JP2001523345A - 容器の漏れ試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 複数の試験ステーション（１）を備えた漏れ試験装置のために、漏れに関連する測定信号を各室からマルチプレクサ（５）を介して集中式の評価装置（９）に供給することが提案される。

Description

【発明の詳細な説明】 容器の漏れ試験装置 （添付書類Ａあり）欧州特許出願第97107528.8号 本発明は、請求項１の上位概念に記載の容器の漏れ試験装置に関する。 上述の種類の試験装置は公知であり、こうした試験装置では、円形コンベヤで 見て、それぞれの試験ステーションが円形コンベヤの第１の回転角位置で圧力負 荷され、このことは開いている容器ではその内部、また閉じた容器では試験ステ ーションの相応の試験室で行われ、さらにこうした試験装置では、試験されるべ き容器の密閉性に依存した圧力が、円形コンベヤの少なくとも１つのさらに別の 回転角位置で検出されて評価される。この公知の方法、ないしこのような形式の 試験装置には、さまざまな観点から欠点がある。特定の回転角を通過するときに 、一般には例えば直線コンベヤの場合にはある特定の位置で、それぞれの試験室 によって圧力検出が行われるので、圧力検出のためには、回転速度の関数で、な いし一般には速度の関数で、およびそれに伴って通過率の関数で、限られた時間 しか利用できない。このことは、時間単位あたりに検査可能な容器の数量を制限 することになり、特に連続式の円形コンベヤ運転の場合には問題となる。さらに 、設けられている圧力センサはある特定の時間にしか測定が有効にならず、その ため、漏れに依存した圧力の時間的な推移を追跡することが不可能である。 したがって、極めて信頼性の高い漏れ試験のための装置は、円形コンベヤとと もに回転する各試験ステーションに定置に配属された、それぞれ少なくとも１つ の圧力センサを有しているとともに、同じく定置に配属された評価電子装置を有 しており、このことによって、円形コンベヤの試験ステーションに載せられた容 器が円形コンベヤとともに回転している間の時間区分全体で、各試験ステーショ ンでの検査を自由に行うことができる。 この後者の方法ないしこれに対応する装置は、おそらく極めて高い検出精度が あるが、しかしながら前述したように独立して各試験ステーションに必要な評価 電子装置を装備することにより、相応に高いコストがかかる。 本発明の目的は、冒頭に述べた種類の容器の漏れ試験装置であって、一方では 前述した後者の装置と比較して検出精度がたとえ低下するとしてもわずかしか低 下せず、それにもかかわらず大幅に低いコストで具体化可能であるようなものを 提供することである。この目的のために、冒頭に述べた種類の装置を請求項１記 載の構成要件によって特徴づける。 中が満たされている容器、特に液体の充填物で満たされている容器の漏れ試験 では、本出願と同時に提出される別の特許出願（添付書類Ａ）に詳細に述べてあ るとおり、容器周囲に負圧を生成したとき、充填物液体で負荷された壁部位にあ る漏れが検知しにくいという問題がある。外に出た液体が、その場所で実質的に セルフシールのように作用するのである。このような容器において信頼性の高い 漏れ試験が保証されるのは、壁領域の漏れが、容器の内部の封入空気に位置して いる場合に限られる。この理由から、同時に提出される上述した特許出願（添付 書類Ａ）では、容器周囲で圧力観察をすることによる漏れ試験と同時に、容器の 壁のすぐ付近でインピーダンス測定を行うことが提案されている。これは、出て くる液体がすぐに、少なくとも１対の測定電極の間の測定区間におけるインピー ダンス変化を生じさせるという知見に基づいている。 そこでこうした観点から、それぞれ少なくとも１つの容器の受容室に露出して いて間隔をおいた、それぞれ少なくとも１対の電極を設けることが、液体で満た された容器の試験についてのみ提案されており、このとき請求項１の観点からは 評価ユニットが、すべての試験ステーションについて集中式に設けられていると ともに、マルチプレクサユニットを介してそれぞれの電極対と作用接続させられ ている。