JPH07507392A - 容器の中の化合物をサンプリングしそしてその存在を決定する方法およびシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 容器の中の化合物をサンプリングしそしてその存在を決定する方法およびシステ ム 発明の背景 本発明は、容器、例えば、ガラスまたはプラスチックのボトル内のある種の物質 、例えば、汚染物質の残留物をサンプリングしそしてその存在を決定する検査シ ステムに関する。さらに詳しくは、本発明は、容器分類システムにおいてコンベ ヤーに沿って試験ステーションを過ぎて急速に動いている容器、例えば、飲料用 ボトルの中におけるように、物質、例えば、汚染物質の残留物の存在を決定する 、改良されたサンプリングおよび分析システムおよび方法に関する。

飲料工業的を包含する多数の工業において、製品は使用後に戻され、洗浄されそ して再充填された容器の中に包装される。典型的には、再充填可能な容器、例え ば、飲料用ボトルは容易に清浄することができるガソリンから作られる。これら の容器は洗浄され、次いで外来物質の存在について検査される。

ガラス容器はもろくそして、より大きい体積において、比較的重いという欠点を 有する。したがって、プラスチック容器は同一体積のガラス容器よりもろ（なく かつ軽いので、それらを使用することが高度に望ましい。しかしながら、プラス チック材料は種々の有機化合物を吸収する傾向があり、これらの有機化合物は後 に製品の中に脱着し、これにより容器の中に詰められた製品の品質に潜在的に悪 影響を及ぼす。このような有機化合物の例は、窒素含有化合物、例えば、アモニ ア、有機窒素化合物、およびガソリンおよび種々の清浄用流体を包含する炭化水 素である。

発明の要約 したがって、本発明の主要な目的は、物質がコンベヤーに沿って急速に動いてい るとき、その物質の中の特定の物質、例えば、炭化水素のような汚染物質の存在 または不存在を決定する方法およびシステムを提供することである。

本発明の他の目的は、容器がコンベヤーに沿って動くとき、容器の動きを停止し たり、あるいはいかなる方法おいても約２００〜１ｏｏｏ本のボトル７分の高い サンプリング速度を達成できるように動きを妨害しないで、容器の中の残留物を サンプリングしかつ分析するシステムおよび方法を提供することである。

本発明のなお他の目的は、試験する容器をサンプリングおよび分析の機構と接触 させないで、コンベヤーに沿って動いている容器の中の試料をサンプリングおよ び分析するシステムおよび方法を提供することである。

本発明のなお他の目的は、容器の中にプローブなどを物理的に挿入しないで、コ ンベヤーに沿って動いている容器の中の試料をサンプリングおよび分析するシス テムおよび方法を提供することである。

本発明の目的は、容器の中のある種の物質、例えば、揮発性残留物をサンプリン グしそしてその存在を決定する方法および装置を提供することによって満足され る。本発明の１つの態様に従い、圧縮空気を前記容器の中に注入して容器の内容 物の少なくとも一部分を置換し：そのように置換された容器の内容物の試料を吸 引することによって抜き出し：そして抜き出された試料を分析してその中のある 種の残留物の存在または不存在を決定する：工程からなる。

好ましい態様において、容器の中に注入される流体は圧縮空気であり、これはノ ズルを通して注入されて容器の内部内にブラストを提供する。

この空気のブラストは容器の蒸気の内容物のｇ（ｃｌｏｕｄ）をつくり、これは 容器の開口から出て、次いで容器の内容物の一部分をサンプリングするために容 器の外側から吸引することによって抜き出される。

流体の注入および試料の抜き出しは連続的操作であるか、あるいは段階的に実施 することができる。段階を利用する場合、容器の中への流体の注入の開始は試料 を抜き出す段階の開始より時間的に好ましくは先行させて、試料の雲の形成のた めの時間を設ける。しかしながら、注入および抜き出しの段階の実施はわずかに 時間的にオーバーランプさせることができる。あるいは、注入および抜き出しの 段階は時間的に間隔を置くことができるが、これは所望のサンプリング速度に依 存する。なお池の別法は注入および抜き出しの段階を同期させて同一期間の間に 同時に発生させることである。

好ましい態様において、ノズルからの流体の注入および抜き出し手段による吸引 は試験ステーションにおいて連続的に実施する。この態様において、容器または ボトルを急速に動くコンベヤー上で試験ステーションを通して急速にかつ連続的 に動かす。ボトルは２００〜１０００本のボトル７分の速度て試験ステーション を通して動く。・１００本のボトル７分の速度は好ましく、そして現在の飲料用 ボトルの充填速度と適合する。もちろん、このシステムはボトルが静止している が、あるいは２００本のボトル７分より遅い速度で動く場合になお有効である。

所望の試験速度は検査しかつ充填するボトルの大きさとともに変化することがで きる。インジェクターのノズルはエベキュエーターの吸引管からコンベヤーの動 （方向の上流に位置するので、各容器の中への流体の注入は生ずる試料の雲の抜 き出しより時間的に先行する。

本発明の他の態様において、抜き出された試料の一部分（９０に）をそらせ、そ して試料の残りの部分はある種の残留物の存在または不存在の決定のための分析 装置へ行く。試料の第１部分をそらす目的は、分析装置へ行く試料の物質を取り 扱い可能な量に限定して高い速度の分析を達成することである。さらに、試料の 体積が大きい過ぎる場合、それは検出器を汚すか、あるいは詰まらせることがあ る。しかしながら、試料の雲の本質的にすべてを抜き出して試験ステーションの 区域からその試料の雲の内容物を追い出して、連続する容器のために清浄な広が りを提供することが最初に望ましい。これは、所定の時点において試験される容 器に無関係の残留物のにせのキャリーオーバー（容器の汚染物質の漏話）を排除 する。

