漫谈铝箔包装密封性检测技术

殷龙

身份证：321283198801019013

随着食品、医药等行业的快速发展，铝箔包装材料因其优良的阻隔性、耐高温、耐腐蚀等特性，在包装领域得到广泛应用。铝箔包装的密封性对于保护产品质量和安全至关重要。本文综述了铝箔包装密封性检测技术，包括水检法、压力压差变化监测法和超声波检测法，并分析其原理、研究及应用进展和优缺点，旨在为铝箔包装密封性检测提供全面的技术参考。

1  水检法

1.1  水检法的原理

水检法的基本原理是将铝箔包装置于水中，观察是否有气泡冒出。如果铝箔包装存在漏气现象，气体将在水中形成气泡并冒出。通过这一现象，可以直观地判断铝箔包装的密封性是否良好。水检法的操作流程较为简单，包括准备工作、放置铝箔包装、观察气泡、判断结果这四个步骤。首先，准备足够的水槽或容器，注入清水，确保水面平静；然后，将待检测的铝箔包装轻轻放入水中，确保包装完全浸没；接下来仔细观察铝箔包装周围是否有气泡冒出；最后，如果观察到气泡冒出，说明包装存在漏气现象；如果没有气泡冒出，则表明包装密封性良好。

1.2  水检法研究及应用进展

济南兰光机电技术有限公司采用真空环境下的包装测试方法，利用包装内外压差，观察浸没于水中的包装内部气体是否逸出，以此来判断铝箔包装的密封性能；同样，济南百戈实验仪器有限公司也研发并生产了一款名为MFY-01的密封性测试仪，该仪器将待检测产品置于真空装置中保持30秒，若产生连续气泡则表明存在泄漏，而孤立的气泡则表明密封良好。另外，美国SST公司则采用水环境来检测瓶盖的密封性，将待检密封包装置于水中，充气加压后观察是否有气体泄漏，从而判定其密封性能。这些不同的测试方法都在确保产品密封性的可靠性方面发挥着重要作用。

1.3  水检法的优缺点

水检法操作简单，不需要特殊的设备或技能，只需基本的观察即可；而且所需设备和材料价格低廉，易于获取。水检法的缺点也比较明显：第一，检测效率低，需要逐个检测，不适合大规模生产线的快速检测；第二，检测结果可能受到观察者注意力、疲劳等因素的影响；第三，水检法需要对包装进行浸水操作，容易造成包装的二次损伤。

2  压力压差变化监测法

2.1  压力压差变化监测法的原理

压力压差变化监测法是一种有效的铝箔包装密封性检测技术。其基本原理是在铝箔包装内部充入一定压力的气体，形成一个封闭的气体系统。随后，通过高精度的压力传感器和压差传感器，实时监测包装内部的气体压力或压差变化。当铝箔包装的密封性良好时，由于包装内部的气体与外界环境隔绝，内部气体的压力或压差将保持相对稳定，不会出现明显的变化。然而，如果包装存在漏气现象，外部气体将进入或内部气体将泄漏出包装，导致内部气体压力或压差发生变化。这种变化可以被高灵敏度的压力传感器和压差传感器捕捉到，并转化为电信号进行记录和分析。通过对这些信号的处理和比较，可以准确地判断铝箔包装的密封性能。当检测到压力或压差变化超过预设的阈值时，即可判定包装存在漏气问题。

2.2  压力压差变化监测法研究及应用进展

在国内，华中科技大学成功研制了一种密封性检测设备，该设备通过测量差压来间接表示泄漏率。Jack Brass等人则采用了一种不同的方法，他们将铝箔包装置于真空中，监测其压力与形变，并使用质谱分析法来测定氦的分压强。这种方法有效地避免了细微孔隙被漏检的问题，从而提高了检测灵敏度。济南兰光机电技术有限公司则依据真空环境下内外压差对被检测包装的影响，观察包装在膨大后回到常压时的形状恢复情况，以此来判断其密封性。该公司开发了一系列用于塑料包装的袋密封性测试仪。众林机电有限公司则通过在真空试验腔内监测真空状况和预设测试时间范围内的真空变化，来判断包装的密封性。他们研发了安瓿瓶西林瓶密封仪，该仪器可以根据绝对和相对真空的变化来判别包装的密封性。北京领邦仪器技术有限公司则利用压力传感器来监测压力，并在保压期间内观察压力是否超出了容许的下降范围。他们开发了多工位密封检测仪与系统，为密封性检测提供了有效的解决方案。

