KR102406989B1 - 가스 농도 측정 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

적어도 하나의 변형 가능한 부분을 구비하는 벽을 구비하는 용기 내의, 적어도 특정 스펙트럼 범위에서 전자기 방사선을 흡수하는 가스 농도를 측정하는 방법(100)으로, 이 방법은, - 마주보게 위치 설정된 면들 사이의 변형 가능한 부분과 상기 변형 가능한 부분과 마주하는 벽의 다른 부분을 편향시켜서, 위치 설정된 면들 사이에 상기 용기의 편향된 용적부가 형성되는, 변형 가능한 부분과 상기 변형 가능한 부분과 마주하는 벽의 다른 부분을 편향시키는 단계(101), - 측정 시간(110) 중에, 상기 편향된 용적부 내로 전자기 방사선을 송신하는 단계(102) 및 각 방사선 경로를 따라 상기 편향된 용적부로부터 상기 송신된 방사선의 송신된 방사선 또는 반사된 방사선을 수신하는 단계(103), - 상기 측정 시간 중에, 상기 변형 가능한 부분 및 다른 부분 중 적어도 하나와 상기 방사선 경로들 중 적어도 하나를 상대적으로 이동시키는 단계(104), 및 - 수신된 방사선으로부터 상기 가스 농도를 결정하는 단계(105)를 포함한다. 또한 본 발명은 모니터 대상 가스의 농도의 충진 가스 용적부를 포함하는 밀봉된 용기를 제조하는 방법, 위 방법을 수행하기 위한 장치(10) 및 용기를 충진하기 위한 충진 설비에도 관한 것이다.

Description

가스 농도 측정 장치 및 방법
본 명세서에서 다루고 있는 발명은 적어도 하나의 변형 가능한 부분을 구비하는 벽을 구비하는 용기 내에서 가스 농도를 측정하는 방법에 관한 것이다. 다른 측면에 의하면, 본 발명은 사전에 정해진 농도 범위에 속하는 모니터링 대상 가스의 농도를 구비하는 충진 가스 용적부를 포함하는 밀폐된 용기를 제조하는 방법 및 그 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.
많은 분야에서, 의약품 또는 식품같이 민감한 내용물을 포장하기 위한 용기 내에 존재하는 가스 성분에 대한 특정한 요구가 있다. 예를 들면, 공정 제어나 품질 제어를 위해, 포장하기 전, 포장하는 중이나 포장한 후에, 용기 내의 가스 농도를 결정할 필요가 있다. 용기 내용물이 산화되어 부패될 수 있는 경우, 관련 가스 농도는 예컨대 산소 농도일 수 있다. 산소 농도가 낮으면 박테리아와 균류의 활동을 억제할 수 있다.
일 예시로, 적외선 흡수 분광법이 공지되어 있는데, 이 방법은 용기 내의 모니터링 대상이 되는 특정 가스의 농도를 결정하기에 적합하고, 비침습적 방식으로 즉 용기 내로 측정 장치의 일부를 유입하지 않고서 가스 농도를 결정할 수 있게 한다. 적외선만이 용기 벽과 분석 대상 가스를 통과한다. 적외선의 방사선 강도는 다른 종류의 가스에 대해 특정 흡수 밴드에서 감소된다.
의약품이나 식품같이 민감한 제품을 포장하는 데에 가요성 또는 변형되는 벽을 구비하는 용기가 종종 사용된다. 이러한 용기는 백, 포일을 덮고 있는 트레이 또는 세미-강직형 용기 예컨대 플라스틱이나 판지를 포함하는 벽을 구비하는 용기일 수 있다. 최종적인 흡수는 가스 농도와 가스 내에서 방사선의 이동 거리에 따라 달라지기 때문에, 변형 가능한 벽을 구비하는 용기 내의 가스 농도를 정확하게 측정하는 것은 어렵다. 이러한 용기는 각 용기들 사이에 큰 변동성(variability)을 가질 수 있다. 특히, 가변형 벽을 구비하는 용기 내로 내용물을 충전하는 공정이 종료되지 않은 경우, 내용물 부피 및 내용물이 담겨 있는 용기의 치수가 측정할 때마다 달라지거나 심지어는 한번 측정하는 동안에도 달라질 수 있어서, 가스 내에서 방사선이 이동하는 거리와 흡수되는 방사선 양에 영향을 주게 된다.
본 발명의 목적은 적어도 하나의 변형 가능한 부분을 구비하는 벽을 구비하는 용기 내 가스 농도를 측정하는 방법으로, 주지된 방법의 일부 어려움을 없앤 측정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 제1항에 따른 방법에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 방법은, 적어도 하나의 변형 가능한 부분을 구비하는 벽을 구비하는 용기 내의, 적어도 특정 스펙트럼 범위에서 전자기 방사선을 흡수하는 가스 농도를 측정하는 방법이다. 본 방법은 다음 단계를 포함한다.
- 마주보게 위치 설정된 면들 사이의 변형 가능한 부분과 상기 변형 가능한 부분과 마주하는 벽의 다른 부분을 편향시켜서, 위치 설정된 면들 사이에 상기 용기의 편향된 용적부가 형성되는, 변형 가능한 부분과 상기 변형 가능한 부분과 마주하는 벽의 다른 부분을 편향시키는 단계,
- 측정 시간 중에, 상기 편향된 용적부 내로 전자기 방사선을 송신하는 단계 및 각 방사선 경로를 따라 상기 편향된 용적부로부터 상기 송신된 방사선의 송신된 방사선 또는 반사된 방사선을 수신하는 단계,
- 상기 측정 시간 중에, 상기 변형 가능한 부분 및 다른 부분 중 적어도 하나와 상기 방사선 경로들 중 적어도 하나를 상대적으로 이동시키는 단계. 및
- 수신된 방사선으로부터 상기 가스 농도를 결정하는 단계.
본 발명자는 본 발명 방법으로 가스의 농도를 높은 정밀도로 측정할 수 있다는 것을 인지하였다. 특히 모니터 대상 가스의 농도가 낮아 흡수 강도가 낮은 경우에도 작은 에러로 가스 농도를 결정할 수 있다. 용기 벽의 변형 가능한 부분 또는 용기 벽의 다른 부분 중 적어도 하나의 방사선 경로들 중 적어도 하나에 대한 상대적 이동에 의해, 전자기 방사선이 횡단하는 벽 부분들의 재료 상에서의 반사와 산란에 기원을 두는 방해 효과가 평균화 된다. 동일한 용기 상에서의 연속된 측정이 더욱 재현될 수 있다. 동일한 종류의 다른 용기들의 정확한 형상 또는 면 구조로부터의 작은 변동이 결정되는 가스 농도에 영향을 덜 준다. 본 발명자는 다양한 상정 가능한 방사선 경로들 간의 간섭 효과가 가스 내에서의 흡수로 잘못 해석될 수 있다는 것을 인지하였다. 이러한 유형의 에러는 농도가 낮은 가스의 농도를 측정할 때나 가스 내부에서 방사선 경로 길이가 짧을 때와 관련된다. 레이저 광같이 코히런트가 높은 전자기 방사선이 적용될 때 간섭 효과가 심각해질 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 이러한 유형의 에러를 효과적으로 감소시킨다.
