(57)【要約】  諸実施形態は、パッケージ内の漏れに関連する情報を判定するための方法および装置に関する。一実施形態では、ソレノイド／重力システムが、可撓性パッケージを所望の圧力まで迅速に加圧し、加圧剤を迅速に引き出すために使用され、ここでは、別のソレノイドが、試験下のパッケージ上の領域に迅速にかつ後退式に衝撃を与えるために使用される。センサが、衝撃の領域から発生したパッケージ内の波に対応するデータを感知するために使用される。データは、パッケージ内の漏れに関する情報、たとえば試験下のパッケージ内に漏れがあるかどうか、漏れのサイズ、および／または漏れの場所などを判定するために取得および処理される。
2016500442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージの漏れ検出の方法であって、
初期圧力をパッケージにかけて前記パッケージを加圧することと、
前記パッケージの一領域に衝撃を与えることと、
前記パッケージの前記領域に衝撃を与えた後、前記パッケージ挙動に関連するデータを取得することと、
前記パッケージの前記領域に衝撃を与えた後、前記パッケージ挙動に関連する前記データから前記パッケージ内の漏れに関連する情報を判定することと、
を含む、パッケージの漏れ検出の方法。
【請求項２】
前記初期圧力が、１つまたは複数の力を前記パッケージの外部表面にかけることによってかけられる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パッケージの前記領域に衝撃を与えた後、前記パッケージ挙動に関連するデータを取得することが、１つまたは複数のセンサによって達成される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記パッケージ内の漏れに関連する情報を判定することが、前記少なくとも１つのセンサからの第１のピークの大きさに関連付けられたデータを正規化することと、前記正規化されたデータを閾値と比較することとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記パッケージの前記領域に衝撃を与えた後、前記パッケージ挙動に関連するデータを取得することが、１つまたは複数のセンサによって達成され、前記１つまたは複数の力を前記パッケージの前記外部表面にかけることが、前記１つまたは複数の力を前記１つまたは複数のセンサによってかけることを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記パッケージが、前記パッケージの前記領域に衝撃を与える間およびその後、前記データの少なくとも一部分が取得されるまで所定場所に保持される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記パッケージを所定場所に保持するために使用される構造体が、前記パッケージの前記領域に衝撃を与える間およびその後、前記データの少なくとも一部分が取得されるまで所定場所に固定される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記パッケージを加圧することと、前記パッケージの前記領域に衝撃を与えることとの間に少なくとも１００ミリ秒の遅延がある、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記パッケージが、可撓性および／または適合性部分を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
衝撃がかけられた前記パッケージの前記領域が、前記可撓性および／または適合性部分内にある、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記パッケージの前記領域に衝撃を与えた後、前記パッケージ挙動に関連するデータを取得することが、前記可撓性および／または適合性部分の前記挙動に関連するデータを取得することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
取得された前記データが、前記パッケージの外部表面の一部分が、前記外部表面の前記一部分と接触するセンサにかける力である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
取得された前記データが、前記パッケージの外部表面の一部分が経験する変位である、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
さらに、
前記パッケージの前記領域に衝撃を与えることを繰り返すことと、
前記パッケージの前記領域に衝撃を与えた後、前記パッケージ挙動に関連するデータを取得することと、
前記パッケージの前記領域に衝撃を与えた後、前記パッケージ挙動に関連する前記データから前記パッケージ内の漏れに関連する情報を判定することとを含み、
情報を判定することが、初めて前記パッケージの前記領域に衝撃を与えることから取得されたデータと、２番目に前記パッキングの前記領域に衝撃を与えることから取得されたデータとを比較することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
加圧することと、衝撃を与えることと、取得することとが、０．５秒未満で達成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記１つまたは複数のセンサが、２つまたはそれ以上のセンサである、請求項３に記載の方法。
【請求項１７】
前記初期圧力が、衝撃をかけ取得する間維持される、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
パッケージの漏れ検出のためのシステムであって、
初期圧力を前記パッケージにかける加圧装置と、
