3D面積測定儀在食品接觸材料方面應用的實驗探索

劉璇 鄭玲 陳志波 文弋

摘要：在我國食品相關產品國家安全標準規(guī)規(guī)定中，如GB4806.9—2016《食品接觸用金屬材料及制品》等均要求測量食品接觸材料部分或者全部表面積。人工測量方法計算步驟較為復雜，效率低，數據一致性較差。本實驗選用的是幾種常見的食品接觸材料，利用3D面積測定儀和人工測量法對其表面積分別進行測量，并將兩種測量方法的測量結果進行對比。實驗結果表明，3D面積測定儀在測定不規(guī)則食品接觸材料時，精度、效率、數據等方面均遠優(yōu)于人工測量。

關鍵詞：食品接觸材料;面積;3D面積測定儀;人工測量

1前言

由于國標規(guī)定部分食品接觸材料在遷移量測定時需要測定材料浸泡部分的表面積。比如筷子、奶瓶蓋、碗邊緣、圓柱形杯口邊緣、湯勺等。目前實驗室最常見的就是人工測量表面積。本實驗將探索由上海匯像生產的3D面積測定儀測定數據的準確性、穩(wěn)定性以及測量的效率等。

2 實驗中兩種測量方法簡介：

2.1 人工測量方法簡介：將待測物體根據其形狀，劃分成N個易測平面，比如正方形、長方形、圓形、扇形等，然后利用卷尺、游標卡尺等測量工具，測量這N個易測平面的長度、寬度、直徑等尺寸，計算出各易測平面的表面積。最后將這N個易測平面的表面積相加，即得出待測物體的表面積。

2.2 3D面積測定儀測量方法簡介：

2.2.1 儀器結構簡介：

2.2.2待測材料為表面反光材料時，如不銹鋼碗勺、透明塑料碗勺等，需要噴涂反差增強劑，以保證掃描成像效果和測量準確性。待測材料表面不反光不需要噴涂，比如白色或其他顏色盤子、碗筷等。

2.2.3打開3D面積測定儀電源開關，先用標準塊對設備測量結果準確性和穩(wěn)定性進行驗證，比如正方體、長方體、圓柱體等。將待測材料放置如圖旋轉平臺中央，啟用設備，設置曝光時間、旋轉角度等參數，在電腦中的配套軟件上用鼠標選取需要測量的物體，面積實時顯示處理，并且可以自動命名記錄至軟件內，也可以導出或以報告的形式打印出測量結果。將待測物體測量三次，取平均值，即為最終測量結果。

3實驗數據

4.結果分析

4.1 測量效率對比 人工測量需要兩人配合，一人負責測量，一人負責監(jiān)督和記錄數據，實驗記錄兩人一起測量一次性餐勺、餐叉、筷子、盤子和湯勺三次共用28分鐘。

面積測定儀測量法，實驗記錄一人測量一次性餐勺、餐叉、筷子、盤子和湯勺三次共用15分鐘，含設備開機、標準塊面積測量驗證實驗。

4.2 實驗記錄便捷性對比 人工測量法需要手動記錄，速度慢，浪費一個實驗人員人工，且實驗后還得輸入電腦;3D面積測定儀測量法，實驗人員將被測物體一起全部放進面積測定儀，通過鼠標選取等工具在電腦中實時顯示被測材料面積，并自動保存記錄在電腦內，效率高。

4.3 測量數據對比 通過表3.1標準塊的面積測量值驗證對照表，說明3D面積測定儀測量數據的準確性較人工測量更好。另外，人工測量法和3D面積測定儀測量法數據結果見表3.2，兩種測量方法數據相差不大，但是3次測量的數據波動幅度，人工測量明顯大于3D面積測定儀測量的數據，表面3D面積測定儀測量數據的穩(wěn)定性遠優(yōu)于人工測量。

5 結論

在食品接觸材料面積測定方法的對比中，得出3D面積測定儀測量的數據在準確性、穩(wěn)定性以及測量過程的便捷性、效率等方面遠優(yōu)于人工測量法，且數據可以通電腦數據庫溯源。3D面積測定儀在食品接觸材料檢測實驗室有很廣闊的應用場景，可以提高實驗的效率，保證數據的準確性和穩(wěn)定性，有推廣價值。

參考文獻：

[1]GB/T材料表面積的測量高光譜成像三維面積測量法

[2]T/SLIA 001-2019食品接觸材料及制品、飾品表面積的測定三維模型重建法

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[5]GB 4806.10-2016?食品安全國家標準?食品接觸用涂料及涂層

[6]GB 4806.11-2016?食品安全國家標準?食品接觸用橡膠材料及制品