JP7194773B2 - 容器の漏れの検出 - Google Patents

Description

本発明は、密封容器、特にトレイ及びパケットのような密封ガス置換食品容器の破損を検出するためのシステム、方法及び装置に関する。

ガス置換包装（ＭＡＰ）は、製品の腐敗を減らし、貯蔵寿命を延ばす方法として、食品包装業界において広く実践されている。ＭＡＰは、典型的には、食品の寿命を最大にするように標準大気組成とは異なるように、食品容器内の食品と一緒に存在するガスの組成を置換することを含む。これは、通常、食品パッケージ内のガス中の酸素、窒素及び／又は二酸化炭素の割合の増減を伴う。

食品が、ガス置換包装を使用して包装される場合、パッケージの不完全な密封により、パッケージ内のガスが標準大気組成に戻る場合があるので、ＭＡＰプロセスによってもたらされた貯蔵寿命の増加を減少又は完全に無効にする。

破損、すなわち、不完全な密封をもたらすパッケージへの開口が存在する容器を特定する試みのために、パッケージは、機械的に、典型的にはインラインで試験される。機械的試験は、典型的には、容器を機械的に絞り、密封されたパッケージ内の圧力が増加し、パッケージが機械的絞りに対して抵抗する際の想定反応を特定することを含む。機械的にパッケージを試験するこのような方法は、典型的には非常に遅く、最大生産速度を制限する場合があり、あるいはより速いパッケージシステムに追いつくために多くの別個のレーンを必要とする場合がある。このような方法はまた、感度を制限し、偽陰を引き起こす場合がある。

真空を使用して、任意の破損を介してパックからガスを追い出す代替的なオフラインシステムが利用可能である。しかし、これらはまた、一般的に非常に遅く、生産速度を維持するために、一度に複数のパックを試験する必要がある。これには多くの制限があり、漏れが検出された場合に、不具合のパックを特定する方法がないので、試験されたすべてのパックを不合格と判定する必要がある。したがって、多くの「良好な」パックが失われ、操業コストが増加する。これらのシステムは、典型的には、パックが、大きい複数のパック用ケースに並べられる場合、梱包プロセスの後半に配置される場合が多い。これは、不具合のフィードバックの更なる遅延を引き起こし、梱包プロセスにおけるエラーが継続して、しばらくの間、「不良」パックを製造する場合がある。システムのサイズもまたはるかに大きくなり、操業用のより大きな工場スペースが必要となる。

空気サンプルを提供すると、例えば、空気サンプルの二酸化炭素含有量を正確かつ精密に特定できるレーザ技術が最近開発された。包装後に容器を包囲する空気のサンプルを採取し、標準大気組成に対して、関連するガスのうちの１種のレベルの増加を特定することにより、破損が存在する密封食品容器を特定する手段として、このようなレーザ技術を食品包装製造ラインに組み込むことが所望であることが認識されている。このようなレーザ技術は、波長可変ダイオードレーザ及びレーザ吸収分光法を使用して、ガス混合物中の種の濃度を測定する、波長可変ダイオードレーザ吸収分光法（ＴＤＬＡＳ）と呼ばれる原理に基づいている。ＴＤＬＡＳは、常磁性検出器（「ＰＭＤ」）及び化学発光などの他の測定手法に比べて、多元素検出性能、広いダイナミックレンジを有する精度の高さ、メンテナンスの必要性の減少、及び長い寿命を提供する。分光光源としてレーザを使用することにより、電磁スペクトルの貴重な中赤外（ＭＩＲ）部分にアクセスできる量子カスケードレーザ（ＱＣＬ）を備えた高分解能分光法（ＨＲＳ）が可能になる。ＱＣＬシステムの例は、国際公開第０３０８７７８７（Ａ１）号に見出すことができる。

本発明者らは、密封食品容器の破損を検出するためのシステム及び方法にガス検出レーザ技術を実装することを試みる際、食品容器内の破損を検出するために必要とされる感度は、実在の包装施設で生じる通常の変動が、ガス置換包装における破損に関連すると考えられるガスレベルの変化の一貫性のある確実な特定を防止しているようになっていることを見出した。したがって、本発明は、この技術の実装を実現可能にするために開発されたものである。

本発明の第１の態様によれば、密封食品容器の破損を検出するための漏れ検出システムが提供され、漏れ検出システムは、空気サンプル試験機器であって、空気サンプル試験機器に提供された空気サンプルの組成を試験するように構成された、空気サンプル試験機器と、使用時、空気サンプリング領域に位置する密封食品容器に圧力を付与するように構成された少なくとも１つの加圧部材と、空気サンプリング領域に位置する少なくとも１つの空気サンプリングポートと、少なくとも１つの空気サンプリングポートと空気サンプル試験機器との間に延在する空気サンプル導管と、を備え、使用時、少なくとも１つの空気サンプリングポートは、少なくとも、少なくとも１つの加圧部材が空気サンプリング領域内の密封食品容器に圧力を付与する間又は付与した後に、空気サンプリング領域から空気サンプルを採取し、空気サンプル導管を通って空気サンプル試験機器に空気サンプルを伝える。

本発明者らは、食品容器に圧力を付与する加圧部材が、破損した容器内のガスを、容器を取り囲む領域の外及び領域内に強制的に押し出すことを見出した。これは、空気サンプリング領域、すなわち、容器を取り囲む領域及び空気サンプリングポートに近接する領域内の容器の中からのガスの量を増加させ、それ故に、通常のバックグラウンド変動に対して、空気サンプル試験機器によって検出可能である破損から生じるガスの比例性の変化の可能性を増加させる。

好ましい実施形態では、既存の生産ラインに最も便利に統合し、スループットを最大にするために、加圧部材は、密封食品容器が加圧部材に対して移動している間に、密封食品容器に圧力を付与するように構成される。これは、例えば、圧力を付与しながら回転することができる少なくとも１つの回転可能ローラ及び／又はホイールを含む加圧部材を設けることによって達成され、密封食品容器が加圧部材と接触しながら移動し続けることを可能にする。

パッケージの置換ガスを空気サンプリング領域に押し出すために、容器を押圧する上述のメカニズムが、破損を検出可能にするのに役立つ一方、制御された供給源からガスを導入することによって環境を操作することが、様々な意味で結果を改善できることが見出されている。

したがって、本システムは、使用時、ガス源（好ましくは圧縮ガス源）に連通可能に連結され、少なくとも、少なくとも１つの空気サンプリングポートが空気サンプリング領域から空気サンプルを採取する前及び／又は採取する間に、（好ましくは空気サンプリング領域へ、かつ／又はその周辺に）ガスを排出するように構成されている、少なくとも１つのガス出力ポートを更に備えることが好ましい。少なくとも１つのガス出力ポートは、試験前及び／又は試験中に既知の組成のガスで空気サンプリング領域を単にパージするか、あるいは出力ガスをより正確に方向づけることができ、そのいくつかの例を以下でより詳細に説明する。

特に好ましい実施形態では、少なくとも１つのガス出力ポートは、少なくとも１つの空気サンプリングポートが、空気サンプリング領域から空気サンプルを採取する前、採取する間に、及び／又は採取した後に、エアカーテンを生成するように構成されている。エアカーテンは、一方の側のガスを他方の側のガスと分離する障壁として機能する、連続した指向性の広い空気流であると考えられる。

システムが配置される環境に応じて、単一のエアカーテンがシステムの性能を著しく改善することができるが、好ましい実施形態では、少なくとも１つのガス出力ポートは、少なくとも１つの空気サンプリングポートを少なくとも部分的に囲み、好ましくは、少なくとも１つの空気サンプリングポートを実質的に取り囲む、エアカーテンを生成するように構成されている。更に、エアカーテンはまた、少なくとも１つの加圧部材を少なくとも部分的に又は実質的に取り囲んでもよい。少なくとも１つの空気サンプリングポートを取り囲むエアカーテンは、空気サンプリング領域をより広いシステム環境から実質的に隔離することによって、空気サンプル試験機器によって観測されるバックグラウンド変動を大幅に低減することができる。エアカーテンは、少なくとも１つの空気サンプリングポートを実質的に取り囲むことが好ましいが、より広い環境からの隔離は、他の方法で達成することができる。例えば、加圧部材及び／又は空気サンプリングポートが少なくとも部分的に外部ハウジング内に包囲されている場合、１つ以上のエアカーテンを使用して、外部ハウジング内の１つ以上の開口（例えば、コンベアが容器を搬送する開口）を閉じることができ、これにより、空気サンプリング領域をより広い環境から効果的に隔離する。

