本發(fā)明涉及用于測量封閉容器內(nèi)的壓力的設(shè)備和方法，以及使用該設(shè)備的自動填充和/或包裝裝備。

具體地，本發(fā)明涉及無接觸地測量封閉容器中的壓力的設(shè)備和方法，其能夠直接用于以高速操作的自動填充和/或包裝裝備，而不需要將這樣的裝備停機(jī)或減慢。

在本說明書中，表達(dá)“在線直接測量”指的是在不需要將容器事先從線路取出的情況下表示對容器執(zhí)行測量的可能性。

本發(fā)明涉及用于測量封閉容器中的總壓力和/或分壓力的設(shè)備和方法，該封閉容器至少部分地由光學(xué)透明材料制成，具體地為塑料或玻璃材料，類似例如但不限于酒瓶、啤酒瓶、水瓶、泡沫瓶和不起泡飲料瓶，通常為飲料容器，在高速操作的自動填充和/或包裝裝備中進(jìn)行生產(chǎn)。封閉容器中的分壓力的測量指的是涉及封閉容器中包含的氣體混合物的特定氣體的壓力的測量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在大致容器的填充和/或包裝裝備中，所需的重要檢查是在填充和封閉之后測試容器的內(nèi)部壓力和/或泄露。和檢查容器的密封一樣，內(nèi)部壓力的測量的目的在于監(jiān)測器包括的生產(chǎn)過程和系統(tǒng)(填充和封蓋步驟)。這種類型的測量對質(zhì)量控制和食物安全具有顯著的影響。

具體地，測量的內(nèi)部壓力必須處于最小內(nèi)部壓力閾值和最大內(nèi)部壓力閾值之間。否則，容器應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是不合適的而由此應(yīng)當(dāng)被拋棄，因?yàn)椴缓线m的壓力水平可能是由于容器的填充過程中的錯誤或者容器自身的泄露導(dǎo)致的，例如由于封閉系統(tǒng)的缺陷或者容器中的孔所引起的。

當(dāng)前已知根據(jù)容器類型和/或內(nèi)容物的變化而選擇的多種測量技術(shù)。例如，為了驗(yàn)證柔性容器內(nèi)的壓力和/或泄露，具有這樣的機(jī)器，其在容器自身的壁上施加輕微的壓力，并且通過壓力傳感器擴(kuò)散感測內(nèi)部“反壓力”來進(jìn)行測量，或者通過攝像機(jī)或另一個光學(xué)檢測器檢測內(nèi)容物的液位增加。這些機(jī)器是笨重的，對生產(chǎn)線具有顯著的影響，并且受操作裝備條件的影響。

作為另外一種選擇，已知的是通過用于測量容器自身的聲波響應(yīng)的系統(tǒng)，在填充和封閉的容器內(nèi)部進(jìn)行壓力測量。例如，在用于生產(chǎn)具有冠狀蓋子封閉件的玻璃瓶裝啤酒的裝備中，所采用的用于測量壓力的系統(tǒng)測量蓋子的頻率中的聲波響應(yīng)，其中內(nèi)部壓力和頻率通過直接依賴關(guān)系彼此關(guān)聯(lián)。然而，這樣的技術(shù)受封閉的重復(fù)性的影響，也就是對于相同的內(nèi)部壓力，在實(shí)施的封閉不是完美相同的情況下聲波響應(yīng)測量可能存在差異。

對于至少部分地由光學(xué)透明材料(具體地，塑料、玻璃或其它類似的材料)制成的容器內(nèi)部的壓力測量，已知的是能夠采用所謂的激光光譜測量儀。

在本說明書和后附權(quán)利要求中，表達(dá)“至少部分地光學(xué)透明材料”用來表示這樣一種材料，其吸收性允許光接收器對于激光源傳遞的光學(xué)信號是敏感的，并且具有穿過該材料的光學(xué)路徑。

對于測量容器內(nèi)部壓力，激光光譜測量儀檢測射入到封閉容器的頂部空間中的具有合適波長的激光束的吸收。為此，容器至少在其頂部空間處由光學(xué)透明材料制成。

在本說明書和后附權(quán)利要求中，表達(dá)“頂部空間”用來表示封閉在封閉容器中的區(qū)域，在該區(qū)域中不存在填充材料(例如液體)。在容器布置有面向上的封閉件的情況下，頂部空間是包含在容器中存在的材料的自由表面與容器的封閉件(例如蓋子)之間的區(qū)域。作為另外一種選擇，在容器倒置的情況下，頂部空間表示包含在容器中存在的材料的自由表面與容器的底部之間的區(qū)域。

激光光譜使得能夠可靠地測量沿著激光束在激光源和傳感器(例如光接收器)之間行進(jìn)的光學(xué)路徑存在的氣體的總壓力和分壓力。此外，測量稍稍受外部因素的影響，類似例如封閉件可能的變形，并且可以在不接觸容器的情況和在儀器不是非常笨重的情況下進(jìn)行測量。

