[发明专利]一种测量马口铁包装容器综合性能的装置及方法

权利要求书

1.一种测量马口铁包装容器综合性能的装置，包括氮气瓶(1)、减压阀(2)、质量流量控制器(3)、截止阀(4)、绝压传感器(5)、丝杠组件(6)、波纹管密封组件(7)、顶杆(8)、差压传感器(9)、精密活塞(10)、测试腔(11)和马口铁包装容器(12)，其特征在于：所述氮气瓶(1)的出气口通过导气管与质量流量控制器(3)的进气口连接，导气管上安装有减压阀(2)，所述质量流量控制器(3)的出气口通过导气管与测试腔(11)的进气口连接，所述测试腔(11)内部设置有马口铁包装容器(12)，所述测试腔(11)顶部安装有绝压传感器(5)和差压传感器(9)，所述测试腔(11)顶部位于绝压传感器(5)和差压传感器(9)之间的位置安装有丝杠组件(6)，所述丝杠组件(6)底部固定安装有顶杆(8)，所述顶杆(8)外侧设置有波纹管密封组件(7)，所述顶杆(8)底端伸入测试腔(11)内部，所述测试腔(3)的顶端一侧设置有导气管，导气管内设置有精密活塞(10)。

2.一种采用如权利要求1所述的测量马口铁包装容器综合性能的装置测量马口铁包装容器综合性能的方法，其特征在于：测量方法步骤如下：

S1：保持减压阀(2)和截止阀(4)处于关闭状态；待绝压传感器(5)和差压传感器(6)数值稳定后，记录绝压传感器(5)的初始值为p，差压传感器(9)的初始值为Δp1；调节精密活塞(10)，对测试腔(11)进行微变容，容积变化量为ΔV，此时差压传感器(9)的读数最终稳定为Δp2；以公式(1)计算得到放置了马口铁包装容器(12)的测试腔(11)夹层容积；

所述公式(1)为

式中：V-夹层容积，L；

p-夹层初始绝对压力，Pa；

Δp1-变容前的压差传感器示值，Pa；

Δp2-变容后的压差传感器示值，Pa；

ΔV-精密活塞移动形成的变容积示值，L；

将马口铁包装容器(12)从测试腔(11)中取出，重复前述步骤，计算得到未放置包装容器(12)的测试腔(11)夹层容积；两次测出的容积之差即为马口铁包装容器(12)的体积；

S2：保持减压阀(2)和截止阀(4)处于关闭状态；待差压传感器(9)数值稳定后，记录差压传感器(9)的初始值为Δp1；静置一段时间并记录时间间隔t后，记录差压传感器(9)的终值为Δp2；以公式(2)计算得到马口铁包装容器(12)的整体漏率；

所述公式(2)为

式中：Q-包装容器整体漏率，Pa·m³/s；

V-夹层容积，L；

Δp1-压差传感器初始值，Pa；

Δp2-压差传感器终值，Pa；

t-检测时间，s；

S3：保持减压阀(2)和截止阀(4)处于关闭状态；待绝压传感器(5)数值稳定后，记录绝压传感器(5)的初始值为p1；操作丝杠组件(6)，使波纹管密封组件(7)携带顶杆(8)做进给运动，直至刺破马口铁包装容器(12)；操作丝杠组件(6)使其回到原始位置，并记录绝压传感器(5)的数值p2；以公式(3)计算得到马口铁包装容器(12)破裂前的真空度；

所述公式(3)为

式中：p0-包装容器真空度，kPa；

p1-包装容器破裂前夹层压力，kPa；

p2-包装容器破裂后夹层压力，kPa；

V1-夹层容积，L；

V-包装容器体积，L；

S4：保持减压阀(2)和截止阀(4)处于开启状态；调节质量流量控制器(3)，使氮气瓶(1)中的氮气缓慢充入测试腔(11)；观察绝压传感器(5)的压力变化曲线，当压力曲线在升高的过程中突然出现下降拐点时，记录压力曲线中的最大值；该最大值与马口铁包装容器(12)真空度的差值即为马口铁包装容器(12)发生结构失稳时的耐压强度；

精密活塞(10)体积、绝压传感器(5)和差压传感器(9)需要经过精确标定，以确保每次微小变容量和传感器数据的准确性、重复性；

整个测量装置必须可靠密封；其中，波纹管密封组件(7)和精密活塞(10)为动密封环节，因而需要对整个测量装置进行氦质谱检漏，以确保测量装置的压力变化不会受其本身泄漏影响；

在测量马口铁包装容器(12)的密封性时，压差值必须选取相同温度时的数据。