CN112236670A - 用于检测容器的顶部空间中的气体的设备 - Google Patents

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Abstract

用于测量第一气体的浓度和/或用于测量容器的顶部空间中的压力的设备的发射器‑接收器装置（1），其中发射器‑接收器装置限定用于容纳所述顶部空间的测量区（11），并且其中发射器‑接收器装置包括：发射器（2），其被配置为发射覆盖包括所述第一气体的吸收线的波长范围的电磁辐射（5），接收器（3），其被配置为接收所述波长范围内的电磁辐射（5'），所述接收器和所述发射器相对于彼此定向，使得为所述电磁辐射限定从所述发射器穿过所述测量区到所述接收器的辐射路径，固定元件（7），用于将发射器‑接收器装置固定到所述设备或封闭机器，电可控致动器装置（8），其被配置为引起以下中的至少一项：所述发射器和所述接收器相对于所述固定元件的共同移位、所述发射器相对于所述接收器的移位、所述发射器和所述接收器相对于所述固定元件的空间取向上的变化以及所述发射器相对于所述接收器的空间取向上的变化。

Description

用于检测容器的顶部空间中的气体的设备
技术领域
本发明涉及一种用于测量特定气体的浓度和/或用于测量容器的顶部空间中的压力的设备。根据另外的方面，本发明涉及一种利用该设备测量特定气体的浓度和/或用于测量容器的顶部空间中的压力的方法。
背景技术
已知与气体接触（特别是与非惰性气体诸如氧气接触）会随着时间的流逝降低食品或药品的质量。例如在用于药品的容器中具有低的量的残余氧气对于实现相应产品的足够长的保质期是至关重要的。为此，在包装过程中将惰性气体（通常为氮气）引入容器中，以便从容器中排出空气。对于敏感的药品，残余氧气百分比的典型要求限制在氧气的1-2%范围内。需求趋向于0.5%或更少的残余氧气。
包装后容器中的残余氧气量可由操作员离线验证。为此，从包装线中取出单个样品。破坏性或非破坏性的分析方法可用于确定填充和封闭容器中的残余氧气量。然而，这是一个时间点，该时间点相对较晚，因此在发生故障的情况下，大量容器可能会受到影响。在这种情况下，尽管分析了一些样品的残余氧气量，但可能无法避免经济损失。因此，在高通量的填充和/或封闭机器中，期望在该过程的较早点测量填充的容器的顶部空间中的气体浓度。然而，特别是在高通量的填充和/或封闭机器中，空间受到限制，并且难以实施附加的处理或测量步骤。
发明内容
本发明的目的是提供一种避免现有技术缺陷的设备。
这一目的通过根据权利要求1的发射器-接收器装置来实现。
它是一种用于测量第一气体的浓度和/或用于测量容器的顶部空间中的压力的设备的发射器-接收器装置。发射器-接收器装置限定用于容纳顶部空间的测量区，并且发射器-接收器装置包括
- 发射器，其被配置为发射覆盖包括第一气体的吸收线的波长范围的电磁辐射，
- 接收器，其被配置为接收该波长范围内的电磁辐射，其中接收器和发射器相对于彼此定向，使得为电磁辐射限定从发射器穿过测量区到接收器的辐射路径，
- 固定元件，其用于将发射器-接收器装置固定到设备或填充机器，以及
- 电可控致动器装置，其被配置为引起以下中的至少一项：
- 发射器和接收器相对于固定元件的共同平移和/或旋转位移，
- 所述发射器相对于接收器的相互相对平移和/或旋转位移，
- 发射器和接收器相对于固定元件的空间取向上的变化，以及
- 发射器的空间取向相对于接收器的空间取向上的变化。
发明人已认识到，由于容器中的残余气体（特别是非惰性气体，诸如氧气）的百分比对于产品的质量至关重要，因此有必要尽可能接近在容器填充惰性气体的时刻监控容器中残余气体的量。这一目的通过根据本发明的发射器-接收器装置来实现。具体地，发射器-接收器装置使得能够在没有操作者人工干预的情况下调整特定的容器类型和尺寸。这具有的优点是，发射器-接收器装置可构造得紧凑并且可安装在空间有限的地方。
电可控致动器装置可包括一个或多个伺服或步进电动机驱动的线性轴线或旋转轴线。致动器装置可包括竖直轴线，该竖直轴线被配置为将发射器和接收器一起移动到与待分析的顶部空间的竖直位置相对应的竖直位置。水平轴线可将入射电磁辐射导向通过顶部空间的路径最大或发生最小反射的位置。可调整出射光束的角度以补偿容器壁的折射属性。另外，可应用光学元件以便形成光束、散射光束和/或改变其形状和/或其时间和/或空间相干性。
可调位置可取决于容器的类型，诸如小瓶、注射器、药筒、瓶子。它们可取决于容器的尺寸以及填充高度。作为示例，在运输工具的平面上方10 mm至120 mm范围内的竖直位置的调整可通过竖直定向的伺服或步进电机驱动的线性轴线来实现。
因此，电可控致动器装置被配置为引起以下中的至少一项：发射器和接收器相对于固定元件的共同位移、发射器相对于接收器的位移、发射器和接收器相对于固定元件的空间取向上的变化以及发射器的空间取向相对于接收器的空间取向上的变化。