前記パッケージの一領域に衝撃を与える衝撃装置と、
前記衝撃装置が前記パッケージの前記領域に衝撃を与えた後、前記パッケージ挙動に関連するデータを取得するための少なくとも１つのセンサと、
を備える、パッケージの漏れ検出のためのシステム。
【請求項１９】
さらに、プロセッサを備え、前記プロセッサが、前記衝撃装置が前記パッケージの前記領域に衝撃を与えた後、前記パッケージ挙動に関連するデータを処理して前記パッケージ内の漏れに関連する情報を判定する、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
信号処理モジュールが、データ取得モジュールによって受け取られた信号の第１のピークに対応するデータを正規化し、前記正規化されたデータを閾値と比較するように構成される、請求項１８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜関連出願の相互参照＞
本出願は、２０１２年１２月５日出願の米国仮特許出願第６１／７７３，７５４号および２０１３年４月１９日出願の米国仮特許出願第６１／８１３，９９３号の利益を主張するものであり、そのどちらも、あらゆる図、表、または図面を含めて全体的に参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
パッケージは、製造工場から輸送、シェルフライフ、および貯蔵にかけて製品の清潔性および滅菌性を維持する。シールの品質およびパッケージ完全性を試験することは、いかなるパッケージング業界においても再重要視するものである。一例として、パッケージのシールおよび完全性の品質は、食品（たとえば、ポテトチップ、冷凍食品、子供飲料／ジュースパッケージ、肉、乳製品および新鮮野菜）、医療製品（たとえば薬剤）、および化粧品（たとえばスキンケアおよび化粧）のシェルフライフを決定付ける。
【０００３】
数多くのパッケージ試験手順が存在するが、これらの試験の多くは、生産ライン内試験に適用可能ではない破壊的方法を伴う。したがって、試験用パッケージングまたは生産ライン外の見本が、試験に利用され、それによって生産ライン内のパッケージが信頼高いものであることを確実にすることを難しくし、および／またはオフライン試験に十分な見本を提供するために収率の低減を必要とする。加えて、現在の非破壊試験は、時間がかかり、この結果、これもまた収率を低減させ、生産ライン上で試験されるパッケージを少なくする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、当技術分野では、製品のパッケージングと並行して実行され得る、すばやく、確実なシールの完全性および品質の試験が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
さまざまなパッケージ用のシールの完全性および／または品質のすばやい非破壊試験のための試験方法および装置が、提供される。
【０００６】
一実施形態では、ソレノイド／重力システムが、可撓性パッケージを任意の所望の圧力まで迅速に加圧し、加圧剤を迅速に引き出すために使用される。別のソレノイドが、試験下のパッケージ上の一点に迅速にかつ後退式に衝撃を与えるために使用される。センサが、パッケージに衝撃が与えられた後、パッケージの挙動に対応するデータ、たとえば衝撃点から発生するパッケージ内の波に対応するデータなどを感知するために使用される。データは、パッケージ内の漏れに関する情報、たとえば試験下のパッケージ内に漏れがあるかどうか、その漏れのサイズ、および／またはその漏れの場所などを判定するために取得され処理される。
【０００７】
この概要は、発明を実施するための形態において以下でさらに説明される一揃えの概念を簡易化された形態で導入するために提供される。この概要は、特許請求される主題のキーとなる特徴または本質的特徴を特定することは意図されず、特許請求される主題の範囲を限定するために使用されることも意図されない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】パッケージ試験構成の簡易化された図である。
【図２】垂直衝撃接触領域から等しい距離に配設された４つの変換器を用いる例となるシナリオを示す図である。
【図３】本発明の実施形態によるパッケージ試験システムを示す図である。
【図４】本発明の実施形態による、コンベヤベルト上のパッケージ試験システムを示す図である。
【図５Ａ】主題のパッケージ試験システムの実施形態のための試験設定の線図である。
【図５Ｂ】主題のパッケージ試験システムの実施形態のための試験設定の線図である。
【図６】本発明の実施形態の加圧および制御作動の図である。
【図７】本発明の実施形態のためのユーザインターフェースの例を示す図である。
【図８】本発明の実施形態からの例となるデータを示す図である。
【図９Ａ】本発明の実施形態１に関する、漏れていないパッケージに対して４センサにおいて受け取られた信号の比較である。
【図９Ｂ】本発明の実施形態１に関する、漏れていないパッケージに対して４センサにおいて受け取られた信号の比較である。
【図９Ｃ】本発明の実施形態２に関する、漏れているパッケージに対して４センサにおいて受け取られた信号の比較である。
【図９Ｄ】本発明の実施形態２に関する、漏れているパッケージに対して４センサにおいて受け取られた信号の比較である。