對于總壓力的測量，這樣的測量技術(shù)能夠應(yīng)用于填充有任何類型的液體的容器。具體地，相對于基準(zhǔn)壓力檢測不同的壓力(過壓或壓力不足)。

為了通過激光光譜執(zhí)行容器內(nèi)指定氣體的總壓力和/或分壓力的測量，激光的發(fā)射波長在一定范圍內(nèi)變化，該范圍包括光學(xué)路徑中存在的處于檢查中的氣體的一個或多個吸收線：通過利用傳感器測量擊打傳感器的光學(xué)功率的變化，能夠確定已經(jīng)穿過氣體柱的光束的吸收，由此在已知穿過的幾何結(jié)構(gòu)的情況下，能夠確定存在的氣體的量。

tdlas(可調(diào)節(jié)二極管激光吸收光譜)技術(shù)尤其適合于工業(yè)應(yīng)用，其使用半導(dǎo)體類型的固態(tài)激光器和wms(波長調(diào)節(jié)光譜)技術(shù)。在tdlas技術(shù)的情況下，通過調(diào)節(jié)激光器自身的供應(yīng)電流來獲得激光的發(fā)射波長的變化：調(diào)節(jié)可以優(yōu)選地具有三角形的、正弦的或鋸齒形的波。這樣，和激光器的發(fā)射波長的變化一樣，發(fā)出的功率中存在對應(yīng)的變化。

對于封閉容器內(nèi)的壓力測量的特定用途，優(yōu)選地選擇這樣的激光器，該激光器主要在接近紅外線和中等紅外線之間進(jìn)行發(fā)射，其中實(shí)際關(guān)注的氣體分子的多個凹版振動線處于該范圍內(nèi)，類似例如o2、h2o、co2，或者有跡可循的多種物質(zhì)，例如ch4、no、hcl、co、n2o等。此外，優(yōu)選的是使用能夠發(fā)射嚴(yán)格單色輻射的激光器，也就是其特征在于譜線寬度在10-50mhz之間，以便能夠確定沿著光學(xué)路徑遇到的氣體的分子譜線的形狀，并且基于這樣的形狀，具體地基于譜線的變寬，來得出氣體的總壓力和分壓力。

申請人已經(jīng)觀察到，當(dāng)前直接用于填充和/或包裝裝備的激光光譜測量儀要求在測量期間產(chǎn)品保持靜止不動或者以極為緩慢的速度運(yùn)動(例如最多等于每分鐘幾米)。這樣的測量器利用用來測量凍干藥物藥瓶中的氧氣含量，其中該藥瓶以產(chǎn)品逐步前進(jìn)模式移動通過定位或?qū)χ虚g隔件。在執(zhí)行測量之前，前進(jìn)的產(chǎn)品在檢查區(qū)域處停止或者至少減速。這種類型的用于通過激光光譜檢查封閉容器中的氣體內(nèi)部壓力的設(shè)備的例子可見于文獻(xiàn)wo2005/040753。

申請人還觀察到，當(dāng)前直接用于填充和/或包裝裝備的激光光譜測量儀利用高光學(xué)質(zhì)量壁執(zhí)行容器內(nèi)部壓力的檢查，類似例如用于藥物產(chǎn)品的藥瓶，其壁沿著整個延伸具有低且均勻的厚度并且是均勻著色的(或者沒有顏色)。

申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，本領(lǐng)域中已知的激光光譜測量設(shè)備難以直接用來在線測量商業(yè)容器(例如瓶)的內(nèi)部壓力。這樣的容器的特征在于：較差的光學(xué)質(zhì)量，導(dǎo)致激光束甚至顯著的衰減；和該壁的非同質(zhì)性，有助于光的高度擴(kuò)散和輻射的回射。

實(shí)際上，申請人已經(jīng)觀察到，因?yàn)榧す馐菢O為相干的，反射/漫射光的每個貢獻(xiàn)引起標(biāo)準(zhǔn)器干擾，也就是由于相干光束之間的干涉而產(chǎn)生的強(qiáng)度的偽調(diào)節(jié)和可變調(diào)節(jié)。這樣的干擾通常限制了元件的根據(jù)激光光譜技術(shù)可以直接在商業(yè)容器中在線執(zhí)行測量的精度。

在本說明書和后附權(quán)利要求中，表達(dá)“商業(yè)容器”指的是特征在于構(gòu)成的材料的豐富可變形的容器。

在本說明書和后附權(quán)利要求中，表達(dá)“構(gòu)成容器的材料的可變性”指的是例如由于容器自身(例如玻璃瓶)的生產(chǎn)過程而導(dǎo)致待檢查的容器的材料的變形或厚度變化，或者由于容器的結(jié)構(gòu)特性導(dǎo)致的測量點(diǎn)的厚度變化，例如由于測量點(diǎn)處存在螺紋或封閉蓋子。