发射器或接收器的位移会改变其位置，这可在笛卡尔坐标系中限定。空间取向的改变可例如通过围绕笛卡尔坐标系的轴线旋转来实现，这可被描述为倾斜发射器或接收器。
作为示例，电磁辐射可为红外辐射。红外吸收光谱法是已知的方法，其适合于确定容器中特定的被监控的气体的浓度以及容器内的压力。该方法允许以非侵入性的方式来确定容器的顶部空间中的气体的浓度和/或压力，即不需要将测量设备的一部分插入容器中。其优点在于，仅红外线辐射穿过容器的壁并穿过顶部空间中的气相。红外辐射的辐射强度在特定于不同种类气体的吸收带中降低。可选择第一气体的特性吸收带处于所述波长范围内。
在发射器-接收器装置的实施例中，第一气体是非惰性气体。
由于容器中非惰性气体的百分比对于产品质量至关重要，因此需要监控该数量。
在发射器-接收器装置的实施例中，第一气体是氧气，并且其中波长范围包括760nm的波长。
在包装药品或食品时，确保低的氧气浓度尤为重要。观察接近760 nm波长的特性吸收线引起对分子氧的可靠检测。
在发射器-接收器装置的一个实施例中，发射器包括适于发射波长范围内的电磁辐射的可调谐二极管激光器。
利用可调谐二极管激光器，可通过在用于检测第一气体的整个波长范围内随时间扫描可调谐二极管激光器发射的相对窄的波长带的中心波长来覆盖期望的波长范围。可调谐二极管激光器的使用使得能够扫描大于激光辐射的带宽的波长范围，并且因此可以在用于各种波长的波长数据集上提供强度。为此，可根据锯齿轮廓来调制激光的波长。该调制还可另外叠加一个另外的调制，例如用快速正弦波，以便对到达接收器侧的信号进行锁定放大或更高次谐波分析。
在一个实施例中，发射器-接收器装置还包括限定内部空间并具有朝向外部空间的外表面的壳体，其中外部空间包括测量区，并且其中电可控致动器装置位于内部空间中。
将测量区与致动器装置分开可减轻可能出现的清洁问题。在测量区和容器被填充的位置之间通常存在开放空间。当操作致动器元件时产生的任何颗粒均保留在壳体的内部空间中。此外，由于防止了与通过电可控致动器装置移动或旋转的运动部件的无意碰撞，壳体提高了操作的安全性。
在发射器-接收器装置的实施例中，发射器布置在内部空间中并且通过窗口与测量区分开，该窗口在波长范围内是透明的并且形成外表面的至少一部分，并且
其中接收器布置在内部空间中，并且通过该窗口或另外的窗口与测量区分开，该另外的窗口在波长范围内是透明的并且形成外表面的一部分。
该实施例允许进一步将发射器和接收器与测量区分开。
在另一个实施例中，壳体可包括多个部分，并且内部空间可包括多个子空间，特别地，发射器可布置在所述内部空间的第一子空间中，并且接收器可布置在所述内部空间的第二子空间中，第二子空间与第一子空间分开。
在发射器-接收器装置的实施例中，外表面的至少主要部分由耐过氧化氢的材料和/或其中所述外表面具有低于或等于1.6微米的算术平均粗糙度，和/或所述外表面没有压痕，和/或所述外表面具有几何形状，对于该几何形状，存在避开水平面的取向。
利用由抗过氧化氢的材料形成的外表面，发射器-接收器装置可经受低温灭菌过程，其中施加汽化的过氧化氢而不会损坏发射器-接收器装置。合适的材料例如是不锈钢或蓝宝石。后者另外适用于透明窗口。发明人已认识到，外表面的所列属性单独地和组合地有助于发射器-接收器装置的洁净室适用性。因此，根据该实施例的发射器-接收器装置的优点在于，其可被放置在需要洁净室环境的填充和/或封闭站附近。算术平均粗糙度，也称为Ra值，是根据评估长度内围绕中心线的偏差确定的过滤粗糙度轮廓的算术平均值。低于1.6微米的Ra值适用于洁净室环境中使用的设备表面。当安装到设备上或填充机器中时，壳体的外表面可安装成使得至少主要部分不是水平的。为此，外表面可为弯曲的。作为示例，壳体可具有拱形顶板。避免水平部分的另一种方法是以鞍形的形式形成壳体的上部。优选地，壳体的上表面在其安装位置中相对于水平方向偏离30°至45°的角度。
在发射器-接收器装置的实施例中，壳体是气密的。
气密壳体进一步拓宽了可能的应用范围，特别是在对颗粒密度或无菌环境存在严格要求的领域。此外，气密壳体可永久地填充有不同于待测量的第一气体的第二气体，使得沿位于壳体内部的发射器和接收器之间的辐射路径的一部分存在第一气体不会对测量信号产生不必要的贡献。
在一个实施例中，发射器-接收器装置还包括第二气体源，该第二气体源被配置为用第二气体淹没电磁辐射沿辐射路径的区域。
在该实施例中，第一气体可从容器的周围排出，使得对于第一气体的测量信号特性没有贡献来自待测试容器的周围。在氧气是第一气体的情况下，第二气体可为例如氮气。第二气体源可被配置为淹没发射器-接收器布置的壳体的内部空间，如果存在此类壳体的话。第二气体源可包括指向测量区的开口。
在另一个实施例中，可使用光束引导光束传输系统，例如光波导，例如包括一个或多个光纤，以将测量光束从发射器传递到测量区，从而避免周围气体对光束的影响。
除非有矛盾，否则之前提到的实施例可与任何其他实施例组合。
