KR0184531B1 - 용기중의 오염물질의 존재여부를 샘플링하고 결정하는 방법 및 시스템 - Google Patents
용기중의 오염물질의 존재여부를 샘플링하고 결정하는 방법 및 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
용기내의 오염물질의 특정 잔류물의 존재여부를 샘플링하고 결정하는 방법으로, 그 내용물의 적어도 일부를 옮기기 위하여 상기 용기안으로 압축 공기를 주입시키는 단계와, 이로 흡입을 인가함에 의해 그렇게 옮겨진 용기 내용물의 샘플을 배출시키는 단계와, 그 안의 특정 잔류물의 존재여부를 결정하도록 배출된 샘플을 분석하는 단계로 구성된다. 이 압축된 공기는 용기 내용물의 일부를 옮기고 용기의 외부에 샘플 구름을 형성하도록 용기내에서 노즐을 통해 개구안으로 주입된다. 다음에 샘플 구름은 흡입에 의해 적어도 부분적으로 배출되고, 샘플은 질소 함유 화합물 혹은 탄화수소와 같은 오염물질의 존재여부에 대해서 분석된다. 일실시예에서는, 배출된 샘플의 약 90%는 분석기로부터 전용되고, 공기 주입기안으로 재순환된다. 테스트 이전에 음료 제품 휘발성 물질이 흩어지기에 충분한 시간을 제공하도록 음료병이 뚜껑없이 저장되면, 잠재적인 오염물질의 넓은 범위가 검출가능하다.
Description
제1도는 콘베이어 시스템을 따라 테스트 스테이션, 거부 구조 및 세척 스테이션으로 계속해서 이동하는 다수의 용기를 예시한 본 발명의 샘플링 및 잔류물 분석 시스템의 개략적인 블록도.
제2도는 오염물질이 질소함유 화합물일 경우 검출하는 검출 시스템으로 제1도의 시스템의 가능한 구현을 예시한 블록도.
제3도는 신호 강도 대 제2도의 시스템 분석에서 화학 발광에 의해 방출된 검출된 방사선의 파장의 그래프도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12 : 테스트 스테이션 14 : 공기 주입기
15 : 팬 16 : 노즐
18 : 샘플 구름 22 : 배출기 샘플러
24 : 바이패스 라인 25 : 공기 필터
26 : 잔류물 분석기 28 : 거부 구조
34 : 마이크로프로세서 콘트롤러
본 발명은 유리 또는 플라스틱병과 같은 용기안에 오염물질의 잔류물과 같은 특정 물질의 존재여부를 샘플링하고 결정하는 용기 검사 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 용기 분류 시스템에 있는 테스트 스테이션을 통과하는 콘베이어를 따라 신속하게 이동하는 음료병과 같은 용기에 있어서 이러한 오염물질의 잔류물의 존재 여부를 결정하는 개선된 샘플링과 분석시스템 및 방법에 관한 것이다.
음료 산업을 포함한 많은 산업 분야에 있어서, 사용후 회수하여 세척하고 다시 사용할 수 있는 용기로 제품을 포장하고있다. 일반적으로, 음료병과 같은 재사용가능한 용기는 쉽게 깨끗해지는 유리로 만들어진다. 이러한 용기는 세척되고 나서 이 물질의 존재여부를 검사하게 된다.
유리 용기는 쉽게 깨어지고, 체적이 커짐에 따라 비교적 무거워지는 결점이 있다. 따라서, 플라스틱 용기를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 왜냐하면, 플라스틱 용기는 그다지 깨지지 않으며, 동일한 체적의 유리 용기보다 더욱 가볍기 때문이다. 그러나, 플라스틱 물질은 제품에 녹아있는 다양한 유기화합물을 흡수하려는 경향이 있으므로, 용기안에 포장된 제품의 질에 잠재적으로 불리하게 영향을 미친다. 그러한 우기 화합물의 보기는 암모니아,유기 질소화합물 및 가솔린과 다양한 세정액을 포함하는 탄화수소와 같은 질소함유 화합물이다.
따라서, 본 발명의 제1목적은 용기가 세척 어셈블리 혹은 그와 유사한 것으로 혹은 그로부터 진행되어지는 콘베이어를 따라 신속하게 이동하는 동안 용기내에서 넓은 범위의 특정 물질, 예를 들면, 질소함유 화합물 및 탄화수소와 같은 오염물질의 존재 여부를 검출하는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 용기의 운동을 정지하거나 그 운동을 방해하지 않으면서 용기가 콘베이어를 따라 이동하는 동안 1분당 대략 200내지 1000개의 병에 대한 고속샘플링 속도를 달성하면서 용기내의 잔류물을 샘플링하고 분석하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 테스트될 용기가 샘플링 혹은 분석 구조에 접촉하지 않으면서 콘베이어를 따라 이동하는 용기내에 있는 잔류물을 샘플링하고 분석하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 어떠한 조사기구 또는 이와 유사한 것을 용기안으로 물리적으로 삽입하지 않으면서도, 콘베이어를 따라 이동하는 용기내에 있는 잔류물을 샘플링하고 분석하는 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 병에서 휘발성 음료 원료 잔류물(''제품'')의 최소한의 방해를 받으며 음료병내의 폭넓은 범위의 오염물을 검출하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 그내용물의 적어도 일부를 옮기기 위하여 용기안으로 유체를 주입시키는 단계와, 흡입을 인가하여 옮겨진 용기 내용물의 샘플을 배출시키는 단계와, 그 내부에 특정 잔류물의 존재 여부를 결정하도록 배출된 샘플을 분석하는 단계로 구성되어, 용기내에 휘발성 잔류물과 같은 특정 물질의 존재 여부를 샘플링하고 결정하는 방법을 제공함에 의해 달성된다.