申請人還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本領(lǐng)域的激光光譜測量器不允許在食物或飲料填充和/或包裝裝備的高速向前運(yùn)動特征下進(jìn)行操作。

在本說明書和后附權(quán)利要求中，表達(dá)“高速向前運(yùn)動”指的是填充裝備的向前運(yùn)動的速度到達(dá)120米/分鐘，對應(yīng)于生產(chǎn)率等于72,000件/小時。

申請人實(shí)際上觀察到，為了能夠提取目標(biāo)測量氣體的吸收輪廓然后獲得容器的壓力，最好對每個容器的目標(biāo)分析氣體的吸收線的波長進(jìn)行極大數(shù)量的掃描，原因在于考慮到多次掃描的平均值能夠提高測量自身的精度，執(zhí)行的掃描越多，測量越有效。這樣，來自掃描的不可用的數(shù)據(jù)測量貢獻(xiàn)對于整體測量具有較小的影響。

在本說明書和后附權(quán)利要求中，表達(dá)“測量貢獻(xiàn)”指的是在對分析的目標(biāo)分析氣體的吸收線的波長進(jìn)行掃描之后檢測到的信號。

在本說明書和后附權(quán)利要求中，表達(dá)“壓力測量”指的是與在對容器采集期間激光光譜測量器能夠執(zhí)行的掃描的次數(shù)相等的多個測量貢獻(xiàn)的總和。

在本說明書和后附權(quán)利要求中，表達(dá)“信號采集時間周期”指的是容器的至少一部分通過檢查區(qū)域的時間周期。

申請人還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在飲料或食物填充和/或包裝裝備的特征速度下，信號采集時間周期小于40ms，使得相對于靜態(tài)或大致靜態(tài)情況而言，能夠?qū)τ诿總€通過的容器執(zhí)行數(shù)量非常少的波長掃描。這樣，壓力的整體測量對容器材料的變化是尤其敏感的，為了獲得測量值，必須要識別并消除不可用測量貢獻(xiàn)(例如在容器的非同質(zhì)性壁處執(zhí)行的測量)，以便能夠僅僅處理可用貢獻(xiàn)，可用貢獻(xiàn)意味著在接收器上具有正確形式的單個掃描周期。

具體地，迄今所用的用于確定信號采集時間周期的系統(tǒng)不能夠在飲料或食物填充和/或包裝裝備的特征速度下使用。一般來講，為了確定信號采集時間周期，已知的是使其基于通過檢測容器進(jìn)入到測量區(qū)域內(nèi)的編碼器和/或合適的光電管執(zhí)行的位置計算。然而，編碼器提供的計算不能夠提供精確的指示，原因在于向前運(yùn)動系統(tǒng)相對于編碼器的基準(zhǔn)可能發(fā)生延遲，或者甚至容器不能夠被牢固地約束到向前運(yùn)動系統(tǒng)，而由此在傳送期間發(fā)生位移。相似地，甚至光電管的增加都不足以提供在飲料或食物填充和/或包裝裝備的特征速度下使用所需的精度水平。實(shí)際上，光電管發(fā)射的光束相對于容器的頂部空間的尺寸而言非常寬。因此，使用光電管最多有助于提供容器通過的粗略指示，而不能確定實(shí)際的信號采集時間周期。

因此，形成本發(fā)明的基礎(chǔ)的問題在于提供一種封閉容器內(nèi)的壓力的測量設(shè)備，甚至當(dāng)直接應(yīng)用于高速操作的商業(yè)容器填充裝備時，其也能夠提供精確的、可重復(fù)的且可靠的測量。

具體地，本發(fā)明的目的在于提供一種封閉容器中的壓力的測量設(shè)備，其能夠極為精確地檢測信號采集時間周期。

根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，本發(fā)明涉及封閉容器中的壓力的測量設(shè)備，該封閉容器的頂部空間的至少一部分由光學(xué)透明材料制成，該測量設(shè)備包括：

-至少一個檢查區(qū)域，所述至少一個檢查區(qū)域用于該封閉容器的封閉容器的頂部空間的至少一部分通過；

-至少一個激光源，所述至少一個激光源具有光軸，用于發(fā)射一定波長的激光束，該波長能夠針對容納在封閉容器的頂部空間中的氣體的吸收波長進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述至少一個激光源定位成用以將激光束朝向所述至少一個檢查區(qū)域引導(dǎo)；

-至少一個檢測器，所述至少一個檢測器定位成用以在由激光源發(fā)射的激光束行進(jìn)通過檢查區(qū)域時檢測該激光束的至少一部分，并且提供表示在檢查區(qū)域中出現(xiàn)的氣體的吸收光譜的輸出數(shù)據(jù)；

-至少一個檢測裝置，所述至少一個檢測裝置用于檢測信號采集時間周期，該信號采集時間周期與封閉容器的頂部空間的所述至少一部分穿過檢查區(qū)域相對應(yīng)；

其特征在于，該測量設(shè)備包括識別工具，所述識別工具用于在表示在信號采集時間周期期間采集的氣體的吸收光譜的數(shù)據(jù)之中識別可用的壓力測量貢獻(xiàn)。

