JP4445971B2 - 自動ヘッドスペース分析のためのシステム及び方法 - Google Patents
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Description
本発明は、レーザ分光法を使用した検出装置に関連し、より具体的には、コンベアに乗って移動する光学的に透明な密閉容器のヘッドスペースの検出及び分析に関連する。
波長可変半導体レーザ吸収分光法(TDLAS)は、製造プロセスや品質管理用途のための小容量容器中のガスをモニターするのに適した高感度の測定方法である。
P 移動経路
H ヘッドスペース領域
X 方向
10 自動ヘッドスペース分析システム
12 コンベア
14、14’、14” 試料密閉容器、試料バイアル瓶
16 検査前領域
18 検査領域
20 検査後領域
22 検査前スター・ホイール
24 検出システム
26 検出区域
28 検査スター・ホイール
30 基準バイアル瓶
32 バイアル瓶収容部
34 試料バイアル瓶ハウジング
36 基準バイアル瓶ハウジング
40 固定部
42 レーザ放射装置
44 集光レンズ
46 検査後スター・ホイール
48 レーザ検出器
50 排除機構
52 排除コンベア
54 パージ・システム
56 通路網
58 ハウジング
60 テーブル
128 リニアフィーダー
Claims (38)
- 自動非破壊ヘッドスペース分析のためのシステムであって、
A)容器コンベアであって、
1)各々が被測定ガスを封入するように構成された複数の概ね光学的に透明な試験密閉容器を、前記容器コンベアの検査前領域、検査領域、及び検査後領域の中を通して、移動経路に沿って運搬し、かつ、
2)基準ガスを含んでいる少なくとも1つの基準密閉容器を、前記検査領域の中を通して循環して運搬する、
ように構成されたものと、
B)前記検査領域の中に配置されるセンサであって、
1)被測定ガス及び基準ガス中で吸収させるためのレーザビームを放射するように構成され、更に、前記レーザビームが前記移動経路と交差するように前記レーザビームを放射するように構成されたレーザ光源と、
2)前記レーザビームを検出するように構成されたビーム検出器と、
3)前記容器コンベアによって運搬される前記複数の試験密閉容器と前記少なくとも1つの基準密閉容器とを受け入れるように構成され、かつ前記検出器と前記レーザ光源との間に配置される区域と、
からなるものと、
からなり、前記容器コンベアは更に、前記複数の試験密閉容器のうち少なくとも1つの試験密閉容器と、前記少なくとも1つの基準密閉容器とを、前記区域の中を通して交互に運搬するように構成されることを特徴とするシステム。 - 前記少なくとも1つの基準密閉容器は複数の基準密閉容器からなることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 1)前記複数の基準密閉容器であって、
a)第1の基準ガス特性の範囲に対応する第1の複数の基準密閉容器と、
b)第2の基準ガス特性の範囲に対応する第2の複数の基準密閉容器と、
からなるものと、
2)前記レーザ光源であって、
a)第1の複数の基準密閉容器の移動経路と交差する第1のレーザビームを放射するように構成された第1のレーザ光源と、
b)第2の複数の基準密閉容器の移動経路と交差する第2のレーザビームを放射するように構成された第2のレーザ光源と、
からなるものと、
3)前記検出器であって、
a)前記第1のレーザビームを検出するように構成された第1の検出器と、
b)前記第2のレーザビームを検出するように構成された第2の検出器と、
からなるものと、
からなることを特徴とする請求項2に記載のシステム。 - 更に、前記第1及び第2の複数の基準密閉容器を使用して、前記第1の基準ガス特性の範囲、及び前記第2の基準ガス特性の範囲のそれぞれにわたって、前記検出器の較正を点検するように構成された処理装置、からなることを特徴とする請求項3に記載のシステム。
