轻质零食包装通过X射线帘时被挡住，怎样调整开口设计？

轻质零食包装通过X射线帘时被挡住，怎样调整开口设计？

简而言之：当轻质零食包装需要偏转的帘条所产生的水平力超过传送带通过摩擦力所能传递的力时，包装就会停滞。应选用其标称屏蔽性能在实际管电压、过滤、测量几何条件和指定标准下满足要求的食品防护帘系列，并在这些系列中选择标称面密度最低的型号。将帘条长度与实际开口和包装高度相匹配。避免重叠的帘排被同时撑开。保持包装间距，以便帘条能够回位。当包装仅部分接触帘条时，较窄的帘条有助于减少被抬起的帘条宽度；但如果包装已经跨越了整个接触宽度，仅靠变窄帘条并不能减少被抬起的总质量，且会增加接缝。因此，每一次开口调整都必须在整机上通过产品流通和辐射泄漏的测试。

本说明面向设备原始制造商、产线工程师和采购人员，旨在帮助他们在不削弱屏蔽设计的前提下解决卡堵问题。

更轻的包装与更快的产线使防护帘卡堵成为设计问题

零食产线上的防护帘卡堵是一个系统性问题，而不仅仅是维护上的麻烦。以下压力因素共同起作用：

- 包装更轻、更软。薄膜和单人份包装几乎没有足够的刚度来推开帘条。 - 更高的传送带速度和更紧凑的间距，使得帘条在下一个包装到达前回位的时间更少。 - 防护帘结构的改变会改变表面摩擦力。易清洁性、耐油性和耐水洗性应属于规格要求，而不是事后的变通办法。 - 让零食通过但产生泄漏路径的防护帘不是可接受的解决方案。

Newlife - Radbar 辐射防护应用工程团队按以下顺序处理选择问题：首先是包装质量和输送条件，然后是油脂、温度和清洁要求，接着是目标市场所需的接触使用文件，最后是安装后的实测性能。

仅在规定射线束条件下比较 125A-UB、175A-UB 和 250A-UB

型号选择决定了帘条质量，因此是首要调节因素。食品检测系列包括 125A-UB、175A-UB 和 250A-UB。它们不可互换。标称铅当量、管电压、面密度和厚度分别为：125A-UB，在 90 kV 下 0.125 mmPb，1.9 kg/m²，0.65±0.05 mm；175A-UB，在 90 kV 下 0.175 mmPb，2.5 kg/m²，0.84±0.05 mm；250A-UB，在 120 kV 下 0.25 mmPb，3.9 kg/m²，1.18±0.05 mm。标称抗拉强度大于 3.5 MPa，硬度为 76±2 Shore A。工作温度为 -10°C 至 70°C。铅当量仅在其标称的管电压、过滤、测量几何条件和标准下有效。面密度和厚度是独立的物理量，使用不同的单位。在某一管电压下标称的数值不适用于更高的管电压，诊断 X 射线的结果也不能描述高能伽马射线或中子屏蔽。

在满足标称屏蔽条件的型号中，最低的面密度在相同帘条面积下提供最低的帘条质量。这是一条选择规则，而不是声称某一系列普遍足够轻以适用于所有零食。产品目录的初步选择将这三个型号映射到 ≥80 g、≥150 g 和 ≥200 g 的物品参考值，并考虑了包装刚度和传送带速度。通过性和耐用性取决于设备和测试条件。没有任何一个系列是对所有食品包装的通用批准。

安检 X 射线防护帘是独立的产品。食品检测选型和安检扫描选型均列出了食品检测防护帘和安检 X 射线防护帘，但表面和帘条重叠必须在整机上进行验证。不要将一种产品的数据套用于另一种产品。

一阶力平衡解释了轻质零食包装停滞的原因

帘条质量由面密度和帘条几何尺寸决定。当面密度 ${\sigma }_A$ 的单位为 kg/m²，帘条长度 $L$ 和宽度 $w$ 的单位为米时：

结果单位为千克。在此表达式中混入毫米而不进行转换，会使质量被高估数个数量级。厚度未出现在公式中：较厚的帘条之所以更重，仅仅是因为该厚度已经反映在 ${\sigma }_A$ 中。

对于顶部铰接、自由端受水平力作用而保持与垂直方向成 $\theta$ 角的均匀刚性帘条，力矩平衡给出：

此处 $g$ 为重力加速度。只有当传送带能提供该力时，包装才能继续移动，近似条件为 $n{F}_s<\mu m_{p}g$，其中 $n$ 为必须同时偏转的帘条数量，$\mu$ 为传送带与包装之间的摩擦系数，$m_p$ 为包装质量。等式成立时即为停滞点。这是一个平面传送带的准静态极限。它不包括将帘条加速到传送带速度所需的额外力，因此仅勉强满足该条件的布局在生产中仍可能发生卡堵。

