ES2273495T3 - Aparato y procedimiento de verificacion de peso. - Google Patents
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Abstract
Un aparato para determinar una indicación de la masa de cada una de una pluralidad de muestras en una línea de producción, comprendiendo el aparato: un medio (13; 75) para generar un campo magnetostático en una primera dirección a través de una zona de interrogación para crear una magnetización de red dentro de una muestra situada dentro de la zona de interrogación; un medio (15) para aplicar un pulso de campo magnético alterno en una segunda dirección diferente a través de la zona de interrogación para cambiar de manera temporal la magnetización de red de la muestra situada dentro de la zona de interrogación; un medio (15; 77) para detectar la energía emitida por la muestra mientras la magnetización de red vuelve a su estado original y para sacar una señal que dependa de la misma; un medio (15) para almacenar datos de calibración predeterminados para al menos una muestra similar de masa conocida, cuyos datos de calibración se refieran a la masa de al menos una muestra similar a la salida de señal correspondiente por el mencionado medio de detección (15; 77); un medio (41) para comparar la salida de señal por el mencionado medio de detección (15; 77) con los mencionados datos de calibración para proporcionar la mencionada indicación de la masa de la muestra; y un medio de transporte (7) para transportar la mencionada pluralidad de muestras a lo largo de un camino de transporte a través de dicha zona de interrogación; en el que dicho medio (13; 75) para generar un campo magnetostático se puede operar para generar un campo magnetostático que sea sustancialmente homogéneo sobre una longitud del camino de transporte de forma que cada muestra esté expuesta al campo magnetostático durante un periodo de tiempo predeterminado antes de que alcance la zona de interrogación.
Description
Aparato y procedimiento de verificación de
peso.
La presente invención se refiere a un aparato y
a un procedimiento para comprobar el material contenido en un
contenedor que pasa a lo largo de una línea de producción. La
invención se refiere en particular al uso de técnicas de resonancia
magnética para dicho pesaje de comprobación.
En el entorno industrial de la actualidad existe
una necesidad continua para mejorar la eficiencia, la calidad y la
producción. Como resultado de esto, los sistemas automatizados para
asegurar el control y la calidad (QA) para las líneas de
fabricación se han convertido en sistemas cada vez de más
importancia. Un tipo de dispositivo de supervisión comúnmente usado
en líneas de rellenado de producto es un dispositivo de pesaje de
comprobación, que se usa para asegurar que se pone la cantidad
requerida de producto en cada uno de los contenedores.
Como un ejemplo, el pesaje de comprobación se
usa por la industria farmacéutica para la supervisión y la
regulación de la cantidad de un medicamento en un vial de cristal
sellado durante el rellenado. El peso del medicamento puede ser tan
pequeño como una fracción de gramo, y se necesita pesar con una
precisión de un tanto por ciento pequeño o incluso mejor, en un
vial pesando décimas de gramo a una velocidad de varios pesajes por
segundo. En la actualidad, para obtener la precisión requerida, es
necesario retirar los viales de la línea de producción y pesarlos
sobre balanzas de precisión. Esto se debe hacer tanto antes como
después de haber realizado el rellenado con el fin de tener en
cuenta el peso del contenedor. De manera inevitable, este proceso es
un proceso que consume tiempo y no se puede conseguir el 100% de la
inspección mientras se mantiene la salida de la producción. Como
resultado de esto, solamente una fracción del producto es la que
siempre se comprueba. Por lo tanto, si algo fuese mal y los viales
no se rellenasen con la cantidad correcta de medicamento, entonces
un gran lote del producto debería ser rechazado antes de que el
problema se hiciese público. Además, como el vial debe ser pesado
tanto antes como después del rellenado, el pesaje se debe realizar
en un entorno aséptico entre el rellenado y el
sellado.
sellado.
El documento
GB-A-2149509 describe un sistema
para analizar una muestra pesada. La muestra que se vaya a analizar
se coloca en un captador de señal NMR en donde se pesa por medio de
una escala (conversor de peso a frecuencia) y al mismo tiempo, se
obtienen las señales NMR de la muestra. Las señales NMR obtenidas a
partir de la muestra de calibración se usan para corregir de manera
automática los resultados del análisis cuando se cambien los
parámetros del equipo. De esta manera, las señales obtenidas a
partir de la muestra de calibración se usan para normalizar los
resultados del análisis.
El documento
DE-A-1803372 describe un sistema de
rellenado en línea que irradia el contenedor rellenado con rayos
gamma y que procesa las características de absorción de la muestra
para determinar el peso de la misma.
El documento
US-A-5291422 describe un instrumento
para la medida no destructiva de las propiedades del material que
usa un número de técnicas de interrogación electromagnéticas tales
como NMR, rayos X, radiación ultravioleta, microondas, etc. La
patente describe que un sistema NMR se puede usar para medir la
cantidad de agua y aceite en la muestra.
El documento
US-A-5247934 describe un sistema
para el diagnóstico de la osteoporosis. El sistema usa técnicas de
imagen por resonancia magnética para generar una imagen de la
microestructura del hueso bajo prueba. Esta imagen es después
comparada con una imagen similar de un hueso que tenga osteoporosis
para determinar si el hueso bajo prueba tiene o no tiene
osteoporosis.
La presente invención tiene como objetivo el
proporcionar una técnica alternativa para el pesaje de comprobación
de productos en una línea de producción.
De acuerdo con un aspecto, la presente invención
proporciona un aparato para determinar una indicación de la masa de
cada una de una pluralidad de muestras en una línea de producción,
el aparato comprendiendo:
un medio para generar un campo magnetostático en
una primera dirección a través de una zona de interrogación para
crear una magnetización de red dentro de una muestra situada dentro
de la zona de interrogación;
un medio para aplicar un pulso de campo
magnético alterno en una segunda dirección diferente a través de la
zona de interrogación para cambiar de manera temporal la
magnetización de red de la muestra situada dentro de la zona de
interrogación;
un medio para detectar la energía emitida por la
muestra mientras la magnetización de red de la muestra vuelve a su
estado original y para sacar una señal que dependa de la misma;
un medio para almacenar unos datos determinados
de calibración para al menos una muestra similar de masa conocida,
cuyos datos de calibración se refieren a la masa de al menos una
muestra similar a la salida de señal correspondiente por dicho
medio de detección;
un medio para comparar la salida de señal por el
mencionado medio de detección con los mencionados datos de
calibración para proporcionar dicha indicación de la masa de la
muestra; y
un medio de transporte para el transporte de la
mencionada pluralidad de muestras a lo largo de un camino de
transporte hasta la mencionada zona de interrogación;
en el que el mencionado medio para generar un
campo magnetostático se puede operar para generar un campo
magnetostático que sea sustancialmente homogéneo sobre una longitud
del camino de transporte de manera que cada muestra quede expuesta
al campo magnetostático durante un periodo de tiempo predeterminado
antes de que alcance la zona de interrogación. Este aparato tiene
la ventaja de que se puede usar en línea en una línea de rellenado
de producto. También es ventajoso porque puede proporcionar una
medida sin contacto de la masa del contenido de un contenedor con
independencia de la masa del contenedor si el contenedor estuviese
hecho de un material que no fuese sensible a MR. Por lo tanto, es
muy útil para determinar la masa de pequeñas cantidades de muestra
tales como el pesaje de muestras entre 0,1 gramos y 10 gramos que
puedan estar contenidas en contenedores de vidrio de 20 gramos o
más. También es rápido y preciso, es fácilmente integrable dentro de
la línea de producción y proporciona una indicación de la masa y no
del peso de la muestra.