마주보게 위치 설정된 면들 사이의 변형 가능한 부분과 상기 변형 가능한 부분과 마주하는 벽의 다른 부분을 편향시키는 단계에 의해, 용기의 내용물 용적부에 대해 서로 반대편에 위치하는 벽의 두 부분에서 위치설정 면들이 접촉한다. 이러한 구성으로, 용기가 예컨대 액체를 저장하기 위한 백과 같이 가요성이 큰 벽을 구비하는 경우에도 내용물 용적부 내부에서 방사선 경로의 길이가 올바르게 획정될 수 있다.
마주보게 위치 설정된 면들 사이의 변형 가능한 부분과 상기 변형 가능한 부분과 마주하는 벽의 다른 부분을 편향시키는 단계는 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들면, 액체를 용기 내에 충전하는 것이 편향을 달성할 수 있는 하나의 방법이다.
물론 본 방법에서 특정 스펙트럼 범위에 속하는 전자기 방사선을 사용하기 위해, 용기 벽들의 적어도 일부분이 투명하거나 반투명한 것으로 가정한다.
서로 모순되지 않는다면 임의의 실시형태들과 조합될 수 있는 본 발명에 따른 방법의 일 실시형태에서, 상기 상대 이동은 상기 측정 시간 또는 상기 측정 시간의 일부에 대응되는 반복 시간의 주기적 이동으로 수행된다.
주기적 이동(cyclic movement)에서, 이동하는 물체들의 위치는 반복적인 시간이 경과한 후에 또는 반복적인 시간의 정수 배의 시간이 경과한 후에 다시 동일하게 된다. 이 실시형태에서, 이동 사이클 중에 도달하는 이동하는 벽 섹션의 모든 위치들이 측정에 기여한다. 이 실시형태에 의하면 벽 섹션들의 정확한 위치에 따른 효과의 평균치를 효과적으로 산출할 수 있다.
서로 모순되지 않는다면 임의의 실시형태들과 조합될 수 있는 본 발명에 따른 방법의 일 실시형태에서, 상기 상대 이동은 상기 용기의 상기 벽에 대한 조작 요소의 작용에 의해 야기된다.
조작 요소는, 벽의 변형 가능한 부분이나 다른 부분 중 적어도 하나를 이동시키기 위해, 예를 들면 용기 벽에 대해 밀거나 용기 벽의 일부분을 잡아당기는 데에 사용될 수 있다. 조작 요소는 자동화된 방식으로 용기를 취급하는 데에 사용되는 조작 요소일 수 있다. 예컨대 자동화된 충진 시스템의 다른 스테이션들 사이에서 용기를 운송하기 위해 사용되는 조작 요소일 수 있다. 조작 요소는, 용기가 마주보게 위치 설정된 면들 사이에 삽입되면, 용기 벽의 적어도 일부분을 조작하게 구성될 수 있다.
서로 모순되지 않는다면 임의의 실시형태들과 조합될 수 있는 본 발명에 따른 방법의 일 실시형태에서, 상대 이동은 마주보는 위치설정 면들 중 제2 위치설정 면에 대해 마주보는 위치설정 면들 중 제1 위치설정 면을 이동시켜, 방사선 경로의 길이를 실질적으로 일정하게 유지하면서 야기된다.
본 실시형태에서, 제1 위치설정 면의 이동은 벽의 마주보는 부분들 중 적어도 하나의 이동으로 효과적으로 전달된다. 두 위치설정 면들이 서로에 대해 이동함에 따라, 용기 벽의 다른 부분들이 이동하는 중에 서로에 대해 다양한 위치로 재배열되어 용기를 가로지르는 방사선 경로의 가능한 산란 경로들 관련하여 다양한 구성이 이루어지게 된다. 방사선 경로의 길이는 실질적으로 일정하게 유지되어서, 방사선 경로의 결정적인 경로 길이는 일정하게 유지하면서도 원치 않는 효과만이 변하게 된다. 방사선 경로의 길이를 실질적으로 일정하게 유지하는 상정 가능한 이동은 예를 들면 방사선 경로에 대해 직교하게 병진하거나, 방사선 경로를 따르는 축 주위를 회전하거나 또는 리플렉터 상의 한 지점 같이 방사선 경로를 획정하는 지점 주위를 틸팅하는 것이다. 또는, 방사선과의 평행한 미소 병진이 방사선 경로의 결정적인 경로 길이를 실질적으로 일정하게 유지하게 한다. 위치설정 면들의 상대 이동은 연속적이거나 단계적으로 예컨대 각 단계에서 이동하지 않는 시간 구간을 구비하며 단계적으로 이루어질 수 있다.
서로 모순되지 않는다면 이미 설명한 그리고 앞으로 설명할 임의의 실시형태들과 조합될 수 있는 본 발명에 따른 방법의 일 실시형태에서, 농도 결정 단계는, 이동하는 중에 도달되는 벽의 변형 가능한 부분과 상기 다른 부분 중 적어도 하나의 다른 위치에 대응하는 시점에서 수신되는 방사선에 기초한다.
본 실시형태에 따르면, 수신된 신호 예컨대 아날로그를 디지털로 변환하는 변환기를 구비하며 작동하게 연결된 검출기에 의해 수신된 신호가 시간에 따라 축적될 수 있으며, 축적된 신호는 측정 시간 말기에 평가될 수 있다. 이와 다른 가능성은, 일련의 대응 예비 농도를 생성하기 위한 일련의 측정을 평가하고 예컨대 이 일련의 예비 농도의 평균값을 계산하는 것이다. 본 실시형태에 따라 신호를 처리하는 방식은, 검출기에서 수신된 신호들의 저 패스 필터링으로 볼 수 있으며, 이에 의해 상대적으로 이동하는 것에 대응하는 주파수를 구비하는 신호들은 걸러지게 된다.
논의되고 있는 실시형태에 따라, 벽의 부분들 중 적어도 한 부분은 조작 요소의 위치나 마주보게 위치 설정된 면들의 위치에 종속될 수 있다.