在国外，欧美、日本等国家在铝箔包装密封性检测方面的技术已经相对成熟。例如，日本东京工业大学的H.L.Guntur等人在压差法的基础上发现，充气前后温度的变化是影响测量误差的主要因素。美国PTI和ASTM两家公司则将差压测量与真空衰减技术相结合，研发出了各自具有特点的真空衰减法密封试验仪。此外，美国PTI的Veripac系列密封性测试仪可以实现在线检测，提高了产品质量并减少了浪费。该检查系统不仅展示定性结果，还提供相关的定量数据，如泄漏率和泄漏程度。VeriPac410系列甚至可以实现多个包装在同一周期内的测试。德国西莱纳的H.SCHREINER和美国Zaxis则根据真空衰减速率和衰减程度，研发出了多功能检漏仪。而美国MOCON则采用了一种特殊的方法，将包装先抽真空，再排空，然后置于大气压下，通过观察特殊染料渗入时间的长短来判断其密封性。他们研发出了针对软包装的密封性检测仪。美国CTS以压力、流量和时间三个参数作为检测标准，研发了Sentinel C28WE、Sentinel C28DP、Sentinel 128、Sentinel M24等一系列铝箔包装泄漏测试仪器，为各种应用场景提供了全面的解决方案。

2.3  压力压差变化监测法的优缺点

相比于传统的水检法，压力压差变化监测法可以在短时间内完成大量样品的检测，大大提高了检测效率；该方法采用高精度的传感器进行监测，可以准确捕捉铝箔包装内部压力或压差的变化，从而实现对密封性的精确判断；压力压差变化监测法不需要对包装进行破坏性操作，可以实现对铝箔包装的无损检测，有利于保护包装和产品的完整性。但是，由于需要高精度的压力传感器和压差传感器，该方法的设备成本相对较高；另外，压力压差变化监测法需要操作人员具备一定的专业技能和经验，以确保检测结果的准确性。

3  超声波检测法

3.1  超声波检测法的原理

超声波检测法是一种利用超声波的传播和反射特性来判断铝箔包装密封性的方法。其基本原理可以概述为：通过超声波发射器向铝箔包装内部发射一定频率的超声波信号，这些信号在包装内部传播并遇到不同的界面（如包装材料、空气等）时会发生反射。当铝箔包装密封性良好时，超声波信号能够按照预定的路径在包装内部传播，并从包装的另一侧反射回来，被接收器接收。接收器将接收到的超声波信号转化为电信号，并通过信号处理器进行分析和处理。然而，如果铝箔包装存在漏气现象，超声波信号在传播过程中会遇到空气泄漏形成的通道，导致信号发生散射、衰减或改变传播方向。这些变化会导致接收器接收到的超声波信号与预期不同，表现出异常特征，如信号强度减弱、时间延迟或波形畸变等。通过对接收到的超声波信号进行分析和处理，可以提取出与包装密封性相关的信息。例如，信号的强度变化可以反映包装材料的密度或厚度变化；信号的时间延迟可以揭示超声波在包装内部传播的速度变化；而波形的畸变则可能指示着包装内部存在缺陷或漏气通道。因此，通过分析这些异常特征，我们可以准确地判断铝箔包装是否存在漏气现象，并评估其密封性。这种方法具有非破坏性、高灵敏度和高分辨率等优点，适用于各种类型和形状的铝箔包装密封性检测。同时，随着技术的不断发展，超声波检测法还可以与其他无损检测技术相结合，如红外热成像、X射线检测等，进一步提高检测的准确性和可靠性。

3.2  超声波检测法研究及应用进展

上海交通大学采用超声波检测技术来估算气体的微泄漏率，这一方法为气体泄漏的检测提供了新的思路。与此同时，东莞的新能源科技有限公司也针对泄漏问题进行了研发，他们根据泄漏所产生的微弱超声信号，成功开发了一种用于检测铝箔软包装密封性的装置。深圳市金展科技有限公司在超声波检测领域也有所突破，他们研发的LUTRON GS-5800超音波检漏仪，利用超声波的特性，为检测微小泄漏提供了有效的工具。此外，美国艾伦斯堡大学的Johnson.C.H等人也基于声学原理，提出了一种无损检测方法，该方法在保持被测物体完整性的同时，能够准确地检测出其中的缺陷或泄漏。

3.3  超声波检测法的优缺点

超声波检测法具有检测速度快、精度高、无损检测等优势。超声波在铝箔中的传播速度极快，使得整个检测过程非常迅速；通过对超声波信号的精细分析，可以精确地判断铝箔包装的密封性；超声波检测法不会对铝箔包装造成任何损伤，有利于保护包装和产品的完整性。尽管超声波检测法具有诸多优势，但也受到铝箔包装材料、结构等因素的影响。例如，铝箔的厚度、均匀性、表面粗糙度等因素都可能影响超声波信号的传播和反射，从而导致误判或漏判的情况；此外，对于某些特殊结构或设计的铝箔包装，超声波检测法可能不适用或效果不佳。

4  结语

本文综述了铝箔包装密封性检测技术，包括水检法、压力压差变化监测法和超声波检测法。这些方法各有优缺点，在实际应用中需要根据具体的产品特点和生产环境选择合适的检测方法。未来，随着科技的进步和行业的发展，铝箔包装密封性检测技术将不断完善和创新，为食品、医药等行业的安全生产提供更加可靠的技术保障。