いくつかの実施形態では、システムは、複数の空気サンプリングポートを備え、加圧部材は、第１のサブセットの複数の空気サンプリングポートと第２のサブセットの複数の空気サンプリングポートとの間に位置する。空気サンプリングポートの間に加圧部材を設けることにより、加圧部材によって空気がパッケージから押し出されることにより、空気サンプリングポートは、空気をサンプリングしやすくなり、これにより、システムの性能が向上する。

特に好ましい実施形態では、システムは、少なくとも２つの加圧部材を備え、少なくとも１つの空気サンプリングポートは、少なくとも２つの加圧部材の間に位置する。空気サンプリングポート（のうちのいくつか）が２つの加圧部材の間に位置するような実施形態では、特に、密封されたバッグの良好な取り扱いを可能にする。一般に、システムが破損を検出する能力を最大にするために、加圧部材が密封食品容器に接触する場所にできるだけ近くに空気サンプリングポートを配置することが望ましい。しかし、密封容器がバッグである場合、付与された圧力は、バッグ内の内圧を上昇させるのではなく、加圧部材の両側でバッグを膨張させる可能性がある。少なくとも２つの加圧部材は共に作用して、内部圧力の増加を確実にし、ガスをバッグ内の任意の破損から押し出す。

加圧部材、（複数の）空気サンプリングポート及びガス出力ポートは、システム内にコンパクトに設けられ、性能を向上させるためにすべてが密封食品容器に近接して配置されることが好ましい。したがって、加圧部材、少なくとも１つの空気サンプリングポート、及び任意選択的に、設けられている場合、少なくとも１つのガス出力ポートが、共通の漏れ検出ヘッドに設けられることが好ましいことが判明している。これが好ましいことである一方、これらの特徴のうちの１つ以上をシステム内の他のものとは独立して設けることができると考えられる。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの空気サンプリングポートは、加圧部材に、又は加圧部材の中に位置する。加圧部材に、又は加圧部材の中に空気サンプリングポートを設けることにより、空気サンプルを加圧部材と密封食品容器との間の接触点に非常に接近させることができるため、システムの性能を向上させることができる。

加圧部材は、使用時、密封食品容器と接触するように構成された多孔質材料を含んでもよい。これにより、加圧部材自体が、食品容器に圧力を付与すると、食品容器の破損を一時的に遮ることを防止することができる。更に、多孔質材料は、少なくとも１つの空気サンプリングポートを覆うことができる。多孔質材料が少なくとも１つの空気サンプリングポートを覆う実施形態は、有利には、加圧部材の上又は加圧部材の中の空気サンプリングポートによって、多孔質材料を通って空気サンプルを取り込むことを可能にする。

上述の多孔質材料を特徴とする実施形態は、少なくとも１つのガス出力ポートがガスを多孔質材料内に排出するように更に構成されてもよい。これを使用して、空気サンプルが採取される前に、内部に捕捉されたガスを多孔質材料からパージすることができ、試験結果の正確性及び精度を改善することができる。特に好ましい実施形態では、多孔質材料は、少なくとも１つの回転可能ローラ及び／又はホイールの表面を少なくとも部分的に覆う。このような実施形態では、少なくとも１つのガス出力ポートは、使用時、多孔質材料の領域が密封食品容器に接触する前に、多孔質材料の領域内にガスを排出するように構成されてもよい。これは、ローラ又はホイールの回転の位相が多孔質材料の前記領域が容器と接触しないようにする一方、多孔質材料の領域が排出されたガスによってパージされることによって実装され得る。特に、これらの実施形態では、少なくとも１つのガス出力ポートが加圧部材に、又は加圧部材の中に位置することが好ましい。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの空気サンプリングポート及び／又は少なくとも１つのガス出力ポートが、少なくとも１つの回転可能ローラ及び／又はホイールの固定シャフトに取り付けられ、使用時、少なくとも１つの回転可能ローラ及び／又はホイールは、固定シャフトを中心に回転する。このような実施形態では、例えば、空気サンプリングポートは、容器の近くの空気をサンプリングするように、使用時、容器の方に面するシャフトに設けられてもよい。同様に、ガス出力ポートは、使用時、容器から離れる方向に面するシャフトに設けられてもよく、これは、ローラの多孔質材料がパージされる実施形態において好ましい。

上述したように、システムは、密封食品容器を空気サンプリング領域へ、空気サンプリング領域を通って、かつ／又は空気サンプリング領域から遠ざかる方向へ搬送する、少なくとも第１のコンベア、好ましくは第１のコンベアベルトを更に備えることが好ましい。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの加圧部材は、空気サンプリング領域を通って搬送される際、密封食品容器に圧力を付与するように構成されたコンベアベルトを含む。ローラ又はホイールのように、コンベアは、空気サンプリング領域を通って移動する際に、密封食品容器の表面との接触を維持することができる。

加圧部材の一部としてのコンベアと、密封食品容器を搬送するコンベアと、を含む、実施形態では、好ましくは、加圧部材のコンベアベルトは、密封食品容器が、加圧部材のコンベアベルトと第１のコンベアとの間の空気サンプリング領域を通って搬送されるように、第１のコンベアに対向している。すなわち、密封食品容器は、空気サンプリング領域を通過する際、コンベアの間に挟まれることとなる。

上述したように、好ましい実施形態では、加圧部材は、多孔質材料を含む。好ましくは、上記のコンベアのベルトの一方又は両方を形成する材料は、コンベアベルトの表面の穿孔によって多孔質である。更に好ましくは、第１のコンベアと加圧部材のコンベアベルトのうちの一方又は両方の表面は、使用時、密封食品容器に接触するための突起の配列を含む。突起の配列は、バンプ又はリッジの形態であってもよい。このような突起は、コンベアの表面が密封食品容器の任意の破損を塞ぐことを防止することとなる。

更に好ましくは、少なくとも１つの空気サンプリングポートは、第１のコンベア及び加圧部材のコンベアベルトのうちの一方又は両方の内側に配置される。空気サンプリングポートは、コンベアベルトアセンブリの対向する半分部分の間に空気サンプリングポートを設けることによって、コンベアベルトの内部に配置されてもよい。１つ以上の空気サンプリングポートが、加圧部材のコンベアベルト内に位置する空気サンプリングポートヘッドに配置されてもよく、かつ／又は１つ以上の空気サンプリングポートが、第１のコンベア内に位置する空気サンプリングポートヘッドに配置されてもよい。

好ましくは、システムは、少なくとも１つの空気サンプリングポートに真空吸引を伝えるための空気サンプル導管に接続された真空ポンプを更に備える。

いくつかの実施形態では、加圧部材、空気サンプリングポート、及び任意選択的に、設けられている場合、ガス出力ポートは、少なくとも部分的に外部ハウジング内に包囲される。このような実施形態では、密封食品容器は、サンプリング用外部ハウジング内に提供され、外部ハウジングは、空気サンプリング領域をより広いシステム環境から少なくとも部分的に遮蔽する。

密封食品容器がフィルムで覆われたトレイである場合、漏れは、容器の上部に見られる可能性が最も高いことが理解されよう。しかし、密封食品容器が、例えば、密封されたバッグである場合に特に当てはまる、例えば、容器の側面及び下面などの他の表面に漏れが見られる場合もある。したがって、いくつかの実施形態は、複数の空気サンプリングポートを備え、空気サンプリングポートの第１のサブセットは、密封食品容器の第１の側面から空気サンプルを採取し、空気サンプリングポートの第２のサブセットは、密封食品容器の２の側面から空気サンプルを採取する。いずれの容器も、本質的に６つの「側面」、すなわち上面、下面、前面、後面、及び左側面及び右側面を有すると考えることができることを理解されたい。サンプリングされるこれらの「側面」の数を増やすことによって、システムの感度を高めることができる。空気サンプルが少なくとも２つの側面から採取される実施形態では、好ましくは、これらの２つの側面が互いに対向している。特に好ましくは、空気サンプリングポートの第３のサブセットは、密封食品容器の第３の側面から空気サンプルを採取し、好ましくは、空気サンプリングポートの第４のサブセットは、密封食品容器の第４の側面から空気サンプルを採取する。最も好ましい構造は、空気サンプルを採取する容器の側面が、密封食品容器の搬送方向の周囲の側面である構造である。

本発明の第２の態様によれば、密封容器の破損を検出する方法が提供され、方法は、加圧部材を使用して、空気サンプリング領域に位置する密封容器に圧力を付与することと、密封容器に圧力を付与する間及び／又は付与した後に、空気サンプリング領域から空気サンプルを採取することと、空気サンプルを空気サンプル試験機器に伝えることと、空気サンプル試験機器を使用して、空気サンプルの組成を試験して、密封容器に破損があるかどうかを判定することと、を含む。