서로 모순되지 않는다면 임의의 실시형태들과 조합될 수 있는 본 발명에 따른 방법의 일 실시형태에서, 송신 단계는 스펙트럼 대역폭이 특정 스펙트럼 범위보다 좁고, 가변 송신기 주파수를 갖는 전자기 방사선 소스 특히 레이저에 의해 수행되고, 송신기 주파수는 특정 스펙트럼 범위에 걸쳐 주기적으로 변한다.
본 발명 방법의 본 실시형태에서 적용될 수 있는 협 대역 방사선 소스는 예를 들면 가변형 다이오드 레이저(tunable diode laser)일 수 있다. 이 경우, 다이오드 레이저의 주행 전류를 변화시킴으로써, 주파수의 스위핑이 수행될 수 있다. 헤르쯔 범위 내에서 반복되는 속도로 주기적인 스위핑이 수행될 수 있다. 주기적인 스위핑에 중첩하여, 예컨대 킬로 헤르쯔 영역에서 고주파 변조가 적용될 수 있다. 두 번째 경우에서, 변조된 주파수 및/또는 변조 주파수의 높은 오더의 측파대를 구비하는 신호들이 수신되는 신호에서 예컨대 록-인 증폭기에 의해 정밀하게 검출될 수 있다. 이러한 파장 변조 방법에 의해, 수신된 특정 스펙트럼 영역 내의 신호들 하지만 방해 소스들에서 유래한 신호들이 그들의 주파수 특성에 기초하여 여과될 수 있다. 예컨대 제1 오더 및 제2 오더 측파대 사이의 강도 비율의 분석이 검출기에 도달하는 방사선의 절대 분율을 알지 못한 상태에서 가스와 관련된 흡수를 측정할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.
서로 모순되지 않는다면 이미 설명한 그리고 앞으로 설명할 임의의 실시형태들과 조합될 수 있는 본 발명에 따른 방법의 일 실시형태에서, 편향 단계는 용기 직경이 마주보는 위치설정 면들 사이에서 연장할 때까지 직경을 증가시키도록 용기의 적어도 일부분을 충진 가스로 채워서 수행된다.
이 실시형태는 충진 가스에 의한 용기의 충진과 모니터 대상 가스 농도의 후속 측정을 효율적으로 조합한다. 충진된 용기 내에서 모니터 대상 가스 종이나 원치 않는 가스 종의 농도가 충진 가스가 용기 내에 도입되기 전에 존재하는 가스 종의 농도보다 높을 수 있는데, 이는 용기 벽에 부착되어 있는 모니터 대상 가스의 잔류물이나 용기의 액체 또는 고체 내용물에서 배출된 가스가 있을 수 있기 때문이다.
서로 모순되지 않는다면 임의의 실시형태들과 조합될 수 있는 본 발명에 따른 방법의 일 실시형태에서, 편향 단계는 마주보는 위치설정 면들 중 적어도 하나를 벽의 변형 가능한 부분과 다른 부분 중 적어도 하나를 향해 이동시킴으로써 수행된다.
본 실시형태는 예를 들면 품질 관련 측면에서 이미 채워져서 밀봉된 용기 내의 가스 농도를 측정하는 데에 사용될 수 있다.
본 발명의 추가의 관심 범위는 사전에 정해진 범위에 속하는 농도 특히 100 ppm 미만의 농도, 특히 10 ppm 미만의 농도, 특히 1 ppm 미만의 농도를 구비하는 모니터 대상 가스 특히 산소 농도를 구비하는 충진 가스 용적부를 포함하는 밀봉된 용기를 제조하는 방법으로, 다음 단계를 포함하는 밀봉된 용기 제조 방법이다.
a) 사전에 정해진 범위에 속하는 농도의 상기 모니터 대상인 충진 가스를 제공하는 단계,
b) 상기 제공된 충진 가스로 용기를 적어도 한 번 충진하는 단계,
c) 모니터 대상 가스의 농도를 결정하기 위해 제1항 내지 제8항 중 어느 하나에 따른 방법 단계를 적용하는 단계,
상기 농도가 상기 사전에 정해진 농도 범위를 벗어나면,
d) 용기에서 상기 제공된 충진 가스의 적어도 일부를 배출하는 단계 및 단계 b) 및 단계 c)를 반복하고,
상기 농도가 상기 사전에 정해진 농도 범위에 속하면,
e) 용기를 밀봉하는 단계.
본 방법에 의하면, 포장 공정과 품질 관리 단계가 효율적으로 통합된다. 명시된 가스 농도를 구비하는 밀봉된 용기들이 이 방법에서 포장 공정을 위한 준비 단계로 준비될 수 있다. 이 방법에 의하면, 민감한 내용물이 있는 용기가 용기의 내용물의 긴 유효 기간과 완전성을 보증하는 방식으로 제조될 수 있다.
본 발명의 추가의 관심 범위는 액체 또는 고체 내용물 및 사전에 정해진 범위에 속하는 농도 특히 100 ppm 미만의 농도, 특히 10 ppm 미만의 농도, 특히 1 ppm 미만의 농도를 구비하는 모니터 대상 가스 특히 산소 농도를 구비하는 충진 가스 용적부를 포함하는 밀봉된 용기를 제조하는 방법으로, 상기 제조 방법은 상기 소정 농도의 모니터 대상 가스를 가진 충진 가스 용적을 수용하는 밀봉된 용기를 제조하는 방법에 앞서 용기 내에 액체 또는 고체 내용물을 충진하는 단계를 포함하는, 밀봉된 용기 제조 방법이다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 방법 또는 그 실시형태를 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. 이러한 장치는 다음을 포함한다.
- 적어도 제1 위치설정 요소의 제1 위치설정 면 및 제2 위치설정 면 사이에 공간을 획정하는 제1 위치설정 면 및 제2 위치설정 면;
- 상기 특정 스펙트럼 범위 내의 전자기 방사선을 송신하기 위한 송신기 및 상기 특정 스펙트럼 범위 내의 전자기 방사선을 검출하기 위한 검출기로, 상기 송신기 및 검출기는 상기 송신기로부터 상기 검출기까지의 경로 상에 상기 공간을 가로지르는 방사선 경로를 획정하도록 배치되어 있고;
- 조작 요소에 기계적으로 연결되어 용기 벽의 적어도 일부를 조작하게 구성된 액추에이터 요소로, 용기가 상기 제1 위치설정 면과 제2 위치설정 면 사이에 삽입되어 상기 방사선 경로들 중 적어도 하나에 대해 상대적으로 그리고 상기 방사선 경로들 중 적어도 하나를 가로지르게 상기 용기 벽의 섹션을 이동시키되, 상기 섹션은 제1 위치설정 면과 제2 위치설정 면 중 적어도 하나에 인접하는, 액추에이터 요소;
- 상기 송신기, 상기 검출기 및 상기 액추에이터 요소에 작동 가능하게 연결되어 있는 제어 유닛;
- 상기 검출기에 작동 가능하게 연결되어 있고, 검출기에 의해 수신된 전자기 방사선에 기초하여 가스 농도를 결정하게 구성된 평가 유닛.
