JP5365445B2 - 包装容器内容物の凝固検査方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、包装容器に封入された流動性内容物の凝固を検査する包装容器内容物の凝固検査方法及び装置に関する。

包装容器に封入された液体またはペースト状の薬品や食品などの流動性内容物が雑菌等の影響で凝固しているか否かを検査する方法として、Ｘ線を照射して検査する方法が知られている（例えば、特許文献１，２）。
また、他の流動性内容物が凝固しているか否かを検査する方法として、容器の一部を打撃等により振動を与え、他の部分でその振動の伝播を測定する方法や（例えば、特許文献３）、ねじりばねによって回転可能に固定された台に容器を載せ、この容器に封入された流動性内容物の回転自由振動の減衰を測定する方法（例えば、特許文献４）等が知られている。

特許第２９３１８３８号 特開２００１−２４２１００号公報 特開平１０−３３１１４号公報 特開平２−２３６１４１号公報

ところで、上述した特許文献１、２の方法はＸ線を用いるため、容器が不透明であっても非破壊で検査できるという利点を持つが、人体への被爆に対する防護を施す必要があり簡便な方法とは言いがたい。また、Ｘ線を照射するＸ線管やＸ線を検出するＸ線ＣＣＤは高価であり、安価な方法とも言いがたい。
また、特許文献３の方法は、振動波を測定する際に包装容器の材質の影響が大きく、包装容器の表面を伝播した振動波も同時に計測されてしまうので、流動性内容物の振動に起因する信号の割合が雑音信号と比較して小さくなり、Ｓ／Ｎ比が小さくなるおそれがある。

さらに、特許文献４の方法は、流動性内容物と、回転する容器内面との摩擦力が非常に小さいためにばね定数の小さいばねを用いる必要があり、減衰の測定に比較的長時間を要する。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、包装容器に封入された流動性を有する内容物の凝固の検査を非破壊、迅速、簡便及び安価に行うことができる包装容器内容物の凝固検査方法及び装置に関するものである。

上記目的を達成するために、請求項１記載の包装容器内容物の凝固検査方法は、加振台の載置面の一部に荷重センサを埋設し、前記加振台の前記載置面の他の部分及び前記荷重センサの一部に跨がるように流動性を有する内容物が封入された包装容器を載置し、この加振台の駆動により前記包装容器に左右方向の往復振動による強制振動を加え、前記内容物の揺動が定常に達したときに前記強制振動を停止して前記内容物の揺動を減衰振動させていき、前記内容物の揺動による荷重変化を荷重センサによって電気信号に変換し、この電気信号を蓄積した所定波形の蓄積データに基づいて前記内容物の凝固状態を検査するようにした。
この発明によると、包装容器に封入されている内容物の振動時における荷重変化を測定するために非破壊の検査方法となり、強制振動から減衰振動までの短時間の荷重変化を測定するだけなので迅速な検査方法となる。また、計測手段として人体に対して有害なＸ線等の放射線を使用していないので、法規上の規制や被曝に対する防護の必要がない。

また、この発明によると、包装容器を転倒させず、封入されている内容物に確実に左右方向の往復運動の強制振動、減衰振動の伝達が可能となる。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の包装容器内容物の凝固検査方法において、前記加振台による前記強制振動の周波数を、前記内容物の固有振動数と同一、又は近傍の周波数、或いは、前記固有振動数の奇数分の１と同一、又は近傍の周波数とした。
この発明によると、内容物の振幅が大きくなり、その結果として蓄積データの振幅も大きくなり、内容物の凝固判定が容易となる。

また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の包装容器内容物の凝固検査方法において、前記所定波形の蓄積データに基づき、前記加振台が前記強制振動を加えているときの振幅が予め設定した閾値以下であるときに、前記内容物が凝固していると判定するようにした。
この発明によると、所定波形の蓄積データに基づき、加振台が強制振動を加えているときの定常の振幅が、予め設定した閾値以下であるときに、内容物が凝固していると判定するようにしているので、強制振動時に内容物が凝固しているか否かの高精度の判断が可能となる。