為了測量食物用途的封閉容器內(nèi)的壓力，根據(jù)本發(fā)明的測量設(shè)備使用激光光譜檢測優(yōu)選氧氣(o2)、水蒸汽(h2o)或二氧化碳(co2)的譜線上的吸收。通常根據(jù)內(nèi)容物來進(jìn)行選擇：在起泡飲料中檢測二氧化碳的吸收，在沒有添加二氧化碳的飲料中更有用的是檢測水蒸汽的吸收，而氧氣的吸收可用于測量例如包含固態(tài)材料的容器中可能的泄露。

根據(jù)封閉容器中包含的產(chǎn)品的類型，在填充和/或包裝裝備中，容器通常的傳送速度使得達(dá)到高達(dá)120,000件/小時的生產(chǎn)率。

申請人已經(jīng)認(rèn)識到，在容器或者容器的頂部空間的光學(xué)透明部分高速通過檢查區(qū)域的情況下，重要的是精確識別采集的可用的或有意義的激光信號測量貢獻(xiàn)，也就是與容器的頂部空間內(nèi)部相關(guān)的那些測量貢獻(xiàn)，以便能夠?qū)⑺鼈兣c無意義測量貢獻(xiàn)區(qū)分開并且僅僅從有意義的測量貢獻(xiàn)確定壓力測量值。

為此，申請人認(rèn)識到，需要通過容器的瞬時位置和貢獻(xiàn)自身之間的修正來識別實(shí)際可用的測量貢獻(xiàn)。實(shí)際上，基本上僅僅基于有意義測量貢獻(xiàn)來確定內(nèi)部壓力使得能夠?qū)崿F(xiàn)測量的高精確度、可靠性和可重復(fù)性，即使在由于容器的高度向前運(yùn)動而導(dǎo)致能夠獲得的測量貢獻(xiàn)數(shù)量較少的情況下。

根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，本發(fā)明涉及用于測量封閉容器中的壓力的測量方法，該封閉容器的頂部空間的至少一部分由光學(xué)透明材料制成，該測量方法包括以下步驟：

-將所述封閉容器的封閉容器的頂部空間的至少一部分朝向檢查區(qū)域傳送；

-朝向至少一個檢查區(qū)域發(fā)射一定波長的激光束，該波長能夠針對封閉容器的頂部空間中容納的氣體的吸收波長進(jìn)行調(diào)節(jié)；

-檢測穿過檢查區(qū)域的激光束的至少一部分，并且提供表示由于激光束穿過檢查區(qū)域而產(chǎn)生的氣體的吸收光譜的輸出數(shù)據(jù)；

-確定信號采集時間周期，該信號采集時間周期與封閉容器的頂部空間的所述至少一部分穿過檢查區(qū)域相對應(yīng)；

-采集表示在信號采集時間周期期間檢測到的氣體的吸收光譜的數(shù)據(jù)；

其特征在于，所述測量方法包括以下步驟：在采集到的表示氣體的吸收光譜的數(shù)據(jù)之中識別可用于壓力測量的代表性數(shù)據(jù)；以及基于可用的代表性數(shù)據(jù)確定壓力測量值。

有利地，根據(jù)本發(fā)明的用于測量封閉容器中的壓力的測量方法獲得了與封閉容器中的壓力的測量設(shè)備相關(guān)的上述技術(shù)效果。

根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，本發(fā)明涉及封閉容器的自動填充和/或包裝裝備，該封閉容器的頂部空間的至少一部分由光學(xué)透明材料制成，該自動填充和/或包裝裝備包括：

-傳送工具，該傳送工具適于使多個容器沿著向前運(yùn)動路徑向前運(yùn)動，沿著所述向前運(yùn)動路徑相繼地布置有：

-第一工位，用于填充所述容器，包括多個龍頭或填充閥；和

-第二工位，用于密封和/或封蓋所述容器，包括多個密封和/或封蓋頭部，

其特征在于，相對于所述向前運(yùn)動路徑在所述第二密封和/或封蓋工位的下游布置有至少一個上述封閉容器中的壓力的測量設(shè)備。

有利地，根據(jù)本發(fā)明的填充和/或包裝裝備獲得了與封閉容器中的壓力的測量設(shè)備相關(guān)的上述技術(shù)效果。

本發(fā)明在至少一個上述方面中可以具有以下優(yōu)選特征中的至少一個；這些特征可以根據(jù)需要彼此組合，以滿足特定的應(yīng)用要求。

優(yōu)選地，用于識別用于壓力測量的可用貢獻(xiàn)的工具至少包括：

-用于檢測曲線的第一和第二最小點(diǎn)的元件，該曲線來自在采集時間周期期間采集的表示氣體的吸收光譜的數(shù)據(jù)的強(qiáng)度輪廓的包絡(luò)線；