바람직한 실시예에 있어서, 용기안으로 유체주입은, 노즐을 통해 주입된 공기를 압축하여 용기의 내부에 공기 분사함으로써 이루어진다. 이러한 공기 분사는 용기의 그 개구부에서 발생되는 용기의 내용물의 분무 안개를 일으키게 되고, 용기의 외부로부터의 흡입에 의해 배출되어짐으로써 용기 내용물의 일부를 샘플하게 된다.
유체의 주입 및 샘플의 배출은 연속적인 동작이거나 혹은 단계적으로 수행된다. 단계적으로 사용되면, 용기안으로의 유체의 주입을 개시하는 단계는 샘플을 배출하는 단계의 개시에 때를 맞추어 선행하는 바람직하고, 이로써 샘플 구름의 형성에 필요한 시간을 제공하게 된다. 그러나,주입 및 배출의 단계의 수행은 다소 중첩될 수 있다. 선택적으로, 주입 및 배출의 단계는 시간적으로 간격을 가지지만, 이것은 바람직한 샘플링 속도에 좌우된다. 또 다른 선택으로는, 주입 및 배출 단계를 동기화시켜서 동일한 기간동안 동시에 발생되도록 한다.
바람직한 실시예에서, 노즐로부터 유체 주입 및 배출 수단에 의해 인가된 흡입은 테스트 스테이션에서 계속되어질 것이다. 이러한 실시예에서는, 용기 혹은 병은 신속하게 이동하는 콘베이어상의 테스트 스테이션을 통해 신속하면서도 계속해서 이동된다. 병은 분당 200내지 1000병의 속도로 테스트 스테이션을 통해 이동하게된다. 분당 400병의 속도가 바람직하고, 현재의 음료병 채움속도에 적합하다. 바람직한 테스트 속도는 검사되어지고 채워질 병의 크기에 따라 변화할 것이다. 주입기 노즐은 배출기의 흡입 튜브로부터 콘베이어 이동의 방향의 상향에 배치됨으로서 각각의 용기안으로의 유체 주입은 결과적인 샘플구름의 배출에 다소 선행한다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 배출된 샘플의 일부(대략 90%)는 전용되고, 샘플의 나머지 부분은 특정 잔류물의 존재여부를 결정하는 분석기로 전달된다. 샘플의 제1부분을 전용하는 목적은 고속 분석을 달성하도록 처리하기 쉬운 양으로 분석기로 전달되는 샘플의 양을 한정하려는 것이다. 부가적으로, 샘플의 체적이 너무 크면, 이것은 검출기를 방해하거나 막히게 한다. 그러나, 이는 전체 샘플 구름을 본질적으로 배출하기에 우선 바람직하여 연속적인 용기에 대한 세정 환경을 제공하도록 샘플구름의 내용물로부터 테스트 스테이션의 영역을 깨끗이 한다. 이것은 주어진 지점에서 제때에 테스트될 용기와 관련없는 잔류물의 거짓 이월 신호(용기 내용물의 혼합)을 제거한다.
바람직하다면, 제1 샘플의 전용된 부분은 임의의 공기 필터를 통해 이송되고, 후속하는 용기안으로 주입되어지는 압축된 공기로 재순환되어짐으로서 테스트 스테이션에 도달하게 된다. 이것은 샘플의 전용된 제1부분이 전용 및 압축에 사용되는 펌프에서 효율적으로 사용되도록 하고, 그 셈플의 제1부분을 테스트 측 주위의 대기중으로 배출시킬 필요성을 제거하게 된다.
다른 실시예에 있어서, 이전에 음료로 채워졌고 뚜껑에 의해 밀봉가능한 개구를 포함하고 있는 용기내에 특정 오염물질의 휘발성 물질의 존재여부를 샘플하고 결정하는 방법을 제공함에 의해 제품 휘발성 물질의 방해없이 넓은 범위의 오염물질을 검출할 수 있다. 이러한 방법은 음료 잔류물에 의한 휘발성 성분의 검출가능한 양이 용기로부터 배출되고 탈출되도록 충분한 시간 주기동안 뚜껑을 제거시킨 채 상기 용기를 저장하는 단계와, 상기 충분한 시간 주기의 만료후에 용기내에 남아있는 휘발성 물질의 샘플을 배출하는 단계와, 반응물질의 화학 발광을 발생시키도록 화학반응을 야기하는 화학 반응 물질을 샘플에 혼합시키는 단계와, 음료 잔류물의 휘발성 성분의 검출가능한 레벨의 화학 발광으로부터의 방해없이, 특정 오염물질의 상기 휘발성 물질의 존재여부를 결정하도록 샘플 및 반응 물질의 화학 발광에 의해 방출되는 방사선을 선택적으로 분석하는 단계로 구성된다.
