附件2：編制說明-熱封儀校準(zhǔn)規(guī)范

《熱封儀校準(zhǔn)規(guī)范》編制說明-1-附件2《熱封儀校準(zhǔn)規(guī)范》編制說明任務(wù)來源經(jīng)湖南省計(jì)量檢測(cè)研究院向湖南省市場(chǎng)監(jiān)督管理局申報(bào)，根據(jù)省市場(chǎng)監(jiān)督管理局下達(dá)的湘市監(jiān)計(jì)量函[2023]27號(hào)文的通知要求，由湖南省計(jì)量檢測(cè)研究院為主要起草單位，湖南航天望遠(yuǎn)科技有限公司、株洲市計(jì)量測(cè)試檢定所為參與起草單位制訂《熱封儀校準(zhǔn)規(guī)范》。二、制訂規(guī)范的必要性熱封儀又稱熱封試驗(yàn)儀、熱封強(qiáng)度儀、熱合強(qiáng)度試驗(yàn)儀等，能實(shí)現(xiàn)溫度、時(shí)間、壓力三要素可控可調(diào)的氣動(dòng)雙面加熱試驗(yàn)機(jī)，非常適合塑料薄膜、鋁箔等材料的熱封條件測(cè)試。熱封試驗(yàn)儀是食品企業(yè)、藥品企業(yè)、日化產(chǎn)品企業(yè)、包裝及原材料生產(chǎn)企業(yè)實(shí)驗(yàn)室必備儀器，其工作條件模擬包裝生產(chǎn)線的在包裝環(huán)節(jié)中的壓力、溫度、時(shí)間三要素，通過該儀器實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的快速評(píng)定，在評(píng)定合格之后可以用到生產(chǎn)線上使用，另一用途是對(duì)軟包裝材料在設(shè)定的溫度、壓力、時(shí)間下進(jìn)行熱封試驗(yàn)，從而方便、快捷地找出材料的最佳熱封工藝參數(shù)，以滿足包裝及包裝材料生產(chǎn)企業(yè)對(duì)材料最佳熱封參數(shù)的要求。熱封溫度一般為室溫～300℃，精度通常為±0.2℃，熱封時(shí)間和熱封壓強(qiáng)一般根據(jù)測(cè)試材料遵循相應(yīng)的要求。熱封儀有單排控溫也有多點(diǎn)控溫的型式儀器，例如五點(diǎn)控溫?zé)岱鈨x可以同時(shí)控制6個(gè)不同的溫度，包括五點(diǎn)上合溫度和1個(gè)下合溫度。在塑料軟包裝、食品、藥品行業(yè)，塑料薄膜包裝袋的熱合強(qiáng)度對(duì)包裝的密封性能好壞起到了決定性的作用，而包裝的密封性能又直接影響了商品貨架期內(nèi)包裝內(nèi)容物的性狀、品質(zhì)、及防腐防潮能力，影響著商品的品質(zhì)變化、商品的使用滿意度、商品的保質(zhì)期等。商品需要包裝時(shí)，先是將塑料薄膜拿到實(shí)驗(yàn)室，選擇不同的溫度、壓力和時(shí)間在熱封儀上進(jìn)行熱封，熱封后選取各個(gè)試驗(yàn)條件下的包裝測(cè)試材料進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試其熱合強(qiáng)度，只有當(dāng)熱合強(qiáng)度滿足需求時(shí)，該熱合強(qiáng)度下的溫度、壓力和時(shí)間才是有效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，它們將成為商品流水線上的生產(chǎn)包裝熱封條件的指導(dǎo)溫度、壓力和時(shí)間。通常，商品包裝袋上會(huì)有提醒，包裝袋如有漏氣請(qǐng)勿食用。偶爾也能買到一些商品，其包裝袋外觀完好，但是輕輕一拉就打開，這類包裝袋里的食物也是具有極大的使用風(fēng)險(xiǎn)。以上情況都屬塑料薄膜包裝袋熱合強(qiáng)度的問題范疇，是包裝袋在生產(chǎn)線上熱封條件（溫度、壓力、時(shí)間）設(shè)置不當(dāng)造成的，嚴(yán)重時(shí)該批次產(chǎn)品全部作廢，造成資源的浪費(fèi)，所以熱封儀的溫度、壓力和時(shí)間的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。國家標(biāo)準(zhǔn)QB/T2358-1998塑料薄膜包裝袋熱合強(qiáng)度試驗(yàn)方法是現(xiàn)行有效的輕工口標(biāo)準(zhǔn)，用來指導(dǎo)企業(yè)測(cè)試熱合強(qiáng)度。但是，目前國內(nèi)尚未有針對(duì)熱封試驗(yàn)儀的全國性的檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范，實(shí)驗(yàn)室依據(jù)自編方法對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)。