[发明专利]用于测量封闭容器内的压力的设备和方法

说明书

本发明涉及用于测量封闭容器(30)中的压力的设备(10)和方法以及使用测量设备的填充和/或包装装备(100)，该封闭容器的顶部空间(31)的至少一部分由光学透明材料制成。具体地，本发明涉及无接触地测量封闭容器中的压力的设备和方法，其能够直接用于以高速操作的自动填充和/或包装装备，而不需要将这样的装备停机或减慢或者在任何情况下从该装备拾取容器。用于测量封闭容器(30)中的压力的测量设备，该封闭容器的顶部空间(31)的至少一部分由光学透明材料制成，该测量设备包括：至少一个检查区域(20)，用于所述封闭容器的封闭容器(30)的顶部空间(31)的至少一部分通过；至少一个激光源(11)，具有光轴(A)，用于发射一定波长的激光束，该波长能够针对容纳在封闭容器(30)的顶部空间(31)中的气体的吸收波长进行调节，所述至少一个激光源(11)定位成用以将激光束朝向所述至少一个检查区域(20)引导；至少一个检测器(12)，定位成用以在由激光源(11)发射的激光束行进通过检查区域(20)时检测该激光束的至少一部分，并且提供表示由于激光束穿过检查区域(20)而产生的所述气体的吸收光谱的输出数据；至少一个装置(14、14')，用于检测信号采集时间周期，该信号采集时间周期与封闭容器(30)的顶部空间(31)的所述至少一部分穿过检查区域相对应；其特征在于，该测量设备包括识别工具(41)，所述识别工具用于在表示在信号采集时间周期期间采集的吸收光谱的数据之中识别可用于压力测量的信号贡献。

技术领域

本发明涉及用于测量封闭容器内的压力的设备和方法，以及使用该设备的自动填充和/或包装装备。

具体地，本发明涉及无接触地测量封闭容器中的压力的设备和方法，其能够直接用于以高速操作的自动填充和/或包装装备，而不需要将这样的装备停机或减慢。

在本说明书中，表达“在线直接测量”指的是在不需要将容器事先从线路取出的情况下表示对容器执行测量的可能性。

本发明涉及用于测量封闭容器中的总压力和/或分压力的设备和方法，该封闭容器至少部分地由光学透明材料制成，具体地为塑料或玻璃材料，类似例如但不限于酒瓶、啤酒瓶、水瓶、泡沫瓶和不起泡饮料瓶，通常为饮料容器，在高速操作的自动填充和/或包装装备中进行生产。封闭容器中的分压力的测量指的是涉及封闭容器中包含的气体混合物的特定气体的压力的测量。

发明内容

在大致容器的填充和/或包装装备中，所需的重要检查是在填充和封闭之后测试容器的内部压力和/或泄露。和检查容器的密封一样，内部压力的测量的目的在于监测器包括的生产过程和系统(填充和封盖步骤)。这种类型的测量对质量控制和食物安全具有显著的影响。

具体地，测量的内部压力必须处于最小内部压力阈值和最大内部压力阈值之间。否则，容器应当被认为是不合适的而由此应当被抛弃，因为不合适的压力水平可能是由于容器的填充过程中的错误或者容器自身的泄露导致的，例如由于封闭系统的缺陷或者容器中的孔所引起的。

当前已知根据容器类型和/或内容物的变化而选择的多种测量技术。例如，为了验证柔性容器内的压力和/或泄露，具有这样的机器，其在容器自身的壁上施加轻微的压力，并且通过压力传感器扩散感测内部“反压力”来进行测量，或者通过摄像机或另一个光学检测器检测内容物的液位增加。这些机器是笨重的，对生产线具有显著的影响，并且受操作装备条件的影响。

作为另外一种选择，已知的是通过用于测量容器自身的声波响应的系统，在填充和封闭的容器内部进行压力测量。例如，在用于生产具有冠状盖子封闭件的玻璃瓶装啤酒的装备中，所采用的用于测量压力的系统测量盖子的频率中的声波响应，其中内部压力和频率通过直接依赖关系彼此关联。然而，这样的技术受封闭的重复性的影响，也就是对于相同的内部压力，在实施的封闭不是完美相同的情况下声波响应测量可能存在差异。

对于至少部分地由光学透明材料(具体地，塑料、玻璃或其它类似的材料)制成的容器内部的压力测量，已知的是能够采用所谓的激光光谱测量仪。