CN107076637B - 用于测量封闭容器内的压力的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

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

Description

用于测量封闭容器内的压力的设备和方法
技术领域
本发明涉及用于测量封闭容器内的压力的设备和方法，以及使用该设备的自动填充和/或包装装备。
具体地，本发明涉及无接触地测量封闭容器中的压力的设备和方法，其能够直接用于以高速操作的自动填充和/或包装装备，而不需要将这样的装备停机或减慢。
在本说明书中，表达“在线直接测量”指的是在不需要将容器事先从线路取出的情况下表示对容器执行测量的可能性。
本发明涉及用于测量封闭容器中的总压力和/或分压力的设备和方法，该封闭容器至少部分地由光学透明材料制成，具体地为塑料或玻璃材料，类似例如但不限于酒瓶、啤酒瓶、水瓶、泡沫瓶和不起泡饮料瓶，通常为饮料容器，在高速操作的自动填充和/或包装装备中进行生产。封闭容器中的分压力的测量指的是涉及封闭容器中包含的气体混合物的特定气体的压力的测量。
发明内容
在大致容器的填充和/或包装装备中，所需的重要检查是在填充和封闭之后测试容器的内部压力和/或泄露。和检查容器的密封一样，内部压力的测量的目的在于监测器包括的生产过程和系统(填充和封盖步骤)。这种类型的测量对质量控制和食物安全具有显著的影响。
具体地，测量的内部压力必须处于最小内部压力阈值和最大内部压力阈值之间。否则，容器应当被认为是不合适的而由此应当被抛弃，因为不合适的压力水平可能是由于容器的填充过程中的错误或者容器自身的泄露导致的，例如由于封闭系统的缺陷或者容器中的孔所引起的。
当前已知根据容器类型和/或内容物的变化而选择的多种测量技术。例如，为了验证柔性容器内的压力和/或泄露，具有这样的机器，其在容器自身的壁上施加轻微的压力，并且通过压力传感器扩散感测内部“反压力”来进行测量，或者通过摄像机或另一个光学检测器检测内容物的液位增加。这些机器是笨重的，对生产线具有显著的影响，并且受操作装备条件的影响。
作为另外一种选择，已知的是通过用于测量容器自身的声波响应的系统，在填充和封闭的容器内部进行压力测量。例如，在用于生产具有冠状盖子封闭件的玻璃瓶装啤酒的装备中，所采用的用于测量压力的系统测量盖子的频率中的声波响应，其中内部压力和频率通过直接依赖关系彼此关联。然而，这样的技术受封闭的重复性的影响，也就是对于相同的内部压力，在实施的封闭不是完美相同的情况下声波响应测量可能存在差异。
对于至少部分地由光学透明材料(具体地，塑料、玻璃或其它类似的材料)制成的容器内部的压力测量，已知的是能够采用所谓的激光光谱测量仪。
在本说明书和后附权利要求中，表达“至少部分地光学透明材料”用来表示这样一种材料，其吸收性允许光接收器对于激光源传递的光学信号是敏感的，并且具有穿过该材料的光学路径。
对于测量容器内部压力，激光光谱测量仪检测射入到封闭容器的顶部空间中的具有合适波长的激光束的吸收。为此，容器至少在其顶部空间处由光学透明材料制成。
在本说明书和后附权利要求中，表达“顶部空间”用来表示封闭在封闭容器中的区域，在该区域中不存在填充材料(例如液体)。在容器布置有面向上的封闭件的情况下，顶部空间是包含在容器中存在的材料的自由表面与容器的封闭件(例如盖子)之间的区域。作为另外一种选择，在容器倒置的情况下，顶部空间表示包含在容器中存在的材料的自由表面与容器的底部之间的区域。
激光光谱使得能够可靠地测量沿着激光束在激光源和传感器(例如光接收器)之间行进的光学路径存在的气体的总压力和分压力。此外，测量稍稍受外部因素的影响，类似例如封闭件可能的变形，并且可以在不接触容器的情况和在仪器不是非常笨重的情况下进行测量。
对于总压力的测量，这样的测量技术能够应用于填充有任何类型的液体的容器。具体地，相对于基准压力检测不同的压力(过压或压力不足)。
为了通过激光光谱执行容器内指定气体的总压力和/或分压力的测量，激光的发射波长在一定范围内变化，该范围包括光学路径中存在的处于检查中的气体的一个或多个吸收线：通过利用传感器测量击打传感器的光学功率的变化，能够确定已经穿过气体柱的光束的吸收，由此在已知穿过的几何结构的情况下，能够确定存在的气体的量。
TDLAS(可调节二极管激光吸收光谱)技术尤其适合于工业应用，其使用半导体类型的固态激光器和WMS(波长调节光谱)技术。在TDLAS技术的情况下，通过调节激光器自身的供应电流来获得激光的发射波长的变化：调节可以优选地具有三角形的、正弦的或锯齿形的波。这样，和激光器的发射波长的变化一样，发出的功率中存在对应的变化。
对于封闭容器内的压力测量的特定用途，优选地选择这样的激光器，该激光器主要在接近红外线和中等红外线之间进行发射，其中实际关注的气体分子的多个凹版振动线处于该范围内，类似例如O2、H2O、CO2，或者有迹可循的多种物质，例如CH4、NO、HCL、CO、N2O等。此外，优选的是使用能够发射严格单色辐射的激光器，也就是其特征在于谱线宽度在10-50MHz之间，以便能够确定沿着光学路径遇到的气体的分子谱线的形状，并且基于这样的形状，具体地基于谱线的变宽，来得出气体的总压力和分压力。
申请人已经观察到，当前直接用于填充和/或包装装备的激光光谱测量仪要求在测量期间产品保持静止不动或者以极为缓慢的速度运动(例如最多等于每分钟几米)。这样的测量器利用用来测量冻干药物药瓶中的氧气含量，其中该药瓶以产品逐步前进模式移动通过定位或对中间隔件。在执行测量之前，前进的产品在检查区域处停止或者至少减速。这种类型的用于通过激光光谱检查封闭容器中的气体内部压力的设备的例子可见于文献WO2005/040753。
申请人还观察到，当前直接用于填充和/或包装装备的激光光谱测量仪利用高光学质量壁执行容器内部压力的检查，类似例如用于药物产品的药瓶，其壁沿着整个延伸具有低且均匀的厚度并且是均匀着色的(或者没有颜色)。
申请人已经发现，本领域中已知的激光光谱测量设备难以直接用来在线测量商业容器(例如瓶)的内部压力。这样的容器的特征在于：较差的光学质量，导致激光束甚至显著的衰减；和该壁的非同质性，有助于光的高度扩散和辐射的回射。
实际上，申请人已经观察到，因为激光是极为相干的，反射/漫射光的每个贡献引起标准器干扰，也就是由于相干光束之间的干涉而产生的强度的伪调节和可变调节。这样的干扰通常限制了元件的根据激光光谱技术可以直接在商业容器中在线执行测量的精度。
在本说明书和后附权利要求中，表达“商业容器”指的是特征在于构成的材料的丰富可变形的容器。
