ES2204987T3

ES2204987T3 - Metodo y aparato para comprobar un cuerpo hueco.

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Publication number: ES2204987T3
Application number: ES96117600T
Authority: ES
Inventors: Martin Lehmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-10-28
Filing date: 1991-07-11
Publication date: 2004-05-01
Anticipated expiration: 2011-07-11
Also published as: HK1022349A1; AU606096B2; ATE156589T1; US5239859A; DE69127144D1; EP0763722A2; EP0466657A2; DE3779920D1; ES2106069T3; ES2055935T3; JP3001820B2; EP0432143A3; EP0763722B1; AU623994B2; DK0466657T3; EP0313678B1; JPH0781927B2; AU8120187A; AU5503190A; ATE248353T1

Abstract

LAS BOTELLAS DE PLASTICO (1) SON COMPROBADAS EN LINEA PARA VER SI UN VOLUMEN PREDETERMINADO (29) ESTA CARGADO CON UNA PRESION PREDETERMINADA DE GAS, EL VOLUMEN PREDETERMINADO (29) ESTA CONECTADO DE FORMA SELLADA AL INTERIOR DE LA BOTELLA (1) Y LA PRESION QUE RESULTA EN EL VOLUMEN COMPUESTO DEL VOLUMEN PREDETERMINADO Y DE LA BOTELLA A COMPROBAR ES MEDIDA COMO INDICACION DE CUANDO LA BOTELLA CONCUERDA O NO CON UN VOLUMEN PREDETERMINADO.

Description

Método y aparato para comprobar un cuerpo hueco.

La presente invención se refiere a pruebas de cuerpos huecos.

En el envasado de ciertos productos alimenticios tales como edulcorantes y café, o también medicamentos tales como, por ejemplo, tabletas efervescentes, es esencial que los envases contenedores estén sellados herméticamente contra las condiciones ambientales para impedir que los artículos envasados lleguen a contaminarse, por ejemplo, con la humedad atmosférica. Los artículos son a veces envasados en recipientes tales como botellas, latas o bolsas. Estos recipientes son generalmente cuerpos huecos dimensionalmente estables o flexibles que están equipados con tapas o secciones de cierre que se pueden abrir, pero que, en su estado cerrado, están destinadas a sellar herméticamente el interior del cuerpo hueco.

Se usan varios procedimientos, por ejemplo la soldadura, en la fabricación de tales envases. Además del hermetismo de tales cuerpos huecos, también la rigidez de las paredes de los envases dimensionalmente estables, especialmente en las zonas de los puntos de unión, es un criterio esencial que determina que se puedan usar. Secciones excesivamente rígidas o excesivamente débiles, tales como uniones soldadas, pueden dar lugar a que se formen grietas cuando se usa el envase, por ejemplo, en zonas donde se unen partes de diferente rigidez.

Por el documento EP-A1-0 313 678 se conocen un método y un aparato de prueba para cuerpos huecos flexibles.

Por éste, tales cuerpos se disponen dentro de una cámara de prueba y se aplica una presión positiva o negativa a la cámara de prueba como un valor inicial de presión.

Aunque se pueden efectuar pruebas muy precisas vigilando el comportamiento de la presión en la cámara de prueba, esta técnica conocida tiene varios inconvenientes:

- usar una cavidad de prueba da lugar a un procedimiento de prueba relativamente lento no adecuado para pruebas rápidas en cadena;

- usar una medida de diferencia de presiones también puede lentificar el procedimiento por tiempos de paso de gas;

- aplicar una presión positiva o negativa para aplicar una diferencia de presiones a través de las paredes de tales cuerpos no es a menudo igualmente ventajoso.

Por el documento EP-0 295 371 se conoce también la prueba general del volumen o fugas en botellas de plástico en una cadena de producción.

Un objeto de la presente invención es evitar desventajas como las mencionadas y crear un método de prueba para tales cuerpos huecos, así como un aparato correspondiente para probar tales cuerpos huecos de una manera sencilla, rápida y muy fiable.

Esto se resuelve con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en las que se pretende una delimitación del documento US-A-2 784 373.

Se propone un método en el que el cuerpo hueco se coloca en una cámara de prueba y se somete a una diferencia de presiones positiva o negativa entre la presión interna del cuerpo hueco y la presión en la cámara de prueba, por el que se pueden extraer conclusiones respecto al hermetismo del cuerpo hueco o su cambio de volumen, según el comportamiento de la presión en la cámara de prueba.

