試樣。

（a）四面熱合袋（b）工型熱合袋圖3-19成型塑料袋取樣

1.頂部2、4.側(cè)面3.底部5.背面

圖3-20試樣片2．塑膜熱封制樣裁剪塑膜寬為15±0.1mm的條狀片，雙片熱封成標準試樣。將熱封機的溫度、熱封壓力、熱封時間（脈沖封機有壓合時間控制，連續(xù)封機有皮帶轉(zhuǎn)速控制）調(diào)節(jié)到合適狀態(tài)，然后封合試樣。如果三要素的取值不當，試樣將熔穿或封合不緊，應當仔細觀察封合后試樣封口是否牢固，合格后方可進行強度測試。參考設置方案：對于聚乙烯，熱封條件為；溫度130～140℃，壓力約為98kPa，壓緊時間為2～3秒。

六、封合強度測試實驗步驟1．以試樣的熱合部位為中心線，展開成180°。2．把試樣的兩端夾在拉伸試驗機的兩夾具上，應使試樣縱軸與上下夾具中心線相重合，并要松緊適宜，以防止試樣滑脫和斷在夾具內(nèi)。3．將夾具距離調(diào)為50mm，以300±20mm／min的速度拉伸。4．不斷加大拉伸負荷，直到熱封部分破裂為止。5．讀取試樣斷裂時的最大載荷即為試樣的熱封強度。如果熱封處未斷或試樣斷在夾具內(nèi)，則要重新測試。注意：

試樣斷裂時負荷應在機器容量的15％一85％范圍內(nèi)，且環(huán)境溫、濕度條件與試樣處理條件相同；試樣結(jié)果以

5條試樣的算術(shù)平均值作為該部位的熱合強度，以N／15mm表示；試驗機夾緊試樣兩端時，中心要和拉伸方向在同一平面上，試樣要在一個平面上移動；試樣斷裂時，指示的強度誤差要小于2。七、實驗報告1．實驗目的；2．實驗設備，試樣材料；3．實驗參數(shù)：熱封溫度、壓力、脈沖時間，試樣尺寸、厚度；4．熱封強度：兩種試樣，每種平均值；5．實驗結(jié)論：包括熱封條件參數(shù)、熱封強度等。

第六節(jié)加速度傳感器的使用一、實驗目的了解加速度傳感器采集信號過程，加速度傳遞方式、信號形式；了解加速度傳感器使用當中安裝固定形式，掌握包裝件跌落沖擊實驗操作方法；學會使用微機信號采集系統(tǒng)采集跌落沖擊加速度信號的操作方法；明確包裝件跌落沖擊過程中影響沖擊加速度大小的要素（高度、試件重量、剛度等）。二、實驗原理和方法

加速度計是用來感受并轉(zhuǎn)換加速度信號，把加速度轉(zhuǎn)換成適當信號加以輸出的裝置。按其結(jié)構(gòu)原理，常分為機械式和電氣式兩大類。機械式加速度計可直接示值，電氣式加速度計須把加速度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺梢詫崿F(xiàn)傳送。。

壓電式加速度傳感器是利用某些晶體（如天然石英晶體或人工極化陶瓷）在壓力作用下發(fā)生變形時，其晶體表面會產(chǎn)生電荷的效應，這種效應稱壓電效應。圖3-21中，圓板形壓電片本身具有彈性，同質(zhì)量塊構(gòu)成質(zhì)量—彈簧系統(tǒng)；壓電元件一般采用兩片，按相反的極性重疊在一起，放置在殼體上，用殼形隔離彈簧和預緊螺母加以一定的預緊力，兩壓電元件之間安有導電片，殼體固定在被測物體上。當質(zhì)量塊感受加速度時，壓電元件受壓而產(chǎn)生變形，在兩塊導電面上由于正壓電效應而產(chǎn)生電荷，電荷的大小同壓電元件的變形量成正比。在壓電式加速度傳感器使用過程中，在兩塊表面鍍銀的壓電片間夾一片金屬薄片，并引出輸出信號的引線，并在壓電片上方放置一塊質(zhì)量塊，用硬彈簧對壓電元件施加預壓縮載荷，傳感器在振動、沖擊載荷作用下承受動應力作用，從而輸出與加速度成比例的電荷信號。

圖3-21壓電式加速度傳感器圖3-22單軸加速度傳感器的靈敏度方向如圖3-23所示，本實驗測試對象為一個運輸包裝件，圖中給出了傳感器的布置方案。在典型紙箱包裝件內(nèi)，加速度傳感器工作主軸平行于跌落沖擊方向，并安裝固定在被包裝產(chǎn)品的上表面上，把傳感器的引線連接于電荷放大器后，再與信號采集系統(tǒng)相連，便可采集因跌落沖擊引起的加速度信號。圖3-23紙箱包裝件中加速度傳感器的安裝

