JP6588426B2 - 容器中の気体の濃度を判定するためのシステムおよび方法 - Google Patents

容器中の気体の濃度を判定するためのシステムおよび方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6588426B2
JP6588426B2 JP2016516138A JP2016516138A JP6588426B2 JP 6588426 B2 JP6588426 B2 JP 6588426B2 JP 2016516138 A JP2016516138 A JP 2016516138A JP 2016516138 A JP2016516138 A JP 2016516138A JP 6588426 B2 JP6588426 B2 JP 6588426B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
container
path length
wall
optical path
light source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016516138A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016520838A (ja
Inventor
シュー,メルタ ルワンデル
シュー,メルタ ルワンデル
スワルトリング,ヨハネス
カールソン,ダニエル
ルンディン,パトリック
サンドベルク,ジョアン
Original Assignee
ガスポロックス エービー
ガスポロックス エービー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ガスポロックス エービー, ガスポロックス エービー filed Critical ガスポロックス エービー
Publication of JP2016520838A publication Critical patent/JP2016520838A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6588426B2 publication Critical patent/JP6588426B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/39Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03Cuvette constructions
    • G01N21/0303Optical path conditioning in cuvettes, e.g. windows; adapted optical elements or systems; path modifying or adjustment
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/59Transmissivity
    • G01N21/61Non-dispersive gas analysers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03Cuvette constructions
    • G01N2021/0364Cuvette constructions flexible, compressible
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
    • G01N21/274Calibration, base line adjustment, drift correction
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06Illumination; Optics
    • G01N2201/061Sources
    • G01N2201/06113Coherent sources; lasers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06Illumination; Optics
    • G01N2201/066Modifiable path; multiple paths in one sample

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)