-用于確定該第一和第二最小點(diǎn)之間的距離的元件；以及

-用于限定測量子窗口的元件，該測量子窗口包含在第一最小點(diǎn)和第二最小點(diǎn)之間并且相對于第一最小點(diǎn)和第二最小點(diǎn)居中，所述測量子窗口限定了用于壓力測量的可用貢獻(xiàn)的總數(shù)。

有利地，用于識別用于壓力測量的可用貢獻(xiàn)的工具確定例如由于外部因素導(dǎo)致的可能移位的補(bǔ)償，該外部因素為例如容器在帶上的平移、容器的較差豎直穩(wěn)定性、引導(dǎo)件上的顛簸、容器的尺寸公差、等等。

在信號采集時間周期內(nèi)，如圖6所示，用于識別用于壓力測量的可用貢獻(xiàn)的工具可用于限定采集子窗口，以便排除由于上述外部因素而在采集時間周期期間無意中采集的可能的無意義貢獻(xiàn)。

優(yōu)選地，用于檢測采集時間周期的裝置包括用于檢測所述容器的瞬時位置的至少一個位置傳感器。

這樣，基于檢測到的容器的位置并且在已知容器的向前運(yùn)動速度的情況下(例如在速度恒定的情況下)，能夠以簡單而快速的方式計算容器(具體地，其頂部空間)進(jìn)入檢查區(qū)域的時刻，以確定可用采集時間周期的起始。

更優(yōu)選地，所述至少一個位置傳感器大致布置在檢查區(qū)域的入口處或靠近該入口。

這樣的實(shí)施例證明甚至是更有利的，原因在于有關(guān)向前運(yùn)動速度的信息對于確定容器的頂部空間進(jìn)入檢查區(qū)域而言是多余的。有利地，確定可用采集時間周期由此甚至更加簡單且快速。

優(yōu)選地，用于檢測采集時間周期的裝置包括用于檢測封閉容器的瞬時向前運(yùn)動速度的元件。

這樣，也能夠考慮容器的向前運(yùn)動速度的瞬時變化，并且以甚至更加精確的方式計算可用采集時間周期。

優(yōu)選地，測量設(shè)備包括激光源和檢測器的承載結(jié)構(gòu)，其設(shè)置有機(jī)械調(diào)節(jié)元件，該機(jī)械調(diào)節(jié)元件適于改變激光源和檢測器的定位。

更優(yōu)選地，機(jī)械調(diào)節(jié)元件包括由激光源和檢測器構(gòu)成的組件的豎直位置的調(diào)節(jié)器和/或激光源和檢測器之間的水平距離的調(diào)節(jié)器。

允許激光源和檢測器的定位進(jìn)行改變的調(diào)節(jié)元件的存在有利地使得能夠改變檢查區(qū)域的位置和尺寸，根據(jù)通過檢查區(qū)域的容器的尺寸和幾何形狀的變化而改變。

優(yōu)選地，在激光源和檢測器之間限定的檢查區(qū)域的上游和/或下游，測量設(shè)備包括進(jìn)入通道和/或離開通道，它們被構(gòu)造成用以容納在途中朝向檢查區(qū)域和/或運(yùn)動遠(yuǎn)離檢查區(qū)域的容器的至少限定了相應(yīng)頂部空間的部分。

優(yōu)選地，進(jìn)入和離開通道均由保護(hù)壁界定，該保護(hù)壁成形為類似倒“u”形，由不透明材料制成。

有利地，保護(hù)壁防止外部光改變光電檢測器的采集。這證明在陽光直射機(jī)器的情況下是尤其重要的，原因在于陽光包含所有波長，因此也包含所關(guān)注的波長。

此外，保護(hù)壁具有容納注入到測量區(qū)域中的干燥空氣的效果。這在測量水蒸汽的壓力的情況下是尤其有利的，原因在于壁的存在減緩了從外側(cè)朝向內(nèi)側(cè)以及從內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)的空氣交換，盡可能地妨礙外部濕空氣進(jìn)入分析區(qū)域。否則，這樣的外部濕空氣將確定測量中的背景噪聲。

優(yōu)選地，測量設(shè)備包括第一沖洗裝置，該第一沖洗裝置用于將與封閉容器的頂部空間中包含的氣體不同的氣體注入到檢查區(qū)域中。

更優(yōu)選地，第一沖洗裝置包括在檢查區(qū)域處的第一對水平噴嘴。

申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果處于檢查中的氣體也出現(xiàn)在容器外側(cè)，那么需要考慮的是，沿著激光束的光學(xué)路徑還包括有與壓力測量不相關(guān)的氣體分子，原因在于它們處于頂部空間外側(cè)，并且可能處于與內(nèi)部氣體的濃度/壓力不同的濃度/壓力下。

