BR112017006482B1 - Grupo de medição, instalação de enchimento e/ou embalagem automática, e, método para medir a pressão em recipientes fechados - Google Patents

Grupo de medição, instalação de enchimento e/ou embalagem automática, e, método para medir a pressão em recipientes fechados Download PDF

Info

Publication number
BR112017006482B1
BR112017006482B1 BR112017006482-0A BR112017006482A BR112017006482B1 BR 112017006482 B1 BR112017006482 B1 BR 112017006482B1 BR 112017006482 A BR112017006482 A BR 112017006482A BR 112017006482 B1 BR112017006482 B1 BR 112017006482B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
measurement
container
signal
gas
inspection area
Prior art date
Application number
BR112017006482-0A
Other languages
English (en)
Other versions
BR112017006482A2 (pt
Inventor
Fabio Forestelli
Massimo Fedel
Original Assignee
Ft System S.R.L
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ft System S.R.L filed Critical Ft System S.R.L
Publication of BR112017006482A2 publication Critical patent/BR112017006482A2/pt
Publication of BR112017006482B1 publication Critical patent/BR112017006482B1/pt

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/26Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
    • G01M3/32Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for containers, e.g. radiators
    • G01M3/3236Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for containers, e.g. radiators by monitoring the interior space of the containers
    • G01M3/3272Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for containers, e.g. radiators by monitoring the interior space of the containers for verifying the internal pressure of closed containers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67CCLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22Details
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67CCLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C7/00Concurrent cleaning, filling, and closing of bottles; Processes or devices for at least two of these operations
    • B67C7/0006Conveying; Synchronising
    • B67C7/0026Conveying; Synchronising the containers travelling along a linear path
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L11/00Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00
    • G01L11/02Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00 by optical means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/0092Pressure sensor associated with other sensors, e.g. for measuring acceleration or temperature
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/38Investigating fluid-tightness of structures by using light
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/39Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/90Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

A presente invenção se refere a um grupo (10) e método para medir a pressão em recipientes fechados (30) feitos de material opticamente transparente pelo menos em uma porção de um espaço de topo (31) dos mesmos, e a uma instalação de enchimento e/ou embalagem (100) usando o grupo de medição. Em particular, a presente invenção se refere a um grupo e a um método para medir sem contato a pressão em recipientes fechados, que podem ser usados diretamente em instalações de enchimento e/ou embalagem automáticas operando a alta velocidade, sem a necessidade de parar ou desacelerar tais instalações ou, de qualquer forma, remover os recipientes das mesmas. O grupo de medição para medir a pressão em recipients fechados (30) feitos de material opticamente transparente pelo menos em uma porção de um espaço de topo (31) dos mesmos compreende pelo menos uma área de inspeção (20) adaptada para a passagem de pelo menos uma porção de um espaço de topo (31) de um recipiente fechado (30) dos ditos recipientes fechados; pelo menos uma fonte de laser (11) com eixo geometric óptico (A) para a emissão de um feixe laser a um comprimento de onda ajustável com um comprimento de onda de absorção de um gás contido no espaço (...).

