CN105339782A - 用于检测包括导电内密封件的密封件中缺陷的基于热成像的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开内容提供了一种用于在容器沿着处理线运输期间检测其热密封缺陷的方法。该方法特别适用于用封盖衬垫封盖的且用内密封件密封的容器。该方法利用高频加热(例如，通过高频热感应单元)以引起在内密封件中的涡电流，在此后通过IR成像仪感测从导电内密封件发射的辐射，以产生指示感测到的辐射的感测的IR图像数据。该感测的特征在于以下中的至少一个：(i)在50毫秒到300毫秒之间的感测会话的时间窗口，在此期间所述容器被运输通过FOV；和(ii)从2μm到6μm的波长谱区域的感测范围。IR数据随后被处理，以便产生指示通过所述内密封件进行的密封中存在还是不存在至少一个缺陷的输出数据。

Description

用于检测包括导电内密封件的密封件中缺陷的基于热成像的方法
技术领域
本公开涉及一种用于检测容器的热密封缺陷的方法。
现有技术
被认为作为与本公开的主题相关的背景的引用如下所列：
-日本未审查专利申请公开号2003-307505。
-美国专利号7434986。
-国际专利申请公开号WO2007/147158。
-欧洲专利申请公开号EP0355699。
本文上述参考文献的确认并不被推断为意指这些是以某种方式与关本发明公开的主题的专利性相关。
背景
感应密封，否则称为封盖密封，是加热金属盘以气密密封塑料容器和玻璃容器的顶部的非接触式方法。该密封过程在容器已被填充以及加盖之后发生。
封闭件被提供给带有已经插入的铝箔衬垫的装瓶。典型的感应衬垫是多层次的。顶层(从容器开口隔开)是通常点焊粘到封盖的纸浆。下一层是用于粘接铝箔层到纸浆的蜡。底层是层压到铝箔的聚合物膜。在常规的加盖技术中，在封盖被施加在容器的开口上之后，该容器通过感应线圈下面，其发射振荡电磁场且导电铝箔衬垫开始加热。热量熔化了蜡，其被吸收到纸浆背衬并从封盖释放铝箔。聚合物膜也加热并流到容器的唇缘上。当冷却时，聚合物创建导致气密密封产品的、与容器的粘接。既不是容器也不是其内容受到影响，且这一切发生在几秒或甚至更少的时间内。
有时，有可能过加热铝箔从而引起对密封层及任何保护屏障的损坏。这可能导致有问题的密封，甚至在初始密封过程之后的数周。
日本未审查专利申请公开号2003-307505描述了一种用于检测铝密封件与瓶的开口的熔融中的缺陷的基于热成像的系统。
此外，美国专利号7434986描述了一种用于监测以及检测密封缺陷的装置。在美国7434986中描述的系统包括热成像仪，其中该热成像仪沿运输具有至少一个最近创建的热密封件的物体的处理线进行安装。
而且，另外，PCT公开WO2007/147158描述了一种脉冲热成像缺陷检测装置，其包括用于粉末金属(P/M)组件关于在线检查和离线检查的无损检测(NDT)的主动和被动红外(IR)热成像。
又再者，欧洲专利申请公开EP0355699描述了一种用于检测密封容器的泄漏的方法，该方法基于改变真空腔室的内部压力，以及具有至少部分将在腔室中被检查的导电材料，以及确定在当检测到的膨胀量显示最大值的时间之后的膨胀量中的任何变化，从而找出在密封容器中的缺陷。
概述
本发明提供了一种用于在容器沿处理线运输期间检测其热密封缺陷的方法，所述方法包括：
-向容器上感应高频热量(例如，通过传送容器通过高频热感应(HFHI)单元)，该容器包括限定容纳产品的空隙的基座和侧壁，所述容器还包括在所述侧壁的顶端的开口，所述开口被用导电内密封件密封或具有叠加在其上的导电内密封件，以及进一步被由配备有朝向所述内密封件的可压缩封盖衬垫的容器封盖封装在内密封件上，所述感应引起所述导电内密封件中的涡电流；
-运输容器到沿所述处理线定位的、在所述容器封盖上方的IR成像仪的视场(FOV)中；
-由所述IR成像仪感测从所述导电内密封件发射的辐射以及产生指示所感测的辐射的感测的IR图像数据，其中，所述感测的特征至少在于
o在50毫秒到300毫秒之间的感测会话的时间窗口，在此期间所述容器被运输通过所述FOV；以及
o从2.0μm到6μm的波长谱区域的感测范围，
-处理所述IR图像数据以及生成指示通过所述内密封件进行的密封中存在还是不存在至少一个缺陷的输出数据。
本发明还提供了一种可由机器读取的程序存储设备，其有形地实施可由该机器执行的指令程序以执行用于在容器沿处理线运输期间检测其热密封缺陷的方法，所述方法如以上所定义。
