JP2023529565A - 容器内のガスの濃度を判定するシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

本開示は、可撓性領域を有する少なくとも１つの面を有する容器内の少なくとも１つのガスの濃度を判定するシステムおよび方法に関する。上記システムは、上記容器を受容するように配置される測定領域と、上記可撓性領域の少なくとも一部分を、上記可撓性領域の少なくとも上記一部分の下に空間が設けられる位置に配置するように、上記可撓性領域の少なくとも上記一部分をある距離だけ引っ張るように配置される吸引装置と、少なくとも１つの上記ガスに敏感に反応するように構成され、上記空間を介して光信号を送り、送られた上記光信号を検出するための上記測定領域に対して配置された光センサと、上記容器内の少なくとも１つの上記ガスの上記濃度を、送られた上記光信号に基づいて判定するように構成された制御ユニットとを含む。

Description

本開示は、容器内部で得られた空間を介して光学測定を行うことにより、ガスの濃度、および／または、密閉容器の完全性を判定することに関する。上記測定は、上記容器内のガス濃度、および／または、上記容器の完全性を判定するために、空間を得るために上記容器の可撓性領域の少なくとも一部分を引っ張り、および／または、持ち上げることと、上記空間を介して光学測定を行うこととを含む。特に、本開示は、パッケージ、袋、およびトレーなどの容器の非破壊検査に関する。

密閉容器内部のガス濃度、または、密閉容器の完全性の検査は、多くの工業環境において重要である。例には、食品および医薬品などの製品の包装の品質管理を含む。密封容器の完全性は、たとえば、密封プロセス中の、もしくはバリア材料中の欠陥により、または、生産プロセスもしくは出荷中の損傷により、損なわれ得る。シール容器内部のガス濃度、または完全性を判定することは、いくつかの理由、たとえば、上記容器内部の予め充填された任意のガス組成を所望のレベルに保つため、および、外部の雰囲気ガスが上記容器に入ることを防止するために重要である。さもなければ、容器の内容物の劣化が生じ得る。たとえば、酸素または水蒸気（湿気）のレベルは多くの場合、製品の有効保存期間を決める。容器内の漏れを検出することについての他の動機付けは、たとえば、水、液体、バクテリア、ウイルス、および他の生物剤を含むがこれに限定されない、ガス以外の物質に対する、容器の完全性を検査することである。ガスベースの漏れ検出を使用することにより、これらの他の物質に対する完全性に関連した、完全なパッケージの保証が得られ得る。

容器の完全性を検査するためのいくつかの手段が、当該技術分野において知られている。たとえば、可撓性容器は、内部のガスの圧力の抵抗を確認するために、機械的な力を受け得る。

ガスの濃度、またはシール容器の完全性を測定するシステムおよび方法は、欧州特許第３００４８２０号明細書に開示されている。移動可能な複数の取付点が、容器の少なくとも１つの可撓性壁に、それらを容器に向けて移動させることにより、取り付けられる。上記複数の取付点は、容器の壁に取り付けられると、機械的に引っ込められ、容器壁は離される。

ガス濃度、ならびに／または、シール容器の完全性の高速の分析および判定のためのロバストな光学ベースの技術は、有利であり得る。特に、フィルムを有するトレー、または袋などの、少なくとも１つの可撓性の面または壁を有する容器内の場合の濃度を判定するためである。特に、アットラインおよびインラインのいずれでも実現され得る光学技術である。

よって、本開示の例は好ましくは、密封容器内の少なくとも１つのガスの濃度、および／または、密封容器の完全性を非破壊的に判定する、添付の特許請求の範囲に記載のシステムまたは方法を提供することにより、単独で、または任意の組み合わせで、以上に明示されたものなどの、当該技術分野における１つまたは複数の欠陥、欠点、もしくは課題を軽減し、緩和し、または排除しようとするものである。センサは光センサであり得る。光センサは、送られた光信号中のスペクトルの吸収を、たとえば、波長可変半導体レーザ吸収分光法（ＴＤＬＡＳ）技術を使用することにより、検出することに基づき得る。

本開示の第１の態様では、可撓性領域を有する少なくとも１つの面を有する容器内の少なくとも１つのガスの濃度を判定するシステムについて記載している。上記システムは、密封容器の完全性を判定するためにも使用され得る。上記システムは、上記容器を受容するように配置される測定領域を含み得る。上記システムは、前記可撓性領域の少なくとも一部分を、前記可撓性領域の少なくとも前記一部分の下に空間が設けられる位置に配置するように、前記可撓性領域の少なくとも前記一部分をある距離だけ引っ張るように配置される吸引装置をさらに含み得る。上記システムは、上記少なくとも１つのガスに敏感に反応するように構成され、上記空間を介して光信号を送り、送られた上記光信号を検出するための上記測定領域に対して配置された光センサも含み得る。制御ユニットは、上記容器内の少なくとも１つの上記ガスの上記濃度を、上記送られた光信号に基づいて判定するように構成され得る。