전자기 방사선의 송신기는 레이저 특히 가변 다이오드 레이저일 수 있다. 검출기는 포토다이오드 특히 실리콘 포토다이오드일 수 있다. 전자기 방사선은 근적외선-범위 특히 모니터 대상 가스의 흡수선 주위 범위에 속하는 방사선일 수 있다. 모니터 대상 가스가 산소인 경우, 특정 스펙트럼 범위는 760 나노미터 파장 근방의 수 나노미터 파장을 커버하는 영역일 수 있다. 수증기, 이산화탄소, 일산화탄소 등의 흡수 밴드를 포함하는 스펙트럼 영역 같은 다른 스펙트럼 범위도 선택될 수 있다.
송신기 및/또는 검출기는 송신기 헤드 및 수신기 헤드에 광섬유에 의해 각각 연결될 수 있다. 이 경우, 광섬유는 송신기와 검출기 사이의 방사선 경로의 일부이다. 광섬유는 가스 흡수를 위한 전형적인 방사선의 협대역 흡수에 기여하지 않는다.
송신기 및 검출기, 또는 송신기 헤드 및 수신기 헤드 각각은 마주보게 위치 설정된 면들 위에 배치될 수 있다. 송신기 및 검출기, 또는 송신기 헤드 및 수신기 헤드 각각은 동일한 위치설정 면들 위에 배치될 수 있고, 미러와 같은 리플렉터는 다른 위치설정 면 위에 배치될 수 있다. 송신기 및 검출기 또는 송신기 헤드 및 수신기 헤드 사이드 위에서 특정 스펙트럼 범위의 전자기 방사선을 반-반사(semi-refractive)하는 리플렉터 및 반대편 사이드 위에 완전 반사 리플렉터를 사용함으로써, 방사선 경로가 용기 직경을 따라 여러 번 예컨대 4번 또는 6번 안내되는 구성이 이루어질 수 있다. 제3 및 제4 위치설정 면 같은 추가의 위치설정 면들이 구현될 수 있다. 추가의 위치설정 면들은 더 복잡한 방사선 경로 예컨대 용기를 여러 번 횡단하는 방사선 경로를 획정하는 데에 유용할 수 있다.
위치설정 면들 사이에 획정되는 공간은 이들 사이에 벽의 변형 가능한 부분을 수용하기에 적합할 수 있다. 벽의 변형 가능한 부분은 용기의 가변식 내용물 용적부를 획정할 수 있다. 조작 요소는 용기를 파지하거나 용기를 자동 방식으로 취급하기 위해 예컨대 용기를 자동화된 충진 시스템의 다양한 스테이션들 사이에서 운송하는 데에 사용되는 조작 요소일 수 있다.
조작 요소는 용기 벽의 적어도 일부를 용기 벽의 섹션이 방사선 경로들 중 적어도 하나에 대해 상대적으로 이동하도록 조작하게 구성된다. 조작되는 벽의 일부는 방사선 경로에 대해 이동되는 벽의 섹션과는 멀리 떨어져 있을 수 있다. 벽 섹션의 이동은 상기 방사선 경로들 중 적어도 하나를 가로질러 발생한다. 벽 섹션은 제1 및 제2 위치설정 면들 중 적어도 하나에 인접해 있다. 벽 섹션은 추가의 위치설정 면들이 존재하는 경우에, 이들 추가의 위치설정 면들에도 인접할 수 있다. 조작 요소는 예를 들면 전자기 방사선을 방출하기 위한 송신기와 함께 용기 벽의 일부를 이동시키도록 구성되어, 송신기에서 방출된 방사선 경로가 이동하는 용기 벽의 일부의 반대편에 놓여 있는 벽 섹션을 가로질러 스캔하게 할 수 있다. 다른 실시예로, 조작 요소는 방사선 경로들 중 적어도 하나와 관련하여 상대 이동하는 벽 섹션과 바로 이웃하는 벽의 일부 위에서 끌어당기게 구성될 수 있다.
서로 모순되지 않는다면 임의의 실시형태들과 조합될 수 있는 본 발명에 따른 방법의 일 실시형태에서, 제1 위치설정 면은 조작 요소 위에 배치되어 있고, 조작 요소는 제2 위치설정 면에 대해 이동할 수 있되, 특히 제2 위치설정 면에 대해 병진 및/또는 회전 및/또는 선회할 수 있다.
이 실시형태는 효과적인 방식으로 벽의 일부와 방사선 경로를 상대 이동하게 할 수 있다.
서로 모순되지 않는다면 임의의 실시형태들과 조합될 수 있는 본 발명에 따른 방법의 일 실시형태에서, 제1 위치설정 면 및 제2 위치설정 면은 평탄하고 서로에 대해 실질적으로 평행하게 배치되어 있다.
서로 모순되지 않는다면 임의의 실시형태들과 조합될 수 있는 본 발명에 따른 방법의 일 실시형태에서, 제1 위치설정 요소는 제2 위치설정 면과 평행하게 이동할 수 있다.
이 실시형태는 예를 들면 용기 내부에서 방사선 경로의 길이가 실질적으로 일정하게 유지하면서 방사선 경로와 직교하는 벽 부분이 많이 이동하게 할 수 있다.
서로 모순되지 않는다면 임의의 실시형태들과 조합될 수 있는 본 발명에 따른 방법의 일 실시형태에서, 제1 위치설정 면 및 제2 위치설정 면 중 적어도 하나는 전자기 방사선을 반사하기 위한 리플렉터에 견고하게 연결되어 있다.
리플렉터가 광학축과 직교하는 방향으로 이동할 때 반사 지점의 위치는 움직이지 않기 때문에, 방사선 경로는 리플렉터의 정확한 위치와 독립될 수 있다. 이 실시형태에 따르면, 용기 내부 용적부를 적어도 두 번 가로지르는 방사선 경로가 구성될 수 있다.