El anterior aparato se puede usar en un número
de diferentes aplicaciones, tales como para farmacia, cosmética,
perfumería, química industrial, muestras biológicas y productos
alimentarios. También es particularmente útil para medir productos
de alto valor donde el 100% de muestreo puede reducir de manera
considerable el residuo. También se puede usar para determinar la
masa de muestras que estén en forma sólida, en forma de polvo, en
forma líquida y en forma de gas o en cualquier combinación de las
anteriores.
La presente invención también proporciona un
procedimiento para producir un contenedor sellado que contenga una
cantidad predeterminada de una muestra, comprendiendo el
procedimiento las etapas de:
rellenar cada contenedor con la cantidad
predeterminada de muestra;
sellar la muestra dentro del contenedor;
transportar cada uno de los contenedores
rellenados a lo largo del camino de transporte a una estación de
pesaje;
pesar la muestra dentro de cada uno de los
contenedores; y
rechazar cualquier contenedor que no contenga la
cantidad predeterminada de muestra dentro de una tolerancia
predeterminada;
caracterizado porque dicha etapa de pesaje
comprende las etapas de:
- generar un campo magnetostático en una primera dirección a través de una zona de interrogación para crear una magnetización de red dentro de una muestra actual situada dentro de la zona de interrogación;
- aplicar un pulso de campo magnético alterno en una segunda dirección diferente a través de la zona de interrogación para cambiar de manera temporal la magnetización de red de la muestra actual situada dentro de la zona de interrogación;
- detectar la energía emitida por la muestra actual mientras la magnetización de red de la muestra actual vuelve a su estado original y sacar una señal que dependa de la misma;
- comparar la salida de señal por medio de la mencionada etapa de detección con los datos de calibración que se refieren a la masa de al menos una muestra similar de masa conocida con la salida de señal correspondiente por medio de la etapa detectora, para proporcionar una indicación del peso de la muestra actual;
- en el que la mencionada etapa de generación genera un campo magnetostático que es sustancialmente homogéneo sobre una longitud del camino de transporte de forma que cada muestra esté expuesta al campo magnetostático durante un periodo de tiempo predeterminado antes de que alcance la zona de interro- gación.
A continuación se describirán realizaciones
ejemplo de la invención con referencia a los dibujos que se
acompañan en los que:
La figura 1 es una vista global de una línea de
producción con una estación de pesaje de comprobación por
resonancia magnética para comprobar que cada vial rellenado que pasa
a través de la estación de pesaje tiene la cantidad requerida de
producto;
La figura 2 es un diagrama de bloques de la
electrónica de excitación y de la electrónica de procesado que
forma parte y que controla la estación de pesaje de comprobación
mostrada en la figura 1;
La figura 3 es una traza que ilustra cómo varía
la magnetización de red de una muestra con el tiempo está sometida
a un campo magnetostático que forma parte de la estación de pesaje
de comprobación mostrada en la figura 1;
La figura 4 es una traza de un pulso de
corriente de excitación que se aplica a una bobina de excitación que
forma parte de la estación de pesaje de comprobación mostrada en la
figura 1;
La figura 5 es una traza que muestra la manera
en la que la señal generada por una muestra decae después de que
haya finalizado la corriente de excitación mostrada en la figura
4;
La figura 6 es una traza del tiempo requerido
entre las medidas de muestra de la misma muestra;
La figura 7a ilustra de manera esquemática la
forma de una estación de pesaje de comprobación de acuerdo con una
realización alternativa en la que se aplica un gradiente de campo
magnético sobre la zona de interrogación;
La figura 7b ilustra la forma de un pulso de
ancho de banda estrecho que se aplica a la bobina de RF mostrada en
la figura 7a para interrogar a una región seleccionada de la zona de
interrogación;
La figura 7c ilustra el ancho de banda estrecho
del pulso mostrado en la figura 7b;
La figura 8 ilustra de manera esquemática la
forma de una estación de pesaje de comprobación de acuerdo con otra
realización de la presente invención;
La figura 9 ilustra la forma de otra estación de
pesaje de comprobación adicional que encarna la presente
invención;
La figura 10 ilustra la forma de una estación de
pesaje de comprobación más que encarna la presente invención;
La figura 11 es una traza de las intensidades de
señal generadas por una muestra bajo prueba y un sello usado para
cerrar el vial en el que está contenida la muestra; y
La figura 12 es una traza de la intensidad de
señal generada por la muestra bajo prueba y el sello del vial en el
que está contenida la muestra después de que se haya aplicado el
pulso de excitación de inversión al vial.
La figura 1 muestra parte de una línea de
producción que rellena viales de vidrio 1 con una muestra de
medicamento. En particular, la figura 1 muestra la estación de
pesaje 3 que se proporciona "en línea" para el pesaje de cada
uno de los viales rellenados que pasan a su través. La figura 1
también muestra una estación de rechazo 5 que retira aquellos
viales de la línea que no tengan una cantidad suficiente de
medicamento para cumplir con los requisitos reglamentarios. Como se
muestra, los viales 1 son transportados a la estación de pesaje 3
desde una estación de rellenado y de sellado (que no se muestra) por
medio de una cinta transportadora 7 que, como se representa por
medio de la flecha 9, se mueve en la dirección z a través de la
acción de las ruedas de transporte giratorias 11.
Como se ha mencionado anteriormente, la presente
invención usa técnicas de resonancia magnética (MR) para determinar
la masa del medicamento dentro de cada uno de los viales de vidrio
1. Como apreciarán aquéllos que sean expertos en la técnica de MR,
los viales de vidrio se usan como el contenedor en esta realización,
porque no emite una señal MR que pudiese interferir con el proceso
de medida. En esta realización, la estación de pesaje 3 comprende
un imán permanente 13, una bobina de RF 15 y un sistema de control
por ordenador 17. El imán 13 se usa para crear una corriente
continua CC homogénea o un campo magnetostático en la dirección x a
través de la cinta transportadora 7. La muestra del vial de vidrio
contiene núcleos cada uno de los cuales posee un momento magnético,
por ejemplo, núcleos ^{1}H (protones). Este momento magnético es
un resultado del giro del núcleo. El momento magnético actúa como
un pequeño imán de barra y su intensidad depende del tipo de
núcleos. Antes de que se coloque la muestra en el campo
magnetostático, los momentos magnéticos nucleares independientes
están orientados de manera aleatoria. Cuando entran en el campo
magnetostático, tienden a alinearse con el campo estático, a lo
largo de la dirección X en este caso. Los momentos magnéticos pueden
alinearse por sí solos o paralelos o antiparalelos al campo
estático. El alineamiento paralelo al campo estático es el estado
de energía más baja y de esta manera la mayoría de los momentos
magnéticos adoptan esta orientación. Esto da como resultado el que
la muestra tenga una magnetización macroscópica de red resultante
paralela al campo estático.
Como se ha mencionado anteriormente, los núcleos
poseen giros, y como resultado de esto, giran o realizan un
movimiento de precesión alrededor del campo magnetostático. La
frecuencia de esta precesión es conocida como la frecuencia de
Larmor y depende de la intensidad del campo magnetostático. En
particular, se puede definir de la siguiente manera:
(1)frecuencia
= \gamma \cdot
B
donde \gamma es la relación
giromagnética de la muestra y B es la intensidad de campo magnético
del campo magnetostático generado por el imán 13. La relación
giromagnética (\gamma) está relacionada con la intensidad del
momento magnético para el núcleo en cuestión. Por ejemplo, la
relación giromagnética para los protones es de 42,57
MHz/Tesla.