본 발명의 또 다른 응용가능한 범위는 이후에 주어진 상세한 설명으로부터 명백해 질 것이다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내고 있지만 상세한 설명 및 특정 실시예는 단지 예시적으로 주어진 것인 바, 본 발명의 정신 및 범위내에서 다양한 수정 및 변형이 이 상세한 설명으로부터 본 기술분야에 숙련된 사람에게 명백할 것이다.
본 발명은 단지 예시의 수단으로 주어지고 본 발명을 한정하지는 않는, 아래에 주어진 상세한 설명 및 첨부된 도면으로부터 좀 더 완전히 이해될 것이다.
제1도를 참조하면, 테스트 스테이션(12), 거부 구조(28) 및 콘베이어(32)를 통해 세척 시스템으로 계속해서 이동하도록 배치된, 뚜껑이 덮히지 않고 상부가 개방된 다수의 용기(C)(예컨대, 대략 1500c.c.의 체적의 플라스틱 음료병)가 간격을 두고 화살표(A)의 방향으로 이동하고 있는 콘베이어(10)를 예시한 것이다. 용기(C)의 내용물은 일반적으로 공기, 휘발성 오염물질의 잔류물을 포함하고, 가능하다면, 용기내에 있는 음료와 같은 어떤 제품의 휘발성 물질을 포함할 수도 있다. 압축된 공기의 소오스인 공기 주입기(14)에는 테스트 스테이션(12)에서 용기(C)로부터 간격을 두고 떨어져 배치된 노즐이 제공되어진다. 노즐(16)은 용기의 외부에 배치되어 그사이에 어떠한 접촉도 발생시키지 않는다. 노즐(16)은 용기 내용물의 적어도 일부를 옮기기 위해서 용기(C)안으로 압축된 공기를 조종함으로서 샘플 구름(18)을 테스트될 용기의 외부 영역까지 방출시킨다.
노즐(16)을 통해 용기(C)안으로 주입된 공기의 체적은 통상 병에 대해 약10c.c.의 단위이고, 분당 200내지 1000병의 속도이다. 분당 400병의 속도가 바람직하고, 현재의 음료병 채움속도에 적합하다. 바람직한 테스트 속도는 검사되어지고 채워질 병의 크기에 따라 변화하게 된다. 약 10c.c.의 용기 내용물이 병의 외부 영역까지 옮겨져 샘플 구름(18)을 형성한다.
또한 제공되는 것은 샘플링 튜브 혹은 도관(20)에 결합된 진공 펌프 혹은 그와 유사한 것으로 이루어진 배출기 샘플러(22)이다. 튜브는 가까이, 바람직하게는, 공기 주입기(14)의 하부(예컨대, 대략 1/16인치)에 장착되어짐으로써 용기(C)의 상부에 있는 개구부에 인접한 샘플구름(18)과 유동적으로 소통하게 된다. 노즐(16)도, 튜브(20)도 테스트 스테이션(12)에서 용기(C)와 접촉하지 않는다 ; 오히려, 둘다 그 개구부에 근접하여 용기의 외부지점에서 간격을 두고 있다. 용기(C)에 요구되는 어떤 물리적인 결합 혹은 콘베이어(10)을 따라 그 신속한 운동을 방해하고 따라서 샘플링 속도를 저하시키는, 용기안으로의 조사기구의 삽입도 요구되지 않는 장점이 있다. 분당 약 200 내지 1000 병의 샘플링 속도는 본 발명의 시스템 혹은 방법으로 가능하게 된다. 콘베이어(10)는 바람직하게는 테스트 스테이션에서 병을 정지시키거나 감소시키지 않으면서 이러한 속도를 달성하도록 계속해서 구동되어진다.
바이패스 라인(24)는 배출기 샘플러(22)와 소통하도록 제공되어짐으로써 튜브(20)로 인입하는 구름(18)에서의 샘플의 사전결정된 부분(바람직하게는 약 90%)이 바이패스 라인(24)을 통해 전용될 수 있다. 남아있는 샘플 부분은 특정 물질이 존재하는 지를 결정하는 잔류물 분석기(26)로 전달된 다음 배출된다. 구름(18)에서 나온 대부분의 샘플을 전용하는 하나의 목적은 배출기 샘플러(22)로부터 잔류물 분석기(26)까지 전달하는 샘플의 양을 감소시킴으로서 고속 분석을 달성하는 것이다. 이것은 처리가능한 레벨의 샘플을 잔류물 분석기(26)에 의해 테스트되어지도록 제공하기 위해서 행해진다. 샘플의 일부를 전용하는 다른 목적은 테스트 스테이션에서 배출기(22)에 의해 모든 샘플 구름(18)을 실질적으로 이동시키고 바이패스 라인(24)을 통해 초과분을 전용할 수 있는 것이다. 바람직한 실시예에서는, 바이패스 라인(24)을 통해 통과하는 샘플의 초과분은 콘베이어(10)를 따라 이동하는 후속 용기안으로 노즐(16)을 통해 도입하기 위한 공기 주입기(14)로 되돌아온다. 그러나, 바이패스 라인(24)을 통해 대기로의 방출은 간단하게 또한 가능하다.