Description

本開示は、明確には定められていない外部の形状を有する容器中で、気体状内容物の濃度を判定することに、概略的に関する。特に、本開示は容器中の気体状内容物の気体吸収分光法に関する。とりわけ本開示は、光学的に透明または半透明である少なくとも1つの可撓性または可変の壁を備える容器中の、光路長を決定または較正することに関する。
光吸収分光学は非侵入性・非破壊方法で、コンテナ内部の気体種を測定するために確立された方法である。従来の分析では、手順において、測定すべき気体種を含む容量内の光路長が十分に定められている必要があり、これは例えば、光学グレードの透明壁を備える特殊な目的の容器(ガラス瓶)および壁の間の既知の距離を用いることにより達成され得る。しかしながら、分光測定の目的のために設計されていない容器の内部の気体を、モニターしまたは定量化することを可能にする特定の用途には、大きなニーズがある。こうした用途の例としては、耐用年数を延長するか保証するために気体置換包装(MAP)を利用する食料のパッケージが含まれている。パッケージは、通常、分光分析を念頭に置いて設計されてはおらず、可撓なまたは軟性材料で製作され得る。工程管理および品質管理の目的のために、こうした容器の気体状の内容物を測定することが望ましい。同様の用途は、医薬品や他の医療製品の包装の分野に存在する。このような測定は、手動でまたは自動化された方法で、製造または輸送物流のラインにおいて実行され得る。
したがって、こうしたコンテナ内の光路長を判定するための、新しい改良された装置および方法は、有利であろう。
従って、本開示の例は、可撓または可変な光学的に透明または半透明の壁を備える容器内で光路長を決定するための、デバイス、システム、または方法を、添付の特許請求の範囲に従って提供することによって、上記のように認識されている単独で又は任意の組み合わせのように、当該技術分野における1以上の欠陥、欠点、又は問題を、軽減し、緩和し、又は排除することに好ましくは努める。
本明細書中で容器は、少なくとも1つの可撓な壁を備える容器、または例えば内容物によっては、予測不能な経路長を備える容器のいずれかであってもよい。そのような容器の例は、限定されないが、可撓性の袋、例えば、プラスチック製の袋、または、例えばカバーするラップフィルム(cling films)またはプラスチックのラップを有するトレー、食料品に使用される半剛性プラスチック製または剛性プラスチック製のトレーである。
第一の態様において、少なくとも一つの可撓なまたは可変の側面または壁を有する容器内の気体の濃度を判定する方法が開示されている。方法は、ある形状を有する前記容器を介して判定可能な光路長を作り出す工程を含む。
判定可能な光路長を作り出すための本明細書に開示されるいくつかの技術は、可撓性または半剛性の容器の形状を変更することに関する。容器の形状を変更することにより、一定の光路長が2点間に設けられてもよい。光路長はその後、変更される容器の壁との間に得られる一定の距離からか、または較正ルーチンを使用する気体状内容物の濃度判定の一部として間接的に、設定され得る。
吸収信号(Absorption signal)は、判定可能な光路長を介して光源ヘッドと検出器ヘッドとの間で光信号を送信することにより、記録され又は取得される。検知された光と判定可能な光路長に基づいて容器内の気体の濃度を判定する。
吸収信号は、少なくとも1つの不連続な波長からの、完全な吸収スペクトルまたは信号であり得る。
本開示のいくつかの例において、方法は、ある形状を有する容器を介して判定可能な光路長を作り出すために容器の形状を変更する工程を含む。
本開示のいくつかの例は、少なくとも一つの可撓性または可変の側面または壁に対する、光源ヘッドおよび検出器ヘッドの位置決めをさらに含む。
光ヘッドおよび検出器ヘッドの位置決めは、容器の形状の変更と同時に、または形状の変更に続いて行われ得る。
形状が変更された後に、固定された判定可能な光路長は、容器の少なくとも二つの壁または側面どうしの間で得られる。光路長はその後確立され得る。代替的に、同じ型の容器の光路長は、繰り返しが可能な固定された同一の距離であり得るので、測定条件をたどることができる。したがって、容器を介して光路長を直接判定する代わりに、較正ルーチンを実行してもよい。較正ルーチンは、既知の濃度の気体を有する1以上の類似した容器であって、光路長が作り出された、未知の濃度の気体を有する容器の光路長と同じ距離に固定された容器、を測定する工程を含む。
本開示のいくつかの例において、容器の形状の変更は、少なくとも二つの移動可能な仮取付端(temporary attachment point)などの少なくとも1つの移動可能な仮取付端を用いることにより、少なくとも1つの側面又は壁を、少なくとも1つの第二の側面又は壁に対してある距離だけ引張る工程であって、それにより容器を介して判定可能な光路長を作り出す工程、を含む。
本開示のいくつかの例において、この方法は、例えば少なくとも2つの移動可能な仮取付端などの移動可能な仮取付端を、前記容器に向かって動かす工程、および、移動可能な仮取付端に対して少なくとも1つの壁または側面を仮取付する工程であって、それにより容器を介して判定可能な光路長を作り出す工程を含む。
本開示のいくつかの例において、方法は、1つの位置において、少なくとも1つの側面または壁を、少なくとも1つの第二の側面または壁に向かってある距離だけ押すことにより、容器の形状を変更する工程であって、それにより第二の位置で容器を膨張させて、第二の位置で容器を介して判定可能な光路長を作り出す工程、を含む。
本開示のいくつかの例において、方法は、容器の少なくとも1つの壁または側面に向かって光源ヘッド及び/又は検出器ヘッドを移動させる工程、および光源ヘッド及び/又は検出器ヘッドが容器の壁または側面といつ接触するかを検出する工程、を含む。光源ヘッドと検出器ヘッドの間の距離は、容器を介して判定可能な光路長を作り出している。
代替的に、1つの側面の光源ヘッドおよび検出器ヘッドと、反対の側面の反射器の間の距離は、容器を介して判定可能な光路長を作り出している。
本開示のいくつかの例において、容器の形状の変更は、壁を有するエンクロージャ中で容器の位置決めする工程、およびその後エンクロージャの空気を少なくとも部分的に排出させる工程を含む。除去は、容器を拡張することであり、その結果、容器の壁または側面をエンクロージャの壁と接触させ、それにより容器を介して判定可能な光路長を作り出す。
本開示のいくつかの例において、方法は、前記判定可能な光路長の反対側面で光源ヘッドおよび検出器ヘッドを位置決めする工程を含む。方法は、代替的に、判定可能な光路長と同じ側で光源ヘッドと検出器ヘッドを位置決めし、および反対側で反射手段を位置決めする工程を含む。
本開示のいくつかの例において、方法は、前記判定可能な光路長を測定する代わりに、2つのレーザービームの使用に基づいて較正ルーチンを利用する工程、を含む。
代替的に、方法は、既知の気体の濃度、および未知の気体の濃度を有する容器の判定可能な光路長と等しい判定可能な光路長、を有する第二の容器の測定に基づいた、較正ルーチンを含み得る。
方法のいくつかの例において、容器は、少なくとも部分的に透明な、フィルムなどの可撓な保護膜を備えるトレーである。方法は、機械的な方法によって可撓な保護膜を押し下げる工程を含み、ここで光信号は、トレーの可撓な保護膜を介して、およびヘッドスペースを介して、およびトレーの側壁で、光源によってある角度で送信され、前記方法は、側壁によって反射された、または側壁を介して送信された信号を検出する工程を含む。
さらなる態様において、少なくとも一つの可撓なまたは可変の側面または壁を有する容器内の気体の濃度を測定するシステムが開示されている。システムは光源ヘッドおよび検出器ヘッドを含む。システムは、容器の壁または側面の外部どうしの間で接触させるための手段であって、それによって接触の際に、容器を介して判定可能な光路長を作り出すための手段をさらに含む。システムはまた、接触の際に検出された光および測定された光路長に基づいて、容器中の気体の濃度を判定するための制御ユニットを含み得る。
本開示のいくつかの例において、手段は、容器を介した判定可能な光路長を作り出すために、容器の少なくとも1つの側面または壁を、少なくとも1つの第二の側面または壁に対してある距離で引っ張るための、容器の壁または側面の外部に取り付ける少なくとも1つの移動可能な仮取付端である。
本開示のいくつかの例において、手段は、ある位置において、容器の少なくとも1つの側面または壁を、少なくとも1つの第二の側面または壁に向かってある距離だけ押すための、機械的な取付具である。第一の位置で押すことは、第二の場所での容器を膨張させ得、それにより、押す際に第二の場所に、容器を介して判定可能な光路長を作り出し得る。
本開示のいくつかの例において、手段は、容器の少なくとも1つの壁または側面に接するように光源ヘッド及び/又は検出器ヘッドを位置づけるために移動可能である。さらに、手段は、光源ヘッド及び/又は検出器ヘッドが容器の少なくとも1つの壁または側面にいつ接するか検知するためのセンサを含み、それによって、容器を介して判定可能な光路長を作り出す。
本開示のいくつかの例において、手段は、配置される容器のために構成されたエンクロージャである。手段は、少なくとも部分的にエンクロージャの空気を排出するためのユニットを含み、ここで容器は容器の壁または側面がエンクロージャの壁と接触し得るように拡張される。少なくとも部分的に、空気の排出は、容器を介して判定可能な光路長を作り出し得る。
本開示のいくつかの例において、光源ヘッドおよび検出器ヘッドは、判定可能な光路長の反対側面に配置される。代替的に、光源ヘッドおよび検出器ヘッドは、判定可能な光路長の同じ側に配置され、反射手段は容器の反対側に配置される。
本開示のいくつかの例において、容器は、少なくとも部分的に透明な、フィルムなどの可撓な保護膜を備えるトレーである。接触させる手段は、可撓な保護膜を押し下げる機械的な手段であり、光信号は、トレーの可撓な保護膜を介して、およびヘッドスペースを介して、およびトレーの側壁で、光源によってある角度で送信され、信号は、トレーの側壁によって反射され、または側壁を介して送信され、検出器によって検出される。
本開示による幾つかの代替的な例において、少なくとも一つの可撓なまたは可変の側面または壁を有する容器内の、少なくとも第一の気体の濃度を判定する方法が開示されている。方法は、容器を介して光路長を推定する工程を含む。方法は、推定された光路長を介して光源と検出器の間の第一の光信号を送信する工程、および第一の光信号の検出された光および光路長に基づいて、容器中の第一の気体の濃度を判定する工程、をさらに含む。
本開示によるいくつかの更なる代替的な例において、少なくとも一つの可撓なまたは可変の側面または壁を有する容器中で、少なくとも1つの第一の気体の濃度を判定するシステムが開示される。システムは、容器を介して第一の光信号を送信するための光源および検出器を含む。装置は、第一の光信号が容器を介して伝わる未知の光路長を推定するための推定ユニット、第一の光信号の検出された光と推定ユニットによって推定された光路長に基づき、容器中の少なくとも第一の気体の濃度を判定するための制御ユニットを、さらに含む。
用語「含む(comprises/comprising)」は、本明細書で使用される場合に、明示された特徴、整数、工程、又は要素を特定すると見なされるが、1以上の他の特徴、整数、工程、要素、又はそれらの群の存在又は追加を妨げないことが、強調されねばならない。