【図１０】パッケージに対して漏れを導入する前およびその後の、５つのパッケージに対する第１の衝撃の第２の衝撃ノード用の振幅と、第１の衝撃の振幅との間の差の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態は、パッケージ用のシールの完全性および／または品質の非破壊試験用の方法および装置に関する。実施形態は、さまざまなパッケージに適用され得る。本発明の実施形態の実施は、プラスチックパッケージ、金属ホイルパッケージ、ＰＥＴ、ポリプロピレン、コーティングされた材料、ポリオレフィン、紙、ポリエステル、ＢＯＰＥＴ、ＢＯＰＰ、金属化されたＢＰＰ（二軸延伸配向されたポリプロピレン）、ＰＶＤＣｐｅｔ、ナイロン、およびアルミニウムホイル（たとえば、ポテトチップ、冷凍食品、医療品、化粧品などを保護するために使用されるパッケージ）などの可撓性および／または適合性パッケージングを備えたパッケージを試験するために使用され得る。特定の実施形態によれば、動的衝撃の特徴付けを利用してパッケージ内の漏れによる圧力損失が発生するかどうかを判定するための方法が、提供される。
【００１０】
パッケージ試験は、封止されたパッケージの完全性を確実にすることと、パッケージの封止された領域内に、取り扱い応力および時間に伴って漏れが起こることを可能にする脆弱性がないことを保証することとを含む。パッケージ完全性試験は、パッケージの「漏れ試験」として称され得る。すなわち、パッケージ完全性試験は、材料内の不良または汚染物質が入ることを可能にするプロセスがあるかどうかを判定する。他方では、シール強度試験は、シールの性質を測定し、これは、シールが、少なくともパッケージの残りの部分と同じ程度までの障壁を呈することを確実にするように設計される。完全性およびシール両方の試験は、適正なパッケージングを確実にする重要な様相である。
【００１１】
パッケージ完全性試験は、パッケージ全体の「漏れ試験」を提供するパッケージの障壁材料およびシールの尺度である。シール結合不具合またはシールの破損に加えて、漏出は、パッケージ材料内の大きな穴、ピンホール、または割れの結果になり得る。漏出源は、いずれも、パッケージの外側の雰囲気の要素からの製品汚染がパッケージに入る可能性、およびパッケージ内側の材料が逃げる可能性を表す。
【００１２】
シールおよび／またはパッケージ完全性の品質の非破壊試験のための試験方法および装置が、提供される。実施形態は、すばやく試験するように設計可能であり、それにより、試験は、パッケージングプロセスと並行になることができる。
【００１３】
本発明の実施形態は、数多くの既存の試験方法と比較して、非侵入型のより破壊的でない試験を行うことができるパッケージ試験を提供する。特定の実施形態によれば、パッケージシール内の欠陥の性質が、特定され得る。特有の実施形態では、欠陥の全体的な場所が、特定され得る。
【００１４】
加えて、本明細書において説明される方法および装置は、シールおよび／またはパッケージ完全性の品質の迅速な評価のためにいかなる生産ライン上での生産プロセスにも適用され得る。主題の装置の実施形態の実施は、製品パッケージングプロセスの後端において生産ライン内で提供され得る。一実施形態では、パッケージは、たとえば、チャネル内に誘導可能であり、ここでは、１つまたは複数の力が、パッケージの内部圧力を増大させるためにかけられ得る。加圧されたパッケージは、次いで、加圧されたパッケージの一領域に短時間にわたって力をかけ、次いで力を除去する機構によって、衝撃が与えられ得る。特有の実施形態では、衝撃は、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、０．１０、０．１１、０．１２、０．１３、０．１４、０．１５、０．１６、０．１７、０．１８、０．１９、０．２、０．２１、０．２２、０．２３、０．２４未満、および／または０．２５秒未満かけることができ、かつ／またはこれらの持続時間の２つの間の範囲内でかけることができる。
【００１５】
漏れの存在および場所は、パッケージ上で非破壊衝撃／ブローを実行し、パッケージと接触するセンサによって発生させられた力のサイン、および／またはパッケージと接触するまたはパッケージに関連するセンサによって検出された変位を比較することによってすばやくかつ容易に判定され得る。
【００１６】
１つの実施形態によれば、初期圧力が試験下のパッケージにかけられる。１つの実施形態では、初期圧力は、パッケージを所定場所に保持する拘束プレートによってかけられ得る。さまざまな実施形態では、初期圧力をかけることは、それだけに限定されないが、負圧、加圧のあらゆる「機械的」な形態、垂直方向の加圧、水平方向の加圧、パッケージを２つのレール／ベルトの間に誘導することによる加圧、重力による加圧、加圧用の剛性プレート以外の材料の使用、パッケージのコーナ（複数可）および／または縁部内のクランプによる加圧、圧力を感知し、かつかけるための変換器の使用、圧力プレートを駆動させるための線形アクチュエータまたは他のモータの使用、空気式システムの使用、またはこれらの組み合わせを含むことができる。
【００１７】
特有の実施形態では、初期圧力をかける力は、パッケージの外部表面を１つまたは複数の力センサまたは変位センサで押し込むことによってかけられ、この場合、力センサは、パッケージにかけられた力を監視し、衝撃後のパッケージ材料の挙動を検出する。センサはまた、力（複数可）をかけてパッケージを加圧した際にパッケージを監視し、加圧力（複数可）をかけて衝撃を引き起こした後、パッケージが均衡に達したときを判定し、次いで、衝撃後にセンサ（複数可）が経験する力または変位に関するデータを生成する。特有の実施形態では、少なくとも１００ミリ秒、２００ミリ秒、３００ミリ秒、４００ミリ秒、５００ミリ秒、またはこれらの持続時間の２つの間の範囲内の遅延が、初期の加圧後、衝撃を引き起こす前に可能にされて、パッケージが均衡に到達することを可能にすることができる。パッケージと接触するセンサを保持する構造体は、低振動構造体になることができ、それらの位置を衝撃中およびその後に正確に保つことができる。
【００１８】
初期圧力がかけられた後、パッケージの一領域は、パッケージを破損することなく、パッケージに対して外乱を創出するのに十分な力で衝撃が与えられる。衝撃は、たとえば衝撃棒を用いることによって実行され得る。一部の実施形態では、衝撃は、内容物の超音波励起、エアガンによる衝撃、重力の重み、発射体、振り子、磁気（ＥＭ）波、定常噴流、ウォーム歯車、線形アクチュエータ、重力および発射体の組み合わせ、油圧、またはそれらの組み合わせによって達成され得る。当然ながら、実施形態は、これらに限定されない。
