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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Bewertung der Siegelintegrität eines versiegelten Behälters. Die
Siegelintegrität
wird durch Messen der Leitfähigkeit
durch versiegelten Behälter
bewertet, wenn dieser mindestens teilweise in eine Elektrolytlösung eingetaucht
ist. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen Apparat
bzw. eine Vorrichtung, die zur Bewertung der Siegelintegrität eines Behälters nützlich bzw.
geeignet ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Versiegelte Behälter mit Siegeln, die geöffnet werden
können,
werden in zahlreichen Anwendungen genutzt. Beispielsweise werden
versiegelte Behälter
für Erfrischungsgetränke, Nahrungsmittel und/oder
Industrieprodukte benutzt. Die Siegel dieser versiegelten Behälter gestatten
den Anwendern der Produkte, die in den versiegelten Behältern enthalten
sind, einen leichten Zugang zu den Produktinhalten. Besonders vorteilhaft
sind Siegel, die nach dem Öffnen
wieder verschlossen werden können. Diese
wiederverschließbaren
Siegel liegen typischerweise in der Form von Abdeckungen vor und
sorgen für
ein großes
Ausmaß an
Komfort und zahlreiche Vorteile. Ihre Hauptfunktion besteht darin,
dafür zu sorgen,
dass die Behälter,
nachdem sie anfänglich geöffnet wurden,
wieder verschlossen werden. Diese Funktion ist insbesondere vorteilhaft,
wenn es sich bei den in den versiegelten Behältern enthaltenen Produkten
um ein Nahrungsmittel handelt. Das wiederverschließbare Siegel
gestattet es dem Verbraucher, den gewünschten Teil des verpackten
Nahrungsmittels zu konsumieren und den Rest des Nahrungsmittels
für den
späteren
Verbrauch aufzuheben.
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Ein Problem mit solchen versiegelten
Behältern
besteht darin, dass sie lecken können.
Dies trifft insbesondere auf Plastikbehälter zu. Diese Lecks können von
offensichtlichen Lecks bis zu Mikrolecks reichen. Für Plastikbehälter beruhen
die Lecks hauptsächlich
auf Verarbeitungsbedingungen wie Wärmeexposition, Finishabrieb,
Einfülltemperatur, Kopfvolumen,
Aufreißbereich
und Umkehr. Selbstredend kann dann, wenn der versiegelte Behälter leckt, dieses
eine Verunreinigung des in dem Behälter enthaltenen Produkts verursachen,
was speziell Sorgen bereitet, wenn es sich bei dem Produkt um ein
Nahrungsmittelprodukt handelt.
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Es wäre daher wünschenswert, ein Verfahren
zum Testen auf Lecks in solchen versiegelten Behältern zu beschaffen. Es wäre weiterhin
wünschenswert,
wenn ein solches Verfahren einfach, leicht durchzuführen und
billig wäre.
Die vorliegende Erfindung stellt ein solches Verfahren und eine
Vorrichtung zur Durchführung
eines solchen Verfahrens bereit.
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Stand der Technik
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Elektrolytzellen werden in einführenden
Chemiekursen und Lehrbüchern
gelehrt (beispielsweise Chemical Principals, W. Masterson und E.
Slowinski, W. B. Saunders Company, Philadelphia (1977)).
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Der Stand der Technik lehrt ebenfalls
Verfahren zum Testen der Integrität von Siegeln. Der Artikel "Emphasis on Networking
for Added Security", Anon.,
Packng. News, Jan. 1994, Seiten 24–25, offenbart eine neue, nicht
destruktive Siegeltestausstattung, verwendet für die Inspektion von Siegeln auf
Vakuumverpackungen. Die Ausstattung legt einen Druck auf eine vollständige Vakuumverpackung an
und misst unter Anwendung eines elektronischen Systems minimale
Veränderungen
und Variationen im Packungsdruck, um Siegelunregelmäßigkeiten
zu detektieren.
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Der Artikel "The Status of Leak Detection", R. Kelsey, Food
Drug Packing, Band 54, Nr. 11, Nov. 1990, Seiten 8, 10 – 11, 18,
21, offenbart zahlreiche Verfahren zur Detektion von Siegellecks.
Umfasst in den offenbarten Detektionsverfahren für Siegellecks sind Testmethoden
der Druckabnahme, Testmethoden der Packungsverformung. Ebenfalls
offenbart in dem Artikel ist eine Methode, in der ein Testprodukt in
ein Wasserbad eingetaucht wird. Wenn das Testprodukt durch eine
Blasenabtasteinheit hindurchgeführt
wird, werden entkommende Luftblasen aus einem Leck in spezielle
Kanäle
dirigiert, die große
und sogar sehr kleine Blasen ausrichten. Die Blasen werden gezählt, wenn
sie einen fieberoptischen Lichtstrahl brechen, und von einem Fotosensor
notiert. In einem anderen offenbarten Verfahren das "zur Inspektion von
Ampullen" genutzt
wird, besteht in der Anwendung elektrischer Ströme bei hoher Spannung, die
die Oberfläche
dieser kleinen Behälter "waschen". Sogar das kleinste
Nadelloch, der Haarriss, die Kapillarenpore oder eine unzureichende
Glaswandungsdicke wird von diesem Hochfrequenz-Inspektions-Verfahren
mit Funkentest aufgezeigt (Ibid. auf 15).