本開示の例が可能である、これら及び他の態様、特徴、及び利点は、本開示の例の以下の説明、添付の図面に行われる言及から明白であり、且つ解明されることとなる。
図1は、壁または側面を引っ張ることにより、容器を介して判定可能な光路長を作り出す例を示している; 図2は、壁または側面を押すことにより、容器を介して判定可能な光路長を作り出す例を示している; 図3は、壁または側面を押すことにより、容器を介して判定可能な光路長を作り出す別の例を示している; 図4は、排気可能なエンクロージャ中に容器を配置することにより、容器を介して判定可能な光路長を作り出す例を示している; 図5は、第二の気体の測定のためにパラレル・チャネルを含むシステムの例を示している; 図6は、第二の気体の測定のためにパラレル・チャネルを含むシステムの別の例を示している; 図7は、トレー上の反射率測定を示している; 図8は、典型的な共焦点(confocal point)の構造を使用した、トレー上の測定を示している; 図9は、別の典型的な共焦点の構造を使用した、トレー上の測定を示している; 図10は、引っ張り構成(pulling configuration)の典型的な実験からの結果を示している; 図11は、押す構成(pushing configuration)の典型的な実験からの結果を示している; 図12は、自動検知式構造(auto−sensing configuration)の典型的な実験からの結果を示している; 図13のA及びBは、光ビームが、トレーの上部およびトレーの側壁を介してある角度で向けられている、例示的な気体測定の構造を示している;及び 図14は、トレー上での例示的な02の測定からの結果を示している;
以下の開示は、可撓または可変な光学的に透明または半透明の壁を備える容器中で、光路長の判定に適用可能な本開示の例に焦点を当てている。例えば、これは、容器内の気体状の内容物の吸収分光法によって気体の濃度を判定するために、有利である。しかし、本発明は、本出願に限定されるものではないが、判定される必要がある光路長の多くの他のシステムに適用され得る。
吸収信号は、少なくとも1つの不連続な波長からの、完全な吸収スペクトルか、または信号であり得る。
測定の対象となる容器は、透明、または半透明(semi−transparent)、または半透明の(translucent)材料から構成されると想定されている。あるいは容器は、透明か、半透明か、半透明の材料で作られた窓を備えていてもよく、それは少なくとも部分的に容器の壁または側面を覆う。容器は、いくつかの例において、反対の壁または側面で2つの窓を備え得る。
容器の壁または側面は非剛性(可撓な可撓な) であってもよく、または壁は剛性であってもよいが、そのプロセスは、容器内部の光路長が個々の容器または測定状況の間で予測できない方法により変化するようなものである。光が移動する容器を介した光路長の判定によって、気体状の内容物の吸収は、例えばBeer−Lambert lawを用いて計算され得る。代替的および/または付加的に、いくつかの例において、固定された後の光路長の判定の代わりに、較正又は基準は、気体状の内容物の濃度を得るために使用され得る。
図1に示される例において、システム100は、測定の間、容器11に対して付けられる少なくとも1つの移動可能な仮取付端12、および第2の固定された仮取付端を含む。
あるいは、システム100は、判定可能な光路長の両側に作られる少なくとも2つの移動可能な仮取付端12を含み得る。
取付は、限定されないが、吸引(真空)、接着剤、または静電気によって達成され得る。光学測定装置は、仮取付端12において、またはその上、またはその横に取り付けられた、少なくとも1つの光源ヘッド13及び少なくとも1つの検出器ヘッド14を含む。光源ヘッド13および検出器ヘッド14は、仮取付端12のために与えられたいくつかの点の間の距離が既知である場合、光源ヘッド13および検出器ヘッド14の間の距離Lも既知であるような方法で取り付けられる。さらに、移動可能な仮取付端12が容器11に取付けられる場合、光源ヘッド13および検出器ヘッド14は、容器壁に接して、又はその付近に非常に近接し、または、壁に対して既知の距離にある。測定を行なう前に、容器11は仮取付端12の間に配置され、次に取付端12の少なくとも1つは、十分な数のそれらが容器11と接触するまで、容器11の方へ動かされる。仮取付端12が容器壁に付着した時に、仮取付端12は、容器壁を離して、距離Lを有するあらかじめ判定された光路長まで機械的に引っ込められる。したがって、容器11の壁または側面を分割する場合、容器11の形状は距離Lを有する判定可能な光路長を生じるよう変更される。
代替的に、判定可能な光路長は、別々に押すことでの壁または側面の分離による更なる調整なしで、仮取付端12が最初に容器と接触する場合、距離としてとられる。
図1のAは、少なくとも1つの仮取付端12が容器に付着しようとしている、測定前の状況を表している。図1のBは、仮取付端12が容器11に付着している測定中の状況を表している。
別の例において、光源ヘッドおよび検出器ヘッドは機械的に取り付けられ、その結果、それらの少なくとも1つが少なくとも1つの自由度で移動され得、それにより光源ヘッドおよび検出器ヘッドは容器壁と緊密に接触するようになる。また、光源ヘッドと検出器ヘッドとの間の距離は、限定されないが、あらゆる位置で距離の機械的な較正によって、または、それらのそれぞれの位置の電子的または光学的判定のいくつかの手段、ならびにそれらの間での距離の連続的な計算によって、既知で有り得る。測定を行なう前に、容器は光源ヘッドと検出器ヘッドとの間に配置され、その後、光源ヘッドおよび/または検出器ヘッドは、それらの両方が容器と接触するまで容器に向かって動かされる。自動検知式プロセスなどの自動化されたプロセスにおいて、光源ヘッドおよび検出器ヘッドがいつ容器壁と接触したかを検知するためのいくつかの手段があり、例えばそれは、限定されないが、マイクロスイッチ、電気的、または光学的な方法である。
代替的にいくつかの例では、光源ヘッドと検出器ヘッドが、一定の距離で取り付けられている。測定前に、容器は光源ヘッドおよび検出器ヘッドの中間に押し込められる。光源ヘッドと検出器ヘッドとの間の一定の距離は、含有されるものが実質的に空間の全てを占め、およびレーザーと検出器ヘッドが容器壁と近接するような距離である。したがって、容器内部の光路長は既知である。
代替的にいくつかの例において、仮取付端により光路長が固定された後、容器を介する光路長を判定する代わりに、図5に関連して記載されるような較正方法が、容器11内の気体内容物の濃度を確立するために使用され得る。
付加的及び/又は代替的に、図1に表されるシステム100のいくつかの例において、容器11内部の光路長Lを直接判定する代わりに、較正の手段によって気体濃度を得ることが可能である。較正は、既知の気体の濃度を有する1つ以上の容器上で、測定を行なうことにより行われ得る。検出器によって得られる、記録された信号は、容器中の特定の気体の濃度に対応する。その後、気体濃度は、測定条件が較正中に使用される測定条件をたどることができる限り、光路長を直接確立せずに、未知の濃度の気体を備えた容器11について測定され得る。たどることができる測定条件を確立する1つの方法は、図1と共に開示された技術を使用することである。
図2において示される別の例において、測定の対象となる容器21を含むシステム200は、容器21の1つの位置において壁に機械圧力を加える、機械的な取付具22に置かれる。増加した圧力によって、容器の別の第2の位置が膨張し、容器21の第2の位置のコンテナ壁が光源ヘッド23および検出器ヘッド24に対して押される。分離された壁の間の距離Lは、距離が既知であり得るので、光源ヘッド23と検出器ヘッド24の間の距離Lとして判定され得る。膨張後の容器容量が光源ヘッド23と検出器ヘッド24の間の空間のすべてを実質的に占めるので、容器21の内部の光路長は測定され得る。
図2のAは、容器21が機械的な取付具22の間に置かれる測定の、前の状況を表している。図2のBは、容器21が機械的な力によって膨張する測定の、測定中の状況を表している。
容器21に対する圧力をかける機械的な取付具22の領域は、点やクランプ状であってもよく、絞りのように構成され得る。
容器はここで可撓性の袋または または半剛性のトレーであってもよい。半剛性のトレーは、例えば、トレーの少なくとも1つの壁の外圧の行使によって形状が変更されるのに十分可撓な、薄いプラスチック製であってもよい。
代替的にいくつかの例において、仮取付端により光路長が固定された後、容器を介する光路長を判定する代わりに、図5に関連して記載されるような較正方法が、容器21内の気体内容物の濃度を確立するために使用され得る。
付加的及び/又は代替的に、図2に表されるシステム200のいくつかの例において、容器21内部の光路長Lを直接判定する代わりに、較正の手段によって気体濃度を得ることが可能である。較正は、既知の気体の濃度を有する1つ以上の容器上で、測定を行なうことにより行われ得る。検出器によって得られる、記録された信号は、容器中の特定の気体の濃度に対応する。その後、気体濃度は、測定条件が較正中に使用される測定条件をたどることができる限り、光路長を直接確立せずに、未知の濃度の気体を備えた容器21について測定され得る。たどることができる測定条件を確立する1つの方法は、図1と共に開示された技術を使用することである。
図3は、図2の点で機械的な取付具22に類似した機械的な取付具82を含むシステム800を示す。光源ヘッド83および検出器ヘッド84は機械的な取付け具82に付着している。光源ヘッド83および検出器ヘッド84は、容器81の壁に位置するように構成される領域86を有する。これらの領域86は、機械的な取付具83の領域85と並んでおり、これは容器81に外部圧力をかけるように構成される。
あるいは、図3において示されるように、検出器ヘッド84および光源ヘッド83の領域86は、機械的な取付具83の領域85からの距離を位置決めし得る。このように、容器81の第1の位置上の圧力上昇が容器の第2位置を膨張させる場合、領域86は容器81の壁と接触するようになり得る。領域86が容器81の壁に接している場合、光路長Lは判定され得る。図3のAは判定前を示し、図3のBは、第2の位置が機械的な取付具82からの外部圧力の行使によって膨張した場合を示している。
代替的にいくつかの例において、仮取付端により光路長が固定された後、容器を介する光路長を判定する代わりに、図5に関連して記載されるような較正方法が、容器81内の気体内容物の濃度を確立するために使用され得る。
代替的にいくつかの例において、仮取付端により光路長が固定された後、容器を介する光路長を判定する代わりに、図5に関連して記載されるような較正方法が、容器81内の気体内容物の濃度を確立するために使用され得る。
付加的及び/又は代替的に、図3に表されるシステム800のいくつかの例において、容器81内部の光路長Lを直接判定する代わりに、較正の手段によって気体濃度を得ることが可能である。較正は、既知の気体の濃度を有する1つ以上の容器上で、測定を行なうことにより行われ得る。検出器によって得られる、記録された信号は、容器中の特定の気体の濃度に対応する。その後、気体濃度は、測定条件が較正中に使用される測定条件をたどることができる限り、光路長を直接確立せずに、未知の濃度の気体を備えた容器81について測定され得る。たどることができる測定条件を確立する1つの方法は、図1と共に開示された技術を使用することである。