これによって、圧力検出検査のための評価ユニットもインピーダンス検 出検査のための評価ユニットも、円形コンベヤに設けられたすべての試験ステー ションについて集中式に設けることが可能となり、時間段階ごとにそれぞれの圧 力測定区間ないしインピーダンス測定区間の出力を、帰属の評価ユニットへ一度 に多重通信することが可能となる。 このとき、さらに別の有利な実施形態では、電極につながれた評価ユニットと 圧力センサと作用接続された評価ユニットとについて、１つの同じ集中式評価ユ ニットが用いられる。このことは、一方では圧力センサに通常どおり電圧信号を 送ることによって容易に可能であり、特にインピーダンス測定としての直流抵抗 測定の場合には、測定されるべき可変の抵抗を装備した測定回路を、電圧分配器 のように、抵抗に依存した出力信号が電圧信号となるように設計することも同様 に容易に可能である。このような方法によって、同時式の圧力検査およびインピ ーダンス検査にかかるコストは格別に低くなる。 またこれによって、一方ではインピーダンス測定区間と評価回路の間に、また 他方では圧力センサと評価ユニットの間に設けられたマルチプレクサユニットを 、相応に時間制御される１つだけの共通なマルテプレクサユニットで具体化する という可能性も生まれ、このユニットは、圧力センサ区間とインピーダンス測定 区間に対応する数の入力部を、集中式に設けられた評価ユニットに対する１つだ けの出力部に切り換える。 本件出願と同一出願人による国際特許出願第94/05991号には、圧力式の漏れ測 定方法が詳細に説明されており、この方法では圧力センサの出力が１回目の時点 で差ユニットの両方の入力部に伝えられる。場合により増幅された差ユニットの 出力信号は、ゼロオフセット信号として解釈されて記憶される。２回目の時点で の圧力検出では、あらかじめ記憶されているゼロオフセット信号がゼロ補正信号 として送られるが、このことは、高い増幅度で相応の圧力差信号を電気的に評価 することを可能にする。 こうした方法は、本発明に基づく装置でも場合により用いることが可能であり 、その方法としては、１回目の時点で生じた入力信号依存的な信号がゼロ基準信 号として記憶されてその後でゼロ調整信号として送られるように、評価回路を構 成する。そしてこれに続く２回目の時点では、差としての調整されたゼロ値に関 してさらに別の入力依存的な信号を、場合により増幅して評価信号として評価す る。この方法は、圧力センサ評価とインピーダンス評価が同時に存在していると きに両方の評価のために用いることができ、その方法としては、最終的にはイン ピーダンス差測定に基づくインピーダンス測定に関しても、生じるインピーダン ス差を、調整されている正確なゼロ基準に関して行うことができる。 次に、本発明を一例として図面を参照しながら説明する。図面は次のとおりで ある。 図１は、各試験ステーションでの圧力測定に基づいて漏れ試験を行う本発明の 容器漏れ試験装置の信号フロー／機能ブロック図； 図２は、図１の図面と同種類の図面において、圧力測定もインピーダンス測定 も両方利用する本発明による漏れ試験の装置の発展形を示すもの； 図３は、一例として試験圧または試験抵抗の時間的推移と、信号評価をするた めの有利な方法を示すものである。 図１によれば、円形コンベヤ（図示せず）に複数の、例えばｎ個の試験ステー ション１₁、１₂、・・・１_nが設けられている。図面ではこれらの試験ステーシ ョンは直線状に配置されているが、これは見やすさを考慮したためで、円形コン ベヤにはこれらが円形コンベヤ円周に沿って配置されている。 それぞれの試験ステーション１には、少なくとも１つの対応する圧力センサ３₁ 、３₂、３₃、・・・３_nが配属されている。圧力センサ３_xはその都度、それぞ れの試験ステーション１に配置されている少なくとも１つの容器での漏れに依存 する電気的な信号を発信し、この信号は符号ｐ₁からｐ_nに相当する。 試験ステーション１_xと、これにそれぞれ配属されている圧力センサ３_xは、次 のようなステーションであってよい。 ａ）周囲圧力に関して内部圧力、過圧、または負圧が生成される開いたを密封 して閉じるための容器保持ステーション。