必要に応じて、第１試料のそらされた部分を任意の空気フィルターを通して流し そして試験ステーションに到達する引き続く容器の中に注入される圧縮空気の中 に再循環することができる。これは試料のそらされた第１部分およびそらしおよ び圧縮のために利用されるポンプの効率よい使用を提供し、そして試料の第１部 分を試験部位を取り囲む雰囲気への排出の好要性を回避する。

本発明の他の態様において、ファンを準備して試料の実の残りを試験ステーショ ンの下流に吹込む。試験ステーションの上にフードを設けて、その領域に適切な 空気力学を提供することができる。

本発明のそれ以上の応用範囲は後述する詳細な説明から明らかとなるであろう。

しかしながら、詳細な説明および特定の実施例は、本発明の好ましい態様を示す が、例示のみで与えられていることを理解すべきである。なぜなら、本発明の精 神および範囲内で種々の変化および変更がこの詳細な説明から当業者にとって明 らかとなるであろうからである。

図面の簡単な説明 本発明は、下に記載する詳細な説明および例示のみで与え、こうして本発明を限 定しない添付図面からいっそう完全に理解されるようになるであろう： 第１図は、コンベヤー・システムに沿って試験ステーション、拒絶機構およびウ ォッンヤー・ステーションを通して順次に動（複数の容器を図解する、本発明の サンプリングおよび残留物分析システムの略ブロック線図である。

第１Ａ図は、２つの試験ステーションおよび検出ヘッドをもつ第１図に類似する システムの略ブロック線図である。

第２図は、検出される汚染物質が窒素含有化合物であることができる検出器シス テムにおける、第１図のシステムの可能な実行を図解するブロック線図である。

第３図は、システム成分を部分的に取り囲むシュラウドおよびコンベヤーに沿っ た試験ステーションより上のサンプリング領域を含む、本発明のシステムおよび 方法において使用するための装置の好ましい形態の前立面図である。

第４図は、第３図のシュラウドの底の斜視図である。

第５図は、第３図のシュラウドの断面の側面の立面図である。

第６図は、容器の動く方向にサンプリング領域を通して空気流を向けるための、 ルーバー・アセンブリーを示すシュラウドの底壁の部分的断面図である。

好ましい態様の詳細な説明 第１図を参照すると、矢印Ａの方向に動くコンベヤー１０示されており、このコ ンベヤー１０は試験ステーション１２、拒絶機構２８およびコンベヤー３２を通 してウオッシャ−・システムに順次に動（、複数のキャップをもたない、上部が 開いた、間隔を置いて位置する容器Ｃ（例えば、約１５００ｃｃの体積のプラス チックの飲料用ボトル）をその上に有する。より高い試験速度を達成するために 、容器Ｃは間隔を置いて配置させるよりむしろ互いに接触させることができる。

容器Ｃの内容物は、典型的には、空気、存在する場合、汚染物質の残留物の揮発 性物質、および製品、例えば、容器の中に存在した飲料の揮発性物質を含む。圧 縮空気源である空気インジェクター１４は、試験ステーション１２において容器 Ｃから間隔を置いて位置するが、容器Ｃと整列するノズル１６を有する。すなわ ち、ノズル１６は容器の外側に位置し、そして容器と接触しない。ノズル１６は 圧縮空気を容器の中に向けて容器の内容物の少な（とも一部分を置換し、これに より試験される容器の外側領域に試料の雲１８を放射する。

圧縮空気の代替物として、ＣＯ２ガスを注入流体として利用することができる。

また、圧縮空気またはＣＯ２ガスを加熱して、試験される化合物の揮発性を増大 することができる。

ノズル１６を通して容器Ｃの中に注入された空気のカラムは、約２００〜１００ ０本のボトル７分のボトル速度について、典型的には約１０ＣＣ程度である。４ ００本のボトル７分の速度は好ましく、そして現在の飲料用ボトルの充填速度に 適合する。所望の試験速度は、検査されかつ充填されるボトルの大きさとともに 変化することがある。もちろん、ボトルは静止しているか、あるいは２００本の ボトル７分よりゆっくり動いていることができ、そしてシステムはなお働いてい るであろう。容器の内容物のわずかに約１０ｃｃはボトルの外側領域に排出され て、試料の雲１８を形成するであろう。

また、エバキュエータ−・サンプラー２２を設けられており、これはサンプリン グ管または導管２０に連結された真空ポンプなどからなることができる。この管 は、容器Ｃの上部の開口に隣接する試料の雲１８と流体連絡するように、空気イ ンジェクター１４付近に、好ましくはその下流（例えば、約１／１６インチ）に 取り付けられている。

ノズル１６または管２０のいずれも試験ステーション１２において容器Ｃと接触 しない：むしろ両者は容器の開口に密接して容器の外側の位置に間隔を置いて位 置する。これは、コンベヤー１０に沿った容器の急速な動きを妨害し、こうして サンプリング速度を低下させる、容器Ｃに対する物理的連結、あるいは容器の中 へのプローブの挿入を必要としないことにおいて有利である。本発明のシステム および方法を使用すると、約２００〜１０００本のボトル７分の高速サンプリン グ速度が可能である。コンベヤー１０を好ましくは連続的に駆動して、試験ステ ーションにおけるボトルを停止または速度を低下しないでこれらの速度を達成す る。

管２０に入る雲１８からの試料の前辺て決定した部分（好ましくは約９０％）を バイパスライン２４を通してそらすことができるように、バイパスライン２４を エバキュエータ−・サンプラー２２と連絡して設ける。試料の残りの部分は特定 の物質が存在するかどうかを決定する残留物分析装置２６に行き、次いで排出さ れる。試料の大部分を雲１８からそらす１つの目的は、エバキュエータ−・サン プラー２２から残留物分析装置２６に行く試料の量を減少して高速分析を達成す ることである。