Cuando dicho cuerpo hueco, que está opcionalmente y preferiblemente lleno, se introduce en una cámara de prueba y se llena la cámara con un gas de prueba, preferiblemente aire, o se llena directamente el cuerpo hueco con gas de prueba - sin hacer uso de una cámara de prueba -, teniendo dicho gas una diferencia de presiones positiva o negativa respecto a la presión interna o externa del cuerpo hueco, respectivamente, tendrá lugar una igualación de presiones entre las presiones interna y externa del cuerpo hueco, que depende del hermetismo o fugas del cuerpo hueco. La rapidez con la cual tiene lugar este proceso de igualación es una medida de la magnitud de cualquier fuga que esté presente. Análogamente, cualquier aumento o disminución del volumen del cuerpo hueco ejercerá un efecto que es una medida de la elasticidad de las paredes del cuerpo hueco. El volumen aumentará cuando la diferencia de presiones esté dirigida hacia fuera del cuerpo hueco, y disminuirá cuando la diferencia de presiones esté dirigida hacia el interior del cuerpo hueco.

Para aplicar fácil y rápidamente una presión predeterminada, prácticamente como presión inicial, a la cámara de prueba o al interior del cuerpo, después de sellar la cámara sometida a presión conteniendo el cuerpo hueco, o el propio cuerpo, para deducir de la curva de presión el criterio anteriormente mencionado, según la invención se somete una cámara de referencia a una presión dada y, después, se une a la cámara de prueba o al cuerpo para producir la diferencia de presiones. La presión en la cámara de prueba o el cuerpo se deduce, después, del nivel de presión establecido en la cámara de referencia y de la relación de volúmenes de las dos cámaras, es decir, de la cámara de referencia a la cámara de prueba, o de la cámara de referencia al volumen interior del cuerpo. Por ello, se crea un método de prueba sencillo y rápido para el volumen del cuerpo, más adecuado para la prueba rápida de botellas en cadena.

Además, para crear una presión de referencia definida, con el propósito de evaluar la presión interna de la cámara de prueba o el cuerpo, y para poder efectuar la evaluación tomando como base una medida de diferencia de presiones, la cámara o el interior del cuerpo se conecta a un sistema de presión de referencia antes de la evaluación. Después se desconecta el sistema de presión de referencia, de la cámara o el cuerpo, y su presión es la presión de referencia para la subsiguiente evaluación de la presión de la cámara o el cuerpo.

Además, efectuando la evaluación de la presión de la cámara o el cuerpo en un instante de tiempo particular, el proceso de la evaluación resulta extremadamente sencillo. En un instante de tiempo dado se efectúa una comprobación para averiguar si la presión ACTUAL de la cámara o el cuerpo corresponde a la presión DESEADA de la cámara o el cuerpo que ha sido seleccionada previamente, por ejemplo, para cuerpos huecos herméticos o cuerpos de volumen especificado. Si se compara la presión de prueba ACTUAL en dos o más instantes de tiempo, o incluso continuamente en el tiempo, con valores de presión DESEADA para dos o más instantes de tiempo, o con una curva presión DESEADA-tiempo, entonces, especialmente en el caso de fugas o desviaciones de volumen muy pequeñas, se aumenta el poder de resolución del proceso de evaluación, por ejemplo, integrando el resultado comparativo o la diferencia DESEADA-ACTUAL.

Además, valores preseleccionados de presión DESEADA o curvas de presión DESEADA se almacenan preferiblemente cuando se efectúa la prueba mencionada anteriormente, y son comparados con los valores ACTUAL registrados para determinar si un cuerpo hueco podría ser rechazado, por ejemplo, debido a fugas o volumen excesivos, o porque tiene secciones de paredes excesivamente rígidas o excesivamente elásticas.

Elementos generadores de presión están preferiblemente unidos a una cámara de referencia a través de al menos un primer miembro de cierre, estando conectada la cámara de referencia, a su vez, a la cámara de prueba o directamente al interior del cuerpo, a través de al menos un segundo miembro de cierre.

Los elementos de registro de presión pueden comprender al menos un sensor de diferencia de presiones que tenga una entrada unida directamente a la cámara de prueba o al cuerpo, y una segunda entrada conectada en paralelo con la cámara de prueba o el cuerpo por medio de otra cámara de referencia que se puede cerrar, por medio de un dispositivo de cierre, o por medio de un dispositivo de almacenamiento.

Está dispuesta una unidad de control por la cual se cierra o habilita, respectivamente, el dispositivo de cierre o el control del almacenamiento, una vez alcanzada una presión dada en la cámara de prueba o el cuerpo, a fin de almacenar un valor de presión de referencia para medios de generación de diferencias de valores de presiones, a los cuales se lleva también el valor de presión actual de la cámara de prueba o el cuerpo.

Por tanto, se proporcionan medios de almacenamiento para datos correspondientes con al menos una presión DESEADA o al menos una CURVA DE PRESIÓN DESEADA, estando conectados el elemento de registro de presión y los medios de almacenamiento a una disposición comparadora como medios de generación de diferencias, para comparar el comportamiento de la presión en la cámara de prueba o el cuerpo.