這例如發(fā)生在塑料瓶的內(nèi)部壓力測量中，該塑料瓶填充有不起泡的水并且添加有氮。對于這種應(yīng)用，激光光譜通過對水蒸汽(h2o)(通常也處于容器外側(cè)的氣體)的吸收線的掃描來揭示壓力。

作為另外一種選擇，這發(fā)生在基于容器內(nèi)的氧氣濃度進(jìn)行的測量中。為此，氮有利地被吹送到檢查區(qū)域中，以盡可能消除容器外側(cè)存在的氧氣。

有利地，通過提供與處于檢查中的氣體不同的氣體的沖洗裝置，分析的氣體被吹離檢查區(qū)域，減少了或者理想地完全消除了與確定容器內(nèi)部壓力不相關(guān)的測量信號貢獻(xiàn)。

更優(yōu)選地，測量設(shè)備包括第二沖洗裝置，用以相對于封閉容器的向前運(yùn)動方向在檢查區(qū)域的上游注入與封閉容器的頂部空間中包含的氣體不同的氣體。

甚至更優(yōu)選地，第二沖洗裝置包括沖洗氣體的三個離開噴嘴，其第一豎直噴嘴布置在通向檢查區(qū)域的進(jìn)入通道的入口上方并且具有面向下的豎直發(fā)射方向，一對第二水平離開噴嘴布置在進(jìn)入通道的該入口處，處于水平發(fā)射方向，并且一個水平噴嘴面向另一個噴嘴。

申請人已經(jīng)觀察到，容器的高度向前運(yùn)動確定了圍繞容器定位的氣體的吸取。這導(dǎo)致由于容器的運(yùn)動而在檢查區(qū)域處部分地消除了沖洗的氣體，由此不完全地消除了該區(qū)域中處于檢查中的氣體。

提供布置在檢查區(qū)域的上游(相對于容器的向前運(yùn)動方向)并且基本上進(jìn)入該區(qū)域的第二沖洗裝置，確定了進(jìn)入檢查區(qū)域的圍繞容器的頂部空間的區(qū)域裝載有與處于檢查中的氣體不同的氣體，處于檢查中的氣體由于容器的運(yùn)動被朝向檢查區(qū)域吸取。這樣，獲得了對通過第一沖洗裝置直接在檢查區(qū)域進(jìn)行沖洗的氣體的可能的部分消除的補(bǔ)償。

優(yōu)選地，測量設(shè)備包括連接在檢測器下游的信號調(diào)節(jié)元件，該信號調(diào)節(jié)元件適于接收由檢測器檢測到的單個測量信號貢獻(xiàn)，并且處理每個測量信號貢獻(xiàn)，以提取由封閉容器的頂部空間中包含的氣體確定的吸收線。

更優(yōu)選地，在連接在檢測器下游的信號調(diào)節(jié)元件中實(shí)施用于識別壓力測量的可用貢獻(xiàn)的工具。

更優(yōu)選地，信號調(diào)節(jié)元件包括至少一個子元件，用于根據(jù)輸入?yún)?shù)的變化而識別和改變采集的測量信號貢獻(xiàn)的幅度。

申請人已經(jīng)認(rèn)識到，使用識別和改變檢測的信號的幅度的子元件有利地使得能夠補(bǔ)償由于干擾因素而導(dǎo)致的檢測的信號貢獻(xiàn)的幅度中可能的變化，該干擾因素類似例如容器的變形或不規(guī)則性(例如在由玻璃制成的情況下)、存在泡沫、在起泡飲料或啤酒的情況下、或者在頂部空間中存在氮?dú)庖旱?通常用來增加礦泉水瓶中的總壓力)。

更優(yōu)選地，信號調(diào)節(jié)元件包括至少一個子元件，以用于識別和消除過度失真的測量信號貢獻(xiàn)。

申請人已經(jīng)觀察到，接收器上的激光信號根據(jù)應(yīng)用和不同的操作條件是非常易變的。例如，在填充有啤酒的玻璃瓶內(nèi)的壓力測量(其中激光光譜技術(shù)揭示二氧化碳的總壓力和分壓力)中，在采集的信號上存在由于玻璃的可能變形或者產(chǎn)品中存在泡沫而導(dǎo)致的較大的失真。

相似地，在填充有不起泡水的塑料瓶內(nèi)的壓力測量(其中激光光譜技術(shù)通過掃描水蒸汽的吸收線來揭示總壓力)中，在頂部空間中存在用來增加密封瓶中的總壓力的氮?dú)庖旱?，?dǎo)致檢測到的信號的較大失真(由于氮?dú)獠迦胍约暗獨(dú)獾牧浚淠臓顟B(tài)根據(jù)流逝的時間變化而發(fā)生極大的變化)。

因此，測量信號貢獻(xiàn)不能夠全部用來確定總壓力，使得這種貢獻(xiàn)的分析是尤其有用的，以便拋棄過度失真的貢獻(xiàn)，尤其是在由于容器高速向前運(yùn)動而導(dǎo)致測量貢獻(xiàn)的量較少的情況下。