마이크로프로세서 콘트롤러(34)가 공기 주입기(14), 배출기 샘플러(22), 잔류물 분석기(26), 거부 구조(28) 및 임의 팬(15)의 동작을 조절하도록 제공되어진다. 나란히 배열된 방열기 및 광검출기(18)를 포함하는 용기 센서(17)는 콘베이어(10)를 가로질러 반사기(도시되지 않음) 맞은 편에 배치되어진다. 센서(17)는 용기가 테스트 스테이션에 도달할 때를 콘트롤러(34)에 알리고, 광검출기에 반사되어진 방사선빔을 일시적으로 중지한다. 임의팬(15)는 샘플 구름(18)을 향해 공기 분사를 발생하도록, 바람직하게는 용기(C)의 이동 방향에 제공되어짐으로써 각각의 용기(C)가 샘플된 후 테스트 스테이션의 근접한 곳에서 샘플 구름(18)의 제거를 원조하게 된다. 연속적인 용기(C)가 샘플링을 위해 테스트 스테이션에 다다를 때, 존재하는 샘플구름(18)에서 나온 잔류물이 테스트 스테이션 영역을 오염시킬 수 없도록 이것은 테스트 스테이션의 영역에서 공기를 제거한다. 따라서, 용기사이에 샘플이월품이 배제된다. 팬(15)의 동작에 필요한 듀티 사이클은 제1도에 도식적으로 표시된 마이크로프로세서(34)에 의해 제어된다. 팬(15)은 바람직하게는 시스템의 정지를 동작하는 전체 시간동안 계속해서 동작한다.
잔류물 분석기(26)가 특정 용기(C)가 여러 바람직하지 못한 형태의 잔류물로 오염되었는 지를 결정할 때, 거부구조(28)는 마이크로프로세서 콘트롤러(34)에서 나온 거부신호를 수신한다. 거부구조(28)는 오염되어 거부된 병을 콘베이어(30)로 돌리며 오염되지 않은 조건에 맞는 병의 열은 콘베이어(32)상의 세척기(도시되지 않음)로 가도록 한다.
다른 선택은 콘베이어 이송방향으로 병세척기의 하부에 병 테스트 스테이션을 배치하거나, 추가의 테스트 스테이션과 잔류물 분석시스템을 세척기 다음에 배치하는 것이다. 사실상, 어떤 오염물에 대하여 병을 검사할 때, 세척기 다음에 테스트 스테이션과 시스템을 위치시키는 것이 바람직하다. 예를 들면, 오염물질이 물에 용해하지 않는 가솔린과 같은 탄화수소라면, 병이 세척되고 나서 탄화수소의 잔류물을 검사하는 것이 더욱 쉽다. 왜냐하면, 병이 가열되고 물로 세척되는 세척공정 동안, 수용성 화학휘발 물질이 그 가열에 의해 병으로부터 제거된 다음 세척수에 녹아있기 때문이다. 이와는 반대로, 수용성이 아닌 특정한 탄화수수는 녹아있는 수용성 화학물질을 제외하도록 세척기의 하부에서 샘플러(22)에 의해 샘플된다. 따라서, 그러한 탄화수소의 검사는 병이 테스트전에 세척기를 지나간다면, 다른 수용성 화학물질로부터의 잠재적인 간섭없이 수행될 수 있다.
제2도를 참조하면, 제1도의 샘플링 및 분석 시스템으로 사용되는 검출기 시스템의 특정 실시예를 도시한 것으로, 유사한 도면부호는 유사한 부분을 나타낸다. 예시된 바와 같이, 노즐(16)이 검사되어질 용기(도시되지 않음)안으로 통과하는 공기 분사를 발생시키도록 제공된다. 노즐(16)을 통과하는 공기는 가열되거나 혹은 가열되지 않게 되는 데, 대부분의 경우 공기를 가열시키는 것이 유리하다. 노즐(16)에 대해서 나란한 것은 샘플로부터 극소량을 여과시키도록 그 출력에 필터(40)을 포함하는 샘플 입구 튜브(20)이다. 흡입은 잔류물 분석기(26)를 통해 접속된 펌프(82)의 흡입 면으로부터 튜브(20)에 제공된다.
제1도와 관련되어 기술된 바와 같이, 일부의 샘플(예를 들면, 분당 약 6000 c.c.의 전체 샘플 흐름의 90-95%)은 펌프(46)의 흡입 면으로의 접속 수단에 의해 바이패스 라인(24)를 통해 전용되어진다. 펌프(46)는 축적기(48), 정상 개방 분사 제어밸브(50) 및 공기 분사 출력 노즐(16)로 되돌아가는 것을 통해 재순환한다. 잔여압력(backpressure) 레귤레이터(54)는 노즐(16)을 통해 공기 분사의 압력을 제어하도록 하고, 초과 공깅를 배기관(57)으로 배출한다. 분사 제어 밸브(50)는 라인(50A)를 통해 마이크로프로세서 콘트롤러(34)로부터 제어 신호를 수신함으로써 정상적으로는 노즐로의 공기 흐름을 허용하도록 밸브를 개방하여 유지하게 된다.