また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の包装容器内容物の凝固検査方法において、前記所定波形の蓄積データに基づき、前記加振台の前記強制振動を停止して前記内容物が減衰振動しているときの減衰定数を算出し、この減衰定数が予め設定した閾値以上であるときに、前記内容物が凝固していると判定するようにした。
この発明によると、所定波形の蓄積データに基づき、加振台の強制振動を停止して内容物が減衰振動しているときの減衰定数を算出し、この減衰定数が予め設定した閾値以上であるときに、内容物が凝固していると判定するようにしているので、減衰振動時に内容物が凝固しているか否かの高精度の判断が可能となる。

また、請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の包装容器内容物の凝固検査方法において、前記所定波形の蓄積データに基づき、前記加振台が前記強制振動を加えているときの振幅と、前記加振台の前記強制振動を停止してから一定時間が経過した後の振幅との比（＝［強制振動を加えているときの振幅］／［強制振動を停止してから一定時間が経過した後の振幅］）を求め、この比が予め設定した閾値以上であるときに、前記内容物が凝固していると判定するようにした。
この発明によると、内容物の減衰が激しく、減衰中のピーク点が多数取れない場合に有効な判定方法となる。

一方、請求項６記載の包装容器内容物の凝固検査装置は、流動性を有する内容物が封入されている包装容器を載せて左右方向の往復振動による強制振動を加えることができる加振台と、前記加振台の載置面の一部に埋設された荷重センサと、前記加振台の前記載置面の他の部分及び前記荷重センサの一部に跨がるように載置された前記包装容器に対して、この加振台の駆動により前記包装容器に左右方向の往復振動による強制振動を加え、前記内容物の揺動が定常に達したときに前記強制振動を停止して前記内容物の揺動を減衰振動させていき、前記内容物の揺動による荷重変化を計測して、前記荷重センサにより変換して得られる電気信号を蓄積する所定波形の蓄積データと、この所定波形の蓄積データに基づいて前記内容物の凝固状態を判定する凝固判定手段と、を備えている。
この発明によると、一般に広く使用されている加振台、荷重センサ等の装置を構成しているので安価な装置となる。

また、請求項７記載の発明は、請求項６記載の包装容器内容物の凝固検査装置において、前記加振台の前記強制振動の周波数は、前記内容物の固有振動数と同一、或いは近傍の周波数、又は前記固有振動数の奇数分の１と同一、或いは近傍の周波数である。
この発明によると、内容物の振幅が大きくなり、その結果として蓄積データの振幅も大きくなり、内容物の凝固判定が容易な装置となる。

また、請求項８記載の発明は、請求項６又は７に記載の包装容器内容物の凝固検査装置において、前記凝固判定手段は、前記所定波形の蓄積データに基づき、前記加振台が前記強制振動を加えているときの振幅が予め設定した閾値以下であるときに前記内容物が凝固していると判定する第１判定ルーチンを備えている。
また、請求項９記載の発明は、請求項６乃至８の何れか１項に記載の包装容器内容物の凝固検査装置において、前記凝固判定手段は、前記所定波形の蓄積データに基づき、前記加振台による前記強制振動を停止して前記内容物が減衰振動しているときの減衰定数を算出し、この減衰定数が予め設定した閾値以上であるときに前記内容物が凝固していると判定する第２判定ルーチンを備えている。

さらに、請求項１０記載の発明は、請求項６乃至９の何れか１項に記載の包装容器内容物の凝固検査装置において、前記凝固判定手段は、前記所定波形の蓄積データに基づき、前記加振台が前記強制振動を加えているときの振幅と、前記加振台が前記強制振動を停止して一定時間が経過した後の振幅との比（＝［強制振動を加えているときの振幅］／［強制振動を停止してから一定時間が経過した後の振幅］）を求め、この比が予め設定した閾値以上であるときに前記内容物が凝固していると判定する第３判定ルーチンを備えている。
これら請求項８〜１０の発明によると、強制振動時及び減衰振動時の少なくとも一方において包装容器に封入されている内容物が凝固しているか否かを判定しているので、内容物の凝固判定を高精度に行なうことができる。

本発明に係る包装容器内容物の凝固検査方法によると、包装容器に封入されている内容物の振動時における荷重変化を測定するために非破壊の検査方法とすることができ、強制振動から減衰振動までの短時間の荷重変化を測定するだけなので迅速な検査方法とすることができる。また、計測手段として人体に対して有害なＸ線等の放射線を使用していないので、法規上の規制や被曝に対する防護の必要がなく簡便な検査方法を提供することができる。
また、本発明に係る包装容器内容物の凝固検査装置は、一般に広く使用されている加振台、荷重センサ等を組み合わせて装置を構成しているので、安価な装置を提供することができる。