- 前記第1及び第2の特性は圧力及び濃度である、ことを特徴とする請求項4に記載のシステム。
- 前記基準ガスは、それぞれ第1及び第2の異なる基準ガスである、ことを特徴とする請求項3に記載のシステム。
- 前記複数の基準密閉容器の各基準密閉容器は基準ガス特性の範囲内の基準ガスを含む、ことを特徴とする請求項2に記載のシステム。
- 更に、前記複数の基準密閉容器を使用して、前記範囲にわたって前記検出器の前記較正を点検するように構成された処理装置からなる、ことを特徴とする請求項7に記載のシステム。
- 前記容器コンベアは前記検査領域に配置される回転可能なスター・ホイールからなり、前記スター・ホイールは前記検査前領域から前記複数の試験密閉容器を受け入れ、前記少なくとも1つの試験密閉容器と前記少なくとも1つの基準密閉容器とを前記区域の中を通して運搬し、前記検査後領域へ前記複数の試験密閉容器を運搬するように構成され、
前記複数の基準密閉容器は前記スター・ホイールに固定され、
前記区域は前記スター・ホイールの一部に配置される、
ことを特徴とする請求項2に記載のシステム。 - 前記スター・ホイールは、前記スター・ホイールが前記少なくとも1つの試験密閉容器を前記区域に通過させていないときよりも低速で、前記少なくとも1つの試験密閉容器を前記区域の中を通して運搬するように構成されている、ことを特徴とする請求項9に記載のシステム。
- 前記容器コンベアは、前記容器コンベアが前記少なくとも1つの試験密閉容器を前記区域に通過させていないときよりも低速で、前記少なくとも1つの試験密閉容器を前記区域の中を通して運搬するように構成されている、ことを特徴とする請求項2に記載のシステム。
- 更に、前記区域の周辺環境から被測定ガスを除去するように構成されたパージ・システムからなる、ことを特徴とする請求項2に記載のシステム。
- 前記スター・ホイールは、前記複数の試験密閉容器のうちのただ1つの試験密閉容器が、前記複数の基準密閉容器のうちの1組の基準密閉容器の間に保持されるように構成される、ことを特徴とする請求項9に記載のシステム。
- 前記スター・ホイールは、前記1組の基準密閉容器のうちのただ1つの基準密閉容器が、前記複数の試験密閉容器のうちの1組の試験密閉容器の間に保持されるように構成される、ことを特徴とする請求項13に記載のシステム。
- 前記容器コンベアは前記検査領域に配置されるリニアフィーダーを備え、前記リニアフィーダーは前記検査前領域から前記複数の試験密閉容器を受け入れ、前記少なくとも1つの試験密閉容器と前記少なくとも1つの基準密閉容器とを前記区域の中を通して運搬し、前記複数の試験密閉容器を前記検査後領域へ運搬する、ように構成され、
前記複数の基準密閉容器は前記リニアフィーダーに固定されており、
前記区域は前記リニアフィーダーの一部に配置される、
ことを特徴とする請求項2に記載のシステム。 - 前記リニアフィーダーは、前記リニアフィーダーが前記少なくとも1つの試験密閉容器を前記区域に通過させていないときよりも低速で、前記少なくとも1つの試験密閉容器を前記区域の中を通して運搬するように構成されている、ことを特徴とする請求項15に記載のシステム。
- 前記レーザ光源及び前記ビーム検出器は、前記少なくとも1つの試験密閉容器が前記区域の中を通って運搬されるときの前記少なくとも1つの試験密閉容器の移動経路に実質的に平行な方向に移動するように構成されている、ことを特徴とする請求項2に記載のシステム。
- 自動非破壊ヘッドスペース分析のための方法であって、
各々が被測定ガスを含むように構成された複数の概ね光学的に透明な試験密閉容器を、容器コンベアの検査前領域、検査領域、及び検査後領域の中を通って、移動経路に沿って運搬することと、
前記複数の試験密閉容器と少なくとも1つの基準密閉容器とを、前記容器コンベアの検査領域の区域の中を通って、前記検査領域の移動経路に沿って交互に運搬することと、