いくつかの例では、光センサは、第１の面に配置された光源と、上記第１の面とは反対側の第２の面に配置された検出器とを備え得る。この構成では、検出器および光源は、持ち上げられている、可撓性領域の一部の反対側に配置され得る。

いくつかの例では、光センサは第１の面に配置された光源および検出器を含む場合があり、反射面が上記第１の面とは反対側の第２の面に配置される。この構成では、検出器および光源は、引っ張られているか、または持ち上げられている可撓性領域と同じ側に、反射面は、反対側に配置され得る。

いくつかの例では、オープンキャビティが、上記オープンキャビティの開口が上記測定領域に向けて配置されるように配置された内壁を備え、上記容器が上記測定領域に配置される場合、上記可撓性領域の少なくとも上記一部分は上記オープンキャビティの上記開口に向けて配置される。さらに、いくつかの例では、上記光センサは、上記内壁に配置され、または、その一体化された部分であり得る。さらに、いくつかの例では、上記吸引装置は、上記容器が上記測定領域に配置される場合に、上記内壁に向けて上記オープンキャビティ内へ上記可撓性領域の少なくとも上記一部分を引き込むように配置され得る。

いくつかの例では、上記オープンキャビティは上記吸引装置の一部である場合があり、真空が上記オープンキャビティ内に配置される場合、上記可撓性領域の少なくとも一部分は上記オープンキャビティ内に配置される。

いくつかの例では、振動要素は、上記光が上記空間を介して送られた場合に、上記可撓性領域を振動させる、たとえば、上記吸引装置を振動させるように配置され得る。

本開示のさらなる態様では、可撓性領域を有する少なくとも１つの面を有する容器内の少なくとも１つのガスの濃度を判定する方法について記載している。上記方法は、少なくとも１つの上記ガスに敏感に反応するように構成された光センサに対して上記可撓性領域を配置する工程を含み得る。上記方法は、上記可撓性領域の少なくとも一部分を、上記可撓性領域の少なくとも上記一部分の下に空間が設けられる位置に配置するように、吸引装置を使用して上記可撓性領域の少なくとも上記一部分をある距離だけ引っ張る工程をさらに含み得る。上記方法は、上記光センサを使用して上記空間を介して光信号を送る工程、および送られた光信号を、上記光センサを使用して検出する工程も含み得る。さらに別の例では、上記方法は、上記容器内の上記少なくとも１つのガスの上記濃度を、送られた上記光信号に基づいて判定する工程を含み得る。

本開示の実施例が可能である、これらの、ならびに他の態様、特徴、および利点は、添付図面が参照される、本開示の実施例の以下の説明から明らかであり、および、明らかになるであろう。

開示されたシステムの模式例を示す。 開示されたシステムの模式例を示す。 本明細書によるシステムの模式例を示す。 本明細書によるシステムの模式例を示す。 開示されたシステムによる模式例を示す。 開示されたシステムの模式例を示す。 開示されたシステムによる模式例を示す。 開示されたシステムの模式例を示す。 本開示による方法のチャートを示す。

以下、本開示の具体的な例について、添付図面を参照して説明される。しかしながら、本開示は多くの異なる形態において実施され得、本明細書に記載された複数の例に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの例は、本開示が綿密であり、および完全であり、ならびに、当業者に対して本開示の範囲を完全に伝えるように記載されている。

以下の開示は、光センサに向けて可撓性領域の一部を引っ張ることにより、引っ張られたときに可撓性領域の下に得られた空間を介して光を送るために、密封容器内部のガスの濃度、および／または、密封容器の完全性を判定することに適用可能な本開示の例に焦点を当てている。

本開示は、パッケージ、袋、トレー等などの密閉および／または密封容器の非破壊漏れ検査に関する。たとえば、開示されたシステムおよび方法は、密閉パッケージまたは容器からの漏れの検出を改善するために使用され得る。しかし、本開示がこの適用分野に限定されるものでない一方、密閉容器の完全性を判定する必要がある多くの他のシステムに適用され得ることが当業者により、認識されるであろう。

容器は、ガスの少なくとも１つの種を含む密閉袋または密閉トレーであり得る。例には、調製雰囲気（ＭＡＰ）を有する容器があり得る。調製雰囲気は通常、たとえば食品パッケージ、医薬品等における、有効保存期間を改善するためにパッケージにおいて使用される。通常使用されるガスは、酸素（Ｏ２）の量を低減するための、二酸化炭素（ＣＯ２）または窒素（Ｎ２）である。これは、好気性生物の繁殖を遅らせ、および酸化反応を防ぐために作られる。よって、これらのパッケージを監視し、および、たとえば包装中に漏れが存在していないことを確認することが重要である。二酸化炭素（ＣＯ２）および酸素（Ｏ２）以外に、他のガスも、容器および製品に応じて監視され得る。

測定の対象となる容器は、透明の、半透明の、または透光性の材料から構成されることが想定される。あるいは、容器は、容器の壁または面を少なくとも部分的に覆う、透明の、半透明の、または透光性の材料でできたウィンドウ（window）を有し得る。