根据权利要求10所述的设备进一步处于本发明的范围内。这是一种用于测量第一气体的浓度和/或用于测量容器的顶部空间中的压力的设备。该设备包括
- 根据本发明的发射器-接收器装置，以及
- 评估单元，其可操作地连接到接收器并且被配置为基于由接收器接收的电磁辐射，生成指示第一气体的浓度和/或顶部空间中的压力的数值。
此外，根据权利要求11所述的填充和/或封闭机器也处于本发明的范围内。所述填充和/或封闭机器包括用于将液体或固体内容物填充到容器中的填充站、根据本发明的设备以及被配置为将容器从所述填充站运输到所述设备的测量区的运输系统。
填充和/或封闭机器可包括具有壳体的本发明的设备。壳体可以适合洁净室环境的方式构造。在填充机器内部的安装位置，壳体可能没有水平面。壳体的顶板的面可为拱形的，或者可相对于水平面具有20°至120°之间，特别是30°至45°之间的倾斜角，即面的表面法线与重力的方向形成20°至120°之间，特别是30°至45°之间的角度。
此外，根据权利要求12所述的方法也处于本发明的范围内。该方法是确定第一气体的气体浓度和/或容器的顶部空间中的压力的方法。该方法使用根据本发明的设备。该方法包括借助于电可控致动器装置调整发射器和/或接收器的位置或空间取向的步骤。
本发明还涉及根据权利要求13所述的方法。这是生产经测试的封闭容器的方法，该封闭容器在液体或固体内容物上方的顶部空间中含有气相。在由该方法得到的产品中，气相的第一气体的气体浓度低于预定的测试极限。该方法包括以下步骤：
- 将内容物填充到容器中，从而建立没有内容物的顶部空间，
- 通过将第二气体，特别是惰性气体引入容器中，从容器的内部置换先前的气相，
- 通过封闭装置封闭填充的容器，
- 通过使用根据权利要求10所述的设备，确定在填充且封闭的容器的顶部空间中的第一气体的气体浓度，以及
- 如果确定的第一气体的气体浓度高于测试极限，则拒绝填充并封闭的容器，否则接受填充且封闭的容器作为测试的封闭容器。
在本发明方法的变型中，第一气体是氧气。
在本发明方法的变型中，在确定填充容器的顶部空间中的第一气体的气体浓度的步骤之前，执行通过借助于电可控致动器装置移位或旋转发射器或接收器而使测量区与容器的顶部空间重叠的另外的步骤。
该方法的这种变型的优点在于，可在没有人工干预的情况下处理各种类型和尺寸的容器，特别是在无菌环境内。当开始对一批相同的容器进行测量时，可执行使测量区与待测量容器的顶部空间重叠的步骤。在这种情况下所需的位置和空间取向可从含有用于各种类型的容器的相应信息的数据库中读取。然后，可控制电可控致动器装置以将发射器和接收器移动到相应位置并调整它们的空间取向。另外，利用此类初始定位或另选地，可针对每个单独的容器调整发射器和接收器的位置和空间取向。此类调整可考虑到相同类型的不同容器的单独变化或它们相对于设备的位置变化。该调整可通过应用反馈回路来执行，例如，以将所接收的电磁辐射的强度保持为接近最大值。
在根据本发明的方法的变型中，该方法的步骤通过根据权利要求11所述的填充和/或封闭机器来执行，并且其中填充的容器连续地通过测量区，或者其中处理系统采集被填充的容器的单独样品并且将它们移动到测量区。
因此，当应用所述方法时，根据本发明的设备可在两种操作模式下使用：第一，测试从一批填充的容器中采集的单个样品；第二，对所有填充的容器进行在线测试。
附图说明
现在将借助于附图进一步举例说明本发明。附图示出：
图1是根据本发明的发射器-接收器装置的示意图；
图2是用于测量第一气体的浓度和/或用于测量容器的顶部空间中的压力的设备的实施例的示意图。
具体实施方式
图1示意性地且简化地示出了根据本发明的发射器-接收器装置1。示出发射器-接收器装置处于操作状态。发射器2向测量区11发射电磁辐射5。电磁辐射由双线箭头指示。已通过测量区的辐射5'由接收器3接收。固定元件7使得发射器-接收器装置能够固定到其环境中的元件。电可控致动器装置8被配置为相对于固定元件并相对于彼此移位或旋转发射器和接收器。可能由操作致动器装置引起的可能运动由箭头象征性地指示。在虚线中，示出了处于可能的测量位置的容器10，其不是发射器-接收器装置的一部分。测量区11与容器的顶部空间重叠，即与容器内容物上方的空间重叠。所示的致动器装置是多轴致动器装置。它能够例如通过同时上下移位发射器和接收器的位置来调整测量区相对于固定元件的高度。发射器和接收器之间的距离也可调整。可应用发射器的旋转或倾斜运动来调整发射器和接收器的相对空间取向，这考虑到容器壁中的折射效应，从而确保离开测量区的辐射射到接收器上。借助于直接附接到固定元件的水平线性轴线，发射器和接收器可作为整体在水平方向上移位。以虚线示出的评估单元4可可操作地连接到接收器3，并且将发射器-接收器装置1补充到用于测量第一气体的浓度和/或用于测量容器的顶部空间中的压力的设备。