密封容器の破損を検出する本方法は、本発明の第１の態様によるシステムを使用して実施するのに好適であり、密封食品容器の破損を検出するのに特に好適である。方法は、本発明の第１の態様によるシステムと同じ利点を提供する。

本発明の第２の態様による方法は、密封ガス置換容器における破損を検出するのに特に好適である。しかし、方法はまた、容器内のガスと異なる制御されたガスの下で方法を行うことによって、置換ガスのない容器の破損を検出するために使用できると考えられることを理解されたい。

好ましい実施形態では、加圧部材は、密封容器が加圧部材に対して移動している間に、密封容器に圧力を付与する。

いくつかの実施形態では、方法は、少なくとも、少なくとも１つの空気サンプリングポートが空気サンプリング領域から空気サンプルを採取する前及び／又は採取する間に、ガスを排出することを更に含む。

方法の特に好ましい実施形態は、エアカーテンを生成することを更に含み、好ましくは、空気サンプリング領域から空気サンプルを採取することは、エアカーテンによって実質的に取り囲まれている１つ以上の位置から空気サンプルを採取することを含む。

好ましい実施形態では、空気サンプリング領域から空気サンプルを採取することは、密封容器に圧力を付与する際に、密封容器と接触するために使用された加圧部材の一部を形成する多孔質材料を通って空気サンプルを採取することを含む。

特に好ましい実施形態では、ガスを排出することは、多孔質材料の領域を通って空気サンプルが採取される前に、多孔質材料の領域を通ってガスを排出することを含む。

いくつかの実施形態では、密封容器に圧力を付与する間及び／又は付与した後に、空気サンプリング領域から空気サンプルを採取することは、密封容器の第１の側面から空気サンプルを採取することと、密封容器の第２の側面から空気サンプルを採取することと、を含む。好ましくは、第１の側面と第２の側面は互いに対向している。特に好ましい実施形態では、空気サンプリング領域から空気サンプルを採取することは、密封容器の第３の側面から空気サンプルを採取することを更に含み、任意選択的に、密封容器の第４の側面から空気サンプルを採取することを更に含む。

本発明の第２の態様による方法の上記の好ましい特徴は、本発明の第１の態様によるシステムにおける同等の特徴と同じ利点を提供する。

更に、本発明による方法では、空気サンプル試験機器を使用して、空気サンプルの組成を試験することは、空気サンプルの二酸化炭素、酸素及び／又は窒素含有量を試験することを含み、空気サンプルの二酸化炭素、酸素及び／又は窒素含有量が予め設定された基準を満たすとき、密封容器に破損があると判定される。好ましくは、予め設定された基準は、空気サンプルの二酸化炭素、酸素及び／又は窒素含有量の変化率が閾値よりも大きいことを含む。この閾値は、例えば、バックグラウンドノイズによって引き起こされた平均変化率の少なくとも２～３倍であってもよい。

本発明の第３の態様によれば、第１の態様の本発明によるシステムに使用するのに好適な密封食品容器の破損を検出するための、かつ本発明の第２の態様による方法を実施するための、漏れ検出ヘッドが提供される。漏れ検出ヘッドは、使用時、密封食品容器に圧力を付与するように構成された少なくとも１つの加圧部材と、少なくとも１つの空気サンプリングポートと、試験機器ポートと、少なくとも１つの空気サンプリングポートと試験機器ポートとの間に延在する空気サンプル導管と、使用時、ガス源（好ましくは圧縮ガス源）に連通可能に連結された少なくとも１つのガス出力ポートと、を備え、使用時、少なくとも１つのガス出力ポートは、少なくとも、少なくとも１つの空気サンプリングポートが空気サンプリング領域から空気サンプルを採取する前又は採取する間に、（好ましくは空気サンプリング領域にかつ／又は領域の周辺に）ガスを排出し、空気サンプルを、空気サンプル導管を通って試験用試験機器ポートに伝える。

好ましくは、加圧部材は、密封食品容器が加圧部材に対して移動している間に、密封食品容器に圧力を付与するように構成されている。これは、例えば、圧力を付与しながら回転することができる少なくとも１つの回転可能ローラ及び／又はホイールを含む加圧部材を設けることによって達成され、密封食品容器が加圧部材と接触しながら移動し続けることを可能にする。

特に好ましい実施形態では、少なくとも１つのガス出力ポートは、少なくとも１つの空気サンプリングポートが空気サンプリング領域から空気サンプルを採取する間にエアカーテンを生成するように構成される。好ましい実施形態では、少なくとも１つのガス出力ポートは、少なくとも１つの空気サンプリングポートを実質的に取り囲み、好ましくはまた、少なくとも１つの加圧部材を実質的に取り囲む、エアカーテンを生成するように構成されている。少なくとも１つの空気サンプリングポートを取り囲むエアカーテンは、空気サンプリング領域をより広いシステム環境から実質的に隔離することによって、空気サンプル試験機器によって観測されるバックグラウンド変動を大幅に低減することができる。

いくつかの実施形態では、漏れ検出ヘッドは、複数の空気サンプリングポートを備え、加圧部材は、第１のサブセットの複数の空気サンプリングポートと第２のサブセットの複数の空気サンプリングポートとの間に位置する。これに代えて、又はこれに加えて、少なくとも１つの空気サンプリングポートは、加圧部材に、又は加圧部材の中に位置する。

加圧部材は、使用時、密封食品容器と接触するように構成された多孔質材料を含んでもよい。更に、多孔質材料は、少なくとも１つの空気サンプリングポートを覆うことができる。多孔質材料が少なくとも１つの空気サンプリングポートを覆う実施形態は、有利には、加圧部材の上又は加圧部材の中の空気サンプリングポートによって、多孔質材料を通って空気サンプルを取り込むことを可能にする。

好ましくは、少なくとも１つのガス出力ポートは、加圧部材に、又は加圧部材の中に位置する。更に、好ましくは、少なくとも１つのガス出力ポートは、ガスを多孔質材料の中に排出するように構成されている。

いくつかの実施形態では、多孔質材料は、少なくとも１つの回転可能ローラ及び／又はホイールの表面を少なくとも部分的に覆う。特に、これらの実施形態では、好ましくは、少なくとも１つのガス出力ポートは、使用時、多孔質材料の領域が密封食品容器に接触する前に、多孔質材料の領域内にガスを排出するように構成される。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの空気サンプリングポート及び／又は少なくとも１つのガス出力ポートが、少なくとも１つの回転可能ローラ及び／又はホイールの固定シャフトに取り付けられ、使用時、少なくとも１つの回転可能ローラ及び／又はホイールは、固定シャフトを中心に回転する。

好ましい実施形態は、複数の空気サンプリングポートを含み、空気サンプリングポートの第１のサブセットは、密封食品容器の第１の側面から空気サンプルを採取し、空気サンプリングポートの第２のサブセットは、密封食品容器の２の側面から空気サンプルを採取する。これらの第１及び第２の側面は、好ましくは互いに対向していてもよい。特に好ましくは、空気サンプリングポートの第３のサブセットは、密封食品容器の第３の側面から空気サンプルを採取し、好ましくは、空気サンプリングポートの第４のサブセットは、密封食品容器の第４の側面から空気サンプルを採取する。

好ましくは、少なくとも１つの加圧部材は、密封食品容器に圧力を付与するように構成されたコンベアベルトを含む。更に好ましくは、コンベアベルトの表面は、穿孔されている。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの空気サンプリングポートは、コンベアベルトの内側に位置する。

本発明の第３の態様の上記の好ましい特徴は、本発明の第１の態様によるシステムにおける同等の特徴及び本発明の第２の態様による方法と同じ利点を提供する。

本発明の第４の態様によれば、密封食品容器の破損を検出するための漏れ検出ヘッドが提供され、漏れ検出ヘッドは、使用時、密封食品容器に圧力を付与するように構成された少なくとも２つの加圧部材と、少なくとも１つの空気サンプリングポートであって、少なくとも１つの空気サンプリングポートは、少なくとも２つの加圧部材の間に位置する、空気サンプリングポートと、試験機器ポートと、少なくとも１つの空気サンプリングポートと試験機器ポートとの間に延在する空気サンプル導管と、を備える。