これは残留物分析装置２６により試験される試料の扱い可能なレベルを得るため に実施される。試料の一部分を転じる他の目的は、試料の雲１８の実質的にすべ てをエバキュエータ−２２により試験ステーション区域から除去し、そして過剰 量をバイパスライン２４を通してそらすことができるようにすることである。好 ましい態様において、バイパスライン２４を通過する試料の過剰の部分は、ノズ ル１６を通してコンベヤー１０に沿って動いている引き続くボトルの中への導入 のために空気インジェクター１４に戻された。しかしながら、また、バイパスラ イン２４を単に大気にベントすることができる。

試料の雲１８はそれを遠隔の分析装置、例えば、２６に輸送しないでその場で分 析できることを理解すべきである。また、それを吸引するよりむしろ噴射により 輸送することができる。

空気インジェクター１４、エバキュエータ−・サンプラー２２、残留物分析装置 ２６および任意のファン１５の作動をコントロールするマイクロプロセッサ−の コントローラー３４を設ける。並置された輻射線源および光検出器を含む容器セ ンサー１７を、コンベヤー１０を横切ってレフレクタ−（図示せず）と反対側に 配置する。センサー１７は、容器が試験ステーションに到達し、そして光検出器 に反射した輻射線を短時間中断したときを、コントローラーに告げる。任意のフ ァン１５は、試料の雲１８に向けて、好ましくは容器の動く方向に空気ブラスト を発生させて、各容器Ｃがサンプリングされた後、試験ステーション１２の近傍 からの試料の雲１８除去を促進するために設けられている。これは試験ステーシ ョンの領域から空気を追い出すので、連続する容器Ｃがサンプリングのために試 験ステーションに到達するとき、存在する試料の雲１８からの長居する残留物が 試験ステーション区域を汚染することがない。こうして、容器間の試料コンベヤ ーは排除される。ファン１５の作動のために使用サイクルは、第１図に線図的に 示すように、マイクロプロセッサ−３４によりコントロールされる。好ましくは ファン１５は、システムの残部が作動している全体の時間の間連続的に作動して いる。

拒絶機構２８は、残留物分析装置２６が特定の容器Ｃが種々の望ましくない種類 の残留物で汚染されていることを決定したとき、マイクロプロセッサ−のコント ローラー３４から不合格の信号を受け取る。拒絶機構２８は汚染された不合格の ボトルをコンベヤー３０に転じ、そしてコンベヤー３２上のウオッシャ−（図示 せず）に、汚染されていない、許容されるボトルを行かせる。

別のオプションは、ボトル・ウォッンヤーの下流の試験ステーションにコンベヤ ーの移動の方向にボトルを配置することであるか、あるいはウオッシャ−の後に 追加の試験ステーションおよび残留物分析システムを配置することである。事実 、ボトルをいくつかの汚染物質について検査するとき、ウオッシャ−の後に試験 ステーションおよびシステムを位置させることは好ましい。例えば、汚染物質が 炭化水素、例えば、水中に不溶性であるガソリンである場合、ボトルを洗浄した 後、炭化水素の残留物を検出することはいっそう容易である。なぜなら、ボトル を加熱しそして水で洗浄する洗浄プロセスの間に、水溶性化学物質の揮発性物質 がボトルからその加熱により脱着し、次いで洗浄水中に溶解するからである。あ る種の炭化水素は、他方において、水溶性ではなく、次いでウオッシャ−の下流 のサンプラー２２により、溶解した水溶性化学物質を排除して、サンプリングす ることができる。したがって、このような炭化水素の検出は、ボトルが試験前に ウオッンヤーを通過する場合、他の水溶性化学物質からの潜在的妨害なしに、実 施することができる。

第１Ａ図を参照すると、２つの間隔を置いて位置する試験ステーション１２　（ １）および１２　（Ｉ　Ｉ）において２つの検出ヘッドＩおよびＩＩをもつ、第 １図に類似する分析および分類システムが図解されている。

第１検出ヘツドはノズル１６　（１）およびサンプリング管２０　（１）を含み 、そして第２ヘツドはノズル１６　（Ｉ　Ｉ）およびサンプリング管２０（１， １）を含む。各ノズル１６　（Ｉ）、１６　（Ｉ　Ｉ）は流体導管を通して共通 の空気インジェクター１４へ連結されており、そして各サンプリング管２０　（ Ｉ）　、２０　（［Ｉ）は共通の真空源、すなわち、エバキュエータ−・サンプ ラー２２に接続されている。

両者の検出ヘッドは、２つの容器を同時に検査するために、マイクロプロセッサ −のコントローラー３４が発生するコントロール信号によりＯＮおよびＯＦＦに パルスされる。例えば、第１Ａ図において、それぞれ、検出ヘッドＩおよびＩＩ と整列する容器Ｃ２およびＣ１は同時にＯＮにパルスされて、空気を容器Ｃ２お よびＣ３の中に吹込み、そしてこのような試料の雲１８　（１）および１８　（ Ｉ　Ｉ）はエバキュエータ−・サンプラー２２の中に吹込む。エバキュエータ− ・サンプラー２２１ｔその中に適当な弁手段および、それぞれ、２つの別々の分 析装置２６　（１）および２６　（Ｉ　Ｉ）にに導かれる２つの出力導管２３　 （１）および２３（Ｉ　Ｉ）を有する。分析装置２６　（Ｉ）は管２０　（Ｉ） を通して吸引される試料を分析し、そして分析装置２６　（Ｉ　Ｉ）は同時に管 ２０　（Ｉ　Ｉ）を通して吸引される試料を分析する。したがって、例えば、２ つの容器Ｃ２およびＣ３の内容物を同時に分析することができる。結局、第１Ａ 図のシステムのサンプリング速度は、コンベヤー１０の速度が同一であると仮定 すると、第１図の単一のヘッドのシステムのサンプリング速度の２倍である。