これに配属される圧力センサは、ここ ではこの種の容器の漏れによる内部圧力を測定する。 ｂ）閉じられている容器はステーション１_xの漏れ試験室に入れ、もしくはこ れによって密封して閉じ、このとき容器は満たされているか、または空である。 容器内部空間と周囲の室内空間の間に圧力差を生成させ、これは容器内部空間の 負圧負荷または過圧負荷によって行い、および／または周囲の室内空間の過圧負 荷または負圧負荷によって行う。配属されている圧力センサは、容器または試験 室のいずれかの内部の圧力の推移を測定する。通常、この方法は閉じられた中を 満たされた容器について用いられ、容器内部圧に関して試験室を負圧で負荷して 、容器を取り囲んでいる室内空間の圧力の推移を、配属された圧力センサで検出 する。 そこで図１によれば、センサ３_xの電気的な出力部はそれぞれマルチプレクサ ユニット５につながっており、マルチプレクサユニットはパルス発生器ユニット ７に制御されてシーケンシャルにそれぞれ圧力センサの１つを順次評価ユニット ９につなぎ、このことは信号Ｐ_1...nで表されている。評価ユニット９ではシー ケンシャルに、それぞれ伝えられた漏れに依存する信号ｐ₁からｐ_nが評価され、 これらの信号について設定された閾値に相当する出力部Ａ₉で、ステーション１_x のどれに漏れと判定された容器があるかが表示される。当然ながら、そのために 評価ユニット９にはコンパレータユニットが設けられており、これには漏れてい る／漏れていないの選別のための閾値が入力されており、また出力側には、含ま れている容器の漏れをセンサ出力信号が推定させる試験ステーションを記録する 記憶装置が設けられている。 このようにして、円形コンベヤの大きさに対応する数の、それぞれ配属された 圧力センサを備えている試験ステーションが、１つだけの評価ユニットで処理で きることが達成される。 冒頭に述べたように、特に、液体充填物で満たされた容器を、前記ｂ）項に簡 略に述べた原理に基づいて漏れがあるかどうかを検査する場合に生じる問題は、 本出願と同一出願人により同時に提出される欧州特許出願第97107528.8号（添付 書類Ａ）に詳しく説明されているように、圧力評価とインピーダンス評価とを同 時に容器のすぐ付近の外部で行うことによって解消することができる。 図２には、本件出願による発明に基づいて、そのために適した装置が図１の図 面と同種類の図として模式的に描かれている。それに応じて試験室１₁から１_nの それぞれに、少なくとも１つの圧力センサ３₁から３_nに加えて、少なくとも２つ の電極を備えたインピーダンス測定区間が配属されており、このことは図２では 符号１１₁から１１_nで示されている。試験ステーション１_xの試験室内に、それ ぞれ試験されるべき容器の外壁のすぐ付近に配置されている少なくとも２つのピ ックアップ電極を含んだインピーダンス測定区間で、漏れがあることによって液 体充填物が外にでた場合、容器内部圧に対して試験室内に生成された負圧によっ てこれが外へ押し出されて検出される。 そして図１の原理に従えば、さらに信号ｐ₁からｐ_nを有する電気的な出力はマ ルチプレクサユニット５_pにつながれており、それに対してインピーダンス測定 区間１１_xの出力はさらに別のマルチプレクサユニット５_Rにつながれている。信 号ｐ₁からｐ_nないしＲ₁からＲ_nを有する出力は、図２によればそれぞれに割り当 てられている評価ユニット９_Rないし９_Pにつながっている。また、それぞれの評 価ユニットで連続して、その都度送られた信号はプリセットされている閾値に関 して測定され、それに基づいて出力信号Ａ_RないしＡ_Pが出力されて、この出力信 号は、漏れていると判定される容器がどの室１に存在しているかを表示する。こ の装置構成において両方の評価ユニットの一方に、つまり圧力に関しておよび／ またはインピーダンスに関して、漏れを同定する信号が検出されたときは、相応 の容器が漏れているとして認識されて対応する室番号が記憶される。 通常、インピーダンス測定は直流抵抗測定として具体化される。