三、實驗內(nèi)容1．通過實物認識“YD系列”加速度傳感器的結(jié)構(gòu)與接線。2．掌握聯(lián)接壓電式加速度傳感器與信號采集儀器的方法：（1）微機振動信號采集系統(tǒng)連接：

YD-12加速度傳感器→CA系列電荷放大器→WS系列數(shù)據(jù)采集儀（Vis’SYS采集軟件系統(tǒng)）（2）設置并紀錄傳感器參數(shù)：電荷靈敏度。3．在模擬包裝件內(nèi)安裝加速度傳感器：觀察記錄模擬包裝件結(jié)構(gòu)：紙箱、緩沖墊、木質(zhì)模擬產(chǎn)品；然后正確設置安裝方向，最后密封模擬包裝件。4．設置并紀錄跌落高度值，準備跌落釋放。5．開啟Vis’SYS采集軟件，進入數(shù)據(jù)采集界面，檢驗信號傳輸通道連接，采集界面清零，建立采集文件，記錄采集參數(shù)（采樣時間、采樣通道、采樣頻率、電荷放大倍數(shù)）。6．啟動軟件采集過程，從規(guī)定高度釋放試件跌落。7．觀察采集數(shù)據(jù)波形，用標定文件對數(shù)據(jù)文件標定，獲得加速度量綱的數(shù)據(jù)波形。8．改變跌落高度，重復1～7過程。四、實驗儀器設備1．YD系列壓電加速度傳感器主要技術(shù)性能指標：工作電壓：+5V直流電壓，輸出電壓：0～+5V

工作溫度（℃）：-10～+75；靈敏度：3～4pc/ms2

頻率：1～10000Hz；極限加速度：2000m/s2

電容：1600PF2．微機振動沖擊信號采集系統(tǒng)如圖3-24所示，微機數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)具有實時數(shù)據(jù)采集、測量、存貯和數(shù)據(jù)分析功能，由YD—12傳感器、CA—3型電荷放大器、WS系列采集儀和Vis’SYS振動沖擊信號采集與分析軟件組成，數(shù)據(jù)采集器通過并口與個人計算機相連接，采集信號可以曲線形式儲存，用戶可隨時調(diào)用和分析。

Vis’SYS振動沖擊信號采集與分析軟件是在PC微型計算機上運行的具有多功能的信號處理軟件。這個軟件是由不同功能的處理程序模塊構(gòu)成一個完整的信號處理系統(tǒng)程序，能對數(shù)字信號進行時域、頻域分析和處理，同時還能對數(shù)字信號進行基本數(shù)學運算等。該軟件另配有數(shù)字信號生成功能，能生成用戶所要求的各種規(guī)則波形及隨機波形，其中包括幅值和頻率掃描信號。3．臺式電腦，打印機。4．電子秤、高度量尺，封箱膠帶，切割刀。圖3-24微機數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)五、實驗樣品模擬包裝件（適用于跌落測試）：內(nèi)裝木質(zhì)模擬產(chǎn)品和泡沫塑料緩沖墊的瓦楞紙箱包裝件，重4kg。六、實驗步驟1．在模擬包裝件上安裝傳感器，然后封合紙箱口。2．連接傳感器、電荷放大器、采集儀、微機等硬件。3．設定測試系統(tǒng)各儀器的參數(shù)：①傳感器的電荷靈敏度；電荷放大器放大倍數(shù)；②Vis’SYS微機采集軟件的參數(shù)設置：采樣時間、采樣通道、采樣頻率。4．選擇跌落高度：例如選擇20cm，30cm，40cm這三個高度。5．按既定高度跌落釋放包裝件，讀取采集數(shù)據(jù)（電壓波形）。6．處理數(shù)據(jù)，記錄加速度量剛的沖擊數(shù)據(jù)。7．改變跌落高度，重復5、6操作。8．記錄測量結(jié)果、實驗設備型號和試件結(jié)構(gòu)特征。9．拷貝（或當場打?。?shù)據(jù)波形圖，寫出實驗報告。七、實驗報告1．實驗目的及原理簡介；2．實驗樣品的描述；3．實驗設備構(gòu)成；4．實驗參數(shù)設置情況（實驗跌落高度，電荷放大倍數(shù)，采集軟件參數(shù)）；5．實驗結(jié)果數(shù)據(jù)（3次跌落的加速度波形圖），附于實驗報告結(jié)尾；6．分析與結(jié)論：由對應不同跌落高度的加速度波形圖，歸納出跌落高度每升高10cm，跌落加速度增加值。第七節(jié)緩沖材料固有頻率、