検出ヘッド】および１１は、試料の雲１８　（Ｉ）、１８　（１１）を形成しか つ各々の一部分をサンプリング管２０　（１）、２０　（Ｉ　Ｉ）の中に吸引す るために十分に長く、マイクロブロセ・ノサー３４によりＯＮＩニパルスされる 。次いで、ヘッドＩおよびＩＩはコントローラー３４１こよりＯＦＦにパルスさ れる。ヘッドＩおよびＩＩがＯＦＦである間、容器Ｃ３はヘッドＩＩの下から容 器Ｃ５の前の位置に移動し、そして容器Ｃ２は両者のヘッド■およびＩＩを越え て容器Ｃ１の前の位置に移動する。

同時に、容器Ｃ８はヘッドＩと整列し、そして容器Ｃ１はへ・ソドＩＩと整列し 、そしてヘッド■およびＩＩは試料に対してＯＮに／ぐルスし戻され、そして容 器Ｃ８およびＣ１の内容物を分析する。このプロセスは各それぞれの検出へソド Ｉおよび１１を試料に対してコントローラー３４によりＯＮにパルスして連続し 、すべての他の容器の内容物はその下をコンベヤー１０の動きとともに連続的に 動く。

他の数の検出ヘッドを同一方法で使用することがてきる。例えば、４つの（４） ヘッドおよび４つの（４）関連する分析装置を使用して、同一のコンベヤー速度 で単一ヘッドの４倍のサンプリング速度を達成することができる。同様に、３つ の（３）ヘッドは３倍のサンプリング速度を提供するなどである。

サンプリング速度の増加に加えて他の利点は、共通の空気インジェクター、エバ キュエータ−・サンプラーおよびコントローラーの使用である。多数のロストコ スト（ｌｏｓｔ　ｃｏｓｔ）の検出ヘッドを単一の比較的高価なサンプリング装 置とともに使用して、これらのより高いサンプリング速度を達成することができ る。

図解するように、検査される容器（図示せず）の中に入る空気ブラストを発生す るノズル１６を準備する。ノズル１６を通過する空気は加熱するか、あるいは加 熱しないことができ、ある応用のために空気を加熱することは有利である。試料 から粒子を濾過除去するための出口にフィルター４０を含む試料入口管２０がノ ズル１６に対して並置されている。

分析装置２７を通して接続されたポンプ８２の吸引側から管２０に吸引が設けら れている。

ｃｃ／分の合計の試料流速の９０〜９５％）を、ポンプ４６の吸引側への接続に よりバイパスライン２４を通してそらす。ポンプ４６は空気をアキュムレーター ４８、常態で開口したブラストコントロール弁５０を通し、そしてブラスト出口 ノズル１６に戻して再循環させる。背圧レギュレーター５４はノズル１６を通る 空気ブラストの圧力のコントロールを促進し、そして過剰の空気を排気口５７に ベントする。ブラストコントロール弁５０はライン５０Ａを通してマイクロプロ セッサー３４から、常態で弁を開いて維持するコントロール信号を受け取ってノ ズルへの空気の流れを可能とする。

回路ブレーカ−７６の出力に連結されたライン４６Ａを経て電力をポンプ４６に 供給し、そしてブレーカ−７６はＡＣフィルター７４およびＡＣ電力供給ＰＳの 出力に連結されている。

第２図の態様における検出器アセンブリー２７は、化学発光の方法により検査さ れる容器中の選択した化合物、例えば、窒素含有化合物の残留物を検出する分析 装置である。この型の検出器は一般に知られており、そしてオゾンを一酸化窒素 と、あるいはオゾンと反応する他の化合物と混合してそれらを反応させるチャン バー、輻射線透過要素（適当なフィルターを有する）、および反応生成物からの 化学発光を検出する輻射線検出器を包含する。例えば、オキシダント（例えば、 空気中の酸素）の存在下に窒素化合物を加熱して生成したＮｏがオゾンと化学的 に反応するとき、特性光放射が前辺て決定した波長、例えば、約０．６〜２．８ ミクロンの範囲の波長において放射される。化学発光の放射された輻射線の選択 した部分、およびその強度を、光電子増倍管により検出することがてきる。

したがって、第２図のシステムにおいて、周囲空気を取入れ口６０および空気フ ィルター６２を通してオゾン発生器６４に引き入れる。オゾンは、例えば、空気 の中への電気放電により、その中で発生し、そしてオゾンフィルター６６および 流れコントロール弁６８を通して検出器アセンブリー２７に出力され、ここでそ れは取入れ管２０、フィルター４０、流れレスリフタ−４２、および変換器４４ を通して容器入力からの試料と混合される。取入れ管２０からの試料は変換器４ ４、例えば、電気加熱ニッケル管を通過し、ここで温度は検出器アセンブリー２ ７の中に入力される前にほぼ８００℃〜９００℃に上−昇する。４００℃〜１４ ００℃の範囲の温度は、また、許容される。窒素含有化合物、例えば、アモニア をそのように加熱するとき、Ｎｏ（−酸化窒素）が生成し、そしてこの−酸化窒 素は検出器アセンブリー２７のチャンバーに供給される。０３と反応しそして化 学発光を、また、変換器４４の中で生成することができるＮＯ以外の化合物、例 えば、有機化合物は、ガソリンまたは追い出し残留物の加熱から誘導される。

