高精度測厚儀在包裝材料中的應用

1、包裝材料的種類(lèi)

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

2、機械式測厚儀

       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、機械式測試儀等。非接觸式測厚設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)域中能達到較高的測量精度，但用于檢測表面有著(zhù)不同光澤度的試樣時(shí)會(huì )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(zhù)比較強的選擇性。電容或電渦流式的測厚儀對金屬及非金屬的測試有著(zhù)較大的誤差�？傊�，非接觸式測厚設備都有著(zhù)自己擅長(cháng)的檢測領(lǐng)域，可用戶(hù)無(wú)法購買(mǎi)多類(lèi)測厚設備來(lái)檢測材質(zhì)可能不同的多種試樣。機械式測厚儀是一種接觸式測厚設備，多采用高精度傳感器，因為它的測

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

3、機械式測厚儀的設計難點(diǎn)以及解決方法

       通過(guò)分析標準，可以看出機械式測厚儀具有 2大設計難點(diǎn)：首先是測量頭壓強大小的控制；其次是如何實(shí)現上下兩測量面的高平行度。

3.1 測量頭壓強大小的控制

       軟包材在受壓時(shí)會(huì )出現不可忽視的壓縮形變，因此，測試時(shí)一定要嚴格遵守標準對試樣接觸面積及壓強的要求。不同的標準對于測試面積、所施壓強有不同的要求，例如同樣是檢測紙張的厚度， ASTM D 645中要求所施加的壓強是50kPa，但是ISO 534中要求優(yōu)選100kPa的壓強。因此，在測試結果比對時(shí)，一定要注意測試標準及測試條件。

       同種原理的機械式測厚儀檢測同一試樣產(chǎn)生的不同測試結果，其主要原因就是測量過(guò)程中對試樣所施加的壓強不同所造成的，因為設備的開(kāi)發(fā)是遵照標準進(jìn)行的。常用的簡(jiǎn)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(shí)施力都一樣，這明顯不符合相關(guān)測試標準的要求。因此僅比較試驗結果，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(gè)基本要求：測量頭和測量座的兩測量面相互平行，而且測量頭的運動(dòng)方向應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.（測量頭的表面應該與砧板的表面平行，相差保持在0.001mm之內。測量頭應在與砧板表面相垂直的軸向上運動(dòng)。）其實(shí)保證測量頭的運動(dòng)方向與測量底座的測量面垂直也是為了確保在測量過(guò)程中上下兩測量面的平行，保證設備的測試精度。

       常見(jiàn)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域均勻受力，而后者易于實(shí)現上測量點(diǎn)與下測量面的平行，但測量面積和壓強無(wú)法控制和量化。多數機械式測厚儀選擇平面型測量頭，這樣測試數據更具有代表性。

       對于測量頭和底座間的平行處理， Labthink CHY-C1采用一套自動(dòng)“找平”結構，一旦標定結束后，用戶(hù)不必再動(dòng)了。當然，要保證兩測量面的平行，不但要保證兩測量面的清潔無(wú)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(huì )使設備完全失去精度相序檢查器·機箱盒·秤·報警儀表·相位檢知器·醫療設備·電壓電流記錄器。

 4、展望

       由于軟包材自身結構的可壓縮性，使得各類(lèi)非接觸式測厚設備的應用都受到了一定的限制，機械式測厚儀一直是各類(lèi)軟包材厚度檢測的首選。當然，同一種軟包材在不同壓強下得到的厚度值一般不同，根據軟包材的材質(zhì)在指定標準的測試壓強下檢測是軟包材測厚的一大特點(diǎn)。