振動傳遞性能測定一、實驗目的學習用振動測試設備測試緩沖材料的固有頻率值；學習用微機信號采集系統(tǒng)測定緩沖材料的振動傳遞性能；學習使用小型激振器產(chǎn)生振動激勵的方法。二、實驗原理和方法

防振設計的目的在于調(diào)節(jié)包裝件的固有頻率，并且通過選擇恰當?shù)淖枘岵牧?，把包裝系統(tǒng)（即外包裝一襯墊一內(nèi)裝產(chǎn)品）對振動的傳遞率控制在預定的范周內(nèi)。實驗測試方案如圖3-25所示，通過該測試系統(tǒng)可以測得緩沖材料固有頻率與振動傳遞率。圖3-25緩沖材料固有頻率與振動傳遞率測試裝置材料的固有頻率可通過共振試驗確定。共振試驗在振動試驗機上進行。試驗機由振動臺和加振裝置組成，振動可以是上下和水平兩個方向。振動波形一般采用正弦波，頻率可以連續(xù)變化，一般在2～100HZ范圍內(nèi)。將待測試產(chǎn)品固定在振動臺上，按照所選定的加速度一頻率曲線使其經(jīng)受上下方向振動。隨著頻率改變，可觀察加速度峰值變化，以判斷是否發(fā)生共振。材料的振動傳遞率測試方法：將試件固定于振動臺上，在振動臺和試件上分別安裝加速度傳感器，使振動臺進行掃頻試驗（加速度幅值不變，頻率按照一定方向和速度進行變化）。通過對兩個傳感器信號進行分析，可得包裝件的幅頻曲線。幅頻曲線的峰值點的頻率就為包裝件的共振頻率。當測得激勵加速度幅值為a1，響應加速度幅值為a2時，則傳遞率計算公式為：

（3-1)三、實驗內(nèi)容1．緩沖材料試樣（如聚苯乙烯泡沫）在不同載荷作用下具有不同的固有頻率，通過掃頻振動激勵可識別該固有頻率。2．當激振頻率與試樣固有頻率相同時產(chǎn)生共振，此時試樣上出現(xiàn)放大數(shù)倍的振動響應加速度。3．緩沖材料試樣會衰減傳遞的振動加速度，激振臺面加速度與試件響應加速度之比為振動傳遞率Tr。由質(zhì)量塊、緩沖材料、固定裝置及振動臺構(gòu)成振動系統(tǒng)，模擬包裝件在正弦振動作用下緩沖材料的受力狀態(tài)。試驗中記錄掃頻振動狀態(tài)下質(zhì)量塊和振動臺上的加速度信號，作為激勵與響應信號。根據(jù)試件出現(xiàn)的響應加速度峰值，判斷試件受激共振的發(fā)生，記錄此時的振動頻率作為試件固有頻率；采集此時試件的激勵與響應加速度值，計算出振動傳遞率。四、實驗儀器設備1．微機振動沖擊信號采集系統(tǒng)該系統(tǒng)與第六節(jié)所用采集系統(tǒng)相同，如圖3-24所示，這里從略。2．小型激振系統(tǒng)該系統(tǒng)由TFG2006130掃頻信號發(fā)生器、JZ-20型電磁式激振器、功率放大器、振動控制傳感器、試件固定卡具組成，如圖3-26所示。系統(tǒng)功能：白噪聲激勵與結(jié)構(gòu)振型測試，拍波實驗模擬等幅值正弦掃頻控制與結(jié)構(gòu)振型測試；隨機波實驗模擬；加速度傳感器和速度傳感器頻響曲線標定測試。

技術(shù)指標：激振器質(zhì)量為20kg，功率放大器為100W，垂直臺尺寸為150×150×22mm，臺體材料為鋁合金；垂直臺體自重：177g，工作頻率1～5000Hz，最大電流5A，最大位移