本発明に係る包装容器内容物の凝固検査装置を示す概略構成図である。 凝固検査装置を構成しているＰＣ（パーソナルコンピュータ）のブロック図である。 凝固検査装置が行なうサンプリングデータ取得の動作を説明するフローチャートである。 凝固検査装置が行なう第１〜第３凝固判定の選択動作を説明するフローチャートである。 凝固検査装置が行なう第１凝固判定動作を説明するフローチャートである。 凝固検査装置が行なう第２凝固判定動作を説明するフローチャートである。 凝固検査装置が行なう第３凝固判定動作を説明するフローチャートである。 凝固検査装置の荷重センサが計測した内容物の揺動による荷重変化の蓄積データとしての計測波形を示すグラフである。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る包装容器内容物の凝固検査装置は、包装容器１を載せている加振台２と、加振台２の上面の一部に埋設されている荷重センサ３と、荷重センサ３からデータを取得して包装容器内容物の凝固検査を行なうパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１０とを備えている。

包装容器１には、液体またはペースト状の薬品や食品などの流動性を有する内容物Ｃが封入されている。
加振台２は、包装容器１を載せて矢印Ａの左右方向、具体的には水平方向に往復振動の強制振動を行なう装置であり、駆動部４から駆動信号が入力することにより所定の加振周波数で振動する。
駆動部４は、所定時間（３秒間）だけ加振台２を駆動し、加振台２を強制振動させた所定時間経過後に強制振動を停止するとともに、加振台２の駆動開始時に駆動信号Ｓon、加振台２の駆動停止時に停止信号ＳoffをＰＣ１０に出力する。

加振台２の載置面２ａの一部には凹部５が形成されており、この凹部５に、加振台２の載置面２ａと上面が同一面上にくるように荷重センサ３が埋設されている。本実施形態は、定格荷重１０Ｎの圧縮型ロードセルからなる荷重センサ３が採用されており、この荷重センサ３は、計測荷重に比例した０〜１ｍＶの電圧信号Ｓａを１００ＨｚでＰＣ１０に出力する。
ＰＣ１０は、図２に示すように、リセット回路１１、電源回路１２、入力ポート１３、主制御部１４、出力ポート１８、表示部（デイスプレイ）１９及びキーボード２０を備えている。

リセット回路１１は、主制御部１４を初期状態にする。入力ポート１３は、駆動部４から駆動信号Ｓon、停止信号Ｓoffを取り込むとともに、荷重センサ３から計測荷重に比例したアナログ電圧信号としての前述した電圧信号Ｓａを取り込み、主制御部１４に転送する。
主制御部１４はＣＰＵ（処理装置）であり、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）１５、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１６及びＡ／Ｄ変換部１７を備えている。これらＲＯＭ（読み出し専用メモリ）１５、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１６及びＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部１７を備えている。ＣＰＵは、ＲＯＭ１５、ＲＡＭ１６及びＡ／Ｄ変換部１７を内蔵しているもの、ＲＯＭ１５、ＲＡＭ１６及びＡ／Ｄ変換部１７を外付けでバス接続したものであってもよい。

Ａ／Ｄ変換部１７は、荷重センサ３から入力した電圧信号（アナログ電圧信号）Ｓａを電圧信号（デジタル電圧信号）Ｓｄとして変換するものである。
ＲＯＭ１５は、後述するサンプリングデータ取得プログラム、凝固判定プログラム等が記憶されている。
ＲＡＭ１６は、Ａ／Ｄ変換プログラムで演算して得られたデジタル電圧信号Ｓｄを、所定時間の間隔毎の所定波形の電気信号データ（蓄積データ）として蓄積する領域が設けられているとともに、凝固判定ルーチンで使用する閾値を記憶している。
出力ポート１８は、主制御部１４から出力した情報信号を、表示部１９に転送する。

次に、ＲＯＭ１５に記憶されている制御プログラムについて、図３から図８を参照しながら説明する。
図３は、サンプリングデータ取得プログラムのフローチャートを示すものであり、このプログラムは所定時間毎のタイマ割込によって実行されている。
先ず、ステップＳＴ１において停止信号Ｓoffが入力しているか否かを判定する。このステップＳＴ１おいて停止信号Ｓoffが入力している場合にはステップＳＴ２に移行し、停止信号Ｓoffが入力していない場合にはステップＳＴ３に移行する。ステップＳＴ３では、停止タイマーＴｓをゼロクリアする。