第１及び第３の態様に関して上述した好ましい特徴は、第４の態様の漏れ検出ヘッドにも等しく適用される。

次に、本発明に係るシステム、方法及び装置の例を、添付の図面を参照して説明する。
本発明に係る漏れ検出システム及び漏れ検出ヘッドの第１の実施形態の図。 第１の実施形態に係る漏れ検出ヘッドの断面図 第１の実施形態に係る漏れ検出ヘッドの斜視図 第１の実施形態に係る漏れ検出ヘッドの下面図 第２の実施形態に係る漏れ検出ヘッドの斜視図 第２の実施形態に係る漏れ検出ヘッドの断面図 第２の実施形態に係る漏れ検出ヘッの縦断面図 第２の実施形態に係る漏れ検出ヘッドの第１の分解状態における上側斜視図 第２の実施形態に係る漏れ検出ヘッドの第２の分解状態における下側斜視図 第３の実施形態に係る漏れ検出ヘッドの斜視図 第３の実施形態に係る漏れ検出ヘッドの外部ハウジングを取り外した状態の斜視図 第３の実施形態に係る外部ハウジングを取り外した状態の拡大図 第３の実施形態の空気サンプリングヘッドの断面図 第４の実施形態に係る漏れ検出ヘッドの斜視図 第４の実施形態に係る漏れ検出ヘッドの側面図 第４の実施形態に係る漏れ検出ヘッドの背面図 第４の実施形態に係る漏れ検出ヘッドの下面図 第４の実施形態に係る漏れ検出ヘッドの前面図 第４の実施形態に係る漏れ検出ヘッドの断面図 第５の実施形態に係る漏れ検出ヘッドの第１の斜視図 第５の実施形態に係る漏れ検出ヘッドの第２の斜視図 第５の実施形態に係る漏れ検出ヘッドの前面図 第５の実施形態に係る漏れ検出ヘッドの下面図 第６の実施形態に係る漏れ検出システムの概略図 密封容器内の破損を検出する方法を示すフロー図 第７の実施形態に係る漏れ検出システムの斜視図 第７の実施形態に係る漏れ検出システムの上面図 第７の実施形態に係る漏れ検出システムの側面図 第７の実施形態に係る漏れ検出システムの前面図

図１は、密封食品容器内の破損を検出するためのシステム１の第１の実施形態を示す。システムは、密封食品容器を空気サンプリング領域５を通って搬送するためのコンベア１０を備える。漏れ検出ヘッド１００は、空気サンプリング領域においてコンベア１０の上方に調節可能に位置付けられている。

漏れ検出ヘッド１００は、コンベア１０に隣接して位置付けられている機器ハウジング５０の外部に連結された取り付けアーム６０によってコンベアの上に支持されている。空気サンプル管（空気サンプル導管）５１及び圧縮空気管５２は、以下により詳細に説明するように、機器ハウジング５０から漏れ検出ヘッド１００まで延在している。

漏れ検出ヘッド１００は、コンベアの表面に対して平行でかつコンベアの搬送方向に対して直交する回転軸線を有する加圧部材、この場合、ローラ１０１を備える。ローラ１０１は、ローラ１０１と、漏れ検出ヘッド１００の高さを、試験対象の密封食品容器のタイプの高さよりわずかに小さくなるように調節することによって構成されているコンベアとの間に間隙を残しながら、漏れ検出ヘッド１００からコンベア１０に向かって下方に突出するように半径を有している。

密封食品容器がコンベア１０に沿って空気サンプリング領域５を通って搬送されると、容器は、漏れ検出ヘッド１００の下を通過する。漏れ検出ヘッド１００からコンベア１０に向かって下方に突出するローラ１０１は、容器の上面に接触し、容器が空気サンプリング領域５を通過するときに回転する。ローラ１０１とコンベア１０との間の間隙は、食品容器の高さよりわずかに小さいので、容器とローラとの間の接触領域にわたって容器の表面に力が付与される。容器に付与されたこの圧力は、容器内の任意の破損を通ってある量のガスを容器から押し出すように作用する。容器に破損がない場合、ガスは、パッケージから押し出されない。

容器内の破損を通って押し出されたガスは、その後、漏れ検出ヘッド１００に位置する空気サンプリングポート１０２によってサンプリングされ、空気サンプル管５１を通って機器ハウジング５０内へ移送される。サンプルは、空気サンプリングポート１０２内へ引き込まれ、空気サンプル管５１を介して空気サンプリングポート１０２と流体連通するハウジング５０内に位置する真空ポンプ（図示せず）によって、空気サンプル管５１に沿って引き込まれる。ハウジングの内部には、量子カスケードレーザを含む試験機器（図示せず）が更に位置する。サンプルは、空気サンプル管５１によって試験用試験機器に提供される。本実施形態では、試験機器は、二酸化炭素レベルの変化率を測定し、これらをグラフ形式で表示する。

次に、図２を参照して、漏れ検出ヘッド１００の構造についてより詳細に説明する。

漏れ検出ヘッド１００は、使用時、長軸線がコンベア１０の幅を横切って横たわる略直方体のハウジング１１０を含む。ハウジング１１０は、コンベアの全幅に亘って延在し、下面（すなわち、使用時、コンベアに面する表面）が開いている。円筒形ローラ１０１は、ハウジング１１０内に回転可能に取り付けられている。ローラの回転軸線は、ハウジングの長軸線に沿っており、ローラの半径は、ハウジングの下面の開口を通って突出するようになっている。ローラは、ハウジング１１０のそれぞれの端板に位置するベアリング１０１ａ、１０１ｂに取り付けられている。本実施形態では、ローラは、当該技術分野において周知の手段によって駆動される。他の実施形態では、ローラは、コンベア１０によって漏れ検出ヘッドの下で移動するトレイとの接触によって、ローラの軸線を中心に回転させられ得る。

漏れ検出ヘッド１００は、複数の空気サンプリングポート１０２を備える。空気サンプリングポートは、ハウジングの下面に、ローラ１０１が位置する開口の両側に一列を有する、ハウジング１１０の長軸線に沿う２列に設けられている漏れ検出ヘッド内の小さい円形の開口である。空気サンプリングポート１０２のそれぞれの列は、それぞれのマニホールド１０２ａ、１０２ｂを有する。それぞれの列の空気サンプリングポート１０２は、それぞれの導管を介してそれぞれのマニホールドと流体連通している。マニホールド１０２ａ、１０２ｂは、ハウジング１１０の上部で合流し、ハウジング１１０の上面を通って試験機器ポート１０４と連通する追加の空気サンプル導管に注いでいる。試験機器ポート１０４は、図１のシステム１に組み込まれる際、空気サンプル管５１に接続される。使用時、真空吸引は、空気サンプル管５１を通って、試験機器ポートを介してマニホールド及び個々の空気サンプリングポート１０２に伝えられ、空気サンプリングポート１０２はそれぞれ、空気を内部に引き込むことにより、空気サンプリング領域からサンプルを回収する。次いで、空気サンプルは、空気サンプル管５１まで搬送され、空気サンプル管５１に沿って試験機器に搬送される。

漏れ検出ヘッド１００は、複数のガス出力ポート１０８を更に備える。ガス出力ポート１０８は、ハウジングの下面の周囲に設けられている漏れ検出ヘッド内への小さい円形の開口である。

ガス出力ポート１０８は、ハウジングの下面に、内部に空気サンプリングポート１０２及びローラ１０１が位置する矩形を画定する。ガス出力ポート１０８は、それぞれの導管を介して、漏れ検出ヘッド１００内の２つのマニホールド１０８ａ、１０８ｂのうちの一方に接続している。ローラの軸線の第１の側のガス出力ポート１０８は、第１のマニホールド１０８ａに接続し、ローラの軸線の第２の側のガス出力ポート１０８は、第２のマニホールド１０８ｂに接続している。それぞれのマニホールド１０８ａ、１０８ｂは、ハウジング１１０内のそれぞれの側壁を通って、それぞれの圧縮ガスポート１０６ａ、１０６ｂに、それぞれの導管１０７ａ、１０７ｂによって接続されている。使用時、それぞれの圧縮ガスポート１０６ａ、１０６ｂは、圧縮ガス源（図示せず）から導管及びマニホールドを通って複数のガス出力ポート１０８に圧縮ガスを伝える。圧縮ガス源は、典型的には、試験機器によって行われる試験に影響を与えないように、標準大気組成のガスを含むこととなる。使用時、圧縮ガスは、それぞれのガス出力ポート１０８によって、斜め下方に、漏れ検出ヘッド１００から離れる方向に向けられ、複数のガス出力ポート１０８を組み合わせて、（図２Ａの矢印Ａで示すように）漏れ検出ヘッド１００の下面の周縁から下方及び外方に延在するエアカーテンを生成する。