Description

[001] A presente invenção se refere a um grupo e a um método para medir a pressão em recipientes fechados, bem como a uma instalação de enchimento e/ou embalagem automática usando um grupo como este.
[002] Em particular, a presente invenção se refere a um grupo e a um método para medir sem contato a pressão em recipientes fechados, que podem ser usados diretamente em instalações de enchimento e/ou embalagem automáticas operando a alta velocidade, sem a necessidade de parar ou desacelerar tais instalações.
[003] Na presente descrição, a expressão "mede diretamente em linha" pretende indicar a possibilidade de realizar a medição nos recipientes sem a necessidade de removê-los da linha de antemão.
[004] A invenção se refere a um grupo e a um método para medir a pressão total e/ou parcial em recipientes fechados feitos pelo menos parcialmente de material opticamente transparente, em particular, material de plástico ou vidro, como, por exemplo, mas não exclusivamente, garrafas de vinho, cerveja, água, bebidas gasosas e não gasosas, recipientes de bebidas em geral, produzidas em instalações de enchimento e/ou embalagem automáticas operando a alta velocidade. Medição da pressão parcial em recipientes fechados significa a medição da pressão referindo-se a um gás específico da mistura de gases contida no recipiente fechado.
[005] Em instalações de enchimento e/ou embalagem em geral de recipientes, uma importante verificação exigida é a de testar a pressão interna e/ou dos vazamentos dos recipientes após o enchimento e fechamento. Assim como verificar a vedação do recipiente, a medição da pressão interna é visada no monitoramento do processo de produção e dos sistemas dos quais ele consiste (etapas de enchimento e colocação de tampa). Este tipo de medição tem um impacto substancial no controle de qualidade e segurança do alimento.
[006] Em particular, a pressão interna medida tem que ser compreendida entre um mínimo limiar de pressão interna e um máximo limiar de pressão interna. Senão, o recipiente deve ser considerado inadequado e, portanto, tem que ser descartado, uma vez que um nível de pressão inapropriado pode ser atribuído a erros no processo de enchimento do recipiente ou um vazamento do próprio recipiente, causado, por exemplo, por um defeito no sistema de fechamento ou por um furo no recipiente.
[007] Atualmente, inúmeras técnicas de medição são conhecidas, selecionadas em função do tipo de recipiente e/ou conteúdo. Por exemplo, a fim de verificar a pressão e/ou vazamentos dentro de recipientes flexíveis, existem máquinas que exercem uma ligeira pressão nas paredes dos próprios recipientes e medem pela detecção difusa a "contrapressão” interna por meio de transdutores de pressão ou detectam o aumento no nível do conteúdo através de uma câmara de vídeo ou um outro detector óptico. Essas máquinas, além de serem volumosas e terem um impacto significante nas linhas de produção, são influenciadas pelas condições operacionais da instalação.
[008] Alternativamente, é de conhecimento realizar a medição de pressão dentro de recipientes cheios e fechados, por meio de sistemas para medir a resposta acústica do próprio recipiente. Por exemplo, em instalações para produzir cerveja em garrafas de vidro com fechamento de tampa coroa, os sistemas para medir a pressão usados medem a resposta acústica na frequência da tampa, em que a pressão interna e a frequência são ligadas entre si por um relacionamento de dependência direta. Uma técnica como esta, entretanto, é influenciada pela repetitividade dos fechamentos, isto é, para a mesma pressão interna, poderia haver uma diferença na medição da resposta acústica no caso em que os fechamentos realizados não são perfeitamente idênticos.
[009] Para a medição da pressão dentro de recipientes feitos pelo menos parcialmente de material opticamente transparente, em particular, plástico, vidro ou um outro material similar, sabe-se que é possível usar os assim chamados instrumentos de medição por espectroscopia a laser.
[0010] Na presente descrição e nas reivindicações subsequentes, a expressão "material pelo menos parcialmente opticamente transparente" deve indicar um material com absorvência de maneira tal a permitir que um foto- receptor seja sensível a um sinal óptico transmitido por uma fonte de laser e tendo uma trajetória óptica passando por um material como este.
[0011] Para medir a pressão dentro de recipientes, os instrumentos de medição por espectroscopia a laser detectam a absorção de um feixe laser de comprimento de onda adequado lançado no espaço de topo do recipiente fechado. Para este propósito, o recipiente é feito de material opticamente transparente pelo menos no seu espaço de topo.
[0012] Na presente descrição e nas reivindicações subsequentes, a expressão "espaço de topo" deve indicar a área encerrada no recipiente fechado, na qual o material de enchimento (por exemplo, líquido) não está presente. No caso de um recipiente arranjado com o fechamento voltado para cima, o espaço de topo é a área compreendida entre a superfície livre do material presente no recipiente e o fechamento (por exemplo, a tampa) do recipiente. Alternativamente, no caso de um recipiente invertido, o espaço de topo indica a área compreendida entre a superfície livre do material presente no recipiente e o fundo do recipiente.
[0013] A espectroscopia laser possibilita medir confiavelmente a pressão total e a pressão parcial de um gás presente ao longo da trajetória óptica que um feixe laser desloca entre sua fonte e um sensor (por exemplo, um foto-receptor). Além disso, as medições são pouco influenciadas por fatores externos, como, por exemplo, possíveis deformidades nos fechamentos, e eles podem ser feitos sem contato com os recipientes e com instrumentos que não são muito volumosos.
[0014] Para a medição da pressão total, uma técnica de medição como esta é aplicável a recipientes cheio com qualquer tipo de líquido. Em particular, uma pressão diferente (sobrepressão ou subpressão) é detectada com relação a uma pressão de referência.
[0015] A fim de realizar uma medição da pressão total e/ou da pressão parcial de um dado gás dentro de um recipiente por meio de espectroscopia a laser, o comprimento de onda de emissão do laser é variado em uma faixa que compreende uma ou mais linhas de absorção do gás sob exame presente na trajetória óptica: medindo com um sensor a variação da potência óptica que colide nela, é possível determinar a absorção do feixe que passou através da coluna de gás e, portanto, conhecendo a geometria que está sendo atravessada, é possível determinar a quantidade de gás presente.
[0016] Tecnologia TDLAS (Espectroscopia de Absorção de Laser por Diodo Ajustável) que usa lasers de estado sólido do tipo semicondutor e tecnologia WMS (Espectroscopia por Modulação do Comprimento de Onda) são particularmente adequadas para aplicações industriais. No caso de tecnologia TDLAS, a variação do comprimento de onda de emissão do laser é obtida modulando a corrente de suprimento do próprio laser: a modulação pode preferivelmente ter uma onda triangular, senoidal ou serrilhada. Desta maneira, bem como uma variação do comprimento de onda de emissão do laser, existe uma variação correspondente da potência emitida.
[0017] Para o uso específico da medição da pressão dentro de recipientes fechados, é preferível escolher lasers que basicamente emitem entre o infravermelho próximo e médio onde muitas linhas rotovibracionais de moléculas de gás de interesse prático estão localizadas, como, por exemplo, aquelas de O2, H2O, CO2 ou em traços como muitas espécies tais como CH4, NO, HCL, CO, N2O e assim por diante. Além disso, é preferível usar lasers capazes de emitir uma radiação estritamente monocromática, isto é, caracterizada por uma largura de linha compreendida entre 10-50 MHz, a fim de poder determinar a forma da(s) linha(s) molecular(s) dos gases encontrados ao longo da trajetória óptica e desenvolvimento, com base em uma forma como esta e, em particular, o alargamento da linha, a pressão total e parcial do gás.
[0018] Observou-se que os instrumentos de medição por espectroscopia a laser atualmente usados diretamente em instalações de enchimento e/ou embalagem exigem que, durante medição, o produto permaneça estacionário ou mova a velocidade extremamente baixa (por exemplo, no máximo igual a alguns metros por minuto). Tais medidores são, por exemplo, usados para medir o teor de oxigênio em frascos de drogas liofilizadas nos quais os frascos são movimentados através de espaçadores de posicionamento ou centralização, com modo de avanço do produto passo a passo. Antes de realizar a medição, o produto em avanço é parado, ou pelo menos desacelerado, em uma área de inspeção. Um exemplo de um aparelho deste tipo para verificar a pressão interna de um gás em um recipiente fechado, por meio de espectroscopia a laser, é tratado no documento WO 2005/040753.
[0019] Também se observou que instrumentos de medição por espectroscopia a laser atualmente usados diretamente em instalações de enchimento e/ou embalagem realizam a verificação da pressão interna de recipientes com paredes de alta qualidade óptica, como, por exemplo, frascos para produtos farmacêuticos que têm paredes com uma espessura baixa e homogênea por toda a extensão e cor homogênea (ou sem cor).
[0020] Observou-se que aparelhos de medição por espectroscopia a laser conhecidos na tecnologia de ponta são difíceis de usar para medir diretamente, em linha, a pressão interna de recipientes comerciais, como, por exemplo, garrafas. Tais recipientes são caracterizados tanto por baixa qualidade óptica, que leva a uma atenuação até mesmo substancial do feixe laser, quanto por heterogeneidade de tais paredes, que contribui para alta difusão da luz e retro-reflexão da radiação.
[0021] Entretanto, observou que, uma vez que a luz laser é fortemente coerente, cada contribuição da luz refletida/difundida causa perturbações padrões, isto é, modulações espúrias e variáveis da intensidade por causa da interferência entre feixes coerente. Tais perturbações são frequentemente o elemento limitante para a precisão com a qual uma medição pode ser realizada diretamente em linha de acordo com tecnologia de espectroscopia a laser em recipientes comerciais.
[0022] Na presente descrição e nas reivindicações subsequentes, a expressão "recipientes comerciais" significa recipientes caracterizados por ampla variabilidade do material do qual eles consistem.
[0023] Na presente descrição e nas reivindicações subsequentes, a expressão "variabilidade do material que constitui o recipiente" significa deformações ou variações na espessura no material dos recipientes a serem inspecionados, por exemplo, por causa do processo de produção dos próprios recipientes (tais como garrafas de vidro), ou variações na espessura no ponto de medição por causa das características estruturais dos recipientes, tal como a presença da rosca ou da tampa de fechamento no ponto de medição.
[0024] Também se observou que medidores por espectroscopia a laser de acordo com a tecnologia de ponta não permitem operação nas altas velocidades da característica do movimento à frente de instalações de enchimento e/ou embalagem de alimentos ou bebidas.
[0025] Na presente descrição e nas reivindicações subsequentes, a expressão "alta velocidade de movimento à frente" significa uma velocidade de movimento à frente da instalação de enchimento de até 120 metros/minuto, correspondente a uma taxa de produção igual a 72.000 peças/hora.
[0026] Entretanto, observou-se que, a fim de poder extrair o perfil de absorção do gás objeto da medição para então a partir dela obter a pressão do recipiente, seria melhor realizar um alto número de varreduras no comprimento de onda na linha de absorção do gás objeto da análise para cada recipiente, uma vez que quanto mais varreduras são realizadas, tanto mais efetiva é a medição, considerando que a média em muitas varreduras permite que a precisão da própria medição seja melhorada. Desta maneira, as contribuições de medição de dados de varreduras que são mais úteis tendem a ter uma baixa influência na medição geral.
[0027] Na presente descrição e nas reivindicações subsequentes, a expressão "contribuição de medição"significa o sinal detectados seguindo uma varredura no comprimento de onda na linha de absorção do gás objeto de análise.
[0028] Na presente descrição e nas reivindicações subsequentes, a expressão "medição de pressão"significa o total de uma pluralidade de contribuições de medição igual ao número de varreduras que o medidor por espectroscopia a laser é capaz de realizar durante o período de aquisição em um recipiente.
[0029] Na presente descrição e nas reivindicações subsequentes, a expressão "período de tempo de aquisição de sinal" significa o período de tempo no qual pelo menos uma porção do recipiente transita em uma área de inspeção.
[0030] Também se observou que na velocidade característica de instalações de enchimento e/ou embalagem de bebidas ou alimentos o período de tempo de aquisição de sinal é menos que 40 ms, possibilitando realizar, para cada recipiente que passa, uma quantidade muito menor de varreduras no comprimento de onda com relação ao caso estático ou substancialmente estático. Com isto, a medição da pressão geral é particularmente sensível à variabilidade do material do recipiente e, a fim de obter a medição, é necessário identificar e eliminar as contribuições de medição inúteis (por exemplo, as medições realizadas em heterogeneidades das paredes do recipiente), a fim de poder processar somente contribuições úteis, por contribuições úteis significando os períodos de varredura individuais com a forma correta no receptor.