次いで、ステップＳＴ４に移行し、駆動信号Ｓonが入力しているか否かを判定する。このステップＳＴ４において駆動信号Ｓonが入力している場合にはステップＳＴ５に移行し、駆動信号Ｓonが入力していない場合にはプログラムを終了する。
ステップＳＴ４において駆動信号Ｓonが入力した場合に移行するステップＳＴ５では、アナログ電圧信号Ｓａをデジタル電圧信号Ｓｄに変換する。

次いで、ステップＳＴ６に移行し、デジタル電圧信号Ｓｄを、一定時間の間隔毎の所定波形の電気信号データ（蓄積データ）として蓄積し、次いで、タイマ割込によって再度、このプログラムが実行される。
一方、ステップＳＴ１において停止信号Ｓoffが入力した場合に移行するステップＳＴ２では、停止タイマーＴｓが所定時間（２秒）に達したか否かを判定する。このステップＳＴ２において停止タイマーＴｓが２秒を経過している場合には、このプログラムを終了し、停止タイマーＴｓが２秒に達していない場合には、ステップＳＴ７に移行して停止タイマーＴｓのクロック信号を計数してからステップＳＴ５に移行する。

次に、図４は凝固判定プログラムのフローチャートを示すものである。
このプログラムは、先ず、ステップＳＴ１０において、キーボード入力値Ｓｋが「１」、「２」、「３」、「Ｅ」の何れか一つであるか否かを判定する。ステップＳＴ１０においてキーボード入力値Ｓｋが「１」、「２」、「３」、「Ｅ」の何れかである場合にはステップＳＴ１１に移行し、キーボード入力値Ｓｋが「１」、「２」、「３」、「Ｅ」の何れの記号でもない場合には、再度ステップＳＴ１０に移行する。
ステップＳＴ１１では、キーボード入力値Ｓｋが、終了を示す「Ｅ」であるか否かを判定し、キーボード入力値Ｓｋが「Ｅ」である場合にはプログラムを終了し、キーボード入力値Ｓｋが「Ｅ」でない場合にはステップＳＴ１２に移行する。

ステップＳＴ１２では、キーボード入力値Ｓｋが、第１判定ルーチンを選択する「１」であるか否かを判定し、キーボード入力値Ｓｋが「１」である場合にはステップＳＴ１３の第１判定ルーチンに移行し、キーボード入力値Ｓｋが「１」でない場合にはステップＳＴ１４に移行する。
ステップＳＴ１４では、キーボード入力値Ｓｋが、第２判定リーチンを選択する「２」であるか否かを判定し、キーボード入力値Ｓｋが「２」である場合にはステップＳＴ１５の第１判定ルーチンに移行し、キーボード入力値Ｓｋが「２」でない場合にはステップＳＴ１６の第３判定ルーチンに移行する。

そして、ステップＳＴ１３の第１判定ルーチン、ステップＳＴ１５の第２判定ルーチン及びステップＳＴ１６の第３判定ルーチンの後は、ステップＳＴ１７においてキーボード入力値Ｓｋが「０」に設定され、ステップＳＴ１０に移行する。
ここで、図４のステップＳＴ１３の第１判定ルーチンは、図５に示す処理を行なう。すなわち、図５のステップＳＴ２０において所定波形の電気信号データを参照する。次いで、ステップＳＴ２１に移行し、電気信号データに基づいて定常時（加振台３に強制振動が加えられた内容物Ｃの揺動が定常に達しているとき）の振幅を算出する。

次いで、ステップＳＴ２２に移行し、定常時の振幅と、良品サンプルの平均振幅に一定のマージンを差し引いて予め設定した値である閾値Ｈ_１とを比較し、定常時の振幅が閾値Ｈ_１以下の場合にはステップＳＴ２３に移行し、定常時の振幅が閾値Ｈ_１を超える値である場合にはステップＳＴ２４に移行する。
そして、ステップＳＴ２３では、「凝固している」という表示を表示部１９に出力し、ステップＳＴ２４では、「凝固せず」という表示を表示部１９に出力する。