本发明还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可用介质，该计算机可用介质具有在其中所实施的计算机可读程序代码以用于在容器沿处理线运输期间检测其热密封缺陷，所述计算机程序产品包括：
(a)用于引起高频热量(HFH)到容器上的感应的计算机可读程序代码，该容器包括限定容纳产品的内部空隙的基座和侧壁，所述容器还包括在所述容器的所述侧壁的顶端的开口，所述开口利用导电内密封件进行密封或具有叠加在其上的导电内密封件，以及利用配备有朝向所述内密封件的可压缩封盖衬垫的容器封盖来封装在导电内密封件上，所述感应引起在所述导电内密封件中的涡电流；
(b)用于引起所述容器传输到沿着所述处理线定位的且在所述容器封盖之上的IR成像仪的视场(FOV)的计算机可读程序代码；
(c)用于引起所述IR成像仪感测从所述导电内密封件发射的辐射以及产生指示所感测的辐射的被感测的IR图像数据的计算机可读程序代码，其中，所述感测的特征至少在于：
在50毫秒到300毫秒之间的感测会话的时间窗口，在此期间所述容器被运输通过所述FOV；以及
从2.0μm到6.0μm的波长谱区域的感测范围，
(d)用于引起所述计算机处理所述IR图像数据并产生指示通过所述内密封件进行的密封中存在还是不存在至少一个缺陷的输出数据的计算机可读程序代码。
附图简述
为了更好地理解本文中公开的主题以及举例说明其可以如何在实践中进行执行，现在将参考附图且仅通过非限制性的示例的方式来描述各实施例，其中：
图1是用于执行根据本公开内容的一个实施例的方法的系统的示意图示。
图2A-图2C是根据本公开内容的实施例的容器和容器封盖的示意图示。
图3是用于执行根据本公开内容的实施例的方法步骤的框图。
图4A-图4D是使用冷却IR检测器(图4A和图4C)和未冷却的IR检测器(图4B和图4D)感测到的容器封盖的图像。
图5A-图5F是使用冷却IR检测器(图5A、图5C图5E)和未冷却的IR检测器(图5B、图5D、5F)感测到的容器封盖的图像。
具体实施方式
本发明是基于以下理解的：现有技术中需要，特别是医药领域中需要，监测并检测在制造过程中在产品密封中的缺陷以及在线确定所制造的产品的情况，如当密封件缺陷，并且如果需要的话，改变处理以改善线上接下来的产品的密封质量。
在这方面且为了该目的，本发明人已经开发了独特的条件和系统结构，其允许成像已经用含有封盖衬垫的封盖封装的容器的内密封件(如瓶子的铝密封件)的密封其，含有封盖衬垫的封盖通常对IR是非透明。换句话说，本公开内容提供了用于成像利用配备有封盖衬垫的封盖来加盖的容器的密封的解决方案。
这样，根据本公开内容，提供了一种用于检测正沿着处理线运输的容器的热密封缺陷的方法，该方法包括：
-引起具有由容器基座和侧壁限定的内部容积的容器的导电内密封件中的涡电流，并在该内部容积(侧壁内的空隙)中保持产品，优选地，为医疗保健产品，该容器还包括在容器的侧壁的顶端的开口，该开口利用导电内密封件来密封或具有叠加在其上的导电内密封件，该开口进一步利用容器封盖封装(叠加在导电内密封件上)；
-将该容器运输通过沿所述处理线定位的且在该容器封盖上面的IR成像仪的视场(FOV)；
-由所述IR成像仪感测从所述导电内密封件发射的辐射以及产生指示所感测的辐射的被感测的IR图像数据，其中，所述感测的特征至少在于：
·在50毫秒到300毫秒之间的感测会话的时间窗口，在此期间所述容器被运输通过所述FOV；以及
·从2.0μm到6.0μm的波长谱区域的感测范围，
-处理所述IR图像数据以及产生指示通过所述导电内密封件的密封中存在还是不存在至少一个缺陷的输出数据。
本公开内容的一个独特的特征存在于这样一个事实，即，高频热量到容器上的感应不影响容器内的产品。当该产品是医疗产品时这是特别相关的，诸如，药物产品或化妆品产品，其需要完全密封产品，以避免在贮存期间如果密封有缺陷而可能发生对产品的损害，从而密封的质量的成像需要不损坏产品本身。此外，许多医疗产品包括封盖衬垫(用于由封盖容器在内密封件被除去之后确保牢固重新密封)和/或形成在封盖和封盖衬垫或内密封件之间的空气空隙的子阻力机构，所有这些使得通过常规技术难以成像由内密封件进行的密封。
事实上，目前的发展是有针对性的，并且目的只在于影响其开口(即它的面向IR成像仪的顶端，如下文所述)处内密封件。不存在对容器内的产品甚至是容器的侧壁引起作用或损害，因为这些都不在将被IR成像仪完全成像的位置。
为了更好地理解本开发，参考了示意性地表示在图1中的系统100，该系统也形成了本发明的部分，以用于执行在本文中根据一些实施例公开的方法。