容器の壁または面の少なくとも一部分は、非剛性であり（可撓性を有するか、または柔軟であり）、たとえば可撓性領域を有する場合がある。限定でないが、そうした容器の例には、可撓性の袋、たとえばプラスチック製の袋、または、たとえばカバーするクリングフィルム（cling film）もしくはプラスチックラップ、食料品に使用される半剛性の、または剛性のプラスチック製のトレーがある。

光路長を判定し、および、容器内に得られた空間を通過した光を検出することにより、ガス成分の吸収は、たとえばランバート・ベールの法則を使用して算出され得る。吸収は、濃度を算出するために、またはガスが存在しているかどうかを判定するために使用され得る。いくつかの例では、この情報は、容器の完全性を判定するために使用され得る。

代替的に、および／または、追加的に、いくつかの例では、光路長が固定された後に光路長を判定する代わりに、校正または基準が、ガス成分の濃度を得るために使用され得る。これは、同様の経路長が各測定で取得され得る限り、実行され得る。

代替的に、および／または、追加的に、いくつかの例では、検出された信号が、少なくとも１つのガスの濃度に変化があったかどうかを判定するために、基準信号または基準値と比較される定性測定のみが得られる。これは、検出された信号を基準信号または基準値と比較し、検出された信号の強度の増加または減少があったかどうかを判定することにより、行われ得る。これは、少なくとも１つのガスの濃度の増加または減少を示し得る。

濃度および／または完全性を判定するためには、容器内のガス成分の吸収分光法が好ましい場合がある。吸収分光法は、完全吸収スペクトル、または少なくとも１つの離散波長からの信号のいずれかであり得る。

光センサは、少なくとも１つのガスを検出するために、波長可変半導体レーザ吸収分光法技術（ＴＤＬＡＳ）などの分光法技術を使用し得る。少なくとも１つのガスはたとえば、二酸化炭素または酸素であり得る。これらのガスはいずれも、たとえば食品製品の有効保存期間を延長するために使用される調製雰囲気包装（ＭＡＰ）において一般的である。少なくとも１つのガスは、ＴＤＬＡＳなどの、光センサを使用した検出にも好適であるガス、すなわち、たとえば、水蒸気、一酸化炭素、またはメタンであってもよい。環境内の少なくとも１つのガスのレベルの変化量は、容器内の漏れの大きさを判定するために使用され得る。

ＧＡＳＭＡＳなどの波長可変半導体レーザ吸収分光法（ＴＤＬＡＳ）は、光源に、遊離ガスの吸収ピークを越えて波長を掃引させることにより、行われる。

本明細書中に記載の判定または算出はすべて、制御ユニットまたはデータ処理デバイスにより、行われ得る。

制御ユニットまたはデータ処理デバイスは、１つまたは複数の汎用または特殊目的用計算デバイス上で実行される特殊目的用ソフトウェア（またはファームウェア）により、実現され得る。この意味合いで、そうした計算デバイスの各「構成要素」または「手段」が、方法工程の概念的な同等物を表すことが理解されるものとする；構成要素／手段と、特定のハードウェアまたはソフトウェアルーチンとの間の１対１の対応関係が常に存在している訳でない。１つのハードウェアは場合によっては、異なる手段／構成要素を備える。たとえば、処理ユニットは、一命令を実行する際に１つの構成要素／手段としての役目を務める一方、別の命令を実行する際に別の構成要素／手段としての役目を務める。さらに、１つの構成要素／手段は、場合によっては１つの命令により、または、いくつかの他の場合には、複数の命令により、実現され得る。そうしたソフトウェアにより、制御される計算デバイスは、１つまたは複数の処理ユニット、たとえば、ＣＰＵ（「中央処理装置」）、ＤＳＰ（「デジタルシグナルプロセッサ」）、ＡＳＩＣ（「特定用途向け集積回路」）、個別アナログ、および／もしくはデジタルコンポーネント、または、ＦＰＧＡ（「現場でプログラム可能なゲートアレイ」）などの特定の他のプログラム可能な論理デバイスを含み得る。データ処理デバイスは、システムメモリと、システムメモリを含む種々のシステムコンポーネントを処理ユニットに結合するシステムバスとをさらに含み得る。システムバスは、メモリバスまたはメモリコントローラ、周辺機器バス、および種々のバスアーキテクチャのいずれかを使用したローカルバスを含むいくつかのタイプのバス構造のいずれかであり得る。システムメモリは、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ならびにフラッシュメモリなどの揮発性および／または不揮発性メモリの形態のコンピュータ記憶媒体を含み得る。特殊目的用ソフトウェアは、システムメモリ内に、磁気媒体、光学媒体、フラッシュメモリカード、デジタルテープ、ソリッドステートＲＡＭ、ソリッドステートＲＯＭ等内に含まれ、またはそれらにアクセス可能である他の取り外し可能な／取り外し可能でない揮発性／不揮発性コンピュータ記憶媒体上に記憶され得る。データ処理デバイスは、シリアルインタフェース、パラレルインタフェース、ＵＳＢインタフェース、無線インタフェース、ネットワークアダプタ等などの１つまたは複数の通信インタフェースと、Ａ／Ｄコンバータなどの１つまたは複数のデータ取得デバイスとを含み得る。特殊目的用ソフトウェアは、記録媒体およびリードオンリメモリを含む任意の好適なコンピュータ読み取り可能な媒体上の制御ユニットまたはデータ処理デバイスへ供給され得る。