【００１９】
ソレノイドは、衝撃力、衝撃深さ、および／または衝撃持続時間など、圧力および衝撃を制御するために使用され得る。
【００２０】
１つの実施形態では、パッケージと接触し、パッケージの衝撃領域から一定の距離だけ離間された力センサ／変換器が、衝撃からの力サインを検出する。漏れの存在は、力サインを評価することによって判定される。他の実施形態では、変位は、視覚システム、ひずみゲージ、容量検出器、レーザシステム、レーダ、ソナーなどを用いて測定され得る。パッケージの１つまたは複数の地点または領域にあるパッケージの変位が、測定され得る。一部の実施形態では、アナログ応答が、変換器の代わりに使用され得る。
【００２１】
図１は、パッケージ試験構成の簡易化された図を示す。図１に示すように、パッケージは、加圧され衝撃が与えられる。正面プレートは、圧力をパッケージ上に後部プレート（または他の表面）に押し付けるように及ぼすことによって初期圧力をかけることができる。衝撃棒は、衝撃点から波を発生させるために使用され得る。センサが、パッケージの完全性を検出するために使用される。４つの変換器が示される。電荷増幅器が、信号を増幅させるためにセンサと共に使用され得る。
【００２２】
シールまたはパッケージが無傷で、良好な品質のものであるとき、４つの変換器は、類似の力サインを与え、すなわち４つの信号は同じ振幅、持続時間、および形状を有する。しかし、漏れがあるとき、漏れの場所に最も近いセンサ（複数可）は、異なる読み取り値を示すことができ、または変換器によって発生した４つすべての信号は、わずかにより低い振幅、およびより長い持続時間のものになる。特有の実施形態は、圧力をかけ、次いで圧力をかける装置の位置をパッケージに対して一定の相対位置に保持することができ、それにより、圧力は、漏れがある場合降下し得る。他の実施形態は、試験中、圧力をかけ、次いで圧力を維持することができる。
【００２３】
特有の実施形態は、一定重量がパッケージにかけられるようにパッケージの上部にキャリッジを置くことができ、キャリッジとパッケージの間の接触領域が維持される場合、一定圧力がパッケージにかけられる。これらの２つのシナリオのうちどの１つを行うかは、パッケージのサイズ、漏れのサイズ、変換器からの漏れ場所の距離、パッケージ内側の圧力、衝撃の持続時間および振幅、パッケージ上のプレートによってかけられる外部圧力、保持方法などによって決まる。特有の実施形態では、センサは、衝撃領域から等距離になるように配置され、それにより、力または変位のサインは、漏れがないときは類似する。他の実施形態は、特性を収集する所望のデータを達成するために、パッケージ構造体に対して異なる距離または位置にセンサを配置することができる。一実施形態は、１つ、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上のそのようなセンサを使用することができる。
【００２４】
センサは、衝撃地点から発生した波を検出することができる。より弱い信号は、そのセンサ近くの漏れを示唆することができ、これはその領域内での圧力の低下によるものである。
【００２５】
特有の実施形態は、センサをプレートまたは他の構造から突起させることができ、それにより、センサは、パッケージと接触する唯一の構造となり（すなわち、プレートはパッケージと接触しない）、センサは、衝撃の近傍で力をかける。当然ながら、パッケージの他の側の別の構造が、センサがパッケージを押し込むときにパッケージの他の側に１つまたは複数の力を与えることができる。特有の実施形態では、衝撃の領域と加圧のために力（複数可）をかけるセンサとの間には、パッケージと接触する他の構造体は存在しない。プレートは、センサがパッケージを押さえる間にセンサを押さえるために使用され得る。
【００２６】
図２は、垂直衝撃接触領域から等しい距離で配設された４つの変換器を用いる例となるシナリオを示す。漏れは、異なる力信号、たとえば、他の信号と比較してより大きい減衰を用いた力信号を示す（漏れに最も近い）少なくとも１つの変換器によって示され得る。さまざまなセンサの力サインは、たとえば、１つまたは複数のピークまたは谷部の大きさ、ピーク間または谷部の間の間隔、隣接するもしくは他の空間大きさまたは谷部の相対大きさなどの他の点におけるさまざまな相違性を有することができる。図２に示すように、第１のセンサ（１）が衝撃から１％の減衰を示し、第２のセンサ（２）が１％の減衰を示し、第３のセンサ（３）が１０％の減衰を示し、第４のセンサ（４）が１０％の減衰を示す場合、想定される漏れ場所は、第３と第４のセンサの間である。
【００２７】
特定の実施形態は、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、および／または０．９秒で、またはこれらに挙げられた持続時間の任意の２つの間の範囲内で漏れ検出を実行する、２５、５０、７５、１００、１２５、１５０、１７５、および／または２００マイクロメートルより大きい漏れに敏感である、０．０００４％、０．０００５％、０．０００６％、０．０００７％、０．０００８％、０．０００９％、および／または０．００１％下で擬陽性率を有する、自動化される、衛生的な設計を有する、および相対的に長い寿命（たとえば１５年以上）を有することのうち１つまたは複数に向けられる。
【００２８】
本発明およびその多くの利点のより良好な理解は、例示として与えられた以下の例からもたらされ得る。以下の例は、本発明の方法、用途、実施形態および変形形態の一部を例示するものである。これらは、当然ながら、形はどうであれ本発明の限定が考慮されるものではない。数多くの変更および改変形態が、本発明に関して加えられ得る。
【００２９】