変圧器７２を通して電力を供給される温度コントローラー７０を使用して、変換 器４４の温度をコントロールする。

検出器アセンブリー２７のチャンバー通過した後の検出器アセンブリー２７中の 試料は、アキュムレーター８５およびポンプ８２を通してオゾンスクラバー５６ に、そして排出口５７に排出されて、第１図のコンベヤー１０に沿って動いてい る次の容器から次の試料のために残留物検出器を清浄にする。（上に示したよう に、（任意の）ファン（第２図に示されていない）を使用して、試料入口管２０ 付近から残留する試料の雲の追い出しを促進することができる。）試験の結果に 関する検出器アセンブリー２７の出力は、プリアンプ８４を通してマイクロプロ セッサ−３４に出力され、マイクロプロセッサ−３４はこの情報を適当な方法で 記録装置８３に供給する。記録装置８３は好ましくは普通のストリップ記録装置 などであり、信号の振幅／分析する試料の時間を表示する。

マイクロプロセッサ−３４は、「ヒツト」または特定の残留物の検出として、前 辺て決定した時間間隔で存在する検出器アセンブリー２７の光検出器からの信号 のピークを認識し、そしてその傾斜および振幅は前辺て決定した大きさに到達し 、その後、規定した期間の間このようなレベルを維持する。

マイクロプロセッサ−のコントローラー３４は、また、汚染されたボトルを不合 格にし、そしてそれらをウオッシャ−に行くボトルから分離する出力をボトル・ エジェクター２８に与える。

検出器アセンブリーに関連する高電圧供給器２６Ａを調節する目盛り定めターミ ナル８６を、残留物分析装置２７を設ける。また、マイクロプロセッサーのコン トローラー３４に接続され、記録装置の作動を調節する記録装置アテニュエータ ー人カターミナル８８を設ける。検出器アセンブリー２７は高電圧供給器２６Ａ から電力を受け取る。

追加のコントロールは、適当な方法で検出器アセンブリー２７の作動をオペレー ターができるようにするキーバッドおよびディスプレー区画を含むオペレーター ・パネルを包含する。

ＤＣ電力はすべての適当な成分に、電力供給ＰＳの出力に接続された、ＤＣ電力 供給７８を通して供給される。

汚染された容器が圧力する信号をオペレーターに与える、任意のアラーム発生器 ８０Ａを設ける。アラーム発生器８０Ａを出力コントロール・ライン８０Ｃを介 してマイクロプロセッサ−のコントローラー３４の出力に連結する。また、圧力 がある種の前辺て決定した限界外にあるとき、圧力スイノチ５８または真空スイ ッチ８７のような欠陥または機能障害の信号を受け取るために、機能障害アラー ム８０Ｂをマイクロプロセ。

サーのコントローラー３４に連結する。

このシステムの適切な作動を保証するために、他の安全装置、例えば、真空ケー ７８９、および背圧コントロール弁５４を設けることができる。

第２図の全体のシステムの大部分の成分は、好ましくは、防錆のステンレス鋼の キャビネット９２の中に取り囲まれる。向流の空気流が適当なファンにより発生 されている気密分離された区画９１Ａおよび９１Ｂを有する向流熱交換器９１に より、キャビネ・ソトは冷却される。

第２図に示されているシステムは第３図に示されている装置内に収容されており 、この装置は一般に気密シールされた環境の中に第２図の成分の大部分を取り囲 むための、ステンレス鋼の長方形のキャビネ１．ト９２を含む。キャビネット９ ２の後部は、修復または調節を必要とするとき、システムの成分をアクセスする ための、適当なドアおよびアクセス・パネルを有する。キャビネット９２は足ア センブリー９６上に支持された長方形フレーム９４に取り付けられている。支持 フレーム９４の前および背の両者の表面はトラックまたはスロット９４Ａを有す る。異なる高さのコンベヤーを収容するように、垂直方向にキャビネ・ント９２ を調節できるように、フレーム９４の背面上にトラック９４Ａが設けられている 。クロスバ−の支持体９８は、支持体９４の前側のトラ・ツク９４Ａの中を上下 にスライドすることができる。分析のために排気される試料の部分を加熱するた めの変換器４４は、クロスバ−の支持体９８に対して片持ばり風に構成されてい る。シュラウドまたはフード１００は、また、クロスバー９８に対して片持ばり 風に突き出ており、そして変換器４４を取り囲み、そして容器Ｃがコンベヤー１ ０に沿って動く試験ステーションのサンプリング領域の上にトンネルを形成する 。このシュラウドのそれ以上の詳細は、後述する第４図〜第６図に示されている 。

トラック９４Ａ中のクロスバ−支持体９８の取り１′１けは、シュラウド１００ および空気注入ノズルおよびサンプリング管２０の垂直方向に調節して、その下 の異なる大きさの容器Ｃの収容ことを促進する。

第４図〜第６図を詳細に参照すると、理解することができるように、シュラウド １００は変換器４４およびファン１５Ａを収容するための上のチャンバー１０２ を含む。開口１０２Ａはシュラウド１００のチャンバー１０２の下部の中に設け られている。管４４Ａは変換器４４の下部から延びており、そして開口１０２Ａ を通して延びる試料取入れ管２０に接続する。また、空気ノズル１６は開口１０ ２Ａを通して延び、そしてサンプリング管２０に隣接して配置されている。チャ ンバー１０２内のファン１５Ａはチャンバー全体を加圧を試料の雲１８から物質 および他の周囲の物質が開口１０２Ａに入るのを防止する。したがって、それは 変換器４４の回りの領域をきれいに保持する。