また、図４のステップＳＴ１５の第２判定ルーチンは、図６で示す処理を行なう。すなわち、図５のステップＳＴ３０において所定波形の電気信号データを参照する。次いで、ステップＳＴ３１に移行し、電気信号データに基づいて減衰振動時（加振台３による強制振動を停止して内容物Ｃの揺動が減衰振動しているとき）の包絡線を、Ｙ（ｔ）＝ｋ＊exp(−ａ＊ｔ)と定義する。

次いで、ステップＳＴ３２に移行し、波形信号のピーク点をデータ点として最小二乗近似により減衰定数ａを算出する。
次いで、ステップＳＴ３３に移行し、減衰定数ａと、良品サンプルの平均値に一定のマージンを加えて予め設定した閾値Ｈ_２とを比較し、減衰定数ａが閾値Ｈ_２以上であるときにはステップＳＴ３４に移行し、減衰定数ａが閾値Ｈ_２を下回る場合にはステップＳＴ３５に移行する。

そして、ステップＳＴ３４では、「凝固している」という表示を表示部１９に出力し、ステップＳＴ３５では、「凝固せず」という表示を表示部１９に出力する。
さらに、図４のステップＳＴ１６の第３判定ルーチンは、図７で示す処理を行なう。すなわち、図７のステップＳＴ４０において所定波形の電気信号データを参照する。次いで、ステップＳＴ４１に移行し、電気信号データに基づいて定常時の振幅を算出する。

次いで、ステップＳＴ４２に移行し、電気信号データに基づいて加振台３による強制振動を停止してから一定時間経過後（減衰振動時）の振幅を算出する。
次いで、ステップＳＴ４３に移行し、定常時の振幅と一定時間経過後（減衰振動時）の振幅との比を算出する。
次いで、ステップＳＴ４４に移行し、ステップＳＴ４３で算出した比と、良品サンプルの平均値に一定のマージンを加えて予め設定した閾値Ｈ_３とを比較し、算出した比が閾値Ｔ_３以下であるときにはステップＳＴ４５に移行し、算出した比が閾値Ｈ_３を超える値である場合にはステップＳＴ４６に移行する。
そして、ステップＳＴ４５では、「凝固している」という表示を表示部１９に出力し、ステップＳＴ４６では、「凝固せず」という表示を表示部１９に出力する。

次に、上記構成の凝固検査装置を使用した包装容器内容物の凝固検査方法の手順及び装置の動作について説明する。
先ず、加振台２の載置面２ａに、凝固検査を行なう包装容器１を載置する。この際、包装容器１が、加振台２の載置面２ａと荷重センサ３の上面の両方に跨がるように、望ましくは、包装容器１の底面の半分の領域が荷重センサ３上にあるように包装容器１を載置する。

次に、駆動部３より所定の加振時間だけ加振台２を駆動し、包装容器１に封入されている内容物Ｃに強制振動を加える。ここで、内容物Ｃの界面揺動の固有振動数が約３．６Ｈｚであるため、加振台２の加振周波数は、固有振動数の１／３の１．２Ｈｚとした。なお、加振台２の加振周波数は、固有振動数の１／３の近傍の周波数であってもよい。また、加振台２の加振周波数は、内容物Ｃの界面揺動の固有振動数と同一、或いは近傍の周波数であってもよい。このような加振台２の加振周波数に設定したことで、強制振動が伝達される内容物Ｃに共振が起きやすくなる。
そして、加振台２の加振時間を３秒として包装容器１に強制振動を加え、３秒の加振時間に達したときに自動的に加振台２の駆動を停止する。この際、駆動部３は、駆動開始時にＰＣ１０に駆動信号Ｓonを出力し、加振台２の駆動を停止した時に、ＰＣ１０に停止信号Ｓoffを出力する。

そして、ＰＣ１０に駆動信号Ｓonが入力した時点から、強制振動が加えられている内容物Ｃの荷重変化を荷重センサ３が計測し、荷重センサ３の計測荷重に比例したアナログ電圧信号Ｓａが、主制御部１４のＡ／Ｄ変換部１７を介してデジタル電圧信号Ｓｄに変換され、ＲＡＭ１６に、強制振動時における内容物Ｃの電気信号データとして蓄積される（図３のサンプリングデータ取得プログラムを参照）。また、加振台２による３秒の強制振動が停止しても、強制振動の停止と同時にＰＣ１０に停止信号Ｓoffが入力した時点から２秒間だけ、減衰振動状態の内容物Ｃの荷重変化を荷重センサ３が計測し、荷重センサ３の計測荷重に比例したアナログ電圧信号Ｓａが、Ａ／Ｄ変換部１７を介してデジタル電圧信号Ｓｄに変換され、ＲＡＭ１６に、減衰振動時における内容物Ｃの電気信号データとして蓄積される（図３のサンプリングデータ取得プログラムを参照）。