En lugar de proporcionar una disposición de sensor de diferencia de presiones, es posible que la señal de diferencia de presiones sea generada electrónicamente, por lo que los valores de presión que predominan en la cámara de prueba o el cuerpo son tomados en diferentes instantes de tiempo, usando el primer valor de presión como valor de presión de referencia al comparar el segundo valor de presión con el primer valor de presión y generar electrónicamente una señal de valor de diferencia de presiones.

Por tanto, para probar al menos uno de, el hermetismo de un cuerpo hueco, o un cambio de volumen del cuerpo hueco, o el volumen del mismo, el cuerpo hueco se expone a una de, una diferencia de presión diferencial positiva o negativa entre una presión interna del cuerpo hueco y la presión en la cámara de prueba. Para cuerpos flexibles, como botellas de plástico, se aplica una presión interior mayor que la exterior. Se toma la presión que predomina en la cámara de prueba o el cuerpo y se genera una señal de acuerdo con la diferencia de los valores de presiones entre presiones tomadas en dos instantes de tiempo subsiguientes, determinándose una valoración de al menos uno de, el hermetismo, el cambio de volumen, o el volumen del cuerpo hueco, a partir de la señal generada.

Para la prueba del volumen es ventajoso almacenar un primer valor de presión de la cámara de referencia en un primer instante de tiempo y compararlo, en un segundo instante de tiempo, con la presión resultante de la igualación de presiones en la cámara de referencia y la cámara de prueba o el interior del cuerpo.

La presión tomada en el primero de los instantes de tiempo, o la señal generada de acuerdo con la presión tomada en el primer instante de tiempo, se almacena como mencionó.

La señal de diferencia de presiones, generada, se puede comparar ventajosamente con un valor predeterminado, y se puede llegar a una conclusión que indique una falta de hermetismo del cuerpo hueco como resultado de tal comparación, o una desviación de un volumen especificado.

Los medios de control según la presenta invención incluyen medios para producir una señal de inicio para los medios de control de tiempo una vez alcanzado un valor preseleccionado dentro de la cámara de referencia y/o la cámara de prueba o el cuerpo, para iniciar un control de dos instantes de tiempo subsiguientes.

La fuente de señal de referencia puede estar adaptada para producir una señal variable en el tiempo.

El método y aparato de la presente invención son extremadamente ventajosos usados para cuerpos huecos flexibles, tales como envases de café y, especialmente para prueba de botellas de plástico en cadena.

Como se puede apreciar rápidamente, como solamente una cámara, es decir, la cámara de prueba generalmente, se carga con una presión positiva o negativa, y como es ésta una cámara de la que se toman las medidas de presiones, la cámara de prueba bien puede ser el interior del propio envase en situaciones en que se han de probar envases abiertos tales como, por ejemplo, dichas botellas de plástico.

Más particularmente, se puede proporcionar un aparato para al menos una de, probar el hermetismo de un cuerpo hueco, detectar un cambio de volumen, y detectar el volumen de un cuerpo hueco, especialmente botellas de plástico, ocasionados por esfuerzos de presión aplicados a las paredes del cuerpo hueco, en el que unos medios generadores de presión aplican al interior del cuerpo hueco una presión positiva con respecto a una presión que rodea el exterior del cuerpo hueco, estando dispuestos sensores de diferencias de presiones con dos entradas de diferencias de presiones conectadas ambas al interior del cuerpo hueco, y estando, una de las entradas, conectada al cuerpo hueco por unos medios de válvula de cierre. Una segunda tubería desde una de las entradas de presión a los medios de válvula de cierre puede actuar directamente como reserva de presión u otra cámara de referencia.

Si el cuerpo hueco se utiliza como cámara de prueba, se introduce un medio a presión en el cuerpo hueco para aplicar al cuerpo hueco una presión diferente de la presión externa del cuerpo hueco, estando conectado el cuerpo hueco a un sensor de diferencia de presiones mediante una primera y una segunda entradas, estando cerrada una válvula que conecta el cuerpo hueco a la primera entrada del sensor de diferencia de presiones a fin de proporcionar un valor de presión de referencia para el sensor de diferencia de presiones, siendo detectada después la presión del cuerpo hueco en la segunda entrada del sensor de diferencia de presiones durante un periodo de tiempo. La presión de referencia y la presión detectada se comparan para proporcionar información sobre el hermetismo del cuerpo hueco.

También se puede mantener constante la presión en el cuerpo hueco durante un periodo de tiempo dado introduciendo más medio a presión o sacando medio a presión del cuerpo hueco, siendo evaluada la cantidad de medio a presión introducida o sacada del cuerpo hueco durante un periodo de tiempo dado, para proporcionar información acerca del hermetismo del cuerpo hueco.