図１Ａおよび図１Ｂは、可撓性領域３を有する少なくとも１つの面を有する容器内の少なくとも１つのガスの濃度を判定するためのシステム１００、１１０を示している。

図１Ａは可撓性領域３の一部分が所定の位置へ引き込まれる前のシステム１００を示しており、および図１Ｂは可撓性領域３の一部分が所定の位置へ引き込まれた後のシステム１１０を示しており、たとえば、可撓性領域３の上記一部分は、所定の幾何学的形状を得ている場合がある。

上記システムは、容器（図示せず）を受容するように配置される測定領域を備え得る。インライン適用分野の場合、測定領域は、測定が行われる製造または包装設備内の、コンベイヤベルト上の位置であり得る。他の適用分野では、測定領域は、調査される容器を受容し、および／または、保持するように構成されたホルダ、面、または任意の他の配置であり得る。

上記システムは、光センサ１、２も含み得る。光センサは、容器内部の少なくとも１つのガスに敏感に反応し得る。

上記光センサは、１つの光源１、および検出器２を含み得る。光源および検出器は、所定の距離で離間している場合がある。あるいは、光センサ１、２は、同じ側に配置された光源１および検出器２と、反対側に配置された反射面とを有してもよい。

開示されたシステムでは、光源１はたとえば、集束された光ビームを送る白色光源、または、ダイオードレーザ、半導体レーザなどの少なくとも１つのレーザ光源であり得る。光源に使用される波長または波長範囲は、容器内部の少なくとも１つの種のガスの吸収スペクトルに一致するように選択される。検出器２はたとえば、光源の波長または波長範囲を検出することができるように選択されたフォトダイオード、光電子増倍管、ＣＣＤ検出器、ＣＭＯＳ検出器、Ｓｉ検出器、ＩｎＧａＡｓ検出器、ＰＭＴアレイ、別個の検出器に接続された複数の光ファイバ、位置検出器（ＰＳＤ）であり得る。

光センサ１、２は、２つのビームまたはＵ字型ビームなどの機械部材により、保持され、および／または上記機械部材において配置され得る。光センサ１、２は、たとえば、上記機械的構造の面７の一体化された部分である、機械的構造の面７において配置され得る。光センサ１、２が配置された面７は、互いに反対側に配置された２つの面から構成され得る。たとえば、光源１は第１の面に配置され、検出器２は、第１の面とは反対側の第２の面に配置され、または、光源１および検出器２が第１の面に配置され、および、反射面が、第１の面とは反対側の第２の面に配置される。面７、または複数の面は、容器の測定領域および／または可撓性領域３により近い２つの面間の距離が増加するような任意の角度だけ、面取りされ、たとえば、傾斜させられ、または傾けられ得る。

あるいは、光センサ１、２は、オープンキャビティ１２の内壁７において配置され、または上記内壁７の一体化された部分であり得る。オープンキャビティには、容器の可撓性領域３に向かって開口が配置され得る。キャビティの内壁は、円錐台などの円錐の形状を有する、キャビティなどの開口に向けて断面積が増加するように傾斜させられ、または傾けられ得る。

上記システムは、引っ張られる可撓性領域３の少なくとも一部分が、送られた光信号５の上で終わるように、可撓性領域３の少なくとも一部分をある距離だけ引っ張るように配置される吸引装置４をさらに含み得る。可撓性領域３の少なくとも一部分をある距離だけ引っ張ることにより、引っ張られた上記一部分は、可撓性領域３の少なくとも上記一部分の下に空間６が設けられる位置に配置され得る。

本開示のいくつかの例では、吸引装置４は、空間６を介して送られた光信号の規定された経路長を提供するために、光センサ１、３に対するある位置へ可撓性領域３の少なくとも一部分を引き込むように構成され得る。規定された経路長は、所定の長さを有する場合があり、異なる方法で得られ得る。いくつかの例では、規定された経路長は、容器から、ある距離だけ、可撓性領域３の上記一部分を引っ張り、または持ち上げることにより得られる。可撓性領域３の少なくとも一部分を引っ張り、または持ち上げると、可撓性領域の下に空間が得られ得る。空間６は、その形状または幾何学的形状により、それを介して送られた信号の所定の経路長を有し得る。得られた空間６は、円錐台などの、円錐に似た形状を有する場合があり、ならびに、可撓性領域３が持ち上げられる頂点と、容器の縁部、または、持ち上げられる部分を制限する機械的構造１１の縁部であり得るベースとの間で得られ得る。