图2示意性且简化地示出了用于测量第一气体的浓度和/或用于测量容器的顶部空间中的压力的设备的实施例。除了在图1中已论述过的元件之外，它还包括壳体9。壳体限定了含有发射器2、接收器3和致动器装置8的内部空间。它限定了包括测量区11的外部空间。窗口6和另外的窗口6'对于用于检测第一气体的波长范围内的电磁辐射是透明的。来自发射器的辐射5穿过窗口6到达测量区11。已通过测量区的辐射5'通过另外的窗口6'进入内部空间并由接收器3接收。设备30可安装在由虚线指示的机器床21上。此类机器床可属于填充机器。此外，示出了用于将容器10运输到设备的运输工具20。此类运输工具可属于填充机器的运输系统。在所示的实施例中，第二气体源22被配置为用第二气体冲洗容器的周围和设备的内部空间，该第二气体不同于待测量的第一气体，并且在第一气体是氧气的情况下可为例如氮气。壳体的顶盖9'可具有在与该图所示的横截面正交的方向上限定的弓形形状或鞍形顶部的形状，从而避免了水平面。
附图标记列表
1 发射器-接收器装置
2 发射器
3 接收器
4 评估单元
5、5' 辐射
6、6' 透明窗口
7 固定元件
8 致动器装置
9 壳体
9' 壳体的顶盖
10 容器
11 测量区
20 运输工具
21 机器床
22 第二气体源
30 用于测量第一气体的浓度和/或用于测量容器的顶部空间中的压力的设备

Claims (16)

1.用于测量第一气体的浓度和/或用于测量容器（10）的顶部空间中的压力的设备的发射器-接收器装置（1），其中所述发射器-接收器装置限定用于容纳所述顶部空间的测量区（11），并且其中所述发射器-接收器装置包括
- 发射器（2），其被配置为发射覆盖包括所述第一气体的吸收线的波长范围的电磁辐射（5），
- 接收器（3），其被配置为接收所述波长范围内的电磁辐射（5'），所述接收器和所述发射器相对于彼此定向，使得为所述电磁辐射限定从所述发射器穿过所述测量区到所述接收器的辐射路径，
- 固定元件（7），其用于将所述发射器-接收器装置固定到所述设备或填充和/或封闭机器，以及
- 电可控致动器装置（8），其被配置为引起以下中的至少一项：
- 所述发射器和所述接收器相对于所述固定元件的共同平移和/或旋转位移，
- 所述发射器相对于所述接收器的相互相对平移和/或旋转位移。
2.根据权利要求1所述的发射器-接收器装置（1），其中所述第一气体是非惰性气体。
3.根据权利要求2所述的发射器-接收器装置（1），其中所述第一气体是氧气，并且其中所述波长范围包括760 nm的波长。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发射器-接收器装置（1），其中所述发射器（2）包括适于发射所述波长范围内的电磁辐射的可调谐二极管激光器。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的发射器-接收器装置（1），所述发射器-接收器装置还包括限定内部空间并具有朝向外部空间的外表面的壳体（9），其中所述外部空间包括所述测量区，并且其中所述电可控致动器装置位于所述内部空间中。
6.根据权利要求5所述的发射器-接收器装置（1），其中所述发射器（2）布置在所述内部空间中，并且通过窗口（6）与所述测量区分开，所述窗口在所述波长范围内是透明的并且形成所述外表面的至少一部分，并且
其中所述接收器布置在所述内部空间中，并且通过所述窗口（6）或通过另外的窗口（6'）与所述测量区分开，所述另外的窗口在所述波长范围内是透明的并且形成所述外表面的一部分。
7.根据权利要求5至6中任一项所述的发射器-接收器装置（1），其中所述外表面的至少主要部分由耐过氧化氢的材料形成，和/或其中所述外表面具有小于或等于1.6微米的算术平均粗糙度，和/或所述外表面没有压痕，和/或所述外表面具有几何形状，对于所述几何形状，存在避开水平面的取向。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的发射器-接收器装置（1），其中所述壳体是气密的。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的发射器-接收器装置（1），其还包括第二气体源，所述第二气体源被配置为用第二气体淹没所述电磁辐射沿所述辐射路径的区域。
10.用于测量第一气体的浓度和/或用于测量容器的顶部空间中的压力的设备（30），所述设备包括
- 根据权利要求1至9中任一项的发射器-接收器装置，以及
- 评估单元，其可操作地连接到所述接收器，并且被配置为基于由所述接收器接收的电磁辐射，生成指示所述第一气体的所述浓度和/或所述顶部空间中的所述压力的数值。
11.用于填充容器的填充和/或封闭机器，其包括用于将液体或固体内容物填充到容器中的填充站、根据权利要求10所述的设备（30）以及被配置为将所述容器从所述填充站运输到所述设备的所述测量区的传送系统。
12.确定第一气体的气体浓度和/或测量容器的顶部空间中的压力的方法，所述方法使用根据权利要求10所述的设备，并且所述方法包括借助于所述电可控致动器装置调整所述发射器和/或接收器的位置或空间取向的步骤。