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Die US-A-3855531 lehrt ein Verfahren
zum Testen der Siegel von versiegelten Behältern, enthaltend Elektrolytzusammensetzungen,
um zu bestimmen, ob das Siegel leckt. Diese Dokument lehrt ein einfaches,
leicht durchzuführendes
und billiges Verfahren zum Testen auf Lecks in den Siegeln versiegelter
Behälter,
die Elektrolytzusammensetzungen enthalten.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein solches einfaches, leicht durchzuführendes und billiges Verfahren
zum Testen auf Siegellecks in versiegelten Behältern bereitzustellen, die Siegel
aufweisen, die geöffnet
werden können,
und die Elektrolytprodukte enthalten. Es ist noch eine weitere Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Testen auf solche
Siegellecks bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe besteht darin,
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Detektion von Lecks bereitzustellen,
die in dem versiegelten Behälter
unter Marktverteilungsbedingungen auftreten können.
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Diese Aufgaben werden durch die hierin
beschriebene Erfindung gelöst.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Testen auf Lecks in versiegelten Behältern, enthaltend
Elektrolytproduktzusammensetzungen, die Siegel aufweisen, die geöffnet werden
können, das
Verfahren umfassend:
- (a) Insertieren einer
ersten Elektrode in einen versiegelten Behälter, worin der versiegelte
Behälter ein
Siegel aufweist, das geöffnet
werden kann und ein Loch aufweist, durch das die erste Elektrode
insertiert werden kann, worin der versiegelte Behälter und
das Siegel keine Elektrizität
leiten, worin der versiegelte Behälter eine Elektrolytproduktzusammensetzung
enthält
und worin die erste Elektrode so in den versiegelten Behälter insertiert
ist, dass die erste Elektrode zu mindest teilweise in die Elektrolytproduktzusammensetzung eintaucht
und das Siegel sich im ursprünglichen versiegelten
Zustand befindet;
- (b) Eintauchen des versiegelten Behälters in eine Elektrolytbadlösung, enthalten
in einem Kessel-Behälter,
worin die Elektrolytbadlösung
im direkten Kontakt mit einer zweiten Elektrode steht und worin
der versiegelte Behälter
so in die Elektrolytbadlösung
eingetaucht ist, dass das Siegel des versiegelten Behälters vollständig in
die Elektrolytbadlösung
eintaucht, die innere Siegeloberfläche des versiegelten Behälters vollständig in die
im versiegelten Behälter
enthaltene Elektrolytproduktzusammensetzung eingetaucht ist und
die erste Elektrode nicht im direkten Kontakt mit der Elektrolytbadlösung steht;
- (c) Anschließen
der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode an eine Gleichstromquelle,
worin eine Elektrode an die Gleichstromquelle auf solche Weise angeschlossen
ist, dass Elektronen aus der Gleichstromquelle zur Elektrode wandern, und
die andere Elektrode an die Gleichstromquelle so angeschlossen ist,
dass die Elektronen von der Elektrode an die Gleichstromquelle wandern; und
- (d) Messen der Leitfähigkeit
von einer Elektrode zur anderen;
worin das Siegel
und der versiegelte Behälter
nicht lecken, wenn kein elektrischer Strom von einer Elektrode zur
anderen fließt,
und worin das Siegel und/oder der versiegelte Behälter lecken,
wenn elektrischer Strom von einer Elektrode zur anderen fließt, wobei
das Verfahren auch das temporäre
Verformen des versiegelten Behälters
umfasst, während
dieser in die Elektrolytbadlösung
eingetaucht ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
weiterhin ein Verfahren zum Testen von Lecks in versiegelten Behältern, enthaltend
Elektrolytproduktzusammensetzungen, mit Siegeln, die geöffnet werden
können, wobei
das Verfahren umfasst:
- (a) Insertieren einer
ersten Elektrode in einen versiegelten Behälter, worin der versiegelte
Behälter ein
Siegel aufweist, das geöffnet
werden kann und ein Loch aufweist, durch das die erste Elektrode
insertiert werden kann, worin der versiegelte Behälter und
das Siegel keine Elektrizität
leiten, worin der versiegelte Behälter eine Elektrolytproduktzusammensetzung
enthält
und worin die erste Elektrode so in den versiegelten Behälter insertiert
ist, dass die erste Elektrode zu mindest teilweise in die Elektrolytproduktzusammensetzung eintaucht
und das Siegel sich im ursprünglichen versiegelten
Zustand befindet;
- (b) Eintauchen des versiegelten Behälters in eine Elektrolytbadlösung, enthalten
in einem Kessel-Behälter,
worin die Elektrolytbadlösung
im direkten Kontakt mit einer zweiten Elektrode steht und worin
der versiegelte Behälter
so in die Elektrolytbadlösung
eingetaucht ist, dass das Siegel des versiegelten Behälters vollständig in
die Elektrolytbadlösung
eintaucht, die innere Siegeloberfläche des versiegelten Behälters vollständig in die
im versiegelten Behälter
enthaltene Elektrolytproduktzusammensetzung eingetaucht ist und
die erste Elektrode nicht im direkten Kontakt mit der Elektrolytbadlösung steht;
- (c) Anschließen
der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode an eine Leitfähigkeitsmessvorrichtung,
worin eine Elektrode so an die Leitfähigkeitsmessvorrichtung angeschlossen
ist, dass Elektronen von der einen Elektrode zur anderen Elektrode
durch das Siegel oder den versiegelten Behälter wandern können, wenn
das Siegel oder der versiegelte Behälter leckt; und
- (d) Messen der Leitfähigkeit
von einer Elektrode zur anderen;
worin das Siegel
und der versiegelte Behälter
nicht lecken, wenn kein elektrischer Strom von einer Elektrode zur
anderen fließt,
und worin das Siegel und/oder der versiegelte Behälter lecken,
wenn elektrischer Strom von einer Elektrode zur anderen fließt, wobei
das Verfahren auch das temporäre
Verformen des versiegelten Behälters
umfasst, während
dieser in die Elektrolytbadlösung
eingetaucht ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
weiterhin eine Vorrichtung, die Siegellecks in versiegelten Behältern mit
Siegeln detektieren kann, die geöffnet werden
können,
und die Elektrolytproduktzusammensetzungen enthalten, wobei die
Vorrichtung ein Mittel zum Durchführen jeder der oben beschriebenen
Methoden umfasst.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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1 ist
eine Schemazeichnung, welche eine industrielle Ausführungsform
der Methode und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
eine perspektivische Explosionsansicht eines Gegenstands, der zum
Positionieren und Halten der ersten Elektrode genutzt wird, die
teilweise in das Elektrolytprodukt eingetaucht ist, dass in dem
versiegeltem Behälter
enthalten ist.