En la mayoría de los sistemas de resonancia
magnética, la intensidad del campo magnetostático es tal que la
frecuencia de Larmor de la muestra está en el intervalo de las
frecuencias radio del espectro electromagnético. Como apreciarán
aquéllos que sean expertos en la técnica de la resonancia magnética,
aplicando un campo magnético de corriente alterna CA a ka muestra a
la frecuencia de Larmor de la muestra y orientado de forma ortogonal
al campo magnetostático, se provocará que la magnetización de la
red de la muestra gire alrededor del eje del campo magnético de CA
desde la dirección del campo estático. En esta realización, el campo
magnético está generado mediante la aplicación de una
correspondiente corriente CA a la bobina de RF 15. El ángulo de giro
de la magnetización de red se puede variar mediante la variación de
la cantidad de energía entregada a la bobina de RF 15. En esta
realización, se usa un campo de excitación que provoca un giro de
90º para excitar la muestra. Tras haber aplicado el pulso de 90º a
la muestra, la muestra se deja en un estado de alta energía que no
está en equilibrio, a partir del cual se relaja pasando a su estado
de equilibrio. A medida que se relaja, se emite la energía
electromagnética a la frecuencia de Larmor, cuya componente
magnética induce corriente en la bobina de RF 15, cuya amplitud de
pico varía con, entre otras cosas, el número de momentos magnéticos
de la muestra y por ende, el número de moléculas de la muestra. La
señal recibida se pasa después al sistema de control por ordenador
17 que compara la amplitud de pico de la señal recibida desde la
muestra desconocida con la amplitud de pico de una señal recibida
desde una muestra con una masa conocida (o peso conocido), para
determinar la masa (o el peso) de la muestra que está bajo
prueba.
La operación de esta realización se describe
ahora con más detalle con referencia a las figuras 2 a la 5. La
figura 2 es un diagrama de bloques de los componentes principales
del sistema de control por ordenador 17 usado en esta realización.
Como se muestra, el sistema de control comprende un terminal de
conexión 21 para conectar el sistema de control a la bobina de RF
15. Como se muestra, el terminal de conexión 21 se puede conectar a
través del conmutador 23, al generador de señal 25 y al amplificador
de potencia 27 que se pueden operar para generar y amplificar
respectivamente la señal de excitación que se aplica a la bobina de
RF 15. El terminal de conexión 21 también se puede conectar a
través del conmutador 23 a un amplificador de recepción 31 que
amplifica la señal recibida desde la muestra bajo prueba. La señal
amplificada se filtra después por medio del filtro 33 para retirar
los componentes de ruido y después se pasa al mezclador 35 donde la
señal recibida es convertida inferiormente a una frecuencia
intermedia (FI) mediante la multiplicación de la misma con la señal
de mezclado apropiada generada por el generador de señal 25. La
salida de la señal de FI por del mezclador 35 se filtra después por
medio del filtro 37 para eliminar las componentes no deseadas por
medio del mezclador 35. La señal de FI filtrada se convierte
después a una correspondiente señal digital por medio del conversor
A/D 39 y después se pasa al microprocesador 41.
Como se muestra por medio de las líneas de
control discontinuas 43 y 45, el microprocesador 41 controla la
operación del generador de señal 25 y del conmutador 23. En
particular, el microprocesador 41 opera para asegurar que el
generador de señal 25 genera la señal de excitación cuando el vial 1
rellenado está en la localización deseada dentro de la estación de
pesaje de comprobación 3. El microprocesador 41 conoce cuándo el
vial 1 está en la localización correcta a partir de la señal
recibida desde la electrónica del sensor de posición 47 que está
conectada, a través del terminal de conexión 49, a un sensor óptico
de la posición 50 montado en la estación de pesaje de comprobación
3. En particular, con referencia a la figura 1, cuando el vial de
vidrio 1 pasa por el sensor óptico de posición 50, se corta un haz
de luz 52. Esto se detecta por medio de la electrónica del sensor
de posición 47 que a su vez señaliza al microprocesador 41. En base
a esta información y a la velocidad de la cinta transportadora 7
(proporcionada por el controlador de la cinta 51), el
microprocesador determina la temporización apropiada para la
aplicación de la ráfaga de corriente de excitación y señaliza el
generador de señal 25 de acuerdo con esto.
Como apreciarán aquéllos que sean expertos en la
técnica de resonancia magnética, dura un periodo de tiempo finito
después de que la muestra entre en el campo estático generado por el
imán 13 para la progresión de la magnetización de red de la muestra
a lo largo de la dirección X. Si la señal de excitación se aplica a
la bobina de RF 15 antes de que haya tenido lugar la magnetización
por completo, entonces la intensidad de la señal generada por la
muestra no será máxima. La figura 3 ilustra la manera en la que la
magnetización de red y de esta forma la intensidad de la señal
resultante producida por la muestra varía con el tiempo en el campo
magnetostático. Como se muestra, la traza tiene la forma general
de:
(2)K_{1} (1 -
e^{-t/T1})
donde K_{1} es una constante y se
hace referencia a T_{1} como el tiempo de relajación longitudinal
y depende de la muestra que se esté probando y de la intensidad del
campo magnetostático. Por lo tanto, dada una intensidad del campo
estático y el tipo de muestra de medicamento que se esté probando,
se puede determinar el tiempo de relajación T_{1}. Esta
información combinada con la velocidad de la cinta transportadora 7,
determina la longitud mínima del imán 13 en la dirección Z que se
necesita para asegurar que se genera una señal tan grande como sea
posible por medio de la muestra bajo
prueba.
La figura 4 muestra el pulso de 90º de la
corriente de excitación CA que se aplica a la bobina de RF 15 por
medio del generador de señal 25 y del amplificador de potencia 27.
En esta realización, el pulso de la corriente de excitación tiene
una duración (t_{p}) de 30 microsegundos y su frecuencia es igual
a la frecuencia de Larmor de la muestra bajo prueba en el campo
magnetostático. En esta realización, se conecta un condensador (que
no se muestra) entre los terminales de la bobina de RF 15 de forma
que esté sintonizado a la frecuencia de Larmor de la muestra. La
sintonización de la bobina de RF 15 de esta forma hace que el
sistema sea menos susceptible a la interferencia electromagnética o
a otras señales MR procedentes de los núcleos con diferentes
relaciones giromagnéticas. La corriente de excitación que fluye a
través de la bobina de RF 15 genera un correspondiente campo
magnético en la dirección Z. Como se ha mencionado anteriormente,
el campo magnético de excitación provoca la magnetización de red de
la muestra en el vial 1 para girar o realizar un movimiento de
precesión sobre el eje Z a la frecuencia de Larmor. Cuando se
retira la corriente de excitación de la bobina de RF 15, los
núcleos de la muestra comienzan a relajarse de nuevo hasta llegar a
sus posiciones de equilibrio, emitiendo energía de RF a la
frecuencia de Larmor a medida que se relajan. Esto incluye una señal
en la bobina de RF 15 que se ve que cae de manera exponencial y que
se puede describir como:
(3)K_{2} \
e^{-t/T2}
donde K_{2} es una constante y se
hace referencia a T_{2} como el tiempo de relajación transversal y
depende de la muestra que se esté probando y no de la intensidad
del campo estático. La figura 5 muestra la forma de la señal
inducida en la bobina de RF 15 por medio de la muestra mientras se
relaja hasta llegar al equilibrio. Como se muestra, la amplitud de
pico de la señal inducida está en su máximo poco después de que cese
la corriente de excitación, tras este punto, la señal cae de manera
exponencial a
cero.
Como se ha mencionado anteriormente, la amplitud
de pico de la señal inducida en la bobina de RF 15 por la muestra
es directamente proporcional al número de momentos magnéticos de la
muestra. Por consiguiente, en esta realización, el microprocesador
41 supervisa el nivel de la señal de pico que recibe desde el
conversor A/D 39 después de que se haya retirado la señal de
excitación de la bobina de RF 15. El microprocesador 41 compara
entonces este nivel de pico de la señal con los datos de calibración
obtenidos por medio de la prueba de una muestra o muestras
similares de masa conocida, para proporcionar una indicación de la
masa que en ese momento se esté probando.