自編方法采用的紅外測(cè)溫法，然而在非接觸測(cè)溫中，標(biāo)準(zhǔn)器本身存在的不確定度分量較大，測(cè)量過程中受環(huán)境等影響帶來的不確定度更大，而熱合強(qiáng)度測(cè)溫儀本身產(chǎn)品說明書中的溫度偏差是1℃內(nèi)，故紅外測(cè)溫法的準(zhǔn)確性值得斟酌。作為湖南省最高法制計(jì)量單位，我們有責(zé)任與義務(wù)將自編方法改進(jìn)、完善后推廣，在全省范圍內(nèi)統(tǒng)一和規(guī)范熱封儀的校準(zhǔn)方法，解決熱封儀在計(jì)量校準(zhǔn)過程中規(guī)范的適用性問題，對(duì)熱封儀的量值傳遞提供技術(shù)保障。綜上，熱封儀校準(zhǔn)規(guī)范的制定是勢(shì)在必行的。三、制訂規(guī)范的簡(jiǎn)要過程1．規(guī)范制訂任務(wù)批準(zhǔn)立項(xiàng)后，起草人在相關(guān)法律法規(guī)的了解上、技術(shù)能力和實(shí)現(xiàn)程度上、相關(guān)其他資料的收集上做了充分的準(zhǔn)備工作。2．調(diào)研情況：2023年2月至2020年4月，起草人對(duì)濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司、濟(jì)南賽成電子科技有限公司、濟(jì)南恒品機(jī)電技術(shù)有限公司等企業(yè)進(jìn)行調(diào)研，對(duì)熱封儀的生產(chǎn)、使用和溯源情況等做了大量調(diào)查。其中：2.1生產(chǎn)情況：目前國內(nèi)熱封儀生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)集中地為山東濟(jì)南，其中有代表性的企業(yè)有：濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司、濟(jì)南賽成電子科技有限公司、濟(jì)南恒品機(jī)電技術(shù)有限公司等。2.2使用情況：熱封儀廣泛應(yīng)用于食品企業(yè)、藥品企業(yè)、日化產(chǎn)品企業(yè)、包裝及原材料生產(chǎn)企業(yè)。2.3溯源與校準(zhǔn)情況：目前省內(nèi)大部分計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)依據(jù)自編方法XJEU-20C-07《熱封試驗(yàn)儀校準(zhǔn)方法》對(duì)熱封儀開展校準(zhǔn)工作，方法存在一定的不合理性，有待完善。3.規(guī)范起草小組結(jié)合理論、實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行該規(guī)范的編寫，起草小組成員間通過開會(huì)，電話和電子郵件等方式，經(jīng)過多次討論，于2023年7月底完成了規(guī)范初稿。初定了規(guī)范中的原則性問題和主要條款，隨后發(fā)至小組各成員進(jìn)行修改，各小組成員通過電話和郵件溝通等方式將個(gè)人意見和建議反饋匯總，經(jīng)過多次修改后，起草小組于2023年9月中旬完成征求意見稿向全省各市法定計(jì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)單位征求意見。四、主要制訂內(nèi)容說明1關(guān)于適用范圍本規(guī)范適用于溫度測(cè)量范圍為室溫～300℃、壓力測(cè)量范圍為（0～1）MPa、時(shí)間測(cè)量范圍為（0～1000）s的熱封儀示值校準(zhǔn)。根據(jù)相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和使用單位的實(shí)際需求，溫度范圍、壓力范圍、時(shí)間范圍均為上述范圍內(nèi)，因此對(duì)此進(jìn)行測(cè)量范圍的限定。2關(guān)于引用文件本規(guī)范的術(shù)語、標(biāo)準(zhǔn)器指標(biāo)多引用于JJG237-2010《秒表》、JJF1811-2020《紙張（板）耐破度儀校準(zhǔn)規(guī)范》、JJF（湘）77-2022《平板恒溫器校準(zhǔn)規(guī)范》，因此列入引用文件。關(guān)于術(shù)語本規(guī)范的術(shù)語定義了熱封儀。關(guān)于概述概述介紹了熱封儀的工作原理，參考了主要的幾種熱封儀的技術(shù)說明書、技術(shù)手冊(cè)等，綜合而成。熱封儀是指能實(shí)現(xiàn)溫度、時(shí)間、壓力三要素可控可調(diào)的氣動(dòng)雙面加熱試驗(yàn)機(jī)，其工作原理為：采用熱壓封口法，上下加熱鋼條電熱管單獨(dú)加熱，提前設(shè)置上下封口溫度，將待封試樣置于上下熱封頭之間，且壓力、時(shí)間聯(lián)動(dòng)匹配下，完成對(duì)試樣的封口。