[0031] Em particular, os sistemas usados até então para determinar o período de tempo de aquisição de sinal não podem ser usados nas velocidades características de instalações de enchimento e/ou embalagem de bebidas ou alimentos. Geralmente, a fim de determinar o período de tempo de aquisição de sinal, é de conhecimento baseá-lo no cálculo da posição realizada através do codificador e/ou através de fotocélulas adequadas que detectam a entrada do recipiente na área de medição. Entretanto, o cálculo oferecido pelo codificador não é capaz de prover uma indicação precisa, uma vez que o sistema de movimento à frente pode passar por atrasos com relação à referência do codificador, ou mesmo o recipiente poderia não ficar firmemente restringido ao sistema de movimento à frente e, portanto, passar por deslocamentos durante a transferência. Similarmente, nem mesmo a adição de fotocélulas é suficiente para oferecer o nível de precisão necessário no uso nas velocidades característica de instalações de enchimento e/ou embalagem de bebidas ou alimentos. Entretanto, as fotocélulas têm uma emissão do feixe óptico que é muito ampla com relação às dimensões do espaço de topo do recipiente. O uso de fotocélulas pode, portanto, no máximo ser de ajuda na provisão de uma indicação grosseira da passagem do recipiente, mas, certamente, não na determinação do real período de tempo de aquisição de sinal.
[0032] O problema que forma a base da presente invenção é, portanto, o de fazer um grupo de medição da pressão em recipientes fechados que é capaz de prover medições precisas, reprodutíveis e confiáveis, mesmo quando aplicadas diretamente em uma instalação de enchimento de recipiente comercial operando a alta velocidade.
[0033] Em particular, o propósito da presente invenção é projetar um grupo de medição da pressão em recipientes fechados que permite detecção extremamente precisa do período de tempo de aquisição de sinal.
[0034] De acordo com um primeiro aspecto da mesma, a invenção se refere a um grupo de medição da pressão em recipientes fechados feito de material opticamente transparente pelo menos em uma porção de um espaço de topo do mesmo, compreendendo: - pelo menos uma área de inspeção adaptada para a passagem de pelo menos uma porção de um espaço de topo de um recipiente fechado de tais recipientes fechados; - pelo menos uma fonte de laser com eixo geométrico óptico para a emissão de um feixe laser a um comprimento de onda ajustável a um comprimento de onda de absorção de um gás contido no espaço de topo do recipiente fechado, pelo menos uma fonte de laser sendo posicionado de maneira a direcionar o feixe laser para pelo menos uma área de inspeção; - pelo menos um detector posicionado de maneira a detectar pelo menos uma porção do feixe laser emitido pela fonte de laser uma vez que ele tenha passado pela área de inspeção e fornecer dados de saída representativos de um espectro de absorção do gás que ocorreu na área de inspeção; - pelo menos um dispositivo para detectar um período de tempo de aquisição de sinal correspondente ao trânsito da dita pelo menos uma porção de um espaço de topo de um recipiente fechado através da área de inspeção; distinguido pelo fato de que compreende meios para identificar contribuições úteis para a medição de pressão entre os dados representativos do espectro de absorção dos gases adquiridos dentro do período de tempo de aquisição.
[0035] A fim de medir a pressão dentro de recipientes fechados para uso de alimento, o grupo de medição de acordo com a invenção usa espectroscopia a laser que detecta a absorção preferivelmente nas linhas de oxigênio (O2), de vapor d’água (H2O) ou de dióxido de carbono (CO2). A escolha é em geral realizada dependendo do conteúdo: em bebidas gasosas a absorção de dióxido de carbono é detectada, em bebidas sem dióxido de carbono adicionado, é more útil detectar a absorção de vapor d’água, ao passo que a absorção de oxigênio é útil para medir possíveis vazamentos em recipientes, por exemplo, contendo materiais sólidos.
[0036] Dependendo do tipo de produto contido nos recipientes fechados, em uma instalação de enchimento e/ou embalagem os recipientes são geralmente transferidos com velocidades tais a atingir uma taxa de produção de até 120.000 peças/hora.
[0037] Percebeu-se que, no caso de altas velocidades de trânsito dos recipientes ou das porções opticamente transparentes dos espaços de topo dos recipientes, através da área de inspeção, é importante identificar precisamente as contribuições de medição do sinal laser úteis ou significantes adquiridas, isto é, aquelas relativas ao interior do espaço de topo do recipiente, a fim de poder distingui-las das contribuições de medição não significantes e determinar a medição de pressão somente a partir das contribuições de medição significantes.
[0038] Para este propósito, percebeu-se a necessidade de identificar as contribuições de medição realmente úteis através de uma correlação entre a posição instantânea do recipiente e as próprias contribuições. Portanto, a determinação da pressão interna baseada substancialmente apenas em contribuições de medição significantes possibilita atingir um alto grau de precisão, confiabilidade e reprodutibilidade de medição, mesmo com um pequeno número de contribuições de medição disponível por causa da alta velocidade de movimento à frente do recipiente.
[0039] De acordo com um segundo aspecto da mesma, a invenção se refere a um método para medir a pressão em recipientes fechados feitos de material opticamente transparente pelo menos em uma porção de um espaço de topo do mesmo, compreendendo as etapas que consistem de: - transferir pelo menos uma porção de um espaço de topo de um recipiente fechado dos ditos recipientes fechados para uma área de inspeção; - emitir um feixe laser a um comprimento de onda ajustável a um comprimento de onda de absorção de um gás contido no espaço de topo do recipiente fechado para pelo menos uma área de inspeção; - detectar pelo menos uma porção do feixe laser que passa pela área de inspeção e prover dados de saída representativos de um espectro de absorção do gás em decorrência da passagem do feixe laser pela área de inspeção; - determinar um período de tempo de aquisição de sinal correspondente ao trânsito da dita pelo menos uma porção de um espaço de topo de um recipiente fechado através da área de inspeção; - adquirir os dados representativos do espectro de absorção do gás detectado durante o período de tempo de aquisição de sinal; distinguido pelo fato de que compreende a etapa de identificar, entre os dados representativos do espectro de absorção do gás adquiridos, os dados representativos úteis para medir a pressão e determinar a medição de pressão com base nos dados representativos úteis.
[0040] Vantajosamente, o método para medir a pressão em recipientes fechados de acordo com a invenção atinge os efeitos técnicos descritos anteriormente em relação ao grupo de medição da pressão em recipientes fechados.
[0041] De acordo com um terceiro aspecto da mesma, a invenção se refere a uma instalação de enchimento e/ou embalagem automática de recipientes fechados feitos de material opticamente transparente pelo menos em uma porção de um espaço de topo da mesma compreendendo: - meios de transferência adaptados para mover uma pluralidade de recipientes para a frente ao longo de uma trajetória de movimento à frente, ao longo de uma trajetória de movimento à frente como esta sendo, em sucessão: - uma primeira estação para encher os recipientes compreendendo uma pluralidade de torneiras ou válvulas de enchimento, e - uma segunda estação para vedar e/ou tampar os recipientes compreendendo uma pluralidade de cabeças de vedação e/ou de colocação de tampa, caracterizada em que, a jusante da segunda estação de vedação e/ou colocação de tampa com relação à trajetória de movimento à frente, pelo menos um grupo de medição descrito anteriormente da pressão em recipientes fechados é arranjado.
[0042] Vantajosamente, a instalação de enchimento e/ou embalagem de acordo com a invenção alcança os efeitos técnicos descritos anteriormente em relação ao grupo de medição da pressão em recipientes fechados.
[0043] A presente invenção em pelo menos um dos aspectos supramencionados pode ter pelo menos uma das seguintes características preferidas; elas podem em particular ser combinadas entre si da maneira desejada a fim de satisfazer exigências de aplicação específicas.
[0044] Preferivelmente, os meios para identificar as contribuições úteis para a medição de pressão compreendem pelo menos: - um elemento para detectar um primeiro e um segundo ponto mínimo de uma curva que deriva dos perfis do envelope de intensidade dos dados f segundo ponto mínimo e centralizada com relação a eles, a dita subjanela de medição definindo o total das contribuições úteis para a medição de pressão.
[0045] Vantajosamente, os meios para identificar contribuições úteis para a medição de pressão determinam uma compensação de possíveis deslocamentos, por exemplo, por causa de fatores externos tais como translações do recipiente na correia, baixa estabilidade vertical do recipiente, colisões nas guias, tolerância dimensional dos recipientes e assim por diante.
[0046] No período de tempo de aquisição de sinal, como ilustrado na figura 6, os meios para identificar contribuições úteis para a medição de pressão adequadamente definem uma subjanela de aquisição a fim de excluir possíveis contribuições não significantes, acidentalmente adquiridas durante o período de tempo de aquisição por causa dos fatores externos supralistados.
[0047] Preferivelmente, o dispositivo para detectar um período de tempo de aquisição compreende pelo menos um sensor de posição para detectar uma posição instantânea dos recipientes.
[0048] Desta maneira, com base na posição do recipiente detectada e conhecendo-se a velocidade de movimento à frente do recipiente (por exemplo, no caso de velocidade constante), é possível calcular, de uma maneira simples e rápida, o momento no qual o recipiente e, em particular, seu espaço de topo entra na área de inspeção, determinando o início do período de tempo de aquisição útil.
[0049] Mais preferivelmente, pelo menos um sensor de posição é arranjado substancialmente na ou próximo a uma entrada da área de inspeção.
[0050] Uma modalidade como esta se mostra ainda mais vantajosa, uma vez que a informação relativa à velocidade de movimento à frente é supérflua para determinar a entrada do espaço de topo do recipiente na área de inspeção. Vantajosamente, a determinação do período de tempo de aquisição útil é, portanto, ainda mais simples e rápida.
[0051] Preferivelmente, o dispositivo para detectar um período de tempo de aquisição compreende um elemento para detectar a velocidade instantânea de movimento à frente dos recipientes fechados.
[0052] Desta maneira, é beneficamente possível também levar em conta variações instantâneas da velocidade de movimento à frente do recipiente e calcular o período de tempo de aquisição útil de uma maneira ainda mais precisa.
[0053] Preferivelmente, o grupo de medição compreende uma estrutura de sustentação de carga da fonte de laser e do detector provida com elementos de ajuste mecânicos adaptados para modificar o posicionamento da fonte de laser e do detector.
[0054] Mais preferivelmente, os elementos de ajuste mecânicos compreendem um ajustador da posição vertical do conjunto consistindo da fonte de laser e do detector e/ou um ajustador da distância horizontal entre a fonte de laser e o detector.
[0055] A presença de elementos de ajuste que permitem que o posicionamento da fonte de laser seja modificado e do detector vantajosamente possibilita modificar a posição e as dimensões da área de inspeção, adaptando-a em função das dimensões e da geometria do recipiente em trânsito através dela.
[0056] Preferivelmente, a montante e/ou a jusante da área de inspeção definida entre a fonte de laser e o detector, o grupo de medição compreende um canal de entrada e/ou um canal de saída configurados de maneira a alojar pelo menos as porções de recipiente definindo os respectivos espaços de topo em trânsito para a área de inspeção e/ou para fora dela.
[0057] Preferivelmente, os canais de entrada e saída são cada qual delimitados por uma parede protetora modelada como um "U" invertido, feita de material opaco.
[0058] Vantajosamente, as paredes protetoras impedem que luz externa altere a aquisição do fotodetector. Isto se mostra importante particularmente no caso de luz do sol direta na máquina, uma vez que a luz do sol contém todos os comprimentos de onda, portanto, também os de interesse.
[0059] Além disso, as paredes protetoras têm um efeito de contenção do ar seco injetado na área de medição. Isto é particularmente vantajoso no caso de medição da pressão de vapor d’água, uma vez que a presença das paredes desacelera a troca de ar do exterior para dentro e vice-versa, impedindo ao máximo possível o acesso de ar úmido externo na área de análise. Tal ar úmido externo de outra forma determinaria ruído de fundo na medição.
[0060] Preferivelmente, o grupo de medição compreende um primeiro dispositivo de descarga para injetar na área de inspeção um gás diferente do gás contido no espaço de topo do recipiente fechado.
[0061] Mais preferivelmente, o primeiro dispositivo de descarga compreende um primeiro par de bicos horizontais na área de inspeção.
[0062] Observou-se que, se o gás em exame estiver também presente fora do recipiente, é necessário considerar que, ao longo da trajetória óptica do feixe laser, moléculas de gás não relevantes para a medição da pressão são envolvidas, uma vez que elas ficam fora do espaço de topo e possivelmente a uma diferente concentração/pressão da concentração/pressão do gás interno.
[0063] Isto acontece, por exemplo, na medição da pressão interna em garrafas de plástico cheias com água que não é gasosa e adicionada com nitrogênio. Para esta aplicação, espectroscopia a laser revela a pressão através de uma varredura na linha de absorção do vapor d’água (H2O), um gás normalmente presente também fora do recipiente.
[0064] Alternativamente, isto acontece nas medições baseadas na concentração de oxigênio dentro de um recipiente. Para este propósito, nitrogênio é vantajosamente soprado na área de inspeção para eliminar ao máximo possível o oxigênio presente fora do recipiente.
[0065] Vantajosamente, provendo um dispositivo de descarga de um gás diferente daquele sob exame, o gás analisado é soprado para fora da área de inspeção, reduzindo ou idealmente eliminando totalmente as contribuições de sinal de medição não relevantes para determinar a pressão dentro do recipiente.
[0066] Mais preferivelmente, o grupo de medição compreende um segundo dispositivo de descarga para injetar, a montante da área de inspeção com relação a uma direção de movimento à frente dos recipientes fechados, um gás diferente do gás contido no espaço de topo do recipiente fechado.