ここで、図８は、ＲＡＭ１６に蓄積された荷重センサ３が計測した電気信号データ（所定波形の蓄積データ）、すなわち、内容物Ｃの強制振動時及び減衰振動時の計測波形（横軸を時間、縦軸をデジタル電圧信号Ｓｄ）である。この図８の計測波形の符号Ａｆは強制振動時の定常の振幅を示し、符号Ｂは減衰振動時の包絡線を示し、符号Ａｄは減衰振動時の振幅を示し、符号Ｔｗは、減衰振動時の振幅Ａｄを測定するための待ち時間である。

次に、ＰＣ１０の表示部１９には、「１」＝第１判定方法（強制振動時の振幅から凝固を判定）、「２」＝第２判定方法（減衰振動時の減衰定数から凝固を判定）、「３」＝第３判定方法（強制振動時の振幅と減衰振動時の振幅の比から凝固を判定）、「Ｅ」＝終了が表示されるので、「１」、「２」、「３」、「Ｅ」の何れかを選択してキーボード２０に入力する（図４の凝固判定プログラムを参照）。

そして、キーボード２０に「１」の選択値を入力した場合には、図８の計測波形図を参照し、強制振動時の定常の振幅Ａｆを得る。そして、定常の振幅Ａｆと、良品サンプルの平均振幅に一定のマージンを差し引いて予め設定した値である閾値Ｈ_１とを比較し、定常の振幅Ａｆが閾値Ｈ_１以下の場合には内容物Ｃが凝固していると判断し、表示部１９に「凝固している」と表示し、定常の振幅Ａｆが閾値Ｈ_１を超える値である場合には内容物Ｃが凝固していないと判断し、表示部１９に「凝固せず」と表示する（図５の第１判定ルーチンを参照）。

また、キーボード２０に「２」の選択値を入力した場合には、図８の計測波形図を参照し、減衰振動時の包絡線Ｂを、Ｙ（ｔ）＝ｋ＊exp(−ａ＊ｔ)と定義する。そして、波形信号のピーク点をデータ点として最小二乗近似により減衰定数ａを算出する。次いで、減衰定数ａと、良品サンプルの平均値に一定のマージンを加えて予め設定した閾値Ｈ_２とを比較し、減衰定数ａが閾値Ｈ_２以上である場合には内容物Ｃが凝固していると判断し、表示部１９に「凝固している」と表示し、減衰定数ａが閾値Ｈ_２を下回る場合には内容物Ｃが凝固していないと判断し、表示部１９に「凝固せず」と表示する（図６の第２判定ルーチンを参照）。

さらに、キーボード２０に「３」の選択値を入力した場合には、図８の計測波形図を参照し、強制振動時の定常の振幅Ａｆと、強制振動の停止から待ち時間Ｔｗが経過した減衰振動時の振幅Ａｄとを算出する。そして、定常の振幅Ａｆと、減衰振動時の振幅Ａｄとの比Ｒを算出し、この比Ｒと、良品サンプルの平均値に一定のマージンを加えて予め設定した閾値Ｈ_３とを比較し、比Ｒが閾値Ｈ_３以上である場合には内容物Ｃが凝固していると判断し、表示部１９に「凝固している」と表示し、比Ｒが閾値Ｈ_３を下回る値である場合には内容物Ｃが凝固していないと判断し、表示部１９に「凝固せず」と表示する（図７の第３判定ルーチンを参照）。

そして、キーボード２０に「Ｅ」の選択値を入力すると、凝固判定プログラムが終了する。また、キーボード２０に、例えば「３」の選択値を入力し、第３判定方法で内容物Ｃの凝固検査を行なってから、次にキーボード２０に「２」、或いは「１」の選択値を入力すると、引き続き、第２判定方法、或いは第１判定方法で内容物Ｃの凝固検査を行なうことができ、３種類（第１〜第３）の判定方法を任意に切り替えることができる。