具体而言，系统100被配置用于检测正沿着处理线运输的容器的热密封缺陷。为此，处理线配备有高频热感应(HFHI)单元，如HFHI单元160，包含安装在支撑臂106上的冷却的IR检测器104的红外(IR)成像仪102。传送器带108被构造成运输容器110到IR成像仪102的视场(FOV)中，IR成像仪被定位在容器110当被放置在传送带108上时的位置上面。结果，从容器110发射的辐射被IR检测器104在箭头X的方向感测到。
在图2A和图2B的放大的视图中示出了容器110，其被示出为打开的、未密封的构造，即在开口(图2A)上方没有容器封盖或封闭和密封构造(图2B)，也就是说，在容器的打开的顶部上包括容器封盖。在该非限制性的例子中，容器110具有由第一剖面A限定的颈部部分112，该颈部部分在由第二剖面B限定的主体部分114上面延伸。第一剖面面积A比第二剖面面积B小。主体部分114提供用于运载产品的内容积116。在本实施例中，产品是示出为片剂118的药物产品。颈部部分112终止于如图2A中所示的在容器的顶端122的容器开口120。
制造过程期间以及将产品密封在容器内的最后阶段，开口120利用示于图2B中的导电内密封件124进行密封，内密封件124可以是，但不限于，铝膜。在图2B中所示的封闭构造中，内密封件124利用叠加在内密封件上的容器封盖126进行进一步封装。
图2C提供了沿着图2B的放大部分中示出的容器封盖的线I-I的剖面图。具体地，容器封盖126由封闭的端部128和从闭合端128下降的轮缘130来限定。容器封盖126配备有封盖衬垫132。
如在各种行业中所理解的，特别是在制药工业中所理解的，为了在内密封件(例如，开口上的铝密封件)被除去(即在容器的第一开口之后)时确保容器的严密封闭，封盖衬垫132是必需的。
封盖衬垫132可以是任何可压缩的材料(以允许按压封盖到开口上)，并且可以是，但不限于，纸板或聚合物泡沫盘。在本公开的上下文中，当涉及封盖衬垫时，它是被理解为任选地还包含子阻力机构、公知的是特别用于制药工业。在一些实施例中，封盖衬垫包括衬垫本身(例如纸板或任何类似的可压缩材料(提供朝向容器的封盖的可压缩性))和子阻力单元两者。如所理解的，子阻力单元是典型地以封盖(在只包括封盖的轮缘的时间)的形式，其被装配(可拆卸地安装)在具有与子阻力单元对准的外部封盖(容器封盖)的轮缘的容器封盖内。包含子阻力机构(例如，内部封盖)通常在封盖的内表面闭合端(轮缘从该封盖的内表面闭合端下降)和内部子阻力单元的闭合端之间形成空气空隙。这空气空隙降低从内密封件到IR成像仪的IR透过率。因此，本发明的方法特别感兴趣的情况是，容器封盖配备有子阻力机构，该子阻力机构是在容器利用该机构进行封盖时在封盖附近形成层或空气的任何其他的机构。如图所示，本发明的条件的独特性在于能够通过这样的空气空隙成像。
封盖衬垫132具有第一表面134和第二表面136并设置在封盖126的闭合端128内，使得封盖衬垫第一表面134朝向封盖126的闭合端128。封盖衬垫132可以是可移除的或永久性地附着(例如粘)到容器封盖126的闭合端128。
轮缘130具有内螺纹138A，其用于经由相应的螺纹138B在容器颈部部分的外表面处在所述颈部部分112上进行封装，如图2B中所示。
回到图1，IR成像仪102沿着传送带108上方的所述处理线定位。在一些实施例中，在容器110在IR检测器104的正下方时，IR检测器104被定位垂直于内密封件124。在这样的实施例中，从导电内密封件124发射的辐射被IR成像仪102，或具体而言，被IR检测器104，至少在箭头X的方向感测到。
在一些实施例中，IR成像仪102的视场为约在20cmx30cm之间，有时，在20cmx25cm之间，然而，有时，在24cmx29cm之间，且IR成像仪102位于在约40-70之间，优选地高于传送带108约60cm。
一旦容器110在IR成像仪102(FOV)的视场内，IR成像仪感测从容器110发射的辐射，以产生指示所感测的来自容器的内密封件124(图1中未示出)辐射的感测的IR图像数据。
通过本文中公开的系统所进行的感测的特征在于以下条件中至少一个：
o在50毫秒至300毫秒之间的感测会话，在此期间容器被运输通过FOV；以及
o从2.0μm到6.0μm的波长光谱区域的感测范围。
要理解的是，在本公开的上下文中，“感测会话”限定为各个容器在IR检测器的视场内的时间窗口。感测会话可以包括产生容器的单个IR图像，或者两个或更多的IR图像。在一些实施例中，单个IR图像被产生并足以确定通过内密封件进行的密封中缺陷的质量/缺乏。