在本说明书和后附权利要求中，表达“构成容器的材料的可变性”指的是例如由于容器自身(例如玻璃瓶)的生产过程而导致待检查的容器的材料的变形或厚度变化，或者由于容器的结构特性导致的测量点的厚度变化，例如由于测量点处存在螺纹或封闭盖子。
申请人还已经发现，根据本领域的激光光谱测量器不允许在食物或饮料填充和/或包装装备的高速向前运动特征下进行操作。
在本说明书和后附权利要求中，表达“高速向前运动”指的是填充装备的向前运动的速度到达120米/分钟，对应于生产率等于72,000件/小时。
申请人实际上观察到，为了能够提取目标测量气体的吸收轮廓然后获得容器的压力，最好对每个容器的目标分析气体的吸收线的波长进行极大数量的扫描，原因在于考虑到多次扫描的平均值能够提高测量自身的精度，执行的扫描越多，测量越有效。这样，来自扫描的不可用的数据测量贡献对于整体测量具有较小的影响。
在本说明书和后附权利要求中，表达“测量贡献”指的是在对分析的目标分析气体的吸收线的波长进行扫描之后检测到的信号。
在本说明书和后附权利要求中，表达“压力测量”指的是与在对容器采集期间激光光谱测量器能够执行的扫描的次数相等的多个测量贡献的总和。
在本说明书和后附权利要求中，表达“信号采集时间周期”指的是容器的至少一部分通过检查区域的时间周期。
申请人还已经发现，在饮料或食物填充和/或包装装备的特征速度下，信号采集时间周期小于40ms，使得相对于静态或大致静态情况而言，能够对于每个通过的容器执行数量非常少的波长扫描。这样，压力的整体测量对容器材料的变化是尤其敏感的，为了获得测量值，必须要识别并消除不可用测量贡献(例如在容器的非同质性壁处执行的测量)，以便能够仅仅处理可用贡献，可用贡献意味着在接收器上具有正确形式的单个扫描周期。
具体地，迄今所用的用于确定信号采集时间周期的系统不能够在饮料或食物填充和/或包装装备的特征速度下使用。一般来讲，为了确定信号采集时间周期，已知的是使其基于通过检测容器进入到测量区域内的编码器和/或合适的光电管执行的位置计算。然而，编码器提供的计算不能够提供精确的指示，原因在于向前运动系统相对于编码器的基准可能发生延迟，或者甚至容器不能够被牢固地约束到向前运动系统，而由此在传送期间发生位移。相似地，甚至光电管的增加都不足以提供在饮料或食物填充和/或包装装备的特征速度下使用所需的精度水平。实际上，光电管发射的光束相对于容器的顶部空间的尺寸而言非常宽。因此，使用光电管最多有助于提供容器通过的粗略指示，而不能确定实际的信号采集时间周期。
因此，形成本发明的基础的问题在于提供一种封闭容器内的压力的测量设备，甚至当直接应用于高速操作的商业容器填充装备时，其也能够提供精确的、可重复的且可靠的测量。
具体地，本发明的目的在于提供一种封闭容器中的压力的测量设备，其能够极为精确地检测信号采集时间周期。
根据本发明的第一个方面，本发明涉及封闭容器中的压力的测量设备，该封闭容器的顶部空间的至少一部分由光学透明材料制成，该测量设备包括：
-至少一个检查区域，所述至少一个检查区域用于该封闭容器的封闭容器的顶部空间的至少一部分通过；
-至少一个激光源，所述至少一个激光源具有光轴，用于发射一定波长的激光束，该波长能够针对容纳在封闭容器的顶部空间中的气体的吸收波长进行调节，所述至少一个激光源定位成用以将激光束朝向所述至少一个检查区域引导；
-至少一个检测器，所述至少一个检测器定位成用以在由激光源发射的激光束行进通过检查区域时检测该激光束的至少一部分，并且提供表示在检查区域中出现的气体的吸收光谱的输出数据；
-至少一个检测装置，所述至少一个检测装置用于检测信号采集时间周期，该信号采集时间周期与封闭容器的顶部空间的所述至少一部分穿过检查区域相对应；
其特征在于，该测量设备包括识别工具，所述识别工具用于在表示在信号采集时间周期期间采集的气体的吸收光谱的数据之中识别可用的压力测量贡献。
为了测量食物用途的封闭容器内的压力，根据本发明的测量设备使用激光光谱检测优选氧气(O2)、水蒸汽(H2O)或二氧化碳(CO2)的谱线上的吸收。通常根据内容物来进行选择：在起泡饮料中检测二氧化碳的吸收，在没有添加二氧化碳的饮料中更有用的是检测水蒸汽的吸收，而氧气的吸收可用于测量例如包含固态材料的容器中可能的泄露。
根据封闭容器中包含的产品的类型，在填充和/或包装装备中，容器通常的传送速度使得达到高达120,000件/小时的生产率。
申请人已经认识到，在容器或者容器的顶部空间的光学透明部分高速通过检查区域的情况下，重要的是精确识别采集的可用的或有意义的激光信号测量贡献，也就是与容器的顶部空间内部相关的那些测量贡献，以便能够将它们与无意义测量贡献区分开并且仅仅从有意义的测量贡献确定压力测量值。
为此，申请人认识到，需要通过容器的瞬时位置和贡献自身之间的修正来识别实际可用的测量贡献。实际上，基本上仅仅基于有意义测量贡献来确定内部压力使得能够实现测量的高精确度、可靠性和可重复性，即使在由于容器的高度向前运动而导致能够获得的测量贡献数量较少的情况下。
根据本发明的第二个方面，本发明涉及用于测量封闭容器中的压力的测量方法，该封闭容器的顶部空间的至少一部分由光学透明材料制成，该测量方法包括以下步骤：
-将所述封闭容器的封闭容器的顶部空间的至少一部分朝向检查区域传送；
-朝向至少一个检查区域发射一定波长的激光束，该波长能够针对封闭容器的顶部空间中容纳的气体的吸收波长进行调节；
-检测穿过检查区域的激光束的至少一部分，并且提供表示由于激光束穿过检查区域而产生的气体的吸收光谱的输出数据；
-确定信号采集时间周期，该信号采集时间周期与封闭容器的顶部空间的所述至少一部分穿过检查区域相对应；
-采集表示在信号采集时间周期期间检测到的气体的吸收光谱的数据；
其特征在于，所述测量方法包括以下步骤：在采集到的表示气体的吸收光谱的数据之中识别可用于压力测量的代表性数据；以及基于可用的代表性数据确定压力测量值。
有利地，根据本发明的用于测量封闭容器中的压力的测量方法获得了与封闭容器中的压力的测量设备相关的上述技术效果。
根据本发明的第三个方面，本发明涉及封闭容器的自动填充和/或包装装备，该封闭容器的顶部空间的至少一部分由光学透明材料制成，该自动填充和/或包装装备包括：
-传送工具，该传送工具适于使多个容器沿着向前运动路径向前运动，沿着所述向前运动路径相继地布置有：
-第一工位，用于填充所述容器，包括多个龙头或填充阀；和
-第二工位，用于密封和/或封盖所述容器，包括多个密封和/或封盖头部，
其特征在于，相对于所述向前运动路径在所述第二密封和/或封盖工位的下游布置有至少一个上述封闭容器中的压力的测量设备。