서로 모순되지 않는다면 임의의 실시형태들과 조합될 수 있는 본 발명에 따른 방법의 일 실시형태에서, 장치는 용기의 개구에 연결되기에 적합하고 용기를 팽창 및 수축시키게 작동할 수 있는 가스-유동 도입 장치를 추가로 포함한다.
이 실시형태에 의하면, 가스 농도를 측정하는 장치 내에서 용기를 가스로 충진하거나 용기를 가스로 세척할 수 있다. 용기의 팽창은 본 발명에 따른 방법 중 편향 단계에 적용될 수 있다.
본 발명은 용기를 충진하는 충진 설비로, 상기 용기는 상기 용기의 내부 용적부를 획정하는 벽을 구비하되, 상기 벽은 적어도 하나의 변형 가능한 부분을 구비하고, 상기 충진 설비는 본 발명에 따른 장치나 장치의 실시형태들 중 적어도 하나에 따른 장치를 포함하는 용기 충진 설비에도 관한 것이다.
이 장치는 적어도 하나의 변형 가능한 부분을 구비하는 벽을 구비하는 용기를 취급하게 구성된 자동화 된 충진 설비에서 품질 관리 또는 공정 제어 단계를 수행하게 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 충진 설비는 가요성 백과 같이 일반적으로 가스 농도 결정이 어려운 용기 내의 가스 농도를 정밀하게 결정할 수 있게 한다.
도면을 참고로 하여 본 발명을 추가로 예시하였다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법에서 시간을 측정하는 중에 발생되는 상황을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 장치의 일 실시형태의 개략도이다.
도 4a 내지 도 4c는 방사선 경로를 획정하는 다양한 장치들의 개략도이다.
도 5a는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시형태의 개략도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 방법의 일 실시형태의 단계에서 발생되는 상황에 대한 개략도이다.
도 7a는 모니터링 대상 가스의 농도가 사전에 정해진 농도 범위 내에 있는  가스가 충진되는 용적부를 포함하는 밀봉된 용기를 제조하는 방법의 흐름도이다.
도 1은 개략적이며 단순화된 본 발명에 따른 방법(100)의 흐름도이다. 방법(100)은 적어도 하나의 변형 가능한 부분을 구비하는 벽을 구비하는 용기 내의 가스 농도를 측정하는 방법이다. 가스는 적어도 특정 스펙트럼 범위 내의 전자기 방사선을 흡수한다. 먼저, 마주보게 위치 설정된 면들 사이의 변형 가능한 부분과 상기 변형 가능한 부분과 마주하는 벽의 다른 부분을 편향시키는 단계(101)가 수행된다. 이에 의해, 편향된 용기의 용적부가 마주보게 위치 설정된 면들 사이에 형성된다. 측정 시간(110) 중에, 다음 3개의 공정이 동시에 수행된다.
- 전자기 방사선을 편향된 용적부 내로 송신하는 단계(102),
- 각 방사선 경로를 따라 편향된 용적부로부터 송신된 방사선의 송신된 방사선 또는 반사된 방사선을 수신하는 단계(103),
- 변형 가능한 부분 및 다른 부분 중 적어도 하나와 방사선 경로들 중 적어도 하나를 상대적으로 이동시키는 단계(104).
마지막 단계는 수신된 방사선으로부터 가스 농도를 결정하는 단계(105)이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법에서 측정 시간 중에 발생하는 현상을 간략하면서도 개략적으로 나타내는 도면이다. 방사선 경로(6)는 전자기 방사선을 위한 송신기(4)에서 시작하여 전자기 방사선을 위한 검출기(5)에서 종료한다. 마주보게 위치 설정된 제1 면(1)과 제2 면(2)은 용기의 적어도 일부를 수용하기 위한 용적부를 획정한다. 위치 설정된 면들을 획정하는 요소들을 통하는 단면을 대각선 방향의 해칭으로 나타내었고, 도 2에서 위치 설정된 면들을 통하는 단면들은 라인으로 보여질 수 있다. 위치 설정된 면들은 서로 마주보게 배치되어 있다. 마주보게 위치 설정된 제1 면(1)과 제2 면(2) 사이에 용기(20)가 위치한다. 이 방법의 이전 단계들이 수행된 결과로, 용기 벽의 제1 섹션(21)이 제1 위치설정 면과 접촉한다. 용기(20)의 내용물이 담기는 용적부의 반대편 위에서, 용기 벽의 제2 섹션(22)이 제2 위치설정 면(2)과 접촉한다. 이러한 방식으로, 용기 내부의 방사선 경로의 섹션이 올바르게 획정된다. 액추에이터 요소(12)에 의해 조작 요소(16)가 이중-화살표(17)로 지시되어 있는 바와 같이 용기 벽에 대해 이동한다. 이러한 이동은 방사선 경로에 대 용기 벽의 섹션의 이동-이중 화살표(24)로 표기되어 있음-을 야기한다.
도 3은 본 발명에 따른 장치의 일 실시형태의 부분 단면도를 개략적으로 도시한다. 본 실시형태에서, 제1 위치설정 면(1)은 조작 요소(16)의 면이고, 제1 위치설정 요소(1')의 한 면인 제2 위치설정 면(2)과 평행하게 이동한다. 송신기(4) 및 검출기(5)는 제1 위치설정 요소(1')에 대해 고정된 위치에 배치된다. 방사선 경로(6)는 송신기(4)로부터 리플렉터(11)를 거쳐 검출기로 형성되어, 용기(20) 내부의 용적부를 2번 가로지르게 된다. 리플렉터(11)는 제2 위치설정 면(2)과 함께 이동할 수 있다. 리플렉터의 이동은 방사선 경로의 길이를 많이 변하게 하지 않는데, 이는 리플렉터의 이동이 방사선 경로와 거의 수직으로 이루어지고 리플렉터 상에서의 반사 지점이 리플렉터 이동에 의해 영향을 받지 않기 때문이다. 액추에이터 요소(12)는 조작 요소(16)에 기계적으로 연결되어 있다. 조작 요소는 이중 화살표(17)로 표기된 방향으로 병진 이동할 수 있다. 제어 유닛(8)이 송신기(4), 검출기(5) 및 액추에이터 요소(12)에 파선으로 표기되어 있는 바와 같이 작동 가능하게 연결되어 있다. 평가 유닛(9)이 검출기(5)에 작동 가능하게 연결되어 있다. 측정 시간 중의 상황이 본 도면에 도시되어 있다. 전자기 방사선은 화살표로 표기되어 있는 바와 같은 방사선 경로를 따르고, 조작 요소(16)는 2개의 약간 변위된 윤곽선으로 표기되어 있는 바와 같이 움직인다. 이러한 움직임은 적어도 용기(20) 벽의 섹션(22)에서 약간의 이동을 야기한다. 본 명세서에 도시되어 있는 용기(20)는 예컨대 밀봉되어 있으며 주변에 대해 과압 하에서 가스를 담고 있는 플라스틱제 백일 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 방사선 경로를 획정하는 다른 장치의 개략도이다. 배향을 용이하게 하기 위해, 이들 장치들은 도 3에 도시되어 있는 장치의 실시형태의 단순화된 표현과 관련되어 도시되어 있지만, 이들 장치들은 다른 실시형태들과도 조합될 수 있다.