[0067] Ainda mais preferivelmente, o segundo dispositivo de descarga compreende três bicos de saída do gás descarregado, dos quais um primeiro bico vertical é arranjado acima de uma entrada do canal de entrada que leva à área de inspeção e tem uma direção de emissão vertical, voltada para baixo, e um par de segundos bicos de saída horizontais arranjado em uma entrada como esta do canal de entrada, com direção de emissão horizontal e um bico horizontal voltados um para o outro.
[0068] Observou-se que a alta velocidade de movimento à frente dos recipientes determina uma extração do gás que é localizado em torno deles. Isto leva a uma eliminação parcial do gás descarregado na área de inspeção, por causa do movimento dos recipientes e, portanto, a eliminação incompleta do gás sob exame em uma área como esta.
[0069] A provisão de um segundo dispositivo de descarga, arranjado a montante da área de inspeção (com relação à direção de movimento à frente dos recipientes) e que entra substancialmente em uma área como esta, determina um carregamento da área em torno do espaço de topo do recipiente que entra na área de inspeção com um gás diferente daquele sob exame que é extraído para a área de inspeção por causa do movimento do recipiente. Desta maneira, uma compensação de uma possível eliminação parcial do gás descarregado diretamente na área de inspeção pelo primeiro dispositivo de descarga é obtida.
[0070] Preferivelmente, o grupo de medição compreende um elemento de condicionamento de sinal conectado a jusante do detector, o elemento de condicionamento de sinal sendo adaptado para receber contribuições de sinal de medição simples detectadas pelo detector e processar cada sinal de medição contribuição para extrair uma linha de absorção determinada pelo gás contido no espaço de topo do recipiente fechado.
[0071] Mais preferivelmente, os meios para identificar contribuições úteis para a medição de pressão são implementados no elemento de condicionamento de sinal conectado a jusante do detector.
[0072] Mais preferivelmente, o elemento de condicionamento de sinal compreende pelo menos um subelemento para identificar e variar a amplitude da contribuição do sinal de medição adquirida em função de parâmetros de entrada.
[0073] Percebeu-se que o uso de um subelemento para identificar e variar a amplitude do sinal detectado vantajosamente possibilita compensar possíveis variações na amplitude da contribuição do sinal detectada por causa de fatores de perturbação como, por exemplo, deformações ou irregularidade do recipiente (por exemplo, se feito de vidro), a presença de espuma, no caso de bebidas gasosas ou cerveja, ou a presença de uma gotícula de nitrogênio no espaço de topo, em geral usado para aumentara a pressão total em uma garrafa de água mineral.
[0074] Mais preferivelmente, o elemento de condicionamento de sinal compreende pelo menos um subelemento para identificar e eliminar contribuições de sinal de medição excessivamente distorcidas.
[0075] Observou-se que o sinal laser no receptor é muito variável com base na aplicação e nas diferentes condições operacionais. Por exemplo, na medição de pressão dentro de garrafas de vidro cheias com cerveja, onde a técnica de espectroscopia a laser revela a pressão total e parcial de dióxido de carbono, existem grandes distorções no sinal adquirido causadas por possíveis deformações do vidro ou pela presença de espuma no produto.
[0076] Similarmente, na medição de pressão dentro de garrafas de plástico cheias com água não gasosa, onde a técnica de espectroscopia a laser revela a pressão total por meio de varredura na linha de absorção de vapor d’água, a presença de uma gotícula de nitrogênio no espaço de topo, usado para aumentar a pressão total da garrafa vedada, causa grandes distorções do sinal detectado (presença muito variável do estado de condensação em função do tempo decorrido desde que o nitrogênio foi inserido e a quantidade do mesmo).
[0077] As contribuições de sinal de medição, portanto, não podem ser todas usadas para determinar a pressão total, de forma que uma análise de tais contribuições a fim de descartar as contribuições excessivamente distorcidas é particularmente útil, particularmente no caso de uma pequena quantidade de contribuições de medição por causa da alta velocidade de movimento à frente dos recipientes.
[0078] Mais preferivelmente, o elemento de condicionamento de sinal compreende pelo menos um subelemento para ponderar as contribuições individuais de sinal de medição em função do comprimento das trajetórias ópticas percorridas pelo feixe laser através do espaço de topo.
[0079] Considerou-se que, como mostrado na figura 7, as trajetórias ópticas de passagem do feixe laser pelo espaço de topo de um recipiente têm, para cada contribuição de medição, um comprimento que varia em função da forma do espaço de topo. Meramente como um exemplo, o espaço de topo ilustrado na figura 7 tem uma seção circular.
[0080] O diferente comprimento das trajetórias ópticas individuais em relação às contribuições de medição individuais determina o fato de que cada contribuição de medição é relativa a um número diferente de moléculas de gás analisado, uma vez que o número de moléculas envolvidas nas trajetórias ópticas individuais é diferente.
[0081] Vantajosamente, o subelemento para ponderação das contribuições de sinal de medição individuais leva em conta este efeito que de outra forma introduziria um erro de medição não desprezível.
[0082] Mais preferivelmente, o elemento de condicionamento de sinal compreende pelo menos um subelemento para compensar uma contribuição de gás presente fora do recipiente fechado, adaptado para subtrair uma medição direta do gás externo de pelo menos uma contribuição do sinal de medição.
[0083] Observou-se que, a fim de eliminar o erro de medição determinado pela presença do gás sob exame também fora do recipiente, é possível, adicionalmente ou alternativamente aos meios de descarga, prover um subelemento de compensação adequado que subtrai uma medição realizada na ausência do recipiente das contribuições de medição, como esquematizado na figura 8.
[0084] Desta maneira, é usualmente possível eliminar as contribuições por causa do gás fora do recipiente, obtendo uma medição relativa exclusivamente do gás presente no recipiente.
[0085] Preferivelmente, a etapa de identificar, entre os dados representativos do espectro de absorção do gás adquiridos, as contribuições úteis para a medição da pressão compreende: - detectar um primeiro e um segundo ponto mínimo de uma curva que deriva o envelope dos perfis da intensidade dos dados representativos do espectro de absorção do gás adquiridos no período de tempo de aquisição; - determinar a distância entre tais primeiro e segundo pontos mínimos; e - definir uma subjanela de medição contida entre o primeiro e o segundo pontos mínimos e centralizada com relação a eles, a subjanela de medição definindo o conjunto de contribuições úteis para a medição de pressão.
[0086] Vantajosamente, desta maneira, entre as contribuições de medição detectadas durante o período de tempo de aquisição útil, aquelas realmente relacionadas com o interior do espaço de topo do recipiente fechado são identificadas, desta maneira compensado possíveis deslocamentos, por exemplo, por causa de fatores externos tais como translações do recipiente na correia, baixa estabilidade vertical do recipiente, amortecimento nas guias, tolerância dimensional dos recipientes e assim por diante.
[0087] Preferivelmente, a etapa de determinar o período de tempo de aquisição de sinal compreende receber pelo menos um item de dados de posição do recipiente detectados por meio de um sensor de posição e calcular o momento de entrada do espaço de topo do recipiente fechado na área de inspeção com base em pelo menos um item de dados de posição recebidos.
[0088] Desta maneira, com base na posição do recipiente detectada e conhecendo-se a velocidade de movimento à frente do recipiente (por exemplo, no caso de velocidade constante) é possível calcular, de uma maneira rápida e simples, o momento no qual o recipiente e, em particular, seu espaço de topo entra na área de inspeção, determinando o início do período de tempo de aquisição.
[0089] Preferivelmente, a etapa de determinar o período de tempo de aquisição de sinal compreende receber uma pluralidade de itens de velocidade instantânea de dados de movimento à frente do recipiente e calcular o momento de entrada do espaço de topo do recipiente fechado na área de inspeção com base na pluralidade de itens de velocidade instantânea de dados de movimento à frente recebidos.
[0090] Desta maneira, é normalmente possível também levar em conta variações instantâneas da velocidade de movimento à frente do recipiente e calcular finamente o período de tempo de aquisição útil.
[0091] Preferivelmente, o método de medição compreende uma etapa de soprar um gás diferente com relação a um objeto de medição contra um recipiente em trânsito na área de inspeção.
[0092] Vantajosamente, pressupor soprar um gás diferente com relação ao um objeto de medição contra um recipiente em trânsito na área de inspeção possibilita eliminar o gás sob exame da área em torno do recipiente, reduzindo ou idealmente eliminando completamente as contribuições de sinal de medição não relevantes para a determinação da pressão dentro do recipiente uma vez que elas são relativas ao gás fora do recipiente.
[0093] Preferivelmente, o método de medição compreende uma etapa de soprar um gás diferente com relação ao um objeto de medição contra um recipiente que entra na área de inspeção.
[0094] Pressupor soprar um gás diferente com relação ao um sob exame contra o recipiente, quando o recipiente está entrando na área de inspeção, proveitosamente determina uma extração de um gás como este para a área de inspeção por causa do movimento do recipiente. Assim, vantajosamente, o gás sob exame presente na área de inspeção é empurrado para fora.
[0095] Preferivelmente, a etapa de prover ema saída de um item de dados representativo de um espectro de absorção do gás compreende: - identificar uma função de fundo característica das condições de medição do sinal detectadas; - subtrair uma função de fundo como esta do sinal detectado e extrair uma linha de absorção do sinal resultante da subtração.
[0096] Tal condicionamento do sinal detectado é particularmente vantajoso uma vez que possibilita eliminar o ruído e as perturbações intrínsecas da medição, isolando a porção do sinal detectado que contém a informação relativa à absorção que ocorreu, com base na qual se determina precisamente a pressão dentro do recipiente.
[0097] Preferivelmente, a etapa de prover na saída um item de dados representativo de um espectro de absorção do gás compreende compensar as variações na amplitude do sinal detectado variando-se a amplitude do sinal detectado em função do material do recipiente e/ou do tipo de gás objeto de medição.
[0098] Uma baixa amplitude de sinal é, portanto, normalmente atribuída a fatores de perturbação, tais como a presença de gotículas externas ou internas, defeitos na parede do recipiente, a presença de uma aba que permite que o produto seja aberto presente em certos tipos de recipientes e assim por diante. Tais fatores no geral determinam grande atenuação do sinal.
[0099] Vantajosamente, o método de medição de acordo com a presente invenção considera levar em conta a atenuação introduzida por tais fatores perturbantes compensando-a de uma maneira adequada e específica para as aplicações individuais.
[00100] Preferivelmente, a etapa de prover na saída um item de dados representativo de um espectro de absorção do gás compreende identificar e eliminar sinais detectados excessivamente distorcidos.
[00101] A identificação e eliminação dos sinais de medição excessivamente distorcidos são particularmente úteis, particularmente no caso de uma pequena quantidade de contribuições de medição por causa da alta velocidade de movimento à frente dos recipientes. Neste caso, usando somente sinais de medição significantes, a medição geral é mais precisa e acurada.
[00102] Mais preferivelmente, a etapa de identificar e eliminar sinal distorcido detectado compreende verificar se a amplitude da linha de absorção está abaixo de um limiar de amplitude.
[00103] Mais preferivelmente, o limiar de amplitude é variável em função do material do recipiente e/ou do tipo de gás objeto de medição.
[00104] Preferivelmente, a etapa de identificar e eliminar sinais detectados distorcidos compreende verificar se o coeficiente angular ou inclinação da frente de subida do sinal detectado está fora de uma faixa de coeficientes angulares ou inclinações considerada admissível.
[00105] Cada sinal transmitido pela fonte de laser tem, portanto, uma forma conhecida dada pela modulação do laser, por exemplo, onda triangular, serrilhada, onda quadrada e assim por diante. Começando de um parâmetro de medição da forma conhecida, como, por exemplo, o coeficiente angular ou inclinação da frente de subida no caso de uma onda triangular ou serrilhada, é possível identificar uma distorção excessiva do sinal de saída correspondente, realizando uma comparação entre o parâmetro do sinal detectado com o da forma conhecida.
[00106] Se o parâmetro do sinal detectado divergir excessivamente do parâmetro da forma conhecida, o sinal detectado é descartado.
[00107] Preferivelmente, a etapa de identificar e eliminar sinais detectados distorcidos compreende verificar uma assimetria da frente de subida com a frente de descida, no caso de sinais emitidos pela fonte de laser modulados com uma onda triangular, e descartas sinais com uma assimetria maior que um limiar de assimetria considerado admissível.
[00108] Preferivelmente, a etapa de identificar e eliminar sinais detectados distorcidos compreende verificar uma porcentagem do ciclo de trabalho do sinal detectado e descartar sinais com uma porcentagem do ciclo de trabalho fora de uma faixa de porcentagens de ciclo de trabalho considerada admissível.
[00109] Uma verificação como esta é particularmente útil no caso de modulações do laser com uma onda quadrada.
[00110] Preferivelmente, a etapa de prover na saída um item de dados representativo de um espectro de absorção do gás compreende ponderar o sinal detectado em função do comprimento da trajetória óptica percorrida pelo feixe laser através do espaço de topo.