有利地，根据本发明的填充和/或包装装备获得了与封闭容器中的压力的测量设备相关的上述技术效果。
本发明在至少一个上述方面中可以具有以下优选特征中的至少一个；这些特征可以根据需要彼此组合，以满足特定的应用要求。
优选地，用于识别用于压力测量的可用贡献的工具至少包括：
-用于检测曲线的第一和第二最小点的元件，该曲线来自在采集时间周期期间采集的表示气体的吸收光谱的数据的强度轮廓的包络线；
-用于确定该第一和第二最小点之间的距离的元件；以及
-用于限定测量子窗口的元件，该测量子窗口包含在第一最小点和第二最小点之间并且相对于第一最小点和第二最小点居中，所述测量子窗口限定了用于压力测量的可用贡献的总数。
有利地，用于识别用于压力测量的可用贡献的工具确定例如由于外部因素导致的可能移位的补偿，该外部因素为例如容器在带上的平移、容器的较差竖直稳定性、引导件上的颠簸、容器的尺寸公差、等等。
在信号采集时间周期内，如图6所示，用于识别用于压力测量的可用贡献的工具可用于限定采集子窗口，以便排除由于上述外部因素而在采集时间周期期间无意中采集的可能的无意义贡献。
优选地，用于检测采集时间周期的装置包括用于检测所述容器的瞬时位置的至少一个位置传感器。
这样，基于检测到的容器的位置并且在已知容器的向前运动速度的情况下(例如在速度恒定的情况下)，能够以简单而快速的方式计算容器(具体地，其顶部空间)进入检查区域的时刻，以确定可用采集时间周期的起始。
更优选地，所述至少一个位置传感器大致布置在检查区域的入口处或靠近该入口。
这样的实施例证明甚至是更有利的，原因在于有关向前运动速度的信息对于确定容器的顶部空间进入检查区域而言是多余的。有利地，确定可用采集时间周期由此甚至更加简单且快速。
优选地，用于检测采集时间周期的装置包括用于检测封闭容器的瞬时向前运动速度的元件。
这样，也能够考虑容器的向前运动速度的瞬时变化，并且以甚至更加精确的方式计算可用采集时间周期。
优选地，测量设备包括激光源和检测器的承载结构，其设置有机械调节元件，该机械调节元件适于改变激光源和检测器的定位。
更优选地，机械调节元件包括由激光源和检测器构成的组件的竖直位置的调节器和/或激光源和检测器之间的水平距离的调节器。
允许激光源和检测器的定位进行改变的调节元件的存在有利地使得能够改变检查区域的位置和尺寸，根据通过检查区域的容器的尺寸和几何形状的变化而改变。
优选地，在激光源和检测器之间限定的检查区域的上游和/或下游，测量设备包括进入通道和/或离开通道，它们被构造成用以容纳在途中朝向检查区域和/或运动远离检查区域的容器的至少限定了相应顶部空间的部分。
优选地，进入和离开通道均由保护壁界定，该保护壁成形为类似倒“U”形，由不透明材料制成。
有利地，保护壁防止外部光改变光电检测器的采集。这证明在阳光直射机器的情况下是尤其重要的，原因在于阳光包含所有波长，因此也包含所关注的波长。
此外，保护壁具有容纳注入到测量区域中的干燥空气的效果。这在测量水蒸汽的压力的情况下是尤其有利的，原因在于壁的存在减缓了从外侧朝向内侧以及从内侧朝向外侧的空气交换，尽可能地妨碍外部湿空气进入分析区域。否则，这样的外部湿空气将确定测量中的背景噪声。
优选地，测量设备包括第一冲洗装置，该第一冲洗装置用于将与封闭容器的顶部空间中包含的气体不同的气体注入到检查区域中。
更优选地，第一冲洗装置包括在检查区域处的第一对水平喷嘴。
申请人已经发现，如果处于检查中的气体也出现在容器外侧，那么需要考虑的是，沿着激光束的光学路径还包括有与压力测量不相关的气体分子，原因在于它们处于顶部空间外侧，并且可能处于与内部气体的浓度/压力不同的浓度/压力下。
这例如发生在塑料瓶的内部压力测量中，该塑料瓶填充有不起泡的水并且添加有氮。对于这种应用，激光光谱通过对水蒸汽(H2O)(通常也处于容器外侧的气体)的吸收线的扫描来揭示压力。
作为另外一种选择，这发生在基于容器内的氧气浓度进行的测量中。为此，氮有利地被吹送到检查区域中，以尽可能消除容器外侧存在的氧气。
有利地，通过提供与处于检查中的气体不同的气体的冲洗装置，分析的气体被吹离检查区域，减少了或者理想地完全消除了与确定容器内部压力不相关的测量信号贡献。
更优选地，测量设备包括第二冲洗装置，用以相对于封闭容器的向前运动方向在检查区域的上游注入与封闭容器的顶部空间中包含的气体不同的气体。
甚至更优选地，第二冲洗装置包括冲洗气体的三个离开喷嘴，其第一竖直喷嘴布置在通向检查区域的进入通道的入口上方并且具有面向下的竖直发射方向，一对第二水平离开喷嘴布置在进入通道的该入口处，处于水平发射方向，并且一个水平喷嘴面向另一个喷嘴。
申请人已经观察到，容器的高度向前运动确定了围绕容器定位的气体的吸取。这导致由于容器的运动而在检查区域处部分地消除了冲洗的气体，由此不完全地消除了该区域中处于检查中的气体。
提供布置在检查区域的上游(相对于容器的向前运动方向)并且基本上进入该区域的第二冲洗装置，确定了进入检查区域的围绕容器的顶部空间的区域装载有与处于检查中的气体不同的气体，处于检查中的气体由于容器的运动被朝向检查区域吸取。这样，获得了对通过第一冲洗装置直接在检查区域进行冲洗的气体的可能的部分消除的补偿。
优选地，测量设备包括连接在检测器下游的信号调节元件，该信号调节元件适于接收由检测器检测到的单个测量信号贡献，并且处理每个测量信号贡献，以提取由封闭容器的顶部空间中包含的气体确定的吸收线。
更优选地，在连接在检测器下游的信号调节元件中实施用于识别压力测量的可用贡献的工具。
更优选地，信号调节元件包括至少一个子元件，用于根据输入参数的变化而识别和改变采集的测量信号贡献的幅度。
申请人已经认识到，使用识别和改变检测的信号的幅度的子元件有利地使得能够补偿由于干扰因素而导致的检测的信号贡献的幅度中可能的变化，该干扰因素类似例如容器的变形或不规则性(例如在由玻璃制成的情况下)、存在泡沫、在起泡饮料或啤酒的情况下、或者在顶部空间中存在氮气液滴(通常用来增加矿泉水瓶中的总压力)。
更优选地，信号调节元件包括至少一个子元件，以用于识别和消除过度失真的测量信号贡献。
申请人已经观察到，接收器上的激光信号根据应用和不同的操作条件是非常易变的。例如，在填充有啤酒的玻璃瓶内的压力测量(其中激光光谱技术揭示二氧化碳的总压力和分压力)中，在采集的信号上存在由于玻璃的可能变形或者产品中存在泡沫而导致的较大的失真。
相似地，在填充有不起泡水的塑料瓶内的压力测量(其中激光光谱技术通过扫描水蒸汽的吸收线来揭示总压力)中，在顶部空间中存在用来增加密封瓶中的总压力的氮气液滴，导致检测到的信号的较大失真(由于氮气插入以及氮气的量，冷凝的状态根据流逝的时间变化而发生极大的变化)。