一実施形態によれば、ソレノイド／重力システムは、可撓性パッケージを任意の所望の圧力まで迅速に加圧するために、および加圧剤を迅速に引き出すために使用される。あるいは、加圧を創出する力は、重力から独立させることができ、ソレノイドまたはばねもしくは他の受動装置、または他の知られている装置などの他の機構によってかけられ得る。別のソレノイドが、試験下のパッケージ上の一点に迅速にかつ後退式に衝撃を与えるために使用され得る。代替の実施形態は、ばね荷重式アーム、発射体、または他の装置などの他の物理的機構を使用して衝撃を与えることができる。
【００３０】
図３は、本発明の実施形態によるパッケージ試験システムを示す。実施形態は、図４の構成で示されるものなどのコンベヤベルトに沿って移動するパッケージを試験するために使用され得る。
【００３１】
図３に示される実施形態に戻れば、外部圧力および衝撃が、ソレノイドを用いて制御される。たとえば、２つのソレノイドＡおよびＢは、初期圧力をパッケージ上に及ぼす（たとえば制御する）ために使用可能であり（Ｄｉｇｉｋｅｙ  ５２７−１０２１−ＮＤ；１２  ５２７−１０２１−ＮＤ；１．２５”が、図示される実施形態において使用され）、ソレノイドＣは、パッケージ上に衝撃を及ぼすために使用可能である（Ｄｉｇｉｋｅｙ  ５２７−１０１６−ＮＤ；１２Ｖ；１”が、図示される実施形態において使用される）。誘導棒Ｄ、Ｅ、Ｆ、およびＧは、中間プレートＩの側部／コーナにおいて、圧力をほぼ等しく垂直にかけることを容易にするように構成され得る。２つの誘導棒ＤおよびＥは、ソレノイドＡによって制御可能であり、２つの誘導棒ＦおよびＧは、ソレノイドＢによって制御可能である。底部プレートＪは、中間プレートＩから懸架され誘導され得る。底部プレートＪは、図１に関して説明された正面プレートの機能を実行することができる。４つのセンサＫ、Ｌ、Ｍ、およびＮは、底部プレートＪ上に配設され得る。１つの実施形態では、センサは、圧電力センサである（ＰＣＢ  ２０８Ｃ０１圧電が、図示される実施形態において使用される）。レーザまたは他の光、反射システム、無線電磁放射反射技術、および当技術分野で知られている他のタイプのセンサなどの他のタイプのセンサが、使用され得る。センサは、直径１／２インチ（１．２７ｃｍ）未満またはこれに等しく、直径１／４インチ（６．３ｍｍ）未満またはこれに等しく、または他のサイズになることができる。特有の実施形態は、１．０（２．５４ｃｍ）、０．９（２．２９ｃｍ）、０．８（２．０３ｃｍ）、０．７（１．７８ｃｍ）、０．６（１．５２ｃｍ）、０．５（１．２７ｃｍ）インチ未満もしくはこれらに等しいものなどの特定の距離未満、または他の小数点間隔だけ周囲に離間されたセンサを有してセンサが漏れの近くにあることを確実にすることができる。
【００３２】
上部プレートＨは、衝撃システムを支持することができる。衝撃システムを上部プレートＨから懸架することにより、重力が、圧力を付与し、衝撃において補助するために使用され得る。特有の実施形態は、プレートを所定場所に係止して衝撃によるプレートの移動を回避または低減することができる。したがって、図３に示される実施形態を含む実施形態は、ソレノイド／重力システムを使用して可撓性パッケージを任意の所望の圧力まで迅速に加圧し、加圧剤を迅速に引き出すことができる。特有の実施形態は、重力を利用して圧力をかけることができ、この場合、プレートＪおよびプレートＩを組み込む構造が、パッケージ上に「載置」することが可能にされ、パッケージとプレートＪの間の接触の領域が一定である場合、一定の圧力がかけられる。他の実施形態が、一定の力をかけるようにソレノイドをプログラムすることができ、それにより、パッケージとプレートＪの間の接触の領域が一定である場合、一定圧力がかけられる。力（複数可）をかける一定の表面積を維持することは、力（複数可）をセンサ（複数可）の表面領域でかけることによってより容易にされ得る。他の実施形態は、初期圧力を創出し、次いで、プレートＪの位置を固定された位置に保持することができ、それにより、パッケージの内側の流体（たとえばガスおよび／または液体）が漏出する場合、圧力は、測定中、時間に伴って降下し得る。
【００３３】
図３に示される実施形態のための衝撃機構は、１２Ｖ、１アンペアのソレノイドである。衝撃は、約０．１５秒かける。加圧は、２つの１２Ｖ、４アンペア持ち上げソレノイドによって実施される。降下および加圧は、約０．２５秒かける。漏れ試験後の持ち上げは、約０．１秒かける。各々のソレノイドは、４４オンス（１．２４ｋｇ）を持ち上げる。組立体は、３６オンス（１．０２ｋｇ）の重量しかない。
【００３４】
図５Ａおよび５Ｂは、図３に示される実施形態のための信号収集および処理を例示する。実験的な設定によれば、Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｃｏｒｐ  の商標のＬａｂＶＩＥＷなどの信号処理ソフトウェアを作動させるラップトップが、ＵＳＢ６００９などの印刷回路板（ＰＣＢ）に接続可能であり、それによって、２つの持ち上げソレノイド（Ａ、Ｂ）および１つの衝撃ソレノイド（Ｃ）、ならびに４つのセンサへの電力の制御および供給を可能にする。この実施形態では、サブシステムが、ソレノイドを制御して装置を持ち上げ／下降させ、パッケージに衝撃を与え、それによって加圧および衝撃を可能にする。サブシステムは、センサ出力をアナログデジタル変換（ＡＤＣ）を用いて読み取り、力への変換を実行することによってデータ取得をもたらす。特有の実施形態は、動的センサからデータを集めることができる。サブシステムは、漏れの存在および場所を算出することによって信号処理をもたらす。特有の実施形態は、信号を処理して漏れの存在、場所、タイプ、および／またはサイズを判定することができる。
【００３５】
図６は、図３に示される実施形態の加圧および制御作動を示す。持ち上げ装置は、装置を上方に保持するときに低減された電力で作動されて過熱を回避することができる。装置が降下した後、これは、安定化され、次いで衝撃装置が点火する。