[00111] Isto possibilita alcançar os efeitos vantajosos aqui salientados relativos ao uso do subelemento para ponderar as contribuições de sinal de medição individuais descritos anteriormente.
[00112] Preferivelmente, a etapa de prover na saída um item de dados representativo de um espectro de absorção do gás compreende realizar uma medição direta do gás objeto de medição na ausência de um recipiente e subtrair uma medição direta como esta do sinal detectado.
[00113] Desta maneira, é proveitosamente possível eliminar as contribuições por causa do gás fora do recipiente, obtendo uma medição relativa exclusivamente para o gás presente no recipiente.
[00114] Mais preferivelmente, a medição direta é ponderada em função do tamanho do espaço de topo.
[00115] Mais preferivelmente, a ponderação da medição direta é realizada em função do comprimento médio da trajetória óptica externa percorrida pelo feixe laser.
[00116] Preferivelmente, o método de medição compreende a etapa de determinar uma medição de pressão a partir de uma média ponderada de uma pluralidade de sinais detectados durante o período de tempo de aquisição útil e em particular dos dados representativos identificados como úteis para a medição da pressão.
[00117] Alternativamente, o método de medição compreende a etapa de determinar uma medição de pressão através de espectroscopia de absorção com tecnologia WMS determinando a distância dos pontos mínimos da segunda derivada do perfil de absorção.
[00118] Vantajosamente, desta maneira, uma medição da pressão total é obtida que é independente da trajetória óptica que é particularmente útil no caso de ovalização do espaço de topo do recipiente.
[00119] De acordo com uma alternativa adicional, o método de medição compreende a etapa de determinar uma medição de pressão através de espectroscopia de absorção com tecnologia WMS determinando a área do perfil de absorção obtida a partir da segunda derivada do perfil de absorção.
[00120] De uma maneira particularmente vantajosa, no caso de medição de vapor d’água, a medição da área do perfil de absorção fornece um parâmetro proporcional à temperatura do recipiente, desta maneira permitindo que uma medição de pressão relacionada com uma temperatura conhecida seja obtida. Portanto, em um recipiente fechado contendo um líquido com prevalecência de H2O, o espaço de topo entra rapidamente em saturação (umidade relativa 100%), enquanto a concentração do vapor d’água é diretamente proporcional à temperatura do líquido. Graças a esta proporção, uma medição da área do perfil de absorção possibilita ter um parâmetro diretamente proporcional à temperatura do líquido.
[00121] Características e vantagens adicionais da presente invenção ficarão mais claras a partir da descrição detalhada seguinte de algumas modalidades preferidas da mesma, feita com referência aos desenhos anexos.
[00122] As diferentes características nas configurações individuais podem ser combinadas entre si da maneira desejada de acordo com a descrição apresentada, se for necessário ter vantagens resultantes de uma combinação particular.
[00123] Em tais desenhos, a figura 1 é uma vista em perspectiva parcial de uma modalidade do grupo para medir a pressão em recipientes fechados de acordo com a presente invenção aplicado a uma instalação de enchimento de garrafa; a figura 1a é um detalhe ampliado em uma configuração parcialmente removida do grupo de medição da figura 1; a figura 2 é uma vista frontal parcial do grupo de medição da figura 1; a figura 3 é uma vista traseira do grupo de medição da figura 1; a figura 4 é um diagrama de blocos do elemento de condicionamento do sinal usado no grupo de medição de acordo com o invenção; a figura 5 é uma representação esquemática de uma instalação de enchimento e/ou embalagem de acordo com a presente invenção; a figura 6 é uma representação gráfica de uma contribuição do sinal de medição adquirida pelo detector do grupo de medição de acordo com a presente invenção; a figura 7 é uma representação esquemática de uma pluralidade de contribuições de medição realizada durante o passagem de um recipiente dentro do grupo de medição do invenção; a figura 8 é uma representação gráfica de uma correia transferidora de uma pluralidade de recipientes em um grupo de medição de acordo com a presente invenção.
[00124] Na descrição seguinte, para a ilustração das figuras, números de referência idênticos serão usados para indicar elementos construtivos com a mesma função. Além disso, por questão de clareza de ilustração, alguns números de referência não são repetidos em todas as figuras.
[00125] Com referência às figuras, um grupo para medir a pressão em recipientes fechados é mostrado, indicado no geral com 10.
[00126] Na presente descrição e nas reivindicações subsequentes, presume-se que os recipientes fechados 30 submetidos a verificação são feitos de material opticamente transparente pelo menos em uma porção de seu espaço de topo 31.
[00127] Como mostrado na figura 1, o grupo de medição 10 compreende uma fonte de laser 11 tendo um eixo geométrico óptico A para emitir um feixe laser e um detector 12 voltado para a fonte de laser 11 de maneira a detectar pelo menos uma porção do feixe laser emitido pela fonte 11.
[00128] No espaço localizado entre a fonte de laser 11 e o detector 12 existe uma área de inspeção 20 adaptada para a passagem de pelo menos parte de um recipiente fechado 30 e, em particular, de um espaço de topo 31 do recipiente 30 ou, mais especificamente, da porção do espaço de topo 31 feita de material opticamente transparente.
[00129] A fonte de laser 11 é assim posicionada de maneira a direcionar o feixe laser para a área de inspeção 20, portanto atingindo a porção opticamente transparente do espaço de topo 31 de um recipiente 30 em trânsito através de uma área de inspeção como esta 20.
[00130] A fonte de laser 11 é adaptada para emitir um feixe laser a um comprimento de onda ajustável com um comprimento de onda de absorção de um gás contido no espaço de topo 31 do recipiente fechado 30.
[00131] O detector 12 é adaptado para receber o feixe laser atenuado após a absorção que ocorre no espaço de topo 31 do recipiente 30 em trânsito através da área de inspeção 20 por causa da presença do gás contido no espaço de topo 31 e prover na saída um item de dados representativo de um espectro de absorção de um gás como este. Desta maneira, é possível determinar a pressão dentro do recipiente fechado 30 em função da amplitude da linha de absorção de um gás como este.
[00132] O grupo de medição 10 também compreende pelo menos um dispositivo 14,14’ para detectar um período de tempo de aquisição de sinal. O dispositivo 14,14’ para detectar o período de tempo de aquisição de sinal determina o período de tempo de passagem da porção do espaço de topo 31 do recipiente fechado 30 na área de inspeção 20.
[00133] O dispositivo 14,14’ para detectar o período de tempo de aquisição de sinal compreende pelo menos um sensor 14,14' para detectar a posição do recipiente 30, preferivelmente pelo menos um sensor para identificar o recipiente 30 entrando na área de inspeção 20, como, por exemplo, uma fotocélula (ilustrado nas figuras 1-3) e/ou um codificador (ilustrado na figura 5), por exemplo, associado com um elemento para detectar a velocidade instantânea de movimento à frente dos recipientes 30 através da área de inspeção 20.
[00134] No caso no qual os recipientes 30 são transferidos através de meios de transferência 130 de uma instalação de enchimento e/ou embalagem 100, o elemento para detectar a velocidade de movimento à frente dos recipientes 30 é preferivelmente uma interface de entrada de dados adaptada para receber dados relativos à velocidade instantânea de movimento à frente dos meios de transferência 130 da instalação de enchimento e/ou embalagem 100.
[00135] Conhecendo-se o momento no qual o espaço de topo 31 do recipiente 30 entra na área de inspeção 20, as dimensões de um espaço de topo como este 31 do recipiente 30 e a velocidade instantânea de movimento à frente dos recipientes 30 é possível identificar o período de tempo no qual o feixe laser emitido pela fonte de laser 11 passa através do espaço de topo 31 do recipiente 30, também no caso de variações instantâneas da velocidade de movimento à frente. Desta maneira, o período de tempo de aquisição de sinal útil é identificado.
[00136] Na modalidade ilustrada nas figuras 1-3, o dispositivo para detectar o período de tempo de aquisição de sinal compreende uma fotocélula 14 modelada como um "U" invertido e arranjada na entrada da área de inspeção 20, e o elemento para detectar a velocidade de movimento à frente é uma interface de entrada de dados (não ilustrada) para receber dados relativos a uma velocidade como esta.
[00137] Na modalidade ilustrada na figura 5, o dispositivo para detectar o período de tempo de aquisição de sinal compreende um codificador 14' arranjado ao longo da trajetória realizada pelos meios de transferência 130, e o elemento para detectar a velocidade de movimento à frente é uma interface de entrada de dados (não ilustrada) para receber dados relativos a uma velocidade como esta.
[00138] De acordo com uma modalidade alternativa que não está ilustrada, preferivelmente aplicável no caso de velocidade constante da correia transferidora, o dispositivo 14,14’ para detectar o período de tempo de aquisição de sinal compreende pelo menos um sensor para detectar a posição do recipiente 30 (por exemplo, pelo menos uma fotocélula). Neste caso, é supérfluo prover um elemento para detectar a velocidade da correia transferidora, uma vez que ela é constante.
[00139] Também neste caso é possível identificar o período de tempo no qual o feixe laser emitido pela fonte de laser 11 passa pelo espaço de topo 31 do recipiente 30 (período de tempo de aquisição de sinal) com base na distância entre o ponto no qual o sensor 14,14' intercepta o recipiente 30 e a área de inspeção 20, a velocidade constante da correia transferidora e as dimensões do espaço de topo 31.
[00140] O grupo de medição 10 compreende, de acordo com a modalidade ilustrada, uma estrutura de sustentação de carga 15 para o correto posicionamento da fonte de laser 11 e do detector 12, bem como a definição apropriada da área de inspeção 20.
[00141] Para este propósito, a estrutura de sustentação de carga 15 compreende elementos de ajuste mecânicos 16a,16b adaptados para modificar o posicionamento relativo da fonte de laser 11 e do detector 12 em função das dimensões e da geometria do recipiente 30 em trânsito pela área de inspeção 20.
[00142] Na modalidade ilustrada, os elementos de ajuste mecânicos 16a,16b compreendem um ajustador da posição vertical 16a do conjunto consistindo da fonte de laser 11 e do detector 12 e um ajustador 16b da distância horizontal entre a fonte de laser 11 e o detector 12 que permite que eles sejam agrupados e separados. Os elementos de ajuste mecânicos 16a,16b podem ser do tipo manual ou motorizado.
[00143] A montante e/ou a jusante da área de inspeção 20 definida entre a fonte de laser 11 e o detector 12 existem preferivelmente, respectivamente, um canal de entrada 17a e/ou um canal de saída 17b configurados de maneira a alojar pelo menos as porções do recipiente 30 definindo os respectivos espaços de topo 31 em trânsito para a área de inspeção 20 ou se afastando dela 20.
[00144] Por exemplo, na modalidade ilustrada, os canais de entrada e saída 17a, 17b são feitos por meio de uma parede protetora dobrada em um "U" e aberta para a base. Uma parede protetora como esta é preferivelmente feita de um material não permeável a luz.
[00145] Como ilustrado na figura 2, o grupo de medição 10 compreende um primeiro dispositivo de descarga 18a,18b para injetar na área de inspeção um gás diferente daquele sob exame. Isto possibilita reduzir ou eliminar a contribuição da absorção molecular dada pelo gás sob exame presente fora do recipiente 30 e, portanto, a influência na medição geral.
[00146] O primeiro dispositivo de descarga compreende um primeiro par de bicos horizontais 18a,18b um primeiro dos quais 18a é integrado no canal de emissão da fonte de laser 11 e um segundo 18b é integrado no canal de recebimento do detector 12 de forma que a descarga ocupa toda a trajetória do laser.
[00147] De acordo com a modalidade particularmente vantajosa ilustrada, o grupo de medição 10 preferivelmente compreende além do mais um segundo dispositivo de descarga 19a,19b,19c arranjado a montante da área de inspeção 20 com relação à direção B de movimento à frente dos recipientes. Um segundo dispositivo de descarga como este 19a,19b,19c carrega a área em torno do espaço de topo 31 do recipiente 30 que entra nela com um gás diferente daquele sob exame antes de um espaço de topo como este 31 entrar na área de inspeção 20. O movimento do recipiente 30 determina uma extração do gás descarregado na área de inspeção 20, compensando uma possível eliminação parcial do gás descarregado diretamente em uma área como esta 20 pelo primeiro dispositivo de descarga 18a,18b.
[00148] O segundo dispositivo de descarga compreende três bicos de saída 19a,19b,19c do gás descarregado, um primeiro bico vertical 19a do qual fica arranjado acima da entrada do canal de entrada 17a que leva à área de inspeção e tem uma direção de emissão vertical, voltada para baixo, e um par de segundos bicos de saída horizontais 19b,19c arranjado em uma entrada como esta do canal de entrada 17a, com direção de emissão horizontal e voltados um 19b para o outro 19c.
[00149] A fim de obter uma medição válida da pressão dentro de cada recipiente 30 em trânsito a partir das contribuições de medição individuais detectadas pelo detector 12 durante o período de tempo de aquisição de sinal, o grupo de medição 10 compreende meios 41 para identificar contribuições de sinal úteis para a medição de pressão entre os dados representativos do espectro de absorção do gás adquiridos no período de tempo de aquisição, conectados a jusante do detector 12.
[00150] Uma vez que o período de tempo de aquisição tenha sido determinado, os sinais adquiridos pelo detector 12 em um período de tempo como este são providos aos meios 41 para identificar contribuições de sinal úteis para a medição de pressão. Tais meios 41 são adaptados para analisar em tempo real o sinal adquirido pelo detector 12 a fim de isolar as contribuições de sinal significantes para a medição, isto é, aquelas realmente correspondentes às medições realizadas quando o espaço de topo transita entre a fonte de laser 11 e o detector 12.