追加的に、および／または、代替的に、空間６を介した、規定された経路長は、引っ張られ、および、機械的構造の面７、またはオープンキャビティの内面７に接触する、可撓性領域３の上記一部分により、得られ得る。

いくつかの例では、吸引装置４は、可撓性領域４の少なくとも上記一部分と光センサ１、２との接触を提供し得る位置へ少なくとも可撓性領域４を引き込むように構成される。上記接触は、光センサ１、２のウィンドウ（window）と、可撓性領域４の少なくとも上記一部分との接触であり得る。たとえば、上記接触は、光センサの送信領域１（たとえば、光源）および光センサの検出領域２（たとえば、検出器）と、可撓性領域の少なくとも上記一部分との接触であり得る。センサ１、２の２つの領域間の距離は既知である場合があるので、空間６を介した経路長は明確に規定され得る。さらに、いくつかの例では、センサ１、２と、可撓性領域３の一部分との接触は、送信領域１および可撓性領域３間、ならびに、検出領域２および可撓性領域３間の空気をすべて、排除し得る。光信号が送られる経路内の空気の量を削減することは、当該測定におけるアーチファクト（artefacts）および誤差の可能性を減少させ得る。

代替的に、および／または、追加的に、いくつかの例では、センサは、接触が得られたときを判定するように配置される。接触があることをセンサが判定すると、光学測定が始まり得る。センサは、キャビティに入る可撓性領域３により押され得る圧力センサまたはピンであり得る。

代替的に、および／または、追加的に、吸引装置４は少なくとも１つの真空吸引カップを含み得る。真空吸引カップは、図１Ａに示されるように、下方へ移動し、および、可撓性領域３の上記一部分に接続するように移動可能であり得る。吸引カップが可撓性領域３の上記一部分に接続された後、吸引カップは上方に戻り、それにより、図１Ｂに示されるように、可撓性領域３の上記一部分の下に空間６が得られる場合がある。

代替的に、および／または、追加的に、いくつかの例では、少なくとも１つの真空吸引カップのうちの少なくとも１つはベローズを含み得る。吸引装置４と可撓性領域３との間で真空が得られた場合、ベローズは圧縮する場合があり、および、可撓性領域３の少なくとも上記一部分は、やはり、図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、上記位置へ自動的に引っ張られ得る。吸引装置４は、静止状態にあり、および、移動可能でなく、それにより、可撓性領域３が、ベローズを圧縮する、吸引装置４のベローズ内の負圧のみにより、持ち上げられる場合がある。

代替的に、および／または、追加的に、いくつかの例では、吸引装置４は、可撓性領域３の少なくとも上記一部分と、吸引カップとの間に真空が生じると、意図的に引っ張られ、または持ち上げられる。吸引カップの一部であるモータ、またはベローズのいずれかによるものである。

代替的に、および／または、追加的に、いくつかの例では、吸引装置４は複数の吸引カップを含み得る。様々な場所において複数の吸引カップを配置することにより、可撓性領域３は、引っ張られた際に形作られ得る。

本明細書中に記載されたように、光センサ１、２は、可撓性領域３の上記一部分が持ち上げられると得られた空間６を介して光信号５を送るための測定領域に対して配置され得る。光センサ１、２はさらに、送られた光信号を検出する。

いくつかの例では、光センサ１、２は、ある角度で、光信号５を送り、および検出するための光学系を含む。上記角度は、たとえば、面７が面取りされている場合に、機械的構造の面７またはオープンキャビティ１２の内面７の角度を補償するために使用される。ある角度で光信号５を送り、および検出するための光学系を利用することは、光信号５が可撓性面３の下に作られた空間６を介してまっすぐ送られることを可能にする。これは、可撓性面３と、光センサ１、２との良好な接触、および、明確に規定された光路長を可能にする。

制御ユニット（図示せず）は、容器内の少なくとも１つのガスの濃度を、光センサ１、２により、送られて検出された光信号に基づいて判定するように構成され得る。

代替的に、および／または、追加的に、いくつかの例では、制御ユニット（図示せず）は密封容器の完全性を、光センサ１、２により、送られて検出された光信号に基づいて判定するように構成され得る。

図２は、図１Ａおよび図１Ｂに関して説明されたものと同様のシステム１２０を示す。図２に示されたシステム１２０の場合、内壁７を含むオープンキャビティは、上記オープンキャビティの開口１２が測定領域（図示せず）に向けて配置されるように位置決めされる。容器は、上記容器の可撓性領域３の少なくとも一部分がオープンキャビティの開口１２に向けて配置されるように測定領域において位置決めされる。

さらに、いくつかの例では、光センサ１、２は、キャビティの内壁７において、または上記内壁７の一体化された一部として配置される。

吸引装置は、内壁７に向けてオープンキャビティ内へ可撓性領域の少なくとも上記一部分を引き込むように配置される。いくつかの例では、キャビティ内に引き込まれた、可撓性領域３の上記部分は、光センサ１、２のウィンドウなどの内壁７に接触し得る。