En esta realización, estos datos de calibración
se obtienen a partir de un número similar de muestras de diferentes
masas conocidas durante una rutina de calibración antes de que se
comience el lote de producción y de que se almacene en memoria 53.
En esta realización, los datos de calibración son una función que
relaciona la amplitud de pico de la señal MR recibida desde la
muestra bajo prueba con la masa de la muestra.
En esta realización, si el microprocesador 41
determina que la masa de la muestra actual que se está analizando
no es de la masa necesaria dentro de una tolerancia dada, saca una
señal de control sobre la línea de control 55 al controlador de
rechazo 57. El controlador de rechazo saca entonces una señal al
terminal de salida 59 que está conectado a la estación de rechazo
5, para provocar el que la estación de rechazo retire el vial
actual 1 que se esté probando de la cinta transportadora 7 cuando
llegue a la estación de rechazo 5.
Como se muestra en la figura 2, el sistema de
control por ordenador 17 comprende también una interfaz de usuario
61 para permitir al usuario programar dentro del control del sistema
17 cuál debería ser la masa correcta de cada muestra para cada lote
dado del producto.
Anteriormente se ha dado una descripción general
de un dispositivo de pesaje de comprobación que abarca la presente
invención. El aparato se puede usar para determinar la masa de la
mayoría de las muestras con tal de que contengan un elemento
sensible a la MR en una cantidad conocida con relación a los otros
elementos de la muestra. Como el núcleo de hidrógeno o protón es el
elemento que da la señal MR mayor, debido a que posee el momento
magnético más fuerte, es uno de lo más usados. Otros isótopos que
tienen un giro nuclear y que por tanto proporcionan una señal MR
incluyen los siguientes: ciertos isótopos de nitrógeno, fósforo,
sodio, potasio, flúor y carbono y oxígeno. Si la estación de pesaje
de comprobación 3 descrita anteriormente es capaz de determinar la
masa de varias muestras usando las señales MR desde diferentes
elementos sensibles a MR, entonces el sistema de control por
ordenador 17 debe almacenar los datos de calibración para cada una
de las diferentes muestras. También debe ser capaz de generar y de
recibir señales a las diferentes frecuencias de Larmor necesarias
para poder excitar los diferentes elementos sensibles MR.
Para ilustrar la operación de la presente
invención, se describe además un ejemplo.
Ejemplo
En este ejemplo, se usaron viales de vidrio de
35 ml de capacidad cada uno de los cuales conteniendo cinco
milímetros de agua dopada con sulfato de cobre (para reducir el
tiempo de relajación T_{1} del agua a 100 ms). La masa del agua
se determinó mediante la medida de la señal de MR a partir de los
núcleos de hidrógeno contenidos en el vial de vidrio y comparando
ésta con los datos de calibración almacenados. El imán estático
usado, generó un campo magnético en la dirección X de 0,15 Tesla. La
frecuencia de Larmor del hidrógeno en dicho campo de corriente
continua CC es de 6,38 MHz. Ésta se calcula multiplicando la
intensidad de campo magnético CC por la relación giromagnética para
el hidrógeno (que es de 42,57 MHz/Tesla). La relación giromagnética
para otros elementos sensibles a MR se puede encontrar en el manual
CRC de Química y Física, publicado por CRC Press Inc. El sistema de
control por ordenador 17 aplicó después de 6 a 7 amperios de
corriente alterna CA de excitación teniendo una frecuencia de 6,4
MHz a la bobina de RF 15 durante 30 \mus. La resonancia de los
átomos de hidrógeno en el agua, provocada por el campo magnético de
excitación inicialmente indujo unos pocos milivoltios de señal en
la bobina de RF 15. Este nivel de señal de pico se comparó entonces
con los datos de calibración almacenados (obtenidos tomando medidas
de MR similares de un número de contenedores que tienen diferentes
cantidades conocidas de agua) para determinar la masa de agua en
cada uno de los viales. Los resultados de la técnica fueron
comparados después con los pesos obtenidos usando básculas. Esta
comparación reveló que la técnica de pesaje de comprobación por MR
proporciona una indicación de la cantidad de agua con una precisión
de \pm2%.
En esta realización, el microprocesador requiere
aproximadamente 100 microsegundos para excitar y para tomar una
lectura de la señal MR de pico que se recibe. Ésta es entonces
procesada para determinar la masa de agua en el vial en tiempo
real. El límite teórico a la salida de procesado (es decir, el
número de viales que se pueden pesar por segundo) es por lo tanto
de aproximadamente 10000 viales por segundo, lo que está bien
cumpliendo con los 300 viales por minuto típicamente requeridos por
las líneas actuales de producción.
Como apreciarán aquéllos que sean expertos en la
técnica, la técnica anterior para el pesaje de comprobación
proporciona un número de ventajas significativas sobre los sistemas
de pesaje de comprobación de la técnica anterior. Éstas
incluyen:
i) la técnica implica un proceso de
pesaje en una sola etapa que se puede llevar a cabo en línea -
previamente se habían obtenido dos medidas de peso, una antes y otra
después del rellenado, con el fin de tener en cuenta el peso del
vial;
ii) la muestra se puede pesar en su
paquete final después de que haya sido sellada y pueda por tanto
ser pesada fuera del área aséptica de rellenado;
iii) la técnica proporciona una medida
sin contacto de la masa de la muestra con independencia de la masa
del vial;
iv) la medida no afecta a la composición
o a la calidad de la muestra y la información acerca de la
composición también se puede obtener a partir de la señal MR en caso
de que se necesite;
v) la técnica permite una medida más
rápida de la masa de la muestra de forma que el muestreo al 100% de
los productos se pueda hacer incluso con salidas de proceso de
producción normales;
vi) como la técnica proporciona una
medida de la masa de la muestra con independencia de la masa del
vial, la técnica puede proporcionar una determinación precisa de la
masa de las muestras que sean pequeñas en comparación con el vial
(por ejemplo, 200 mg de muestra en viales de 10 g);
vii) la técnica por lo general requiere
niveles relativamente bajos de campo magnetostático o de campo
magnético de CC (menor de 0,5 Tesla) ya que, en la mayoría de los
casos, se realiza una medida de bloque sobre el volumen entero de
la muestra, reduciendo por lo tanto el coste del imán y haciendo
posible también usar imanes permanentes o electroimanes y no imanes
superconductores;
viii) la técnica permite pesar de manera
precisa una amplia variedad de tamaños de muestra por medio del
mismo sistema, usando viales del mismo tamaño o usando diferentes
tamaños de viales con bobinas de RF de diferentes tamaños; y
ix) la técnica permite que la muestra se
mueva de manera continua a través de la estación de pesaje sin
detenerse ya que la medida se puede realizar en un periodo de tiempo
corto con relación a la salida de producción.
En la realización anterior, se determinó una
sola medida de la masa de la muestra para cada uno de los viales.