關(guān)于計(jì)量特性5.1外觀熱封儀的外觀結(jié)構(gòu)應(yīng)完好，不應(yīng)有影響使用的缺陷。熱封儀的基本信息應(yīng)有明顯的標(biāo)記：儀器名稱、測(cè)量范圍、型號(hào)、出廠編號(hào)、制造廠名或商標(biāo)等。5.2顯示功能熱封儀的開關(guān)、溫度設(shè)置等按鍵的操作應(yīng)靈活、可靠。通電開機(jī)后，其顯示亮度應(yīng)均勻，顯示字符應(yīng)清晰、不缺筆畫、無重疊字符。5.3加熱與控溫功能通電開機(jī)后，將熱封儀的上封、下封設(shè)置溫度均調(diào)為50℃，隨后其上封、下封顯示溫度從室溫不斷上升，到達(dá)50℃后溫度能穩(wěn)定在50℃，穩(wěn)定所需時(shí)間≤3min。5.4溫度示值誤差熱封儀溫度穩(wěn)定狀態(tài)下，上封、下封實(shí)時(shí)顯示溫度示值與標(biāo)準(zhǔn)器實(shí)際測(cè)量中心點(diǎn)O點(diǎn)溫度的差值為熱封儀的上封、下封溫度示值誤差。其示值最大允許誤差不應(yīng)超過±3℃。（注：此指標(biāo)僅供參考，不做合格性判別。）5.5溫度均勻度熱封儀溫度穩(wěn)定狀態(tài)下，在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)，每次上封、下封測(cè)量中實(shí)測(cè)最高溫度與最低溫度之差的算術(shù)平均值。5.6溫度波動(dòng)度熱封儀溫度穩(wěn)定狀態(tài)下，在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)，上封、下封中心點(diǎn)O點(diǎn)溫度隨時(shí)間的變化量。5.7熱封壓力指示儀表示值誤差熱封壓力指示儀表示值最大允許誤差為：±2.5%FS。（注：此指標(biāo)僅供參考，不做合格性判別。）5.8熱封時(shí)間熱封儀上封下封壓實(shí)后，顯示的熱封時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)器時(shí)間之差為熱封時(shí)間示值誤差。時(shí)間間隔10min內(nèi)，其示值最大允許誤差為：±0.3s。（注：此指標(biāo)僅供參考，不做合格性判別。）關(guān)于校準(zhǔn)條件6.1環(huán)境條件環(huán)境溫度：（15～35）℃；環(huán)境濕度：小于85%RH。6.2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備熱封儀溫度校準(zhǔn)裝置主要由自重式表面溫度傳感器和數(shù)字電測(cè)儀表組成。測(cè)量所需的標(biāo)準(zhǔn)器與主要配套儀表（標(biāo)準(zhǔn)器也可使用滿足要求的其他測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)），如表1所示。表1標(biāo)準(zhǔn)器及主要配套設(shè)備序號(hào)儀器設(shè)備名稱技術(shù)要求用途1自重式表面溫度傳感器±1.0℃溫度標(biāo)準(zhǔn)器2數(shù)字電測(cè)儀表0.01級(jí)數(shù)顯儀表3精密壓力表測(cè)量范圍：與壓力指示儀表范圍相對(duì)應(yīng)準(zhǔn)確度等級(jí)：0.4級(jí)壓力標(biāo)準(zhǔn)器4電子秒表MPE:±0.5s/d計(jì)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)器關(guān)于校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法7.1校準(zhǔn)項(xiàng)目外觀、顯示功能、加熱與控溫功能、溫度示值誤差、溫度均勻度、溫度波動(dòng)度、壓力指示儀表示值誤差和時(shí)間誤差。7.2校準(zhǔn)方法7.2.1外觀熱封儀的外觀要求應(yīng)符合5.1所述，應(yīng)用目測(cè)法檢查。7.2.2顯示功能熱封儀通電后，檢查開關(guān)、溫度設(shè)置等按鍵的操作應(yīng)靈活、可靠，其顯示亮度應(yīng)均勻，顯示字符應(yīng)清晰、不缺筆畫、無重疊字符。7.2.3加熱與控溫功能通電開機(jī)后，將熱封儀的上封、下封設(shè)置溫度均調(diào)為50℃，隨后其上封、下封顯示溫度從室溫不斷上升，到達(dá)50℃后溫度能穩(wěn)定在50℃，穩(wěn)定所需時(shí)間≤3min，則其加熱與控溫功能正常。