図4において、測定の対象となる容器31を含む系300が示される。容器31は、複数の、しかしすべてではない空間の方向を壁に取り囲まれたエンクロージャ32の内部に置かれる。光源ヘッド33および検出器ヘッド34は、容器32の壁の少なくとも1つに置かれる。測定を行なう前に、エンクロージャ32の空気は少なくとも部分的に排出され、少なくとも部分的な真空をエンクロージャに作り出す。エンクロージャ内の低い気圧によって、容器の容量は拡張し、容器壁はエンクロージャの壁と接触し、したがって、光源ヘッド33および検出器ヘッド34と接触するようになる。エンクロージャ壁の間の距離Lが分かるので、容器31の内部の光路長もこの構成の中で分かり得る。
図4のAは、容器31がエンクロージャ32内に置かれる前の状況を表している。図4のBは、エンクロージャ32の空気が少なくとも部分的に排出された後の状況を表している。
代替的にいくつかの例において、仮取付端により光路長が固定された後、容器を介する光路長を判定する代わりに、図5に関連して記載されるような較正方法が、容器31内の気体内容物の濃度を確立するために使用され得る。
付加的及び/又は代替的に、図4に表されるシステム300のいくつかの例において、容器31内部の光路長Lを直接判定する代わりに、較正の手段によって気体濃度を得ることが可能である。較正は、既知の濃度の気体のを有する1つ以上の容器上で、測定を行なうことにより行われ得る。検出器によって得られる、記録された信号は、容器中の特定の気体の濃度に対応する。その後、気体濃度は、測定条件が較正中に使用される測定条件をたどることができる限り、光路長を直接確立せずに、未知の濃度の気体を備えた容器31について測定され得る。たどることができる測定条件を確立する1つの方法は、図4と共に開示された技術を使用することである。
代替的に、図1乃至4に関して示され示された例において、光源ヘッドおよび検出器ヘッドは、容器の反対側面で同じ位置および反射面に置かれ得る。こうした構成において、光は、反射面によって反射され、光は光路長の2倍の距離を移動するだろう。従って、測定される濃度の精度が増加し得る。
別の例において、光源ヘッドおよび検出器ヘッドは、袋またはトレーなど、固定された構成および容器に取り付けられ、測定の対象は、光源ヘッドおよび検出器ヘッドの中間または前に、光源ヘッド、および検出器ヘッドへと置かれ、 気体を調査するライトビームは容器を介して送られる。あるいは、気体を調査するビームは、容器を介して送られ、反射される。容器を介して伝わるライトビームを有することの代替は、光に関し、容器の内部の反射面に対して、ライトビームを反射することである。反射面は容器自体の内部表面であってもよい。
ライトビームが容器を介して移動する未知の距離は、例えば、限定しないが、スポット検知、調査レーザービームまたは参照ビームの焦点検知、または画像解析の手段により、画像システムの利用を用いて、壁の局在化の支援によって測定され得る。焦点検出システム(距離計)は、限定しないが、電気音響学的または電子的な手段を使用し得る。画像システムは、限定しないが、光源ヘッドと同じ側あるいは容器の上に、位置し得る。
別の例において、光源ヘッドおよび検出器ヘッドは、袋またはトレーなど、固定された構成および容器に取り付けられ、測定の対象は、光源ヘッドおよび検出器ヘッドの中間または前に、光源ヘッド、および検出器ヘッドへと置かれ、気体を調査するライトビームは容器を介して送られ、代替的には反射される。光が容器を介して移動する距離は、容器の壁の位置または容器内部の反射器を判定するためにレンジング技術を使用して推定される。レンジング方法は、例えば限定しないが、パルスレーザまたは三角測量を備えたレーザー測距装置、または超音波エコーレンジング(ultra sound eco ranging)含んでいる。
図5は、デュアル・チャンネルシステム400の例を示す。気体を調査する光は、未知の光路長など未知の寸法を有する容器46を介して、第一の光源ヘッド42によって送られる。光は、第一の光源ヘッド42反対側に位置し得る第一の検出器ヘッド43によって検出される。あるいは、第一の光源ヘッド42および第一の検出器ヘッド43は、同じ側に位置してもよく、反射器は反対側に位置する。
第二の検出器ヘッド45に第二の光のソースヘッド44からの光を送信する並列の気体測定チャネルは、容器内に存在する第二の気体の吸収分光法によって気体を調査する光の距離を測定するために利用される。この第二の気体は、既知濃度の、例えば、限定しないが、水蒸気または二酸化炭素を有する。第二のチャンネル・レーザー・ビームは、容器46を介する第一の気体感知レーザー光と、重なるか、または少なくとも同様の経路を移動する。代替的に、第二の光源ヘッド44および第二の検出器ヘッド45は、反対側に位置する反射器と同じ側に位置してもよい。
この方法による利点は、第2のチャンネルに対して較正することによって、容器46を介して光路長Lを測定する必要がことにないということである。
図6は、デュアル・チャンネルを有するシステム900の別の例を示す。第一の光源ヘッド92および第二の光源ヘッド94は、第一の検出器ヘッド93および第二の検出器ヘッド95の反対側に取り付けられる。光源ヘッドおよび検出器ヘッドは、例えばエンクロージャを介して、又は壁の間にビームを送る既知の距離の、固定された構成で取り付けられる。代替的に、いくつかの例において、光源ヘッドおよび検出器ヘッドは、同じ側で取り付けられてもよく、反射器は反対側面で取り付けられてもよい。
図6のAは、濃度が推測される主要な気体の測定の対象であるシステム900を示す。図6のBは、ビームの経路中に位置決めされる容器96を備えるシステム900を示す。この例において、第二の光源ヘッド94および第二の検出器ヘッド95は、第二の並列な気体感知チャンネルを形成している。この第二のチャネルは、主要な気体以外に少なくとも1つの付加的な気体を測定するためにレーザー吸収分光法を使用するように構成される。この少なくとも1つの付加的な気体は、存在しないか、または密封された容器内部に既知濃度で少なくとも存在し得る。少なくとも1つの付加的な気体が、容器の周囲に、自然にまたは選択によって存在するはずである。存在しても存在しなくても、容器96を備えたシステム900における第二のチャンネルの気体吸収の差によって、容器内部の気体を介して光が通る距離の測定が可能となる。この構成において、第二のチャンネル・レーザー・ビームは、主要な第一の気体感知レーザー光と、重なるか、または少なくとも同様の経路を移動する。
図7は、トレー1001の内部の少なくとも1つの気体の濃度の測定のために、システム1000の例を示し、ここで光路長は未知である。第一の光源および第一の検出器は、トレー1001の外部の位置1004に位置決めされ、第二の光源および第二の検出器は、トレー1001の外部の位置1005に位置決めされる。第一の光源および第一の検出器は、濃度が推定される主要なガスを測定するために配列される。第二の光源および第二の検出器は、既知濃度を有する少なくとも1つの第二の気体を測定するために構成される。
少なくとも1つの第二の気体、例えば、限定しないが、水蒸気または二酸化炭素は、既知濃度を有する。第一および第二の光源は、トレー1001の壁を介して伝わる。光は、容器の内容物1002によって、または内容物1002の表面に位置決めされた別々の反射面によって反射され得る。
代替的に、及び/または、いくつかの例において、第一および第二の光源からの光は、壁1001を介して伝わり、トレーの壁により反射される。
いくつかの例において、反射する領域はトレーの側壁の内部表面であってもよい。側壁の内表面を照らしかつ反射光を検出するために、ライトビームは、角度でのトレーの側壁でトレーのトップフィルム、およびヘッドスペースを介して配光される。検出器(複数可)は後方反射された光を集めるための角度で並べられる。この構成は、パッケージの内容物がライトビームに干渉しないだろうことを保証する。
代替的に、いくつかの例において、トレーの側壁が透明かどうかによって、検出器(複数可)は、伝達モード(transmission mode)において使用されてもよい。伝達モードにおいて、検出器(複数可)は側壁の外部に位置し、トレーの上面を介して、ヘッドスペースを介して、および側壁を介する角度で伝えられた光を検出するように並べられる。
第一のビーム光および第二のビーム光は、並列ビームとしてトレーに伝わってもよく、同じビーム経路とオーバーラップするか、または少なくとも同様の経路を伝わる。ビームが同一のビーム経路でオーバーラップする場合、1つの検出器のみが必要であってもよい。同じ検出器が使用される場合、ビームは、周波数の変調によって、または検出器の前のフィルタの使用によって分離され得る。
少なくとも第2気体の濃度が既知なので、トレー1001における光路長は判定または較正され得る。従って、主要な気体の濃度は推定することができる。
並列またはオーバーラップするビーム経路を得るために、光源と検出器の位置の構成は、変えられてもよく、部分的に透明なミラーおよびフィルタなどの構成要素とさらに組み合わせられてもよい。
図8はシステム1100を示す。レーザーヘッド1104および検出器ヘッド1110は、部分的に透明なミラー1109、およびレンズアセンブリ1106と1107を使用して、共焦点の構成で置かれる。検出器1110では、共焦点以外の点から反射する光を抑えるピンホール1111がある。対物レンズ1107は光学軸の方向に沿って移動可能である。容器の内部の光路長を見つけるために、最大信号が検出器1110によって検出されるまで、自動システムは対物レンズ1107を移動させる。それは、含有量1102または容器1101の内部の追加の反射エリアの遠い表面に対物レンズ1107がいつ焦点を合わせるかに相当する。対物レンズ1107の焦点距離の作動距離は知られており、容器1101の第一の表面1112から対物レンズ1107の距離を知ることができるので、容器1101の内部の光路長を判定することができる。
いくつかの例において、反射エリアはトレーの側壁の内表面かもしれない。側壁の内表面を照らし、かつ反射光を検出するために、共焦点の全体の配置は、側壁の内表面への光を放射し、且つ検出光に側壁の内表面から反射するような角度で並べられる。この構成は、パッケージの内容物がライトビームに干渉しないだろうことを保証する。
代替的に、図9で示される例において、レーザー1204は、容器1201の裏面、または内容物1202、または容器1201内部の付加的な反射領域を照らす。レーザー1210は、検出器1205、ピンホール1208、レンズ1206、および移動可能な対物レンズ1207を含む、共焦点の配置から分離される。照明は、共焦点の配置および容器1201の第一の壁1209に関しての十分に定められた位置から行われる。いくつかの例において、反射する領域はトレーの側壁の内部表面であってもよい。側壁の内表面を照らしかつ反射光を検出するために、ライトビームは、角度でのトレーの側壁でトレーのトップフィルム、およびヘッドスペースを介して配光される。共焦点の配置も 側壁の内表面から反射された光を判定するための角度で配置される。この構成は、パッケージの内容物がライトビームに干渉しないだろうことを保証する。