更優(yōu)選地，信號調(diào)節(jié)元件包括至少一個子元件，以用于根據(jù)穿過頂部空間的激光束行進(jìn)的光學(xué)路徑的長度的變化而對單個測量信號貢獻(xiàn)進(jìn)行加權(quán)。

申請人已經(jīng)考慮到，如圖7所示，激光束穿過容器的頂部空間的光學(xué)路徑對于每個測量貢獻(xiàn)而言具有根據(jù)頂部空間的形狀變化而改變的長度。僅僅作為例子，圖7所示的頂部空間具有圓形截面。

與單個測量貢獻(xiàn)相關(guān)的單個光學(xué)路徑的不同長度確定了這樣的事實(shí)，即每個測量貢獻(xiàn)都與不同數(shù)量的被分析的氣體分子相關(guān)，原因在于單個光學(xué)路徑中包含的分子數(shù)量是不同的。

有利地，用于對單個測量信號貢獻(xiàn)進(jìn)行加權(quán)的子元件考慮了這種效應(yīng)，否則這種效應(yīng)將引入不可忽略的測量誤差。

更優(yōu)選地，信號調(diào)節(jié)元件包括用于補(bǔ)償封閉容器外側(cè)出現(xiàn)的氣體貢獻(xiàn)的至少一個子元件，其適于從至少一個測量信號貢獻(xiàn)減去外部氣體的直接測量。

申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，為了消除還處于容器外側(cè)的檢查中的氣體的存在所確定的測量誤差，除了沖洗工具之外或者作為沖洗工具的替代選擇，可以提供合適的補(bǔ)償子元件，其從測量貢獻(xiàn)減去在沒有容器的情況下執(zhí)行的測量，如圖8所示。

這樣，能夠用來消除由于容器外側(cè)的氣體產(chǎn)生的貢獻(xiàn)，獲得專門與容器內(nèi)存在的氣體相關(guān)的測量。

優(yōu)選地，在采集到的表示氣體的吸收光譜的數(shù)據(jù)之中識別用于壓力測量的可用貢獻(xiàn)的步驟包括：

-檢測曲線的第一和第二最小點(diǎn)，該曲線來自在采集時間周期期間采集的表示氣體的吸收光譜的數(shù)據(jù)的強(qiáng)度輪廓的包絡(luò)線；

-確定該第一和第二最小點(diǎn)之間的距離；以及

-用于限定測量子窗口的元件，該測量子窗口包含在第一最小點(diǎn)和第二最小點(diǎn)之間并且相對于第一最小點(diǎn)和第二最小點(diǎn)居中，所述測量子窗口限定了用于壓力測量的可用貢獻(xiàn)的組。

這樣，有利地，在可用采集時間周期期間檢測到的測量貢獻(xiàn)之中，識別出實(shí)際與封閉容器的頂部空間內(nèi)部相關(guān)的測量貢獻(xiàn)，由此補(bǔ)償例如由于外部因素導(dǎo)致的可能移位，該外部因素為例如容器在帶上的平移、容器的較差豎直穩(wěn)定性、引導(dǎo)件上的顛簸、容器的尺寸公差、等等。

優(yōu)選地，確定信號采集時間周期的步驟包括接收通過位置傳感器檢測到的容器的至少一段位置數(shù)據(jù)，并且基于接收到的所述至少一段位置數(shù)據(jù)計算封閉容器的頂部空間進(jìn)入檢查區(qū)域的時刻。

這樣，基于檢測到的容器的位置并且在已知容器的向前運(yùn)動速度的情況下(例如在速度恒定的情況下)，能夠以簡單而快速的方式計算容器(具體地，其頂部空間)進(jìn)入檢查區(qū)域的時刻，以確定采集時間周期的起始。

優(yōu)選地，確定信號采集時間周期的步驟包括接收容器的多段向前運(yùn)動瞬時速度數(shù)據(jù)，并且基于接收到的多段向前運(yùn)動瞬時速度數(shù)據(jù)計算封閉容器的頂部空間進(jìn)入檢查區(qū)域的時刻。

這樣，也能夠考慮容器的向前運(yùn)動速度的瞬時變化，并且精細(xì)地計算可用采集時間周期。

優(yōu)選地，測量方法包括以下步驟：相對于測量目標(biāo)，對著通過檢查區(qū)域的容器吹送不同的氣體。

有利地，預(yù)先對著通過檢查區(qū)域的容器吹送與目標(biāo)測量氣體不同的氣體使得能夠消除圍繞容器的區(qū)域的處于檢查中的氣體，減少了或者理想地消除了與確定容器內(nèi)部壓力不相關(guān)的測量信號貢獻(xiàn)，原因是它們與容器外側(cè)的氣體相關(guān)。