エアカーテンは、漏れ検出ヘッド１００の下の大気を、大気組成の変動を引き起こし得る乱流及び他の環境要因から隔離するように作用する。容器が漏れ検出ヘッド１００の下で移動する場合、容器は、エアカーテン内に入る。コンベアに沿う食品パッケージの移動の動きによって、サンプリング領域に向かって促進される包装プロセスからの二酸化炭素は、エアカーテンによって動かされ、空気サンプルは、エアカーテン内の制御された環境内の容器の周囲の領域から空気サンプルを得ることができる。漏れている容器が空気サンプリング領域を出るとき、エアカーテンは、上昇した二酸化炭素レベルを除去するのに役立ち、試験対象の次のパッケージの準備を行うサンプリング領域内の環境を安定させる。

図１を参照して説明したシステムは、いくつかの異なるタイプの漏れ検出ヘッドを実装することができる。次に、図３及び図４を参照して、第２の漏れ検出ヘッドについて説明する。

第２の実施形態に係る漏れ検出ヘッド２００は、単一のローラ２０１を備えている。ローラとしては、例えば、連続気泡フォームである多孔質材料からなる円筒形スリーブ２０２、又はレーザ印刷されたオープン構造ローラが挙げられる。円筒形スリーブ２０２は、スリーブを通って同軸線状に延在し、両端板２０３を越えて延在する固定シャフト２１０に回転可能に取り付けられている端板２０３によって両端が閉じられている。回転可能な端板２０３は、シャフトが固定されたまま、スリーブ２０２がシャフト２１０を中心に回転することを可能にする。使用時、スリーブ２０２の回転は、ローラに隣接して取り付けられ、端板２０３のうちの一方と協働する、ベルト２５１及びモータ２５０を使用して駆動される。回転可能なスリーブ２０２内には、スリーブ２０２と一緒に回転しないように固定シャフトに連結、又は固定シャフトと一体的に形成されたローラコアがある。ローラコアは、空気パージシステム２１６及び空気サンプリングシステム２１１を備えているが、これらについては後に詳述する。

空気サンプリングシステム２１１は、固定シャフト２１０から下方に延在するサンプリングヘッド２１３を含む。サンプリングヘッドの下面は、スリーブ２０２の内側表面に近接しており、スリーブ２０２内のローラの全長に沿って延在している。サンプリングヘッドの下面は、ローラの長さに沿う多孔質材料のスリーブ２０２の内側表面に面し、サンプリングヘッド２１３内のマニホールド２１３ａ内で流体連通する空気サンプリングポート２１２の列を有する。マニホールド２１３ａは、固定シャフト２１０の中空の内部に開口している。固定シャフトの中空の内部は、ローラ２０１の両端からシャフトと共に延在し、シャフトが停止しているところで概ね上方に面するように向きを変えるシャフトと共に続いている。シャフトの両端は、使用時、それぞれの管２１０ａ、２１０ｂに接続されている。管２１０ａ、２１０ｂは、逆Ｙコネクタで合流し、単一の試験機器ポート２０４と流体連通する。使用時、試験機器ポート２０４は、真空吸引が伝えられる空気サンプル管（図１の５１）に接続されている。真空吸引は、試験機器ポート、管２１０ａ、２１０ｂ、中空のシャフト内部２１０、及びマニホールドを通って、個々の空気サンプリングポート２１２に送られ、空気サンプリングポート２１２はそれぞれ、試験機器に伝え戻すように内部に空気を引き込む。本実施形態では、サンプリングポートに引き込まれた空気は、スリーブ２０２の多孔質材料を通って引き込まれている。

空気パージシステム２１６は、固定シャフト２１０に取り付けられたガス出力スリーブ２１７を含む。ガス出力スリーブ２１７の外側表面は、多孔質材料のスリーブ２０２の内側表面に近接している。ガス出力スリーブ２１７は、スリーブ２０２内でローラの全長に沿って延在し、多孔質材料のスリーブ２０２の内側表面の円周の下約４分の３の周りに延在している。ガス出力スリーブ２１７の間隙、すなわち、ガス出力スリーブ２１７が設けられていない円周の約４分の１により、サンプリングヘッド２１３は、多孔質材料のスリーブの内側表面まで延在することができる。ガス出力スリーブ２１７は、小さいスロット形状のガス出力ポート２１７ａで覆われた表面を有する。ガス出力ポートは、使用時、ガス出力スリーブ２１７の内側表面から固定シャフトまでそれぞれ延在する２つの管２１７ａ、２１７ｂのうちの一方によって、２つの圧縮ガス源のうちの一方に接続されている。それぞれの管２１７ａ、２１７ｂは、反対方向の固定シャフトに沿って、ローラ２０１の端部を形成するそれぞれの端板２０３を通過して延在する空気サンプルを伝えるための中空内部と分離している固定シャフト内のそれぞれの導管に接続している。次いで、それぞれの導管は、使用時、当業者には明らかである手段によって、それぞれの圧縮ガス源に接続することができる固定シャフト内のそれぞれの圧縮ガス入力ポート２１８ａ、２１８ｂに接続する。

次に、漏れ検出ヘッド２００の動作について説明する。使用時、漏れ検出ヘッド２００は、ローラ２０１とコンベアとの間の間隙が、試験対象の密封食品容器のタイプの高さよりも僅かに小さくなるように、コンベアの上に位置する。ローラ２０１の端板２０３及びスリーブ２０２は、ベルト２５１及びモータ２５０によって駆動されて、スリーブ２０２の表面がコンベアと同じ速度で動くように回転する。容器は、コンベアに沿って搬送され、ローラ２０１の下を通過する。ローラ２０１とコンベアとの間の間隙は、食品容器の高さよりわずかに小さいので、容器とローラ２０１との接触領域にわたって容器の表面に力が付与される。容器に付与されたこの圧力は、容器内の任意の破損を通ってある量のガスを容器から押し出すように作用する。ローラ２０１が容器に圧力を付与する間、空気サンプリングポート２１２は、容器と接触する多孔質材料を通って、空気を空気サンプリングシステム２１１内に連続的に引き込む。空気サンプリングポート２１２と容器との間にある多孔質材料は、サンプリングされた空気の組成に影響を及ぼす乱流及び他の環境変化から何らかの保護を提供するように作用する。空気サンプリングポート２１２、マニホールド２１３ａ、シャフト２１０、管２１０ａ、２１０ｂ、試験機器ポート２０４、及び空気サンプル管５１を介して、組成試験用試験機器に空気サンプルが連続的に提供される。ローラ２０１が回転するにつれて、サンプルが引き込まれたスリーブの領域は、ガス出力スリーブ２１７の上にくるようにシャフトを中心に回転する。圧縮ガスは、ガス出力ポート２１７ａによって排出され、多孔質材料を通って押し込まれ、内部に捕捉された任意のガスを多孔質材料から除去する。スリーブ２０２は、多孔質材料の今パージされた領域が、ガス出力スリーブ２１７の端を通過し、再び空気サンプリング位置、すなわち、空気サンプリングポート２１２と（存在する場合）容器との間に到着するまで回転し続ける。

次に、図５及び図６を参照して、第３の漏れ検出ヘッド３００について説明する。

図５Ａに示すように、漏れ検出ヘッド３００は、部分的に外部ハウジング３６０内に包囲されている。２つの側壁３６１及び３６２は、漏れ検出ヘッド及びコンベア１０の上面と組み合わせて、容器が入ることができるコンベアの前端及び後端に開口を有する、部分的に包囲された略直方体領域を画定する。部分的に包囲された領域は、より広いシステム環境から空気サンプリング領域を遮蔽し、内部の大気組成の変動を低減するのに役立つ。上述したように、前方入口及び後方入口はまた、任意選択的に、空気サンプリング領域を更に隔離するために、エアカーテンによって閉じることができると考えられる。

図５Ｂは、外部ハウジングの側壁３６１及び３６２が除去された漏れ検出ヘッド３００を示す。漏れ検出ヘッドは、２つの側壁が下方に突出する上面によって画定される漏れ検出ヘッドハウジング３１０を備える。ローラ又はホイール３０１の配列は、コンベア１０の上面に面する漏れ検出ヘッドの下面において、漏れ検出ヘッドの加圧面を形成する。ホイール３０１は、ぎっしり詰まっている反復列状に取り付けられ、それぞれの列は、その列のホイールが中心に回転するスピンドル（図示せず）を有する。それぞれのスピンドルは、コンベア１０の下のコンベアの表面と平行に、コンベア１０の搬送方向に対して垂直に位置付けられている。スピンドル及びスピンドル上のホイール３０１のすべては、漏れ検出ヘッドハウジング３１０の側壁の間に、側壁の下縁に取り付けられている。