本開示はさらに、少なくとも1つの可撓性または可変の側面または壁を有する容器中の、少なくとも第一のガスの濃度を判定する方法に関連し、該方法は、容器を介した光路長の推定する工程を含む。方法はまた、推測された光路長を介して光源と検出器の間の第一の光信号を送信する工程、および、検出された第一の光信号および光路長に基づいて、容器中の第一の気体の濃度を判定する工程を含む。
いくつかの例において、方法は、容器側面の光源と検出器、および容器の反対側で第一の光信号を反射するために配置される反射器を位置決めする工程を含む。
いくつかの例において、光路長の推定は、既知濃度を有する第二の気体の吸収スペクトルを測定するための、第二の光源と検出器の間での第二の光信号の送信に基づいている。
いくつかの例において、光路長の推定は、既知濃度を有する第二の気体の吸収信号を測定するための、第二の光源と第二の検出器の間での第二の光信号の送信に基づいている。
いくつかの例において、第二の気体は容器内部及び/又は容器の外側にある。
いくつかの例において、第二の信号は、第一の光信号と同じ光路長で送信される。
いくつかの例において、光路長の推定および第一の信号の送信は、共焦点の構成を使用して行なわれる。
いくつかの例において、容器を介する光路長の推測は、パルスレーザまたは三角測量によるレンジファインダー(range finder)の利用、または超音波エコーレンジングに基づいている。
いくつかの例において、容器を介する光路長の推定は、壁の局在化の画像化法の利用に基づいており、ここで壁の局在化の画像化法は焦点検出、または点検出または画像解析に基づいている。
本開示はまた、少なくとも一つの可撓なまたは可変の側面または壁を有する容器中で、少なくとも1つの第一の気体の濃度を判定するシステムに関する。システムは、容器を介して第一の光信号を送信するための光源、および送信される光を検出するための検出器を含む。システムは、第一の光信号が容器を介して伝わる未知の光路長を推定するための推定ユニット、および、第一の光信号の検出された光と、推定ユニットにより推定された光路長に基づき、容器中の少なくとも第一の気体の濃度を判定するための制御ユニットを、さらに含んでいる。
いくつかの例において、推定ユニットは、既知の光路長に関する既知濃度を有する第二の気体を介して、第二の光信号を送信するための第二の光源を含む。
いくつかの例において、制御ユニットは第二の光信号によって得られた吸収信号に基づいて、未知の光路長を推定するようにさらに構成されている。
いくつかの実施例において、システムは、移動可能な対物レンズ、ならびに、共焦点の構成を有する対物レンズ、検出器光源、および推定ユニットを含む。
いくつかの例において、推定ユニットは、パルスレーザまたは三角測量を有するレンジファインダー、または超音波エコーレンジングである。
いくつかの例において、推定ユニットは壁の局在化のシステムであり、ここで壁の局在化の画像システムは、焦点検出、点検出、または画像解析に基づく。
可撓なパッケー内部で酸素を感知する測定方法の異なる三例が行われた。これら三つの実験は、精度と変動の両方に関する増大した性能を示すために行われた。
研究された試料はパスタの袋であった。酸素含有量は、レーザー技術の結果とよく一致して、0.6% 02まで参照の技術によって測定された。
レーザーは、レーザーヘッド内に置かれ、それはレーザーに対して袋をしっかりと押しつけるのを不可能にする。レーザー光が、袋を通り抜ける前に、20.9パーセントの酸素を有する14mmの長の空気のカラムを通り抜けるので、これはずれ(offset)を生み出す。レーザーとレーザーモジュールの端部との間の距離による吸収は、得られた吸収信号から除去される。
引っ張りの実施例
構成は、図1に示された構成に関して類似していた。レーザーヘッドと検出器は、既知の距離(48.1mm)を離してセットされた。引っ張りの技術、すなわちレーザーおよび検出器に近接して接触している試料の壁の使用の改良された性能を示すために、2セットの測定を行った。
第一のセットにおいて、袋は、レーザーヘッドと検出器の間に任意に置かれ、容器に接する光源ヘッドおよび検出器ヘッドを有さずに、一秒間測定された。第二のセットにおいて、袋は、光源ヘッドと検出器ヘッドの間の空隙を満たすための外部手段によって引き延ばされるか引っ張られ、袋の同様に任意の位置において測定された。任意に置かれ、次に伸ばされた袋を用いて、15回の測定を行った。
二つの測定セットの結果は、図10において箱ひげ図500に示される。測定値の精度および変動の明瞭な改善は、外部手段による壁の位置決めによって得られる(例えば、引っ張らない510と比較して、引っ張り511、または吸引の使用)。
図10は、試料の壁が光源ヘッドおよび検出器ヘッドに接近して外部に位置しているので、気体感知の改善された性能を示している。容器の試料酸素含有量は0.6% 02であった。
押す実施例
構成は、図2に示された構成に関して類似している。光源レーザーヘッドと検出器ヘッドは、既知の距離(64.3mm)で離してセットされた。押しの技術、すなわち光源レーザーヘッドおよび検出器ヘッドに近接して接触している試料の壁を使用する、改良された性能を示すために、2セットの測定を行った。
第一のセットにおいて、袋は、レーザーヘッドと検出器の間に任意に置かれ、一秒間で測定された。
第二のセットにおいて、袋は、底の部分で一緒に押されるので、その結果、上部がレーザーヘッドと検出器の間の空間を満たし得る。任意に置かれ、次に押された袋を用いて、15回の測定を行った。
二つの測定セットの結果は、図11において箱ひげ図600に示される。測定値の精度および変動の明瞭な改良は、壁を押さないこと610と比較して、光源ヘッドおよび検出器ヘッドに対して近接して壁を押すこと611により得られる。
図11は、試料の壁が他の位置で試料を押圧することによって光源ヘッドおよび検出器ヘッドに向かって押されるので、気体感知の改善された性能を示している。容器の試料酸素含有量は0.6% 02であった。
自動感知の実施例
測定は、パッケージの壁の至近距離ニレーザーおよび検出器を移動させることにより、およびレーザーと検出器を固定させる場合と比較して距離を検出することにより、性能の向上を示すために行われた。
レーザーヘッドと検出器は64.7mm離してセットされた。検出器はその後、レーザーヘッドまで距離を詰めるための方向に動かされ、その後その原位置まで戻された。レーザーヘッドと検出器の間の距離は再度測定された。この手順は、5回繰り返され、64.7mmの平均距離を結果として得た。すべての測定について袋は、レーザーヘッドに接しているような方法で、レーザーヘッドと検出器の間に任意に置かれ、1秒間測定される。同じ任意の位置に関して、検出器は、それが袋に接するまでレーザーヘッドの方向へ動かされる。値は再測定され、レーザーヘッドと検出器の間の距離が測定された。
二つの測定セットの結果は、図12において箱ひげ図700に示される。レーザーと検出器がパッケージへと動かされて距離が測定される場合、パッケージがレーザーと検出器の間に固定された距離で置かれる場合と比較して、測定値の精度および変動の明瞭な改良が得られる。
図12は、レーザーと検出器がパッケージ壁に対して近接した距離へと動かされ、固定され位置決めされた光源ヘッドおよび検出器ヘッド(「無調整」)710と比較して、距離が測定される(「距離調整」)711ので、気体感知の改善された性能を示す。容器の試料酸素含有量は0.6%02であった。
トレー容器のヘッドスペースの気体の解析の実施例において、トレー容器におけるヘッドスペースの気体が分析された。MAPを備えたトレー・パッケージは、透明または有色であり得る剛性プラスチックから成る。食料内容物を保護するために、トレーは気体混合物で満たされており、また、プラスチックフィルムはトレーの端のまわりで密閉される。プラスチックフィルムは典型的には透明か、または部分的に透明である。多くの場合、トレーは軽い過剰圧力で満たされ、その結果、トップフィルムが上向きに膨れる。バルジングは典型的には十分に定められていないので、内側の気体を分析するためのヘッドスペースにおいて、十分に定められた光路長を生じる必要性がある。
気体測定の構成が、図13のAおよび13のBにおいて示される。例証される構成1300は、図2および3に関して記述された典型的な装置と同様に働く。
図13のAは、光源1301(反射構成の検出器1302)を含む構成1300を示す。代替的に、直接伝動構成1302’における検出器が使用されてもよい。試料は、フィルムのように、少なくとも、部分的に透明な、可撓な保護1307を備えるトレー1303(パッケージ)である。構成は、フォイルなど、トレー1303の保護トップ1307を押し下げるための機械的手段1305をさらに備える。この機械的な手段1305は、容器の壁または側面の外部の間で接触させ、それによって接触がなされる場合、容器を介して判定可能な光路長を作り出すための手段である。構成1300はまた、いくつかの例において、トレー1305を位置決めするために第二の機械的手段も含み得る。
図13のBは、図13のAで示されたものと同じ典型的な構成だが、側面図からのものである。反射構成における光源1301および検出器1302。検出器1302’は、送信モードにおける代替構成を示す。図13のAおよび13のBにおいて、ライトビームは、トレー1303の側壁1306において、トレー1303のトップフィルム1307を介しておよびヘッドスペースを介して、光源1301によって、ある角度で配向される。この構成は、パッケージの内容物がライトビームに干渉しないだろうことを保証する。トレー1303の側壁1306が透明かどうかによって、反射モード1302の検出器または送信モード1302’の検出器のいずれかが使用され得る。代替的に、トレー1303の側壁1306が透明である場合、検出器1302’(図示せず)の代わりに反射面が使用され得る。
図示された例において、トレー1303は随意の機械装置1304によって支援されて位置決めされ、その結果、側壁の位置は十分に定められている。アセンブリ1305は、レーザー1301と側壁1306の間のヘッドスペースの内部の、十分に定められた光経路を提供するために、フィルム1307の上部を押し下げる。それにより、レーザー1301と検出器1302、1302’の間の十分に定められた光路長が作られる。
いくつかの例において、光源1301および検出器1302は、機械装置1305に機械的に取り付けられる。
図14は、図13のAおよび13のBに関して記述された構成を使用して、百分率でのO2濃度の100の実測値1400を示す。トレーは、黒い側壁および透明なトップフィルムが有していた。トレーはひき肉で満たされた。トレーは黒いプラスチック製であったが、有用な信号を提供する側壁からの十分な拡散反射があった。本開示の様々な例が本明細書に記載且つ説明された一方で、当業者は、機能を実行するために、及び/又は、結果及び/又は本明細書に記載される1以上の利点を得るために、様々な他の手段及び/又は構造を容易に想到し、そのような変形及び/又は修正の各々が、本開示の範囲内にあると考えられる。更に一般的に、当業者は、本明細書に記載される全てのパラメーター、寸法、材料、及び構成が典型的であることを意味し、且つ、実際のパラメーター、寸法、材料、及び/又は構成は、本開示の教示が使用される特定の出願に依存することを、容易に認識するであろう。また、ハードウェアによって方法を実行する上述のものとは異なる方法ステップが、本開示の範囲内で提供されてもよい。異なる特徴および開示のステップは、記載されたもの以外の組み合わせで、組み合わせられてもよい。本開示の範囲は単に、添付の特許請求の範囲によって限定される。