次に、本実施形態の包装容器内容物の凝固検査方法及び装置の作用効果について説明する。
本実施形態の包装容器内容物の凝固検査方法は、包装容器１に封入されている内容物Ｃの振動時における荷重変化を測定するために非破壊の検査方法とすることができ、強制振動から減衰振動までの短時間の荷重変化を測定するだけなので迅速な検査方法とすることができる。また、計測手段として人体に対して有害なＸ線等の放射線を使用していないので、法規上の規制や被曝に対する防護の必要がなく簡便な検査方法を提供することができる。

また、包装容器１を加振台２の載置面２ａと荷重センサ３の上面の両方に跨がるように、望ましくは、包装容器１の底面の半分の領域が荷重センサ３上にあるように載置したので、包装容器１を転倒させず、封入されている内容物Ｃに確実に略水平方向の往復運動の強制振動、減衰振動を伝達することができる。
また、加振台２の加振周波数を、内容物Ｃの界面揺動の固有振動数と同一、或いは近傍の周波数、又は固有振動数の奇数分の１と同一、或いは近傍の周波数にしたことから、強制振動が伝達される内容物Ｃに共振が起きやすくなり、蓄積された荷重センサ３が計測した電気信号データ（計測波形）の振幅が増幅され、内容物Ｃの凝固判定を容易にすることができる。

また、内容物Ｃの凝固を判定する第１の判定方法は、ＲＡＭ１６に蓄積した計測波形に基づき、加振台２が強制振動を加えているときの定常の振幅Ａｆが、予め設定した閾値Ｈ_１以下であるときに、内容物Ｃが凝固していると判定するようにしているので、強制振動時に内容物Ｃが凝固していることを高精度に判断することができる。
また、内容物Ｃの凝固を判定する第２の判定方法は、ＲＡＭ１６に蓄積した計測波形に基づき、加振台２の強制振動を停止して内容物Ｃが減衰振動しているときの減衰定数ａを算出し、この減衰定数ａが予め設定した閾値Ｈ_２以上であるときに、内容物Ｃが凝固していると判定するようにしているので、減衰振動時に内容物Ｃが凝固していることを高精度に判断することができる。

また、内容物Ｃの凝固を判定する第３の判定方法は、ＲＡＭ１６に蓄積した計測波形に基づき、加振台２が強制振動を加えているときの振幅Ａｆと、加振台２の強制振動を停止してから一定時間Ｔｗが経過した後の振幅Ａｄとの比Ｒを求め、この比Ｒが予め設定した閾値Ｈ_３以上であるときに、内容物Ｃが凝固していると判定するようにしているので、内容物Ｃの減衰が激しく、減衰中のピーク点が多数取れない場合に有効な判定方法とすることができる。

さらに、本実施形態の凝固検査方法を行なう装置は、一般に広く使用されている加振台２、荷重センサ３、ＰＣ１０の組み合わせで装置を構成しているので安価な装置とすることができる。
さらにまた、本実施形態の凝固検査方法を行なう装置は、包装容器１に封入されている内容物Ｃの挙動のみを観察するため、包装容器１の材質、形状の影響を受けることがなく、左右方向の往復運動が包装容器１に加わるため、非回転断面の包装容器１であっても凝固検査を行なうことができる。

なお、上記実施形態において、加振台３の載置面２ａ及び荷重センサ３の上面の摩擦が小さく、包装容器１が滑るおそれがある場合には、包装容器１を加振台３及び荷重センサに固定する任意の固定手段を併用することも可能である。
また、ＰＣ１０に警報手段を備え、第１〜第３判定方法で内容物Ｃが凝固していると判断した場合には、警報手段が警報を発するようにしてもよい。

１…包装容器、２…加振台、２ａ…載置面、３…荷重センサ、４…駆動部、５…凹部、１０…ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、１１…リセット回路、１２…電源回路、１３…入力ポート、１４…主制御部、１５…ＲＯＭ、１６…ＲＡＭ、１７…Ａ／Ｄ変換部、１８…出力ポート、１９…表示部、２０…キーボード、Ｃ…内容物、Ｈ_１，Ｈ_２，Ｈ_３…閾値、Ｓon…駆動信号、Ｓoff…停止信号、Ｓａ…アナログ電圧信号、Ｓｄ…デジタル電圧信号（電気信号）