[00151] Para este propósito, os meios 41 para identificar contribuições de sinal úteis para a medição de pressão compreendem pelo menos: - um elemento para detectar os pontos mínimos 51,52 de uma curva que deriva do envelope 50 dos perfis de intensidade dos dados representativos do espectro de absorção do gás adquiridos no período de tempo de aquisição identificado pelo dispositivo de detecção correspondente 14,14', - um elemento para determinar a distância entre tais pontos mínimos 51,52 e - um elemento para definir uma subjanela 53 contida entre os pontos mínimos 51,52 e centralizado com relação a eles. A subjanela centralizada com relação aos pontos mínimos 51,52 detectados realmente define o conjunto de contribuições realmente útil para a medição de pressão.
[00152] O envelope 50 dos perfis de intensidade dos sinais que passaram por uma garrafa está ilustrado como um exemplo na figura 6. Como pode-se ver, um envelope como este compreende dois pontos mínimos 51,52 que correspondem às bordas do gargalo da garrafa 30. Detectando tais pontos mínimos 51,52 e analisando somente as contribuições de medição intermediárias entre tais pontos mínimos 51,52 assegura-se que todas as medições usadas são realmente ligadas ao interior do espaço de topo do recipiente.
[00153] A jusante do detector, um elemento de condicionamento de sinal 40 é também conectado. O elemento de condicionamento de sinal 40 é adaptado para receber as contribuições de medição individuais detectadas pelo detector, para identificar para cada contribuição de medição uma função de fundo característica das condições de medição e subtrair uma função de fundo como esta da contribuição do sinal detectada a fim de extrair uma linha de absorção da qual se deriva a informação de pressão total e/ou parcial do gás sob exame.
[00154] No exemplo ilustrado, os meios 41 para identificar contribuições de sinal úteis para a medição de pressão são implementados no elemento de condicionamento de sinal 40.
[00155] O elemento de condicionamento de sinal 40 preferivelmente compreende um subelemento 42 para identificar e variar a amplitude da contribuição do sinal detectado em função de parâmetros introduzidos pelo usuário, tais como o tipo de recipiente 30 tratado, o tipo de gás examinado e assim por diante. O subelemento 42 para identificar e variar a amplitude do sinal de medição adquirido é preferivelmente um circuito de transimpedância com controle de ganho automático.
[00156] O elemento de condicionamento de sinal 40 preferivelmente compreende um elemento 43 para identificar contribuições do sinal de medição excessivamente distorcidos a fim de proveitosamente contribuir para determinar a medição de pressão.
[00157] O elemento 43 para identificar contribuições de sinal de medição distorcidas leva em conta a amplitude da linha de absorção extraída por cada contribuição de medição individual relativa à varredura no comprimento de onda no período de tempo examinado (subjanela de aquisição de sinal), descartando as contribuições de medição cuja linha de absorção tem amplitude abaixo de um limiar de amplitude predeterminado que é variável em função de parâmetros introduzidos pelo usuário, tais como o tipo de recipiente 30 tratado, o tipo de gás examinado e assim por diante.
[00158] A baixa amplitude de sinal é, portanto, normalmente atribuída a fatores perturbantes tal como a presença de gotículas externas ou internas, defeitos na parede do recipiente, a presença de uma aba que permite que o produto seja aberto, presente em certos tipos de recipientes e assim por diante. Tais fatores no geral determinam uma forte atenuação do sinal.
[00159] Adicionalmente, ou alternativamente, o elemento 43 para identificar contribuições de sinal de medição distorcidas leva em conta o coeficiente angular da frente de subida de cada contribuição de sinal adquirida, eliminando as contribuições de medição com um coeficiente angular excessivamente distorcido. Para este propósito, o coeficiente angular da frente de subida do sinal adquirido é comparado com o coeficiente angular da frente de subida do sinal transmitido que, portanto, age como referência. Uma distorção do coeficiente angular é determinada no caso de variação entre os dois coeficientes angulares. O elemento 43 para identificar contribuições de sinal de medição distorcidas prossegue para eliminar contribuições de medição com um coeficiente angular da frente de subida maior ou menor que o coeficiente angular de referência (coeficiente angular da frente de subida do sinal transmitido) em um valor de limiar predeterminado, por exemplo, igual a 20°. Em outras palavras, contribuições de medição com um coeficiente angular da frente de subida fora de uma faixa de coeficientes angulares considerada admissível são eliminadas. A faixa de coeficientes angulares admissível é uma faixa centralizada no valor angular de referência +/- o valor de limiar predeterminado.
[00160] Uma frente de subida com um coeficiente angular fora da faixa de coeficientes angulares admissíveis é, portanto, identificada como excessivamente distorcida para contribuir proveitosamente para a medição de pressão.
[00161] A fim de poder determinar a medição geral da pressão interna com base nas contribuições de medição individuais, o elemento de condicionamento de sinal 40 preferivelmente compreende um subelemento 44 para ponderar as contribuições de medição individuais em função do comprimento das trajetórias ópticas percorridas pelo feixe laser através do espaço de topo 31. É assim possível obter a medição de pressão com base em uma média ponderada que, portanto, leva em conta as diferenças no comprimento das trajetórias ópticas individuais.
[00162] O elemento de condicionamento de sinal 40 preferivelmente compreende um subelemento de compensação 45 da contribuição de gás presente fora do recipiente, adaptado para realizar uma medição direta do gás externo e subsequente subtração ponderada de uma medição direta como esta na totalidade das contribuições de medição.
[00163] Em particular, o elemento de compensação 45 realiza uma ponderação da medição direta em função do tamanho do espaço de topo 31 e, portanto, da porção das trajetórias ópticas percorridas pelos feixes laser fora do recipiente 30. O tamanho do espaço de topo 31 é uma peça de dados que é introduzida inicialmente por um usuário ou adquirida automaticamente por um procedimento de calibração.
[00164] Em particular, a ponderação da medição direta é realizada em função do comprimento médio da trajetória óptica externa percorrida pelos feixes laser.
[00165] O grupo de medição 10 da pressão em um recipiente 30 é preferivelmente compreendido em uma instalação de enchimento e/ou embalagem automática indicada no geral com 100 e ilustrada como um exemplo na figura 5.
[00166] Uma linha 100 como esta compreende uma primeira estação de enchimento 110 de recipientes 30, seguida por uma segunda estação 120 para vedar e/ou tampar os recipientes 30. O grupo de medição 10 da pressão em um recipiente 30 é arranjado a jusante (diretamente ou não) da segunda estação 120 para fechar e/ou colocar tampas nos recipientes 30 com relação à direção de movimento à frente dos recipientes 30 ao longo da linha 100.
[00167] A primeira 110 e a segunda 120 estações têm uma configuração circular, na qual as torneiras ou válvulas de enchimento 115 e as cabeças de vedação e/ou colocação de tampa 125 são restringidas à periferia de uma mesa rotativa ou carrossel rotativo. Tais estações 110,120 podem, por exemplo, ser portas-ferramentas providos respectivamente com cerca de oitenta torneiras ou válvulas de enchimento 115 e com cerca de vinte cabeças de vedação e/ou colocação de tampa 125.
[00168] Os recipientes 30 são transferidos através de meios de transferência adequados 130, como, por exemplo, um conjunto de meios de transferência restringido ou livre em uma correia transferidora ou suspenso, ao longo de uma trajetória de movimento à frente B que segue pelo menos parcialmente a periferia da primeira 110 e da segunda 120 estações para subsequentemente passar através do grupo de medição 10.
[00169] A operação do grupo de medição 10 da pressão em recipientes fechados é como se segue.
[00170] Inicialmente, o grupo de medição 10 determina o período de tempo de aquisição aproximado útil para a medição através do dispositivo adequado 14,14'.
[00171] Para este propósito, de acordo com a modalidade específica, o período de tempo no qual o espaço de topo 31 de um recipiente está na área de inspeção 20 é determinado como anteriormente descrito.
[00172] Quando o recipiente está na área de inspeção 20, um gás diferente daquele que está sendo medido é preferivelmente soprado contra ele.
[00173] Mais preferivelmente, um diferente com relação a um objeto de medição é soprado contra o recipiente 30 também quando o recipiente está na entrada da área de inspeção 20.
[00174] Durante o período de tempo de aquisição, a fonte de laser 11 repetidamente emite, na área de inspeção 20 na qual o recipiente fechado 30 transita, um feixe laser a um comprimento de onda ajustável com um comprimento de onda de absorção de um gás contido no espaço de topo 31 do recipiente fechado 30.
[00175] Em particular, o feixe laser é emitida no espaço de topo 31 do recipiente 30 que transita na área de inspeção 20 e, precisamente, na porção do recipiente 30 feita de material opticamente transparente.
[00176] O detector 12 detecta os feixes laser atenuados após a absorção que ocorreu no espaço de topo 31 do recipiente 30 (contribuições de sinal de medição) e, para cada feixe laser detectado, fornece em dados de saída representativos de um espectro de absorção do gás objeto de medição presente no espaço de topo 31.
[00177] Especificamente, para cada sinal detectado, uma função de fundo característica das condições de medição é identificada. Uma função de fundo como esta é subtraída da contribuição do sinal detectado a fim de extrair uma linha de absorção da qual se deriva informação da pressão total e/ou parcial do gás sob exame.
[00178] A fim de isolar as contribuições de sinal significantes para a medição, os envelopes 50 dos perfis de intensidade das contribuições de medição recebidas que passaram pelo recipiente 30 durante o período de tempo de aquisição são analisados a fim de identificar os pontos 51,52 correspondentes às paredes do recipiente 30. Tais pontos agem como referência para a definição de uma subjanela 53 contida entre tais pontos e preferivelmente centralizada com relação a eles, onde a subjanela 53 representa o total das contribuições de sinal realmente úteis para a medição de pressão.
[00179] Possíveis perturbações e/ou distorções de sinal são compensadas de acordo com diferentes métodos que podem ser aplicados em combinação ou como alternativas.
[00180] A amplitude de sinal é preferivelmente alterada em função de parâmetros introduzidos pelo usuário, tais como o tipo de recipiente 30 tratado, o tipo de gás examinado e assim por diante, a fim de compensar as variações na amplitude do sinal recebido.
[00181] Portanto, contribuições de sinal de medição excessivamente distorcidas são então identificadas e eliminadas, de forma que a medição geral não é excessivamente deteriorada por tais contribuições.
[00182] Em particular, as contribuições de medição cuja linha de absorção tem amplitude abaixo de um limiar de amplitude predeterminado que é variável em função de parâmetros introduzidos pelo usuário, tais como o tipo de recipiente 30 tratado, o tipo de gás examinado, e assim por diante, são descartados.
[00183] Adicionalmente, ou alternativamente, as contribuições de medição com um coeficiente angular ou inclinação da frente de subida que diverge do coeficiente angular da frente de subida do sinal transmitido além de um valor de limiar predeterminado, por exemplo, igual a 20°, são descartadas.
[00184] As contribuições de medição individuais são ponderadas em função do comprimento das trajetórias ópticas percorridas pelo feixe laser no espaço de topo 31. A medição de pressão é, portanto, obtida com base em uma média ponderada que leva em consideração as diferenças em comprimento das trajetórias ópticas individuais.
[00185] A contribuição do gás sob exame presente fora do recipiente é compensada, realizando uma medição direta do gás na ausência do recipiente e subtraindo uma medição direta como esta da totalidade das contribuições de medição.
[00186] Em particular, antes de ir para a subtração, uma ponderação da medição direta é realizada em função do tamanho do espaço de topo 31 e, portanto, da porção da trajetória ópticas percorrida pelos feixes laser fora do recipiente 30. O tamanho do espaço de topo 31 é uma peça de dados que é introduzida inicialmente por um usuário ou é adquirida automaticamente por um procedimento de calibração.
[00187] Em particular, a ponderação da medição direta é realizada em função do comprimento médio da trajetória óptica externa percorrida pelos feixes laser.
[00188] Depois de terem sido selecionadas as contribuições de medição que são possíveis considerar para determinar a medição geral, uma média de tais contribuições é feita ou alternativamente certas contribuições são selecionadas com base nas quais se extrapola os parâmetros úteis para determinar a concentração do gás sob exame e a pressão do recipiente. Por exemplo, no caso em que se quer medir a pressão total dentro de um recipiente através de espectroscopia de absorção em uma linha de dióxido de carbono com tecnologia WMS, o parâmetro da distância dos pontos mínimos da segunda derivada do perfil de absorção é extraído, de uma maneira tal a obter uma medição de pressão independente da trajetória óptica. Uma provisão como esta mostra-se particularmente vantajosa no caso de ovalização da garrafa.
[00189] Alternativamente, no caso em que a pressão total é medida por espectroscopia de absorção em uma linha de vapor d’água, o parâmetro da área do perfil de absorção obtido da segunda derivada do perfil de absorção é extraído, que possibilita obter um parâmetro proporcional à temperatura do recipiente fechado contendo um líquido e desta maneira permitir que uma medição de pressão ligada a uma temperatura conhecida seja obtida.