前記複数の試験密閉容器のうちのただ1つの試験密閉容器が前記区域の中を通って運搬されるときに、前記検査領域の前記区域の中で、前記移動経路と交差する方向へ、前記ただ1つの試験密閉容器を通って、レーザビームを透過させることと、
少なくとも1つの基準密閉容器のただ1つが前記区域の中を通って循環して運搬されるようにし、この運搬がされるときに、前記検査領域の前記区域の中で、前記移動経路と交差する方向へ、前記ただ1つの基準密閉容器の中を通って、前記レーザビームを透過させることと、
検出器を使用して、前記透過したレーザビームを検出することと、
前記複数の試験密閉容器を、前記移動経路に沿って、容器コンベアの検査後領域の中を通して運搬することと、
からなることを特徴とする方法。 - 前記少なくとも1つの基準密閉容器は複数の基準密閉容器からなる、ことを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 前記複数の基準密閉容器は、
a)第1の基準ガス特性の範囲に対応する第1の複数の基準密閉容器と、
b)第2の基準ガス特性の範囲に対応する第2の複数の基準密閉容器と、
からなり、
少なくとも1つの基準密閉容器のただ1つが前記区域の中を通って運搬されるときに、前記検査領域の前記区域の中で、前記移動経路と交差する方向へ、前記ただ1つの基準密閉容器の中を通って、前記レーザビームを前記透過させることは、
a)前記検査領域の前記区域の中で、前記第1の複数の基準密閉容器のうちのただ1つの基準密閉容器を通って、第1のレーザビームを透過させることと、
b)前記検査領域の前記区域の中で、前記第2の複数の基準密閉容器のうちのただ1つの基準密閉容器を通って、第2のレーザビームを透過させることと、
からなる、
ことを特徴とする請求項19に記載の方法。 - 更に、前記第1及び第2の複数の基準密閉容器を使用して、前記第1の範囲及び前記第2の範囲のそれぞれにわたって前記検出器の前記較正を点検すること、からなることを特徴とする請求項20に記載の方法。
- 前記第1及び第2の特性は圧力及び濃度である、ことを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 前記基準ガスは、それぞれ第1及び第2の異なる基準ガスである、ことを特徴とする請求項20に記載の方法。
- 前記複数の基準密閉容器の各基準密閉容器は基準ガス特性の範囲内の基準ガスを含む
、ことを特徴とする請求項19に記載の方法。 - 更に、前記複数の基準密閉容器を使用して、前記範囲にわたって前記検出器の前記較正を点検することからなる、ことを特徴とする請求項24に記載の方法。
- 前記交互に運搬することは、
スター・ホイールを使用して、前記検査前領域から前記複数の試験密閉容器を受け入れることと、
前記スター・ホイールを使用して、前記少なくとも1つの試験密閉容器と前記少なくとも1つの基準密閉容器とを、前記区域の中を通して運搬することと、
前記検査後領域へ前記複数の試験密閉容器を運搬することと、
からなり、
前記複数の基準密閉容器は前記スター・ホイールに固定され、
前記区域は前記スター・ホイールの一部に配置される、
ことを特徴とする請求項24に記載の方法。 - 前記スター・ホイールを使用して、前記少なくとも1つの試験密閉容器と前記少なくとも1つの基準密閉容器とを前記区域の中を通って前記運搬することは、前記スター・ホイールが前記少なくとも1つの試験密閉容器を前記区域に通過させていないときよりも低速で、前記少なくとも1つの試験密閉容器を前記区域の中を通して運搬すること、からなることを特徴とする請求項26に記載の方法。
- 前記交互に運搬することは、前記少なくとも1つの試験密閉容器が前記区域の中を通って運搬されていないときよりも低速で、前記少なくとも1つの試験密閉容器を前記区域の中を通って運搬すること、からなることを特徴とする請求項24に記載の方法。