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Genaue Beschreibung
der Zeichnung
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In 1 ist
eine Teilansicht eines Behälters 14 gezeigt,
um dem Betrachter die Ansicht seines Inneren von der Seite her zu
gestatten. Unter Bezugnahme auf 1 wird
eine erste Elektrode 1 in einen versiegelten Behälter 2 insertiert.
In 1 liegt der versiegelte
Behälter 2 in
Form einer Getränkeflasche vor
und die erste Elektrode 1 in Form einer Kupfersonde. Der
versiegelte Behälter 2 enthält eine
Elektrolytproduktzusammensetzung 3, die in 1 in Form eines Elektrolytgetränks vorliegt.
Die erste Elektrode 1 wird in den versiegelten Behälter 2 durch ein
Loch 19 (am besten zu sehen in 2) im versiegelten Behälter 2 insertiert.
Die erste Elektrode 1 ist in den versiegelten Behälter 2 auf
solche Weise insertiert, dass die erste Elektrode 1 teilweise
in die Elektrolytproduktzusammensetzung 3 eingetaucht ist,
die im versiegelten Behälter 2 enthalten
ist. Die erste Elektrode 1 wird räumlich in ihrer teilweise eingetauchten
Position mit Hilfe einer ersten Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 fixiert,
die an den versiegelten Behälter 2 angeheftet
ist. Die erste Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 weist
eine Passage 18 (am besten in 2 zu sehen) durch ihre Mitte auf. Die
erste Elektrode 1 ist an einen ersten Draht 4 angeschlossen,
der elektrischen Strom leiten kann und wiederum an eine Gleichstromquelle 5 angeschlossen
ist. In 1 liegt die
Gleichstromquelle 5 in Form einer Batterie vor. Der erste
Draht 4 ist an das positive Ende 6 der Gleichstromquelle 5 angeschlossen. Der
versiegelte Behälter 2 wird
in einer festen räumlichen
Position mit Hilfe einer Positioniervorrichtung für den versiegelten
Behälter 2 so
gehalten, dass dieser teilweise in eine Elektrolytbadlösung 9 eingetaucht
ist, wobei das Siegel 8 des versiegelten Behälters 2 in
die Elektrolytbadlösung 9 eingetaucht
und die erste Elektrode 1 nicht in die Elektrolytbadlösung eingetaucht
ist oder mit dieser in direktem Kontakt steht. Die in 1 gezeigten Mittel zum Halten
des versiegelten Behälters 2 in
einer solchen fixierten räumlichen
Position ist eine Befestigungsvorrichtung 10 für einen
versiegelten Behälter,
die lösbar
an einem Ende an den versiegelten Behälter 2 angeheftet ist
und an ihrem anderen Ende an den Arm 11. Der Arm 11 ist
fixierend auf einer Oberfläche
(nicht zu sehen) befestigt. Die Elektrolytbadlösung 9 wird in einem
Kessel-Behälter 14 gehalten.
Der Kessel-Behälter 14 ist
in Teilansicht gezeigt. Ein zweiter Draht 12, der elektrischen
Strom leiten kann, ist an einem Ende an das negative Ende 17 der
Gleichstromquelle 5 angeschlossen und am anderen Ende an
eine zweite Elektrode 13, die in die Elektrolytbadlösung 9 untergetaucht
ist. In 1 liegt die
zweite Elektrode 13 in Form einer galvanisierten Metallplatte
vor. Die zweite Elektrode 13 ist an einer Seite an ein
Trägerglied 15 angeheftet
und an der anderen Seite an ein Trägerglied 16. Jedes
der Trägerelemente 15 und 16 ist
an den Kessel-Behälter 14 angeheftet.
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Unter Bezugnahme auf 2 liegt die erste Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 in
Form einer Schlinge bzw. Öse
vor. Die erste Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 ist
an den versiegelten Behälter 2 in
solcher Weise angeheftet, dass die Passage 18 durch die
erste Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 achsial mit einem
Loch 19 in dem versiegeltem Behälter 2 ist. Die erste
Elektrode 1 wird durch die Passage 18 in der Mitte
der ersten Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 und durch
das Loch 19 in den versiegelten Behälter 2 insertiert.
Die zylindrische Innenwandung 20 der Passage 18 durch
die erste Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 sind flexibel,
jedoch ausreichend steif, um die erste Elektrode 1 mittels
Reibung in einer gewählten
Position zu halten. Die erste Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 bildet ein
leckdichtes Siegel mit dem versiegeltem Behälter 2 und die erste
Elektrode 1 bildet ein leckdichtes Siegel mit der zylindrischen
Innenwandung 20 der Passage 18 durch die erste
Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7.
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Genaue Beschreibung der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung umfasst
ein Verfahren zum Testen auf Lecks in Siegeln 8 in versiegelten
Behältern 2 mit
Siegeln 8, die geöffnet
werden können,
und die Elektrolytproduktzusammensetzungen 3 enthalten.