Los anteriores y otros objetos, características y ventajas de la presente invención serán más evidentes de la siguiente descripción tomada en unión de los dibujos adjuntos.

La Figura 1 es un diagrama de bloques funcional de la estructura fundamental de un aparato.

La Figura 2a es una ilustración gráfica de la presión interna en el cuerpo hueco y la presión interna en la cámara de prueba en función del tiempo, dada una diferencia de presiones entre la cámara de prueba y el interior del cuerpo hueco que está dirigida hacia el interior del cuerpo hueco, y dadas paredes del cuerpo hueco totalmente rígidas y herméticas, por una parte, y paredes del cuerpo que son herméticas pero ceden bajo los esfuerzos de presión aplicados;

la Figura 2b es una ilustración gráfica similar a la Figura 2a, que representa diferentes tasas de fugas del cuerpo hueco;

la Figura 3 muestra, tomando como base la representación de la Figura 1, un aparato en el que la presión de la cámara de prueba se mantiene constante y se evalúa la variable controlada;

la Figura 4 muestra, tomando como base la representación de la Figura 1, una realización preferida del sistema de registro de presión en el que la presión se mide como diferencia de presiones;

la Figura 5 muestra, tomando como base la representación de la Figura 1 o la Figura 4, una realización preferida del aparato para aplicar presión a la cámara de prueba, así como un aparato de control de tiempos para controlar el tiempo de las fases individuales del método; y

la Figura 5a es una vista esquemática de todavía otro aparato en el que se produce electrónicamente una diferencia de señales de presiones generadas, basada en dos valores diferentes de presiones en una cámara de prueba del aparato, en dos instantes de tiempo subsiguientes.

Las Figuras 6 a 8 son vistas esquemáticas de otras realizaciones en las que el propio envase forma una cámara de prueba.

Con referencia ahora a los dibujos, en los que se usan los mismos números de referencia en las diversas vistas para designar las mismas piezas, y más particularmente a la Figura 1, según esta Figura, un cuerpo hueco 1, cuyo hermetismo se ha de probar, por ejemplo, por existencia de fugas, o se ha de determinar si su volumen cambia como resultado de esfuerzos de presión y deformación elástica de sus paredes, se coloca en una cámara de prueba 3, por ejemplo, a través de una abertura que se puede cerrar herméticamente mediante una tapa 5. En el interior del cuerpo hueco 1 existe una presión interna p_{i1}, que corresponde normalmente a la presión ambiente p_{u}. Una vez que se ha cerrado herméticamente la cámara de prueba 3, se le aplica presión conectando una fuente 7 de un medio a presión a la cámara de prueba 3. El medio a presión usado es un gas, preferiblemente aire y, como resultado, dentro de la cámara de prueba 3 se genera una presión diferencial positiva o negativa con respecto a la presión interna p_{i1} dentro de la cámara hueca 1.

La presión dentro de la cámara de prueba 3 está designada por p_{3} en la Figura 1. Después, el sistema de presión, que consta de la cámara de prueba 3 y el cuerpo hueco 1 a probar, se separa de la fuente 7 del medio a presión por medio de, por ejemplo, una válvula de cierre 9, y se permite que se mantenga por sí misma. Si el cuerpo hueco 1 es hermético al gas usado, y si sus paredes son tan rígidas que las fuerzas resultantes de la diferencia de presiones entre p_{3} y p_{i1} que actúan sobre las paredes no producen ninguna deformación sustancial, entonces, usando un sensor de presión que podría ser un convertidor mecano/eléctrico, por ejemplo, un sensor de presión piezoeléctrico como el mostrado de forma esquemática por 11 en la Figura 1, se registra cualitativamente una señal de salida s(p_{3}) y se presenta en la Figura 2a.

La Figura 2a presenta un gráfico cualitativo, en función del tiempo t, de la presión en la cámara de prueba 3 correspondiente a la señal s(p_{3}) y, también, de la presión interna p_{i1} en el cuerpo hueco 1. Hasta el instante t_{1}, por ejemplo, en que el cuerpo hueco 1 se introduce en la cámara de prueba 3 y la última se cierra herméticamente por medio de la tapa 5, p_{3} y p_{i1} son idénticas a la presión ambiente p_{u}. En el instante t_{1}, comienza el proceso de aplicar presión a la cámara de prueba 3 mediante la fuente 7 de medio a presión, y aumenta la presión en la cámara 3. En el caso mencionado anteriormente, en el que el cuerpo hueco tiene paredes rígidas y herméticas, la presión interna p_{i1} permanece sin afectar por el cambio de presión en la cámara de prueba 3. En el instante t_{2}, la fuente 7 es separada de la cámara de pruebas 3 y, en el caso presente, la presión p_{3}(a) en la cámara de prueba permanece al menos aproximadamente constante y, también, la presión interna p_{i1}(a) en el cuerpo hueco 1.