漏れ検出ヘッド３００のホイール３０１の最初の３列は、漏れ検出ヘッド３００がコンベア１０の上方に位置づけられる際、第２の列が第１の列よりもコンベアに近くなるように、第３の列が第２の列よりコンベアに近くなるように、徐々に低い位置に位置付けられる。ホイール３０１の残りの列は、使用時、コンベアの上に、第３の列のホイールと同じ高さに位置付けられている。ホイール３０１のこの構成は、容器が漏れ検出ヘッドの下に入るにつれて、容器に付与される圧力を徐々に増加させることを可能にし、その後、比較的安定した圧力に到達し、維持される。

漏れ検出ヘッド３００のほぼ中央において、２列のホイール３０１の間の間隙に、空気サンプリングヘッド３１１が存在する。空気サンプリングヘッドはまた、図６の断面図で示される。空気サンプリングヘッドは、コンベア１０の搬送方向を横切って、ホイールの列と同じ方向に延在している。空気サンプリングヘッド３１１は、使用時、コンベアに面する下面に、コンベアを横切って一列に並んで延在する複数の空気サンプリングポート３１２を含む。それぞれの空気サンプリングポート３１２は、それぞれの導管を介して空気サンプリングヘッド３１１内のマニホールド３１３に接続されている。空気サンプリングヘッド３１１の両側端には、使用時、試験機器に接続する空気サンプル管（図１の５１）と流体連通するように接続された試験機器ポート３１４があり、空気サンプリングヘッド３１１に真空吸引を提供する。

使用時、容器がコンベア１０に提供され、外部ハウジング３６０内及び漏れ検出ヘッド３００の下に搬送される。コンベアの上のホイール３０１の配列の高さは、試験対象の容器の高さよりも小さく構成されているので、容器が漏れ検出ヘッド３００の下に入ると、漏れ検出ヘッドによって押圧される。容器は、空気サンプリングヘッド３１１に沿って、空気サンプリングヘッド３１１を通過して搬送される。空気サンプリングヘッド３１１を通過するとき、空気サンプリングポート３１２を介して空気サンプリングヘッド３１１に連続的に引き込まれている空気は、容器の上の領域からサンプリングされ、試験機器に伝えられる。容器は進み続け、コンベア１０の後部で漏れ検出ヘッド３００の下から退出する。

次に、図７を参照して、第４の漏れ検出ヘッド４００について説明する。漏れ検出４００は、第１及び第２の回転可能に取り付けられたローラ４０１ａ、４０１ｂを収容するハウジング４１０を備える。第１及び第２のローラは、ハウジング４１０の対向する側壁４１１、４１２の間に水平に取り付けられている。第１及び第２のローラの軸線は平行であり、使用時、軸線は、コンベア１０の上であり、コンベア１０と平行な平面内でコンベア１０の幅を横切って配置されている。それぞれのローラ４０１ａ、４０１ｂは、使用時、ローラを回転させるための内部ドラムモータを有する。内部ドラムモータは、ハウジング４１０の側壁４１１を通って延在するそれぞれのケーブル４１１ａ、４１１ｂを介して給電される。

ハウジングは、ローラが、コンベアに沿って搬送されている容器との接触のための開口を通って突出することを可能にするように、下面において開放している。ハウジングはまた、前方ローラ４０１ａの前面を露出させるように、図７Ｅに示すように、前面（コンベアに対して上流端）において開放している。前方ローラの前面の露出は、漏れ検出ヘッド４００の下の密封されたバッグを導くのに役立つ。

第１及び第２のローラ４０１ａ、４０１ｂは、コンベア１０の搬送方向に沿ってハウジング４１０内で互いに離間している。ハウジング内部において、ローラ４０１ａ、４０１ｂの間には、壁４０５が位置する。壁４０５は、ハウジング４１０の一方の側から他方の側へ延在し、ハウジング４１０の上から下の開口まで延在している。壁４０５は、最低点において、食品容器との接触のための下部開口を通って突出するローラ４０１ａ、４０１ｂの最下点よりもわずかに高い。図７Ｄに示すように、壁４０５の下面には複数の空気サンプリングポート４０２が存在する。空気サンプリングポートは、壁４０５の下面に沿う溝４６５の中に位置する単一の列に配置され、空気サンプリングポート４０２は、漏れ検出ヘッド４００の実質的に全幅に亘って延在している。空気サンプリングポート４０２はそれぞれ、それぞれの導管を介して壁の中の中央マニホールド（図示せず）と流体連通している。マニホールドは、ハウジング４１０の上面を通って試験機器ポート４０４と連通している。試験機器ポート４０４は、図１のシステム１に組み込まれる際、空気サンプル管５１に接続される。使用時、空気サンプル管５１を通って、試験機器ポートを介してマニホールド及び個々の空気サンプリングポート４０２に真空吸引を伝え、空気サンプリングポート４０２がそれぞれ空気を内部に引き込むことにより、２つのローラ４０１ａ、４０１ｂの間で空気サンプリング領域からサンプルを回収する。

空気サンプリングポート４０２の列の両側に沿って、第１及び第２の組のガス出力ポート４０８ａ、４０８ｂが存在する。それぞれのガス出力ポートは、それぞれの導管を介して、ハウジング４１０の中央壁４０５における２つのガス出力マニホールド（図示せず）のうちの一方に接続する。２つのガス出力マニホールドは、ハウジング４１０の上面のそれぞれの圧縮ガスポート４０６ａ、４０６ｂと流体連通している。ガス出力ポート４０８ａ、４０８ｂの組は、空気サンプリングポート４０２の列の両側にそれぞれ第１及び第２のエアカーテンを生成するように構成されている。ガス出力ポート４０８ａ、４０８ｂは、エアカーテンがハウジング４１０の中央壁４０５から下方に離れる方向に向けられるように、空気サンプリングポートの列から斜め下方に離れて先細りしている。

漏れ検出ヘッド４００はまた、使用時、漏れ検出ヘッド４００の上流に位置するように、漏れ検出ヘッドの両側に位置し、前方ローラ４０１ａを越えて前方に延在する第１及び第２のアーム４２１、４２２を備えることを特徴とする。それぞれのアームは、それぞれの蝶ねじを介してハウジング４１０の上側に調節可能に連結されている。それぞれのアーム４２１、４２２の端には、第１及び第２のセンサ４２３、４２４が存在する。センサは、フォト光センサであり、接近している食品容器を検出するように構成されている。第１のセンサ４２３は、食品容器が存在しない場合に第２のセンサ４２４によって検出される光源を送信する。

センサは、共に、光ゲートとして作用し、食品容器がセンサ間を通過すると切断され、システムを通る食品容器の通過の検出及びタイミングを可能にする。制御システムは、コンベアの速度の知識を有するため、サンプリング動作と不合格判定動作の両方について、それぞれの個々の食品容器の位置を算出することができる。第１及び第２のセンサ４２３、４２４は、使用時、接近する食品容器を検出し、試験機器による読み取り値を正しい食品容器に関連付けることができる。

次に、図８を参照して、第５の漏れ検出ヘッドについて説明する。第５の実施形態は、第４の実施形態と実質的に同一であり、第１及び第２のサイドサンプリングアタッチメント４６０、４７０を更に備える。

それぞれのサイドサンプリングアタッチメント４６０、４７０は、逆Ｔ字型構造を有する。サイドサンプリングアタッチメント４６０、４７０の上端は、壁４０５の下面の溝４６５と協働する突起（図示せず）を備えることを特徴とし、サイドサンプリングアタッチメント４６０、４７０がそれぞれ、横方向に調節可能な様式でサンプリングヘッドの下面に取り付けられることを可能にする。

逆Ｔ字型の外観を有するそれぞれのサイドサンプリングアタッチメント４６０、４７０のアームは、サンプリングヘッド４００の壁４０５の下面に取り付けられると、使用時、上流方向及び下流方向に、コンベア１０の搬送方向に対して平行に延在する。使用時、試験対象の容器は、空気サンプリングヘッド４００の下のこれらのサイドサンプリングアタッチメントの間を通過する。

それぞれのサイドサンプリングアタッチメント４６０、４７０は、内側表面、すなわち、対向するサイドサンプリングアタッチメントに面する表面に、空気サンプリングポート４６２、４７２の列を備えることを特徴とする。空気サンプリングポートの列は、使用時、搬送方向と平行に、それぞれのサイドサンプリングアタッチメント４６０、４７０のアームに沿って延在する。それぞれのサイドサンプリングアタッチメント４６０、４７０の空気サンプリングポート４６２、４７２は、サイドサンプリングアタッチメントの内部のそれぞれのマニホールドと流体連通している。それぞれのマニホールドは、空気サンプリングヘッド４００の溝４６５の中に据えられている突起の上面の開口を介して、サイドサンプリングアタッチメント４６０、４７０を通って上方に延在する導管に接続される。それぞれのサイドサンプリングアタッチメント４６０、４７０の上面の開口は、空気サンプリングポート４０２の少なくとも１つと協働して、空気吸引ポート４６２、４７２に真空吸引を伝え、使用時、空気サンプリングポート４６２、４７２によって回収された空気サンプルを空気サンプル試験機器に伝える。