光センサ１、２の２つの領域間の距離が既知である場合があるので、空間６を介した経路長は明確に規定され得る。さらに、いくつかの例では、光センサ１、２と、可撓性領域３の一部分との接触は、送信領域１および可撓性領域３間、ならびに検出領域２および可撓性領域３間のすべての空気を排除し得る。

いくつかの例では、センサは、接触が得られたときを判定するように配置される。接触があることをセンサが判定すると、光学測定が始まり得る。センサは、キャビティに入る可撓性領域３により、押され得る圧力センサまたはピンであり得る。

接触があるときを判定するためのセンサの例は、キャビティ内の圧力を、少なくとも上記可撓性領域が当該位置へ引き込まれたときの、キャビティ内の圧力を測定するように構成された圧力センサである。キャビティ内の圧力は、接触があるときと相関的に関連し得る。

代替的に、および／または、追加的に、センサは、吸引装置４内の、たとえば、吸引カップ内の圧力を測定するように吸引装置４内部に配置され得る。

図２では、オープンキャビティは吸引カップの一部であり、および、真空がオープンキャビティ内部に配置された場合、可撓性領域の少なくとも一部分がオープンキャビティ内に配置される。上記キャビティ内に、真空などの負圧を得るために、ダクト９がキャビティの上部に配置され得る。ダクトは、ポンプまたはファンに接続されて、空気をキャビティから押し出し、それにより、真空などの負圧を得る場合がある。いくつかの例では、ダクト９は、キャビティの別の位置に配置され得る。

さらに、いくつかの例では、真空などの負圧の発生を改善するために、リップシール８が、キャビティの開口１２を取り囲み、または包囲するように配置され得る。たとえば、リップシール８は、キャビティの開口１２の縁部１１に並置され得る。

図３は、図２に示されたシステム１２０と同様のシステム１３０を示す。図３では、キャビティは、吸引装置として機能し、キャビティ内の、真空などの負圧を改善するための複数のダクト１０ａ～１０ｃを含む。複数のダクト１０ａ～１０ｃは、可撓性領域がキャビティ内に引き込まれた際に可撓性領域を形作り、可撓性材料３と光センサ１、２との接触を改善するためにも使用され得る。

さらに、上記システムのいずれの場合も、光センサ１、２は、送信角における送信を改善するように選択された偏光を有する光信号を送り得る。たとえばブルースタ角である上記送信角は、可撓性領域の面と、光信号との間の角度である。

測定中に、雑音を低減し、信号の信号対雑音比を改善するために、振動要素が、少なくとも、得られた空間を介して光信号が送られた場合に、可撓性領域を振動させるように配置され得る。たとえば、振動要素は、吸引カップおよび／またはベローズなどの吸引装置を振動させ得る。

振動要素は、振動させるべき要素を振動させる音響振動子またはモータなどの振動子であり得る。

さらに、図１～図３に示されたシステムはすべて、光信号が送られ、幾何学形状が、可撓性領域を持ち上げる必要がほとんどないようなものであるように構成され、比較的強く張られたトレーフィルム上での測定も可能にする場合がある。これらの場合には、可撓性領域は、数ミリメートル、たとえば１０ｍｍ、たとえば５ｍｍ、たとえば２ｍｍだけ引っ張られる場合があり、および、光センサは、持ち上げられた可撓性面の下に得られた空間を介して測定を行い得るように配置される。

図４Ａおよび図４Ｂは、システム１４０、１５０の模式例を示す。

示された例では、２つの吸引装置４ａ、４ｂが使用される。吸引装置４ａ、４ｂは、図１Ａおよび図１Ｂに関して説明された吸引装置４と同様である。吸引装置４ａ、４ｂは、ベローズを含む吸引カップであり得る。１つの吸引装置４ａは光源１の周囲に配置される場合があり、別の吸引装置４ｂは検出器２の周囲に配置される場合がある。

示された例では、図１Ａ、図１Ｂ、図２、および図３に示されたようなキャビティは必要でない場合がある。

吸引装置４ａ、４ｂは単一のポンプに接続される場合があり、または、吸引装置４ａ、４ｂは、それぞれ、専用のポンプに接続される場合がある。

吸引装置４ａ、４ｂのベローズは、初期段階において伸展させられ得る。容器の可撓性面３が吸引装置４ａ、４ｂの縁部と接触すると、ベローズ内で負圧が得られ、およびベローズが圧縮され、それにより、可撓性面３を持ち上げる。可撓性面３が持ち上げられると、可撓性面３は光源１および検出器２と接触し得る。

可撓性面３が持ち上げられると、空間６が可撓性面３の下に作られる。次いで、光信号５が、光源１と検出器２との間の空間６を介して送られ得る。

いくつかの例では、圧力センサなどのセンサは、可撓性面３と光センサ１、２との接触があるときを判定するために使用される。センサは、吸引装置４ａ、４ｂ内の圧力を測定するように配置され得る。吸引装置４ａ、４ｂ内の圧力を測定することにより、可撓性面３と、光源１および検出器２との接触が生じ得るときが判定され得る。接触が生じると、測定が始まる場合があり、光信号５は、持ち上げられた可撓性面３の下で、および容器内で得られた、作られた空間６を介して、光源１と検出器２との間で送られ得る。