Si las paredes del cuerpo hueco 1 no son absolutamente rígidas en el sentido anteriormente mencionado, sino que experimentan una deflexión hacia dentro o hacia fuera, al menos en ciertos puntos y de acuerdo con la diferencia de presiones \Deltap aplicada, que puede ser positiva o negativa, entonces, cuando la diferencia de presiones está dirigida hacia el interior del cuerpo hueco, se obtienen las curvas cualitativas p_{3}(b) o p_{i1}(b) indicadas por las líneas de trazos y puntos. Circunstancias similares predominan cuando la diferencia de presiones está dirigida hacia la cámara de prueba 3.

Como se puede ver en estas curvas cualitativas, durante un periodo de tiempo más corto o más largo, ambas presiones tienden asintóticamente hacia un valor límite constante diferente.

La Figura 2b es un gráfico, similar al mostrado en la Figura 2a, de las condiciones que predominan cuando existen fugas de varias magnitudes en el cuerpo hueco 1. Dada una tasa de fugas relativamente pequeña, la presión interna del cuerpo hueco 1 y la presión entre la cámara de prueba 3 y el cuerpo hueco 1 se igualan a una velocidad relativamente baja de acuerdo con las curvas cualitativas p(c), mientras que para fugas mayores, la igualación tiene lugar a una velocidad rápidamente creciente, como se muestra, por ejemplo, por la curva p(d). Si se sabe aplicar en general una curva p_{3} DESEADA, por ejemplo como la mostrada por p_{3}(b), a cuerpos huecos 1 herméticos, intactos, teniendo en cuenta también cualquier cambio de volumen en el cuerpo hueco 1 originado por el esfuerzo de la presión diferencial, entonces, en el lado de salida del sensor 11 es posible determinar, comparando la curva ACTUAL con dicha curva DESEADA, hasta qué grado un cuerpo hueco probado es hermético o no, o si debe rechazarse o no.

Para este propósito, según la Figura 1, la presión p_{3} se mide, por ejemplo, con referencia a la atmósfera ambiental que tiene una presión p_{u} y ventajosamente, y como se describirá más adelante, se mide la diferencia entre la presión p_{3} y una presión de referencia dada. Como se muestra en la Figura 3, la presión en la cámara de prueba 3 se mantiene constante, y la cantidad de medio o gas a presión añadida o extraída de la cámara de prueba por unidad de tiempo, o integrada durante un periodo de tiempo dado, es registrada como la variable medida.

Como se muestra en la Figura 3, después que el cuerpo hueco 1 a probar se ha introducido en la cámara de prueba 3, que se cierra después herméticamente, se aplica presión a la cámara mediante una fuente 7 de medio a presión, que puede ser aire, o alternativamente, la cámara puede ser evacuada, y la presión interna de la cámara de prueba 3 se registra como la variable controlada W usando un sensor 11 de presión. La variable controlada W se compara en una unidad 13 de medida diferencial con la presión de referencia X o con una señal correspondiente a la presión de referencia, y la diferencia de control resultante \Delta se aplica a la entrada de control S_{7} de la fuente 7. Usando la última como elemento regulador, la presión en la cámara de prueba 3 se ajusta al valor X DESEADO que ha sido establecido en un dispositivo preselector 15. El volumen del medio por unidad de tiempo que ha de ser suministrado por la fuente 7, que es el elemento regulador para la cámara de prueba 3, es medido por un sensor 17 de flujo como una señal S \DeltaV/Dt, que es integrada, después, para una posterior evaluación, por ejemplo, durante un periodo de tiempo dado.

Las curvas obtenidas para la señal S \DeltaV/\Deltat son las mostradas en las Figuras 2a y 2b.

La Figura 4 muestra una realización preferida del método para medir la presión en la cámara de prueba 3 como la representada en la Figura 1. Durante la fase de aumento de presión entre los instantes t_{1} y t_{2}, la cámara de prueba está conectada, a través de una tubería 19, a una entrada E_{19} de un sensor o unidad 21 de diferencia de valores de presión, por ejemplo, un sensor piezoeléctrico. A través de una segunda tubería 23 equipada con una válvula de cierre 25, la cámara de prueba 3 también está conectada a una segunda entrada E_{23}, conectada a una segunda entrada del sensor 21 de diferencia de presiones. En el instante t_{R} mostrado en la Figura 2b, se cierra la válvula de cierre 25 de modo que la presión predominante en ese instante en la cámara de prueba 3 permanezca creada en la sección de tubería 23a entre la válvula de cierre 25 y la segunda entrada E_{23} que se usa como sistema de presión de referencia. Esta presión en la tubería de conexión 23a actúa como presión de referencia en el sensor 21 de diferencia de presiones puesto que la tubería 19 permanece abierta. En la siguiente fase de medida para t > t_{2}, se mide una diferencia de presiones en el sensor 21 de diferencia de presiones con respecto a la presión predominante en la cámara de prueba en el instante t_{R}. Como se puede ver en la Figura 2b, el instante t_{R} se ajusta basándose en caso por caso para dar una resolución óptima de la medida como se indica por t_{R'}, t_{R''}, y las presiones de referencia resultantes p_{R}, p_{R'} y p_{R''}.