ファン１５Ａから発生した空気は、また、空気流を、少なくとも１つのルーパー １１ＯＡをその中に有するルーパー板１１０を通して、試験される容器より上の サンプリング領域を通して向けるために有用である。

この空気流の効果は第６図に最もよ（図解されており、ここで見ることができる ように、ルーパー１１ＯＡを通過する空気ＡＳの流れは試料の雲１８の残りを試 験ステーションにおけるサンプリング領域から外にコンベヤー１０の下流側に向 けて吹込む。したがって、ファン１５Ａおよびに関連するルーバー板１１０によ り発生した空気流ＡＳはサンプリング領域を連続的に清浄にするので、連続する 容器は前に検査した容器からの試料で汚染されない。

ルーバー板１１０はシュラウド１００の底壁１０６により定められた開口の中で 可逆的であるので、第６図のそれに対して反対のコンベヤー１０の動（方向につ いて、板１１０はルーパー１１０への向きを反対方向に単に逆転することができ 、そして空気流をその方向においてコンベヤーの下流端に向けて方向づける。

第４図および第５図をいっそう詳細に参照すると、シュラウド１００は湾曲状底 壁を含み、この底壁はそらせ板１０８と一緒に試験ステーションにおけるサンプ リング領域の上で湾曲状フードまたはトンネルを形成する。このトンネルまたは フードの目的は試料の雲１８を合理的限界内に含有し、こうしてファン１５Ａお よびルーバー板１１０により発生した空気流が、試験区域からの試料の雲１８の 残りの効率よい除去を促進する、空気力学的囲いの中に向けることである。この トンネル様構造内のサンプリング領域の封じ込めは、また、サンプリング管２ｏ を通すサンプリングの効率を増大する。

第１図に関して前述したボトル位置検出器は第５図において要素１７として示さ れており、そしてそらせ板１ｏ８の下部に取り付けられている。要素１７は、並 置された光源およびシュラウドの対向する壁１０６上に取り付けられたレフレク タ−１７Ａと整列する光検出器を含む。こうして、見ることができるように、表 面１０６およびそらせ板１０８により定められたトンネルの中に入る容器Ｃは光 線を遮断し、そして試験ステーションにおける容器の存在を示す信号を発生する 。

本発明をこうして説明したが、明らかなように、本発明は多くの方法で変更する ことができる。例えば、池の形態の高速分析装置、例えば、電子捕捉検出器また は光イオン化検出器は、第２図を参照して説明した化学発光分析装置の代わりに 適当であろう。

１つの好ましい検出器は、米国特許第３，８４５，３０９号（ヘルムら）（開示 をその特許を参照することによってここに加える）に記載されている型のパルス 蚤光ガス分析装置である。このような分析装置において、チャンバーの中に引き 入れられそしてフラッシュ管からの輻射線エネルギーにより照明されたガスの試 料は蛍光を発生し、そして光検出器により検出される輻射線を放射する。米国特 許第３．８４５．３０９号の中に述べられている型の分析装置、例えば、サーモ ・エンバイロメント・インスツルメンツ・インコーホレーテッド（Ｔｈ　ｅ　ｒ ｍｏ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ、Ｉｎｃ、）（マサチュセッツ州フランクリン ）から入手可能である４３型パルスト・フルオレセントＳ０２アナライザーは、 バンドパスフィルターの除去により変更したとき、ガソリンおよび池の石油生成 物中に存在するある種の炭化水素、例えば、多環式芳香族炭化水素の高度に感受 性検出器となることが発見された。変更された蛍光性ガスの分析装置は、第１図 および第２図のシステムにおいて残留物分析装置２６使用することができる（後 者のシステムにおいて、オゾン発生器６４またはオゾン取り扱い成分を必要し、 そして好ましくは変換器４１１はまた不必要である。

また、管２０の中に吸引された試料は２またはそれ以上の流れに分離し、そして 複数の分析装置２７に入力することができる。各分析波ａ２６（第１図）を使用 して異なる種類の汚染物質を検出することができるであろう。また、変換器４４ において試料を前処理する分析装置２７（第２図）以外の完全に多様の型の分析 装置を使用することができる。

その場合において、試料の一部分を多様の型の分析装置に送り、そして一部分を 変換器４４に送る。

さらに、検査すべき物質は容器の中の物質に限定されない。例えば、本発明の方 法およびシステムは、新しいプラスチックの飲料用ボトルを製造するために再循 環すべき樹脂またはプラスチックの素材の細断したストリップまたはフレークの 中に吸収された揮発性物質を検出するために使用することができるであろう。こ れらの細断またはフレーク化したプラスチック素材を第１図のコンベヤーベルト １ｏ上に直接配置しそして試験ステーション１２に通過することができる；ある いは、プラスチックの素材をその上に配置されたバスケット、パケットまたは他 の型の容器の中に入れ、そしてバッチの中で検査することができる。

本発明の方法およびシステムに従い検査した他の物質は、アミンについて監視す る種々の食物、例えば、魚、試薬について検査する製剤学的製品および除草剤、 ゴム製品、例えば、化学的物質、例えば、発泡剤について検査するタイヤ、ウェ ブ材料、例えば、酸について検査、抄紙機中の紙、およびさらに揮発性化合物、 例えば、爆発性物質または薬物について検査する人が着用するクロスを包含する 。このような材料は、コンベヤー上の試験ステーションを通過する間に、開いた 容器内であるいは容器の不存在下検査することができる。後者の場合において、 ノズル１６による物質に向けられた圧縮空気または他の流体の高い流速および／ または加熱は、検出すべき揮発性物質の所望の試料を得るためであることができ る。

なおさらに、試験するボトルは飲料を決して充填しなかった新しいボトルである ことができる。こうして、新しいボトルは、製造プロセスの副生物であることが ある、過剰の酸無水物の含量について試験することができる。