【００３６】
図７は、例となるユーザインターフェースを示す。
【００３７】
図８は、図３に示される実施形態からの例となるデータを示す。漏れを検出するために、各々のチャネル上の第１のピークが、判定され得る。たとえば、センサからのデータが、正規化され得る（たとえば、データは、漏れ無しパッケージから得られた値によって除算される）。図８に示されるデータから生じた例となる結果は、チャネル２上の第１のピークの大きさが予想より１５％小さい結果となった。データを正規化した後、正規化されたデータは、閾値と比較される。例となる結果の場合、任意の第１のピークが、５％、６％、７％、８％、９％、１０％、１１％、１２％、１３％、１４％、および／または１５％より大きく減衰される場合（この実施形態の閾値は１０％である）、この結果は漏れを示す。１５％の減衰では、漏れが検出されたこととが、判定され得る。
【００３８】
他の分析技術が、漏れがあるかどうか、その漏れがどのくらい大きいか、および／またはその漏れがどこにあるかを判定するために使用され得る。パッケージ内の漏れの結果、漏れ試験を実行する際に増大した力または変位の信号振幅が生じ得る。特有の実施形態では、信号内の明確な谷部が、初期ピークのすぐ後に起き、漏れを示すことができる。漏れていないバッグの信号に対するピークおよび谷部のベンチマークが、評価可能であり、その後、パッケージまたはバッグが試験されるとき、漏れがあるかどうかを判定するために、統計的分析が実行されて、信号がベンチマークとは十分に異なるピークおよび谷部を有するかどうかを判定する。一実施形態では、この分析は、すべての４つのセンサに対して実行され、そのために、漏れ判定は、センサの１〜２つ（または任意の数）が、信号がベンチマークとは十分に異なっていることに同意する場合に行われ得る。
【００３９】
信号の第１のピークまたは谷部に加えて、またはその代わりに、追加のピークおよび谷部が、特徴決めにおいて使用され得る。信号の振動の期間もまた、漏れ判定において利用され得る。この特徴における変化が、漏れを検出する上で効果的になり得る。
【００４０】
図９Ｃおよび９Ｄは、漏れがないときと比較した、漏れがあるときの大きさの増大を示す。図９Ｃ〜９Ｄのグラフ内の谷部も同様に留意されなければならない。これらのグラフは、電気ノイズを除去するためにフィルターがかけられたデータに基づく。漏れを有するパッケージの漏れサインはまた、異なる谷部場所、谷部サイズ、および／または谷部長さを有することもできる。
【００４１】
検出プロトコルの特有の実施形態は、以下の１つまたは複数を利用することができる：
特定のバッグタイプは初期ピークを反転させることがあり、特定のパッケージは、漏れ状態ではより大きい大きさを有し、他のものはより小さい大きさを有することがある、初期ピークの大きさ、
第２、第３、または他のそれ以後のピークが、図９Ｃ〜９Ｄに示されるグラフ上で明白になってもならなくてもよい場合の、第２、第３、または他のそれ以後のピークの大きさ（流体充填されたバッグが試験される場合、その後のピークはより明白になり、これらのピークは、試験状態が調整される場合、気体充填されたバッグ内でより広く行きわたり得ることに留意されたい）、
初期谷部の大きさ、
その後の谷部の大きさ、
初期またはその後のピークの互いとの比較（たとえば比、間隔）（たとえば、この特性は、対数減衰率を用いて判定され得る（ｈｔｔｐ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃ＿ｄｅｃｒｅｍｅｎｔ））、
対数減を用いる初期またはその後の谷部の互いに対する比較、
第１と第２のピークの間の時間差を見つけるなどの、任意のピークまたは谷部間の時間差を特定することにより、または他のピークまたは谷部を用いることによって判定された振動の期間（たとえば、時間差が、第３のピークと第３の谷部の間で見出される場合、その時間差は、実際の期間を見出すために２がかけられ得る。しかし、時間差が第１のピークと第３のピークの間で見出される場合、その時間差は、実際の期間を見出すために２で除算され得る）、
信号の期間に関連付けられ得る信号の振動の周波数、
信号に基づいた、パッケージもしくはパッケージ内の材料、または材料／パッケージの組み合わせの算出された自然周波数、
信号に基づいた、材料の算出された共鳴周波数、
この材料は、パッケージの材料および／またはパッケージの内容物を包囲することができ、
衝撃と初期ピークまたは谷部の間の時間量（これは、波が衝撃からセンサまで進行するのに実際にかかる長さを判定することができる。同様に、この時間期間は、衝撃とその後のピークまたは谷部との間の時間量によって特徴付けられ得る。）、
ピークを、衝撃自体のタイミングではなく衝撃棒が解放された時間に参照させることによって信号を特徴付ける。
試験プロセスにおける任意の他の有意義な参照点が、特有のピークまたは谷部の場所を判定するために使用可能であり、
信号の減衰比（ｈｔｔｐ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｄａｍｐｉｎｇ＿ｒａｔｉｏ）、
衝撃によって伝播波を介してセンサに伝達される総エネルギー、および
波の開始から、波が分散される時間までの曲線下の領域が、衝撃のエネルギーを判定するために使用され得る。同様に、この領域は、特有の時間枠中（たとえば、波の開始から５ミリ秒後まで）に得られ得る。信号はまた、その領域を見出す前にＤＣオフセットを引き算することによって正規化され得る。
【００４２】
特有の実施形態は、パッケージが一定の加圧または変化する加圧下にある間、パッケージの複数の衝撃を利用することができる。特有の実施形態は、２つの別個の衝撃を作り出し、各々の衝撃に対して伝播する波から測定値をとる。これから、漏れ判定は、各々の個々のセンサまたは４つ（または他の数）すべてのセンサの平均に対して第２の衝撃と第１の衝撃を比較することによって行われる。一実施形態では、第２の衝撃が、より小さい大きさの初期ピークおよび谷部を生成する場合、漏れがあると判定される。しかし、第２の衝撃が、第１の衝撃と同じ大きさの漏れ／谷部を生成する場合、バッグは漏れを有さない。統計的分析が、漏れがあるかどうかを判定するためにこのデータ上で実行されている。