Claims (10)

  1. 少なくとも一つの可撓な側面または壁を有する容器内の気体の濃度を判定する方法であって、該方法は、
    1つの位置において、少なくとも1つの側面または壁を、少なくとも1つの第二の側面または壁に向かってある距離だけ押し、それにより、第二の位置での容器を膨張または拡張させて前記容器の形状を修正し、第二の位置に、前記容器を介して判定可能な光路長を作り出すことによって、前記容器を介して判定可能な光路長を作り出す工程、
    前記容器の膨張または拡張した一部を介して光源ヘッドと検出器ヘッドとの間で光信号を送信する工程、
    検出された光および前記判定可能な光路長に基づいて、前記容器内の前記気体の前記濃度を判定する工程
    を含む、方法。
  2. 前記少なくとも一つの可撓な側面または壁に対して、光源ヘッドおよび検出器ヘッドを位置決めする工程、または、
    前記光源ヘッドおよび/または検出器ヘッドを前記容器の少なくとも一つの壁または側面に向かって移動させる工程、および、
    前記光源ヘッドおよび/または前記検出器ヘッドが前記容器の前記壁又は側面と接触している時を検出する工程、を含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記容器の形状を修正する工程は、
    壁を有するエンクロージャ中で前記容器の位置決めする工程、
    前記エンクロージャの空気を少なくとも部分的に排出させる工程であって、それにより前記容器の前記壁または側面を前記エンクロージャの壁と接触させるように前記容器を拡張する工程であって、それにより前記容器を介して前記判定可能な光路長を作り出す工程
    を含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  4. 前記判定可能な光路長の反対側で前記光源ヘッドおよび検出器ヘッドを位置決めする工程、または前記判定可能な光路長と同じ側で前記光源ヘッドと検出器ヘッドを位置決めし、反対側で反射手段を位置決めする工程を含む、請求項1乃至3の何れかに記載の方法。
  5. 2つのレーザービームの使用に基づいた較正ルーチンを含み、または、既知の気体の濃度、および未知の気体の濃度を有する容器の判定可能な光路長と等しい判定可能な光路長、を有する第二の容器の測定に基づいた、較正ルーチンを含む、請求項1乃至4の何れかに記載の方法。
  6. 前記容器は、少なくとも部分的に透明な、フィルムなどの可撓な保護膜を備えるトレーであり、機械的な手段によって前記可撓な保護膜を押し下げる工程であって、ここで光信号は、前記トレーの前記可撓な保護膜を介して、およびヘッドスペースを介して、および前記トレーの側壁で、前記光源によってある角度で送信される工程、および、側壁によって反射された、または側壁を介して送信された信号を検出する工程を含むことを特徴とする、請求項1乃至5の何れかに記載の方法。
  7. 少なくとも一つの可撓な側面または壁を有する容器内の気体濃度を測定するシステムであって、該システムは、
    光源ヘッドおよび検出器ヘッド、
    前記容器の前記壁または側面の外部どうしの間で接触させ、それによって、前記容器を介して判定可能な光路長を作り出す手段であって、前記手段は、1つの第一の位置において、前記容器の少なくとも1つの側面または壁を、少なくとも1つの第二の側面または壁に向かってある距離だけ押し、それにより、第二の位置での容器を膨張または拡張させ、押す際に第二の位置に、前記容器を介して判定可能な光路長を作り出すように構成される、機械的な取付具である、手段、
    検出された光および判定された光路長に基づいて、前記容器中の気体の前記濃度を判定するための制御ユニットを含む、システム。
  8. 前記手段は、前記容器の少なくとも1つの壁または側面に接するように前記光源ヘッド及び/又は検出器ヘッドを位置づけるために移動可能であり、
    前記手段は、前記光源ヘッド及び/又は検出器ヘッドが容器の少なくとも1つの壁または側面にいつ接するか検出するためのセンサを含む
    ことを特徴とする、請求項7に記載のシステム。
  9. 前記容器は、少なくとも部分的に透明な、フィルムなどの可撓な保護膜を備えるトレーであり、前記手段は前記可撓な保護膜を押し下げるように構成された機械的な手段であり、光源は、前記トレーの前記可撓な保護膜を介して、およびヘッドスペースを介して、および前記トレーの側壁において、ある角度で前記光信号を送信するように構成され、検出器は、前記トレーの前記側壁によって反射されるか、または該側壁を介して送信される前記光信号を検出するように配置されていることを特徴とする、請求項7に記載のシステム。
  10. 前記光源ヘッドおよび検出器ヘッドは、前記判定可能な光路長の反対側に配置されるように構成され、または、前記光源ヘッドおよび前記検出器ヘッドは、前記判定可能な光路長の同じ側に配置されるように構成され、反射手段は前記容器の反対側に配置されることを特徴とする、請求項7乃至9の何れかに記載のシステム。
JP2016516138A 2013-05-27 2014-05-27 容器中の気体の濃度を判定するためのシステムおよび方法 Active JP6588426B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1350641-5 2013-05-27
SE1350640 2013-05-27
SE1350641 2013-05-27
SE1350640-7 2013-05-27
PCT/EP2014/061001 WO2014191438A1 (en) 2013-05-27 2014-05-27 System and method for determining a concentration of a gas in a container