Procedente del diagrama de la Figura 4, la Figura 5 presenta una realización inventiva de los medios para aplicar presión a la cámara de prueba 3. Para este propósito, una fuente de gas de prueba tal como, por ejemplo, una bomba 7a, se conecta con un volumen de referencia de una cámara de referencia 29, a través de una válvula de cierre 27. La cámara de referencia 29 se conecta a la cámara de prueba 3 a través de otra válvula de cierre 31. Usando la fuente 7a, y con la válvula 27 inicialmente abierta y la válvula 31 cerrada, se llena la cámara de referencia 3 con un gas de prueba y se usa un sensor 33 de presión para medir la presión en la cámara de referencia 29. Una vez que la presión medida por el sensor 33 de presión alcanza la presión de referencia ajustada en una fuente 35 de señal de referencia, se cierra la válvula 27. Después se abre la válvula 31, formando así un sistema de comunicación entre la cámara de prueba 3 y la cámara de referencia 29, y la presión del gas de prueba se iguala de acuerdo con los volúmenes existentes en la cámara de referencia 29 y en la cámara de prueba 3. Después de una fase de igualación correspondiente a la sección de tiempo t_{1}, t_{2} de la Figuras 2b, se mide el curso de la diferencia de presiones como una indicación del volumen del cuerpo 1, usando el sensor 21 de diferencia de presiones, como se describió tomando como base la Figura 4, o en un instante de medida t_{m} dado, registrándose cualquier diferencia entre una diferencia de presiones DESEADA y una diferencia de presiones ACTUAL, como se muestra en la Figura 2b.

Como se muestra también en la Figura 5, la salida del sensor 21 de diferencia de presiones se aplica, por ejemplo, a un comparador 37 al cual, en una segunda entrada, se le suministra una curva estándar desde un dispositivo 3 de almacenamiento y salida, por ejemplo, un ordenador. Las desviaciones del resultado de prueba instantáneo, de un resultado DESEADO dado, se pueden obtener en cualquier instante de tiempo en la salida del diferenciador 37 y, tomando como base estas desviaciones, se puede tomar una decisión respecto al estado del cuerpo hueco 1 que se está probando. En lugar de comparar las curvas en función del tiempo, también es posible, en cualquier instante de tiempo dado correspondiente a t_{m}, comparar la diferencia de presiones ACTUAL, en la salida del sensor 21 de diferencia de presiones, con el valor DESEADO almacenado en unidad 39. Para este propósito, se dispone una unidad de temporización convencional 41 como la mostrada en forma esquemática. Cuando se alcanza la presión dada en la cámara de referencia 29, se activa el temporizador y, de acuerdo con intervalos de tiempo T preseleccionados, acciona las válvulas 31, 25, y también puede establecer el valor DESEADO en S_{39}.

Según este procedimiento, y usando la disposición descrita, es posible detectar fiable y rápidamente las fugas o el volumen en un margen extremadamente amplio. Por ello, como se explicó tomando como base la Figura 2, es posible detectar desviaciones en las características de forma de los cuerpos huecos, de las características de forma previstas, como puede suceder, por ejemplo, si las secciones de las paredes son inaceptablemente rígidas o inaceptablemente elásticas.

En las realizaciones descritas anteriormente en conexión con las Figuras 4 y 5, se empleó un sensor diferencial 21 para mantener un valor de presión predominante en la cámara de prueba 3 en un primer instante de tiempo que ocurre, por ejemplo, al cerrar la válvula de cierre 25 y almacenar, por tanto, el valor de presión predominante en una sección de tubería 23a de una segunda tubería o tubería de conexión 23, en una entrada del sensor 21 de presión diferencial. El valor de presión predominante en el primer instante de tiempo, es decir, cuando se cierra la válvula de cierre 25, se comparó entonces con un valor de presión predominante en la cámara 3 en un instante de tiempo subsiguiente, es decir, un instante de tiempo subsiguiente al almacenamiento o retención de la presión predominante en la sección de tubería 23a. Por consiguiente, con lo descrito anteriormente de las Figuras 4 y 5, un valor de presión en un primer instante de tiempo, y que predomina en la cámara de prueba, se toma como un valor de presión de referencia que se compara con un segundo valor de presión que predomina en la cámara de prueba 3, cuyo segundo valor de presión predomina en la cámara de prueba 3 en algún instante de tiempo subsiguiente.