La precisión de la medida está limitada solamente por el ruido
aleatorio en el sistema. Esto se puede mejorar tomando una media de
medidas repetidas. Sin embargo, la velocidad a la que se pueden
hacer las medidas sobre la muestra viene determinada por el tiempo
de relajación T_{1} tratado anteriormente. En particular, después
de que la señal de excitación se haya retirado, los protones
tardarán aproximadamente 3T_{1} en volver a su estado original de
alineados en el campo magnetostático, en cuyo punto se puede aplicar
una ráfaga adicional de corriente de excitación. Esto se ilustra en
la figura 6, en el ejemplo tratado anteriormente, el tiempo de
relajación T_{1} para el agua es de aproximadamente 100
milisegundos y por lo tanto, si se toman cuatro medidas sobre cada
una de las muestras, entonces la salida de procesado puede ser de
dos pesajes por segundo. Se podrían obtener medidas independientes
mediante el uso de un número de diferentes bobinas de RF
espacialmente separadas a lo largo de la dirección Z. De manera
alternativa, la cinta transportadora se podría detener cada vez que
un vial alcanzase el área de interrogación y se hiciesen múltiples
medidas. También pueden ser posibles múltiples medidas de la misma
muestra si la zona de interrogación del imán y de la bobina de RF es
lo suficientemente larga como para permitir la realización de
múltiples medidas considerando la velocidad de la cinta
transportadora. En dicha realización, la precisión del sistema
depende de la homogeneidad de la bobina de RF y del campo magnético
dentro de la zona de interrogación así como de la relación señal a
ruido del sistema y del factor de relleno de la bobina de RF. Si
los diagramas de campo del imán y de la bobina de RF se conocen por
adelantado, entonces se puede usar este conocimiento para hacer
correcciones sobre las diferentes señales de medida. De manera
adicional, también se pueden proporcionar las bobinas adicionales X,
Y y Z (conocidas en la técnica como cuñas o compensadores) para
mejorar la homogeneidad del campo
magnetostático.
magnetostático.
En la primera realización, se colocó un único
vial dentro de la zona de interrogación de la bobina de RF en
cualquier momento. La figura 7a ilustra en forma de diagrama los
componentes de una estación de pesaje de comprobación 3 que permite
colocar múltiples viales dentro de la zona de interrogación de la
bobina de RF al mismo tiempo y que permite realizar una medida de
la masa de la muestra dentro de cada vial de manera independiente.
Para conseguir esto, en esta realización, además del imán estático
13 y de la bobina de RF 15, un par de bobinas separadas 71 y 73
están colocadas a cada lado de la cinta transportadora 7, que operan
para proporcionar un gradiente de campo magnético a través de la
cinta transportadora 7. Como resultado de este gradiente, el campo
magnetostático experimentado por cada uno de los viales de vidrio
será diferente y de esta forma la frecuencia de Larmor de la
muestra en cada uno de los tres viales en la zona de interrogación
será distinta. Por consiguiente, se puede interrogar a cada vial de
manera independiente mediante la aplicación de tres pulsos
diferentes de RF de banda estrecha a la frecuencia de Larmor
apropiada. La figura 7b ilustra la forma de un pulso de banda
estrecha que se puede usar para interrogar a una de las tres
muestras en la zona de interrogación de la bobina de RF, y la
figura 7c muestra el contenido en frecuencia del pulso. Como se
muestra, el pulso tiene una envolvente que es una función sinc y
tiene una duración en el tiempo (t_{p}) de aproximadamente 4
milisegundos. Por lo tanto, tiene un ancho de banda (\Deltaf) de
aproximadamente 1 kHz y está centrada a la frecuencia de Larmor
apropiada f_{0}. De manera alternativa, se podría aplicar un pulso
de RF de banda ancha sobre la zona de interrogación y las señales
resultantes MR procedentes de las muestras se podrían resolver
tomando la transformada de Fourier de la señal recibida después de
que haya acabado el pulso de excitación, como es la práctica normal
en la técnica de imagen por MR.
En el ejemplo descrito anteriormente con
referencia a la figura 7, las bobinas de gradiente estaban
dispuestas para aplicar un gradiente en la misma dirección que el
campo magnetostático que está generado por el imán 13. Como es bien
conocido en la técnica de imágenes por resonancia magnética, las
bobinas de gradiente se pueden disponer para proporcionar
gradientes de campo magnético en uno o en más de los ejes X, Y o Z
de forma que todo el volumen de la zona de interrogación se pueda
resolver espacialmente. La figura 8 ilustra una realización en la
que las dos bobinas de gradiente 71 y 73 están colocadas en los
extremos opuestos de la zona de interrogación de la bobina de RF.
Como se muestra, en esta realización, la bobina de RF 15 comprende
tres partes independientes 15a, 15b y 15c. Como apreciarán aquéllos
que sean expertos en la técnica, mediante la aplicación de gradiente
de campo magnético a lo largo de la longitud de la cinta
transportadora 7 a través de la zona de interrogación, cada una de
las muestras puede ser interrogada de manera independiente o de
manera simultánea de la misma manera que en la realización descrita
con referencia a la figura 7.
En las realizaciones descritas con referencia a
las figuras 7 y 8, se dispusieron una pluralidad de muestras dentro
de la zona de interrogación y fueron interrogadas de manera
independiente o de manera simultánea. En estas realizaciones, cada
una de estas muestras experimentará un campo magnético ligeramente
diferente y estará en una posición diferente con relación a la
bobina de RF, se podrán usar datos de calibración independientes
para cada una de las posiciones de detección con el fin de intentar
reducir los errores provocados por las heterogeneidades en el campo
magnetostático o en la bobina de RF.
En las realizaciones anteriores, la bobina de RF
generaba un campo magnético en la dirección Z a lo largo de la
dirección del movimiento de la cinta transportadora 7. Como habrán
apreciado los expertos en la técnica, esto no es esencial. La
bobina de RF puede colocarse en cualquier ángulo con relación al
campo magnético CC, con tal de que el campo que genere sea
relativamente homogéneo sobre la muestra que se esté probando y con
tal de que comprenda una componente que sea ortogonal al campo
magnetostático. La figura 9 ilustra en forma de diagrama una
realización en la que se proporcionan tres bobinas independientes de
RF, 15d, 15e y 15f bajo la cinta transportadora 7, cada una de las
cuales se puede operar para generar un campo magnético de CA en la
dirección Y, es decir, fuera del papel. Esta realización permite que
las muestras que están en los tres viales sean comprobadas de
manera simultánea. También permite que el sistema interrogue la
muestra de cada vial tres veces, una vez por cada una de las
bobinas de RF.
En las anteriores realizaciones, se usó un imán
permanente para generar el campo magnetostático necesario. Como
apreciarán aquéllos que sean expertos en la técnica, se podrían usar
los electroimanes, las bobinas portadoras de corriente o los imanes
superconductores en lugar del imán permanente para generar el campo
magnético de CC necesario. De manera adicional, en las
realizaciones anteriores, el campo magnético de CC se aplicó a
través de la cinta transportadora en la dirección X. Como podrán
apreciar aquéllos que son expertos en la técnica, el campo
magnético de CC se puede aplicar a través de la muestra en cualquier
dirección. Por ejemplo, el polo Norte o Sur del imán se puede
colocar por encima y por debajo de la cinta con la bobina de RF
estando por ejemplo con la misma orientación que en la primera
realización. La figura 10 muestra otra realización más en la que
una bobina solenoidal 75 está arrollada a lo largo de una longitud
de la cinta transportadora 7 para generar el campo magnetostático a
lo largo de la longitud de la cinta transportadora 7, es decir, en
la dirección Z. En esta realización, la bobina de RF 15 está situada
en un lado de la cinta transportadora 7 y se proporciona una bobina
detectora independiente 77 en el lado contrario de la cinta
transportadora 7.
Como apreciarán aquéllos que sean expertos en la
técnica de MR, existen otras muchas configuraciones que permitirán
obtener una medida de la masa de la muestra.
