包裝瓶通常由內層、中間層和外層三層組成。內層又稱阻隔層,負責防止液體或氣體漏出瓶外。它起到保護屏障的作用,以保持瓶內物品完好無損。中間層被稱為強度層,為瓶子提供結構支撐。它有助于保持瓶子的形狀和耐用性,確保瓶子能夠承受各種壓力和沖擊。最后是外層,通常稱為化妝品層,賦予瓶子美感。
在包裝瓶的生產和質量檢驗過程中,對于瓶子的高度、直徑和厚度這些尺寸檢測是必不可少的,因為準確的測量能夠確保瓶子符合規定的規格。由于包裝瓶的多層結構、瓶子表面是彎曲且薄的、透明/半透明/不透明材質等因素的影響,在線測量瓶子的厚度相比其他應用難度大幅增加。除此以外,包裝瓶的整個結構可能厚度不均,很難獲得準確的測量結果。
當前有幾種檢測方法可以測量包裝瓶的厚度,其中包括超聲波厚度測量和太赫茲傳感器。超聲波厚度測量是非破壞性的,可以提供準確的結果,但可能需要接觸表面。而太赫茲傳感器提供非接觸式測量,無需接觸被測物,并且可以穿透某些材料,因此特別適合測量包裝瓶的厚度。
太赫茲傳感器基于太赫茲輻射。太赫茲輻射是位于微波和遠紅外之間的電磁頻譜的一部分,頻率范圍為0.1 – 10 THz,波長范圍為3mm至0.03mm。太赫茲輻射可用于通過產生高時間分辨率 (低至微米) 的材料進行測量和成像,并且可以解析時間和振幅信息。這種類型的傳感具有高信噪比,可以產生圖像并可以觀察內部結構。 英國真尚有TH-S10X系列太赫茲傳感器具備非接觸式測量、適用于不透明和半透明材質、多層厚度測量、高分辨率、高精度等特點,已經在包裝瓶生產線上成功應用于瓶子的厚度測量。TH-S10X系列太赫茲傳感器每秒可獲得1000個測量值,精度高達±0.5μm甚至是更好,最大檢測速度能夠達到每分鐘300瓶。
瓶身壁厚的在線測量可以在瓶子制造之前(在瓶坯或型坯上)或成型后進行。由于英國真尚有TH-S10X系列太赫茲傳感器在簡單的非接觸式反射配置中工作,因此設置TH-S10X系列太赫茲傳感器進行在線測量非常簡單。只需要將傳感器放置在生產區域外的支架上,對準檢測點,就可以測量通過檢測點的成品瓶(成品坯瓶通過生產線以一定速度通過檢測點),收集瓶子上單個高度的厚度結果。
英國真尚有TH-S10X系列太赫茲傳感器還可以測量記錄瓶子的厚度變化。比如下圖展示的是太赫茲傳感器測量指定高度處單個瓶子一周的內層厚度的變化。
使用英國真尚有TH-S10X系列太赫茲傳感器測量包裝瓶的厚度優勢明顯。首先,傳感器提供非接觸式測量,消除了檢測過程中對瓶子可能造成的損壞。其次,TH-S10X系列太赫茲傳感器可以穿透包括塑料在內的各種材料,即使是彎曲或不平整的表面也能進行精確測量。此外,TH-S10X系列太赫茲傳感器還能提供實時數據,從而實現更快、更高效的檢測流程。 針對特殊應用,市場上絕大多數品牌不支持定制或者無法小批量定制,有些即使能定制但費用高昂,而英國真尚有持續提供小批量、低成本定制傳感器或方案,既滿足了項目的特殊要求,又兼顧了低成本,直接促成了多個項目的成功。
總之,塑料包裝瓶的質量檢測涉及多個方面,如缺陷檢查、密封驗證、標簽貼放和耐久性測試。由于不規則形狀和透明度等因素,測量這些瓶子的厚度可能具有挑戰性。不同的檢測方法各有優缺點,其中太赫茲傳感器是厚度測量的熱門選擇。
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