【００４３】
図１０のグラフは、５つの別個のバッグのデータおよび第１と第２の衝撃の間の第１のピーク振幅の差が、漏れているまたは漏れていないバッグに基づいてどのように変化するかを示す。第１の衝撃は、第２の衝撃からの信号に異なる大きさを持たせることができ、ならびに／または加圧されているパッケージの漏れが、第２の衝撃に異なる信号を持たせ得る。特有の実施形態は、３つまたはそれ以上の衝撃を使用することができる。衝撃同士がどれだけ離れているか、衝撃の大きさ、および他の変数を変化させ、漏れの判定の考慮に入れることができる。第２の衝撃ピークの大きさにおける変化は、第１の衝撃および継続される加圧の組み合わせによるものになり得る。一実施形態では、その後の衝撃は、前の衝撃からの信号が消散した後に行うことができる。その後の衝撃は、その時間の前に行うことができ、前の衝撃からのいかなる残留効果も調整され得る。衝撃は、同じまたは異なる大きさになることができる。
【００４４】
図１０を参照すると、特有の方法を用いて漏れの存在を判定することにより、図９Ｃ〜９Ｄ内のグラフの点が、各センサの第１および第２の衝撃の第１のピーク振幅における差を見出すことによって見出された。４つすべての中の平均差が、見出されており、この平均値は、グラフ上の１つの点を表す。４つのセンサ中の差の標準偏差もまた、各々のデータ点に対して見出された。図１０内のエラーバーは、平均差の上方および下方の１標準偏差を表す。漏れは、より低いエラーバーが水平軸の上方にあったときに判定された（上記のグラフでは５つの漏れデータ点のうち３つにおいて示されている）。これは、第２の衝撃が、実際には、第１より大きい振幅を生成したことを意味する。
【００４５】
複数の衝撃を利用する他の特有の方法は、以下の１つまたは複数を含むことができる：
複数のセンサの平均ではなく個々のセンサを用いて、たとえば、４つのセンサのうち３つが第２の衝撃上でより大きいピーク振幅を有した場合に漏れ判定が行われることを可能にし、
任意選択で、その後の衝撃間の比較が漏れ存在を判定するための追加のデータを提供することができる場合、３つ以上の衝撃を用い、
漏れ判定を当技術分野で知られている一部の他の統計的分析（たとえば仮説検定またはｔ検定など）によって行うことができ、
単一の衝撃を用いる実施形態に関して上記で論じられた特性などの他の信号特性が、第１と第２の（またはその後の）衝撃間で比較される。
【００４６】
重み付け平均が、他の特性で用いられ得る。一例として、より大きい第１のピーク振幅は、漏れ判定に向かって２ポイントの価値になることができるが、一方でより大きい谷部は１ポイントだけになり得る。その後、漏れ判定は、特定のポイント値に到達するまで行われる。
【実施例】
【００４７】
特有の実施形態は、パッケージの漏れ検出の方法であって、
ソレノイドによって制御されたプレートによって初期圧力をかけることによってパッケージを加圧することと、
衝撃ソレノイドの制御下でパッケージの一領域に衝撃を与えることと、
その領域に衝撃を与えることに関するデータを少なくとも１つのセンサから取得することと、
少なくとも１つのセンサからの第１のピークの大きさに関連するデータを正規化し、正規化されたデータを閾値と比較することによって漏れの存在を判定することとを含む、方法に関する。
【００４８】
特有の実施形態は、パッケージの漏れ検出のためのシステムであって、
加圧衝撃システムをパッケージの上方に保持するための持ち上げ装置と、
初期圧力をパッケージ上にかけるように持ち上げ装置の解放を制御するソレノイドと、
パッケージの一領域に衝撃を与えるように衝撃装置を制御するソレノイドと、
その領域に衝撃を与えることに関連するデータを取得するための少なくとも１つのセンサと
を備える、システムに関する。
【００４９】
特有の実施形態は、パッケージの漏れ検出のためのシステムであって、
加圧衝撃装置を持ち上げ／下降させるようにソレノイドを制御する加圧衝撃モジュールと、
センサ出力を読み取り、アナログデジタル変換および／または力の指示への変換を含む変換を実行するデータ取得モジュールと、
漏れの存在および場所を算出する信号処理モジュールとを備える、システムに関する。
【００５０】
この実施形態は、任意選択で、データ取得モジュールによって受け取られた信号の第１のピークに対応するデータを正規化し、正規化されたデータを閾値と比較するように信号処理モジュールを構成することができる。
【００５１】
本明細書における「１つの実施形態」、「一実施形態」、「例となる実施形態」などの参照は、その実施形態に関連して説明された特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書においてさまざまな場所におけるそのような慣用句の出現は、かならずしもすべて同じ実施形態を指すとは限らない。加えて、本明細書において開示された任意の発明またはその実施形態の任意の要素または限定が、任意のおよび／またはすべての他の要素または限定と（個々にまたは任意の組み合わせで）、または本明細書に開示された任意の他の発明またはその実施形態と組み合わせられることが可能であり、すべてのそのような組み合わせは、本発明を限定することなく本発明の範囲で企図される。
【００５２】