En las realizaciones anteriores, el pesaje de
comprobación se realizó después de que el vial había sido rellenado
y sellado. Sin embargo, en algunas aplicaciones, el material que se
usa para sellar el vial genera una señal de MR. Por ejemplo, si se
usa un tapón de plástico o de goma para sellar el vial, entonces los
átomos de hidrógeno contenidos en el sello de plástico generarán
también una señal de MR que podría interferir con los resultados de
las medidas. Existen varias maneras en las que se puede solucionar
este problema. En primer lugar, se podría pasar por la estación de
pesaje de comprobación antes de la estación de sellado. Sin embargo,
dicha realización es una realización que no se prefiere, ya que la
estación de pesaje de comprobación también tendría que estar
situada dentro del entorno aséptico de la estación de rellenado. De
manera alternativa, este problema se puede aliviar usando bobinas
de recepción que estén situadas por debajo de la cinta
transportadora 7, tal como se muestra en la figura 9, porque estas
bobinas son más sensibles a la señal de MR generada por la muestra
que las que lo son a la señal de MR generada por el sellado (porque
la muestra está más cercana a la bobina de RF que al sellado). De
manera alternativa, adicionalmente, se puede aplicar un gradiente de
campo magnético a lo largo de la longitud de la botella, y se puede
aplicar un pulso de RF de ancho de banda estrecho como se muestra
en la figura 7b, de forma que solamente la parte de la botella que
contenga la muestra sea la parte interrogada.
Si el tiempo de relajación T_{2} para el
sellado es más pequeño que el tiempo de relajación T_{2} para la
muestra bajo prueba, entonces este problema se puede solventar, como
se ilustra en la figura 11, esperando un periodo fijo (t_{m})
antes de medir la amplitud de la señal de pico de la señal de MR
recibida. Esto es porque la señal de MR 81 proveniente del sellado
se extinguirá más rápidamente que la señal de MR 83 proveniente de
la muestra. De una manera similar, si el tiempo de relajación
T_{1} de la muestra es diferente del tiempo de relajación T_{1}
del sellado, entonces este problema se puede solventar primeramente
aplicando un pulso de RF de 180º (inversión) al vial bajo prueba
para invertir la magnetización de red de la muestra y del sellado y
después esperando hasta que los núcleos del sellado estén en un
estado tal que cuando se aplique un pulso adicional de
interrogación de RF de 90º, el sellado no genere señal alguna. Esto
se ilustra en la figura 12 que muestra la intensidad de señal 85
que se puede obtener desde la muestra y la intensidad de señal 87
que se puede obtener desde el sellado después de la aplicación del
pulso de 180º. Como se muestra, como los dos materiales tienen
diferentes tiempos de relajación T_{1}, si se aplica un pulso de
interrogación de 90º en un momento t_{e}, entonces no se generará
señal alguna por parte del sellad, pero se generará una señal por
parte de la muestra.
En las realizaciones anteriores, se usó un vial
que no genera una señal de MR. Como apreciarán aquéllos que sean
expertos en la técnica, se pueden usar también los viales que no
generan una señal de MR y se podrían usar las anteriores técnicas
que se emplearon para separar las señales del sello y de la muestra
para separar las señales de la muestra y del vial.
En la primera realización, se usó un circuito
receptor de tipo heterodino para recibir y para procesar la señal
de MR generada por la muestra. Como apreciarán aquéllos que sean
expertos en la técnica, se pueden usar otros varios tipos de
circuitos receptores, tales como los circuitos detectores de
envolvente o los detectores síncronos. Sin embargo, el receptor de
tipo heterodino es el preferido, porque el microprocesador también
puede procesar la señal recibida para extraer la información de la
fase que puede ser usada, por ejemplo, para resolver espacialmente
la muestra en una dimensión dada.
En la primera realización, la circuitería de
procesado determinó la señal de pico que se recibió después de
haber retirado la señal de excitación de la bobina de RF. Como
apreciarán aquéllos que sean expertos en la técnica, se pueden usar
otras técnicas de procesado para sacar una señal que varíe
dependiendo del tamaño de la magnetización de red de la muestra y
así del número de momentos magnéticos contenidos en su interior,
con tal de que las señales procedentes de las muestras de
calibración sean procesadas de una manera similar. Por ejemplo, el
microprocesador puede estar dispuesto para determinar el nivel de
señal promedio de la señal recibida durante un periodo de tiempo
predeterminado.
En la anterior realización, los datos de
calibración fueron almacenados como una función que relaciona la
amplitud de pico de la señal de MR recibida desde la muestra bajo
prueba con la masa o con el peso de la muestra. En una realización
alternativa, los datos de calibración se pueden almacenar como una
tabla de consulta con la amplitud de pico de la señal de MR
recibida desde la muestra actual bajo prueba siendo usada para
direccionar la tabla de consulta y usando interpolación para
determinar la masa o el peso de la muestra si la señal de MR
recibida desde la muestra actual bajo prueba cae entre los valores
que están dentro de la tabla de consulta.
De manera adicional, los datos de calibración se
pueden generar usando una pluralidad de señales de cada una de las
diferentes masas de forma que se pueda determinar una estadística
que describa cómo varían las señales generadas por las muestras de
la misma masa. Estas estadísticas se pueden usar después para
proporcionar un margen posible de error para cualquier medida dada
para una muestra de peso desconocido que se pueda usar en la
decisión de si la muestra debe ser rechazada o no de la línea.
Como apreciarán aquéllos que sean expertos en la
técnica, la selección de la intensidad del campo magnético del imán
CC depende de la relación señal a ruido (SNR) requerida por la
electrónica de procesado, ya que la relación señal a ruido aumenta
a medida que aumenta el campo magnetostático y una alta relación
señal a ruido dará una alta repetibilidad. Por lo tanto, si se
necesita una alta precisión sobre muestras muy pequeñas, entonces
se deberá usar un campo magnetostático más alto para conseguir una
precisión moderada sobre muestras mayores. También es posible
aumentar la relación señal a ruido reduciendo de manera efectiva el
nivel de ruido usando pequeñas bobinas de RF con el fin de
maximizar el factor de relleno y de esta forma el nivel de señal
resultante. Sin embargo, existe un equilibrio en este caso, ya que
se necesita una buena homogeneidad de RF sobre el volumen de la
muestra para minimizar el efecto de reposicionar las imprecisiones y
esto se consigue de una mejor manera usando una bobina de RF tan
grande como sea posible.
En la realización anterior, el peso de la
muestra se midió usando técnicas de MR. Como apreciarán aquéllos
que sean expertos en la técnica, además del pesaje de cada una de
las muestras, la señal recibida de vuelta desde las muestras se
puede usar para otros propósitos del control de la calidad. en este
caso, se usarán otros parámetros distintos a la amplitud de pico de
la señal de MR recibida desde la muestra, tales como el tiempo de
relajación T_{2}.
Claims (38)
1. Un aparato para determinar una
indicación de la masa de cada una de una pluralidad de muestras en
una línea de producción, comprendiendo el aparato:
- un medio (13; 75) para generar un campo magnetostático en una primera dirección a través de una zona de interrogación para crear una magnetización de red dentro de una muestra situada dentro de la zona de interrogación;
- un medio (15) para aplicar un pulso de campo magnético alterno en una segunda dirección diferente a través de la zona de interrogación para cambiar de manera temporal la magnetización de red de la muestra situada dentro de la zona de interrogación;
- un medio (15; 77) para detectar la energía emitida por la muestra mientras la magnetización de red vuelve a su estado original y para sacar una señal que dependa de la misma;
- un medio (15) para almacenar datos de calibración predeterminados para al menos una muestra similar de masa conocida, cuyos datos de calibración se refieran a la masa de al menos una muestra similar a la salida de señal correspondiente por el mencionado medio de detección (15; 77);
- un medio (41) para comparar la salida de señal por el mencionado medio de detección (15; 77) con los mencionados datos de calibración para proporcionar la mencionada indicación de la masa de la muestra; y
- un medio de transporte (7) para transportar la mencionada pluralidad de muestras a lo largo de un camino de transporte a través de dicha zona de interrogación;
- en el que dicho medio (13; 75) para generar un campo magnetostático se puede operar para generar un campo magnetostático que sea sustancialmente homogéneo sobre una longitud del camino de transporte de forma que cada muestra esté expuesta al campo magnetostático durante un periodo de tiempo predeterminado antes de que alcance la zona de interrogación.