Das Testverfahren der vorliegenden Erfindung involviert das Messen
der Leitfähigkeit
eines Systems, umfassend den versiegelten Behälter 2. Die Methode
der vorliegend Erfindung ist eine destruktive Methode, worin der
spezielle versiegelte Behälter 2 zerstört wird
und nicht weiter im Handel benutzt werden kann. Dieses Verfahren
ist für
punktuelle Verprobung versiegelter Behälter 2 nützlich, die
für den
kommerziellen Vertrieb hergestellt werden, um das Maß des Siegelleckens 8 zu
bestimmen, das bei der speziellen Charge versiegelter Behälter 2,
die hergestellt werden, auftritt. Diese Information kann zum Identifizieren
möglicher
Produktionsprobleme genutzt werden. Das Verfahren ist auch zur allgemeinen
Bewertung der Verlässlichkeit
von versiegelten Behältern 2 in
verschiedenen Anwendungen und Nutzungen und solchen geeignet, die
von verschiedenen Behälterherstellern
angeboten werden.
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Im Verfahren der vorliegenden Erfindung wird
eine erste Elektrode 1 in einen versiegelten Behälter 2,
enthaltend eine Elektrolytproduktzusammensetzung 3, insertiert.
Der versiegelte Behälter 2 weist
ein Siegel 8 auf, das geöffnet werden kann. Das Siegel 8 und
der versiegelte Behälter 2 leiten
Elektrizität
nicht. Diese nicht-leitende Eigenschaft kann erzielt werden, indem
man das Siegel 8 und den versiegelten Behälter 2 aus
einem Material oder Materialien herstellt, die Elektrizität nicht
leiten, oder das Siegel 8 und der versiegelte Behälter 2 müssen elektrisch isoliert
werden.
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Beispiele für Siegel, die in der vorliegenden Erfindung
geeignet sind, schließen
ein, sind jedoch nicht beschränkt
auf Plastikkappen, Plastikabdeckungen, Folieninduktionssiegel, Aufreißlaschen, Kronkorken
für Flaschen,
Aufreißkappensiegel,
Folienleitsiegel, laminierte flexible Versiegelungen und wiederverschließbare Siegel.
Vorzugsweise ist das Siegel 8 wiederverschließbar und
kann auf solche Weise geschlossen werden, dass es dann, wenn es geschlossen
ist, ein Lecksiegel bereitstellt, um ein Lecken der Elektrolytproduktzusammensetzung
als Inhalt des versiegelten Behälters 2 zu
verhindern. Beispiele solcher wiederverschließbaren Siegel schließen ein,
sind jedoch nicht beschränkt
auf aufschraubbare Abdeckungen und Kappen aus Metall und Plastik,
Schnapp- und Schiebeverschlüsse, Spraypumpdüsen, die
in verschlossener Position geschlossen werden können, wobei Aufschraubabdeckungen
und -kappen aus Metall und Plastik bevorzugt sind.
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Jede Art an versiegelten Behälter 2 kann
in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung genutzt werden, mit
der Maßgabe,
dass der versiegelte Behälter 2 die
oben beschriebenen Anforderungen an Nichtleitfähigkeit oder Isolierung erfüllt. Beispiel
geeigneter versiegelter Behälter 2 schließen ein,
sind jedoch nicht beschränkt
auf Glas- und Plastikflaschen, flexible Verpackung, Folienverpackungen
und Dosen, wobei Glas- und Plastikflaschen in der vorliegend Erfindung
bevorzugt sind.
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Die erste Elektrode 1 kann
aus jedem Material hergestellt sein, das elektrischen Strom leiten kann.
Beispiel geeigneter Materialien schließen ein, sind jedoch nicht
beschränkt
auf Kupfer, Silber, Gold, Aluminium, Eisen und Stahl, wobei Kupfer,
Aluminium und Stahl bevorzugt sind, und Kupfer stärker bevorzugt
ist. Beim Insertieren der ersten Elektrode 1 in den versiegelten
Behälter 2,
wird ein Loch 19 in den versiegelten Behälter 2 gemacht
und die erste Elektrode 1 durch das Loch 19 insertiert.
Das Loch 19 kann irgendwo auf dem versiegelten Behälter 2 gemacht
werden, vorausgesetzt, dass Loch 19 ändert das Siegel 8 nicht
aus seinem ursprünglich
versiegelten Zustand. Das Loch 19 kann auf eine Weise positioniert
werden, sodass es nicht einmal teilweise in die Elektrolytbadlösung 9 eingetaucht
wird, wenn der versiegelte Behälter 2 teilweise
in die Elektrolytbadlösung 9 eingetaucht
wird. Alternativ kann das Loch 19 vollständig in
die Elektrolytbadlösung 9 eingetaucht werden,
falls eine erste Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 so
an das Loch 19 angeheftet ist, dass ein leckdichtes Siegel
zwischen dem Loch 19 und der ersten Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 und
zwischen dem Loch 19 und der ersten Elektrode 1 gebildet
wird, und vorrausgesetzt, dass die erste Elektrode 1 nicht
in direktem elektrischen Kontakt mit der Elektrolytbadlösung 9 steht.
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Die erste Elektrode 1 wird
in den versiegelten Behälter 2 durch
das Loch 19 in dem versiegelten Behälter 2 so insertiert,
dass sie mindestens teilweise in die Elektrolytproduktzusammensetzung 3 eingetaucht
ist, die in dem versiegelten Behälter 2 enthalten
ist. Die erste Elektrode 1 wird von einer ersten Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 in
dieser teilweise eingetauchten Position gehalten. Die erste Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 wirkt
so, dass sie die erste Elektrode 1 in einer fixierten räumlichen Position,
bezogen auf den versiegelten Behälter 2, hält. Als
ein nicht einschränkendes
Beispiel der ersten Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 und
ihres Betriebs kann die erste Elektrode 1 von einer ersten fixierten
Klammer, bei der es sich um die erste Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 handelt,
und kann der versiegelte Behälter 2 von
einer zweiten befestigten Klammer gehalten werden, bei der es sich
um die Befestigungsvorrichtung 10 für den versiegelten Behälter handelt.