此外，在本公开的上下文中，要理解的是，“感测范围”是由IR检测器感测的辐射所在的波长谱范围。存在可能根据上面的条件进行操作的各种冷却IR检测器。IR检测器可以，或者是只在所期望的2.0-6.0μm的谱范围感测辐射的类型，或者是可以检测在更宽的范围的辐射但使用合适的过滤器以只在此范围或在此范围内的一个或多个特定波长感测辐射的类型。有时，IR检测器是被构造为感测在2.8μm到5.4μm的谱范围内的辐射的一个检测器。在一些其他实施例中，IR检测器是被构造为感测在3.0μm至5.4μm的谱范围内的辐射的一个检测器。在又一些其他实施例中，IR检测器是被构造为感测在3.0μm到5.0μm的谱范围内的辐射的一个检测器。
在特定的波长范围进行的感测可以或者通过使用特定的检测器，如冷却IR检测器，或者通过使用过滤器以过滤掉不期望的波长或波长范围来实现。
进一步要阐明的是，在本公开的内容中，感测或检测在密封件中的缺陷不能通过只使用被构造为只在8-14μm，或8-12μm的光谱范围中进行感测的IR传感器来获得。换句话说，有必要至少感测在2至6μm的中IR范围中，优选地在2.8-5.4μm的范围中的辐射。
冷却的IR成像仪，也被称为IR冷却热成像相机，具有集成有低温冷却器的成像传感器。低温冷却器冷却该传感器温度至低温。这样，冷却的相机是基于直接收集由现场所产生的光电流的光电传感器的。
传感器温度方面的降低提供了一种降低到低于来自被成像的现场的信号电平的热感应噪声。
在这方面，应注意的是，未冷却的IR相机是在其中成像传感器不需要低温冷却的一个相机。
通常，未冷却的IR照相机是基于微测热检测器的，其由像素阵列组成，每个像素是由展示作为温度中的微小变化的结果的阻力中的大的变化的电阻材料制成的悬浮膜。在操作中，具有在7.5-14μm之间的波长的IR辐射撞击检测器材料，加热它，并从而改变其电阻。此电阻的变化被测量并被处理，以创建图像。不像冷却检测器，微辐射不需要冷却。
在微辐射中的两种最常用的IR辐射检测材料是无定形硅(a:Si)和氧化钒(VOx)。这种类型的相机最广泛地使用在商业应用中。
在一些实施例中，冷却的相机是基于由如锑化铟(InSb)或碲镉汞(HgCdTe)的半导体化合物制成的光电二极管的阵列，其需要被冷却到作为工作温度的深冷温度。在一些实施例中，IR检测器包括冷却传感器。如以下非限制性实施例中所示，相比于使用未冷却的IR检测器已经获得了使用冷却红外检测器时的一些优点。
在一些实施例中，IR检测器的特征在于，不大于20mk，有时甚至不大于10mK的噪声等效温差(NETD)，这是通过使用冷却的IR检测器以在几微秒到几毫秒之间(这是与具有长响应时间的未冷却的检测器不同)的快速积分时间(快照模式)来提供。
还要注意到的是，冷却相机对于环境温度的波动是较不敏感的，因为它们以低温冷却场停止工作。
在一个实施例中，IR检测器是冷却的InSb检测器。
根据一些实施例，IR检测器在环境温度下是可操作的以感测所述辐射。
由于封盖衬垫的存在，必不可少的是，IR成像仪是一种对于感测从内密封件发射到至少封盖衬垫的热量足够敏感的类型。不仅如此，IR成像仪必须是能够在所调查的容器是密封的、加盖的以及并在传送带上传送时(即在运动中的同时)，能够提供内密封件的清楚的IR图像的一种。
根据一些实施例，IR成像仪在内密封件被叠加在所述开口时可操作以感测通过感应在内密封件中由涡电流而引起的辐射。
在一些实施例中，涡电流是使用高频热感应(HFHI)单元(如图1A中所示的作为处理线的部分的单元160)而感应出的。HFHI单元在本领域被熟知，并且包括，但不限于，EnerconSuperseal100，Lepel等。
根据一些实施例，IR成像仪可操作以提供至少在从涡电流在内密封件中被感应的那一刻(例如，当容器中存在HFHI单元时)起的1秒到20秒之间的时间窗口内的内密封件的IR图像数据。
一旦由HFHI单元引起的辐射被IR检测器感测到时，IR成像仪产生指示在其FOV中感测到的辐射的一个或多个IR图像数据。然后一个或多个IR图像数据被通信到处理和控制单元。
在一些实施例中，单个IR图像被产生并足以提供用于确定该密封的质量和/或密封中的缺陷存在的地方的所需要的数据。在这种情况下，IR检测可以看作检测在空间域中(即在单个时间点)的辐射的一个。
从IR成像仪接收IR图像数据的处理和控制单元被构造成，基于IR图像数据，确定存在还是不存在通过所述内密封件进行的密封中的至少一个缺陷。它也被构造成，呈现缺陷的图像，以便实现缺陷类型的识别。
根据本公开内容，密封件中的缺陷可以是现有技术中已知的任何类型，包括内密封件的折叠、在内密封件和封盖开口之间的非粘接区域、内密封件由于过热而发生的变形、由于欠热的弱粘附。