2. Un aparato de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que el mencionado medio (13) para generar
un campo magnetostático comprenda un primer y un segundo materiales
magnetizados en sentidos opuestos que, durante su uso, estén
situados en extremos opuestos de la muestra en la primera
dirección.
3. Un aparato de acuerdo con la
reivindicación 1 o con la reivindicación 2, en el que el mencionado
medio (13) para generar un campo magnetostático comprende un imán
(13).
4. Un aparato de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que el mencionado medio (75) para generar
un campo magnetostático comprende al menos una bobina de lazo
estática (75) y un medio generador de corriente estática para
aplicar una corriente estática a la bobina de lazo estática.
5. Un aparato de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en el que el mencionado medio
(15) para aplicar un campo magnético alterno comprende una bobina de
lazo de CA (15) y un medio de generación de corriente CA (25) para
aplicar una corriente CA a la bobina de lazo CA (15).
6. Un aparato de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en el que el mencionado medio
(15) para aplicar un campo magnético alterno está dispuesto para
generar el mencionado campo magnético alterno en una segunda
dirección que sea sustancialmente ortogonal a la primera
dirección.
7. Un aparato de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en el que el medio de detección
(15; 77) comprende una bobina de lazo detectora (15; 77) que se
puede operar para recibir la energía electromagnética emitida por
la muestra y una circuitería de procesamiento (17) para procesar la
señal resultante inducida en la mencionada bobina de lazo detectora
(15; 77).
8. Un aparato de acuerdo con la
reivindicación 7, en el que la bobina de lazo detectora (15; 77) se
puede operar para recibir la energía electromagnética emitida por la
muestra que oscila a la frecuencia de Larmor de la muestra y en la
que la mencionada circuitería de procesado (17) comprende un medio
(35; 37; 41) para detectar un valor de señal de pico de la señal
inducida en la bobina de lazo detectora (15; 77) a la frecuencia de
Larmor de la muestra.
9. Un aparato de acuerdo con la
reivindicación 8 en el que el mencionado medio de determinación del
pico (35, 37, 41) comprende un medio (41) para determinar la señal
promedio sobre un periodo predeterminado.
10. Un aparato de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones de la 7 a la 9, en el que el mencionado medio
(15) para aplicar un campo magnético alterno comprende una bobina de
lazo CA (15) y un medio generador de corriente alterna CA (25) para
aplicar una corriente CA a la bobina de lazo CA (15), en el que el
mencionado medio generador de la corriente CA (25) se puede operar
para aplicar una ráfaga de señal CA a la mencionada bobina de lazo
CA y en el que la mencionada circuitería de procesado (17) se puede
operar para procesar la señal inducida en la mencionada bobina de
lazo detectora después de que haya finalizado la mencionada ráfaga
de corriente de excitación.
11. Un aparato de acuerdo con la
reivindicación 10, en el que la mencionada bobina de lazo detectora
(15) y la mencionada bobina de lazo CA (15) comprenden la misma
bobina de lazo (15).
12. Un aparato de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, comprendiendo además un medio para
obtener los mencionado datos de calibración a partir de una
pluralidad de muestras similares de diferentes masas conocidas y
sus correspondientes salidas de señales por medio del medio detector
(15; 77).
13. Un aparato de acuerdo con la
reivindicación 12, comprendiendo además un medio para almacenar los
mencionados datos de calibración como una función que relaciona la
intensidad de la salida de señal por el mencionado medio detector
(15; 77) respecto de la masa de la muestra.
14. Un aparato de acuerdo con la
reivindicación 12, en el que el mencionado medio de almacenamiento
(53) se puede operar para almacenar los mencionados datos de
calibración como una tabla de consulta generada a partir de la
mencionada pluralidad de muestras similares y sus correspondientes
señales de sensor y en el que el mencionado medio de comparación
(41) se puede operar para direccionar la mencionada tabla de
consulta con la salida de señal por medio de dicho medio detector
(15) y que además comprende un medio de interpolación (41) para
interpolar entre las entradas de la tabla de consulta para
proporcionar dicha indicación de la masa de la muestra.
15. Un aparato de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que el medio de comparación
(41) se puede operar para comparar la salida de señal por medio del
mencionado medio de detección (15; 77) con dichos datos de
calibración para determinar el peso de la muestra.
16. Un aparato de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que el mencionado medio de
almacenamiento (53) se puede operar para almacenar los datos de
calibración para las muestras de diferente constitución y en el que
el mencionado aparato comprende además un medio de selección (61)
para seleccionar los datos de calibración correspondientes a la
muestra actual bajo prueba.
17. Un aparato de acuerdo con la
reivindicación 16, en el que el mencionado medio de selección (61)
comprende una interfaz de usuario (61) para permitir a un usuario
seleccionar los datos de calibración para la muestra actual bajo
prueba.
18. Un aparato de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que el mencionado medio (15)
para aplicar un campo magnético alterno se puede operar para aplicar
un campo magnético alterno que provoque la magnetización de red de
uno de una pluralidad de componentes químicos de la muestra para que
cambie.
19. Un aparato de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, comprendiendo además un medio (71,
73) para separar la señal de resonancia magnética de la muestra de
cualquier señal de resonancia magnética de un contenedor en el que
esté contenida la muestra o de un sellado que selle la muestra
dentro del contenedor.
20. Un aparato de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que el mencionado medio de
transporte (7) comprende una cinta transportadora (7).
21. Un aparato de acuerdo con la
reivindicación 20, en el que el mencionado medio (15) para aplicar
un campo magnético alterno se puede operar para aplicar el
mencionado campo en la dirección del movimiento de la cinta
transportadora (7).
22. Un aparato de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que el medio generador del
campo magnetostático (13) se puede operar para generar el mencionado
campo magnetostático en una dirección que sea transversal al camino
de transporte.
23. Un aparato de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que el mencionado medio de
transporte (7) se puede operar para mover de manera continua las
mencionadas muestras a través de la zona de interrogación.
24. Un aparato de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, que se puede operar para
determinar una pluralidad de medidas de la masa de cada una de las
muestras.
25. Un aparato de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que el mencionado medio de
transporte (7) está dispuesto para transportar una pluralidad de
dichas muestras a través de la mencionada zona de interrogación al
mismo tiempo.
26. Un aparato de acuerdo con la
reivindicación 25, en el que el mencionado aparato comprende además
un medio (71; 73) para aplicar un gradiente de campo magnético sobre
la mencionada zona de interrogación de forma que las señales de
resonancia magnética provenientes de diferentes muestras se puedan
obtener a partir de un único medio de detección (15; 77).
27. Un aparato de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que el mencionado medio de
transporte (7) está dispuesto para transportar las mencionadas
muestras de una en una a través de la zona de interrogación.
28. Un aparato de acuerdo con la
reivindicación anterior, comprendiendo además un medio (41) para
comparar la indicación de masa determinada con una masa de muestra
deseada y un medio (5) para retirar una muestra de la línea de
producción si la masa de la muestra no se encuentra dentro de la
tolerancia dada de la masa deseada de la muestra.
29. Un aparato de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que el mencionado medio (15)
para aplicar un campo electromagnético alterno se puede operar para
provocar que los núcleos de la muestra situados dentro de la zona
de interrogación sean excitados y con esto, cambiar la magnetización
de red de la muestra.