La técnica o concepto de medida descrito anteriormente se puede llevar a cabo electrónicamente en vez de utilizar un sensor de diferencia de presiones como en las realizaciones 4 y 5, con la ventaja de ciclos de prueba más rápidos, ya que no se encuentran fases de flujo y transitorias para la transmisión y almacenamiento de las señales.

Más particularmente, como se muestra en la Figura 5a, la presión predominante en la cámara de prueba 3 puede ser tomada directamente o mediante una tubería de conexión 23 dispuesta entre la cámara de prueba 3 y un transductor 50 de presión/señal eléctrica que puede ser, por ejemplo, un transductor de presión absoluta/señal eléctrica tal como un transductor piezoeléctrico que trabaja contra una fuerza de referencia F. Como se muestra esquemáticamente, una salida eléctrica del transductor 50, que representa la presión predominante en la cámara de prueba 3, se lleva por medio de un conmutador W_{1} y un conmutador W_{2} a una primera zona de almacenamiento I de una unidad electrónica convencional de almacenamiento 52, una vez que la unidad de temporización 41 active el conmutador W_{1} en un primer instante de tiempo.

Entonces, la unidad de temporización 41, subsiguientemente después de un intervalo de tiempo predeterminado, puede activar el conmutador W_{1} en un instante de tiempo más tarde que el primer instante de tiempo, de modo que la señal de salida del transductor 50 sea llevada a una segunda zona II de la unidad de almacenamiento 52 con la activación del conmutador W_{2} por una señal de salida de una unidad convencional 54 de retardo de tiempo, que puede estar formada como un componente separado o una parte integral de la unidad de temporización 41. Al almacenar en las zonas I y II de la unidad de almacenamiento 52 los datos eléctricos relacionados con la presión que predomina en la cámara de prueba 3 en un primer instante de tiempo, y a la presión predominante en la cámara de prueba 3 en un segundo instante de tiempo, los datos salen de las zonas de almacenamiento I y II y son suministrados a una unidad convencional 56 de generación de diferencia, en la que se genera una señal que representa la diferencia de presiones de los dos valores de presiones predominantes y se conduce a un diferenciador convencional 37, y se procesa de una manera descrita anteriormente en conexión con la realización de la Figura 5.

En todos los demás aspectos, como se describió anteriormente en conexión con las Figuras 4 y 5, la señal de diferencia de presiones es procesada de la misma manera que la señal de diferencia de presiones del sensor de diferencia de presiones, residiendo la diferencia en que la generación de la señal de diferencia de presiones en la realización de la Figura 5a se produce electrónicamente. En la realización de la Figura 5a, un valor de presión predominante en la cámara de prueba 3 en un instante de tiempo, es la presión de referencia para generar una diferencia de presiones con respecto a un valor de presión predominante en la cámara de prueba 3, pero tomado en un periodo de tiempo subsiguiente.

Las Figuras 6 a 8 proporcionan ejemplos de realizaciones altamente ventajosas que emplean, respectivamente, los principios de las realizaciones descritas anteriormente en conexión con las Figuras 4 y 5; sin embargo, el cuerpo hueco 1 formado como un envase abierto tal como, por ejemplo, una botella de una corriente de botellas, funciona como la cámara de prueba 3 de las realizaciones de las Figuras 4 y 5.

Más particularmente, como se muestra en la Figura 6, el cuerpo hueco 1 se puede sellar mediante un adaptador de cierre 58 del tipo de tapón o cierre convencional adecuado y, durante una fase de aumento de presión entre t_{1} y t_{2}, el cuerpo hueco 1 se conecta a una entrada E_{19} del sensor 21 de diferencia de presiones a través de la tubería 19. La segunda tubería 23, provista de la válvula de cierre 25, conecta el cuerpo hueco sellado con la segunda entrada E_{23} del sensor 21 de diferencia de presiones. Como se muestra en la Figura 2b, en el instante t_{R} se cierra la válvula de cierre 25, de modo que la presión predominante en ese instante en el cuerpo hueco 1 permanece creada en la sección de tubería 23a, entre la válvula de cierre 25 y la segunda entrada E_{23} que se usa como sistema de presión de referencia. La prueba se efectúa de la misma manera que la descrita anteriormente en conexión con la realización de la Figura 4.