7.2.4熱封儀的溫度校準(zhǔn)7.2.4.1校準(zhǔn)前準(zhǔn)備將被測(cè)熱封儀通電開機(jī)，確定其示值顯示正常。將自重式表面溫度傳感器與配套用數(shù)字電測(cè)儀表連接，確定溫度示值顯示正常。由熱封儀的外觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，其有上封和下封兩條恒溫塊，故測(cè)量點(diǎn)應(yīng)在上封、下封各取3個(gè)點(diǎn)，中心位置及左右端各一，測(cè)量布點(diǎn)圖如圖1所示。A1O1B1A2O2B2圖1上封、下封測(cè)量點(diǎn)分布圖溫度校準(zhǔn)點(diǎn)：一般上封溫度為150℃、下封溫度為50℃或者按照客戶要求增加其他需求溫度點(diǎn)。校準(zhǔn)時(shí)，設(shè)定熱封儀的工作溫度，當(dāng)上封溫度到達(dá)設(shè)定值并穩(wěn)定后，將表面溫度傳感器與上封恒溫塊緊密貼合，觀察標(biāo)準(zhǔn)器顯示值確定其溫度穩(wěn)定，且穩(wěn)定時(shí)間不低于5min后開始讀數(shù)。讀數(shù)與記錄的順序?yàn)椋簶?biāo)準(zhǔn)器的顯示值——被測(cè)上封溫度的顯示值——被測(cè)上封溫度的顯示值——標(biāo)準(zhǔn)器的顯示值。2min后再次按順序讀數(shù)與記錄，重復(fù)2次，各儀器共記錄4個(gè)顯示值數(shù)據(jù)，取算術(shù)平均值為其測(cè)量的溫度示值。同理可測(cè)下封溫度示值。測(cè)量點(diǎn)A、O、B三點(diǎn)的測(cè)量順序沒有硬性要求。7.2.4.2溫度示值誤差的校準(zhǔn)熱封儀上封、下封的示值誤差如5.4所述，為熱封儀的上封、下封實(shí)時(shí)溫度示值與標(biāo)準(zhǔn)器實(shí)際測(cè)量中心點(diǎn)O點(diǎn)溫度示值的差值，即按公式（1）所示進(jìn)行計(jì)算。(1)式中：Δt--熱封儀上封、下封的示值誤差，℃；t--熱封儀上封、下封的實(shí)時(shí)溫度示值，℃；`tO--標(biāo)準(zhǔn)器實(shí)際測(cè)量熱封儀上封、下封的溫度示值，℃。7.2.4.3溫度均勻度的校準(zhǔn)熱封儀的上封、下封溫度均勻度如5.5所述，在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)，為每次上封、下封測(cè)量中實(shí)測(cè)最高溫度與最低溫度之差的算術(shù)平均值。建議測(cè)量次數(shù)n不少于10次。即按公式（2）所示進(jìn)行計(jì)算。(2)式中：Δtu--熱封儀上封、下封的溫度均勻度，℃；——標(biāo)準(zhǔn)器在第i次測(cè)量上封、下封A、O、B各測(cè)點(diǎn)的最高溫度，℃；——標(biāo)準(zhǔn)器在第i次測(cè)量上封、下封A、O、B各測(cè)點(diǎn)的最低溫度，℃；n——各測(cè)點(diǎn)在整個(gè)溫度測(cè)量過程的測(cè)量次數(shù)。7.2.4.4溫度波動(dòng)度的校準(zhǔn)熱封儀上封、下封溫度波動(dòng)度如5.6所述，在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)，為上封、下封中心點(diǎn)O點(diǎn)溫度隨時(shí)間的變化量。建議測(cè)量次數(shù)不少于10次(可以采用溫度均勻度校準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù))。即按公式（3）所示進(jìn)行計(jì)算。(3)式中：——熱封儀上封、下封的溫度波動(dòng)度，℃；——標(biāo)準(zhǔn)器在測(cè)量點(diǎn)O點(diǎn)n次測(cè)得的最高溫度，℃；——標(biāo)準(zhǔn)器在測(cè)量點(diǎn)O點(diǎn)n次測(cè)得的最低溫度，℃。7.2.5壓力指示儀示值誤差校準(zhǔn)壓力指示儀的示值誤差按標(biāo)有數(shù)字的分度線選取校準(zhǔn)點(diǎn)。校準(zhǔn)時(shí)，從零點(diǎn)開始均勻緩慢的加壓至第一個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)，待壓力穩(wěn)定后讀取標(biāo)準(zhǔn)器和被校儀表的示值并記錄，如此依次在所選的校準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)直至測(cè)量上限，切斷壓力源，耐壓3min后，再依次逐點(diǎn)進(jìn)行降壓校準(zhǔn)直至零點(diǎn)。被校表示值與標(biāo)準(zhǔn)器示值之差即為該點(diǎn)的示值