因此，测量信号贡献不能够全部用来确定总压力，使得这种贡献的分析是尤其有用的，以便抛弃过度失真的贡献，尤其是在由于容器高速向前运动而导致测量贡献的量较少的情况下。
更优选地，信号调节元件包括至少一个子元件，以用于根据穿过顶部空间的激光束行进的光学路径的长度的变化而对单个测量信号贡献进行加权。
申请人已经考虑到，如图7所示，激光束穿过容器的顶部空间的光学路径对于每个测量贡献而言具有根据顶部空间的形状变化而改变的长度。仅仅作为例子，图7所示的顶部空间具有圆形截面。
与单个测量贡献相关的单个光学路径的不同长度确定了这样的事实，即每个测量贡献都与不同数量的被分析的气体分子相关，原因在于单个光学路径中包含的分子数量是不同的。
有利地，用于对单个测量信号贡献进行加权的子元件考虑了这种效应，否则这种效应将引入不可忽略的测量误差。
更优选地，信号调节元件包括用于补偿封闭容器外侧出现的气体贡献的至少一个子元件，其适于从至少一个测量信号贡献减去外部气体的直接测量。
申请人已经发现，为了消除还处于容器外侧的检查中的气体的存在所确定的测量误差，除了冲洗工具之外或者作为冲洗工具的替代选择，可以提供合适的补偿子元件，其从测量贡献减去在没有容器的情况下执行的测量，如图8所示。
这样，能够用来消除由于容器外侧的气体产生的贡献，获得专门与容器内存在的气体相关的测量。
优选地，在采集到的表示气体的吸收光谱的数据之中识别用于压力测量的可用贡献的步骤包括：
-检测曲线的第一和第二最小点，该曲线来自在采集时间周期期间采集的表示气体的吸收光谱的数据的强度轮廓的包络线；
-确定该第一和第二最小点之间的距离；以及
-用于限定测量子窗口的元件，该测量子窗口包含在第一最小点和第二最小点之间并且相对于第一最小点和第二最小点居中，所述测量子窗口限定了用于压力测量的可用贡献的组。
这样，有利地，在可用采集时间周期期间检测到的测量贡献之中，识别出实际与封闭容器的顶部空间内部相关的测量贡献，由此补偿例如由于外部因素导致的可能移位，该外部因素为例如容器在带上的平移、容器的较差竖直稳定性、引导件上的颠簸、容器的尺寸公差、等等。
优选地，确定信号采集时间周期的步骤包括接收通过位置传感器检测到的容器的至少一段位置数据，并且基于接收到的所述至少一段位置数据计算封闭容器的顶部空间进入检查区域的时刻。
这样，基于检测到的容器的位置并且在已知容器的向前运动速度的情况下(例如在速度恒定的情况下)，能够以简单而快速的方式计算容器(具体地，其顶部空间)进入检查区域的时刻，以确定采集时间周期的起始。
优选地，确定信号采集时间周期的步骤包括接收容器的多段向前运动瞬时速度数据，并且基于接收到的多段向前运动瞬时速度数据计算封闭容器的顶部空间进入检查区域的时刻。
这样，也能够考虑容器的向前运动速度的瞬时变化，并且精细地计算可用采集时间周期。
优选地，测量方法包括以下步骤：相对于测量目标，对着通过检查区域的容器吹送不同的气体。
有利地，预先对着通过检查区域的容器吹送与目标测量气体不同的气体使得能够消除围绕容器的区域的处于检查中的气体，减少了或者理想地消除了与确定容器内部压力不相关的测量信号贡献，原因是它们与容器外侧的气体相关。
优选地，测量方法包括以下步骤：相对于测量目标，对着进入检查区域的容器吹送不同的气体。
当容器进入检查区域时预先对着容器吹送与目标测量气体不同的气体可用来确定由于容器的运动而将这样的气体朝向检查区域吸取。因此，有利地，推开检查区域中存在的处于检查中的气体。
优选地，提供表示气体吸收光谱的输出数据段的步骤包括：
-识别检测到的信号的测量条件的特征背景函数；
-从检测到的信号减去这样的背景函数，并且从该减法所得的信号提取吸收线。
检测信号的这种调节是尤其有利的，原因在于能够消除测量的噪声和固有干扰，将检测信号的包括与已经发生的吸收相关的信息的部分隔离开，基于此精确地确定容器内的压力。
优选地，提供表示气体吸收光谱的输出数据段的步骤包括：通过根据容器的材料和/或目标测量气体的类型的变化而改变检测到的信号的幅度，来补偿检测到的信号的幅度变化。
实际上，低信号幅度通常是由于干扰因素导致的，例如存在外部或内部液滴、容器的壁中的缺陷、具有允许打开产品的拉环、某些类型的容器中具有的干扰因素等等。这样的因素大致确定大信号衰减。
有利地，根据本发明的测量方法预先考虑了这样的干扰因素引入的衰减，针对单个应用以合适的且特定的方式进行补偿。
优选地，提供表示气体吸收光谱的输出数据段的步骤包括：识别并消除过度失真的检测信号。
识别并消除过度失真的测量信号是尤其有用的，尤其是在由于容器高速向前运动而导致测量贡献的量较少的情况下。在这种情况下，仅仅使用有意义的测量信号，整体测量更加精确和准确。
更优选地，识别并消除过度失真的检测信号的步骤包括：验证吸收线的幅度是否低于幅度阈值。
更优选地，该幅度阈值根据容器的材料和/或目标测量气体的类型的变化而改变。
优选地，识别并消除过度失真的检测信号的步骤包括：检查检测信号的上升前沿的角度系数或倾斜度是否处于容许角度系数或倾斜度的范围之外。
激光源传递的每个信号实际上具有由激光的调节给出的已知形状，例如三角形波、锯齿形波、方形波等等。从已知形状的测量参数(在三角形或锯齿形波的情况下类似例如上升前沿的角度系数或倾斜度)开始，能够识别过度失真的对应输出信号，在检测到的信号的参数与已知类型的参数之间进行比较。
如果检测到的信号的参数相对于已知类型的参数过度发散，那么抛弃该检测到的信号。
优选地，识别并消除过度失真的检测信号的步骤包括：在利用三角形波调节激光源发射的信号的情况下，检查上升前沿与下降前沿的不对称性；以及抛弃不对称性比容许不对称性大的信号。
优选地，识别并消除过度失真的检测信号的步骤包括：检查检测信号的占空百分比，并且抛弃占空百分比处于容许占空百分比范围之外的信号。
这样的检查在利用方形波调节激光的情况下是尤其有利的。
优选地，提供表示气体吸收光谱的输出数据段的步骤包括：根据激光束穿过顶部空间行进的光学路径的长度的变化而对检测信号进行加权。
这使得能够获得与使用上述用于对单个测量信号贡献进行加权的子元件相关的上述有益效果。
优选地，提供表示气体吸收光谱的输出数据段的步骤包括：在没有容器的情况下执行目标测量气体的直接测量；以及从检测信号减去该直接测量。
这样，能够用来消除由于容器外侧的气体产生的贡献，获得专门与容器内存在的气体相关的测量。
更优选地，根据顶部空间的尺寸的变化对直接测量进行加权。
更优选，根据激光束行进的外部光学路径的平均长度的变化来执行直接测量的加权。