전력이 AC 필터(74) 및 AC 파워서플라이(PS)의 출력에 접속된 회로 차단기(76)의 출력에 접속된 라인(46A)을 통해 펌프(46)으로 제공된다.
제2도의 실시예에서 검출기 어셈블리(27)는 화학 발광의 방법에 의해 검사되어지는 용기내에서 질소 함유 화합물과 같은 선택된 화합물의 잔류물을 검출하는 분석기이다. 이러한 형태의 검출기는 일반적으로 공지되어졌고, 이들의 반응을 허용하도록, 오존을 산호질소 혹은 오존과 반응하는 다른 화합물과 혼합하기 위한 체임버, 방사선 투과성 요소(적절한 필터를 갖는) 및 반응의 산물로부터 화학 발광을 검출하는 방사선 검출기를 포함한다. 예를 들면, 옥시던트(보기. 공기중의 산소)의 존재하에서 가열 질소 화합물(예를 들면, 암모니아)로부터 발생된 NO가 오존과 화학적으로 반응할 때, 특성 광 방출은 약 0.6 내지 2.9 마이크론의 범위에서의 파장과 같은 사전결정된 파장에서 방출된다. 화학 발광의 방출된 방사선의 선택된 부분 및 그 강도는 광전 증배관에 의해 검출될 수 있다.
따라서, 제2도의 시스템에서, 대기는 흡입구(60) 및 에어 필터(62)를 통해 오존발생기로 인입된다. 오존은 공기로의 전기 방전에 의해서 그 내부에서 발생되고, 오존 필터(66) 및 흐름 제어 밸브(68)를 통해 배출되고, 여기서 흡입구 튜브(20), 필터(40), 흐름 제한기(42) 및 컨버터(44)를 통해 용기 입구로 부터 샘플과 혼합된다. 흡입구 튜브(20)로부터의 샘플은 전기적 가열 니켈 튜브와 같은 컨버터(44)로 통과되고, 여기서 온도는 검출기 어셈블리(27)로의 입력되기 전에 약 800℃ 내지 900℃ 까지 상승하게 된다. 400℃ 내지 1400℃의 범위에서의 온도가 또한 조건에 맞을 수 있다. 암모니아와 같은 질소-함유 화합물이 이렇게 가열될 때, NO(산화질소)는 발생되고, 산화질소는 검출기 어셈블리(27)의 체임버로 공급된다. OSB3/SB와 반응하는 NO와 다른 화합물 및 화학 발광이 컨버터(44)에서 또한 발생되고, 예를 들면, 가솔린 혹은 세척 잔류물로부터 도출된 유기화합물이다.
트랜스포머(72)를 통해 전력을 공급받는 온도 콘트롤러(70)는 컨버터(44)의 온도를 제어하도록 사용된다.
검출기 어셈블리(27)에서의 샘플은 그 체임버를 통해 통과후에, 제1도의 콘베이어(10)를 따라 이동하는 다음의 용기로부터 다음 샘플에 대한 잔류물 검출기를 청결하도록 하기 위해, 축적기(85) 및 펌프(82)를 통해 오존 세정기(56)까지 그리고 배출 출구(57)까지 출력된다. (상기에 나타낸 바와 같이,제2도에는 도시되지 않은 (임의) 팬이 샘플 입구 튜브(20) 근처로부터 어떤 남아있는 샘플 구름을 세척하도록 채용된다). 테스트의 결과에 관련된 검출기 어셈블리(27)로부터의 출력은 적절한 방식으로 리코더(83)으로 이러한 정보를 제공하는 마이크로프로세서(34)까지 프리앰프(84)를 통해 출력된다. 리코더(83)는 바람직하게는 전형적인 스트립 리코더 혹은 그와 유사한 것이고, 이것은 신호 진폭 대 분석된 샘플 시간을 나타낸다.
마이크로프로세서(34)는 ''히트(hit)'' 혹은 특정 잔류물의 검출을 사전결정된 시간 간격(테스트 스테이션에서 감지된 용기의 도착에 의존한) 및 전체 기울기에서 존재하는 검출기 어셈블리(27)의 광검출기로부터의 피크 신호 및 진폭 달성 사전결정된 크기로서 인식되도록 프로그램되고 그에 따라 기술된 지속시간에 대한 그 레벨을 유지하게 된다.
마이크로프로세서 콘트롤러(34)는 오염된 병을 거부하고 세척기를 향한 경로상의 병으로부터 오염된 병을 분리시키도록 하는 병 배출기(28)에 대한 출력을 또한 가진다.
칼리브레이션 단자(86)는 검출기 어셈블리와 관련된 고 전압 공급(26A)을 조정하도록 잔류물 분석기(26)에 제공된다. 또한 리코더의 동작을 조절하도록 마이크로프로세서 콘트롤러(34)에 접속된 리코더 감쇄기 입력 단자(88)가 제공된다. 검출기 어셈블리(27)는 고 전압 공급(26A)로부터 전력을 수신한다.