加圧を制御しパッケージに衝撃を与えること、センサからの信号取得、および集められたデータを処理してパッケージの品質および／または完全性を処理することなどの本発明の態様は、コンピュータによって実行されている、プログラムモジュールなどのコンピュータ実行可能命令の全体的な文脈で説明され得る。一般に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行し、または特定の抽象データタイプを実施する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含む。さらに、当業者は、本発明が、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースまたはプログラム可能な大衆消費電子製品、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなどを含む、さまざまなコンピュータシステム構成で実践され得ることを理解するであろう。いかなる数のコンピュータシステムおよびコンピュータネットワークも、本発明と共に使用するのに許容可能である。
【００５３】
特有のハードウェアデバイス、プログラミング言語、コンポーネント、プロセス、プロトコル、および作動環境などを含む数多くの詳細が、本発明の完全な理解をもたらすために記載される。他の場合、構造体、デバイス、およびプロセスは、本発明を曖昧にすることを回避するために、詳細ではなくブロック図の形態で示される。しかし、当業者は、本発明が、これらの特有の詳細無しで実践されてよいことを理解する。コンピュータシステム、サーバ、ワークステーション、および他の機械が、たとえば、１つのネットワークまたは複数のネットワークを含む通信媒体上で互いに接続され得る。
【００５４】
当業者が理解するように、本発明の実施形態は、とりわけ、方法、システム、またはコンピュータプログラム製品として具現化されてよい。したがって、実施形態は、ハードウェア実施形態、ソフトウェア実施形態、またはソフトウェアおよびハードウェアを組み合わせる実施形態の形態をとることができる。一実施形態では、本発明は、１つまたは複数のコンピュータ可読媒体上で具現化されたコンピュータ使用可能命令を含むコンピュータプログラム製品の形態をとる。
【００５５】
コンピュータ可読媒体は、揮発性および非揮発性の両方の媒体、一時および非一時的媒体、取り外し可能および取り外し不能媒体を含み、データベースによって読み取り可能な媒体、スイッチ、およびさまざまな他のネットワークデバイスを企図する。例として、非限定的には、コンピュータ可読媒体は、情報を記憶するための任意の方法または技術において実施される媒体を備える。記憶される情報の例は、コンピュータ使用可能命令、データ構造体、プログラムモジュール、および他のデータ表示を含む。媒体の例は、それだけに限定されないが、情報送達媒体、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、または他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ホログラフィー媒体または他の光学ディスク記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置、および他の磁気記憶デバイスを含む。これらの技術は、瞬間的、一時的、または永久的にデータを記憶することができる。
【００５６】
本発明は、通信ネットワークを介してリンクされた遠隔処理デバイスによってタスクが実行される分散コンピューティング環境内で実践され得る。分散コンピューティング環境内において、プログラムモジュールは、メモリ記憶デバイスを含むローカルおよび遠隔のコンピュータ記憶媒体内に位置することができる。コンピュータ使用可能命令は、インターフェースを形成してコンピュータが入力源にしたがって反応することを可能にする。命令は、他のコードセグメントと共働して、受け取られたデータに応答して受け取られたデータのソースと連動してさまざまなタスクを開始する。
【００５７】
本発明は、通信ネットワークなどのネットワーク環境内で実践され得る。そのようなネットワークは、ルータ、サーバ、ゲートウェイなどのさまざまなタイプのネットワーク要素を接続するために広く使用されている。さらに、本発明は、さまざまな、接続された公共のおよび／または民営のネットワークを有するマルチネットワーク環境内で実践され得る。
【００５８】
ネットワーク要素間の通信は、無線でも有線（有線式）でもよい。当業者によって理解されるように、通信ネットワークは、いくつかの異なる形態をとることができ、いくつかの異なる通信プロトコルを使用することができる。本発明は、本明細書に開示される形態および通信プロトコルによって限定されない。
【００５９】
本明細書において参照されまたは引用されたすべての特許文献、特許出願、仮出願、および公報は、すべての図および表を含めて、これらが本明細書の明白な教示と矛盾しない程度に、参照により全体的に組み込まれる。
【００６０】
本明細書において説明された例および実施形態は、例示的目的にすぎず、それを踏まえたさまざまな改変形態または変更が、当業者に提案され、本出願の趣旨および範囲内に含まれることを理解されたい。
【図１】
2016500442.tif 000003
【図２】
2016500442.tif 000004
【図３】
2016500442.tif 000005
【図４】
2016500442.tif 000006
【図５Ａ】
2016500442.tif 000007
【図５Ｂ】
2016500442.tif 000008
【図６】
2016500442.tif 000009
【図７】
2016500442.tif 000010
【図８】
2016500442.tif 000011
【図９Ａ】
2016500442.tif 000012
【図９Ｂ】
2016500442.tif 000013
【図９Ｃ】
2016500442.tif 000014
【図９Ｄ】
2016500442.tif 000015
【図１０】
2016500442.tif 000016
【国際調査報告】
2016500442.tif 000017
2016500442.tif 000018