确定的缺陷导致指示存在还是不存在通过内密封件进行的密封中的至少一个缺陷的输出数据的产生。为此目的，处理和控制单元可以包括专用输出单元，在本实施例中示为监视器，如在图1A中示出的监视器142，用于该IR图像数据的可视化，并且，如果必要，由用户或由系统(基于算法)做出关于存在还是不存在所述至少一个缺陷的决策。
输出也可以是以打印输出(未示出)的形式呈现指示密封件中存在(或不存在)缺陷的一个或多个内密封件参数；且/或该输出可以是以指示缺陷存在(是)或不存在(NO)的是/否的答案(可视的或音频)的形式。在一些实施例中，算法可被用于确定何时在成像的内密封件中的像差大于预定阈值，然后该密封件可被认为是包含缺陷。
由于IR图像检测器的特别选定的类型，即具有在2-6μm之间的感测范围(或如上定义的该范围中的任何变化)的冷却的IR检测器的使用，尽管容器在传送带上的运动或封盖衬垫的存在，可能获得密封中的清晰的图像。这些参数在冷却的IR检测器和未冷却的检测器之间是显著不同的，如下面表1中所示：
表1：IR检测器的差别
重要的是，要注意，冷却的IR传感器的使用，具有小时(相比分钟)的标定频率(NUC)，允许可靠地进行基于在校准之间的数小时期间记录的数据的过程窗口分析以及确定相对于在过程窗口内的预先定义的过程限制的偏差且如果过程中的变化被需要的话。针对这一点，当校准每隔几分钟发生时，相对于预先定义的限制的偏差可以是作为在过程中的缺省的结果(而不是要校正的需求)，而且还从作为校准的结果的变化。
在一些实施例中，处理和控制单元被构造成，处理两个或更多个依序感测的成像的容器，以形成历史图像数据，并确定历史图像数据是否满足阈值。例如，当历史图像数据超过或低于预定阈值时，或观察到在相关的生产参数中的明确不期望的趋势时，处理和控制单元可以基于历史数据来提供各自的相同的信号且/或可以提供指令来修改或引起处理线修改沿所述制造过程的处理阶段。为了执行指令来修改制造过程的历史数据的收集及其处理，有时以机器学习驱动算法的形式来进行操作。
图像处理可利用图像对比度分析，边缘检测，图像运算，图像之间的交叉相关性，图像之间或图像与预定义的内核之间的卷积，空间频率变换和/或空间滤波方法，时间频率转换和时间滤波方法，傅立叶变换，离散傅立叶变换，离散余弦变换，形态学图像处理，找出高峰和低谷(低和高强度区域)，图像轮廓识别，边界跟踪，在线检测，纹理分析，直方图均衡，图像去模糊，聚类分析等所有已知的在图像处理的领域中精通的那些。
在一些实施例中，图像处理可以使用(Mathworks有限公司的)MATLAB软件来执行。如所理解的，任何本领域中已知的图像或信号处理算法可同样在本发明的上下文中被应用。该分析可以在空间域或时间域或两者中。
如还示出在图1A中的，系统100还可以包括以通信的方式连接到处理和控制单元140的置换单元/臂150，并且被配置以置换任何药物的容器，由此，缺陷被IR成像仪102检测到。一旦检测到缺陷，处理和控制单元140激活置换单元150，以便从传送器以及从而从处理线，移出缺陷容器，例如到收集单元152。置换单元150可以以任何合适的形式，例如，以活塞或者升降臂等的形式来进行构造。
本文所公开的方法可以如在图3中提供的非限制性框图200中所示来进行操作。具体地，在制造处理线期间，药物的容器被置于传送带上且在传送带上被顺序地传输。传送器的速度通常在200毫米/秒和600毫米/秒之间，有时，在350和450毫米/秒之间且通常约400毫米/秒。
重要的是注意到，使用冷却的IR成像仪的优点是显示在工业过程中，如在制药工业中，其中产品是在沿处理线的运动中。具体地讲，用通常具有10毫秒的曝光时间的未冷却的IR成像仪来成像产品，以及在400毫米/秒的速度的运动中的产品将固有地导致图像在是药物容器的密封件中典型的缺陷(如拖欠或不完整)尺寸的4mm范围的拖尾效应。正因为如此，使用未冷却IR图像对于这样的处理将不可靠。针对这一点，冷却的IR成像仪，如在本公开的上下文中使用的那些，具有更短的曝光时间(约1毫秒)，以及因此在成像运动中的物体方面是可靠的。
作为在密封的第一阶段，药物的容器被运输到高频热感应(HFHI)单元中，以用于感应在容器的热传导内密封件中的热量以及引起该密封(步骤1)。HFHI根据特定制造说明来进行操作。