Vorzugsweise ist die erste Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 direkt
an den versiegelten Behälter 2 angeheftet
und weist eine Passage 18 durch ihre Mitte auf. Diese bevorzugte
erste Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 ist an den versiegelten Behälter 2 so
angeheftet, dass die Passage 18 durch die erste Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 bezogen
auf das Loch 19 in dem versiegeltem Behälter 2 so angeordnet
ist, dass sie ein Insertieren der ersten Elektrode 1 durch
die Passage 18 in der ersten Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 und
in das Innere des versiegelten Behälters 2 gestattet,
wobei die erste Elektrode 1 mindestens teilweise in dem
versiegelten Behälter 2 enthaltene
Elektrolytproduktzusammensetzung eingetaucht ist.
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Vorzugsweise ist die Passage 18 durch
die bevorzugte erste Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 coachsial
mit dem Loch 19 im versiegeltem Behälter 2 ausgerichtet.
Die Wandungen dieser bevorzugten ersten Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 sind flexibel
genug, um sich zu deformieren, um ein Durchtreten der ersten Elektrode 1 durch
die Passage 18 in der ersten Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 zu
gestatten, während
sie den Kontakt zwischen den Wandungen und der ersten Elektrode
an mindestens 2 Punkten aufrechterhalten, und sind dennoch ausreichend
steif, um die erste Elektrode 1 in einer fixierten räumlichen
Position, bezogen auf den Versiegelten Behälter 2, zu halten.
Die erste Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 ist außerdem vorzugsweise
an den versiegelten Behälter 2 so
angeheftet, dass ein leckdichtes Siegel zwischen der ersten Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 und
dem versiegeltem Behälter 2 gebildet
wird. Stärker
bevorzugt ist eine erste Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7,
die auch ein leckdichtes Siegel zwischen sich selbst und der ersten
Elektrode 1 bildet, wenn die erste Elektrode 1 durch
die Passage 18 in die erste Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 insertiert
wird. Beispiele für
erste Elektrodenbefestigungsvorrichtungen 7, die in der
vorliegenden Erfindung nützlich
sind, schließen
ein, sind jedoch nicht beschränkt
auf Klammern oder funktionsanpassende Dichtungen. Beispiele der
ersten Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7, die hierin
angesprochen wird, schließen
ein, sind jedoch nicht beschränkt
auf flexible Gummiösen, Gummidichtungsscheiben,
wobei Gummiösen
bevorzugt sind.
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Die erste Elektrode 1 kann
jegliche Form aufweisen, die in den versiegelten Behälter 2 insertiert werden
kann, der auf die hierin beschriebene Weise getestet wird. Vorzugsweise
handelt es sich bei der ersten Elektrode 1 um eine lange,
dünne,
zylindrische Form. Eine solche Form erfordert eine minimale Passage 18 als Öffnung in
der ersten Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 und eine
minimale Öffnung
in dem versiegeltem Behälter 2,
durch welche die erste Elektrode 1 insertiert wird. Die
zylindrische Natur der Form gestattet außerdem eine bessere Anpassung, vorzugsweise
eine leckdichte Versiegelung, wenn die Passage 18 der ersten
Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 in Form einer zylindrischen
Bohrung vorliegt.
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Im Verfahren der vorliegenden Erfindung werden
Lecks in dem Siegel 8 oder dem versiegeltem Behälter 2 durch
den Strom von Elektronen zwischen der ersten Elektrode 1 und
einer zweiten Elektrode 13 detektiert. Der Elektronenstrom
zwischen den Elektroden kann durch eine Gleichstromquelle 5 erzeugt
werden, die an die Elektroden angeschlossen ist, oder durch Herstellung
der Elektroden aus zwei unterschiedlichen Metallen, in welchem Fall
die Elektronen von einer Elektrode zur anderen aufgrund des elektrochemischen
Potentials zwischen den zwei unterschiedlichen Metallen fliesen
werden. Das letztere System wird als galvanische Zelle bezeichnet.
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Die erste Elektrode 1 ist
an eine Gleichstromquelle 5 so angeschlossen, dass Elektronen
entweder von der Gleichstromquelle 5 an die erste Elektrode 1 oder
von der ersten Elektrode 1 an die Gleichstromquelle 5 fließen. Wenn
die Elektronen von der Gleichstromquelle 5 an die erste
Elektrode 1 fließen, fungiert
die erste Elektrode 1 als eine Kathode. Wenn die Elektronen
von der ersten Elektrode 1 zur Gleichstromquelle 5 fließen, fungiert
die erste Elektrode 1 als eine Anode. Die erste Elektrode 1 kann
an die Gleichstromquelle 5 auf jede dem Fachmann bekannte
Art angeschlossen sein. Vorzugsweise ist die erste Elektrode 1 an
die Gleichstromquelle 5 über einen ersten Draht 4 angeschlossen,
der elektrischen Strom leiten kann. Die erste Elektrode 1 kann
auch direkt an die Gleichstromquelle 5 so angeschlossen sein,
dass Elektronen entweder von der Gleichstromquelle 5 an
die erste Elektrode 1 oder von der ersten Elektrode 1 and
die Gleichstromquelle 5 ohne Anwendung eines ersten Drahtes 4 fließen, um
den Elektronenstrom aufzunehmen.