光源１および検出器２との十分な接触を保つために、圧力は、全体の測定中に低い状態に留まることが好ましい。いくつかの例では、圧力が十分に低くない場合、測定は中止され得る。

吸引装置４ａおよび４ｂは、吸引装置４ａ、４ｂの角度を調整するように構成された機械的手段を含み得る。様々な製品に対応し、それにより、良好な接触を得るために、角度の調整が行われ得る。

さらに、上述されたように、いくつかの例では、光源１および検出器２は、光源１と検出器２との間の、作られた空間６を介した、直線的な伝送を提供するように、出射光信号５の角度を調整するための光学系を含み得る。

図５Ａおよび図５Ｂは、図４Ａおよび図４Ｂに示された例と同様の、システム１６０、１７０のさらなる例を示す。

この例では、３つ以上などの、２つよりも多い吸引装置４ａ、４ｂ、４ｃが存在している。１つの吸引装置４ａが光源１の周囲に配置され、および、別の吸引装置４ｂが検出器２の周囲に配置される。１つのさらなる吸引装置４ｃが、光源１および検出器２の周囲に配置された吸引装置４ａ、４ｂ間に配置される。任意のさらなる吸引装置４ｃであって、その他の２つの吸引装置４ａ、４ｂ間に配置された、任意のさらなる吸引装置４ｃは、可撓性面３を持ち上げること、および、容器の可撓性面３を伸ばすことを助け、可撓性面３と、光源１および検出器２との十分な接触を提供するために使用され得る。追加的に、および／または、代替的に、吸引装置４ｃは、光源１および検出器２の周囲に配置された吸引装置４ａ、４ｂの外側に配置され得る。

吸引装置４ａ、４ｂ、４ｃのベローズは、それらの伸展状態では、可撓性面３に接触し得る。

あるいは、図５ａに示されるように、いくつかの例では、吸引装置４ｃはまず、可撓性面３を把持し、光源１および検出器２の周囲に配置されたその他の２つの吸引装置４ａ、４ｂが可撓性面３を把持し得るように引っ張り上げる。

いくつかの例では、別個の真空ポンプが、吸引装置４ａ、４ｂ、４ｃ毎に使用され得る。いくつかの他の例では、１つの真空ポンプが、光源１および検出器２の周囲に配置された、吸引装置４ａ、４ｂに使用される場合があり、および、別のポンプがその他の吸引装置４ｃに使用される場合がある。

追加的に、および／または、代替的に、光源１および検出器２の周囲に配置された吸引装置４ａ、４ｂ内の真空が測定される場合があり、圧力が十分に低い場合、それは、十分な接触を示す。十分な接触が生じると、測定が始まり、光信号５が空間６を介して送られる。光源１および検出器２との十分な接触を保つために、圧力は、測定全体中に低い状態に留まることが好ましい。いくつかの例では、圧力が十分に低くない場合、測定は中止され得る。

図６は、可撓性領域を有する少なくとも１つの面を有する容器内の少なくとも１つのガスの濃度を判定する方法１８０のフローチャートを示す。

上記方法は、以下の工程、すなわち、
光センサに対して上記可撓性領域を配置する（１００１）工程であって、上記センサは、少なくとも１つの上記ガスに敏感に反応するように構成され得る工程と、
吸引装置を使用して上記可撓性領域の一部分をある距離だけ引っ張る（１００２）工程であって、上記引っ張る工程は、上記可撓性領域の少なくとも一部分を、上記可撓性領域の少なくとも上記一部分の下に空間が設けられる位置に配置し得る工程と、
上記光センサを使用して上記空間を介して光信号を送り（１００３）、送られた光信号を、上記光センサを使用して検出する（１００４）工程と、
上記容器内の上記少なくとも１つのガスの濃度、および／または密閉容器の完全性を、送られた上記光信号に基づいて判定する（１００５）工程と、
を含み得る。

本発明は、具体的な例を参照しながら上述されている。しかし、上述されたもの以外の他の例は、本開示の範囲内で同様に、考えられる。上述されたものとは異なる方法であって、ハードウェアまたはソフトウェアにより、上記方法を行う、方法の工程は、本発明の範囲内で提供され得る。本発明の異なる特徴および工程は、説明されたもの以外の他の組み合わせにおいて組み合わせられ得る。本開示の範囲は、添付された特許請求の範囲によってのみ、限定される。

逆を明示していない限り、本明細書中で、および特許請求の範囲中で使用されるような不定冠詞「ａ」および「ａｎ」は、「少なくとも１つ」を意味するものと理解されるものである。本明細書中で、および特許請求の範囲中で使用されるような、「および／または」との句は、そうして結合された構成要素、すなわち、いくつかの場合には結合的に存在しており、および、他の場合には分離的に存在している構成要素の「いずれか、または両方」を意味するものと理解されるものである。

Claims (18)