Como se muestra en la Figura 7, una fuente de gas de prueba tal como, por ejemplo, una bomba 7a, está conectada con un volumen de referencia de una cámara de referencia 29, por medio de una válvula de cierre 27. La cámara de referencia 29 está conectada al cuerpo hueco 1 sellado por el adaptador de cierre 58, a través de otra válvula de cierre 31. Empezando con la válvula 27 en una posición inicialmente abierta y la válvula 31 cerrada, la fuente 7a llena la cámara de referencia con un gas de prueba, y el sensor 33 de presión se usa para medir la presión en la cámara de referencia 29. Una vez que la presión medida por el sensor 33 de presión alcanza la presión de referencia ajustada en la fuente 35 de señal de referencia, se cierra la válvula 27 y se abre la válvula 31, formando así un sistema de comunicación entre el cuerpo hueco 1 y la cámara de referencia 29, igualándose la presión del gas de prueba de acuerdo con los volúmenes en la cámara de referencia 29 y en el cuerpo hueco 1. Después de una fase de igualación correspondiente al intervalo de tiempo t_{1}, t_{2} de la Figura 2b, se mide el curso de la diferencia de presiones usando el sensor 21 de diferencia de presiones, como se describió anteriormente en conexión con la Figura 4, o en un instante de medida dado t_{m}, registrándose cualquier diferencia entre una diferencia de presiones DESEADA y una diferencia de presiones ACTUAL, como se muestra en la Figura 2b. En todos los demás aspectos, la realización de la Figura 7 funciona de la misma manera que la indicada anteriormente en conexión con la Figura 5.

En la realización de la Figura 8, la presión predominante en el cuerpo hueco 1 puede ser tomada por la tubería de conexión 23 dispuesta entre el cuerpo hueco 1 y un transductor 50 de presión/señal eléctrica que puede ser, por ejemplo, un transductor de presión absoluta/señal eléctrica tal como un transductor piezoeléctrico que trabaja contra una fuerza de referencia F. La salida eléctrica del transductor 50, que representa la presión predominante en el cuerpo hueco 1, se lleva por medio del conmutador W_{1} y del conmutador W_{2} a una primera zona I de almacenamiento de una unidad electrónica convencional de almacenamiento 52, una vez que la unidad de temporización 41 active el conmutador W_{1} en un primer instante de tiempo.

La unidad de temporización 41, después de un intervalo de tiempo predeterminado, activa subsiguientemente el conmutador W_{1} en un instante de tiempo más tarde que el primer instante de tiempo, de modo que la señal de salida del transductor 50 sea llevada a una segunda zona II de la unidad de almacenamiento 52 con la activación del conmutador W_{2} por una señal de salida de una unidad convencional 54 de retardo de tiempo, formada ya sea como un componente separado o una parte integral de la unidad de temporización 41.

Se procesan los datos y prosigue la prueba de la misma manera que se describió anteriormente en conexión con la Figura 5a.

Claims

1. Un método para probar cuerpos huecos, que comprende:

aplicar presión al interior de un cuerpo (1), o una cámara de prueba (3) que contiene dicho cuerpo;

medir una primera presión en dicho cuerpo o en dicha cámara de prueba en un primer instante de tiempo, y almacenar eléctricamente una primera señal eléctrica que representa dicha primera presión medida;

generar y almacenar eléctricamente una señal de diferencia entre dicha primera señal eléctrica almacenada y una segunda señal eléctrica que representa una segunda presión en dicho cuerpo o en dicha cámara en un segundo instante de tiempo; y

evaluar, dependiendo de dicha señal de diferencia, si dicho cuerpo hueco tiene fugas o tiene un comportamiento indeseado de su volumen;

caracterizado por probar en cadena dichos cuerpos y efectuar dicha generación y almacenamiento de dicha señal de referencia una vez que se haya alcanzado una presión dada en dicho cuerpo o dicha cámara de prueba, almacenando electrónicamente dicha señal de diferencia para dicha evaluación, en una unidad electrónica de almacenamiento con zonas de almacenamiento.

2. Aparato para probar cuerpos huecos, que comprende:

medios para aplicar presión a dichos cuerpos huecos o a una cámara de prueba (3) para dichos cuerpos huecos;

medios (50) de medida de presión conectados a dicho cuerpo o conectados a dicha cámara de prueba y que generan una señal eléctrica de salida; y

una unidad de temporización que inicia, en un primer instante de tiempo, el almacenamiento, en una unidad eléctrica de almacenamiento, de una señal dependiente de dicha señal de salida en dicho primer instante de tiempo, y que inicia, en un segundo instante de tiempo, el almacenamiento, en una unidad eléctrica de almacenamiento, de la diferencia entre dicha señal almacenada y dicha señal dependiente de dicha señal de salida que predomina en dicho segundo instante de tiempo;

caracterizado porque dicho aparato es un aparato de prueba en cadena y comprende medios de medida de presión que habilitan dicha unidad de temporización una vez que se haya alcanzado una presión predeterminada, siendo dicha unidad eléctrica de almacenamiento para dicha señal de diferencia, una unidad electrónica de almacenamiento con zonas de almacenamiento.