本実施形態では、サイドサンプリングアタッチメントが使用されているが、別個の異なるサイドサンプリングヘッドを代わりに使用することができることを理解されたい。

次に、図９に関して、第６の実施形態について説明する。本実施形態は、空気サンプリングシステムに組み込まれ、上述の空気サンプリングヘッドのいずれかと共に使用され得る、下側サンプリング装置６００を示す。

図９は、例えば、第１の実施形態のシステムのコンベア１０に取って代わり得る第１及び第２のコンベア１０ａ、１０ｂを概略的に示す。コンベアは、第１のコンベア１０ａの下流端が、第２のコンベア１０ｂの上流端から狭い間隙だけ隔てて隣接して配置されている。間隙の上には、この場合、第４の実施形態の空気サンプリングヘッドである空気サンプリングヘッドが位置する。コンベア間の間隙には、下側サンプリング装置６００が位置する。

下側サンプリング装置６００は、細長い、概ね台形のプリズム形状のヘッドである。下側サンプリング装置６００は、使用時、漏れ検出ヘッドに面する上面に、コンベア間の間隙に沿って延在する一列に配置された複数の空気サンプリングポート６０２を含む。それぞれの空気サンプリングポート６０２は、それぞれの導管を介して、下側サンプリング装置６００内のマニホールド６０３に接続されている。下側サンプリング装置６００の両側端には、試験機器ポート６０４があり、使用時、試験機器に接続し、下側サンプリング装置６００に真空吸引をもたらすための空気サンプル管と流体連通するように接続されている。

使用時、容器は、空気サンプリングヘッド４００の下の第１のコンベア１０ａによって搬送され、間隙を横切って第２のコンベア上に搬送される。空気サンプリングヘッドは、容器の上面を押圧し、実質的に上述のように容器の上側から空気サンプルを得る。下側サンプリング装置６００は、空気サンプリングヘッド４００によって容器が押されている際に、容器の下部から同時に空気サンプルを得る。

本実施形態の下側サンプリング装置は、漏れ検出ヘッドとは別個であるが、代替的に、漏れ検出ヘッドに組み込むことができ、使用時、容器が搬送されるポータルを画定すると考えられることを理解されたい。

次に、上記のシステム及び装置を使用して実装するために好適な容器内の破損を検出する方法を、図１０のフロー図を参照して説明する。

方法の第１の実施形態は、加圧部材を使用して、空気サンプリング領域に位置する密封容器に圧力を付与するステップＳ１００を含む。本ステップは、容器内の任意の破損から空気を強制的に排出するよう作用し、容器内のガスの検出能力を向上させる。任意選択的に、本ステップは、密封容器が加圧部材に対して移動している間に行われてもよい。

次に、ステップＳ２００において、密封容器に圧力を付与する間及び／又は付与した後に、空気サンプリング領域から空気サンプルを採取する。ステップＳ２００で採取された空気サンプルは、容器における（存在する場合）破損から押し出されたガスの少なくとも一部を含むこととなる。任意選択的に、本サンプルは、密封容器と接触するように使用された加圧部材の一部を形成する多孔質材料を通って採取されてもよい。更に、得られた空気サンプルの質は、エアカーテン、好ましくはサンプルが採取される場所を取り囲んだ形態、又は空気サンプルが採取される前に多孔質材料の領域を通ってガスを排出する形態のいずれか一方、あるいは両方の形態で、ガスを排出するステップ（図示せず）により本ステップを行うことにより改善することができる。

次に、ステップＳ３００において、空気サンプルは、空気サンプル試験機器に伝えられる。本ステップでは、容器内の破損から押し出されたガスを潜在的に含む空気サンプルが空気サンプル試験機器に提供される。

最後に、ステップＳ４００において、空気サンプル試験機器を使用して空気サンプルの組成を試験して、密封容器に破損があるかどうかを判定する。空気サンプルの組成がユーザ定義の基準を満たすことが判明した場合、サンプルを採取した容器は、破損しているとして特定される。

特に、空気サンプルの二酸化炭素、酸素及び／又は窒素含有量が試験され、空気サンプルの二酸化炭素、酸素及び／又は窒素含有量が予め設定された基準を満たす場合に破損が特定される。これらの基準は、二酸化炭素、酸素及び／又は窒素の変化率が閾値よりも大きいことを含んでもよい。

ステップＳ４００において、容器に破損があると判定された場合、本容器は、処分又は再包装のために特定される。生産ラインの一部として実装される場合、破損した容器は、再処理のために、空気サンプリング領域の下流の地点で生産ラインから迂回させてもよい。

次に、第７の実施形態を図１１Ａ～図１１Ｄを参照して説明する。本実施例は、第２のコンベアベルト７０２に対向する、加圧部材として作用する第１のコンベアベルト７０１を備える。コンベアベルトは、当該技術分野において概ね知られているように、コンベアベルトを所望の配置で保持し、コンベアベルトに電力を供給するための複数のローラ（図示せず）の周りに搭載されている。密封食品容器Ｔは、第１のコンベアベルトと第２のコンベアベルトとの間の間隙の中に提供される。密封食品容器は下方コンベアベルト７０２に載置され、上方コンベアベルト７０１は、密封食品容器Ｔの上面に接触して、密封食品容器に圧力を付与する。使用時、コンベアベルト７０１、７０２の両方が同じ速度で回転し、密封食品容器がシステムを通って移動する。

上方及び下方コンベアベルト７０１、７０２の両方の内部には、それぞれ上方及び下方空気サンプリングヘッド７１１、７１２が存在する。これらは、上述した下側サンプリング装置６００と同様に構築することができる。空気サンプリングヘッド７１１、７１２は両方共、コンベアベルトの幅全体に亘って延在し、コンベアベルトの間を通過する密封食品容器に向かって対向する複数の空気サンプリングポートを有する。特に図１１Ｂに示すように、コンベアベルト７０１、７０２のそれぞれは、穿孔７０３の配列を含み、コンベアベルトは、空気透過性である。使用時、真空吸引は、空気サンプリング管（図示せず）を通って空気サンプリングヘッド及び個々の空気サンプリングポートに伝えられ、空気サンプリングポートはそれぞれ、中へ空気を引き込む。これにより、空気サンプリングヘッド７１１、７１２は、コンベアベルト間、すなわち、空気サンプリング領域内を通過する密封食品容器Ｔに近位の空気をサンプリングすることができる。使用時、上方及び下方コンベア７０１、７０２の挟み込み作用によって密封食品容器内の破損を通って押し出されたガスは、空気サンプリングヘッド７１１、７１２によってサンプリングされ、破損の検出のために上述した試験手段に伝えられることとなる。

国際公開第２００３／０８７７８７号

Claims (35)