このような態様は本発明の精神および範囲から逸脱すると見なすべきではなく、 そして当業者にとって明らがなすべてのこのような変更は次の請求の範囲の範囲 内に含まれることを意図する。

フロントページの続き （７２）発明者　スラシュ、ケネス・エム、ジュニアアメリカ合衆国ジョーシア 用３００３３デカター・フェアオークスロート２２３１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．容器の内容物の一部分を置換して容器の外側の領域において容器の開口に隣 接して試料の雲を形成し、そして容器の外側の試料の雲を分析して、その中のあ る種の物質の存在または不存在を決定する、 ことを含む容器の中のある種の物質をサンプリングしその存在を決定する方法。 ２．置換の工程は、前記容器の開口の中に流体を注入してその内容物の少なくと も一部分を配置して、容器の外側の領域において容器の開口に隣接して試料の雲 を形成することによって、実施する、請求の範囲９３の方法。 ３．それ以上の工程： 複数の容器を順次に試験ステーションを過ぎて動かし、そして流体を試験ステー ションにおいて連続的に流し、そして容器が前記試験ステーションを通して動く とき、連続的に吸引して試料を抜き出す、を含む請求の範囲９４の方法。 ４．複数の上部が開いた容器を順次に試験ステーションを過ぎて動かし、そして 流体を試験ステーションにおいて連続的に流す、それ以上の工程を含む請求の範 囲９４の方法。 ５．注入工程が揮発性物質を前記容器から置換する請求の範囲９４の方法。 ６．注入された流体の流れおよび／または吸引をパルスさせる請求の範囲９４の 方法。 ７．流体を注入する工程の開始を抜き出し工程の開始前に実施する請求の範囲９ ８の方法。 ８．注入および抜き出しの工程の実施を時間的にオーバーラップさせる請求の範 囲９９の方法。 ９．注入の工程を抜き出しの工程の前に停止させる請求の範囲９９の方法。 １０．注入および抜き出しの工程を同期させて同一期間の間に同時に実施する請 求の範囲９８方法。 １１．注入する流体が圧縮空気である請求の範囲１０２の方法。 １２．注入する流体が圧縮空気である請求の範囲１０１の方法。 １３．注入する流体が圧縮空気である請求の範囲１００の方法。 １４、注入する流体が圧縮空気である請求の範囲９８の方法。 １５．注入する流体が圧縮空気である請求の範囲９４の方法。 １６．容器の開口の中に注入する前に、注入した流体を加熱するそれ以上の工程 を含む請求の範囲９４の方法。 １７．前記分析の工程が： 抜き出した試料を加熱し、 加熱した試料をオゾンと混合してそれとの化学反応を引き起こして、反応成分の 化学発光を発生させ、そして化学発光により放射された輻射線を光学的に分析し て、前記ある種の残留物の存在または不存在を決定する、工程を含む、請求の範 囲９４の方法。 １８．ある種の物質が窒素含有化合物を含み、加熱の工程が試料を約８００℃〜 １４００℃の範囲の温度に加熱して一酸化窒素を生成し、そしてオゾンが一酸化 窒素と化学的に反応して化学発光を発生する、請求の範囲１０９の方法。 １９．それ以上の工程： 試料の第１部分をそらせ、そして 抜き出された試料の第２部分を分析して、その中のある種の物質の存在または不 存在を決定する、 を含む請求の範囲９４の方法。 ２０．前記そらす試料の第１部分が抜き出された試料の約９０％であり、そして 分析する試料の第２部分がその約１０％である、請求の範囲１１１の方法。 ２１．そらした第１部分を試験ステーションに到達する連続する容器の中に注入 される流体の中に再循環させるそれ以上の工程を含む、請求の範囲１１１の方法 。 ２２．分析する工程が： 試料を輻射エネルギーで照明して試料の中に蛍光を発生させ、そして前記蛍光に より放射される輻射線を分析して、試料中の前記ある種の物質の存在または不存 在を決定する、 工程を含む、請求の範囲９４の方法。 ２３．試料を選択的に照明してその中の芳香族炭化水素が蛍光を発生するように する請求の範囲１１４の方法。 ２４．工程： 少なくとも２つの試験ステーションの各々において容器の中に流体を同時に注入 して、各容器の内容物の少なくとも一部分を置換して試料の雲を形成し、 そのように置換された各容器の内容物の前記部分の試料を吸引することによって 抜き出し、 前記少なくとも２つの容器の両者から抜き出された試料を同時に分析して、その 中のある種の物質の存在または不存在を決定し、少なくとも２つの容器を少なく とも２つの試験ステーションの下流に動かし、注入および抜き出しの工程を停止 し、そして少なくとも２つの容器の次の連続する上流の群が動いて少なくとも２ つの試験ステーションと整列するとき、前記注入、抜き出しおよび分析の工程を 反復する、 からなる、少なくとも２つの試験ステーションを過ぎてコンベヤー上の順次に動 く複数の容器の中のある種の物質をサンプリングしそしてその存在を決定する請 求の範囲９４の方法。 ２５．流体を容器の開口の中に注入して容器の内容物の少なくとも一部分を置換 して、容器の外側の領域において試料の雲を形成する手段、前記試料の雲を吸引 することによって、そのように置換された各容器の内容物の前記部分の試料を抜 き出す手段、容器の開口から間隔を置いて位置する関係で前記容器の外側を抜き 出す前記手段を支持する手段、および 抜き出された試料を分析して、その中のある種の残留物の存在または不存在を決 定する手段、 からなる容器の中のある種の残留物をサンプリングしそしてその存在を決定する システム。 ２６．