13.生产经测试的封闭容器的方法，所述封闭容器在液体或固体内容物上方的顶部空间中含有气相，其中所述气相的第一气体的气体浓度低于预定的测试极限，所述方法包括以下步骤：
- 将所述内容物填充到所述容器中，从而建立没有所述内容物的所述顶部空间，
- 通过将第二气体，特别是惰性气体导入所述容器中，从所述容器的内部置换先前的气相，
- 通过封闭装置封闭填充的容器，
- 通过使用根据权利要求10所述的设备，确定填充且封闭的容器的所述顶部空间中的所述第一气体的气体浓度，以及
- 如果所述第一气体的确定的气体浓度高于所述测试极限，则拒绝所述填充且封闭的容器，否则接受所述填充且封闭的容器作为测试的封闭容器。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述第一气体是氧气。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中在确定填充的容器的所述顶部空间中的所述第一气体的气体浓度的所述步骤之前，执行通过借助于所述电可控致动器装置移位或旋转所述发射器或接收器使所述测量区与所述容器的所述顶部空间重叠的另外的步骤。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中所述方法的步骤借助于根据权利要求11所述的填充和/或封闭机器来执行，并且其中填充的容器连续地通过所述测量区，或者其中处理系统采集填充的容器的单个样品并将它们移动到所述测量区。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023232913A1 (en) * 2022-06-01 2023-12-07 Gasporox Container holder device
WO2024037937A1 (en) * 2022-08-18 2024-02-22 Wilco Ag Method and apparatus for measuring a concentration of a gas species
CN117470450B (zh) * 2023-12-27 2024-03-01 广州煌之牌包装机械有限公司 一种西林瓶多头式轧盖检漏方法及系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5473161A (en) * 1994-06-21 1995-12-05 The Coca-Cola Company Method for testing carbonation loss from beverage bottles using IR spectroscopy
US20050084974A1 (en) * 2003-10-15 2005-04-21 Lighthouse Instruments, Llc. System and method for automated headspace analysis
US20050286054A1 (en) * 2004-01-05 2005-12-29 Southwest Sciences, Inc. Oxygen sensor for aircraft fuel inerting systems
CN102138067A (zh) * 2008-08-28 2011-07-27 森谢尔公司 适于对小浓度气体进行光谱分析的设备
CN103460023A (zh) * 2011-04-28 2013-12-18 日立造船株式会社 袋状容器内的氧浓度的非破坏检查装置
CN103717996A (zh) * 2011-07-26 2014-04-09 赫克斯冈技术中心 具有用于提取电磁辐射的滤波器单元的光学测量系统
WO2017203061A1 (de) * 2016-05-27 2017-11-30 Gea Food Solutions Germany Gmbh Verfahren und verpackungsmaschine zur bestimmung der gaskonzentration in einer verpackung

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5002397A (en) * 1988-04-13 1991-03-26 International Integrated Systems, Inc. System of fluid inspection and/or identification
JP5137740B2 (ja) * 2008-08-08 2013-02-06 日立造船株式会社 袋状容器内における酸素濃度の非破壊検査装置