5mm，最大加速度

10g，供電200V/50Hz。

3．硬塑信號采集板、尺寸量具圖3-26小型激振系統(tǒng)的垂直與水平臺面五、實驗樣品

緩沖材料試件（泡沫塑料、蜂窩紙板，面積100×100mm2，厚度自選）三組，每組兩塊。六、實驗步驟1．從放置24h以上的成品中抽取試驗樣品，并切成上、下底面積為10×10cm2的規(guī)則直方體10件。2．測量試驗樣品尺寸（長、寬、厚度）和密度。3．分別在質(zhì)量塊中和振動臺上安裝加速度計，如圖3-25所示。4．調(diào)節(jié)質(zhì)量塊的質(zhì)量，以對試驗樣品施加所需的壓力。5．將兩塊試驗樣品分別放置在質(zhì)量塊的上、下部，如圖3-25所示。6．將固定裝置的蓋板壓在質(zhì)量塊上的試驗樣品上，并適當加固。一般應使上部的試驗樣品受到0.7kPa的靜壓力。試驗中應盡量避免由于質(zhì)量塊與試驗樣品受力分離而導致試驗數(shù)據(jù)的畸變。7．設定振動臺掃頻振動頻率、激勵加速度后啟動振動臺。頻率范圍：從3Hz開始增加頻率，直到100Hz頻率返回。掃頻速率：1／2個倍頻／min或1個倍頻／2min，振動激勵加速度：0.75g。8．觀察試件振動狀態(tài)。9．微機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)啟動工作，微機軟件進入采集界面；采集臺面激勵加速度、材料響應加速度。10．觀察掃頻過程試件響應加速度隨頻率變化幅值（參考圖3-27、3-28），發(fā)現(xiàn)最大峰值后，采集加速度數(shù)值與頻率數(shù)值，得到加速度時域數(shù)據(jù)與頻域數(shù)據(jù)波形。11．處理采集信號后，根據(jù)來自臺面與材料兩個加速度數(shù)值，算出振動傳遞率Tr=a2/a1。12．測得三組樣品后取平均值，獲得材料固有頻率值與共振時振動傳遞率數(shù)值，寫出實驗報告。圖3-27掃頻過程響應加速度峰的移動圖3-28共振頻譜曲線七、實驗報告1．實驗目的，實驗內(nèi)容；2．實驗設備與器材；3．掃頻參數(shù)設置；4．采集共振點數(shù)據(jù)與處理過程；5．實驗結(jié)論（1）含激勵與響應加速度時域數(shù)據(jù)曲線圖（可粘貼打印曲線）；（2）共振頻域曲線圖；（3）對固有頻率和共振時振動傳遞率兩個實驗數(shù)據(jù)的實驗結(jié)論。第八節(jié)電子產(chǎn)品包裝件隔振性能的測定一、實驗目的學習測定電子產(chǎn)品包裝件振動響應加速度和包裝件固有頻率的實驗方法；學習在小型包裝件內(nèi)部合理安裝加速度傳感器以及在激振檢測系統(tǒng)上安裝包裝件的方法；學習使用微機信號采集系統(tǒng)采集掃頻振動加速度信號和識別共振信號。二、實驗原理和方法

包裝件在運輸過程中，由于路面和運輸工具的原因，包裝件都會振動。振動會使產(chǎn)品內(nèi)部因反復施加作用力而使螺釘松動、部件變形甚至產(chǎn)生裂紋；也會因為包裝和產(chǎn)品相互移動造成表面擦傷或漆膜脫落；特別是當發(fā)生共振現(xiàn)象時，對產(chǎn)品的破壞作用更大。振動還會對包裝材料產(chǎn)生影響，改變包裝件的抗壓、抗沖擊和緩沖性能。振動試驗就是要考察包裝件的抗振動能力。小型包裝件振動試驗，將試驗樣品置于小型激振系統(tǒng)實驗臺上，使其按規(guī)定的振動加速度和頻率經(jīng)受預定時間的振動。必要時可在測驗樣品上施加一定的載荷，以模擬包裝件處于貨垛底部條件下，經(jīng)受正弦振動環(huán)境的情況。振動試驗可以作為單獨試驗，考察包裝件的抗振動能力；也可以作為整個試驗的一部分，因為經(jīng)過振動試驗以后，包裝和產(chǎn)品的物理機械性能都會有所下降。

掃頻振動試驗是一種變頻振動，振動頻率在一定的頻率范圍內(nèi)，以固定的掃頻速率，不斷地改變頻率而進行振動。包裝件的掃頻試驗有兩種方法，一種方法是為了尋找共振點，掃頻后一般要在共振頻率上諧振；另一種試驗方法是在試驗時用較高的振動加速度，在一定頻率范圍內(nèi)來回振動多次，其目的是考察包裝件在一定頻率范圍內(nèi)的抗振性能。

三、實驗內(nèi)容本實驗采用小型激振系統(tǒng)進行振動試驗，測試方案和加速度傳感器的布置如圖3-29所示。振動臺臺面的基本運動為時間的正弦函數(shù)，臺面的尺寸要根據(jù)包裝件尺寸選擇適當，振