优选地，该测量方法包括以下步骤：由在可用采集时间周期期间检测到的多个信号(尤其是识别为可用于压力测量的代表性数据)的加权平均值确定压力测量值。
作为另外一种选择，该测量方法包括以下步骤：按照确定吸收轮廓的二次导数的最小点的距离的WMS技术通过吸收光谱确定压力测量值。
有利地，由此获得总压力测量值，其独立于光学路径，尤其可用于容器的顶部空间呈椭圆形的情况。
根据另一个可选形式，该测量方法包括以下步骤：按照确定吸收轮廓的二次导数获得的吸收轮廓面积的WMS技术通过吸收光谱确定压力测量值。
在尤其有利的方式中，在测量水蒸汽的情况下，吸收轮廓的面积的测量提供了与容器的温度成比例的参数，由此允许获得与已知温度相关的压力测量值。实际上，在包含液体(普遍为H2O)的封闭容器中，顶部空间快速到达饱和度(相对湿度100％)，而水蒸汽的浓度与液体的温度直接成比例。由于这种比例，吸收轮廓的面积的测量使得能够具有与液体的温度直接成比例的参数。
附图说明
参考附图，通过以下本发明一些优选实施例的详细说明，本发明的其它特征和优点将变得更加清楚。
如果需要特定组合所特别产生的优点，那么根据之前的描述，单个构造中的不同特征可以根据需要组合在一起。
在附图中：
图1为应用于瓶填充装备的根据本发明的用于测量封闭容器中的压力的设备的实施例的部分透视图；
图1a为图1的测量设备的部分被移除的构造的放大细节；
图2为图1的测量设备的部分前视图；
图3为图1的测量设备的后视图；
图4为用于根据本发明的测量设备的信号调节元件的方框图；
图5为根据本发明的填充和/或包装装备的示意图；
图6为根据本发明的测量设备的检测器采集的测量信号分布的图示；
图7为容器在本发明的测量设备中通过期间实施的多个测量贡献的示意图；
图8为在根据本发明的测量设备处的多个容器的传送带的图示。
具体实施方式
在以下的说明中，对于附图的描述，相同的附图标记将用来表示具有相同功能的结构性元件。此外，为了描述清楚起见，相同的附图标记在所有附图中并不重复出现。
参考附图，示出了整体上用10表示的用于测量封闭容器中的压力的设备。
在本说明书和后附的权利要求中，假定经受检查的封闭容器30的顶部空间31的至少一部分由光学透明材料制成。
如图1所示，测量设备10包括：激光源11，其具有光轴A，用于发射激光束；以及检测器12，其面向激光源11，以检测由源11发射的激光束的至少一个部分。
在位于激光源11和检测器12之间的空间中，具有检查区域20，该检查区域适于封闭容器30的至少一部分通过，具体地址，适于容器30的顶部空间31通过，或者更具体地，适于顶部空间31的由光学透明材料制成的部分通过。
因此，激光源11定位成将激光束朝向检查区域20引导，由此到达容器30的顶部空间31的光学透明部分，途中穿过该检查区域20。
激光源11适于发射一定波长的激光束，该波长能够针对封闭容器30的顶部空间31中容纳的气体的吸收波长进行调节。
检测器12适于接收在途中穿过检查区域20、且由于顶部空间31中容纳的气体的存在而在容器30的顶部空间31处发生的吸收之后衰减的激光束，并且输出表示该气体的吸收光谱的一项数据。这样，能够将封闭容器30内的压力确定为该气体的吸收线的幅度的函数。
测量设备10还包括至少一个用于检测信号采集时间周期的装置14、14’。用于检测信号采集时间周期的装置14、14’确定封闭容器30的顶部空间31的部分在检查区域20处通过的时间周期。
用于检测信号采集时间周期的装置14、14’包括至少一个传感器14、14'，以用于检测容器30的位置，优选地至少一个传感器，以用于识别进入检查区域20的容器30，例如类似光电管(如图1–3所示)和/或编码器(如图5所示)，其例如与用于检测容器30穿过检查区域20的向前运动的瞬时速度的元件相关联。
在容器30通过填充和/或包装装备100的传送工具130传送的情况下，用于检测容器30的向前运动的速度的元件优选地为数据输入接口，其适于接收与填充和/或包装装备100的传送工具130的向前运动的瞬时速度相关的数据。
在已知容器30的顶部空间31进入检查区域20的时刻、容器30的该顶部空间31的尺寸、以及容器30的向前运动的瞬时速度的情况下，能够识别由激光源11发射的激光束穿过容器30的顶部空间31的时间周期，在向前运动的速度瞬时改变的情况下也是如此。以这种方式，识别可用的信号采集时间周期。
在图1-3所示的实施例中，用于检测信号采集时间周期的装置包括光电管14，该光电管成形为类似倒“U”形并且布置在检查区域20的入口处，用于检测向前运动的速度的元件是数据输入接口(未示出)，该数据输入接口用于接收与该速度相关的数据。
在图5所示的实施例中，用于检测信号采集时间周期的装置包括编码器14'，该编码器沿着传送工具130实施的路径布置，用于检测向前运动的速度的元件是数据输入接口(未示出)，该数据输入接口用于接收与该速度相关的数据。
根据未示出的可供选择的实施例，在传送带的速度恒定的情况下优选地能够适用的是，用于检测信号采集时间周期的装置14、14’包括用于检测容器30的位置的至少一个传感器(例如至少一个光电管)。在这种情况下，提供用于检测传送带的速度的元件是不必要的，原因在于该速度是恒定的。
另外，在这种情况下，能够基于传感器14、14'截获容器30的点与检查区域20之间的距离、传送带的恒定速度以及顶部空间31的尺寸，识别激光源11发射的激光束穿过容器30的顶部空间31的时间周期(信号采集时间周期)。
根据图示实施例，测量设备10包括承载结构15，该承载结构用于激光源11和检测器12的正确定位，以及检查区域20的适当限定。
为此，承载结构15包括机械调节元件16a、16b，该机械调节元件适于根据途中穿过检查区域20的容器30的尺寸和几何形状的变化而改变激光源11和检测器12的相对定位。
在图示实施例中，机械调节元件16a、16b包括由激光源11和检测器12构成的组件的竖直位置的调节器16a以及激光源11和检测器12之间的水平距离的调节器16b，该调节器16b允许激光源和检测器被带到一起和分离。机械调节元件16a、16b可以是手动式的或机动化的。
在激光源11和检测器12之间限定的检查区域20的上游和/或下游分别优选地具有进入通道17a和/或离开通道17b，它们被构造成用以容纳在途中朝向检查区域20或者运动远离检查区域20的容器30的至少限定了相应顶部空间31的部分。
例如，在图示实施例中，借助于弯曲成“U”形并且朝向底部开口的保护壁形成进入和离开通道17a、17b。这样的保护壁优选地由光不能透过的材料制成。