부가적인 제어는 사용자가 적절한 형태로 검출기 어셈블리(27)의 동작을 제어하도록 하는 키 패드 및 디스플레이 섹션을 포함하는 사용자 패널(90)을 포함한다.
DC 파워는 파워 서플라이 PS의 출력에 접속된 DC 파워 서플라이(78)을 통해 모든 적정 구성요소에 공급된다.
임의 경보신호 표시기(80A)가 오염된 용기의 존재를 사용자에게 신호전달하는 것을 제공한다. 경보신호 표시기(80A)는 출력 제어 라인(80C)을 통해 마이크로프로세서 콘트롤러(34)의 출력에 접속된다. 오동작 신호 표시기(80B)는 마이크로프로세서 콘트롤러(34)에 또한 접속되어 압력이 특정 사전결정된 한계를 벗어났을 때 압력 스위치(58) 혹은 진공 스위치(87)로부터 오동작 신호 혹은 폴트를 수신하게 된다.
시스템의 바른 동작을 보장하도록 진공 게이지(89) 및 back 제어 밸브(54)와 같은 다른 안전 장치가 제공된다.
제2도의 전체 시스템의 대부분의 구성요소는 바람직하게는 녹방지(rust-proof), 스테인리스 강 캐비닛(92)으로 구성된다. 캐비닛은 역 공기 흐름이 적정 팬에 의해 제공되는 밀폐 분리된 섹션(91A, 91B)를 구비하는 역-흐름 열 교환기(91)에 의해 냉각된다.
이전에 기술된 바와 같이, 바람직한 실시예에서 제2도의 시스템은 재사용가능한 음료병과 같은 샘플내의 질소 함유 화합물의 존재여부를 검출하도록 사용된다. 그러나, 제2도의 시스템이 방사선 스펙트럼의 영역에서 화학 발광하고 음료병 내부에 있는(이후, quot;제품quot;)의 성분의 화학 발광과 중복되는 다른 가능한 오염물질을 포함하는 요염물질의 가능한한 넓은 부위를 검출되도록 사용되는 것이 바람직하다. 이것은 본 발명에 따른 제3도 및 아래에서 부분적으로 기술된 방법에 의해 달성된다.
제3도를 참조하면, 이것은 방사선의 신호 강도(밀리볼트에서) 대 화학 발광에 의해 방출된 파장의 그래프로서, 질소 함유 화합물의 화학 발광에 의해 방출된 방사선이 약 0.6 내지 2.8 마이크론의 범위(적외선에 근접함)내에 있음을 알 수 있다. 따라서, 질소 함유 화합물만을 찾기 위해서 제2도의 시스템 및 그 검출기 어셈블리(27)를 사용할 때, 컷-오프 필터(100)는 검출기 어셈블리(27)의 광전증배관 검출기의 도달로부터 약 1마이크론 이하의 파장의 샘플의 모든 화학 발광 방사선을 차단하는 데 사용된다. 1마이크론 이하에서 방출된 화학 발광 방사선(적외선에 근접한 가시광선)이하 재사용가능한 음료병으로부터 배출된 샘플에서 quot;제품quot; 잔류물에 의해 방출되기 때문에, 이러한 필터는 질소 화합물의 검출이 주 관심사인 경우에 바람직하다. 따라서, 1마이크론 컷-오프 필터(100)는 테스트하에서 병안의 quot;제품quot; 잔류물의 고 레벨에 의해 야기되는 잘못된 거부 신호를 제거시킨다. 물론 제거하는 것뿐 아니라 재사용가능한 병의 낭비를 최소화하도록 잘못된 거부 신호를 최소화시킨다.
그러나, 본 발명은 음료병이 뚜껑이 없는 상태, 즉, 그 정상부 개구가 덮혀지지 않은 상태로 저장되면, 제2도의 시스템으로 테스트하기 이전에 충분한 시간동안, quot;제품quot; 잔류물의 휘발성분이 병으로부터 휘발되어짐으로서 잘못된 거부 신호를 발생시키기에 충분한 레벨에서 검출되지 않는다. 즉, 1마이크론 필터(100)가 제거되고 0.19 마이크론에서 컷-오프 특성을 갖는 수정 컷-오프 필터로 대체되더라도, quot;제품quot; 휘발성분은 병이 충분한 시간 주기동안 뚜껑없이 저장되면 거부 신호를 발생시키기에 충분히 큰 양이 존재하지 않게 된다는 것이다. 이러한 시간 주기는 다양한 quot;제품quot;에 대해서 변화한다. 그러나, 뚜껑이 없는 병에 대해서 약 열다섯(15) 시간의 저장 주기가 처리되는 테스트에서 양호한 결과를 산출해왔다. 이러한 결과는 오염물질의 넓은 범위 및 quot;제품quot; 잔류물을 포함하는 음료병에서 배출된 샘플에 대한 다음의 표 1로서 도표로 작성된다.