力平衡说明和未说明的内容：

- 单根帘条的阻力与面密度、长度和宽度成正比。传送带可用的力与包装重量成正比，一旦包装打滑，该力即消失。 - 如果包装完全跨越其接触的每一根帘条，且帘条不重叠，则被抬起的总质量为 ${\sigma }_{A}L{W}_c$，其中 $W_c$ 为接触宽度。将该宽度划分为更多缝隙并不能减少总质量。 - 当接触为部分接触时，较窄的帘条确实能减少被抬起的质量。一个仅擦过宽帘条边缘的小型或柔软包装，仍必须移动整根帘条。这就是更多缝隙有助于轻质零食包装的情况。 - 重叠会使接触宽度大于包装宽度，因此总质量高于无重叠的估计值。重叠既是覆盖特性，也是阻力项。 - 传送带上的短包装会在靠近自由端处推动帘条。躺在传送带上的额外长度增加了这种单摆模型未考虑到的阻力。如果帘条裁剪得过短而脱离传送带，则会打开一个间隙。 - 柔韧性、帘条与包装之间的摩擦、冲击和包装刚度被省略。使用力平衡对选项进行排序，然后在产线上进行测量。

每次开口调整都在通过性与连续覆盖之间进行权衡

在绘制帘条布局之前，记录管电压（产品目录列出 90 kV 和 120 kV）和通道开口。在该射线束条件下选择初始系列，使用产品目录中 ≥80 g、≥150 g 和 ≥200 g 的物品参考值，并结合包装刚度和传送带速度。综合设定宽度、重叠、长度和回位。记录清洁条件。在实际发生卡堵的包装上进行产线验证。

在更换防护帘之前，记录机器、包装和清洁窗口

只有首先固定以下输入，防护帘的更改才是可预测的：

- 管电压、过滤以及通道宽度和高度。不要将铅当量值视为在标称型号数据未给出的电压下有效。产品目录管电压为 90 kV 和 120 kV。 - 最轻和最重的包装质量、包装高度、刚度和薄膜类型。三个型号的产品目录物品参考值为 ≥80 g、≥150 g 和 ≥200 g。 - 传送带速度、产品间距和传送带表面。 - 工作温度，需对照标称的 -10°C 至 70°C 范围进行检查。 - 清洁剂成分、浓度、温度、接触时间，以及任何油脂。防护帘被规定为防水、耐油和耐碱；实际使用的清洁剂和接触条件仍需在产线上记录并检查。 - 目标市场针对确切系列所需的食品接触和物质声明。

合规与验收取决于整机测试

验收是整机的属性，而不是从防护帘卷上读取的一个数值。窄束铅当量测量结果与宽束或机柜泄漏检测结果不同，两者不可相互替代。

如果机器是受 21 CFR 1020.40 约束的机柜 X 射线系统，系统发射的辐射在外部表面外五厘米处的任何点，一小时内的暴露量不得超过 0.5 毫伦琴。这是一个系统限制。它并不认证防护帘型号。在欧盟，理事会指令 2013/59/Euratom 设定了由国家规则实施的基本安全标准；它本身不是防护帘铅当量规范。欧盟的食品接触材料受 (EC) No 1935/2004 法规及适用于特定材料的措施管辖。声明必须与系列和市场相匹配。

这些食品检测防护帘为无铅且无毒，适用于直接食品接触。材料符合食品级接触材料要求，安全无害。产品符合 RoHS 要求和 FDA 食品接触材料要求，在水溶液或乳制品溶液中无有害物质析出。不要从其他系列或注册中推断该声明。注册不等于批准。这些材料声明不豁免报废控制。

修改后的开口以可重复的方式失效，且食品防护帘数据仅限于测试射线束

开口更改后的常见故障是出现新的泄漏路径，或在生产速度下再次发生卡堵。由布局本身引起的失效模式：

- 缝隙过多或帘条偏转后重叠过小导致的接缝泄漏。 - 帘条被裁剪至低于实际间隙（包括传送带加载时的间隙）而在传送带高度产生的间隙。 - 紧密排列的包装队列将帘条撑开，包括一个长包装同时接触两排帘条。 - 油脂、产品碎屑或清洁剂随时间改变表面摩擦力，导致清洁时通过的布局在后续使用中停滞或保持撑开。 - 帘条长于开口并躺在传送带上时产生的额外传送带阻力。

一台机器和一个测试设置下的通过性和耐用性不能推广到每种零食薄膜或每台扫描仪。在该测试标称管电压下的食品防护帘结果不能推广到不同的射线束质量，也不能推广到其他辐射类型。