如图2所示，测量设备10包括第一冲洗装置18a、18b，该第一冲洗装置用于将与处于检查中的气体不同的气体注入到检查区域中。这使得能够减少或消除容器30外侧存在的处于检查中的气体提供的分子吸收贡献，因此减少或消除对整体测量的影响。
第一冲洗装置包括第一对水平喷嘴18a、18b，其第一喷嘴18a一体结合在激光源11的发射通道中，第二喷嘴18b一体结合在检测器12的接收通道中，从而冲洗装置接合整个激光路径。
根据所示的特别有利的实施例，测量设备10优选地额外包括第二冲洗装置19a、19b、19c，第二冲洗装置相对于容器的向前运动方向B布置在检查区域20的上游。在顶部空间31进入检查区域20之前，这样的第二冲洗装置19a、19b、19c将与检查中的气体不同的气体加载到围绕进入的容器30的顶部空间31的区域。容器30的运动确定将冲洗的气体朝向检查区域20抽吸，以补偿在该区域20中由第一冲洗装置18a、18b直接冲洗的气体的可能的部分消除。
第二冲洗装置包括冲洗气体的三个离开喷嘴19a、19b、19c，其第一竖直喷嘴19a布置在通向检查区域的进入通道17a的入口上方并且具有面向下的竖直发射方向，一对第二水平离开喷嘴19b、19c布置在进入通道17a的该入口处，处于水平发射方向，并且一个喷嘴19b面向另一个喷嘴19c。
为了在信号采集时间周期期间从检测器12检测到的单个测量贡献获得在途中的每个容器30内的有效压力测量值，测量设备10包括用于在表示采集时间周期内采集的气体吸收光谱的数据中识别可用于压力测量的信号贡献的工具41，其连接在检测器12的下游。
一旦已经确定了采集时间周期，在该时间周期内由检测器12采集的信号被提供给用于识别可用于压力测量的信号贡献的工具41。这样的工具41适于实时分析由检测器12采集的信号，以便隔离用于测量的有意义的信号贡献，也就是实际上与当顶部空间在激光源11和检测器12之间通过时执行的测量相对应的信号贡献。
为此，用于识别可用于压力测量的信号贡献的工具41至少包括：
-用于检测曲线的最小点51、52的元件，该曲线来自由对应的检测装置14、14'识别的、在采集时间周期内采集的、表示气体吸收光谱的数据的强度轮廓的包络线50，
-用于确定该最小点51、52之间的距离的元件；以及
-用于限定子窗口53的元件，该子窗口包含在最小点51、52之间并且相对于最小点居中。相对于实际上检测到的最小点51、52居中的子窗口限定了实际上可用于压力测量的一组贡献。
在图6中作为例子示出了穿过瓶的信号的强度轮廓的包络线50。可以看到，这样的包络线包括与瓶30的颈部边缘相对应的两个最小点51、52。通过检测该最小点51、52并且仅仅分析该最小点51、52之间的中间测量贡献，确保了所有使用的测量值实际上都与容器的顶部空间的内部相关联。
检测器的下游还连接有信号调节元件40。信号调节元件40适于接收由检测器检测到的单个测量贡献，以便针对每个测量贡献识别测量条件的特征背景函数，并且从检测到的信号贡献减去这样的背景函数，以提取吸收线，从该吸收线获得处于检查中的气体的全部和/或部分压力信息。
在图示的例子中，用于识别可用于压力测量的信号贡献的工具41在信号调节元件40实施。
信号调节元件40优选地包括子元件42，该子元件用于根据使用者引入的参数(例如所处理的容器30的类型、检查的气体的类型等等)的变化而识别和改变检测到的信号贡献的幅度。用于识别和改变采集的测量信号的幅度的子元件42优选地是具有自动增益控制的跨阻抗电路。
信号调节元件40优选地包括用于识别过度失真的测量信号贡献以便有效地帮助确定压力测量值的元件43。
用于识别失真的测量信号贡献的元件43考虑了在检查时间周期(信号采集子窗口)内相对于波长扫描由每个单个测量贡献提取的吸收线的幅度，抛弃了这样的测量贡献，该测量贡献的吸收线的幅度低于预定幅度阈值，该预定幅度阈值能够根据使用者引入的参数(例如所处理的容器30的类型、检查的气体的类型等等)的变化而改变。
实际上，低信号幅度通常是由于干扰因素导致的，例如存在外部或内部液滴、容器的壁中的缺陷、具有允许打开产品的拉环、某些类型的容器中具有的干扰因素等等。这样的因素大致确定强信号衰减。
除此之外或作为另外一种选择，用于识别失真的测量信号贡献的元件43考虑了采集的每个信号贡献的上升前沿的角度系数，消除了具有过度失真的角度系数的测量贡献。为此，将采集的信号的上升前沿的角度系数与由此用作基准的传递的信号的上升前沿的角度系数进行比较。在两个角度系数之间出现变化的情况下确定角度系数的失真。用于识别失真的测量信号贡献的元件43继续消除上升前沿的角度系数比基准角度系数(传递的信号的上升前沿的角度系数)大或小预定阈值(例如等于20°)的测量贡献。换言之，消除了上升前沿的角度系数处于容许角度系数范围之外的测量贡献。容许角度系数范围时以基准角度居中+/-预定阈值的范围。
因此，角度系数处于容许角度系数范围之外的上升前沿被识别为是过度失真的，以便有效地有助于压力测量值。
为了能够基于单个测量贡献确定内部压力的总体测量值，信号调节元件40优选地包括用于根据穿过顶部空间31的激光束行进的光学路径的长度的变化而对单个测量贡献进行加权的子元件44。因此，能够基于加权平均值获得压力测量值，该加权平均值由此考虑单个光学路径的长度的差异。
信号调节元件40优选地包括容器外侧出现的气体贡献的补偿子元件45，其适于执行外部气体的直接测量，随后在测量贡献的总数上加权减去这样的直接测量值。
具体地，补偿元件45根据顶部空间31的尺寸的变化，并由此根据容器30外侧的激光束行进的光学路径部分的变化，来执行直接测量的加权。顶部空间31的尺寸是初始由使用者引入的或者由校正程序自动地采集的一段数据。
具体地，根据激光束行进的外部光学路径的平均长度的变化来执行直接测量的加权。
容器30中的压力的测量设备10优选地包含在自动填充和/或包装装备中，该装备整体用100表示并且在图5中作为例子示出。
这样的线路100包括容器30的第一填充工位110，之后是用于密封和/或封盖容器30的第二工位120。容器30中的压力的测量设备10相对于容器30沿着线路100的向前运动方向布置在用于密封和/或封盖容器30的第二工位120的下游(直接或非直接)。
第一工位110和第二工位120具有圆形构造，其中龙头或填充阀115以及密封和/或封盖头部125被约束到可转动或旋转传送装置的周边。这样的工位110、120可以例如是工具保持器，其分别设置有大约八十个龙头或填充阀115以及大约二十个密封和/或封盖头部125。