도 4a는 서로가 제1 위치설정 면(1) 및 제2 위치설정 면(2) 근방에 배치되어 있는 송신기(4) 및 검출기(5)의 구조를 도시한다. 방사선 경로(6)는 위치설정 면들과 직교하는 방향으로 제1 위치설정 면(1) 및 제2 위치설정 면(2) 사이의 공간을 한번 가로지른다.
도 4b의 장치에 도 4a의 구성과 유사한 구성이 도시되어 있다. 송신기와 검출기의 위치는 송신기 헤드(14)와 수신기 헤드(15)로 대체되어 있다. 송신기(4) 및 검출기(5)는 약간 떨어져 위치하며, 광섬유(13)가 송신기(4)를 송신기 헤드(14)에 연결하고, 검출기(5)를 수신기 헤드(15)에 각각 연결한다.
도 4c는 제1 위치설정 면(1) 및 제2 위치설정 면(2) 각각의 위에 위치하는 2개의 미러(11)를 포함하는 장치를 도시한다. 여기서, 방사선 경로(6)는 송신기(4)에서부터 검출기(5)까지의 경로 상에서 위치설정 면들 사이의 공간을 4번 가로지른다.
도 5는 본 발명에 따른 장치(10)의 다른 실시형태의 개략도이다. 도 3에 도시되어 있는 실시형태와 비교하면, 본 장치는 가스-유동 도입 장치(7)를 추가로 포함한다. 가스-유동 도입 장치는 용기(20)를 팽창시키거나 수축시키게 작동할 수 있다. 여기서, 측정 시간 동안에 이루어지는 상황이 도시되어 있다. 준비 단계로, 변형 가능한 벽들을 구비하는 용기(20)가 가스-유동 도입 장치(7)에 의해 팽창되어, 용기의 마주보는 벽들이 제1 위치설정 면(1) 및 제2 위치설정 면(2)과 접촉하게 된다. 장치의 본 실시형태를 사용하여, 충진 가스를 도입하고 나서 바로 용기 내부의 가스 농도가 측정될 수 있다. 이전에 명시된 용기 내부의 가스 구성성분에 도달할 때까지 용기를 충진 가스로 씻어내기 위해 팽창과 수축이 연속적으로 수행될 수 있다. 이 구성성분은 예를 들면 1 ‰ 미만 또는 심지어 100ppm 미만 특히 10ppm 미만, 더 특히 1 ppm 미만의 산소 농도 같은 저산소 농도일 수 있다.
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 본 발명에 따른 방법의 일 실시형태의 단계들 중에 발생하는 상황의 개략도이다. 가요성 백 형태일 수 있는 빈 용기가 제1 위치설정 면(1)과 제2 위치설정 면(2) 사이에 배치된다. 용기(20)는 가스-유동 도입 장치(7)에 연결되어 있다. 도 6b에서, 용기의 개구(23)를 통해 도입되는 가스에 의해 용기가 팽창된다. 이에 의해, 용기의 직경(D2)이 도 6a에 표기되어 있는 제1 위치설정 면(1)과 제2 위치설정 면(2) 사이의 거리(D1)와 일치할 때까지 증가한다. 도 6c는 측정 시간 중의 상황을 도시하는 것으로, 전자기 방사선(30)이 송신기(4)로부터 리플렉터(11) 상에서 반사되어 검출기(5)로 전달된다.
도 7은 모니터 대상 가스의 농도를 구비하는 충진 가스 부피를 포함하는 밀봉된 용기 제조 방법(200)을 도시한다. 여기서 모니터 대상 가스는 특히 산소로 그 사전에 결정된 농도 범위는 특히 100 ppm 미만, 특히 10 ppm 미만, 1 ppm 미만일 수 있다. 이 방법은 다음 단계들을 포함한다.
a) 사전에 정해진 농도 범위에 속하는 농도의 모니터 대상인 충진 가스를 준비하는 단계(201),
b) 제공된 충진 가스로 용기를 적어도 한 번 충진하는 단계(202),
c) 모니터 대상 가스의 농도를 결정하기 위해 본 발명에 따른 방법의 단계들 또는 그 실시형태들 중 어느 하나를 적용하는 단계(203),
그런 다음, 결정된 농도에 따라 결정(210)이 이루어진다.
농도가 사전에 정해진 농도 범위를 벗어나 있으면(화살표 "아니오"), 다음 단계를 수행한다.
d) 용기에서 제공된 충진 가스의 적어도 일부를 배출하는 단계(204) 및 단계 b 및 단계 c를 반복하여 단계(210) 지점에 다시 도달한다.
농도가 사전에 정해진 농도 범위에 속하면(화살표 "예"), 다음 단계를 수행한다.
e) 용기를 밀봉하는 단계(205).
그 결과, 모니터 대상 가스 농도와 관련된 사전에 정해진 사양을 충족하는 밀봉된 용기가 제조된다.