표 1의 열 1의 상부는 본 발명의 방법 및 시스템에 의해 검출가능한 음료병에서의잠재적인 오염물질을 포함하는 샘플을 기록하고 있다. 즉, 이러한 오염물질은 질소 함유 화합물에 부가적으로 검출가능한 오염물들이다. 뚜껑이 덮히지 않은(uncapped)이라는 표시는 잔류물 함유 병이 지시된 시간동안 그 정상부가 개구부가 덮혀지지 않은 채 저장되어진 것을 의미한다; 표시되지 않은 대상은 오염물질이 존재하고, 테스트이전에 짧은 시간동안만 정상부 개구를 덮지 않은 것을 나타낸다. 열 1의 하부에서의 샘플은 검사되어진 음료 제품의 실시예를 포함하고, 병이 뚜껑이 닫혔는 지, 닫히지 않은 지를 표시하고, 예를 들면 15시간동안 그 상부 개구가 닫히지 않은채 잔류물 함유 병의 저장 주기동안 뚜껑이 닫히지 않았는 지를 표시한다. 뚜껑이 덮힘(capped) 표시는 병이 존재하는 음료 제품의 잔류물로서 테스트되는 것을 의미하고, 상부 개구는 테스트이전에 짧은 주기동안만 덮혀지지 않는다. 플레시 표시는 병이 개봉된 후 곧 테스트되는 것을 의미하고, 유체 형상, 예를 들면, 실질적인 음료의 전체 병으로, 오래동안 발효된 제품이라기 보다는 플레시 제품을 포함하는 것을 의미한다.
표 1의 열 2는 광전증배관(104)의 입력 윈도우에서 0.19 마이크론 수정 컷-오프 필터(102)를 갖는 검출기 어셈블리(27)에서 광전증배관(104)에 의해 측정된 신호의 밀리볼트에서의 강도를 도시한다. 현저하게 검출가능한 레벨의 신호가 뚜껑이 있는 혹은 뚜껑이 없는 음료병에 있어서 이러한 오염물질에 대해서 존재하는 것을 알 수 있다.
열 2에서의 데이타는 15시간동안 저장된 뚜껑이 없는 음료병에 대해서, 제품 휘발성분이 광전증배관(104)에 의해 검출불가능(0밀리볼트)한 것을 또한 나타낸다.
표 1의 열 4는 1마이크론 필터(100) 및 다양한 오염물질 혹은 열 1의 제품에 대한 검출가능한 신호의 밀리볼트에서의 레벨을 포함하는 시스템의 테스트 결과를 도시한다. 기존적으로 표 1에서 오염물질에 관련된 모든 이용가능한 신호 데이타는 적소에서 1마이크론 필터(100)로 손실되는 것을 나타내다.
표 1의 열 3은 필터(100 혹은 102)중 어느 하나의 적소에서의 광전증배관(104)의 입력에 설치된 0.4마이크론 컷-오프 필터(106)의 결과이다. 다소의 유효한 오염물질 데이타가 0.4마이크론 컷-오프 필터(102)를 사용할 때 검출가능하다.
따라서, 본 발명의 제품 휘발성분으로부터의 잘못된 거부 신호를 발생시킬 가능성을 제거하는 뚜껑이 없는 상태에서 음료병의 저장이 가장 의미있고 유리하다는 것을 알 수 있다. 즉, 제품 휘발성분을 발산시키도록 충분한 시간동안 뚜껑이 없는 음료병을 저장하는 개념을 구현하는 본 발명이 처리는 표 1에 기록된 것과 같은 질소 함유 화합물을 포함하는 오염물질에 부가하여 다른 넓은 범위의 오염물질의 검출을 가능하게 한다.
따라서 기술된 본 발명은 많은 방법으로 변경되어질 수 있다는 것은 명백하다. 예를 들면, 전자 포착 검출기 혹은 광이온화 검출기와 같은 다른 형태의 고속 분석기가 제2도를 참조하여 설명된 화학 발광 분석기로 사용될 수 있다.
또한, 관(20)으로의 흡수된 샘플은 둘 혹은 그 이상의 스트림으로 분리되어져서 다수의 분석기(26)으로 입력된다. 따라서, 각각의 분석기(26)는 상이한 형태의 오염 물질을 검출하도록 사용될 수 있다.
부가적으로, 검사되는 물질은 용기내에 있는 물질로 제한되지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 방법 및 시스템은 수지의 플레이크 혹은 소량의 스트립에 흡착되어진 휘발성분 혹은 새로운 음료병을 제조하는 데 재순환되도록 하는 플라스틱 스톡을 검출하는 데 사용될 수 있다. 이러한 흡착 혹은 플레이크 플라스틱 스톡은 제1도의콘베이어 벨트(10)상에 직접 배치되고 테스트 스테이션(12)을 통과할 수 있다; 혹은 플라스틱 스톡은 그 위에 위치된 바스켓, 바킷 혹은 용기의 다른 형태로 배치되고 배치(batches)로 검사된다.
테스트되는 병은 음료로 가득채워지지 않는 새로운 병일 수도 있다. 따라서, 새 병은 제조처리의 부산물인 과도 산 알데히드 함유량에 대해서 테스트되어질 수도 있다.
이러한 변경은 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나는 것으로 간주되지 않고, 본 기술 분야에 숙련된 사람들에게 명백한 모든 이러한 변용은 다음의 특허청구의 범위에 포함된다.