容器30通过合适的传送工具130传送，以便随后穿过测量设备10，该传送工具类似例如一组传送工具，其约束或不约束在传送带上，或者沿着向前运动路径B悬置，该向前运动路径至少部分地跟随第一工位110和第二工位120的周边。
封闭容器中的压力的测量设备10的操作如下。
初始，测量设备10通过合适的装置14、14'确定可用于测量的粗略的采集时间周期。
为此，根据特定实施例，确定容器的顶部空间31处于检查区域20中的时间周期，如上所述。
当容器处于检查区域20中时，优选地对着该检查区域吹送与被测量气体不同的气体。
更优选地，当容器处于检查区域20的入口处时，也对着容器30吹送相对于测量目标气体不同的气体。
在采集时间周期期间，激光源11朝向封闭容器30通过的检查区域20反复地发射一定波长的激光束，该波长能够针对封闭容器30的顶部空间31中容纳的气体的吸收波长进行调节。
具体地，朝向容器30的在检查区域20中通过的顶部空间31发射激光束，精确地在容器30的由光学透明材料制成的部分处发射激光束。
检测器12检测在容器30的顶部空间31处发生的吸收之后衰减的激光束(测量信号贡献)，并且对于检测到的每个激光束输出表示顶部空间31中存在的气体测量目标的吸收光谱的数据。
具体地，对于检测到的每个信号，识别测量条件的特征背景函数。从检测到的信号贡献减去这样的背景函数，以提取吸收线，从该吸收线获得处于检查中的气体的全部和/或部分压力信息。
为了隔离用于测量的有意义的信号贡献，分析在采集时间周期期间已经穿过容器30的接收到的测量贡献的强度轮廓的包络线50，以便识别与容器30的壁相对应的点51、52。这样的点用作用于子窗口53的限定基准，该子窗口包含在这样的点之间并且优选地相对于这些点居中，其中子窗口53表示实际可用于压力测量的整个信号贡献。
根据不同的方法来补偿可能的干扰和/或信号失真，这些方法可以组合应用或者作为可选形式应用。
信号幅度优选地根据使用者引入的参数(例如所处理的容器30的类型、检查的气体的类型等等)的变化而改变，以便补偿所接收到的信号的幅度的变化。
因此，接下来识别并消除过度失真的测量信号贡献，使得整体测量值不会被这样的贡献过度劣化。
具体地，抛弃了这样的测量贡献，该测量贡献的吸收线的幅度低于预定幅度阈值，该预定幅度阈值能够根据使用者引入的参数(例如所处理的容器30的类型、检查的气体的类型等等)的变化而改变。
除此之外或作为另外一种选择，抛弃这样的测量贡献，该测量贡献的上升前沿的角度系数或倾斜度背离传递的信号的上升前沿的角度系数超过预定阈值(例如等于20°)。
根据穿过顶部空间31的激光束行进的光学路径的长度的变化而对单个测量贡献进行加权。因此，基于加权平均值获得压力测量值，该加权平均值由此考虑单个光学路径的长度的差异。
补偿容器外侧出现的处于检查中的气体的贡献，以便在没有容器的情况下执行气体的直接测量，并且从测量贡献的总数减去这样的直接测量值。
具体地，在进行到减法之前，根据顶部空间31的尺寸的变化，并由此根据容器30外侧的激光束行进的光学路径部分的变化，来执行直接测量的加权。顶部空间31的尺寸是初始由使用者引入的或者由校正程序自动地采集的一段数据。
具体地，根据激光束行进的外部光学路径的平均长度的变化来执行直接测量的加权。
在已经选择了能够考虑用来确定整体测量值的测量贡献之后，对这样的贡献进行平均，或者作为另外一种选择，选择某些贡献，基于这些贡献外推可用的参数，以用于确定处于检查中的气体浓度和容器的压力。例如，在希望按照WMS技术通过二氧化碳上的吸收光谱测量容器内的总压力的情况下，提取吸收轮廓的二次导数的最小点的距离参数，以便获得独立于光学路径的压力测量值。这样的设置在瓶呈椭圆形的情况下证明是尤其有利的。
作为另外一种选择，在通过水蒸汽管线上的吸收光谱测量总压力的情况下，提取由吸收轮廓的二次导数获得的吸收轮廓的区域的参数，这使得能够获得与容纳液体的封闭容器的温度成比例的参数，并且由此能够进行与获得的已知温度相关联的压力测量。

Claims (12)

1.一种用于在自动填充和/或包装装备中在线直接测量封闭容器(30)中的压力的测量设备(10)，该封闭容器的顶部空间(31)的至少一部分由光学透明材料制成，该测量设备包括：
-至少一个检查区域(20)，所述至少一个检查区域用于所述封闭容器中的一个封闭容器(30)的顶部空间(31)的至少一部分通过；
-至少一个激光源(11)，所述至少一个激光源具有光轴(A)，用于发射一定波长的激光束，该波长能够针对容纳在封闭容器(30)的顶部空间(31)中的气体的吸收波长进行调节，所述至少一个激光源(11)定位成用以将激光束朝向所述至少一个检查区域(20)引导；
-至少一个检测器(12)，所述至少一个检测器定位成用以在由激光源(11)发射的激光束行进通过检查区域(20)时检测该激光束的至少一部分，并且提供表示由于激光束穿过检查区域(20)而产生的所述气体的吸收光谱的输出数据；
-至少一个检测装置(14、14')，所述至少一个检测装置用于检测信号采集时间周期，该信号采集时间周期与封闭容器(30)的顶部空间(31)的所述至少一部分穿过检查区域相对应，
其特征在于，该测量设备(10)包括：连接在检测器(12)下游的信号调节元件(40)，该信号调节元件(40)适于接收由检测器(12)检测到的单个测量信号贡献，并且处理每个测量信号贡献，以提取来自封闭容器(30)的顶部空间(31)中包含的气体的吸收线；和识别工具(41)，所述识别工具用于在表示在信号采集时间周期期间采集的吸收光谱的数据之中识别可用于压力测量的信号贡献，
其中用于识别可用于压力测量的信号贡献的识别工具(41)包括：
-用于检测曲线的第一最小点(51)和第二最小点(52)的元件，该曲线来自在信号采集时间周期期间采集的表示气体的吸收光谱的数据的强度轮廓的包络线；
-用于确定所述第一最小点(51)和所述第二最小点(52)之间的距离的元件；以及
-用于限定测量子窗口(53)的元件，该测量子窗口包含在第一最小点(51)和第二最小点(52)之间并且相对于第一最小点和第二最小点(51、52)居中，所述测量子窗口(53)限定了可用于压力测量的一组信号贡献，
其中所述测量设备(10)在激光源(11)和检测器(12)之间限定的检查区域(20)的上游还包括进入通道(17a)，所述进入通道借助于弯曲成“U”形并且朝向底部开口的保护壁形成，并且所述进入通道由光不能透过的材料制成，所述进入通道被构造成用以容纳封闭容器(30)的至少限定了相应的顶部空间(31)的朝向检查区域(20)行进的部分，并且所述测量设备(10)还包括至少一个第二冲洗装置(19a、19b、19c)，所述至少一个第二冲洗装置布置在所述进入通道(17a)的入口处，用以相对于封闭容器(30)的向前运动方向(B)在检查区域(20)的上游注入与封闭容器(30)的顶部空间(31)中包含的气体不同的气体。