1      제1 위치설정 면(first positioning surface)
1'     제1 위치설정 요소(first positioning element)
2      제2 위치설정 면(second positioning surface)
2'     제2 위치설정 요소(second positioning element)
3      제1 및 제2 위치설정 면 사이의 공간
4      송신기(transmitter)
5      검출기(detector)
6      방사선 경로(radiation path)
7      가스-유동 도입 장치(gas-flow introducing device)
8      제어 유닛(control unit)
9      평가 유닛(evaluation unit)
10     장치(apparatus)
11     리플렉터(reflector)
12     액추에이터 요소(actuator element)
13     광섬유(optical fiber)
14     송신기 헤드(transmitter head)
15     수신기 헤드(receiver head)
16     조작 요소(manipulating element)
17     조작 요소의 이동(movement of manipulating element)
20     용기(container)
21     벽의 제1 섹션(first section of wall)
22     벽의 제2 섹션(second section of wall)
23     개구(opening)
24     벽의 섹션의 이동(movement of section of wall)
30     전자기 방사선(electromagnetic radiation)
D1     (제1 및 제2 위치설정 면 사이의) 거리
D2     (용기의) 직경
100    (가스 농도 측정) 방법
101, 102, 103, 104, 105    방법의 단계들
110    측정 시간(measuring time)
200    (밀봉된 용기 제조) 방법
201, 202, 203, 204, 205    방법의 단계들
210    결정(decision)

Claims (20)

  1. 적어도 하나의 변형 가능한 부분을 구비하는 벽을 구비하는 용기 내의, 적어도 특정 스펙트럼 범위에서 전자기 방사선을 흡수하는 가스 농도를 측정하는 방법(100)으로,
    - 마주보게 위치 설정된 면들 사이의 변형 가능한 부분과 상기 변형 가능한 부분과 마주하는 벽의 다른 부분을 편향시켜서, 위치 설정된 면들 사이에 상기 용기의 편향된 용적부가 형성되는, 변형 가능한 부분과 상기 변형 가능한 부분과 마주하는 벽의 다른 부분을 편향시키는 단계(101),
    - 측정 시간(110) 중에, 상기 편향된 용적부 내로 전자기 방사선을 송신하는 단계(102) 및 각 방사선 경로를 따라 상기 편향된 용적부로부터 상기 송신된 방사선의 송신된 방사선 또는 반사된 방사선을 수신하는 단계(103),
    - 상기 측정 시간 중에, 상기 변형 가능한 부분 및 다른 부분 중 적어도 하나와 상기 방사선 경로들 중 적어도 하나를 상대적으로 이동시키는 단계(104), 및
    - 수신된 방사선으로부터 상기 가스 농도를 결정하는 단계(105)를 포함하는 가스 농도 측정 방법에 있어서,
    상기 송신 단계, 상기 수신 단계 및 상기 상대적으로 이동시키는 단계는 동시에 수행되고,
    상기 상대 이동은, 상기 마주보는 위치설정 면들 중 제2 위치설정 면에 대해 상기 마주보는 위치설정 면들 중 제1 위치설정 면을 이동시켜, 방사선 경로의 길이를 실질적으로 일정하게 유지하면서 야기되며,
    방사선 경로의 길이를 실질적으로 일정하게 유지하는 상기 제1 위치설정 면을 이동시키는 것은,
    - 방사선 경로에 대해 직교하게 병진,
    - 방사선 경로를 따르는 축 주위를 회전, 및
    - 리플렉터 상의 한 지점 같이 방사선 경로를 획정하는 지점 주위를 틸팅하는 것 중 하나인 것을 특징으로 하는 가스 농도 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 상대 이동이, 상기 측정 시간 또는 상기 측정 시간의 일부에 대응되는 반복 시간의 주기적 이동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 가스 농도 측정 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 농도 결정 단계는, 상기 이동하는 중에 도달되는 벽의 상기 변형 가능한 부분과 상기 다른 부분 중 적어도 하나의 다른 위치에 대응하는 시점에서 수신되는 방사선에 기초하는 것을 특징으로 하는 가스 농도 측정 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 송신 단계는 스펙트럼 대역폭이 상기 특정 스펙트럼 범위보다 좁고, 가변 송신기 주파수를 갖는 전자기 방사선 소스에 의해 수행되고, 상기 송신기 주파수는 상기 특정 스펙트럼 범위에 걸쳐 주기적으로 변하는 것을 특징으로 하는 가스 농도 측정 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 편향 단계는 용기 직경이 상기 마주보는 위치설정 면들 사이에서 연장할 때까지 상기 직경을 증가시키도록 용기의 적어도 일부분을 충진 가스로 채워서 수행되는 것을 특징으로 하는 가스 농도 측정 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 편향 단계는 상기 마주보는 위치설정 면들 중 적어도 하나를 상기 벽의 상기 변형 가능한 부분과 다른 부분 중 적어도 하나를 향해 이동시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 가스 농도 측정 방법.
  9. 사전에 정해진 범위에 속하는 농도를 구비하는 모니터 대상 가스 농도를 구비하는 충진 가스 용적부를 포함하는 밀봉된 용기를 제조하는 방법(200)으로, 다음 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 용기 제조 방법.
    a) 사전에 정해진 범위에 속하는 농도의 상기 모니터 대상인 충진 가스를 제공하는 단계(201),
    b) 상기 제공된 충진 가스로 용기를 적어도 한 번 충진하는 단계(202),
    c) 모니터 대상 가스의 농도를 결정하기 위해 제1항 또는 제2항에 따른 방법 단계를 적용하는 단계(203),
    상기 농도가 상기 사전에 정해진 농도 범위를 벗어나면,
    d) 용기에서 상기 제공된 충진 가스의 적어도 일부를 배출하는 단계(204) 및 단계 b) 및 단계 c)를 반복하고,
    상기 농도가 상기 사전에 정해진 농도 범위에 속하면,
    e) 용기를 밀봉한다(205).
  10. 액체 또는 고체 내용물 및 사전에 정해진 범위에 속하는 농도를 구비하는 모니터 대상 가스 농도를 구비하는 충진 가스 용적부를 포함하는 밀봉된 용기를 제조하는 방법으로, 상기 제조 방법은 제9항에 따른 방법에 앞서 용기 내에 액체 또는 고체 내용물을 충진하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 용기 제조 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 따른 방법을 수행하기 위한 장치(10)로, 다음을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
    - 적어도 제1 위치설정 요소(1')의 제1 위치설정 면(1) 및 제2 위치설정 면(2) 사이에 공간을 획정하는 제1 위치설정 면(1) 및 제2 위치설정 면(2);
    - 상기 특정 스펙트럼 범위 내의 전자기 방사선을 송신하기 위한 송신기(4) 및 상기 특정 스펙트럼 범위 내의 전자기 방사선을 검출하기 위한 검출기(5)로, 상기 송신기(4) 및 검출기(5)는 상기 송신기로부터 상기 검출기까지의 경로 상에 상기 공간을 가로지르는 방사선 경로(6)를 획정하도록 배치되어 있고;
    - 조작 요소(16)에 기계적으로 연결되어 용기(20) 벽의 적어도 일부를 조작하게 구성된 액추에이터 요소(12)로, 용기가 상기 제1 위치설정 면과 제2 위치설정 면 사이에 삽입되어 상기 방사선 경로들 중 적어도 하나에 대해 상대적으로 그리고 상기 방사선 경로들 중 적어도 하나를 가로지르게 상기 용기 벽의 섹션을 이동시키되, 상기 섹션은 제1 위치설정 면과 제2 위치설정 면 중 적어도 하나에 인접하는, 액추에이터 요소(12);
    - 상기 송신기, 상기 검출기 및 상기 액추에이터 요소에 작동 가능하게 연결되어 있는 제어 유닛(8);
    - 상기 검출기에 작동 가능하게 연결되어 있고, 검출기에 의해 수신된 전자기 방사선에 기초하여 가스 농도를 결정하게 구성된 평가 유닛(9).
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서, 상기 제1 위치설정 면(1) 및 제2 위치설정 면(2)은 평탄하고 서로에 대해 실질적으로 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 위치설정 요소는 상기 제2 위치설정 면과 평행하게 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제1 위치설정 면 및 제2 위치설정 면 중 적어도 하나는 상기 전자기 방사선을 반사하기 위한 리플렉터(11)에 견고하게 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 용기(20)의 개구(23)에 연결되기에 적합하고 용기를 팽창 및 수축시키게 작동할 수 있는 가스-유동 도입 장치(7)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 용기를 충진하는 충진 설비로, 상기 용기는 상기 용기의 내부 용적부를 획정하는 벽을 구비하되, 상기 벽은 적어도 하나의 변형 가능한 부분을 구비하고, 상기 충진 설비는 제11항에 따른 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 충진 설비.
  18. 제6항에 있어서, 상기 전자기 방사선 소스는 레이저인 것을 특징으로 하는 가스 농도 측정 방법.
  19. 제9항에 있어서, 상기 모니터 대상 가스가 산소인 것을 특징으로 하는 밀봉된 용기 제조 방법.
  20. 제10항에 있어서, 상기 모니터 대상 가스가 산소인 것을 특징으로 하는 밀봉된 용기 제조 방법.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2019126443A (ru) * 2017-01-31 2021-03-02 Вилко Аг Способ измерения концентрации газа
WO2019234118A1 (en) * 2018-06-07 2019-12-12 Wilco Ag Apparatus for detecting a gas in a headspace of a container
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
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
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
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
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
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
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
EP4150320A1 (en) * 2020-05-14 2023-03-22 GasPorOx AB System and method for determining a concentration of a gas in a container
JP7379283B2 (ja) * 2020-06-23 2023-11-14 新光電気工業株式会社 センサモジュール
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

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009014589A (ja) 2007-07-06 2009-01-22 General Packer Co Ltd 包装機におけるガス濃度測定方法
US20160169796A1 (en) * 2013-05-27 2016-06-16 Gasporox Ab System And Method For Determining A Concentration Of A Gas In A Container
KR101659201B1 (ko) 2012-05-24 2016-09-22 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 압력 하의 가스 실린더의 실제 내용물을 측정하는 방법 및 장치

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
US5473161A (en) * 1994-06-21 1995-12-05 The Coca-Cola Company Method for testing carbonation loss from beverage bottles using IR spectroscopy
FI107194B (fi) * 1996-03-14 2001-06-15 Instrumentarium Oy Kaasuseosten analysointi infrapunamenetelmällä
US5728439A (en) * 1996-12-04 1998-03-17 Ppg Industries, Inc. Multilayer packaging material for oxygen sensitive food and beverage
FI101749B1 (fi) * 1996-12-30 1998-08-14 Instrumentarium Oy Kaasukomponentin pitoisuuden tarkka mittaaminen kaasuseoksessa, jossa muut komponentit vaikuttavat pitoisuusmääritykseen
US6082184A (en) * 1997-05-27 2000-07-04 Martin Lehmann Method for leak testing and leak testing apparatus
JP2002202251A (ja) * 2000-12-28 2002-07-19 Anritsu Corp ガス検出装置
JP2003083722A (ja) * 2001-09-14 2003-03-19 Toto Ltd レーザー投影による形状計測方法および装置
US7151260B2 (en) * 2003-03-03 2006-12-19 Advanced Fuel Research, Inc. Analyzer for measuring multiple gases
CA2461328A1 (en) * 2004-03-24 2005-09-24 Robert Anthony Crane A multiplexed type of spectrophone
EP1828749A1 (en) * 2004-12-17 2007-09-05 Honeywell Analytics AG Transmitter unit for open path gas detector
JP2008070314A (ja) * 2006-09-15 2008-03-27 Anritsu Corp ガス検出装置
DE602006014011D1 (de) 2006-11-30 2010-06-10 Siemens Ag Verfahren zur Verringerung von Lichtinterferenzstreifen
SE533411C2 (sv) * 2008-08-28 2010-09-21 Senseair Ab Ett för en spektralanalys av en komprimerad gas, såsom en gas vid små gaskoncentrationer vid atmosfärstryck, anpassat arrangemang
JP5389404B2 (ja) * 2008-09-18 2014-01-15 生活協同組合コープさっぽろ 配送用マップ作成装置、配送用マップ作成方法、及び配送用マップ作成プログラム
JP5337953B2 (ja) * 2009-01-14 2013-11-06 ゼネラルパッカー株式会社 ガス濃度測定方法及びガス濃度測定装置
DE102009055320B4 (de) * 2009-12-24 2011-09-01 Humedics Gmbh Messvorrichtung und Verfahren zur Untersuchung eines Probegases mittels Infrarot-Absorptionsspektroskopie
IT1401562B1 (it) * 2010-06-28 2013-07-26 L Pro S R L Apparecchiatura per la misura della concentrazione di un gas in un contenitore chiuso
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
JP2014115198A (ja) * 2012-12-10 2014-06-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガス採取バック及びレーザ計測装置
DE102014202595B4 (de) * 2014-02-13 2023-06-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Sauerstoffbestimmung in einem abgeschlossenen Behälter
US20150241359A1 (en) * 2014-02-27 2015-08-27 General Electric Company Method and gas analysis unit for determining a chance to enable a zeroing of gas analysis
GB201500918D0 (en) * 2015-01-20 2015-03-04 Universit� Libre De Bruxelles Measuring apparatus and method
DE102016003284B4 (de) * 2016-03-18 2022-05-19 Dräger Safety AG & Co. KGaA Gasmessvorrichtung mit einer Prüfvorrichtung zur Überprüfung eines Gassensors
US10775297B2 (en) * 2016-08-24 2020-09-15 Ecotec Solutions, Inc. Laser absorption spectroscopy system and method for discrimination of a first and a second gas

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009014589A (ja) 2007-07-06 2009-01-22 General Packer Co Ltd 包装機におけるガス濃度測定方法
KR101659201B1 (ko) 2012-05-24 2016-09-22 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 압력 하의 가스 실린더의 실제 내용물을 측정하는 방법 및 장치
US20160169796A1 (en) * 2013-05-27 2016-06-16 Gasporox Ab System And Method For Determining A Concentration Of A Gas In A Container

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