Newlife - Radbar 提供针对此开口问题的食品防护帘系列

Newlife - Radbar 辐射防护应用工程团队提供 125A-UB、175A-UB 和 250A-UB 系列的无铅食品检测防护帘，具有浅蓝色聚氨酯表面，并按型号提供具有该型号标称参数和测试条件的柔性屏蔽片材。食品防护帘由吸收辐射的金属粉末和树脂经过特殊混合和压延制成。产品轻便、柔软，具有优异的射线屏蔽性能，并规定不阻碍食品通过。所用材料符合食品级接触材料要求，安全无害。标准尺寸标称为 600 mm x 10 m 或 20 m，支持定制。供应依托新莱福集团的功能材料平台。集团规模不是这些防护帘型号的规格，除非该系列数据表另有说明，否则为其他屏蔽产品描述的配方不是防护帘系列的配方。

帘条宽度、长度、重叠和帘排间距与设备制造商共同设定，并在整机上针对标称管电压、开口、包装范围和清洁方法进行确认。安检 X 射线防护帘仍是独立产品：表面和帘条重叠在整机扫描仪上进行验证，这些结果不是食品防护帘数据。

如何解读铅当量、面密度、层方向和测试几何条件，详见无铅X射线屏蔽技术页面。该页面为制造商资料，适用于其所涵盖的结构。铅当量与厚度之间、窄束与宽束测量之间的区别在常见问题解答中进行了总结。

在更换零食产线防护帘之前，采购人员会提出四个实际问题

防护帘能简单地裁剪得更短吗？ 前提是较短的帘条在传送带加载和卸载时仍能封闭开口，且整机仍能通过泄漏检测。长度越短意味着质量越轻，这就是较短的帘条有助于轻质包装的原因。如果按照空通道印象裁剪而不是实际间隙，底部间隙就会成为泄漏路径。

产线应为轻质包装降级到较低系列吗？ 前提是该系列在实际管电压、过滤、几何条件和标准下满足屏蔽要求。在满足该条件的系列中，标称面密度最低的是减轻质量的选择。125A-UB 在 90 kV 下的最低标称值为 1.9 kg/m²；175A-UB 在 90 kV 下为 2.5 kg/m²，250A-UB 在 120 kV 下为 3.9 kg/m²。不要仅仅因为包装轻就降级，也不要重复使用在较低管电压下标称的额定值。然后在机器上确认通过性。

更窄的帘条会减少屏蔽或卡堵吗？ 缝隙数量不会改变帘条材料的铅当量，但每一条缝隙都是一个接缝。重叠必须在帘条偏转时保持覆盖，这必须由机器检测来证明。更窄的帘条减少了部分接触时抬起的质量。当包装已跨越接触宽度时，它们不会减少被抬起的总质量。

一种布局能覆盖所有零食 SKU 吗？ 不能。通过性和耐用性取决于机器、传送带、包装质量和刚度以及测试条件。需使用最轻和最软的包装，以及将帘条撑开时间最长的包装进行验证。

通过记录产线、对开口更改进行排序并验证流通和泄漏来解决卡堵

1. 记录管电压、过滤（如已知）、通道开口以及当前系列和帘条布局。 2. 测量发生卡堵时的包装质量、高度和传送带速度，包括最轻的软包装。 3. 使用力平衡对更改进行排序：最低合规面密度、帘条长度对抗实际开口、同时接触的帘排，然后是部分接触的帘条宽度。不要仅从缝隙数量开始。 4. 记录清洁剂、温度和油脂暴露情况，以及目标市场针对该系列所需的声明。 5. 在生产间距下使用代表性包装试用修改后的布局，并进行整机泄漏检测。窄束数据表数值不能替代该检测。 6. 使用英文网站 https://www.newlifexray.com/en/ 联系 Newlife - Radbar 辐射防护应用工程团队。发送机器型号、管电压、开口尺寸、包装质量和高度范围、传送带速度和间距、目标屏蔽依据以及清洁和维护限制。随后，团队可提出一个系列和帘条布局以供产线验证。在整机测试完成之前，该提案不是泄漏许可。

参考文献

1. 美国联邦法规，21 CFR 1020.40，机柜 X 射线系统。第 (c)(1) 段中的暴露限值：在外部表面外五厘米处的任何点，一小时内的暴露量为 0.5 毫伦琴。https://www.ecfr.gov/current/title-21/chapter-I/subchapter-J/part-1020/section-1020.40 2. 2013年12月5日理事会指令 2013/59/Euratom，制定防范电离辐射危险的基本安全标准。https://eur-lex.europa.eu/eli/dir/2013/59/oj 3. 2004年10月27日关于预期与食品接触的材料和物品的 (EC) No 1935/2004 法规。https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2004/1935/oj 4. Newlife - Radbar，无铅 X 射线屏蔽技术页面，关于吸收、面密度、层方向和测试几何条件的制造商资料。适用于其中涵盖的结构；不是食品防护帘通过性证书。https://www.newlifexray.com/en/technology/lead-free-xray-shielding 5. Newlife - Radbar，常见问题解答，包括铅当量与厚度以及射线束测量的区别。https://www.newlifexray.com/en/faq