摘 要:在进行液体灌装的时候,压强对灌装的控制是不容忽视的。将这种控制降尽可能的降低就是本文要研究的内容。本文在分析了压强对灌装精度产生的影响因素后,提出了有效的解决途径,并通过实验实时获得压强值,可以校准额定灌装时间,从而提高灌装精度。
　　关键词:压强;灌装量;灌装时间
　　
　　引言
　　从目前查阅的国内外所有资料来看,国外灌装技术发展日趋成熟。而我国灌装技术与国外先进水平相比差距较大,多年来国内生产企业主要还是靠引进国外生产线并在国内加以仿制,或者消化吸收国外先进技术,开发国内灌装设备。蒙牛集团有液态奶利乐枕自动灌装线若干条,每天提供大量的新鲜牛奶供应市场,牛奶的灌装量检验和控制一直是生产上一个头疼的问题。但是压强对灌装的影响是客观存在的。
　　1、压强对于灌装量的控制
　　首先灌装速度如图所示,在开始与结束时有一个非稳态的变化,除此之外,以一个稳定的速度灌装。该速度同罐内压强及具体系统结构有关,如图(1)所示:
　　
　　图(1)
　　因此可以得到灌装量:
　　Q=k(T-2T)+Q'。(1)
　　其中,k为稳定的灌装速度,同罐内压强及系统有关,T为额定的灌装时间,T为非稳态时间间隔,Q’为非稳态时灌装量。
　　2、解决途径
　　对(1)式进行变换:
　　Q=kT-2kT+Q'=kT+Q。(2)
　　因此对于灌装量可以统一为上式,即为额定时间稳定灌装量与非稳态灌装误差之和,前者是时间线性的,后者同时间无关,与系统有关,称为非线性项。
　　总的说来,当系统一定时,灌装量同时间与灌内压强有关,其中压强影响灌装速度与非线性项。将上述关系式画为下图,Q0为要求的额定灌装量,T为额定的灌装时间,如图(2)所示:
　　
　　图(2)
　　如果对于稳定工况,如灌内压强一定,则灌装速度k与Q一定,通过测量两次不同时间的灌装量,则可获得额度的灌装时间
　　k=Q1-Q2t1-t2,Q=Q2t1-Q1t2t1-t2,(3)
　　T=[(Q0-Q2)t1-(Q0-Q1)t2]/(Q1-Q2)。(4)
　　但是,为了避免单个测量误差带来的影响,可以采用大量实验的方法,获得该压强下的k,与Q,如图(3)示意。这样对于额定灌装时间为:
　　T=(Q-Q)/k。(5)
　　
　　图(3)
　　在進行灌装的过程中,随着储液量的减小,压强也逐渐降低,因此k与Q存在变化,这样对于灌装时间需要调节。因此可能出现图(4)状况,即在不同压强下(假定压强),斜率(即k)发生变化,额定灌装时间也分别为T1,T2,T3,T4。
　　图(4)
　　如果将额定灌装时间同压强相联系,则得到图(5)曲线,可见额定灌装时间同压强之间不一定是线性关系。需要进行大量的实验获得该曲线,因此实际应用中,实时获得压强值,可以校准额定灌装时间。
　　
　　图(5)
　　或者在实际称重时,发现一定灌装时间下灌装量小于额定值,如图(6),则说明系统参数随压强发生变化。
　　
　　图(6)
　　3、小结
　　通过对灌装速度和灌装量的分析和大量的实验,可以得出通过插值的方法,获得灌装性能直线,同时马上获得额定的灌装时间,从而大大提高灌装精度,将压强对灌装的影响降到最小。