Claims (10)

1. 加振台の載置面の一部に荷重センサを埋設し、前記加振台の前記載置面の他の部分及び前記荷重センサの一部に跨がるように流動性を有する内容物が封入された包装容器を載置し、この加振台の駆動により前記包装容器に左右方向の往復振動による強制振動を加え、前記内容物の揺動が定常に達したときに前記強制振動を停止して前記内容物の揺動を減衰振動させていき、前記内容物の揺動による荷重変化を荷重センサによって電気信号に変換し、この電気信号を蓄積した所定波形の蓄積データに基づいて前記内容物の凝固状態を検査することを特徴とする包装容器内容物の凝固検査方法。
2. 前記加振台による前記強制振動の周波数を、前記内容物の固有振動数と同一、又は近傍の周波数、或いは、前記固有振動数の奇数分の１と同一、又は近傍の周波数としたことを特徴とする請求項１記載の包装容器内容物の凝固検査方法。
3. 前記所定波形の蓄積データに基づき、前記加振台が前記強制振動を加えているときの振幅が予め設定した閾値以下であるときに、前記内容物が凝固していると判定するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の包装容器内容物の凝固検査方法。
4. 前記所定波形の蓄積データに基づき、前記加振台の前記強制振動を停止して前記内容物が減衰振動しているときの減衰定数を算出し、この減衰定数が予め設定した閾値以上であるときに、前記内容物が凝固していると判定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の包装容器内容物の凝固検査方法。
5. 前記所定波形の蓄積データに基づき、前記加振台が前記強制振動を加えているときの振幅と、前記加振台の前記強制振動を停止してから一定時間が経過した後の振幅との比（＝［強制振動を加えているときの振幅］／［強制振動を停止してから一定時間が経過した後の振幅］）を求め、この比が予め設定した閾値以上であるときに、前記内容物が凝固していると判定するようにしたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の包装容器内容物の凝固検査方法。
6. 流動性を有する内容物が封入されている包装容器を載せて左右方向の往復振動による強制振動を加えることができる加振台と、
   前記加振台の載置面の一部に埋設された荷重センサと、
   前記加振台の前記載置面の他の部分及び前記荷重センサの一部に跨がるように載置された前記包装容器に対して、この加振台の駆動により前記包装容器に左右方向の往復振動による強制振動を加え、前記内容物の揺動が定常に達したときに前記強制振動を停止して前記内容物の揺動を減衰振動させていき、前記内容物の揺動による荷重変化を計測して、前記荷重センサにより変換して得られる電気信号を蓄積する所定波形の蓄積データと、
   この所定波形の蓄積データに基づいて前記内容物の凝固状態を判定する凝固判定手段と、を備えていることを特徴とする包装容器内容物の凝固検査装置。
7. 前記加振台の前記強制振動の周波数は、前記内容物の固有振動数と同一、或いは近傍の周波数、又は前記固有振動数の奇数分の１と同一、或いは近傍の周波数であることを特徴とする請求項６記載の包装容器内容物の凝固検査装置。
8. 前記凝固判定手段は、前記所定波形の蓄積データに基づき、前記加振台が前記強制振動を加えているときの振幅が予め設定した閾値以下であるときに前記内容物が凝固していると判定する第１判定ルーチンを備えていることを特徴とする請求項６又は７に記載の包装容器内容物の凝固検査装置。
9. 前記凝固判定手段は、前記所定波形の蓄積データに基づき、前記加振台による前記強制振動を停止して前記内容物が減衰振動しているときの減衰定数を算出し、この減衰定数が予め設定した閾値以上であるときに前記内容物が凝固していると判定する第２判定ルーチンを備えていることを特徴とする請求項６乃至８の何れか１項に記載の包装容器内容物の凝固検査装置。
10. 前記凝固判定手段は、前記所定波形の蓄積データに基づき、前記加振台が前記強制振動を加えているときの振幅と、前記加振台が前記強制振動を停止して一定時間が経過した後の振幅との比（＝［強制振動を加えているときの振幅］／［強制振動を停止してから一定時間が経過した後の振幅］）を求め、この比が予め設定した閾値以上であるときに前記内容物が凝固していると判定する第３判定ルーチンを備えていることを特徴とする請求項６乃至９の何れか１項に記載の包装容器内容物の凝固検査装置。

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