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Es wir angenommen, dass jede Gleichstromquelle 5,
die dem Fachmann bekannt ist, in der vorliegenden Erfindung genutzt
werden kann. Ein nicht-einschränkendes
Beispiel einer Gleichstromquelle ist eine Batterie mit einem positiven
und einem negativen Ende. Bevorzugte Gleichstromquellen 5 schließen ein,
sind jedoch nicht beschränkt
auf Batterien. Die Gleichstromquelle ist vorzugsweise eine Gleichstromquelle
niederer Spannung und niederer Stromstärke. Dies ist sowohl im Hinblick
auf Kostenersparnisse als auch auf Sicherheitsbetrachtungen wünschenswert.
Vorzugsweise ist die Gleichstromquelle 5 bei einer Spannung
im Bereich von etwa 1 Volt bis etwa 5 Volt, stärker bevorzugt von etwa 1 Volt bis
etwa 1,2 Volt, noch stärker
bevorzugt etwa 1,2 Volt eingeteilt und weist eine Strombewertung
im Bereich von etwa 100 mA bis etwa 200 mA, stärker bevorzugt etwa 100 mA
auf.
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Das Verfahren der Leckdetektion,
das eine galvanische Zelle nutzt, ist im Wesentlichen das gleiche
wie das Verfahren, das eine Gleichstromquelle 5 nutzt,
wie in 1 gezeigt. Die
Unterschiede zwischen dem Leckdetektionsverfahren unter Anwendung
einer galvanischen Zelle gegenüber
dem Verfahren unter Anwendung einer Gleichstromquelle besteht darin,
dass in dem Verfahren unter Anwendung einer galvanischen Zelle die
erste Elektrode 1 und die zweite Elektrode 13 aus
unterschiedlichen Metallen hergestellt sein müssen, und dass eine Leitfähigkeitsmessvorrichtung
anstelle einer Gleichstromquelle 5 genutzt wird. Im Leckdetektionsverfahren
mit galvanischer Zelle ist die Leitfähigkeitsmessvorrichtung an
die erste Elektrode 1 und die zweite Elektrode 13 auf
dieselbe Weise angeschlossen, wie die Gleichstromquelle 5 an
die erste Elektrode 1 und die zweite Elektrode 13 angeschlossen
ist. Die Leitfähigkeitsmessvorrichtung
misst nicht nur die Leitfähigkeit
der galvanischen Zelle, sondern komplettiert auch den Stromkreis
der galvanischen Zelle, was es den Elektronen gestattet, von einer
Elektrode zur anderen zu fließen.
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Da das Testverfahren die Konduktivität nutzt, um
Siegellecks 8 zu detektieren, muss es sich bei der in dem
versiegelten Behälter 2 enthaltenen
Produktzusammensetzung um einen Elektrolyten handeln. Es wird angenommen,
dass jede Elektrolytproduktzusammensetzung 3 in der vorliegenden
Erfindung genutzt werden kann. Beispiel der Elektrolytproduktzusammensetzungen 3,
die in dem versiegeltem Behälter 2 enthalten
sein können,
schließen
ein, sind jedoch nicht beschränkt
auf Industrieprodukte und -zusammensetzung, geeignet für den menschlichen Verbrauch
wie Nahrungsmittel und (Erfrischungs)getränke, wobei (Erfrischungs)getränke bevorzugt
sind. Beispiele für
elektrolytische Nahrungsmittel- und Getränkezusammensetzungen, die in
der Erfindung geeignet sind, schließen ein, sind jedoch nicht
beschränkt
auf isotonische Getränke,
Fruchtsäfte,
kohlensäurehaltige
Getränke
und Tees, wobei isotonische Erfrischungsgetränke bevorzugt sind. Die stärker bevorzugten
isotonischen Erfrischungsgetränke umfassen
vorzugsweise von 0% bis etwa 20%, vorzugsweise von etwa 4% bis etwa
10%, stärker
bevorzugt von etwa 5% bis etwa 8% in Gewicht einer Kohlenhydratquelle,
von etwa 0,01% bis etwa 5%, vorzugsweise von etwa 0,01% bis etwa
2%, stärker
bevorzugt von etwa 0,2 bis etwa 1% an Gewicht eines Salzes, und
eine Restmenge an Wasser. Die Kohlenhydratquelle kann jedes für den menschlichen
Verbrauch geeignete, dem Fachmann bekannte Kohlenhydrat sein, wobei
Saccharose, Glucose, Fructose, Maltodextrine und Mischungen derselben
bevorzugt sind. Bei dem Salz kann es sich um jedes für den menschlichen
Verbrauch geeignete, dem Fachmann bekannte Salz handeln, wobei Natriumchlorid,
Kaliumchlorid, Natriumcitrat und Mischungen derselben bevorzugt
sind und Natriumchlorid am meisten bevorzugt ist.
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Der versiegelte Behälter 2 mit
der darin insertierten ersten Elektrode 1 wird mindestens
teilweise in eine Elektrolytbadlösung 9 so
eingetaucht, dass das Siegel 8 des versiegelten Behälters 2 vollständig in
die Elektrolytbadlösung 9 getaucht
ist, die innere Siegeloberfläche 8 des
versiegelten Behälters 2 vollständig in
die Elektrolytproduktzusammensetzung 3, die in dem versiegeltem
Behälter 2 enthalten
ist, untergetaucht ist und die insertierte erste Elektrode 1 nicht
in direktem Kontakt mit der Elektrolytbadlösung 9 steht. Die
Elektrolytbadlösung 9 ist
in einem Kessel-Behälter 14 enthalten.
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Der versiegelte Behälter 2 kann
entweder teilweise oder insgesamt in die Elektrolytbadlösung 9 eingetaucht
sein. In jeder Situation muss das Siegel 8 in die Elektrolytbadlösung 9 eingetaucht
sein, um jegliche Siegellecks 8 zu detektieren. Vorzugsweise ist
der versiegelte Behälter 2 insgesamt
in die Elektrolytbadlösung 9 eingetaucht.