1. 可撓性領域を有する少なくとも１つの面を有する容器内の少なくとも１つのガスの濃度を判定するシステムであって、前記システムが、
   前記容器を受容するように配置される測定領域と、
   前記可撓性領域の少なくとも一部分を、前記可撓性領域の少なくとも前記一部分の下に空間が設けられる位置に配置するように、前記可撓性領域の少なくとも前記一部分をある距離だけ引っ張るように配置される吸引装置と、
   少なくとも１つの前記ガスに敏感に反応するように構成され、前記空間を介して光信号を送り、送られた前記光信号を検出するための前記測定領域に対して配置された光センサと、
   前記容器内の少なくとも１つの前記ガスの前記濃度を、送られた前記光信号に基づいて判定するように構成された制御ユニットと
   を備えるシステム。
2. 前記濃度は、前記容器の完全性を判定するために使用される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記光センサが、第１の面に配置された光源と、前記第１の面とは反対側の第２の面に配置された検出器とを備え、または、光源および検出器が第１の面に配置され、かつ、反射面が、前記第１の面とは反対側の第２の面に配置されている、請求項１または２に記載のシステム。
4. 前記吸引装置は、前記空間を介して送られた前記光信号の規定された経路長を提供するために、少なくとも前記可撓性領域を前記位置へ引き込むように構成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載のシステム。
5. 前記吸引装置は、前記光センサの送信領域および前記光センサの検出領域と、前記可撓性領域の少なくとも前記一部分との間などの、前記光センサのウィンドウと前記可撓性領域の少なくとも前記一部分との接触などの、前記可撓性領域の少なくとも前記一部分と前記光センサとの接触を提供するために、少なくとも前記可撓性領域を前記位置へ引き込むように構成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載のシステム。
6. センサが、前記接触が得られたときを判定し、たとえば、少なくとも前記可撓性領域が前記位置へ引き込まれたときに、圧力を測定するように配置される、請求項５に記載のシステム。
7. 前記吸引装置は少なくとも１つの真空吸引カップを備える、請求項１～６のいずれか１項に記載のシステム。
8. 前記少なくとも１つの真空吸引カップのうちの少なくとも１つはベローズを備え、たとえば、前記可撓性領域の少なくとも前記一部分は、前記位置へ自動的に引っ張られる、請求項７に記載のシステム。
9. 前記光センサが前記真空吸引カップ内に配置され、たとえば、光源が第１の吸引カップ内に配置され、検出器が第２の吸引カップ内に配置されている、請求項７または８に記載のシステム。
10. 前記可撓性領域の少なくとも前記一部分と吸引カップとの間に真空が作られる際に前記吸引装置が引っ張られる、請求項１～９のいずれか１項に記載のシステム。
11. 前記吸引装置は、前記可撓性領域が引っ張られた際に前記可撓性領域を形作るように配置される複数の吸引カップを有する、請求項７～１０のいずれか１項に記載のシステム。
12. オープンキャビティが、前記オープンキャビティの開口が前記測定領域に向けて配置されるように配置された内壁を備え、前記容器が前記測定領域に配置される場合、前記可撓性領域の少なくとも前記一部分は前記オープンキャビティの前記開口に向けて配置され、
    前記光センサは前記内壁に配置され、
    前記吸引装置は、前記容器が前記測定領域に配置される場合に、前記内壁に向けて前記オープンキャビティ内へ前記可撓性領域の少なくとも前記一部分を引き込むように配置される、請求項１～１１のいずれか１項に記載のシステム。
13. 前記光センサは前記内壁に一体化された部分である、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記オープンキャビティは前記吸引装置の一部であり、および、真空が前記オープンキャビティ内に配置される場合、前記可撓性領域の少なくとも一部分は前記オープンキャビティ内に配置される、請求項１２または１３に記載のシステム。
15. 前記オープンキャビティは、前記開口を取り囲むリップシールを有する、請求項１４に記載のシステム。
16. 振動要素は、前記光信号が前記空間を介して送られた場合に、前記可撓性領域を振動させる、たとえば、前記吸引装置を振動させるように配置される、請求項１～１５のいずれか１項に記載のシステム。
17. 可撓性領域を有する少なくとも１つの面を有する容器内の少なくとも１つのガスの濃度を判定する方法であって、
    少なくとも１つの前記ガスに敏感に反応するように構成された光センサに対して前記可撓性領域を配置する工程と、
    前記可撓性領域の少なくとも一部分を、前記可撓性領域の少なくとも前記一部分の下に空間が設けられる位置に配置するように、吸引装置を使用して前記可撓性領域の少なくとも前記一部分をある距離だけ引っ張る工程と、
    前記光センサを使用して前記空間を介して光信号を送る工程と、
    送られた光信号を、前記光センサを使用して検出する工程と、
    前記容器内の少なくとも１つの前記ガスの前記濃度を、送られた前記光信号に基づいて判定する工程と
    を備える方法。
18. 可撓性領域を有する少なくとも１つの前記面は、トレーのトップフィルム、または袋の一部分である、請求項１７に記載の方法。

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