- 更に、前記区域の周辺環境から前記被測定ガスを除去すること、からなることを特徴とする請求項24に記載の方法。
- 更に、前記複数の試験密閉容器のうちのただ1つの試験密閉容器を、前記スター・ホイール上で、前記複数の基準密閉容器のうちの一組の基準密閉容器の間に配置すること、からなることを特徴とする請求項26に記載の方法。
- 更に、前記一組の基準密閉容器のうちのただ1つの基準密閉容器を、前記スター・ホイール上で、前記複数の試験密閉容器のうちの一組の試験密閉容器の間に配置すること、からなることを特徴とする請求項30に記載の方法。
- 前記交互に運搬することは、
直線コンベア使用して、前記検査前領域から前記複数の試験密閉容器を受け入れることと、
前記直線コンベアを使用して、前記少なくとも1つの試験密閉容器と前記少なくとも1つの基準密閉容器とを前記区域の中を通して運搬することと、
前記検査後領域へ前記複数の試験密閉容器を運搬することと、
からなり、前記複数の基準密閉容器は直線コンベアに固定され、前記区域は前記直線コンベアの一部に配置される、ことを特徴とする請求項19に記載の方法。 - 前記直線コンベアを使用して、前記少なくとも1つの試験密閉容器と前記少なくとも1つの基準密閉容器とを前記区域の中を通して運搬することは、前記直線コンベアが前記少なくとも1つの試験密閉容器を前記区域に通過させていないときよりも低速で、前記少なくとも1つの試験密閉容器を前記区域の中を通して運搬すること、からなることを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 更に、前記少なくとも1つの試験密閉容器が前記区域の中を通って運搬されているときの前記少なくとも1つの試験密閉容器の前記移動経路に実質的に平行な方向に前記レーザビーム及び前記ビーム検出器を移動すること、からなることを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記交互に運搬することは、
前記検査前領域から前記複数の試験密閉容器を受け入れることと、
前記レーザビームが前記複数の試験密閉容器と複数の前記基準密閉容器とを続けて通過するように、前記複数の試験密閉容器と前記複数の基準密閉容器とを続けて前記区域の中を通して運搬することと、
前記検査後領域へ前記複数の試験密閉容器を運搬することと、
からなることを特徴とする請求項18に記載の方法。 - 前記交互に運搬することは、
前記検査前領域から前記複数の試験密閉容器を受け入れることと、
前記レーザビームが前記複数の試験密閉容器と前記少なくとも1つの基準密閉容器のうちのただ1つとを続けて通過するように、前記複数の試験密閉容器と前記ただ1つの基準密閉容器とを続けて前記区域の中を通して運搬することと、
前記検査後領域へ前記複数の試験密閉容器を運搬することと、
からなることを特徴とする請求項18に記載の方法。 - 前記交互に運搬することは、
前記検査前領域から前記複数の試験密閉容器を受け入れることと、
前記レーザビームが前記複数の試験密閉容器のうちのただ1つと複数の前記基準密閉容器とを続けて通過するように、前記ただ1つの試験密閉容器と前記複数の基準密閉容器とを続けて前記区域の中を通して運搬することと、
前記複数の試験密閉容器を前記検査後領域へ運搬することと、
からなることを特徴とする請求項18に記載の方法。 - 前記交互に運搬することは、
前記複数の試験密閉容器を前記検査前領域から受け入れることと、
前記レーザビームが前記複数の試験密閉容器のうちのただ1つと前記複数の基準密閉容器のうちのただ1つとを続けて通過するように、前記ただ1つの試験密閉容器と前記ただ1つの基準密閉容器とを続けて前記区域の中を通して運搬することと、
前記複数の試験密閉容器を前記検査後領域へ運搬することと、
からなることを特徴とする請求項18に記載の方法。
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