Wenn der versiegelte Behälter 2 insgesamt
in die Elektrolytbadlösung
eingetaucht ist, kann die Methode der vorliegenden Erfindung Lecks
irgendwo auf dem versiegeltem Behälter 2 detektieren.
Es muss jedoch dafür
Sorge getragen werden, dass dann, wenn der versiegelte Behälter 2 in
die Elektrolytbadlösung 9 eingetaucht
ist, sicher gestellt ist, dass die erste Elektrode 1 nicht
in direktem Kontakt mit der Elektrolytbadlösung 9 steht und dass
ein leckdichtes Siegel zwischen der Siegelbefestigungsvorrichtung 7 und
dem versiegeltem Behälter 2 und
zwischen der Siegelbefestigungsvorrichtung 7 und der ersten
Elektrode 1 besteht. Die erste Elektrode 1 wird
typischerweise dadurch aus direktem Kontakt mit der Elektrolytbadlösung 9 gehalten, dass
man sie elektrisch von der Elektrolytbadlösung isoliert. Dies kann durch
jedes dem Fachmann bekannte Mittel erzielt werde. Ein Beispiel einer
Methode zum Erzielen desselben besteht im vollständigen Eintauchen der ersten
Elektrode 1 in die Elektrolytproduktzusammensetzung 3 und
anschließen
der ersten Elektrode 1 entweder an die Leitfähigkeitsmessvorrichtung
oder an die Gleichstromquelle 5 über einen isolierten Draht,
worin der isolierte Draht 4 durch die Passage 18 der
ersten Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 hindurchtritt
und worin die erste Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 ein
leckdichtes Siegel zwischen derselben und dem isolierten Draht 4 und
zwischen sich selbst und dem versiegeltem Behälter darstellt. Ein anderes
Beispiel besteht darin, die erste Elektrode 1 teilweise
durch die Passage der ersten Elektrodenbefestigungsvorrichtung 7 so
hindurchzuführen,
dass sich die erste Elektrode 1 aus der Befestigungsvorrichtung 7 in
die Elektrolytbadlösung 9 erstreckt.
In einer solchen Konfiguration ist die erste Elektrode 1 mit
einem elektrisch isolierenden Material an allen Punkten umwickelt,
an denen ein Kontakt zwischen der ersten Elektrode 1 und
der Elektrolytbadlösung 9 möglich ist.
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Der versiegelte Behälter 2 wird
durch eine Befestigungsvorrichtung 10 für einen versiegelten Behälter in
Position gehalten. Die Befestigungsvorrichtung 10 für einen
versiegelten Behälter
ist an einem Ende an den versiegelten Behälter 2 und an dem
anderen Ende an einen Arm 11 angeheftet. Der Arm ist fixierend
auf einer Oberfläche
befestigt. Die Befestigungsvorrichtung 10 für versiegelte
Behälter wirkt
dahingehend, dass sie den versiegelten Behälter 2 in fixierter
räumlicher
Position bezogen auf den Kessel-Behälter 14 hält. Beispiele
für die
Befestigungsvorrichtung 10 für versiegelte Behälter, die
in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, schließen ein,
sind jedoch nicht beschränkt
auf eine Klammer oder eine Reibungsanpassungsdichtung, wobei eine Klammer
bevorzugt ist. Vorzugsweise kann die Befestigungsvorrichtung 10 für versiegelte
Behälter auch
dahingehend wirken, dass sie den versiegelten Behälter 2 temporär deformiert,
während
der versiegelte Behälter 2 in
die Elektrolytbadlösung 9 eingetaucht
ist. Dies ist nützlich,
um Lecks zu detektieren, die in dem versiegeltem Behälter oder
in dem Siegel erscheinen mögen,
wenn der versiegelte Behälter 2 auf
eine Weise deformiert oder verformt wird, wie es unter Marktverteilungsbedingungen
wie der Übermittlung
oder des Transportierens des versiegelten Behälters 2 auftreten
würde.
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Da die Testmethode die Leitfähigkeit
nutzt, um Siegellecks 8 zu detektieren, muss es sich bei
der in dem Kessel-Behälter 14 enthaltenen
Badlösung um
einen Elektrolyten handeln. Nahezu jede Elektrolytbadlösung 9,
die mindestens einen Elektrolyten enthält, kann in der vorliegenden
Erfindung genutzt werden. Selbstverständlich werden vorzugsweise keine
destruktiven, d. h. korrodierenden, toxischen oder gefährlichen
Elektrolytbadlösungen 9 in
der vorliegenden Erfindung genutzt. Beispiele für Elektrolyte, die genutzt
werden können,
um die Elektrolytbadlösung 9 der
vorliegenden Erfindung herzustellen, schließen ein, sind jedoch nicht
beschränkt
auf Zitronensäure,
Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Aluminiumchlorid und Mischungen derselben,
wobei Zitronensäure,
Natriumchlorid, Kaliumchlorid und Mischungen derselben bevorzugt
sind. Stärker
bevorzugt sind wässrige
Lösungen,
umfassend Wasser und die obigen Elektrolyte. Noch stärker bevorzugt
ist eine Elektrolytbadlösung 9,
umfassend von etwa 0,01% bis etwa 5%, vorzugsweise von etwa 0,01%
bis etwa 4%, stärker
bevorzugt von etwa 0,1% bis etwa 3% in Gewicht an Zitronensäure, von
etwa 0,1% bis etwa 2%, bevorzugt von etwa 0,2% bis etwa 1%, stärker bevorzugt
von etwa 0,3% bis etwa 0,5% in Gewicht an Natriumchlorid und eine
Restmenge an Wasser.
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Eine zweite Elektrode 13 wird
mindestens teilweise und vorzugsweise vollständig in die Elektrolytbadlösung 9 eingetaucht.