1. 密封食品容器内の破損を検出するための漏れ検出システムであって、前記漏れ検出システムは、
   空気サンプル試験機器であって、前記空気サンプル試験機器に提供された空気サンプルの組成を試験するように構成された、空気サンプル試験機器と、
   少なくとも２つの加圧部材であって、使用時、空気サンプリング領域に位置する密封食品容器に圧力を付与するように構成され、それぞれの前記加圧部材は回転可能ローラ又はホイールである、加圧部材と、
   前記空気サンプリング領域に位置する密封食品容器に近接するように、前記少なくとも２つの加圧部材の最下点よりも高く、かつ、前記少なくとも２つの加圧部材の最上点よりも低い位置において前記少なくとも２つの加圧部材の間に位置し、前記空気サンプリング領域内に位置する複数の空気サンプリングポートと、
   前記複数の空気サンプリングポートと前記空気サンプル試験機器との間に延在する空気サンプル導管と、を備え、
   前記少なくとも２つの加圧部材、及び、前記複数の空気サンプリングポートは、共通の漏れ検出ヘッドに設けられ、
   使用時、前記複数の空気サンプリングポートは、少なくとも、前記少なくとも２つの加圧部材が前記空気サンプリング領域内の前記密封食品容器に圧力を付与する間又は付与した後に、前記空気サンプリング領域から空気サンプルを採取し、前記空気サンプル導管を通って前記空気サンプル試験機器に前記空気サンプルを伝える、漏れ検出システム。
2. 回転可能ローラ又はホイールであるそれぞれの前記加圧部材は、固定軸の周りを回転する、請求項１に記載の漏れ検出システム。
3. それぞれの前記加圧部材は、前記密封食品容器が前記加圧部材に対して移動している間に、前記密封食品容器に圧力を付与するように構成されている、請求項１又は２に記載の漏れ検出システム。
4. 使用時、ガス源に連通可能に連結され、少なくとも、前記複数の空気サンプリングポートが前記空気サンプリング領域から前記空気サンプルを採取する前及び／又は採取する間に、ガスを排出するように構成された、少なくとも１つのガス出力ポートを更に備える、請求項１～３のいずれか一項に記載の漏れ検出システム。
5. 前記少なくとも１つのガス出力ポートは、前記複数の空気サンプリングポートが前記空気サンプリング領域から前記空気サンプルを採取する前、採取する間及び／又は採取した後に、エアカーテンを生成するように構成されている、請求項４に記載の漏れ検出システム。
6. 前記少なくとも１つのガス出力ポートは、前記複数の空気サンプリングポートを少なくとも部分的に取り囲む前記エアカーテンを生成するように構成されている、請求項５に記載の漏れ検出システム。
7. 前記密封食品容器を、前記空気サンプリング領域へ、前記空気サンプリング領域を通って、かつ／又は前記空気サンプリング領域から遠ざかる方向へ搬送する、少なくとも第１のコンベアを更に備える、請求項１～６のいずれか一項に記載の漏れ検出システム。
8. 前記第１のコンベアの表面は、穿孔されている、請求項７に記載の漏れ検出システム。
9. 前記第１のコンベアの表面は、使用時、前記密封食品容器に接触するための突起の配列を含む、請求項７又は８に記載の漏れ検出システム。
10. 前記第１のコンベアの内側に配置されている少なくとも１つの空気サンプリングポートを更に備える、請求項７～９のいずれか一項に記載の漏れ検出システム。
11. 前記複数の空気サンプリングポートに真空吸引を伝えるための前記空気サンプル導管に接続された真空ポンプを更に備える、
    請求項１～１０のいずれか一項に記載の漏れ検出システム。
12. 前記加圧部材、前記空気サンプリングポート、及び任意選択的に、設けられている場合、前記ガス出力ポートは、少なくとも部分的に外部ハウジング内に包囲されている、請求項１～１１のいずれか一項に記載の漏れ検出システム。
13. 第２の複数の空気サンプリングポートを更に備え、前記加圧部材の間に位置する前記複数の空気サンプリングポートは、密封食品容器の第１の側面から空気サンプルを採取し、前記第２の複数の空気サンプリングポートは、前記密封食品容器の第２の側面から空気サンプルを採取する、請求項１～１２のいずれか一項に記載の漏れ検出システム。
14. 前記第１の側面は、前記第２の側面の反対側にある、請求項１３に記載の漏れ検出システム。
15. 前記密封食品容器の第３の側面から空気サンプルを採取する、第３の複数の空気サンプリングポートを更に備える、請求項１３又は１４に記載の漏れ検出システム。
16. 前記密封食品容器の第４の側面から空気サンプルを採取する、第４の複数の空気サンプリングポートを更に備える、請求項１５に記載の漏れ検出システム。
17. 密封容器の破損を検出する方法であって、
    少なくとも２つの加圧部材を使用して、空気サンプリング領域に位置する密封容器に圧力を付与することと、
    前記密封容器に前記圧力を付与する間及び／又は付与した後に、空気サンプルを前記空気サンプリング領域から採取することと、
    前記空気サンプルを空気サンプル試験機器に伝えることと、
    前記空気サンプル試験機器を使用して、前記空気サンプルの組成を試験して、前記密封容器に破損があるかどうかを判定することと、を含み、
    それぞれの前記加圧部材は回転可能ローラ又はホイールであり、
    前記空気サンプルは、前記空気サンプリング領域に位置する密封食品容器に近接するように、前記少なくとも２つの加圧部材の最下点よりも高く、かつ、前記少なくとも２つの加圧部材の最上点よりも低い位置において前記少なくとも２つの加圧部材の間に位置する複数の空気サンプリングポートを用いて採取され、
    前記少なくとも２つの加圧部材、及び、前記複数の空気サンプリングポートは、共通の漏れ検出ヘッドに設けられる、方法。
18. 回転可能ローラ又はホイールであるそれぞれの前記加圧部材は、固定軸の周りを回転する、請求項１７に記載の方法。
19. それぞれの前記加圧部材は、前記密封容器が前記加圧部材に対して移動している間に、前記密封容器に圧力を付与する、請求項１７又は１８に記載の方法。
20. 少なくとも、前記複数の空気サンプリングポートが前記空気サンプリング領域から前記空気サンプルを採取する前及び／又は採取する間に、ガスを排出することを更に含む、請求項１７～１９のいずれか一項に記載の方法。
21. ガスを排出することは、エアカーテンを生成することを含む、請求項２０に記載の方法。
22. 前記空気サンプリング領域から前記空気サンプルを採取することは、前記エアカーテンによって実質的に取り囲まれている１つ以上の位置から前記空気サンプルを採取することを含む、請求項２１に記載の方法。
23. 前記空気サンプル試験機器を使用して前記空気サンプルの組成を試験することは、前記空気サンプルの二酸化炭素、酸素及び／又は窒素含有量を試験することを含み、前記空気サンプルの二酸化炭素、酸素及び／又は窒素含有量が予め設定された基準を満たすとき、前記密封容器に破損があると判定される、請求項１７～２２のいずれか一項に記載の方法。
24. 前記予め設定された基準は、閾値よりも大きい前記空気サンプルの二酸化炭素、酸素及び／又は窒素含有量の変化率を含む、請求項２３に記載の方法。
25. 前記密封容器に前記圧力を付与する間及び／又は付与した後に、前記空気サンプリング領域から空気サンプルを採取することは、密封容器の第１の側面から空気サンプルを採取することと、前記密封容器の第２の側面から空気サンプルを採取することと、を含む、請求項１７～２４のいずれか一項に記載の方法。
26. 前記密封容器の前記第１の側面は、前記密封容器の前記第２の側面の反対側にある、請求項２５に記載の方法。
27. 前記空気サンプリング領域から空気サンプルを採取することは、密封容器の第３の側面から空気サンプルを採取することを更に含む、請求項２５又は２６に記載の方法。
28. 前記空気サンプリング領域から空気サンプルを採取することは、前記密封容器の第４の側面から空気サンプルを採取することを更に含む、請求項２７に記載の方法。
29. 密封食品容器の破損を検出するための漏れ検出ヘッドであって、前記漏れ検出ヘッドは、
    少なくとも２つの加圧部材であって、使用時、空気サンプリング領域に位置する密封食品容器に圧力を付与するように構成され、それぞれの前記加圧部材は回転可能ローラ又はホイールである、加圧部材と、
    複数の空気サンプリングポートであって、前記複数の空気サンプリングポートは、前記空気サンプリング領域に位置する密封食品容器に近接するように、前記少なくとも２つの加圧部材の最下点よりも高く、かつ、前記少なくとも２つの加圧部材の最上点よりも低い位置において前記少なくとも２つの加圧部材の間に位置する、空気サンプリングポートと、
    試験機器ポートと、
    前記複数の空気サンプリングポートと前記試験機器ポートとの間に延在する空気サンプル導管と、を備える、漏れ検出ヘッド。
30. 回転可能ローラ又はホイールであるそれぞれの前記加圧部材は、固定軸の周りを回転する、請求項２９に記載の漏れ検出ヘッド。
31. 前記少なくとも２つの加圧部材は、密封食品容器が前記加圧部材に対して移動している間に、前記密封食品容器に圧力を付与するように構成されている、請求項２９又は３０に記載の漏れ検出ヘッド。
32. 第２の複数の空気サンプリングポートを更に備え、前記加圧部材の間に位置する前記複数の空気サンプリングポートは、密封食品容器の第１の側面から空気サンプルを採取し、前記第２の複数の空気サンプリングポートは、前記密封食品容器の第２の側面から空気サンプルを採取する、請求項２９～３１のいずれか一項に記載の漏れ検出ヘッド。
33. 前記第１の側面は、前記第２の側面の反対側にある、請求項３２に記載の漏れ検出ヘッド。
34. 前記密封食品容器の第３の側面から空気サンプルを採取する、第３の複数の空気サンプリングポートを更に備える、請求項３２又は３３に記載の漏れ検出ヘッド。
35. 前記密封食品容器の第４の側面から空気サンプルを採取する、第４の複数の空気サンプリングポートを更に備える、請求項３４に記載の漏れ検出ヘッド。

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