前記容器を順次に試験ステーションを過ぎて動かす手段、および前記注入 手段を拘束して前記流体を連続的に注入しかつ容器が前記試験ステーションを通 して動くとき、前記抜き出し手段を拘束して前記領域を連続的に吸引するコント ロール手段をさらに含む、請求の範囲１１７のシステム。 ２７．流体の抜き出し前に流体の注入を開始するコントロール手段をさらに含む 請求の範囲１１７のシステム。 ２８．コントロール手段が注入手段および抜き出し手段の作動を拘束して時間的 にオーバーラップさせる請求の範囲１１９のシステム。 ２９．コントロール手段が抜き出し手段の開始前に注入手段の作動を停止させる 請求の範囲１１９のシステム。 ３０．コントロール手段が注入手段および抜き出し手段を同期させ、こうして注 入および抜き出しを同一期間の間に同時に起こさせる請求の範囲１１７のシステ ム。 ３１．試料の第１部分をそらす手段、および抜き出される試料の第２部分を分析 して、その中のある種の残留物の存在または不存在を決定する手段、 をさらに含む請求の範囲１１７のシステム。 ３２．前記注入手段を拘束して前記流体を連続的に注入しかつ容器が前記試験ス テーションを通して動くとき、前記抜き出し手段を拘束して前記領域を連続的に 吸引するコントロール手段をさらに含む、請求の範囲１２３のシステム。 ３３．前記そらされた第１部分を試験ステーションに到達する連続する容器の中 に再循環させる手段をさらに含む請求の範囲１２３のシステム。 ３４．流体の抜き出し前に流体の注入を開始するコントロール手段をさらに含む 請求の範囲１２５のシステム。 ３５．コントロール手段が注入手段および抜き出し手段の作動を拘束して時間的 にオーバーラップさせる請求の範囲１２６のシステム。 ３６．コントロール手段が抜き出し手段の開始前に注入手段の作動を停止させる 請求の範囲１２６のシステム。 ３７．コントロール手段が注入手段および抜き出し手段を同期させ、こうして注 入および抜き出しを同一期間の間に同時に起こさせる請求の範囲１２３のシステ ム。 ３８．各容器が試験ステーションを去るとき、空気流を試験ステーションの領域 の中に向けて、連続する試験すべき容器が試験ステーションに到達する前に、容 器の内容物の残留する雲を除去する手段をさらに含む請求の範囲１２３のシステ ム。 ３９．前記分析手段が： 抜き出された試料を約８００〜１４００℃に加熱する手段、加熱された試料をオ ゾンと混合してそれとの化学反応を引き起こして、反応成分の化学発光を発生さ せる手段、および化学発光により放射された輻射線を光学的に分析して、前記あ る種の残留物の存在または不存在を決定する手段、からなる、請求の範囲１２３ のシステム。 ４０．前記分析手段が： 抜き出された試料を約８００〜１４００℃に加熱する手段、加熱された試料をオ ゾンと混合してそれとの化学反応を引き起こして、反応成分の化学発光を発生さ せる手段、および化学発光により放射された輻射線を光学的に分析して、前記あ る種の残留物の存在または不存在を決定する手段、からなる、請求の範囲１１７ のシステム。 ４１．流体を容器の開口の中に注入して容器の内容物の少なくとも一部分を置換 する手段、 そのように置換された容器の内容物の前記部分を吸引することによって抜き出す 手段、 注入および抜き出しの両者の手段を前記容器の外側で容器の開口から間隔を置い て位置する関係で支持する手段、前記注入手段は容器の開口に隣接して容器の外 側の領域において内容物の前記部分を置換して試料の雲を形成し、そして前記抜 き出し手段は前記容器の外側の前記領域において試料の雲を吸引する、 各容器が試験ステーションを去るとき、空気流を前記領域の中に向けて、連続す る試験すべき容器が試験ステーションに到達する前に、容器の内容物の試料の雲 の残留する部分を除去する手段、および抜き出された試料を分析して、その中の ある種の残留物の存在または不存在を決定する手段、 からなる試験ステーションを通して動く容器の中のある種の残留物をサンプリン グしそしてその存在を決定する装置。 ４２．試験ステーションの上に位置しかつ試験ステーションを部分的に取り囲む フードをさらに含み、前記フードは前記容器が通過することができるトンネルを 定める実質的に連続の湾曲状表面を有し、前記向ける手段は空気流を前記トンネ ルを通しかつ前記湾曲状表面に沿って通過させて、抜き出されていない試料の雲 の残留部分を前記試験ステーションにおける領域から除去することができる、請 求の範囲１３３の装置。 ４３．実質的に閉じたチャンバーを定めるその上の部分において、前記抜き出し 手段の少なくとも一部分を取り囲むシュラウド、前記チャンバー内に存在し、前 記チャンバーを空気で加圧するファン手段、および 前記チャンバーの下部に存在し、空気を前記ファン手段から前記チャンバーの中 から外にかつ前記トンネルを通して向けることによって、前記領域の中に向けら れる空気流をつくるルーバー手段、をさらに含む請求の範囲１３４の装置。 ４４．前記フードのトンネルを定める前記湾曲状表面が前記シュラウドの上部分 の下部に前記ルーバー手段と流体連絡して位置する請求の範囲１３５の装置。 ４５．前記レバー手段が前記チャンバーの壁により定められた開口の中に除去可 能に取り付けられた板および空気流を前記トンネルを通して第１の前以て決定し た方向に向ける少なくとも１つのルーバーを含み、前記ルーバー手段は前記開口 の中で可逆的であって、トンネルを通して前記第１の方向と反対の方向に前記空 気流を向けることを促進する、請求の範囲１３６の装置。