Wie mit der ersten Elektrode 1 und wie bereits hierin beschrieben,
ist die zweite Elektrode 13 entweder an eine Gleichstromquelle 5 oder
an eine Leitfähigkeitsmessvorrichtung so
angeschlossen, dass Elektronen entweder von einer Elektrode zur
anderen Elektrode hindurchtreten können. Wenn eine Gleichstromquelle 5 genutzt
wird und die Elektronen von der Gleichstromquelle 5 an die
zweite Elektrode 13 geführt
werden, fungiert die zweite Elektrode 13 als eine Kathode.
Wenn die Elektronen von der zweiten Elektrode 13 zur Gleichstromquelle 5 geführt werden,
fungiert die zweite Elektrode 13 als Anode. Wenn die zweite
Elektrode 13 als Kathode wirkt, wirkt die erste Elektrode 1 als
Anode und umgekehrt.
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Die zweite Elektrode 13 kann
an die Gleichstromquelle 5 auf jede dem Fachmann bekannte Weise
angeschlossen werden. Vorzugsweise ist die zweite Elektrode 13 an
die Gleichstromquelle 5 über einen zweiten Draht 12 angeschlossen,
der Strom leiten kann. Die zweite Elektrode 13 könnte auch
direkt an die Gleichstromquelle 5 so angeschlossen werden,
dass Elektronen entweder von der Gleichstromquelle 5 and
die zweite Elektrode 13 oder von der zweiten Elektrode 13 an
die Gleichstromquelle 5 ohne die Verwendung eines zweiten
Drahtes 12 zum Aufnehmen des Elektronenstroms fließen.
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Wenn die Methode der Leckdetektion
eine galvanische Zelle nutzt, ist die zweite Elektrode 13 an die
Leitfähigkeitsmessvorrichtung
auf dieselbe Weise angeschlossen, wie sie an die Gleichstromquelle 5 angeschlossen
ist, wenn die Leckdetektionsmethode unter Verwendung einer Gleichstromquelle 5 praktiziert
wird.
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Die zweite Elektrode 13 kann
in jeder Form vorliegen und aus jedem Material hergestellt sein, das
Elektrizität
leiten kann. Beispiele geeigneter Materialien schließen ein,
sind jedoch nicht beschränkt auf
galvanisiertes Metall wie galvanisierter Stahl und Kupfer, wobei
galvanisierter Stahl bevorzugt ist. Bei einer bevorzugteren zweiten
Elektrode 13 handelt es sich um eine galvanisierte Metallplatte.
Wie bereits hierin diskutiert, müssen
dann, wenn die Leckdetektionsmethode eine galvanische Zelle nutzt,
die erste Elektrode 1 und die zweite Elektrode 13 aus
unterschiedlichen Metallen hergestellt sein.
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Die zweite Elektrode 13 ist
vorzugsweise fixierend auf dem Kessel-Behälter 14 so befestigt,
um für
ein mindestens teilweises und vorzugsweise vollständiges Eintauchen
der zweiten Elektrode 13 in die Elektrolytbadlösung 9 zu
sorgen, die in dem Kessel-Behälter 14 enthalten
ist. Die zweite Elektrode 13 kann auf dem Kessel-Behälter 14 mittels
jeden dem Fachmann bekannten Mittels befestigt sein. Beispiele geeigneter
Befestigungsmittel schließen
ein, sind jedoch nicht beschränkt
auf das Verbolzen der zweiten Elektrode 13 an eine Vielzahl
von Befestigungsklammern, die an die Kesseloberfläche 14 angeschweißt oder
angebolzt sind, worin jede der Befestigungsvorrichtungsklammern
an die Kesseloberfläche
angeschweißt
ist oder eine Bolzen bzw. Niet aufnehmen kann und das Befestigen
des Bolzens gestattet; und das Anschweißen der zweiten Elektrode 13 an
eine Vielzahl von Befestigungsklammern, worin eine der Befestigungsklammern
an die Kesseloberfläche 14 angeschweißt oder
verbolzt ist. Wenn die Befestigungsklammern an die Kesseloberfläche 14 angebolzt
sind, und falls die Bolzen durch die Kesselwandung 14 hindurchtreten,
müssen leckdichte Siegel
genutzt werden, um ein Lecken an dem Punkt zu verhindern, an dem
die Bolzen durch die Kesselwandung 14 hindurchtreten.
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Sobald alle hierin beschriebenen
Elemente an Ort und Stelle sind, kann die Vorrichtung einen elektrischen
Stromkreis herstellen und wird in Elektrizität von einer Elektrode zur anderen
fließen,
falls das Siegel leckt. Die Richtung des Elektrizitätsflusses
wird davon abhängen,
welche Elektrode die Kathode und welche Elektrode die Anode ist.
Der elektrische Stromfluss kann mit jedem Mittel und auf jede Weise
gemessen werden, die dem Fachmann zum Messen von elektrischen Stromflüssen bekannt
sind. Beispiele geeigneter Mittel zum Messen von elektrischen Stromflüssen schließen ein,
sind jedoch nicht beschränkt
auf Ohmmeter, Leitfähigkeitsmeter,
Voltmeter und Amperemeter, wobei Ohmmeter und Leitfähigkeitsmeter
bevorzugt sind. Falls kein elektrischer Stromfluss gemessen wird,
leckt das Siegel 8 nicht. Falls ein elektrischer Stromfluss
gemessen wird, leckt das Siegel 8. Die Größe des Lecks
kann durch Bestimmen der Größe des Stromflusses
ermittelt werden, wobei ein größerer Level
an Stromfluss ein größeres Leck
anzeigt.
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich weiterhin auf eine Vorrichtung, umfassend ein Mittel zum Durchführen der
hierin beschriebenen Methode.