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016520838A JP2016520838A (ja) 2016-07-14
JP6588426B2 true JP6588426B2 (ja) 2019-10-09

Family

ID=50897558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016516138A Active JP6588426B2 (ja) 2013-05-27 2014-05-27 容器中の気体の濃度を判定するためのシステムおよび方法

Country Status (5)

Country Link
US (3) US9841374B2 (ja)
EP (3) EP3208603B1 (ja)
JP (1) JP6588426B2 (ja)
PL (1) PL3004820T3 (ja)
WO (1) WO2014191438A1 (ja)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6827932B2 (ja) * 2014-12-23 2021-02-10 オンポイント テクノロジーズ リミテッド ライアビリティ カンパニー 広間隔波長のためのtdlas構造
RU2620866C2 (ru) * 2015-02-10 2017-05-30 Виктор Анатольевич Кущенко Интерферометр Кущенко В.А.
SE538814C2 (sv) 2015-04-02 2016-12-13 Gasporox Ab System and method for determining the integrity of containers by optical measurement
US10996207B1 (en) * 2015-07-01 2021-05-04 Babak Taheri System and method to monitor and report condition of a consumable product
WO2017125386A2 (en) * 2016-01-20 2017-07-27 Gea Food Solutions Weert B.V. Flow wrapper with leakage-control of the resulting packages
ITUA20162750A1 (it) * 2016-04-20 2017-10-20 Ft System Srl Gruppo di misura non distruttiva della concentrazione di gas in contenitori flessibili chiusi e linea di riempimento e/o confezionamento automatico impiegante tale gruppo
WO2017203061A1 (de) * 2016-05-27 2017-11-30 Gea Food Solutions Germany Gmbh Verfahren und verpackungsmaschine zur bestimmung der gaskonzentration in einer verpackung
JP7210442B2 (ja) * 2016-11-04 2023-01-23 ヴィルコ・アーゲー ガスの濃度を測定するための方法および装置
US11340161B2 (en) * 2017-04-28 2022-05-24 Gasporox Ab Compact multi-wavelength TDLAS system
SE541253C2 (en) * 2017-10-18 2019-05-14 Gasporox Ab System and method for determining the integrity of containers by optical measurement
US20210247264A1 (en) * 2018-06-07 2021-08-12 Wilco Ag Apparatus for detecting a gas in a headspace of a container
GB201813448D0 (en) * 2018-08-17 2018-10-03 Cascade Tech Holdings Limited Leak detection system and method
US11674898B2 (en) 2018-10-01 2023-06-13 Gasporox Ab System and method for determining a gas concentration in a container
AT521681B1 (de) * 2018-11-09 2020-04-15 Acm Automatisierung Computertechnik Mess Und Regeltechnik Gmbh Labor-Gasmessgerät
JP2021067563A (ja) * 2019-10-24 2021-04-30 ゼネラルパッカー株式会社 包装容器のガス濃度測定装置、それを備えた包装機および包装機におけるガス濃度測定方法
JP2021067562A (ja) * 2019-10-24 2021-04-30 ゼネラルパッカー株式会社 包装容器のガス濃度測定装置、それを備えた包装機および包装機におけるガス濃度測定方法
JP2021067564A (ja) * 2019-10-24 2021-04-30 ゼネラルパッカー株式会社 包装容器のガス濃度測定装置、それを備えた包装機および包装機におけるガス濃度測定方法
JP2021067631A (ja) * 2019-10-28 2021-04-30 ゼネラルパッカー株式会社 包装袋内のガス濃度測定方法
JP2021067634A (ja) * 2019-10-28 2021-04-30 ゼネラルパッカー株式会社 包装袋内のガス濃度測定装置
JP2021067633A (ja) * 2019-10-28 2021-04-30 ゼネラルパッカー株式会社 包装袋内のガス濃度測定方法
JP7321453B2 (ja) * 2019-10-28 2023-08-07 ゼネラルパッカー株式会社 レーザー式ガス濃度計
JP7357918B2 (ja) * 2019-10-28 2023-10-10 ゼネラルパッカー株式会社 包装袋内のガス濃度測定装置
JP7339663B2 (ja) * 2019-12-16 2023-09-06 ゼネラルパッカー株式会社 密封包装容器のガス濃度測定方法およびそれに用いるガス濃度測定装置
JP2023529565A (ja) 2020-05-14 2023-07-11 ガスポロックス エイビー 容器内のガスの濃度を判定するシステムおよび方法
US20220334049A1 (en) * 2021-04-15 2022-10-20 Fenwal, Inc. Adjustment Of The Thickness Of A Biological Fluid Being Monitored By An Optical Detection Assembly
JP2022174863A (ja) * 2021-05-12 2022-11-25 ゼネラルパッカー株式会社 輸液バッグの酸素濃度測定方法および輸液バッグ
JP2022176601A (ja) * 2021-05-17 2022-11-30 ゼネラルパッカー株式会社 包装袋のガス濃度測定装置およびそれを備えた包装機並びに包装袋のガス濃度測定方法。
JP2022176602A (ja) * 2021-05-17 2022-11-30 ゼネラルパッカー株式会社 包装袋のガス濃度測定装置および包装袋のガス濃度測定方法
JP2022176603A (ja) * 2021-05-17 2022-11-30 ゼネラルパッカー株式会社 包装袋のガス濃度測定装置および包装袋のガス濃度測定方法
EP4433790A1 (en) 2021-11-18 2024-09-25 GasPorOx AB System and method for determining a concentration of a gas in a container