2.根据权利要求1所述的测量设备(10)，其中用于检测采集时间周期的检测装置(14、14')包括用于检测所述封闭容器(30)的瞬时位置的至少一个位置传感器和/或用于检测所述封闭容器(30)的向前运动的瞬时速度的元件。
3.根据权利要求1或2所述的测量设备(10)，其在激光源(11)和检测器(12)之间限定的检查区域(20)的下游包括离开通道(17b)，所述离开通道被构造成用以容纳封闭容器(30)的至少限定了相应的顶部空间(31)的远离检查区域(20)行进的部分。
4.根据权利要求1或2所述的测量设备(10)，其包括：至少一个第一冲洗装置(18a、18b)，用于将与封闭容器(30)的顶部空间(31)中包含的所述气体不同的气体注入到检查区域(20)中。
5.根据权利要求1或2所述的测量设备(10)，其中信号调节元件(40)包括信号处理子元件组中的至少一个信号处理子元件，该信号处理子元件组包括：
-用于根据输入参数的变化而识别和改变采集的测量信号贡献的幅度的子元件(42)；
-用于识别和消除过度失真的测量信号贡献的子元件(43)；
-用于根据穿过顶部空间(31)的激光束行进的光学路径的长度的变化而对单个测量信号贡献进行加权的子元件(44)；
-用于补偿封闭容器(30)外侧出现的气体贡献的子元件(45)，其适于从至少一个测量信号贡献减去外部气体的直接测量。
6.一种用于封闭容器(30)的自动填充和/或包装装备(100)，该封闭容器的顶部空间(31)的至少一部分由光学透明材料制成，该自动填充和/或包装装备包括：
-传送工具(130)，该传送工具适于使多个封闭容器(30)沿着向前运动路径向前运动，沿着所述向前运动路径相继地布置有：第一工位(110)，用于填充所述封闭容器(30)，包括多个龙头或填充阀(115)；和第二工位(120)，用于密封和/或封盖所述封闭容器(30)，包括多个密封和/或封盖头部(125)，
其特征在于，相对于所述向前运动路径在用于密封和/或封盖的所述第二工位(120)的下游布置有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的在线测量设备(10)。
7.一种用于在自动填充和/或包装装备中在线直接测量封闭容器(30)中的压力的测量方法，该封闭容器的顶部空间(31)的至少一部分由光学透明材料制成，该测量方法包括以下步骤：
-将所述封闭容器中的一个封闭容器(30)的顶部空间(31)的至少一部分朝向检查区域(20)传送；
-朝向至少一个检查区域(20)发射一定波长的激光束，该波长能够针对封闭容器(30)的顶部空间(31)中容纳的气体的吸收波长进行调节；
-检测已经行进通过检查区域(20)的激光束的至少一部分，并且提供表示由于激光束穿过检查区域(20)而产生的气体的吸收光谱的输出数据；
-确定信号采集时间周期，该信号采集时间周期与封闭容器(30)的顶部空间(31)的所述至少一部分穿过检查区域(20)相对应；
-采集表示在信号采集时间周期期间检测到的气体的吸收光谱的数据；
其特征在于，所述测量方法包括以下步骤：
-将封闭容器(30)的至少限定了相应的顶部空间(31)的朝向检查区域(20)行进的部分容纳在检查区域(20)的上游的进入通道(17a)中，所述进入通道借助于弯曲成“U”形并且朝向底部开口的保护壁形成，并且所述进入通道由光不能透过的材料制成，
-相对于测量目标，对着通过穿过进入通道(17a)而进入检查区域(20)的封闭容器(30)吹送不同的气体，
-处理表示吸收光谱的数据，以提取来自封闭容器(30)的顶部空间(31)中包含的气体的吸收线；
-在采集到的表示气体的吸收光谱的数据之中识别可用于压力测量的代表性数据；以及
-基于可用的代表性数据确定压力测量值，
其中识别可用于压力测量的代表性数据的步骤包括以下步骤：
-检测曲线的第一最小点(51)和第二最小点(52)，该曲线来自在信号采集时间周期期间采集的表示气体的吸收光谱的数据的强度轮廓的包络线；
-确定所述第一最小点(51)和所述第二最小点(52)之间的距离；以及
-限定测量子窗口(53)，该测量子窗口包含在第一最小点(51)和第二最小点(52)之间并且相对于第一最小点和第二最小点(51、52)居中，所述测量子窗口(53)限定了可用于压力测量的一组信号贡献。
8.根据权利要求7所述的测量方法，其中确定可用信号采集时间周期的步骤包括：
-接收通过位置传感器检测到的封闭容器(30)的至少一段位置数据，并且基于接收到的所述至少一段位置数据计算封闭容器(30)的顶部空间(31)进入检查区域(20)的时刻；或者
-接收封闭容器(30)的多段瞬时向前运动速度数据，并且基于接收到的多段瞬时向前运动速度数据计算封闭容器(30)的顶部空间(31)进入检查区域(20)的时刻。
9.根据权利要求7或8所述的测量方法，其包括以下步骤：相对于测量目标，对着穿过检查区域(20)的封闭容器(30)吹送不同的气体。
10.根据权利要求7或8所述的测量方法，其中提供表示气体的吸收光谱的一段输出数据的步骤作为另外一种选择或者组合地包括：
-通过根据封闭容器(30)的材料和/或目标测量气体的类型的变化而改变检测到的信号的幅度，来补偿检测到的信号的幅度变化；和/或
-识别并消除过度失真的检测信号；和/或
-根据穿过顶部空间(31)的激光束行进的光学路径的长度的变化而对检测到的信号进行加权；和/或
-在不存在封闭容器(30)的情况下执行目标测量气体的直接测量，并且从检测到的信号减去该直接测量。
11.根据权利要求10所述的测量方法，其中识别并消除失真的检测信号的步骤作为另外一种选择或者组合地包括：
-检查吸收线的幅度是否低于幅度阈值；和/或
-检查检测到的信号的上升前沿的角度系数是否处于角度系数的可接受的范围之外；和/或
-检查检测到的信号的上升前沿和下降前沿之间是否存在不对称性，并且消除不对称性比容许的阈值不对称性高的信号；
-检查检测到的信号的占空百分比，并且消除占空百分比处于可接受的占空百分比范围之外的信号。
12.根据权利要求7或8所述的测量方法，其包括作为另外一种选择基于以下因素确定压力测量值的步骤：
-识别的可用代表性数据的加权平均值；
-利用WMS技术借助于吸收光谱确定的吸收轮廓的二次导数的最小点之间的距离；
-从吸收轮廓的二次导数获得的吸收轮廓的面积。
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