每个热感应的药物容器，然后继续在传送带上进行运输到IR成像仪的FOV(步骤2)。一旦热量被IR成像仪的IR检测器感测到，该IR成像仪产生指示感测的辐射(步骤3)的IR图像数据，且图像数据被处理和控制单元处理，以便确定在密封件中是否存在至少一个缺陷以及有时，指示缺陷的类型/位置(步骤4)。至关重要的是，在感测会话期间，IR成像仪被基本上定位在具有垂直于从检测器朝向内密封件平面的假想线的内密封件的平面的容器之上。如上所述，由于带有2-6μm的感测区域的冷却的IR检测器的选择，IR图像数据可能产生在50毫秒到300毫秒之间的短传感会话内的IR发射的辐射的清晰的IR图像。如在以下非限制性实例中所示，使用其他类型的IR检测器，例如具有不同的感测范围的未冷却的检测器所产生的模糊图像，可能在确定在密封中的缺陷方面不可靠。
基于由处理和控制单元进行的图像处理，进行关于感测的容器的决定，如密封被批准的？(步骤5)。如果处理导致的结果是容器的密封件被接受例如在预先确定的阈值(是的回答)内，则容器根据制造协议进行到下一处理阶段中或者被收集用于进一步的处理(步骤6)。但是，如果在密封件中的缺陷被确定为存在，即密封不在预先确定的阈值内，以及因此不批准(否的回答)，则容器被从处理线置换(步骤7)。
处理和控制单元还被配置成，根据一系列顺序的已成像容器创建数据(步骤8)。所记录的数据，反过来，是相对于预先定义的过程限制，以及如果所记录的数据不适合过程限制，或显示朝向与预先定义的过程限制偏差的明显的趋势(步骤9)，处理和控制单元可以致动在处理线中的变化，例如，引起在内密封件中感应的感应功率的强度的校准。
本公开内容还提供了一种可由机器读取的程序存储设备，有形地实施可由机器执行的指令程序，以执行如上定义的用于在容器沿处理线运输期间检测其热密封缺陷的方法。
本公开内容还提供了一种计算机程序产品，其包括具有在其中实施了用于检测运载药物产品的容器的热密封缺陷的计算机可读程序代码的计算机可用介质，其中该容器正沿着处理线进行运输，该计算机程序产品包括：
(a)用于使高频热感应(HFHI)单元引入到容器的计算机可读程序代码，其中，容器包括运载药物产品的内部容积和所述容器的侧壁的顶端的开口，该开口用配备有可压缩封盖衬垫的容器封盖来封装以及该开口用导电内密封件来进一步密封或具有叠加在其上的导电内密封件，所述引入HFHI单元引起在所述导电内密封件中的涡电流；
(b)用于使容器从所述HFHI单元运输到沿着所述处理线定位的正在实施容器上方的IR成像仪的视场(FOV)计算机可读程序代码；
(c)用于引起所述IR成像仪感测从所述导电内密封件发射的辐射以及产生指示感测的辐射的感测的IR图像数据的计算机可读程序代码，其中，所述感测的特征至少在于：
在50毫秒到300毫秒之间的感测会话的时间窗口，在此期间所述容器被运输通过FOV；以及
从2μm到6μm的波长谱区域的感测范围，
(d)用于使计算机处理所述IR图像数据以及产生指示通过所述内密封件进行的密封中存在还是不存在至少一个缺陷的输出数据的计算机可读程序代码。
一些非限制性实例的说明
以下非限制性实例旨在提供使用两种不同类型的IR检测器的密封缺陷检测之间的比较，以及建立工作在3-5μm的中间波IR范围的冷却的IR检测器相比工作在8-14μm的长波IR范围的未冷却的IR检测器的优越性。
该比较是在如图1所示的系统中进行的，不同之处在于沿处理线未冷却的成像仪也被定位在传送带的上方，使用以下设备和条件：
高频热感应(HFHI)单元：Enercon超级密封感应封盖机，工作在最大功率的85％的LM5022-206
冷却的IR相机：Pelican，640×512像素，15微米的间距，锑化铟，冷却的检测器，工作在MWIR(3-5微米)。
未冷却的IR相机：Bird384，384×288像素，25微米的间距，氧化钒，未冷却的微测检测器，工作在LWIR(8-14微米)。
容器：如在市场上可商购的高密度聚乙烯瓶。
容器封盖和封盖衬垫：配备有硬纸板封盖衬垫的高密度聚乙烯封盖。两种类型的封盖被检查，有或没有子阻力机构(子阻力封盖)。
内密封件：铝箔层压板。
传送带的速度：400毫米/秒。
环境温度：室温。
感应之后进入冷却或未冷却的IR检测器的FOV的时间和冷却的IR 检测器的FOV中的时间：感应之后的5秒和FOV中的300毫秒。
结果示于图4A-4D中，其中图4A和图4C是使用冷却的IR检测器产生的图像，而图4B和图4D是由未冷却的IR检测器产生的图像。所有图像是在物体在运动时被拍摄，且在所有图像中封盖衬垫包括子阻力机构(与可压缩材料/衬垫在一起)。
具体地，图4A示出的是表示在容器的开口上方进行的密封是完完整的导电铝箔盘的完整的圆的清晰图像。相比较而言，图4B，其中用未冷却的IR检测器产生的相同容器的图像，被涂污且是模糊的且不提供关于容器的密封的任何信息。