30. Un aparato de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, comprendiendo además un
controlador de sistema (41) para controlar la temporización de la
aplicación del mencionado pulso de campo magnético alterno mediante
el mencionado medio de aplicación (15) y un sensor de aplicación
(50, 47) para detectar la posición de cada una de la muestras a lo
largo del mencionado camino de transporte y para sacar una señal de
posición correspondiente a dicho controlador del sistema (41); y en
el que el mencionado controlador del sistema (41) se puede operar
para provocar que el mencionado medio de aplicación (15) aplique el
mencionado pulso de campo magnético alterno a través de la zona de
interrogación a una temporización que dependa de la velocidad del
movimiento de la muestra a lo largo del camino de transporte y la
señal de posición desde dicho sensor de la posición (50; 47).
31. Un procedimiento para producir
contenedores sellados que contengan una cantidad predeterminada de
una muestra, comprendiendo el procedimiento las etapas de:
- rellenar cada contenedor con la cantidad predeterminada de la muestra;
- sellar la muestra dentro del contenedor;
- transportar cada uno de los contenedores rellenos a lo largo de un camino de transporte a una estación de pesaje;
- pesar la muestra dentro de cada uno de los contenedores; y
- rechazar cualquier contenedor que no contenga la cantidad predeterminada de muestra dentro de una tolerancia predeterminada;
- caracterizado porque dicha etapa de pesaje comprende las etapas de:
- generar un campo magnetostático en una primera dirección a través de una zona de interrogación para crear una magnetización de red dentro de una muestra actual situada dentro de la zona de interrogación;
- aplicar un pulso de campo magnético alterno en una segunda dirección diferente a través de la zona de interrogación para el cambio temporal de la magnetización de red de la muestra actual situada dentro de la zona de interrogación;
- detectar la energía emitida por la muestra actual mientras la magnetización de red de la muestra actual vuelve a su estado original y sacar una señal que dependa de la misma; y
- comparar la salida de señal por medio de la mencionada etapa de detección con los datos de calibración que relacionan la masa de al menos una muestra similar de masa conocida con la salida de señal correspondiente por la etapa de detección, para proporcionar una indicación de la masa de la muestra actual;
- en el que la mencionada etapa de generación genera un campo magnetostático que es sustancialmente homogéneo sobre una longitud del camino de transporte de forma que cada una de las muestras es expuesta al campo magnetostático durante un periodo de tiempo predeterminado antes de que alcance la zona de interrogación.
32. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 31, en el que la mencionada etapa de sellado se
realiza después de la mencionada etapa de pesaje.
33. Un procedimiento de acuerdo con las
reivindicaciones 31 ó 32, comprendiendo las etapas de proporcionar
contenedores que no generen una señal de resonancia magnética y en
el que dicha etapa de rellenado se puede operar para rellenar cada
uno de los contenedores proporcionados con la cantidad de muestra
predeterminada.
34. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 31, en el que la etapa de sellado se realiza antes
de la mencionada etapa de pesaje.
35. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 34, en el que la mencionada etapa de sellado sella
la muestra dentro del contenedor usando un sellado que genera una
señal de resonancia magnética y en el que el procedimiento
comprende de manera adicional la etapa de separar la señal de
resonancia magnética de la muestra de la señal de resonancia
magnética del sellado.
36. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 35, en el que la mencionada etapa de separación
genera un gradiente de campo magnético sobre dicha zona de
interrogación para separar las señales de resonancia magnética de
la muestra y del sellado.
37. Un procedimiento de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 31 a la 36, en el que la
mencionada etapa de transporte mueve de manera continua los
contenedores rellenados a lo largo del mencionado camino de
transporte.
38. Un procedimiento de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 31 a la 37, comprendiendo de
manera adicional las etapas de detección de la posición de cada uno
de los contenedores rellenados a lo largo del camino de transporte
y el control de la mencionada etapa de aplicación para provocar el
mencionado pulso de campo magnético alterno para su aplicación a
través de la zona de interrogación a una temporización que dependa
de la velocidad del movimiento de los contenedores rellenados a lo
largo del camino de transporte y de la posición detectada de cada
uno de los contenedores.
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| US7061239B2 (en) | 2004-04-30 | 2006-06-13 | The Boc Group, Inc. | Method for magnetic field tracking in a NMR check weighing system |
| US7084627B2 (en) * | 2004-04-30 | 2006-08-01 | The Boc Group, Inc. | Method for triggering NMR measurement in a NMR check weighing system |
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| WO2005111562A1 (en) * | 2004-05-03 | 2005-11-24 | The Boc Group, Inc. | Method for accurate determination of sample temperature in a nmr check weighing system |
| WO2005111553A2 (en) * | 2004-05-04 | 2005-11-24 | The Boc Group, Inc. | Method for compensation of near-neighbor sample effects in a nmr check weighing system |
| DE102004029633B4 (de) * | 2004-06-18 | 2012-01-05 | Bruker Biospin Gmbh | NMR-Apparatur |
| DE102005006725B4 (de) * | 2005-02-03 | 2010-06-02 | Bruker Biospin Gmbh | Vorrichtung und Probenkopf zum Bestimmen einer quantitativen Eigenschaft einer Probensubstanz mittels magnetischer Resonanz |
| WO2006108690A2 (en) * | 2005-04-15 | 2006-10-19 | Cfs Bakel B.V. | Method and system for quality measurement in food products |
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| US9442173B2 (en) * | 2010-05-28 | 2016-09-13 | Hts—110 Limited | NMR assessment system and method |
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| US10725197B2 (en) * | 2016-09-02 | 2020-07-28 | Schlumberger Technology Corporation | Methods for interpreting NMR data |
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| CN111024206A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-04-17 | 彩虹（合肥）液晶玻璃有限公司 | 液晶玻璃基板称重装置及其称重方法 |
| DE102019220506A1 (de) * | 2019-12-23 | 2021-06-24 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Erfassungsvorrichtung für ein Fördersystem |
| DE102020215020A1 (de) | 2020-11-30 | 2022-06-02 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zu einer Ermittlung eines Mengenparameters, Erfassungsvorrichtung und Verwendung der Erfassungsvorrichtung |
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|---|---|---|---|---|
| DE1803372C3 (de) * | 1968-10-16 | 1979-05-17 | Unilever N.V., Rotterdam (Niederlande) | Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Masse einer Reihe von Gegenständen |
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| US4556847A (en) * | 1983-11-07 | 1985-12-03 | Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky Institut Maslichnykh Kultur Imeni V.S. Pustovoita | Method of quantitative analysis of substances and nuclear-resonant quantitative analyzer therefor |
| GB2149509B (en) * | 1983-11-12 | 1987-04-01 | Vnii Maslichnykh Kultur Im V S | Controlling nuclear magnetic resonance analysis |
| US4720808A (en) * | 1985-05-15 | 1988-01-19 | Josef Repsch | Method and apparatus for measuring sheet products |
| IS1666B (is) * | 1991-02-19 | 1997-11-14 | Marel Hf | Aðferð og búnaður til ákvörðunar rúmmáls, forms og þyngdar fisks eða annarra hluta |
| US5247934A (en) * | 1991-08-09 | 1993-09-28 | Trustees Of The University Of Pennsylvania | Method and apparatus for diagnosing osteoporosis with MR imaging |
| US5291422A (en) | 1992-01-28 | 1994-03-01 | Sgi International | Broadband instrument for nondestructive measurement of material properties |
| US5270650A (en) | 1992-06-11 | 1993-12-14 | Abbott Laboratories | Non-destructive detection of spoilage using nuclear magnetic resonance spectroscopy |
| US5585603A (en) * | 1993-12-23 | 1996-12-17 | Design Systems, Inc. | Method and system for weighing objects using X-rays |
| US5550537A (en) * | 1994-05-06 | 1996-08-27 | Endress + Hauser, Inc. | Apparatus and method for measuring mass flow rate of a moving medium |
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