圧力センサは 通例、検知する圧力に依存する電圧信号を発し、抵抗に依存する信号が電圧信号 となるように抵抗測定を行うことは容易に可能であるから、図２に鎖線で示すよ うに、さらに別の有利な実施例では、唯一のマルチプレクサ５_PRに加えて特に評 価ユニット９_PRが１つだけ設けられており、この場合、マルチプレクサ５_PRは１ つの出力部だけで、設けられた評価ユニット９_PRの入力部に接続されている。（ ここでは図示しない）パルス発生器ユニットは、いま圧力測定信号と抵抗測定信 号のどちらががつながれているのかに応じて、例えば相応の圧力閾値か相応の抵 抗閾値を比較ベースとして、組み合わされた評価ユニットに関して切換を行い、 こうしてシーケンシャルに生じる、１つだけの室に関する両方の試験信号は、容 易に考えられるように以後の評価のために中間記憶される。 本発明と同一の出願人による国際特許出願第94/05991号には圧力試験に関して 、達成された解像度を一気に増大させることのできる方法、つまり非常に小さな 漏れでも検出可能にする方法が説明されている。これに関しては同明細書の内容 を参照されたい。図３には前記国際特許出願明細書に記載されている原理が簡略 に示されて説明されており、この原理は、本出願の基礎となる添付書類にも組み 込まれている。 図３では時間軸ｔの上に、記録された圧力の推移、または測定区間１１_xで検 出された抵抗値Ｒ_xの推移が描かれている。この推移は純粋に定性的なものであ る。存在している漏れは原則として、容器内部空間と試験室容積との間の均圧が 生じるため、試験室内に生成されている負圧が時間とともに著しく減少するとい う結果を生むのに対して、通常、漏れから出てくる充填物液体は、容器壁のすぐ 付近で検出される抵抗の減少をもたらす。図３によれば、上述した原理に従って 、ステーション１_xのそれぞれの室において１回目の時点ｔ_1xで優勢な圧力値な いし抵抗値が検出される。この信号値は記憶され、評価ユニットで、この内部に 設けられている差形成ユニットの両方の入力部に供給される。理想的な補正条件 のとき には、差形成ユニットの出力側で、かつ相応の増幅後に信号“ゼロ”が現われる 。ゼロ値と異なる信号はゼロ点偏差として解釈され、同様に記憶される。これに 続く２回目の時点ｔ_2xで、第２の圧力値ないし抵抗値が検出される。２回目の時 点で検出された値は、１回目の時点で検出されて記憶されている値と比較され、 このとき同様に検出されているゼロ点偏差信号が正しい正負符号で考慮される。 それにより比較結果Δ_pないしΔ_Rを、間違いなく高い増幅度で評価することがで きる。この方法を図１または図２に示す装置で具体化する場合、容易に理解され るように、圧力センサ区間および／またはインピーダンス測定区間である設けら れた測定区問はシーケンシャルに１回目と２回目の時点で走査され、このことは 、設けられているマルチプレクサの適当な制御のもとで行われる。このとき、図 ３のｔ_1xおよびｔ_2xに準じて、走査をすぐに連続して行わなくてはならない必然 性はまったくない。時間状況の最適化に応じて、例えば最初はすべてのｔ_1x値を 検出し、これを相応に記憶してから、その後ですべてのｔ_2x値を評価のために検 出することも可能である。 この場合でも、すべての評価を１つだけの評価ユニットで行うことができ、そ の入力部には時間シーケンシャルに問合せされる圧力値とインピーダンス値が供 給される。このような方法で、１つだけの評価ユニットとこれに前置されたマル チプレクサユニットによって、複雑な問合せリズムとこれに相応する高い漏れ解 像度とを達成することができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年５月１５日（１９９９．５．１５） 【補正内容】 請求の範囲 １．容器漏れ試験装置であって、搬送装置と、これと運動結合された、それぞれ 少なくとも１つの容器のための複数の試験ステーション（１_x）と、それぞれの 試験ステーション（１_x）にあるそれぞれ少なくとも１つの圧力センサ（３_x）と を備えており、この圧力センサが搬送装置と同じく運動結合された評価ユニット （９）の入力部と作用接続されている形式のものにおいて、各圧力センサ（３_x ）のうちの複数のために１つの評価ユニット（９）が共通に搬送装置に設けられ ており、さらに評価ユニット（９）の入力部と圧力センサ（３_x）の出力部に、 パルス発生器ユニット（７）で刻時されるマルチプレクサユニット（５）が介在 していることを特徴とする装置。 ２．試験ステーション（１_x）がそれぞれ少なくとも１対の、容器の受容室内に 間隔をおいて露出している電極を含んでおり、評価ユニット（９_x）が設けられ ており、この評価ユニットはパルス発生器ユニットによって刻時されるマルチプ レクサユニット（５_R）を介して、複数の試験ステーション（１_x）のそれぞれに ある電極接続部と作用接続されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。 ３．電極接続部と作用接続可能な評価ユニットと、圧力センサ出力部と作用接続 可能な評価ユニットとが同一の評価ユニット（９_PR）であることを特徴とする請 求項２に記載の装置。 ４．電極接続部と作用接続可能な評価ユニットに前置されたマルチプレクサユニ ットと、圧力センサと作用接続可能な評価ユニットに前置されたマルチプレクサ ユニットとが、１つのマルチプレクサユニット（５_PR）によって形成されている ことを特徴とする請求項２または３に記載の装置。 ５．１回目の時点（ｔ₁）で発生した、入力信号に依存する信号値がゼロ基準値 として記憶されてその後にゼロ調整信号として送られるとともに、これに続く２ 回 目の時点（ｔ₂）で発生した信号値が評価信号／漏れ判定信号として評価される ように評価ユニットが構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれ か１項に記載の装置。 ６．搬送装置が円形コンベヤであることを特徴とする請求項１から５のいずれか １項に記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．容器漏れ試験装置であって、それぞれ少なくとも１つの容器のための複数の 試験ステーション（１_x）と、それぞれの試験ステーション（１_x）にあるそれぞ れ少なくとも１つの圧力センサ（３_x）とを備えており、この圧力センサが評価 ユニット（９）の入力部と作用接続されている形式のものにおいて、各圧力セン サ（３_x）のうちの複数のために１つの評価ユニット（９）が共通に設けられて おり、さらに評価ユニット（９）の入力部と圧力センサ（３_x）の出力部に、パ ルス発生器ユニット（７）で刻時されるマルチプレクサユニット（５）が介在し ていることを特徴とする装置。 ２．試験ステーション（１_x）がそれぞれ少なくとも１対の、容器の受容室内に 間隔をおいて露出している電極を含んでおり、評価ユニット（９_r）が設けられ ており、この評価ユニットはパルス発生器ユニットによって刻時されるマルチプ レクサユニット（５_R）を介して、複数の試験ステーション（１_x）のそれぞれに ある電極接続部と作用接続されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。 ３．電極接続部と作用接続可能な評価ユニットと、圧力センサ出力部と作用接続 可能な評価ユニットとが同一の評価ユニット（９_PR）であることを特徴とする請 求項２に記載の装置。 ４．電極接続部と作用接続可能な評価ユニットに前置されたマルチプレクサユニ ットと、圧力センサと作用接続可能な評価ユニットに前置されたマルチプレクサ ユニットとが、１つのマルチプレクサユニット（５_PR）によって形成されている ことを特徴とする請求項２または３に記載の装置。 ５．１回目の時点（ｔ₁）で発生した、入力信号に依存する信号値がゼロ基準値 として記憶されてその後にゼロ調整信号として送られるとともに、これに続く２ 回目の時点（ｔ₂）で発生した信号値が評価信号／漏れ判定信号として評価され るよ うに評価ユニットが構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか １項に記載の装置。 ６．搬送装置が円形コンベヤであることを特徴とする請求項１から５のいずれか １項に記載の装置。