此外，图4C示出的是通过是在该铝箔中的折叠的结果(见标记缺陷区的箭头)的截圆显示出的密封中的缺陷区的清晰图像，这是相比于图4D，在图4D中由未冷却的IR检测器产生的相同容器的图像被涂污且是模糊的且不允许关于其密封的任何决定，其具有在由在图4C中箭头所示的相同区中的相同缺陷。
类似地，图5A-5F提供如图5A中与冷却的IR检测器所示的完好内密封件(无缺陷)，或者相同的密封的图像，使用未冷却的IR检测器(图5B)，或者使用冷却的IR检测器的缺陷/折叠的密封的图像，如图5C和5E中所示(指示由在铝箔中引起的缺陷的箭头)相比于相同的缺陷密封件的图像，用未冷却的IR检测器获得，如分别在图5D和5F中所示。该衬垫不包括子阻力机构。
显然，图像显示用未冷却的IR检测器获得的图像中的拖尾效应，这使得不可能以可靠的信任级别来进行确定，特别是在制造过程中，如果密封有缺陷或没有缺陷。
当类似地，带或不带封盖衬垫的封盖的图像，以及分别地，在沿处理线运动(传送器速度400毫米/秒)期间具有或不具有子阻力机构(数据未显示)时，上述发现得到了加强。
上述结果为使用冷却的IR检测器用于确定当封盖配备有封盖衬垫时的密封以及当还有子阻力机构时进一步密封的质量的优越性而提供了明确的证据。这一发现是出人意料的，由于封盖衬垫的存在构成对从内密封件辐射的热量的孤立且本来预期的是，由于封盖衬垫的存在，来自内密封件的辐射将不会被清楚地成像。然而，该特定类型的IR检测器的选择，如本文定义的，允许即使在隔离衬垫的存在下的成像。
具体地说，以沿400毫米/秒的传送器的运动速度且用每个相机的以下特征中的至少一种，提供了就制造过程中在线的密封缺陷检测而言冷却的IR检测器相比于未冷却的IR检测器的优越性。
根据上述参数，在传送器的容器面的水平长度为L＝[(PS)*(No.Pix)/(FL)*(D)]＝0.164571m
因此，容器封盖约占FOV＝0.054857米的1/3。
用未冷却的检测器的热时间常数是10毫秒，封盖在FOV中移动仅0.004米。因此，容器封盖以10毫秒移动其直径的约1/10(这是检测器的热时间常数)。其结果是，封盖的热图像被涂污。针对这一点，冷却的检测器的积分时间大约是1毫秒，比未冷却的检测器的少10倍。其结果是，在1毫秒的周期期间封盖只移动其直径的1/100，导致更少的涂污作用。
本发明人出人意料地示出了，用冷却的相机，减小积分时间到几毫秒从而减小通过在传送器上移动物体而引起的拖尾效应是可能的。这是相对于未冷却的相机而言的，未冷却的相机不可能随着连续地从物体积分IR能量而具有其改变的积分时间，具有约10-15毫秒的热时间常数，以及因此导致对于移动物体的涂污作用。
由本公开内容提供的技术方案，特别感兴趣的情况是，其中封盖衬垫的使用、有或没有子阻力机制是普遍情况的制药行业。

Claims (17)

1.一种用于在容器沿着处理线运输期间检测其热密封缺陷的方法，所述方法包括：
-施加高频热量到容器，所述容器包括限定容纳产品的内部容积的基座和侧壁，所述容器还包括在所述侧壁的顶端的开口，所述开口利用导电内密封件密封或具有叠加在其上的导电内密封件，以及进一步在所述导电内密封件上方封装有容器封盖，所述容器封盖配备有朝向所述内密封件的可压缩封盖衬垫，所述高频热量引起在所述导电内密封件中的涡电流；
-运输所述容器到IR成像仪的视场(FOV)中，所述IR成像仪在所述容器封盖上方沿着所述处理线定位；
-通过所述IR成像仪感测从所述导电内密封件发射的辐射，以及产生指示所感测的辐射的感测的IR图像数据，其中，所述感测的特征至少在于
о在50毫秒到300毫秒之间的感测会话的时间窗口，在所述时间窗口期间所述容器被运输通过所述FOV；以及
о从3μm到5μm的波长谱区域的感测范围，
-处理所述IR图像数据以及生成指示通过所述内密封件进行的密封中存在还是不存在至少一个缺陷的输出数据。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述容器封盖具有闭合端和从所述闭合端下降的轮缘，以及具有第一表面和第二表面的所述封盖衬垫被布置在所述封盖的所述闭合端内，使得所述封盖衬垫的第一表面朝向所述封盖的所述闭合端。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述轮缘带内螺纹，以用于经由在所述开口的所述外表面处的相应的螺纹附接到所述容器的开口。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述封盖衬垫可移除地附着到所述封盖的内表面。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述封盖衬垫对于IR辐射是非透明的。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述封盖衬垫是硬纸板衬垫或包括可压缩的聚合物泡沫。