EP2449356B1 (en) * 2009-07-01 2013-06-19 Wilco AG Method for leak testing closed, at least partially gas filled containers
US9645040B2 (en) * 2013-03-27 2017-05-09 Wilco Ag Method of inline inspecting and/or testing devices and apparatus to perform such method
US9841374B2 (en) * 2013-05-27 2017-12-12 Gasporox Ab System and method for determining a concentration of a gas in a container
JP6335499B2 (ja) * 2013-12-13 2018-05-30 株式会社イシダ 光学検査装置
CN107076637B (zh) * 2014-09-30 2020-12-04 Ft系统有限责任公司 用于测量封闭容器内的压力的设备和方法
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
JP7210442B2 (ja) * 2016-11-04 2023-01-23 ヴィルコ・アーゲー ガスの濃度を測定するための方法および装置
RU2019126443A (ru) * 2017-01-31 2021-03-02 Вилко Аг Способ измерения концентрации газа
SE541253C2 (en) * 2017-10-18 2019-05-14 Gasporox Ab System and method for determining the integrity of containers by optical measurement
GB201813448D0 (en) * 2018-08-17 2018-10-03 Cascade Tech Holdings Limited Leak detection system and method
AT521681B1 (de) * 2018-11-09 2020-04-15 Acm Automatisierung Computertechnik Mess Und Regeltechnik Gmbh Labor-Gasmessgerät
US20230088151A1 (en) * 2020-02-25 2023-03-23 Gasporox Ab System and method for determining the integrity of containers by optical measurement

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5473161A (en) * 1994-06-21 1995-12-05 The Coca-Cola Company Method for testing carbonation loss from beverage bottles using IR spectroscopy
US20050084974A1 (en) * 2003-10-15 2005-04-21 Lighthouse Instruments, Llc. System and method for automated headspace analysis
US20050286054A1 (en) * 2004-01-05 2005-12-29 Southwest Sciences, Inc. Oxygen sensor for aircraft fuel inerting systems
CN102138067A (zh) * 2008-08-28 2011-07-27 森谢尔公司 适于对小浓度气体进行光谱分析的设备
CN103460023A (zh) * 2011-04-28 2013-12-18 日立造船株式会社 袋状容器内的氧浓度的非破坏检查装置
CN103717996A (zh) * 2011-07-26 2014-04-09 赫克斯冈技术中心 具有用于提取电磁辐射的滤波器单元的光学测量系统
WO2017203061A1 (de) * 2016-05-27 2017-11-30 Gea Food Solutions Germany Gmbh Verfahren und verpackungsmaschine zur bestimmung der gaskonzentration in einer verpackung

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