Claims (12)

1. Grupo de medição (10) para medir diretamente em linha, em uma instalação de enchimento e/ou embalagem automática, a pressão em recipientes fechados (30) feitos de material opticamente transparente pelo menos em uma porção de um espaço de topo (31) do mesmo, compreendendo: - pelo menos uma área de inspeção (20) adaptada para a passagem de pelo menos uma porção de um espaço de topo (31) de um recipiente fechado (30) dos recipientes fechados; - pelo menos uma fonte de laser (11) com eixo geométrico óptico (A) para a emissão de um feixe laser a um comprimento de onda ajustável com um comprimento de onda de absorção de um gás contido no espaço de topo (31) do recipiente fechado (30), a pelo menos uma fonte de laser (11) sendo posicionada de maneira a direcionar o feixe laser para a pelo menos uma área de inspeção (20); - pelo menos um detector (12) posicionado de maneira a detectar pelo menos uma porção do feixe laser emitido pela fonte de laser (11) uma vez que ele tenha deslocado através da área de inspeção (20) e prover dados de saída representativos de um espectro de absorção do gás em decorrência da passagem do feixe laser pela área de inspeção (20); - pelo menos um dispositivo (14,14') para detectar o período de tempo de aquisição de sinal correspondente à passagem da pelo menos uma porção de um espaço de topo (31) de um recipiente fechado (30) através da área de inspeção, caracterizadopelo fato de que compreende um elemento de condicionamento de sinal (40) conectado a jusante do detector (12), o elemento de condicionamento de sinal (40) sendo adaptado para receber contribuições de sinal de medição individuais detectadas pelo detector (12) e processar cada contribuição do sinal de medição para extrair uma linha de absorção do gás contido no espaço de topo (31) do recipiente fechado (30), e meios (41) para identificar contribuições de sinal úteis para a medição de pressão entre os dados representativos de um espectro de absorção adquirido durante o período de tempo de aquisição de sinal, em que os meios (41) para identificar contribuições de sinal úteis para a medição de pressão compreendem: - um elemento para a detecção de um primeiro (51) e um segundo (52) ponto mínimo de uma curva que deriva do envelope de perfis de intensidade dos dados representativos do espectro de absorção do gás adquiridos durante o período de tempo de aquisição de sinal; - um elemento para determinar a distância entre o primeiro (51) e o segundo (52) ponto mínimo; e - um elemento para definir uma subjanela de medição (53) contida entre o primeiro (51) e segundo (52) pontos mínimos e centralizada com relação aos mesmos (51,52), a subjanela de medição (53) definindo o conjunto de contribuições de sinal útil para a medição de pressão.
2. Grupo de medição (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo para detectar o período de tempo de aquisição (14, 14') compreende pelo menos um sensor de posição para detectar uma posição instantânea dos recipientes (30) e/ou um elemento para detectar a velocidade instantânea de movimento à frente dos recipientes fechados (30).
3. Grupo de medição (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende, a montante e/ou a jusante da área de inspeção (20) definida entre a fonte de laser (11) e o detector (12), um canal de entrada (17a) e/ou um canal de saída (17b) configurados de maneira a alojar pelo menos as porções de recipiente (30) definindo os respectivos espaços de topo (31) deslocando para a área de inspeção (20) e/ou para fora dela (20).
4. Grupo de medição (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos um primeiro dispositivo de descarga (18a,18b) para injetar na área de inspeção (20) um gás diferente do gás contido no espaço de topo (31) do recipiente fechado (30) e/ou pelo menos um segundo dispositivo de descarga (19a, 19b, 19c) para injetar a montante da área de inspeção (20) com relação a uma direção de movimento à frente (B) dos recipientes fechados (30) um gás diferente do gás contido no espaço de topo (31) do recipiente fechado (30).
5. Grupo de medição (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o elemento de condicionamento de sinal (40) compreende pelo menos um subelemento de processamento de sinal do grupo de subelementos de processamento de sinal consistindo de: - um subelemento (42) para identificar e variar a amplitude da contribuição do sinal de medição adquirida em função dos parâmetros de entrada; - um subelemento (43) para identificar e eliminar contribuições de sinal de medição excessivamente distorcidas; - um subelemento (44) para ponderar as contribuições de sinal de medição individuais em função do comprimento das trajetórias ópticas percorridas pelo feixe laser através do espaço de topo (31); - um subelemento (45) para compensar uma contribuição de gás presente fora do recipiente fechado (30), adaptado para subtrair uma medição direta do gás externo de pelo menos uma contribuição do sinal de medição.
6. Instalação de enchimento e/ou embalagem automática (100) para recipientes fechados (30) feitos de material opticamente transparente pelo menos em uma porção de um espaço de topo (31) do mesmo compreendendo: - meios de transferência (130) adaptados para mover uma pluralidade de recipientes (30) para a frente ao longo de uma trajetória de movimento à frente, ao longo da trajetória de movimento à frente sendo arranjadas em sucessão uma primeira estação (110) para encher os recipientes (30) compreendendo uma pluralidade de torneiras ou válvulas de enchimento (115); e uma segunda estação (120) para vedar e/ou tampar os recipientes (30) compreendendo uma pluralidade de cabeças de vedação e/ou colocação de tampa (125), caracterizada pelo fato de que, a jusante da segunda estação de vedação e/ou colocação de tampa (120) com relação à trajetória de movimento à frente, sendo arranjado pelo menos um grupo de medição (10) em linha como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5.
7. Método para medir diretamente em linha, em uma instalação de enchimento e/ou embalagem automática, a pressão em recipientes fechados (30) feitos de material opticamente transparente pelo menos em uma porção de um espaço de topo (31) do mesmo, compreendendo a etapas que consistem de: - transferir pelo menos uma porção de um espaço de topo (31) de um recipiente fechado (30) dos recipientes fechados para uma área de inspeção (20); - emitir um feixe laser a um comprimento de onda ajustável com um comprimento de onda de absorção de um gás contido no espaço de topo (31) do recipiente fechado (30) em pelo menos uma área de inspeção (20); - detectar pelo menos uma porção do feixe laser que deslocou através da área de inspeção (20) e suprir dados de saída representativos de um espectro de absorção do gás resultante da passagem do feixe laser pela área de inspeção (20); - determinar um período de tempo de aquisição de sinal correspondente à passagem da pelo menos uma porção de um espaço de topo (31) de um recipiente fechado (30) através da área de inspeção (20); - adquirir os dados representativo de um espectro de absorção do gás detectada durante o período de tempo de aquisição de sinal; caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de processar os dados representativos de um espectro de absorção para extrair uma linha de absorção de um gás contido no espaço de topo (31) do recipiente fechado (30) e identificar os dados representativos úteis para a medição de pressão, entre os dados representativos adquiridos de um espectro de absorção do gás, e determinar uma medição de pressão com base nos dados representativos úteis; em que a etapa de identificar os dados representativos úteis para a medição de pressão compreende a etapas de: - detectar um primeiro (51) e um segundo (52) ponto mínimo de uma curva que deriva o envelope de perfis de intensidade dos dados representativos do espectro de absorção do gás adquiridos durante o período de tempo de aquisição de sinal; - determinar a distância entre o primeiro (51) e o segundo (52) ponto mínimo; e - definir uma subjanela de medição (53) contida entre o primeiro (51) e segundo (52) pontos mínimos e centralizada com relação aos mesmos (51, 52), a subjanela de medição (53) definindo o conjunto de contribuições de sinal útil para a medição de pressão.
8. Método de medição de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a etapa de determinar o período de tempo de aquisição de sinal útil compreende: - receber pelo menos uma peça de dados de posição do recipiente (30) detectada por meio de um sensor de posição e calcular o momento de entrada do espaço de topo (31) do recipiente fechado (30) na área de inspeção (20) com base em pelo menos uma peça de dados de posição recebida; ou - receber uma pluralidade de peças de dados de velocidade de movimento à frente instantânea do recipiente (30) e calcular o momento de entrada do espaço de topo (31) do recipiente fechado (30) na área de inspeção (20) com base na pluralidade de peças de dados de velocidade de movimento à frente instantânea recebida.
9. Método de medição de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 8, caracterizado pelo fato de que compreende uma etapa de soprar um gás diferente com relação àquele objeto de medição contra um recipiente (30) que entra e/ou que passa pela área de inspeção (20).
10. Método de medição de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizado pelo fato de que a etapa de prover na saída uma peça de dados representativa de um espectro de absorção do gás compreende, alternativamente ou em combinação: - compensar as variações na amplitude do sinal detectadas variando-se a amplitude do sinal detectado em função do material do recipiente (30) e/ou do tipo de gás objeto de medição; e/ou - identificar e eliminar sinais detectados excessivamente distorcidos; e/ou - ponderar o sinal detectado em função do comprimento da trajetória óptica percorrida pelo feixe laser através do espaço de topo (31); e/ou - realizar uma medição direta do gás objeto de medição na ausência de um recipiente (30) e subtrair uma medição direta como esta do sinal detectado.
11. Método de medição de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa de identificar e eliminar sinais detectados distorcidos compreende, alternativamente ou em combinação: - verificar se a amplitude da linha de absorção está abaixo de um limiar de amplitude; e/ou - verificar se o coeficiente angular da frente de subida do sinal detectado está fora de uma faixa aceitável de coeficientes angulares; e/ou - verificar a presença de assimetria entre a frente de subida e a frente de descida do sinal detectado e eliminar sinais com uma assimetria maior que uma assimetria de limiar considerada aceitável; - verificar uma porcentagem do ciclo de trabalho do sinal detectado e eliminar sinais com uma porcentagem do ciclo de trabalho fora de uma faixa de porcentagem do ciclo de trabalho aceitável.
12. Método de medição de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de determinar uma medição de pressão, alternativamente com base em: - uma média ponderada dos dados representativos úteis identificados; - a distância entre os pontos mínimos da segunda derivada de um perfil de absorção determinado por meio de espectroscopia de absorção com tecnologia WMS; - a área do perfil de absorção obtida a partir da segunda derivada do perfil de absorção.
BR112017006482-0A 2014-09-30 2015-09-29 Grupo de medição, instalação de enchimento e/ou embalagem automática, e, método para medir a pressão em recipientes fechados BR112017006482B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITMI20141703 2014-09-30
ITMI2014A001703 2014-09-30
PCT/IB2015/057454 WO2016051341A1 (en) 2014-09-30 2015-09-29 Group and method for measuring the pressure in closed containers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR112017006482A2 BR112017006482A2 (pt) 2017-12-19
BR112017006482B1 true BR112017006482B1 (pt) 2021-02-02