7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，包括操作所述IR成像仪以感测从所述内密封件发射到至少所述封盖衬垫的热量。
8.如权利要求7所述的方法，包括操作所述IR成像仪以感测发射到所述封盖衬垫的热量和发射到所述封盖的至少一部分的热量。
9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，包括从所述处理线移除被检测为在所述密封中具有缺陷的容器。
10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，包括操作所述IR图像以当所述容器处于其FOV中时，获取一个或多个IR图像。
11.如权利要求10所述的方法，包括操作所述IR图像以在不超过300毫秒的时间窗口期间，获得所述一个或多个IR图像中的每一个。
12.如权利要求1至11中任一项所述的方法，包括将所述容器从HGHI单元运输到所述IR成像仪的FOV中，以及在50毫秒至300毫秒之间的时间窗内获取至少一个IR图像。
13.如权利要求1至12中任一项所述的方法，包括通过使用IR检测器来操作所述IR成像仪，所述IR检测器基于从由锑化铟(InSb)和碲镉汞(HgCdTe，MCT)构成的组中选择的半导体材料。
14.如权利要求1至13中任一项所述的方法，包括感测在2.8μm-5.4μm的光谱范围的辐射。
15.如权利要求1至14中任一项所述的方法，包括从一系列连续的容器创建图像数据，以识别相对于预定义的处理限制的偏差，以及修改在所述处理线中的一个或多个阶段，以使所述密封在所述处理限制之内。
16.一种机器可读取的程序存储设备，其有形地实施机器可执行的指令程序以执行用于在容器沿着处理线运输期间检测其热密封缺陷的方法，所述方法包括：
(a)施加高频热量到容器，所述容器包括限定容纳产品的内部容积的基座和侧壁，所述容器还包括在所述侧壁的顶端的开口，所述开口利用导电内密封件密封或具有叠加在其上的导电内密封件，以及用配备有朝向所述内密封件的可压缩封盖衬垫的容器封盖进一步封装所述导电内密封件，所述高频热量引起在所述导电内密封件中的涡电流；
(b)将所述容器从所述HFHI单元运输到沿着所述处理线定位的IR成像仪的视场(FOV)中，所述IR成像仪在所述容器封盖之上；
(c)通过所述IR成像仪感测从所述导电内密封件发射的辐射，以及产生指示所感测的辐射的感测的IR图像数据，其中，所述感测的特征至少在于
在50毫秒到300毫秒之间的感测会话的时间窗口，在所述时间窗口期间所述容器被运输通过所述FOV；以及
从3μm到5μm的波长谱区域的感测范围，
(d)处理所述IR图像数据以及产生指示在通过所述内密封件进行的密封中存在还是不存在至少一个缺陷的输出数据。
17.一种计算机程序产品，其包括具有在其中实施了计算机可读程序代码的计算机可用介质，以用于在容器沿着处理线运输期间检测其热密封缺陷，所述计算机程序产品包括：
(a)用于引起高频热量(HFH)施加到容器上的计算机可读程序代码，所述容器包括限定容纳药物产品的内部容积的基座和侧壁，所述容器还包括在所述容器的所述侧壁的顶端的开口，所述开口用导电内密封件密封或具有叠加在其上的导电内密封件，以及用配备有朝向所述内密封件的可压缩封盖衬垫的容器封盖进一步进行封装在所述导电内密封件上，所述HFH引起在所述导电内密封件中的涡电流；
(b)用于引起所述容器从所述HFHI单元运输到沿着所述处理线定位且在所述容器封盖之上的IR成像仪的视场(FOV)中的计算机可读程序代码；
(c)用于引起通过所述IR成像仪感测从所述导电内密封件发射的辐射以及产生指示所感测的辐射的感测的IR图像数据的计算机可读程序代码，其中，所述感测的特征至少在于
在50毫秒到300毫秒之间的感测会话的时间窗口，在所述时间窗口期间所述容器被运输通过所述FOV；以及
从3μm到5μm的波长谱区域的感测范围，
(d)用于引起所述计算机处理所述IR图像数据以及产生指示在通过所述内密封件进行的密封中存在还是不存在至少一个缺陷的输出数据的计算机可读程序代码。
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