Family Cites Families (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3614243A (en) * 1969-08-01 1971-10-19 Reno A Del Ben Variable path-length gas cell
FR2137037B1 (ja) * 1971-05-12 1973-05-11 Automatisme Cie Gle
US4227814A (en) * 1979-02-01 1980-10-14 Baxter Travenol Laboratories, Inc. Optical density detector
GB2066947B (en) * 1980-01-09 1984-06-20 Measurex Corp Gas measuring apparatus with adjustable path length and method for operation and standardization therefor
US4522494A (en) * 1982-07-07 1985-06-11 The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services Non-invasive optical assessment of platelet viability
US5155019A (en) * 1982-08-31 1992-10-13 Becton, Dickinson And Company Detection of the presence of biological activity in a sealed container utilizing infrared analysis of carbon dioxide and apparatus therefor
US4805623A (en) * 1987-09-04 1989-02-21 Vander Corporation Spectrophotometric method for quantitatively determining the concentration of a dilute component in a light- or other radiation-scattering environment
US5026991A (en) * 1989-09-20 1991-06-25 Spectral Sciences, Inc. Gaseous species absorption monitor
US5239860A (en) * 1991-05-13 1993-08-31 General Motors Corporation Sensor for measuring alcohol content of alcohol/gasoline fuel mixtures
US5371020A (en) * 1991-09-19 1994-12-06 Radiometer A/S Method of photometric in vitro determination of the content of an analyte in a sample
US5317156A (en) * 1992-01-29 1994-05-31 Sri International Diagnostic tests using near-infrared laser absorption spectroscopy
US5298751A (en) * 1992-03-20 1994-03-29 Aerojet-General Corporation Remote active vapor concentration measurement system and method thereof
US5491546A (en) * 1994-02-17 1996-02-13 Wascher; Rick R. Laser assisted telescopic target sighting system and method
US5473161A (en) * 1994-06-21 1995-12-05 The Coca-Cola Company Method for testing carbonation loss from beverage bottles using IR spectroscopy
US5510621A (en) * 1994-10-03 1996-04-23 Optical Solutions, Inc. Apparatus and method for measuring components in a bag
US5572031A (en) * 1994-11-23 1996-11-05 Sri International Pressure- and temperature-compensating oxygen sensor
US5614718A (en) * 1995-10-03 1997-03-25 Hoover Universal, Inc. Apparatus and method for noninvasive assessment of pressurized container properties
WO1997043619A1 (en) * 1996-05-13 1997-11-20 Dhc Analysis, Inc. Sampling device for spectrometric measurements
US6639678B1 (en) * 2000-07-13 2003-10-28 Lighthouse Instruments Llc Apparatus and method for nondestructive monitoring of gases in sealed containers
US6689438B2 (en) * 2001-06-06 2004-02-10 Cryovac, Inc. Oxygen detection system for a solid article
IL146174A (en) * 2001-10-25 2007-08-19 Camtek Ltd Confocal system for testing woofers
US6662116B2 (en) * 2001-11-30 2003-12-09 Exxonmobile Research And Engineering Company Method for analyzing an unknown material as a blend of known materials calculated so as to match certain analytical data and predicting properties of the unknown based on the calculated blend
EP1633627A1 (de) * 2003-06-16 2006-03-15 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und verfahren zur berwachung der sauerstoffkonzentration in einem flugzeugtank
US7067323B2 (en) * 2003-10-15 2006-06-27 Lighthouse Instruments, Llc System and method for automated headspace analysis
WO2005091970A2 (en) * 2004-03-06 2005-10-06 Michael Trainer Methods and apparatus for determining the size and shape of particles
JP4641410B2 (ja) * 2004-11-26 2011-03-02 矢崎総業株式会社 光路長設定支援装置及び濃度測定システム
US7534615B2 (en) * 2004-12-03 2009-05-19 Cryovac, Inc. Process for detecting leaks in sealed packages
US7375814B2 (en) * 2005-03-11 2008-05-20 Sandia Corporation Natural gas leak mapper
EP1715337A1 (en) * 2005-04-20 2006-10-25 IEE INTERNATIONAL ELECTRONICS & ENGINEERING S.A. Leakage detection patch
EP1889034A1 (en) * 2005-05-24 2008-02-20 Agilent Technologies, Inc. Multi-path flow cell correction
US7569395B2 (en) * 2006-03-13 2009-08-04 Cryovac, Inc. Method and apparatus for measuring oxygen concentration
US7385692B1 (en) * 2006-04-28 2008-06-10 The United Of America As Represented By The Administrator Of Nasa Method and system for fiber optic determination of gas concentrations in liquid receptacles
US8067110B2 (en) * 2006-09-11 2011-11-29 3M Innovative Properties Company Organic vapor sorbent protective device with thin-film indicator
US7860277B2 (en) * 2007-04-10 2010-12-28 Bizerba Gmbh & Co. Kg Food product checking system and method for identifying and grading food products
US8494252B2 (en) * 2007-06-19 2013-07-23 Primesense Ltd. Depth mapping using optical elements having non-uniform focal characteristics
JP5124719B2 (ja) * 2007-07-06 2013-01-23 ゼネラルパッカー株式会社 包装機におけるガス濃度測定方法
US7826050B2 (en) * 2007-09-05 2010-11-02 Baker Hughes Incorporated System and method for dual path length optical analysis of fluids downhole
CN101952696A (zh) * 2008-03-04 2011-01-19 韦瑞纳有限责任公司 光谱测定方法和设备
JP5137740B2 (ja) * 2008-08-08 2013-02-06 日立造船株式会社 袋状容器内における酸素濃度の非破壊検査装置
JP5309349B2 (ja) * 2008-10-28 2013-10-09 ゼネラルパッカー株式会社 包装袋のガス濃度測定装置
JP2010107097A (ja) 2008-10-29 2010-05-13 Sanyo Electric Co Ltd 加湿器
JP4973750B2 (ja) * 2009-03-05 2012-07-11 横河電機株式会社 成分測定装置
CN102575981A (zh) 2009-05-11 2012-07-11 加斯珀洛克斯公司 用于包装内的气体的非侵入性评估的设备和方法
WO2011066868A1 (en) * 2009-12-04 2011-06-09 Siemens Aktiengesellschaft Method for determining the optical measurement path length in a duct gas monitoring system
US9188536B2 (en) * 2010-01-27 2015-11-17 Luxcel Biosciences, Ltd Photoluminescent pressure probe
WO2011107102A1 (en) * 2010-03-04 2011-09-09 Unisensor A/S Flexible sample container
JP5686662B2 (ja) * 2011-04-28 2015-03-18 日立造船株式会社 袋状容器内における酸素濃度の非破壊検査装置
US9176060B2 (en) * 2012-01-26 2015-11-03 Pharyx, Inc. Apparatus and methods to measure optical density
ITMI20120493A1 (it) * 2012-03-27 2013-09-28 L Pro S R L Apparecchiatura per il controllo non distruttivo dell'integrita' e/o idoneita' di confezioni sigillate
WO2014116840A1 (en) * 2013-01-23 2014-07-31 California Institute Of Technology Miniature tunable laser spectrometer for detection of a trace gas
US9134257B2 (en) * 2013-03-14 2015-09-15 Graphic Packaging International, Inc. Method and apparatus for identifying defects in susceptors of microwave food containers
US9709499B1 (en) * 2013-09-12 2017-07-18 Innovative Scientific Solutions, Inc. Measurement of oxygen

Also Published As

Publication number Publication date
US10466170B2 (en) 2019-11-05
EP3208585B1 (en) 2019-11-27
US9841374B2 (en) 2017-12-12
EP3208603A1 (en) 2017-08-23
PL3004820T3 (pl) 2017-09-29
JP2016520838A (ja) 2016-07-14
EP3208603B1 (en) 2019-10-02
WO2014191438A1 (en) 2014-12-04
EP3208585A1 (en) 2017-08-23
EP3004820A1 (en) 2016-04-13
US10928314B2 (en) 2021-02-23
US20180188164A1 (en) 2018-07-05
US20160169796A1 (en) 2016-06-16
EP3004820B1 (en) 2017-03-29
US20180100797A1 (en) 2018-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6588426B2 (ja) 容器中の気体の濃度を判定するためのシステムおよび方法
US11002673B2 (en) Method for measuring a concentration of a gas
US9927372B2 (en) Apparatus and method for inspecting seals of items
EP2645087A1 (en) Apparatus for the non-destructive testing of the integrity and/or suitability of sealed packagings
JP6543645B2 (ja) 透明容器内の気体成分を判定するための方法およびデバイス
CN104964926B (zh) 用于确定透明容器内的气体组分的方法和装置
US9316627B2 (en) Method and device for determining gas component inside a transparent container
JP7357918B2 (ja) 包装袋内のガス濃度測定装置
JP2007194888A (ja) 固体撮像素子検査方法
JP2023529565A (ja) 容器内のガスの濃度を判定するシステムおよび方法
EP4433790A1 (en) System and method for determining a concentration of a gas in a container
JP2021067631A (ja) 包装袋内のガス濃度測定方法
WO2018131149A1 (ja) 粉末収容容器および異物の検査方法
JP2022536232A (ja) 容器中のガスの濃度を求めるためのシステムおよび方法
JP2020173141A (ja) 表面形状測定システムおよび表面形状測定器を用いた表面形状測定方法
JPWO2021229089A5 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160513

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170418

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180305

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20180604

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180803

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190128

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190429

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190603

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190717

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190815

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190821

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190912

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6588426

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250