Claims (9)
- 이전에 음료로 채워졌었고 뚜껑에 의해 밀봉가능한 개구를 포함하는 용기내에 특정 오염물질의 휘발성분의 존재여부를 샘플링하고 결정하는 방법으로서, 상기 방법은, 음료 잔류물의 휘발성분이 상기 용기로부터 배출되어 나가도록, 상기 용기를 충분한 시간동안 상기 뚜껑을 제거한 채 저장하는 단계와, 상기 충분한 시간이 만료한 후 용기내에 남아있는 휘발성분의 샘플을 배출시키는 단계와, 반응물질의 화학 발광을 발생시키기 위하여 그 내부에 화학 반응을 야기시키도록 화학 반응물질과 샘플을 혼합하는 혼합 단계와, 약 0.19마이크론이상의 파장을 갖는 방사선의 존재여부를 검출하도록 샘플의 화학 발광에 의해 방출된 방사선을 여과하여, 음료의 휘발성분의 화학 발광으로부터의 간섭없이 특정 오염물질의 상기 휘발성분의 존재여부를 결정하도록 샘플 및 반응물질의 화학 발광에 의해 방출된 방사선을 분석하는 단계와, 0.19마이크론이상의 특성 파장에서 검출된 방사선으로부터 상기 특정 오염물질의 존재 여부를 식별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 혼합 단계 이전에 샘플을 400℃ 내지 1400℃까지 가열시키는 단계를 포함하고, 상기 화학 반응물질은 오존인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 충분한 시간은 약 15시간인 것을 특징으로 하는 방법.이전에 음료로 채워졌었고 뚜껑에 의해 밀봉가능한 개구를 포함하는 용기내에 특정 오염물질의 휘발성분의 존재여부를 샘플링하고 결정하는 방법으로서, 상기 방법은, 음료 잔류물의 휘발성분이 상기 용기로부터 배출되어 나가도록, 상기 용기를 충분한 시간동안 상기 뚜껑을 제거한 채 저장하는 단계와, 적어도 일부의 휘발성분을 옮겨서 상기 용기 밖이 영역내에 샘플을 생성하기 위하여, 상기 충분한 시간 만료 후 상기 용기내의 개구로 유체를 주입시키는 단계와, 흡입에 의해 상기 용기 밖의 영역으로부터 옮겨진 휘발성분의 샘플을 배출시키는 단계와, 특정 오염물질의 상기 휘발성분의 존재여부를 결정하도록 배출된 샘플을 분석하는 분석 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 분석 단계는, 반응물질의 화학 발광을 발생시키기 위하여 그 내부에 화학 반응을 야기시키도록 화학 반응물질과 샘플을 혼합하는 혼합 단계와, 음료의 잔류물의 휘발성분의 화학 발광으로부터의 간섭없이 특정 오염물질의 상기 휘발성분의 존재여부를 결정하도록 샘플 및 반응물질의 화학 발광에 의해 방출된 방사선을 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제4항에 있어서, 분석 단계는, 0.19마이크론이상의 파장을 갖는 방사선의 존재여부를 검출하도록 샘플의 화학 발광에 의해 방출된 방사선을 여과하는 필터링 단계와, 0.19마이크론이상의 특성 파장에서 검출된 방사선으로부터 상기 특정 오염물질이 존재 여부를 식별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 혼합 단계이전에 샘플을 400℃ 내지 1400℃까지 가열시키는 단계를 포함하고, 여기서 화학 반응물질은 오존인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 충분한 시간은 약 15시간인 것을 특징으로 하는 방법.
- 이전에 음료로 채워졌었고 뚜껑에 의해 밀봉가능한 개구를 포함하는 용기내에 특정물질의 존재여부를 샘플링하고 결정하는 방법으로서, 상기 방법은, 음료 잔여물의 휘발성분이 상기 용기로부터 배출되어 나가도록 상기 용기를 충분한 시간동안 상기 뚜껑을 제거한 채 저장하는 단계와, 용기 내용물의 일부를 옮겨서, 개구에 인접한 용기 밖 영역에서 샘플을 형성하는 단계와, 상기 용기 내부의 특정 물질 존재여부를 결정할 수 있도록 상기 샘플을 분석하는 분석 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 이전에 음료로 채워졌었고 뚜껑에 의해 밀봉가능한 개구를 포함하는 용기내에 특정 오염물질의 휘발성분의 존재여부를 샘플링하고 결정하는 방법으로서, 상기 방법은, 음료 잔류물의 휘발성분이 상기 용기로부터 배출되어 나가도록 상기 용기를 충분한 시간동안 상기 뚜껑을 제거한 채 저장하는 단계와, 상기 충분한 시간 만료후에, 검출될 잔류물과 오염물질 사이의 혼합을 피하기 위하여 음료 잔류물 휘발성분을 제거하는 추가적인 예비처리 없이, 용기내에 남아있는 휘발성분의 샘플을 배출시키는 단계와, 상기 용기 내부의 특정 오염물질 존재여부를 결정하도록 배출된 샘플을 분석하는 분석 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
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