Family

ID=52000937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112017006482-0A BR112017006482B1 (pt) 2014-09-30 2015-09-29 Grupo de medição, instalação de enchimento e/ou embalagem automática, e, método para medir a pressão em recipientes fechados

Country Status (11)

Country Link
US (1) US10571351B2 (pt)
EP (1) EP3201588B1 (pt)
JP (1) JP2017535761A (pt)
KR (1) KR20170063862A (pt)
CN (1) CN107076637B (pt)
BR (1) BR112017006482B1 (pt)
CA (1) CA2961453A1 (pt)
ES (1) ES2969716T3 (pt)
MX (1) MX2017004118A (pt)
RU (1) RU2017115171A (pt)
WO (1) WO2016051341A1 (pt)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE538814C2 (sv) 2015-04-02 2016-12-13 Gasporox Ab System and method for determining the integrity of containers by optical measurement
ITUA20162750A1 (it) * 2016-04-20 2017-10-20 Ft System Srl Gruppo di misura non distruttiva della concentrazione di gas in contenitori flessibili chiusi e linea di riempimento e/o confezionamento automatico impiegante tale gruppo
DE102016214702A1 (de) * 2016-08-08 2018-02-08 Markus Knestel Spiroergometrievorrichtung
CN106353039B (zh) * 2016-08-30 2018-03-06 苏州富强科技有限公司 旋转式气密性检测装置
JP2018119894A (ja) * 2017-01-27 2018-08-02 日立造船株式会社 レーザ分光検査方法およびレーザ分光検査装置
SE541253C2 (en) * 2017-10-18 2019-05-14 Gasporox Ab System and method for determining the integrity of containers by optical measurement
US10981768B2 (en) * 2017-12-08 2021-04-20 S.C. Johnson & Son, Inc. Pressurized dispensing system including a plastic bottle and process of minimizing the formation of stress cracks in a plastic bottle
US20210048365A1 (en) * 2018-03-06 2021-02-18 Gasporox Ab System and method for determining the integrity of containers
US20210247264A1 (en) * 2018-06-07 2021-08-12 Wilco Ag Apparatus for detecting a gas in a headspace of a container
IT201800006917A1 (it) * 2018-07-04 2020-01-04 Procedimento per effettuare test di compressione su prodotti in avanzamento lungo una linea di trasporto
GB201813448D0 (en) * 2018-08-17 2018-10-03 Cascade Tech Holdings Limited Leak detection system and method
AT521839A1 (de) 2018-11-09 2020-05-15 Acm Automatisierung Computertechnik Mess Und Regeltechnik Gmbh Labor-Gasmessgerät
AT521681B1 (de) 2018-11-09 2020-04-15 Acm Automatisierung Computertechnik Mess Und Regeltechnik Gmbh Labor-Gasmessgerät
US10732101B1 (en) 2019-01-15 2020-08-04 Enos Analytical, LLC Non-destructive gas concentration analyzer
DE102019204310A1 (de) * 2019-03-28 2020-10-01 Siemens Aktiengesellschaft Überwachungsverfahren für ein in einem Behälter eingehaustes flüchtiges Fluid sowie Elektroenergieübertragungseinrichtung
DE102019109583A1 (de) * 2019-04-11 2020-10-15 Steinfurth Mess-Systeme GmbH Verfahren zur kontaktlosen Charakterisierung einer Substanz
IT201900011109A1 (it) * 2019-07-08 2021-01-08 Azionaria Costruzioni Acma Spa Dispositivo e metodo di ispezione di contenitori
EP4111156A1 (en) * 2020-02-25 2023-01-04 GasPorOx AB System and method for determining the integrity of containers by optical measurement
CN111238741A (zh) * 2020-03-25 2020-06-05 九江心连心化肥有限公司 一种机械密封检测装置以及冲洗检测工艺
JP2021156856A (ja) * 2020-03-30 2021-10-07 横河電機株式会社 検査システム、検査方法及びプログラム
CN112694049B (zh) * 2020-12-10 2022-08-05 江西天晟化工有限公司 一种自动化控制的有水氢氟酸定量充装辅助系统
CN113104800B (zh) * 2021-04-15 2022-07-15 重庆农药化工(集团)有限公司 一种自动高效农药灌装生产线
IT202100025184A1 (it) * 2021-09-30 2023-03-30 Ft System Srl Sistema di ispezione per contenitori e relativo metodo di ispezione
EP4413352A1 (en) 2021-10-05 2024-08-14 GasPorOx AB System and method for measuring a property of a gas in a container

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5081578A (pt) * 1973-11-21 1975-07-02
JPS5960323A (ja) 1982-09-30 1984-04-06 Toshiba Corp 測光装置
US5614718A (en) * 1995-10-03 1997-03-25 Hoover Universal, Inc. Apparatus and method for noninvasive assessment of pressurized container properties
US5861548A (en) * 1997-05-23 1999-01-19 Benthos, Inc. Apparatus and method utilizing signal modulation detection for analyzing the internal pressure of containers
US6639678B1 (en) * 2000-07-13 2003-10-28 Lighthouse Instruments Llc Apparatus and method for nondestructive monitoring of gases in sealed containers
US7067323B2 (en) 2003-10-15 2006-06-27 Lighthouse Instruments, Llc System and method for automated headspace analysis
US7334482B2 (en) * 2004-07-20 2008-02-26 Martin Lehmann Method of monitoring pressure of a gas species and apparatus to do so
US7222537B2 (en) * 2004-07-20 2007-05-29 Martin Lehmann Method of monitoring pressure of a gas species and apparatus to do so
DE102006001902B4 (de) * 2006-01-14 2008-03-06 Lavision Gmbh Verfahren zur Ermittlung des Druckes eines Gases oder Gasgemisches in einem Unterdruckgefäß mittels der Absorptionsspektroskopie
ITTO20060778A1 (it) * 2006-10-30 2008-04-30 Consiglio Nazionale Ricerche Apparecchiatura per la misura di pressione di gas in contenitori
WO2009050177A1 (en) 2007-10-15 2009-04-23 Ima Life S.R.L. Inline measurement of moving containers with infrared (ir) spectroscopy
DE102009022465A1 (de) * 2009-05-23 2010-11-25 Bernd Baumann Verfahren zur optischen Druckmessung
IT1401562B1 (it) * 2010-06-28 2013-07-26 L Pro S R L Apparecchiatura per la misura della concentrazione di un gas in un contenitore chiuso
ITMI20120108A1 (it) * 2012-01-30 2013-07-31 Ft System Srl Gruppo di misura in linea della quantita' di anidride carbonica disciolta in un liquido contenuto in un contenitore chiuso e linea di riempimento automatico di contenitori comprendente lo stesso
AU2012215342B2 (en) 2012-05-02 2017-04-13 Wilco Ag Method of detecting a propellant gas
DE102014112981A1 (de) * 2013-09-15 2015-03-19 Steinfurth Mess-Systeme GmbH Vorrichtung zur Ermittlung einer Eigenschaft eines flüssigen Mediums
US10067027B2 (en) * 2016-03-04 2018-09-04 Robert Bosch Gmbh Test methodology to reduce false rejections and increase number of containers tested for tightness

Also Published As

Publication number Publication date
US10571351B2 (en) 2020-02-25
CA2961453A1 (en) 2016-04-07
RU2017115171A (ru) 2018-11-02
MX2017004118A (es) 2017-10-04
KR20170063862A (ko) 2017-06-08
EP3201588A1 (en) 2017-08-09
JP2017535761A (ja) 2017-11-30
US20170299455A1 (en) 2017-10-19
WO2016051341A1 (en) 2016-04-07
CN107076637A (zh) 2017-08-18
EP3201588B1 (en) 2023-11-29
ES2969716T3 (es) 2024-05-22
BR112017006482A2 (pt) 2017-12-19
CN107076637B (zh) 2020-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR112017006482B1 (pt) Grupo de medição, instalação de enchimento e/ou embalagem automática, e, método para medir a pressão em recipientes fechados
US5614718A (en) Apparatus and method for noninvasive assessment of pressurized container properties
JP7300490B2 (ja) 光学的測定による容器の完全性を判定するためのシステムおよび方法
US11378483B2 (en) System and method for determining the integrity of containers by optical measurement
US10816481B2 (en) Non-destructive measurement unit of the gas concentration in sealed flexible containers and automatic filling and/or packaging line using such a unit
EP3762699B1 (en) System and method for determining the integrity of containers
US5528036A (en) Spectral detection of contaminants in containers
US9797710B2 (en) Method and device for establishing a geometry of a container for packaging a flowable medium
ITMI20120108A1 (it) Gruppo di misura in linea della quantita' di anidride carbonica disciolta in un liquido contenuto in un contenitore chiuso e linea di riempimento automatico di contenitori comprendente lo stesso
WO2021170755A1 (en) System and method for determining the integrity of containers by optical measurement
EP3193159B1 (en) A plant for automatic filling and/or packaging of closed containers and a method for measuring gas content in closed containers
JP4188553B2 (ja) 栓を備えた容器を検査する方法
WO2015055743A1 (en) System and method for determining the level of carbon dioxide dissolved in a liquid in a sealed container
Yang et al. A miniaturized multipass cell for measurement of O2 concentration in vials based on TDLAS
EP3969871B1 (en) Method and apparatus for recognizing the presence of leakages from sealed containers
JP2024535521A (ja) 容器内のガスの特性を測定するためのシステムおよび方法
RU2020143262A (ru) Установка для обнаружения газа в свободном пространстве над содержимым в контейнере
KR20170079948A (ko) 화물창의 누설 검출 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
B06U Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 29/09/2015, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS.