(57)【要約】本発明は、頂部区域（３１）の少なくとも一部分において光学的に透明な材料から作られた密閉容器（３０）内の圧力を測定するためのグループ（１０）及び方法、並びに、この測定グループを使用する充填及び又は包装プラント（１００）に関する。特に、本発明は、閉鎖容器内の圧力を非接触で測定するためのグループ及び方法であって、高速で作動する自動充填及び又は包装プラントに直接使用することができ、そのようなプラントを停止又は減速する必要がなく、又はいかなる場合にも容器をプラントから取り上げる必要がない。頂部区域（３１）の少なくとも一部分において光学的に透明な材料で作られた複数の密閉容器（３０）内の圧力を測定するための測定グループは、前記複数の密閉容器のうちの１つの密閉容器（３０）の頂部区域（３１）の少なくとも一部分を通過させるように適合された少なくとも１つの検査領域（２０）と、密閉容器（３０）の頂部区域（３１）に収容されたガスの吸収波長と同調可能な波長でレーザビームを放射するための光軸（Ａ）を有し、少なくとも１つの検査領域（２０）に向けてレーザビームを導くように配置された少なくとも１つのレーザ源（１１）と、検査領域（２０）を通過した後にレーザ源（１１）によって放射されたレーザビームの少なくとも一部を検出し、検査領域（２０）を通るレーザビームの通過の結果として前記ガスの吸収スペクトルを表す出力データを提供するように配置された少なくとも１つの検出器（１２）と、密閉容器（３０）の頂部区域（３１）の前記少なくとも一部分が検査領域を通過することに対応する信号取得期間を検出するための少なくとも１つの装置（１４，１４’）とを包含し、信号取得期間中に取得された吸収スペクトルを表す出力データの中で圧力測定に有用な信号寄与を識別するための手段（４１）を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
頂部区域（３１）の少なくとも一部分において光学的に透明な材料で作られた複数の密閉容器（３０）内の圧力を測定するための測定グループ（１０）であって、
前記複数の密閉容器のうちの１つの密閉容器（３０）の頂部区域（３１）の少なくとも一部分を通過させるように適合された少なくとも１つの検査領域（２０）と、
前記密閉容器（３０）の前記頂部区域（３１）に収容されたガスの吸収波長と同調可能な波長でレーザビームを放射するための光軸（Ａ）を有し、前記少なくとも１つの検査領域（２０）に向けて前記レーザビームを導くように配置された少なくとも１つのレーザ源（１１）と、
前記検査領域（２０）を通過した後に前記レーザ源（１１）によって放射されたレーザビームの少なくとも一部を検出し、前記検査領域（２０）を通るレーザビームの通過の結果として前記ガスの吸収スペクトルを表す出力データを提供するように配置された少なくとも１つの検出器（１２）と、
密閉容器（３０）の頂部区域（３１）の前記少なくとも一部分が前記検査領域を通過することに対応する信号取得期間を検出するための少なくとも１つの装置（１４，１４’）と、
を包含する測定グループにおいて、前記信号取得期間中に取得された吸収スペクトルを表す前記出力データの中で圧力測定に有用な信号寄与を識別するための手段（４１）を備えることを特徴とする、測定グループ。
【請求項２】
前記圧力測定に有用な信号寄与を識別するための前記手段（４１）が、
前記信号取得期間中に取得された前記ガスの吸収スペクトルを表す前記出力データの強度プロフィールの包絡線から導かれる曲線の第１の最小点（５１）及び第２の最小点（５２）を検出するための要素と、
前記第１の最小点（５１）と前記第２の最小点（５２）との間の距離を決定するための要素と、
前記第１の最小点（５１）と前記第２の最小点（５２）との間に含まれ、前記第１及び第２の最小点（５１，５２）に対して心合わせされる測定サブウィンドウ（５３）を規定するための要素であって、前記測定サブウィンドウ（５３）が前記圧力測定に有用な一連の信号寄与を規定する、要素と、
を備える、請求項１に記載の測定グループ。
【請求項３】
前記取得期間を検出するための装置（１４，１４’）が、前記密閉容器（３０）の瞬時位置を検出するための少なくとも１つの位置センサ及び又は前記密閉容器（３０）の前進運動の瞬間速度を検出するための要素を備える、請求項１又は２に記載の測定グループ。
【請求項４】
前記レーザ源（１１）と前記検出器（１２）との間に画定された前記検査領域（２０）の上流側及び又は下流側に、前記検査領域（２０）に向かって移動する及び又は前記検査領域（２０）から離れる各前記頂部区域（３１）を画定する容器（３０）の少なくとも一部分を収容するように構成される入口チャネル（１７ａ）及び又は出口チャネル（１７ｂ）を備える、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の測定グループ。
【請求項５】
前記密閉容器（３０）の頂部区域（３１）に収容された前記ガスとは異なるガスを前記検査領域（２０）に注入するための少なくとも１つの第１のフラッシング装置（１８ａ，１８ｂ）、及び又は、前記密閉容器（３０）の前記頂部区域（３１）に収容された前記ガスとは異なるガスを、前記密閉容器（３０）の前進運動方向（Ｂ）に関して前記検査領域（２０）の上流側に注入するための少なくとも１つの第２のフラッシング装置（１９ａ，１９ｂ，１９ｃ）を備える、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の測定グループ。
【請求項６】
前記検出器（１２）の下流側に接続された信号調整要素（４０）を備え、前記信号調整要素（４０）が、前記検出器（１２）によって検出された単一の測定信号寄与を受信するように適合され、前記密閉容器（３０）の前記頂部区域（３１）に含まれる前記ガスから吸収ラインを抽出するために各測定信号寄与を処理する、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の測定グループ。
【請求項７】
前記信号調整要素（４０）が、信号処理サブ要素のグループのうちの少なくとも１つの信号処理サブ要素を備え、前記信号処理サブ要素のグループが、
前記取得された測定信号寄与の振幅を入力パラメータの関数として識別して変化させるためのサブ要素（４２）と、
過度に歪んだ測定信号寄与を識別して除去するためのサブ要素（４３）と、
前記頂部区域（３１）を通るレーザビームによって移動される光路の長さの関数として、前記単一の測定信号寄与を重み付けするためのサブ要素（４４）と、
少なくとも１つの測定信号寄与から外部ガスの直接測定を差し引くように適合された、前記密閉容器（３０）の外部に存在するガスの寄与を補償するためのサブ要素（４５）と、
を含む、請求項６に記載の測定グループ。
【請求項８】
頂部区域（３１）の少なくとも一部分において光学的に透明な材料で作られた密閉容器（３０）のための自動充填及び又は包装プラント（１００）であって、
複数の密閉容器（３０）を前進運動経路に沿って前方に移動させるように適合された搬送手段（１３０）であって、前記前進運動経路に沿って、複数のタップ又は充填バルブ（１１５）を含む前記密閉容器（３０）を充填するための第１のステーション（１１０）と、複数の密閉及び又はキャッピングヘッド（１２５）を含む前記密閉容器（３０）を密閉及び又はキャッピングするための第２のステーション（１２０）とが連続的に配置されている、搬送手段（１３０）を包含する自動充填及び又は包装プラントにおいて、
前記密閉及び又はキャッピングするための第２のステーション（１２０）の下流側に、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の測定グループ（１０）の少なくとも１つを配置してあることを特徴とする、自動充填及び又は包装プラント。
【請求項９】
頂部区域（３１）の少なくとも一部分において光学的に透明な材料で作られた複数の密閉容器（３０）内の圧力を測定する方法であって、
前記複数の密閉容器のうちの１つの密閉容器（３０）の頂部区域（３１）の少なくとも一部分を検査領域（２０）に向けて搬送するステップと、
前記密閉容器（３０）の前記頂部区域（３１）に収容されたガスの吸収波長と同調可能な波長のレーザビームを少なくとも１つの検査領域（２０）に向けて放射するステップと、
前記検査領域（２０）を通過したレーザビームの少なくとも一部を検出し、前記検査領域（２０）を通るレーザビームの通過に起因する前記ガスの吸収スペクトルを表す出力データを提供するステップと、
密閉容器（３０）の頂部区域（３１）の前記少なくとも一部分が前記検査領域（２０）を通ることに対応する信号取得期間を決定するステップと、
前記信号取得期間中に検出された前記ガスの吸収スペクトルを表す前記出力データを取得するステップと、
を包含する方法において、前記ガスの吸収スペクトルを表す前記取得された出力データの中で圧力測定に有用な代表データを識別し、前記有用な代表データに基づいて圧力測定を決定するステップを含むことを特徴とする、方法。
【請求項１０】
前記圧力測定に有用な前記代表データを識別する前記ステップが、
前記信号取得期間中に取得された前記ガスの吸収スペクトルを表す前記出力データの強度プロフィールの包絡線から導かれる曲線の第１の最小点（５１）及び第２の最小点（５２）を検出するステップと、
前記第１の最小点（５１）と前記第２の最小点（５２）との間の距離を決定するステップと、
前記第１の最小点（５１）と前記第２の最小点（５２）との間に含まれ、前記最小点（５１，５２）に対して心合わせされ且つ前記圧力測定に有用な信号寄与の集合を定義する測定サブウィンドウ（５３）を規定するステップと、
を含む、請求項９に記載の測定方法。
【請求項１１】
前記有用な信号取得期間を決定するステップが、
位置センサによって検出された前記密閉容器（３０）の少なくとも１つの位置データを受信し、受信した前記少なくとも１つの位置データに基づいて前記検査領域（２０）内への前記密閉容器（３０）の前記頂部区域（３１）の進入の瞬間を計算するステップ、又は、
前記密閉容器（３０）の複数の瞬間前進運動速度データを受信し、受信した前記複数の瞬時前進運動速度データに基づいて前記検査領域（２０）内への前記密閉容器（３０）の前記頂部区域（３１）の進入の瞬間を計算するステップ、
を含む、請求項９又は１０に記載の測定方法。
【請求項１２】
前記検査領域（２０）に入る及び又は通過する前記密閉容器（３０）に対して、測定対象ガスとは異なるガスを吹き付けるステップを含む、請求項９ないし１１のいずれか１項に記載の測定方法。
【請求項１３】
前記ガスの吸収スペクトルを表す前記出力データを提供するステップが、
検出された信号の振幅を前記密閉容器（３０）の材料及び又は測定対象ガスの種類の関数として変化させることによって、前記検出された信号の振幅の変動を補償するステップ、及び又は、
過度に歪んだ検出された信号を識別して除去するステップ、及び又は、
前記頂部区域（３１）を通るレーザビームによって移動される光路の長さの関数として前記検出された信号を重み付けするステップ、及び又は、
前記密閉容器（３０）が存在しない場合に前記測定対象ガスの直接測定を行い、前記検出された信号からこの直接測定を差し引くステップ、
を代替的に、又は組み合わせて含む、請求項９ないし１２のいずれか１項に記載の測定方法。
【請求項１４】
前記歪んだ検出された信号を識別して除去する前記ステップが、
吸収線の振幅が振幅閾値以下であるかどうかを検査するステップ、及び又は、
前記検出された信号の立ち上がりフロントの角度係数が許容可能な角度係数の範囲外であるかどうかを検査するステップ、及び又は、
前記検出された信号の立ち上がりフロントとその降下フロントとの間の非対称性の存在を検査し、許容可能であると考えられる閾値非対称性よりも高い非対称性を有する信号を排除するステップ、及び又は、
前記検出された信号のデューティサイクルの割合を検査し、許容可能なデューティサイクルの割合の範囲外のデューティサイクルの割合を有する信号を排除するステップ、
を代替的に、又は組み合わせて含む、請求項１３に記載の測定方法。
【請求項１５】
識別された前記有用な代表データの重み付け平均、
ＷＭＳ技術による吸収分光法によって測定された吸収プロフィールの二次導関数の最小点間の距離、
前記吸収プロフィールの二次導関数から得られた吸収プロフィールの面積、
のいずれかに基づいて圧力測定を決定するステップを含む、請求項９ないし１４のいずれか１項に記載の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉容器内の圧力を測定するためのグループ及び方法、並びに、このようなグループを使用する自動充填及び又は包装プラントに関する。
【０００２】
特に、本発明は、そのようなプラントを停止又は減速する必要なく、高速で作動する自動充填及び又は包装プラントに直接使用することができる密閉容器内の圧力を非接触で測定するためのグループ及び方法に関する。
【０００３】
本明細書では、「ラインで直接測定する」という表現は、容器から測定を行い、事前にラインから取り出す必要がないことを意味する。
【背景技術】
【０００４】
本発明は、高速で作動する自動充填及び又は包装プラントで製造される密閉容器内の総合圧力及び又は部分圧力を測定するためのグループ及び方法に関するものであり、このような容器は、限定されるものではないが、例えばワイン、ビール、水、炭酸飲料及び蒸留ドリンクのための少なくとも部分的に光学的に透明な材料、特にプラスチック又はガラス材料で作られた容器や、一般的な飲料の容器である。密閉容器内の部分圧力の測定とは、密閉容器に収容されたガス混合物の特定のガスに関連する圧力を測定することを意味する。
【０００５】
一般的に、容器の充填及び又は包装プラントでは、充填及び閉鎖後の容器の内部圧力及び又は漏れを試験することが重要である。容器のシールを検査するだけでなく、内部圧力の測定は、生産プロセス及びそれが構成するシステム（充填及びキャッピングステップ）を監視することを目的としている。この種の測定は、品質管理と食品安全に大きな影響を与えている。
【０００６】
特に、測定された内部圧力は、最小内部圧力閾値と最大内部圧力閾値との間に含まれなければならない。さもなければ、不適切な圧力レベルは、例えば閉鎖システムの欠陥又は容器内の穴によって引き起こされた容器自体の漏れ或いは容器の充填プロセスによるものであり得るため、容器は不適当であるとみなされ、従って廃棄されるべきである。
【０００７】
現在、容器及び又は内容物のタイプの関数として選択される多数の測定技術が知られている。例えば、可撓性容器内の圧力及び又は漏れを確認するために、容器自体の壁に軽い圧力を加え、圧力変換器を介して内部の「逆圧」を拡散感知するか、ビデオカメラ又は他の光検出器を介して内容物のレベルの上昇を検出する。これらの機械は、嵩ばっていて、生産ラインに重大な影響を与えているだけでなく、運転プラントの条件によっても影響される。
【０００８】
或いは、容器自体の音響応答を測定するシステムを介して、充填され閉鎖された容器の内部の圧力測定を行うことが知られている。例えば、クラウンキャップ閉鎖を有するガラス瓶でビールを製造するためのプラントでは、使用される圧力を測定するためのシステムは、キャップの周波数における音響応答を測定し、内部圧力と周波数は、直接的な依存関係によって互いに関連付けられている。しかしながら、このような技法は、閉鎖の反復性、すなわち同じ内部圧力に対して影響され、実行される閉鎖が完全に同一ではない場合の音響応答の測定に差異が生じる可能性がある。
【０００９】
少なくとも部分的に光学的に透明な材料、特にプラスチック、ガラス又は他の同様の材料から作られた容器内の圧力の測定のために、いわゆるレーザ分光測定装置を使用することが可能であることが知られている。本明細書及び添付の特許請求の範囲では、「少なくとも部分的に光学的に透明な材料」という表現は、受光器がレーザ源によって伝送される光信号に感応でき、その材料を通過する光路を有するような吸収性を有する材料を示すことを意味する。
【００１０】
容器内の圧力を測定するために、レーザ分光測定装置は、密閉容器の頂部区域への適切な波長のレーザビームの吸収を検出する。この目的のために、容器は少なくともその頂部区域において光学的に透明な材料から作られる。
【００１１】
本明細書及び添付の特許請求の範囲において、「頂部区域」という表現は、充填材料（例えば液体）が存在しない密閉容器内の囲まれた領域を示すことを意味する。閉鎖部が上方を向いて配置された容器の場合、頂部区域は、容器に存在する材料の自由表面と容器の閉鎖部（例えばキャップ）との間に含まれる領域である。或いは、反転した容器の場合、頂部区域は、容器内に存在する材料の自由表面と容器の底部との間に含まれる領域を示す。
【００１２】
レーザ分光法は、レーザ源とセンサ（例えば受光器）との間を進む光路に沿って存在するガスの総合圧力と部分圧力を確実に測定することを可能にする。更に、測定は、例えば閉鎖の起こり得る変形のような外的要因によってはほとんど影響を受けず、容器やあまり大きくない器具との接触なしで行うことができる。
【００１３】
総合圧力の測定のために、その測定技術は、任意の種類の液体で満たされた容器に適用可能である。特に、基準圧力に対して異なる圧力（過剰圧力又は不足圧力）が検出される。
【００１４】
レーザ分光法によって容器内の所与のガスの総合圧力及び又は部分圧力の測定を行うために、レーザの発光波長は、光路に存在する検査中のガスの１つ又は複数の吸収線を含む範囲で変化し、センサに入射する光パワーの変化をセンサで測定することにより、ガスの柱を通過したビームの吸収を決定することが可能であり、従って、ジオメトリが通過することを知ることにより、存在するガスの量を決定することが可能である。
【００１５】
半導体タイプの固体レーザを使用するＴＤＬＡＳ（可変ダイオードレーザ吸収分光法）（Tuneable Diode Laser Absorption Spectroscopy）技術とＷＭＳ（波長変調分光法）（
Wavelength Modulation Spectroscopy）技術は、工業用途に特に適している。ＴＤＬＡＳ技術の場合、レーザの発光波長の変化は、レーザ自体の供給電流を変調することによって得られ、変調は、好ましくは三角波、正弦波又はのこぎり波を有することができる。このようにして、レーザの放射波長の変化ばかりでなく、放出される出力の対応する変化も存在する。
【００１６】
密閉容器内の圧力測定の具体的な使用のためには、実際に関心のあるガス分子（例えばＯ２、Ｈ２Ｏ、ＣＯ２又はＣＨ４、ＮＯ、ＨＣＬ、ＣＯ、Ｎ２Ｏなどの非常に多くの種の痕）の多くの回転振動線が存在する近赤外線と中赤外線との間で主に放射するレーザを選択することが好ましい。更に、厳密に単色の放射を発することができるレーザ、すなわち、１０−５０ＭＨｚの線幅を特徴とするレーザを使用して、光路に沿って遭遇するガスの分子線の形状を決定し、この形状、特に分子線の拡幅に基づいてガスの総合圧力及び部分圧力を算出できることが好ましい。
【００１７】
本出願人は、充填及び又は包装プラントで現在直接使用されているレーザ分光測定装置が、測定中、製品が静止しているか、又は非常に低速（例えば毎分数メートルに等しい）で動くことを要求していることを観察した。この測定は、例えば、凍結乾燥された薬物の瓶の中の酸素含有量を測定するために使用され、瓶は、製品の段階的な前進モードで、位置決め又はセンタリングスペーサを通して移動される。測定を行う前に、前進する製品は、検査領域で停止されるか、又は少なくとも減速される。密閉容器内のガスの内部圧力をレーザ分光法によって検査するこの種の装置の例は、国際公開第２００５／０４０７５３号パンフレットに記載されている。
【００１８】
本出願人はまた、充填及び又は包装プラントで現在直接使用されているレーザ分光測定装置が、高い光学的品質の壁を有する容器、例えば全長にわたって薄く均一な厚さ及び均一な着色（又は着色なし）を有する医薬品のための瓶の内部圧力の検査を実施していることを観察した。
【００１９】
本出願人は、従来技術で知られているレーザ分光測定装置が、例えばボトルのような市販の容器の内部圧力をオンラインで直接測定するのに使用することが困難であることを見出した。そのような容器は、レーザビームの実質的な減衰に至る貧弱な光学的品質、及び光の高い拡散及び放射線の再帰反射に寄与するこのような壁の不均一性の両方によって特徴付けられる。
【００２０】
本出願人は、レーザビームが強い干渉性のものであるので、反射・拡散光のすべての寄与が、エタロン妨害、すなわち、コヒーレントビーム間の干渉に起因する強度のスプリアス及び可変変調を引き起こすことを確かに観察した。このような外乱は、多くの場合、商業用容器におけるレーザ分光技術によって測定をライン内で直接行うことができる精度に対する制限要素である。
【００２１】
本明細書及び添付の特許請求の範囲において、「商業用容器」という表現は、それらが構成する材料の十分な変動性を特徴とする容器を意味する。
【００２２】
本明細書及び添付の特許請求の範囲において、「容器を構成する材料の変動性」という表現は、例えば、（ガラスボトルのような）容器自体の製造プロセスなどにより、検査される容器の材料における変形又は厚さの変化や、測定点におけるねじ山又は閉鎖キャップの存在のような容器の構造的特徴による測定点における厚さの変化を意味する。
【００２３】
本出願人はまた、最新技術によるレーザ分光法測定は、食品又は飲料の充填及び又は包装プラントの高速前進運動特性での作動を可能にしないことも見出した。
【００２４】
本明細書及び添付の特許請求の範囲において、「高速前進運動」という表現は、７２,０００個／時に等しい生産速度に対応する１２０メートル／分までの充填プラントの前進運動の速度を意味する。
【００２５】
本出願人は、容器の圧力を得るための測定対象ガスの吸収プロフィールを抽出できるようにするためには、多くの走査での平均が測定自体の精度を向上させることを考慮すると、より多くの走査が実行されるほどより効果的な測定が行われるので、各容器の分析対象ガスの吸収線上での波長の走査数を多くする方が良いことを実際に観察した。
【００２６】
このようにして、有用ではない走査からのデータ測定の寄与は、全体的な測定にほとんど影響しない傾向がある。
【００２７】
本明細書及び添付の特許請求の範囲において、「測定寄与」という表現は、分析対象ガスの吸収線上の波長の走査に続いて検出される信号を意味する。
【００２８】
本明細書及び特許請求の範囲において、「圧力測定」という表現は、レーザ分光測定装置が容器の取得期間中に行うことができる走査回数に等しい複数の測定寄与の全体を意味する。
【００２９】
本明細書及び特許請求の範囲において、「信号取得期間」という表現は、容器の少なくとも一部分が検査領域を通過する時間を意味する。
【００３０】
本出願人はまた、飲料又は食品の充填及び又は包装プラントの特徴的な速度において、信号取得期間が４０ミリ秒未満であり、各通過容器について、静的又は実質的に静的な場合に対して遥かに少ない量の波長の走査を実行できることを見出した。これにより、圧力の全体的な測定は、容器の材料の変動性に特に敏感であり、測定を得るためには、有用でない測定（例えば容器の不均一な壁で行う測定）の寄与を特定し排除することが必要であり、受信機で正しい形態を有する単一の走査期間を意味する有用な寄与によって、有用な寄与のみを処理することができる。
【００３１】
特に、信号取得期間を決定するために現在までに使用されているシステムは、飲料又は食品の充填及び又は包装プラントの特徴的な速度では使用できない。一般に、信号取得期間を決定するためには、エンコーダを介して、及び又は測定領域内の容器の進入を検出する適切な光電池を介して実行される位置の計算に基づいて行うことが知られている。しかし、エンコーダにより提供される計算は、前進運動システムがエンコーダの基準に関して遅れを伴い、又は容器が前進運動システムにしっかりと拘束されず、従って搬送中に変位を受けるため、正確な表示を提供することができない。同様に、光電池の追加さえも、飲料又は食品の充填及び又は包装プラントの特徴的な速度での使用に必要な精度を提供するには十分ではない。実際、光電池は、容器の頂部区域の寸法に対して非常に広い光ビームの放射を有する。従って、光電池の使用は、せいぜい容器の通過の大まかな表示を提供するのに役立つことができるが、明らかに実際の信号取得期間を決定するのには役立たない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３２】
従って、本発明の基礎をなす問題は、高速で作動する商業的な容器充填プラントに直接適用された場合であっても、正確で再現可能かつ信頼性の高い測定を提供できる密閉容器内の圧力の測定グループを作ることである。
【００３３】
特に、本発明の目的は、信号取得期間の極めて正確な検出を可能にする密閉容器内の圧力の測定グループを案出することである。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
本発明の第１の態様によれば、本発明は、頂部区域の少なくとも一部分において光学的に透明な材料で作られた複数の密閉容器内の圧力を測定するための測定グループであって、
複数の密閉容器のうちの１つの密閉容器の頂部区域の少なくとも一部分を通過させるように適合された少なくとも１つの検査領域と、
密閉容器の頂部区域に収容されたガスの吸収波長と同調可能な波長でレーザビームを放射するための光軸を有し、少なくとも１つの検査領域に向けてレーザビームを導くように配置された少なくとも１つのレーザ源と、
検査領域を通過した後にレーザ源によって放射されたレーザビームの少なくとも一部を検出し、検査領域で生じたガスの吸収スペクトルを表す出力データを提供するように配置された少なくとも１つの検出器と、
密閉容器の頂部区域の前記少なくとも一部分が検査領域を通過することに対応する信号取得期間を検出するための少なくとも１つの装置と、
を包含する測定グループにおいて、信号取得期間中に取得されたガスの吸収スペクトルを表す出力データの中で圧力測定に有用な信号寄与を識別するための手段を備えることを特徴とする、測定グループに係る。
【００３５】
食品に使用するための密閉容器内の圧力を測定するために、本発明による測定グループは、好ましくは酸素（Ｏ２）、水蒸気（Ｈ２Ｏ）又は二酸化炭素（ＣＯ２）の吸収を検出するレーザ分光法を使用する。選択肢は、一般的に、内容に応じて実行され、発泡性飲料では、二酸化炭素の吸収が検出され、二酸化炭素が添加されていない飲料では、水蒸気の吸収を検出するのがより効果的であるが、酸素の吸収は、例えば固体物質を含む容器における可能な漏れを測定するのに有用である。
【００３６】
密閉された容器に収容された製品のタイプに応じて、充填及び又は包装プラントにおいて、容器は、一般に最大１２０，０００個／時間までの生産速度に達するような速度で搬送される。
【００３７】
本出願人は、検査領域を通る容器又は容器の頂部区域の光学的に透明な部分の高い通過速度の場合に、取得された有用で重要なレーザ信号測定寄与を正確に識別すること、すなわち、重要ではない測定寄与と区別することができ、重要な測定寄与のみから圧力測定を決定することができるように、容器の頂部区域の内部に関連するレーザ信号測定寄与を識別することが大切である。
【００３８】
この目的のために、本出願人は、容器の瞬時の位置と寄与自体との間の相関によって、実際に有用な測定寄与を識別する必要性を認識した。実際、重要な測定の寄与のみに基づいて内部圧力を決定することにより、容器の前進運動の高速化のために利用可能な少数の測定寄与であっても、高度の精度、信頼性及び測定の再現性を達成することが可能になる。
【００３９】
本発明の第２の態様によれば、本発明は、頂部区域の少なくとも一部分において光学的に透明な材料で作られた複数の密閉容器内の圧力を測定する方法であって、
前記複数の密閉容器のうちの１つの密閉容器の頂部区域の少なくとも一部分を検査領域に向けて搬送するステップと、
密閉容器の頂部区域に収容されたガスの吸収波長と同調可能な波長のレーザビームを少なくとも１つの検査領域に向けて放射するステップと、
検査領域を通過したレーザビームの少なくとも一部を検出し、検査領域を通るレーザビームの通過に起因するガスの吸収スペクトルを表す出力データを提供するステップと、
密閉容器の頂部区域の前記少なくとも一部分が検査領域を通ることに対応する信号取得期間を決定するステップと、
信号取得期間中に検出されたガスの吸収スペクトルを表す出力データを取得するステップと、
を包含する方法において、ガスの吸収スペクトルを表す取得された出力データの中で圧力測定に有用な代表データを識別し、有用な代表データに基づいて圧力測定を決定するステップを含むことを特徴とする、方法に係る。
【００４０】
有利なことに、本発明による密閉容器内の圧力を測定する方法は、密閉容器内の圧力の測定グループに関して上述した技術的効果を達成する。
【００４１】
本発明の第３の態様によれば、本発明は、頂部区域の少なくとも一部分において光学的に透明な材料で作られた密閉容器のための自動充填及び又は包装プラントであって、
複数の容器を前進運動経路に沿って前方に移動させるように適合された搬送手段であって、この前進運動経路に沿って、複数のタップ又は充填バルブを含む密閉容器を充填するための第１のステーションと、複数の密閉及び又はキャッピングヘッドを含む密閉容器を密閉及び又はキャッピングするための第２のステーションとが連続的に配置されている、搬送手段を包含する自動充填及び又は包装プラントにおいて、
密閉及び又はキャッピングするための第２のステーションの下流側に、上述した密閉容器内の圧力の測定グループの少なくとも１つを配置してあることを特徴とする、自動充填及び又は包装プラントに係る。
【００４２】
有利なことに、本発明による充填及び又は包装プラントは、密閉容器内の圧力の測定グループに関して上述した技術的効果を達成する。
【００４３】
上記態様の少なくとも１つにおける本発明は、以下の好ましい特性の少なくとも１つを有することができ、これらは、具体的な適用要件を満たすために、所望により互いに組み合わせることができる。
【００４４】
好ましくは、圧力測定に有用な信号寄与を識別するための手段は、少なくとも、
信号取得期間中に取得されたガスの吸収スペクトルを表す出力データの強度プロフィールの包絡線から導かれる曲線の第１の最小点及び第２の最小点を検出するための要素と、
第１の最小点と第２の最小点との間の距離を決定するための要素と、
第１の最小点と第２の最小点との間に含まれ、第１及び第２の最小点に対して心合わせされる測定サブウィンドウを規定するための要素であって、前記測定サブウィンドウが圧力測定に有用なすべての信号寄与を規定する、要素とを備える。
【００４５】
有利なことに、圧力測定に有用な信号寄与を識別するための手段は、例えばベルト上の容器の並進、容器の垂直安定性の悪さ、ガイド上の衝突、容器の寸法公差などの外部要因による可能性のあるシフトの補償を決定する。
【００４６】
信号取得期間内では、図６に示すように、圧力測定に有用な信号寄与を識別する手段は、上記のリストされた外部要因により取得期間中に誤って取得された可能性のある重要でない寄与を排除するために、取得測定サブウィンドウを規定する。
【００４７】
好ましくは、取得期間を検出するための装置は、容器の瞬時位置を検出するための少なくとも１つの位置センサを含む。
【００４８】
このようにして、検出された容器の位置に基づいて、容器の前進運動の速度を知ることにより（例えば一定速度の場合）、容器特にその頂部区域が検査領域に入り、有用な取得期間の開始を決定する瞬間を、簡単かつ迅速に計算することが可能である。
【００４９】
より好ましくは、少なくとも１つの位置センサは、検査領域への入口又はその近傍に実質的に配置される。
【００５０】
前進運動の速度に関する情報は検査領域内への容器の頂部区域の進入を決定するために余計であるため、そのような実施例は、更に有利であることが判明している。有利なことに、有用な取得期間を決定することは、より簡単かつ迅速である。
【００５１】
好ましくは、取得期間を検出するための装置は、密閉容器の前進運動の瞬間速度を検出するための要素を含む。
【００５２】
このようにして、容器の前進運動の速度の瞬間変動を考慮し、更に正確な方法で有用な取得期間を計算することも有効に可能である。
【００５３】
好ましくは、測定グループは、レーザ源と検出器の位置を変更するのに適した機械的調整要素を備えた、レーザ源と検出器の荷重支持構造を含む。
【００５４】
より好ましくは、機械的調整要素は、レーザ源と検出器からなるアセンブリの垂直位置の調整器、及び又はレーザ源と検出器との間の水平距離の調整器を備える。
【００５５】
レーザ源の位置決めを可能にする調整要素及び検出器の存在により、有利なことに、検査領域の位置及び寸法を変更し、検査領域を通過する容器の寸法及び幾何学的形状の関数として適合させることができる。
【００５６】
好ましくは、レーザ源と検出器との間に画定された検査領域の上流側及び又は下流側に、測定グループは、検査領域に向かって移動する及び又は検査領域から離れる各頂部区域を画定する容器の少なくとも一部分を収容するように構成される入口チャネル及び又は出口チャネルを備える。
【００５７】
好ましくは、入口及び出口チャネルはそれぞれ、不透明材料から作られた逆Ｕ字型の保護壁によって区切られている。
【００５８】
有利なことに、保護壁は外光が光検出器の取得を変更することを防止する。これは、特に太陽光がすべての波長を含み、従って関心のあるものも含んでいるので、機械への直射日光の場合に重要であることが判明している。
【００５９】
更に、保護壁は、測定領域に注入された乾燥空気の含有効果を有する。壁の存在は外部から内部へ及びその逆の空気の交換を遅くし、分析の領域への外部の湿った空気のアクセスをできるだけ妨げるので、これは、水蒸気の圧力を測定する場合に特に有利である。このような外部の湿気は、さもなければ測定中のバックグラウンドノイズを決定する。
【００６０】
好ましくは、測定グループは、密閉容器の頂部区域に収容されたガスとは異なるガスを検査領域に注入するための第１のフラッシング装置を備える。
【００６１】
より好ましくは、第１のフラッシング装置は、検査領域に第１の対の水平ノズルを備える。
【００６２】
本出願人は、検査中のガスが容器の外部にも存在する場合、ガスがおそらくは内部ガスの濃度・圧力と異なる濃度・圧力で頂部区域の外部にあるので、レーザビームの光路に沿って、圧力測定に関係のないガスの分子が関与していることを考慮する必要があることを見出した。
【００６３】
これは、例えば、発泡性でなく、窒素が添加された水で満たされたプラスチックボトルの内部圧力の測定において起こる。この用途では、レーザ分光法は、水蒸気（Ｈ２Ｏ）の吸収線の走査によって圧力を明らかにし、ガスは通常容器の外部にも存在する。
【００６４】
或いは、これは、容器内の酸素濃度に基づく測定において起こる。この目的のために、容器の外部に存在する酸素を可能な限り排除するために、検査領域内に窒素を有利に吹き込む。
【００６５】
有利なことに、検査中のガスとは異なるガスのフラッシング装置を設けることによって、分析されたガスは、検査領域から吹き飛ばされ、容器内の圧力を決定することに関係のない測定信号寄与を減少させ、又は理想的には完全に無くす。
【００６６】
より好ましくは、測定グループは、密閉容器の頂部区域に収容されたガスとは異なるガスを、密閉容器の前進方向に関して検査領域の上流側に注入するための第２のフラッシング装置を備える。
【００６７】
更により好ましくは、第２のフラッシング装置はフラッシングガスの３つの出口ノズルを含み、第１の垂直ノズルが、検査領域に通じる入口チャネルの入口の上方に配置され、下方に向く垂直放射方向を有し、一対の第２の水平出口ノズルがこの入口チャネルの入口に配置され、水平放射方向を有し、一方の水平ノズルが他方の水平ノズルに対向する。
【００６８】
本出願人は、容器の高速の前進運動が、容器の周囲に位置するガスを引き込むことを決定することを観察した。これは、容器の移動に起因して検査領域でフラッシュされるガスの部分的な除去をもたらし、従って、その領域における検査中のガスの不完全な除去につながる。
【００６９】
検査領域の上流側（容器の前進運動方向に関して）に配置され、実質的にこの領域に入る第２のフラッシング装置を設けることにより、検査領域に入る容器の頂部区域の周囲の領域のローディングが決定され、検査中のガスとは異なるガスが、容器の移動により検査領域に向かって引き込まれる。このようにして、第１のフラッシング装置によって検査領域内で直接フラッシュされるガスの部分的な除去の補償が得られる。
【００７０】
好ましくは、測定グループは、検出器の下流側に接続された信号調整要素を備え、信号調整要素は、検出器によって検出された単一の測定信号寄与を受信するように適合され、密閉容器の頂部区域に含まれるガスによって決定される吸収ラインを抽出するために各測定信号寄与を処理する。
【００７１】
より好ましくは、圧力測定のために有用な信号寄与を識別するための手段は、検出器の下流側に接続された信号調整要素に実装される。
【００７２】
より好ましくは、信号調整要素は、取得された測定信号寄与の振幅を入力パラメータの関数として識別して変化させるための少なくとも１つのサブ要素を備える。
【００７３】
本出願人は、検出された信号の振幅を識別して変化させるためのサブ要素の使用が、例えば容器（例えばガラス製の場合）の変形又は不規則性、発泡飲料又はビールの場合には発泡体の存在、又は一般にミネラルウォーターの瓶内の総合圧力を増加させるために使用される頂部区域内の窒素の液滴の存在のような外乱要因により、検出された信号寄与の振幅の可能な変動を補償することを有利に可能にすることを認識した。
【００７４】
より好ましくは、信号調整要素は、過度に歪んだ測定信号寄与を識別して除去するための少なくとも１つのサブ要素を備える。
【００７５】
本出願人は、受信機のレーザ信号が、用途及び異なる動作条件に基づいて非常に変化し得ることを観察した。例えば、ビールで満たされたガラス瓶内の圧力の測定では、レーザ分光技術は二酸化炭素の総合圧力と部分圧力を示し、ガラスの変形の可能性、又は製品中の泡の存在により、取得した信号に大きなひずみが生じる。
【００７６】
同様に、蒸留水で満たされたプラスチックボトル内の圧力の測定では、レーザ分光技術は水蒸気の吸収ラインを走査することによって総合圧力を示し、密封されたボトルの総合圧力を増加するために使用される頂部区域内の窒素の液滴の存在が、検出された信号の大きな歪み（窒素が挿入されてからの経過時間と窒素の量の関数として凝縮状態の非常に変化し得る存在）を引き起こす。
【００７７】
従って、測定信号寄与は総合圧力を決定するために使用することができないので、過度に歪んだ寄与を破棄するために寄与を分析することは、特に容器の高速度の前進運動による少量の測定寄与の場合に特に有用である。
【００７８】
より好ましくは、信号調整要素は、頂部区域を通るレーザビームによって移動される光路の長さの関数として、単一の測定信号寄与を重み付けするための少なくとも１つのサブ要素を備える。
【００７９】
本出願人は、図７に示すように、容器の頂部区域を通過するレーザビームの光路が、各測定寄与について、頂部区域の形状の関数として変化する長さを有すると考えた。純粋に一例として、図７に示される頂部区域は円形の断面を有する。
【００８０】
単一の測定寄与に対する単一の光路の異なる長さは、単一の光路に関与する分子の数が異なるため、各測定寄与が解析されるガスの分子の異なる数に対して相対的であるという事実を決定する。
【００８１】
有利なことに、単一の測定信号寄与を重み付けするためのサブ要素は、さもなければ無視できない測定誤差を招くこの影響を考慮する。
【００８２】
より好ましくは、信号調整要素は、少なくとも１つの測定信号寄与から外部ガスの直接測定を差し引くように適合された、密閉容器の外部に存在するガスの寄与を補償するための少なくとも１つのサブ要素を備える。
【００８３】
本出願人は、検査中のガスの存在によって決定される測定誤差を容器の外部外でも排除するために、フラッシング手段に加えて、又はこれに代えて、図８に概略を示すように、容器がない場合に実行される測定を測定寄与から差し引く適切な補償サブ要素を提供することが可能であることを見出した。
【００８４】
このようにして、容器の外部のガスによる寄与を排除し、容器内に存在するガスのみに関する測定を得ることが有益に可能である。
【００８５】
好ましくは、取得されたガスの吸収スペクトルを表すデータの中で圧力の測定に有用な寄与を識別するステップは、
取得期間中に取得されたガスの吸収スペクトルを表すデータの強度プロフィールの包絡線から導かれる曲線の第１の最小点及び第２の最小点を検出するステップと、
第１の最小点と第２の最小点との間の距離を決定するステップと、
第１の最小点と第２の最小点との間に含まれ、これら最小点に対して心合わせされ且つ圧力測定に有用な寄与の集合を定義する測定サブウィンドウを規定するステップと、
を含む。
【００８６】
有利なことに、このようにして、有用な取得期間中に検出された測定寄与の中で、密閉容器の頂部区域の内部に実際に関係するものが識別され、このようにして、例えば、ベルト上の容器の並進、容器の垂直安定性の悪さ、ガイド上の衝突、容器の寸法公差などのような外部要因による可能性のあるシフトを補償する。
【００８７】
好ましくは、信号取得期間を決定するステップは、位置センサによって検出された容器の位置データの少なくとも１つの項目を受信し、受信した位置データの少なくとも１つの項目に基づいて検査領域内への密閉容器の頂部区域の進入の瞬間を計算するステップを含む。
【００８８】
このようにして、検出された容器の位置に基づいて、容器の前進運動の速度（例えば一定速度の場合）を知ることにより、迅速かつ簡単な方法で、容器、特にその頂部区域が検査領域に入る瞬間を計算し、取得期間の開始を決定することが可能である。
【００８９】
好ましくは、信号取得期間を決定するステップは、容器の瞬間前進運動速度データの複数のアイテムを受信するステップと、受信した瞬間前進運動速度データの複数のアイテムに基づいて検査領域内への密閉容器の頂部区域の進入の瞬間を計算するステップとを含む。
【００９０】
このようにして、容器の前進運動の速度の瞬時変動を考慮し、有用な取得期間を細かく計算することも有効に可能である。
【００９１】
好ましくは、測定方法は、検査領域を通過する容器に対して、測定対象ガスとは異なるガスを吹き付けるステップを含む。
【００９２】
有利なことに、検査領域を通過する容器に対して測定対象ガスとは異なるガスを吹き付けることを予見することにより、検査中のガスを容器の周囲の領域から排除し、容器の内部の圧力を決定することに関連しない測定信号寄与（それらは容器の外部のガスに関連している）を低減するか理想的に完全に排除することが可能である。
【００９３】
好ましくは、測定方法は、検査領域に入る容器に対して、測定対象ガスとは異なるガスを吹き付けるステップを含む。
【００９４】
容器に対して検査中のガスとは異なるガスを吹き付けることを予見することにより、容器が検査領域に入ったときに、容器の移動に起因して検査領域に向かうガスの引き込みが有効に決定される。従って、有利なことに、検査領域に存在する検査中のガスが押し出される。
【００９５】
好ましくは、ガスの吸収スペクトルを表す出力データ項目を提供するステップは、
検出された信号の測定条件の特徴的なバックグラウンド関数を識別するステップと、
検出された信号からこのバックグラウンド関数を減算し、減算の結果得られた信号から吸収線を抽出するステップと、
を含む。
【００９６】
そのような検出された信号の調整は、ノイズ及び測定の固有の外乱を排除し、発生した吸収に関する情報を含む検出された信号の部分を分離することを可能にし、それに基づいて容器内の圧力を正確に決定する。
【００９７】
好ましくは、ガスの吸収スペクトルを表す出力データ項目を提供するステップは、検出された信号の振幅を容器の材料及び又は測定対象ガスの種類の関数として変化させることによって、検出された信号の振幅の変動を補償するステップを含む。
【００９８】
小さい信号振幅は、実際には、外部又は内部の液滴の存在、容器の壁の欠陥、ある種の容器に存在する製品を開けることを可能にするタブの存在などのような外乱要因に通常起因する。このような要因は、一般に、信号の大きな減衰を決定する。
【００９９】
有利なことに、本発明による測定方法は、そのような外乱要因によって導入される減衰を、単一の用途に対して適切かつ特定の方法で補償することを考慮する。
【０１００】
好ましくは、ガスの吸収スペクトルを表す出力データ項目を提供するステップは、過度に歪んだ検出された信号を識別して除去するステップを含む。
【０１０１】
過度に歪んだ測定信号の識別及び除去は、特に容器の前進運動の高速化による少量の測定寄与の場合に特に有用である。この場合、重要な測定信号のみを使用して、全体的な測定がより精密で正確になる。
【０１０２】
より好ましくは、歪んだ検出された信号を識別して除去するステップは、吸収線の振幅が振幅閾値以下であるかどうかを検査するステップを含む。
【０１０３】
より好ましくは、振幅閾値は、容器の材料及び又は測定対象ガスの種類の関数として変化し得る。
【０１０４】
好ましくは、歪んだ検出された信号を識別して除去するステップは、検出された信号の立ち上がりフロントの角度係数又は傾きが、許容可能と考えられる角度係数又は傾きの範囲外であるかどうかを検査するステップを含む。
【０１０５】
レーザ源によって送信される各信号は、実際には、レーザの変調によって与えられる既知の形状、例えば三角波、のこぎり波、方形波などを有する。例えば三角波又はノコギリ波の場合に立ち上がりフロントの角度係数又は傾きのような既知の形状の測定パラメータから始めて、検出された信号のパラメータと既知の形状のパラメータとを比較して、対応する出力信号の過度の歪みを識別することが可能である。
【０１０６】
検出された信号のパラメータが既知の形状のパラメータから過剰に逸脱する場合、検出された信号は廃棄される。
【０１０７】
好ましくは、歪んだ検出された信号を識別して除去するステップは、三角波で変調されたレーザ源によって放出された信号の場合に、立ち上がりフロントの非対称性を降下フロントで検査し、許容可能であると考えられる非対称性閾値よりも大きい非対称性を有する信号を廃棄するステップを含む。
【０１０８】
好ましくは、歪んだ検出された信号を識別して除去するステップは、検出された信号のデューティサイクルの割合を検査し、許容可能と見なされるデューティサイクル割合の範囲外のデューティサイクルの割合を有する信号を廃棄するステップを含む。
【０１０９】
このような検査は、方形波を有するレーザの変調の場合に特に有用である。
【０１１０】
好ましくは、ガスの吸収スペクトルを表す出力データ項目を提供するステップは、頂部区域を通るレーザビームによって移動される光路の長さの関数として、検出された信号を重み付けするステップを含む。
【０１１１】
これにより、上述した単一の測定信号寄与を重み付けするためのサブ要素の使用に関連して概説した有利な効果を達成することが可能になる。
【０１１２】
好ましくは、ガスの吸収スペクトルを表す出力データ項目を提供するステップは、容器が存在しない場合に測定対象ガスの直接測定を行い、検出された信号からこの直接測定を差し引くステップを含む。
【０１１３】
このようにして、容器の外部のガスによる寄与を排除し、容器内に存在するガスのみに関する測定を得ることが有益に可能である。
【０１１４】
より好ましくは、直接測定は、頂部区域のサイズの関数として重み付けされる。
【０１１５】
より好ましくは、直接測定の重み付けは、レーザビームが移動する外部光路の平均長さの関数として実行される。
【０１１６】
好ましくは、測定方法は、有用な取得期間中に検出された複数の信号、特に圧力の測定に有用であると識別された代表データの重み付け平均から圧力測定を決定するステップを含む。
【０１１７】
或いは、測定方法は、吸収プロフィールの二次導関数の最小点の距離を決定するＷＭＳ技術による吸収分光法によって圧力測定を決定するステップを含む。
【０１１８】
有利なことに、このようにして、容器の頂部区域の楕円化の場合に特に有用な光路とは独立した総合圧力の測定が得られる。
【０１１９】
更なる代替案によれば、測定方法は、吸収プロフィールの二次導関数から得られる吸収プロフィールの面積を決定するＷＭＳ技術による吸収分光法によって圧力測定を決定するステップを含む。
【０１２０】
特に有利な態様では、水蒸気の測定の場合、吸収プロフィールの面積の測定は、容器の温度に比例するパラメータを提供し、このようにして、得られた既知の温度に関連する圧力測定を得ることができる。実際、普及Ｈ２Ｏを有する液体を含む密閉容器では、頂部区域は飽和状態（相対湿度１００％）に急速に進む一方、水蒸気の濃度は液体の温度に正比例する。この割合のおかげで、吸収プロフィールの面積の測定は、液体の温度に直接比例するパラメータを有することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】ボトル充填プラントに適用される本発明による密閉容器内の圧力を測定するためのグループの実施例の部分斜視図である。
【図１ａ】図１の測定グループの部分的に除去された構成の拡大詳細図である。
【図２】図１の測定グループの部分正面図である。
【図３】図１の測定グループの背面図である。
【図４】本発明による測定グループで使用される信号の調整要素のブロック図である。
【図５】本発明による充填及び又は包装プラントの概略図である。
【図６】本発明による測定グループの検出器によって取得される測定信号寄与のグラフである。
【図７】本発明の測定グループ内の容器の通過中に実行される複数の測定寄与の概略図である。
【図８】本発明による測定グループにおける複数の容器のコンベアベルトの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０１２２】
本発明の更なる特徴及び利点は、添付図面を参照して行う幾つかの好ましい実施例の下記詳細説明から明らかになるであろう。
【０１２３】
単一の構成における異なる特性は、特定の組み合わせから特に得られる利点を有する必要がある場合には、前述の説明に従って所望に応じて組み合わせることができる。
【０１２４】
以下の説明では、図面の説明のため、同じ機能を有する構成要素を示すために同一の参照番号を使用する。更に、説明を分かり易くするために、幾つかの参照番号は、すべての図において繰り返されていない。
【０１２５】
図面を参照すると、密閉容器内の圧力を測定するためのグループは、総括的に１０で示されている。
【０１２６】
本明細書及び添付の特許請求の範囲では、検査される密閉容器３０は、その頂部区域３１の少なくとも一部分において光学的に透明な材料から作られると推定される。
【０１２７】
図１に示すように、測定グループ１０は、レーザビームを放射する光軸Ａを有するレーザ源１１と、レーザ源１１から放射されたレーザビームの少なくとも一部を検出するようにレーザ源１１に対向する検出器１２とを備える。
【０１２８】
レーザ源１１と検出器１２との間に位置する空間には、密閉容器３０の少なくとも一部分、特に容器３０の頂部区域３１の通過のために適合する検査領域２０が存在する。
【０１２９】
レーザ源１１は、こうしてレーザビームを検査領域２０に向けるように配置され、従って、この検査領域２０を通過して容器３０の頂部区域３１の光学的に透明な部分に到達する。
【０１３０】
レーザ源１１は、密閉容器３０の頂部区域３１に収容されたガスの吸収波長と同調可能な波長のレーザビームを出射するようになっている。検出器１２は、頂部区域３１に含まれるガスの存在により検査領域２０を通過中に容器３０の頂部区域３１で行われた吸収に続いて減衰されたレーザビームを受け取り、このようなガスの吸収スペクトルを表すデータ項目を出力するようになっている。このようにして、密閉容器３０内の圧力をそのようなガスの吸収ラインの振幅の関数として決定することが可能である。
【０１３１】
測定グループ１０はまた、信号取得期間を検出するための少なくとも１つのデバイス１４，１４’を備える。信号取得期間を検出する装置１４，１４’は、検査領域２０における密閉容器３０の頂部区域３１の部分の通過時間を決定する。
【０１３２】
信号取得期間を検出するための装置１４，１４’は、容器３０の位置を検出するための少なくとも１つのセンサ１４，１４’、好ましくは、検査領域２０に入る容器３０を識別するための少なくとも１つのセンサ、例えば、検査領域２０を通を通る容器３０の前進運動の瞬時速度を検出するための要素に関連するような光電池（図１−３に図示）及び又はエンコーダ（図５に図示）を備える。
【０１３３】
容器３０が充填及び又は包装プラント１００の搬送手段１３０を通って搬送される場合、容器３０の前進運動の速度を検出するための要素は、好ましくは、充填及び又は包装プラント１００の搬送手段１３０の前進運動の瞬時速度を制御する。
【０１３４】
容器３０の頂部区域３１が検査領域２０に入る瞬間、容器３０のこの頂部区域３１の寸法及び容器３０の前進運動の瞬間速度を分かると、前進運動の速度の瞬間的な変化の場合でも、レーザ源１１によって放出されたレーザビームが容器３０の頂部区域３１を通過する時間を識別することが可能である。このようにして、有用な信号取得期間が識別される。
【０１３５】
図１−３に示す実施例では、信号取得期間を検出するための装置は、検査領域２０の入口に配置される逆Ｕ字型の光電池１４を備え、前進運動の速度を検出する要素は、この速度に関するデータを受信するためのデータ入力インタフェース（図示せず）である。
【０１３６】
図５に示す実施例では、信号取得期間を検出するための装置は、搬送手段１３０によって実行される経路に沿って配置されたエンコーダ１４’を備え、前進運動の速度を検出するための要素は、この速度に関するデータを受信するためのデータ入力インタフェース（図示せず）である。
【０１３７】
好ましくはコンベアベルトの一定速度の場合に適用可能な、図示しない別の実施例によれば、信号取得期間を検出するための装置１４，１４’は、容器３０の位置を検出するための少なくとも１つのセンサを（例えば少なくとも１つの光電池）を備える。この場合、コンベヤベルトの速度は一定であるため、この速度を検出するための要素を提供する必要はない。
【０１３８】
この場合においても、センサ１４，１４’が容器３０を横切る点と検査領域２０との間の距離、コンベアベルトの一定速度及び頂部区域３１の寸法に基づいて、レーザ源１１によって放射されたレーザビームが容器３０の頂部区域を通過する時間（信号取得期間）を識別することが可能である。
【０１３９】
測定グループ１０は、図示された実施例によれば、レーザ源１１及び検出器１２の正確な位置決め並びに検査領域２０の適切な定義のための耐荷重構造１５を備える。
【０１４０】
この目的のために、耐荷重構造１５は、検査領域２０を通過する容器３０の寸法及び幾何学的形状の関数として、レーザ源１１と検出器１２との相対的な位置を変更するための機械的調整要素１６ａ，１６ｂを備える。
【０１４１】
図示の実施例では、機械的調整要素１６ａ，１６ｂは、レーザ源１１と検出器１２とからなるアセンブリの垂直位置１６ａの調節器と、レーザ源１１と検出器１２との間の水平距離の調整器１６ｂ（それらを接近離隔可能である）とを備える。機械的調整要素１６ａ，１６ｂは手動又は電動タイプのものでよい。
【０１４２】
レーザ源１１と検出器１２との間に画定された検査領域２０の上流側及び又は下流側には、好ましくは、それぞれ、容器３０の少なくとも一部分を収容するように構成された入口チャネル１７ａ及び又は出口チャネル１７ｂがあり、検査領域２０に向かって移動するか又は検査領域２０から離れる方向に移動する頂部区域３１をそれぞれ画定する。
【０１４３】
例えば、図示された実施例では、入口チャンネル１７ａ及び出口通路チャンネル１７ｂは、「Ｕ」字状に曲げられ底部に向かって開口している保護壁によって形成される。
このような保護壁は、好ましくは、光を透過しない材料から作られる。
【０１４４】
図２に示すように、測定グループ１０は、検査中のものとは異なるガスを検査領域に注入するための第１のフラッシング装置１８ａ，１８ｂを備える。これにより、容器３０の外部に存在する検査中のガスによって与えられる分子吸収の寄与、従って全体の測定への影響を低減又は排除することが可能になる。
【０１４５】
第１のフラッシング装置は第１の対の水平ノズル１８ａ，１８ｂを備え、第１の水平ノズル１８ａはレーザ源１１の放射チャネルに組み込まれ、第２の水平ノズル１８ｂは検出器１２の受容チャネルに組み込まれて、フラッシングがレーザの全経路に関与する。
【０１４６】
図示した特に有利な実施例によれば、測定グループ１０は、好ましくは、容器の前進運動の方向Ｂに関して検査領域２０の上流側に配置された第２のフラッシング装置１９ａ，１９ｂ，１９ｃを更に備える。この第２のフラッシング装置１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、検査中のガスとは異なるガスが入った容器３０の頂部区域３１が検査領域２０に入る前に、この頂部区域３１の周囲の領域を負荷する。容器３０の移動は、第１のフラッシング装置１８ａ，１８ｂにより検査領域２０内で直接フラッシュされるガスの部分的な除去の可能性を補うために、この検査領域２０に向かってフラッシュされるガスの引き抜きを決定する。
【０１４７】
第２のフラッシング装置は、フラッシュされるガスの３つの出口ノズル１９ａ，１９ｂ，１９ｃを備え、その第１の垂直のノズル１９ａは、検査領域に通じる入口チャネル１７ａの入口の上方に配置され、下方に向いた垂直放射方向を有し、一対の第２の水平の出口ノズル１９ｂ，１９ｃは、入口チャネル１７ａのこの入口に配置され、一方１９ｂが他方１９ｃに向かう水平放射方向を有する。
【０１４８】
信号取得期間中に検出器１２によって検出された単一測定寄与から移行中の各容器３０内の圧力の有効な測定値を得るために、測定グループ１０は、検出器１２の下流側に接続され、取得期間内に取得されたガスの吸収スペクトルを表すデータのうちで圧力測定に有用な信号寄与を識別する手段４１を備える。
【０１４９】
取得期間が決定されると、その期間に検出器１２によって取得された信号は、圧力測定に有用な信号寄与を識別するための手段４１に供給される。この手段４１は、測定のための有意な信号寄与を分離するために検出器１２によって取得された信号、すなわち、頂部区域がレーザ源１１と検出器１２との間を移動するときに実行される測定に実際に対応する信号をリアルタイムで分析するように適合されている。
【０１５０】
この目的のために、圧力測定に有用な信号寄与を識別する手段４１は、少なくとも、
対応する検出装置１４，１４’によって識別された取得期間内に取得されたガスの吸収スペクトルを表すデータの強度プロフィールの包絡線５０から得られる曲線の最小点５１，５２を検出するための要素と、
その最小点５１，５２間の距離を決定する要素と、
最小点５１，５２間に含まれ、それらに対して心合わせされたサブウィンドウ５３を規定する要素とを備える。検出された最小点５１，５２対して心合わせされたサブウィンドウは、圧力測定に実際に有用な寄与の集合を定義する。
【０１５１】
ボトルを通過した信号の強度プロフィールの包絡線５０は、図６に一例として示されている。分かるように、この包絡線は、ボトル３０のネックの縁部に対応する２つの最小点５１，５２を備える。この最小点５１，５２を検出し、その最小点５１，５２間の中間測定寄与のみを分析することにより、使用される測定値の全てが実際に容器の頂部区域の内部にリンクされることが保証される。
【０１５２】
検出器の下流側には、信号調整要素４０も接続されている。信号調整要素４０は、検出器によって検出された単一測定寄与を受信し、各測定寄与のために測定条件の特徴的バックグラウンド関数を識別し、検査中のガスの総合圧力及び又は部分圧力情報を得るための吸収ラインを抽出するために、検出された信号寄与からそのバックグラウンド関数を差し引くように適合されている。
【０１５３】
図示の例では、圧力測定に有用な信号寄与を識別するための手段４１は、信号調整要素４０に実装されている。
【０１５４】
信号調整要素４０は、好ましくは、処理された容器３０のタイプ、検査されるガスのタイプなどの、ユーザによって導入されるパラメータの関数として、検出された信号寄与の振幅を識別して変化させるためのサブ要素４２を備える。取得された測定信号の振幅を識別して変化させるためのサブ要素４２は、自動利得制御を有するトランスインピーダンス回路であることが好ましい。
【０１５５】
信号調整要素４０は、好ましくは、圧力測定の決定に有用に寄与するために、過度に歪んだ測定信号寄与を識別するための要素４３を備える。
【０１５６】
歪んだ測定信号寄与を識別するための要素４３は、検査時間（信号取得サブウィンドウ）内の波長を走査することに対する各単一測定寄与によって抽出された吸収線の振幅を考慮して、測定寄与を破棄し、その吸収線は、処理される容器３０のタイプ、検査されるガスのタイプなどの、ユーザによって導入されるパラメータの関数として可変である所定の振幅閾値を下回る振幅を有する。
【０１５７】
小さい信号振幅は、実際には、通常、外部又は内部液滴の存在、容器の壁の欠陥、製品を開けることを可能にするタブの存在、特定のタイプの容器に存在などの外乱因子による。このような要因は、一般に、信号の強い減衰を決定する。
【０１５８】
これに加え又はこれに代えて、歪んだ測定信号寄与を識別するための素子４３は、取得された各信号寄与の立ち上がりフロントの角度係数を考慮して、過度に歪んだ角度係数を有する測定寄与を排除する。この目的のために、取得された信号の立ち上がりフロントの角度係数は、基準として働く、送信された信号の立ち上がりフロントの角度係数と比較される。角度係数の歪みは、２つの角度係数間のばらつきの場合に決定される。歪んだ測定信号寄与を識別するための要素４３は、基準角度係数（送信された信号の立ち上がりフロントの角度係数）よりも大きいか又は小さい立ち上がりフロントの角度係数を有する測定寄与を、例えば２０°に等しい所定の閾値だけ除去する。言い換えれば、許容可能であると考えられる角度係数の範囲外の立ち上がりフロントの角度係数を有する測定寄与が除去される。許容可能な角度係数の範囲は、基準角度±所定の閾値を中心とする範囲である。
【０１５９】
従って、許容可能な角度係数の範囲外の角度係数を有する立ち上がりフロントは、圧力測定に有用に寄与するために過度に歪んでいると識別される。
【０１６０】
単一の測定寄与に基づいて内部圧力の全体的な測定値を決定することができるように、信号調整要素４０は、好ましくは、頂部区域３１を通るレーザビームによって進行される光路の長さの関数として、単一の測定寄与を重み付けするサブ要素４４を備える。従って、単一の光路の長さの差を考慮した重み付け平均に基づいて圧力測定を得ることが可能である。
【０１６１】
信号調整要素４０は、好ましくは、容器の外部に存在するガスの寄与の補償サブ要素４５を備え、外部のガスの直接測定を行い、測定寄与の総量に対するその直接測定の引き続く重み付けされた減算を行うようになっている。
【０１６２】
特に、補償サブ要素４５は、頂部区域３１のサイズの関数として、従って容器３０の外部のレーザビームによって進行される光路の部分の関数として、直接測定の重み付けを実行する。頂部区域３１のサイズは、ユーザによって最初に導入されるか、又は較正手順によって自動的に取得される一片のデータである。
【０１６３】
特に、直接測定の重み付けは、レーザビームが移動する外部光路の平均長さの関数として実行される。
【０１６４】
容器３０内の圧力の測定グループ１０は、好ましくは、図５の例として総括的に１００で示される自動充填及び又は包装プラントを備える。
【０１６５】
そのようなライン１００は、容器３０の第１の充填ステーション１１０と、容器３０を密閉及び又はキャッピングするための第２のステーション１２０とを備える。容器３０内の圧力の測定グループ１０は、ライン１００に沿った容器３０の前進運動の方向に関して容器３０を閉鎖及び又はキャッピングするために、第２のステーション１２０の下流側に（直接又は非に）配置される。
【０１６６】
第１のステーション１１０及び第２のステーション１２０は、タップ又は充填バルブ１１５及び密閉及び又はキャッピングヘッド１２５がターンテーブル又は回転カルーセルの周囲に拘束される円形の構成を有する。そのステーション１１０，１２０は、例えば、それぞれ約８０個のタップ又は充填バルブ１１５及び約２０個の密閉及び又はキャッピングヘッド１２５を備えたツールホルダであってもよい。
【０１６７】
容器３０は、例えば、第１のステーション１１０及び第２のステーション１２０の周囲を少なくとも部分的にたどる前進運動Ｂの経路に沿って測定グループ１０を通過するように、コンベヤベルト上に拘束されているか又は自由である一組の搬送手段のような適切な搬送手段１３０を通って搬送されるか、或いは懸架される。
【０１６８】
密閉容器内の圧力の測定グループ１０の作動は以下の通りである。
【０１６９】
最初に、測定グループ１０は、適切な装置１４，１４’を介して測定に有用な大まかな取得期間を決定する。
【０１７０】
この目的のために、特定の実施例によれば、容器の頂部区域３１が検査領域２０内にある期間は、上述のように決定される。
【０１７１】
容器が検査領域２０にあるとき、好ましくは、測定されるガスとは異なるガスが容器に対して吹き付けられる。
【０１７２】
より好ましくは、容器が検査領域２０の入口にあるときにも、或る測定対象物とは異なる対象物が容器３０に対して吹き付けられる。
【０１７３】
取得期間中、レーザ源１１は、密閉容器３０の頂部区域３１に収容されたガスの吸収波長と同調可能な波長のレーザビームを、密閉容器３０が通過する検査領域２０に向けて繰り返し照射する。
【０１７４】
特に、レーザビームは、検査領域２０を通過する容器３０の頂部区域３１に向かって、正確には、光学的に透明な材料で作られた容器３０の部分に向けて放射される。
【０１７５】
検出器１２は、容器３０の頂部区域３１で発生した吸収（測定信号寄与）に続いて減衰したレーザビームを検出し、検出された各レーザビームについて、頂部区域３１に存在するガス測定対象の吸収スペクトルを表す出力データを提供する。
【０１７６】
具体的には、検出された各信号について、測定条件の特徴的なバックグラウンド関数が識別される。そのバックグラウンド関数は、検出された信号の寄与から差し引かれて、検査中のガスの総合圧力及び又は部分圧力情報を導き出す吸収線を抽出する。
【０１７７】
測定のための有意な信号寄与を分離するために、収集期間中に容器３０を通過し受信された測定寄与の強度プロフィールの包絡線５０が解析され、容器３０の壁に対応する点５１，５２を識別する。そのような点は、これらの点の間に含まれ、好ましくはこれら点に対して心合わせされたサブウィンドウ５３の定義のための基準として働き、サブウィンドウ５３は、圧力測定に実際に有用な信号寄与の全体を表す。
【０１７８】
考えられる外乱及び又は信号の歪みは、組み合わせて又は代替として適用可能な異なる方法に従って補償される。
【０１７９】
信号振幅は、好ましくは、受信した信号の振幅の変動を補償するために、処理された容器３０のタイプ、検査されるガスのタイプなどの、ユーザによって導入されるパラメータの関数として変更される。
【０１８０】
従って、過度に歪んだ測定信号寄与が識別され除去されるので、全体的な測定は、そのような寄与によって過度に悪化することはない。
【０１８１】
特に、吸収ラインの振幅が、処理された容器３０のタイプ、検査されるガスの種類などの、ユーザによって導入されるパラメータの関数として可変である所定の振幅閾値を下回る振幅を有するような測定寄与は、廃棄される。
【０１８２】
これに加えて、又はこれに代えて、例えば２０°に等しい、所定の閾値を超えて送信信号の立ち上がりフロントの角度係数から逸脱する、立ち上がりフロントの角度係数又は傾斜を有する測定寄与は、廃棄される。
【０１８３】
単一の測定寄与は、頂部区域３１を通るレーザビームによって進行される光路の長さの関数として重み付けされる。従って、単一の光路の長さの違いを考慮した重み付け平均に基づいて圧力測定が得られる。
【０１８４】
容器の外部に存在する検査中のガスの寄与は補償され、容器がない場合のガスの直接測定を行い、測定寄与の総量からその直接測定値を差し引く。
【０１８５】
特に、減算に進む前に、直接測定の重み付けは、頂部区域３１のサイズの関数として、従って容器３０の外部のレーザビームによって進行される光路の部分の関数として実行される。頂部区域３１のサイズは、ユーザによって最初に導入されるか、又は較正手順によって自動的に取得される一片のデータである。
【０１８６】
特に、直接測定の重み付けは、レーザビームが移動する外部の光路の平均長さの関数として実行される。
【０１８７】
全体の測定を決定するために検討することが可能な測定寄与を選択した後、その寄与の平均が行われるか、或いは、検査中のガスの濃度及び容器の圧力を決定するための有用なパラメータを外挿するために、幾つかの寄与が選択される。例えば、容器内の総合圧力をＷＭＳ技術による二酸化炭素ラインの吸収分光法で測定したい場合には、吸収プロフィールの二次微分の極小点の距離のパラメータは、光路とは無関係の圧力測定を得るこのような方法で、抽出される。この方法は、ボトルの楕円化の場合に特に有利であることが分かる。
【０１８８】
或いは、水蒸気ライン上で吸収分光法により総合圧力を測定する場合には、吸収プロフィールの二次微分から得られる吸収プロフィールの面積のパラメータを抽出することにより、液体を含む密閉容器の温度に比例するパラメータを、既知の温度に関連する圧力測定を得るこのような方法で、得ることができる。
【図１】
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【図１ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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