優(yōu)選地，測量方法包括以下步驟：相對于測量目標(biāo)，對著進(jìn)入檢查區(qū)域的容器吹送不同的氣體。

當(dāng)容器進(jìn)入檢查區(qū)域時預(yù)先對著容器吹送與目標(biāo)測量氣體不同的氣體可用來確定由于容器的運(yùn)動而將這樣的氣體朝向檢查區(qū)域吸取。因此，有利地，推開檢查區(qū)域中存在的處于檢查中的氣體。

優(yōu)選地，提供表示氣體吸收光譜的輸出數(shù)據(jù)段的步驟包括：

-識別檢測到的信號的測量條件的特征背景函數(shù)；

-從檢測到的信號減去這樣的背景函數(shù)，并且從該減法所得的信號提取吸收線。

檢測信號的這種調(diào)節(jié)是尤其有利的，原因在于能夠消除測量的噪聲和固有干擾，將檢測信號的包括與已經(jīng)發(fā)生的吸收相關(guān)的信息的部分隔離開，基于此精確地確定容器內(nèi)的壓力。

優(yōu)選地，提供表示氣體吸收光譜的輸出數(shù)據(jù)段的步驟包括：通過根據(jù)容器的材料和/或目標(biāo)測量氣體的類型的變化而改變檢測到的信號的幅度，來補(bǔ)償檢測到的信號的幅度變化。

實(shí)際上，低信號幅度通常是由于干擾因素導(dǎo)致的，例如存在外部或內(nèi)部液滴、容器的壁中的缺陷、具有允許打開產(chǎn)品的拉環(huán)、某些類型的容器中具有的干擾因素等等。這樣的因素大致確定大信號衰減。

有利地，根據(jù)本發(fā)明的測量方法預(yù)先考慮了這樣的干擾因素引入的衰減，針對單個應(yīng)用以合適的且特定的方式進(jìn)行補(bǔ)償。

優(yōu)選地，提供表示氣體吸收光譜的輸出數(shù)據(jù)段的步驟包括：識別并消除過度失真的檢測信號。

識別并消除過度失真的測量信號是尤其有用的，尤其是在由于容器高速向前運(yùn)動而導(dǎo)致測量貢獻(xiàn)的量較少的情況下。在這種情況下，僅僅使用有意義的測量信號，整體測量更加精確和準(zhǔn)確。

更優(yōu)選地，識別并消除過度失真的檢測信號的步驟包括：驗(yàn)證吸收線的幅度是否低于幅度閾值。

更優(yōu)選地，該幅度閾值根據(jù)容器的材料和/或目標(biāo)測量氣體的類型的變化而改變。

優(yōu)選地，識別并消除過度失真的檢測信號的步驟包括：檢查檢測信號的上升前沿的角度系數(shù)或傾斜度是否處于容許角度系數(shù)或傾斜度的范圍之外。

激光源傳遞的每個信號實(shí)際上具有由激光的調(diào)節(jié)給出的已知形狀，例如三角形波、鋸齒形波、方形波等等。從已知形狀的測量參數(shù)(在三角形或鋸齒形波的情況下類似例如上升前沿的角度系數(shù)或傾斜度)開始，能夠識別過度失真的對應(yīng)輸出信號，在檢測到的信號的參數(shù)與已知類型的參數(shù)之間進(jìn)行比較。

如果檢測到的信號的參數(shù)相對于已知類型的參數(shù)過度發(fā)散，那么拋棄該檢測到的信號。

優(yōu)選地，識別并消除過度失真的檢測信號的步驟包括：在利用三角形波調(diào)節(jié)激光源發(fā)射的信號的情況下，檢查上升前沿與下降前沿的不對稱性；以及拋棄不對稱性比容許不對稱性大的信號。

優(yōu)選地，識別并消除過度失真的檢測信號的步驟包括：檢查檢測信號的占空百分比，并且拋棄占空百分比處于容許占空百分比范圍之外的信號。

這樣的檢查在利用方形波調(diào)節(jié)激光的情況下是尤其有利的。

優(yōu)選地，提供表示氣體吸收光譜的輸出數(shù)據(jù)段的步驟包括：根據(jù)激光束穿過頂部空間行進(jìn)的光學(xué)路徑的長度的變化而對檢測信號進(jìn)行加權(quán)。

這使得能夠獲得與使用上述用于對單個測量信號貢獻(xiàn)進(jìn)行加權(quán)的子元件相關(guān)的上述有益效果。

優(yōu)選地，提供表示氣體吸收光譜的輸出數(shù)據(jù)段的步驟包括：在沒有容器的情況下執(zhí)行目標(biāo)測量氣體的直接測量；以及從檢測信號減去該直接測量。

這樣，能夠用來消除由于容器外側(cè)的氣體產(chǎn)生的貢獻(xiàn)，獲得專門與容器內(nèi)存在的氣體相關(guān)的測量。

更優(yōu)選地，根據(jù)頂部空間的尺寸的變化對直接測量進(jìn)行加權(quán)。

更優(yōu)選，根據(jù)激光束行進(jìn)的外部光學(xué)路徑的平均長度的變化來執(zhí)行直接測量的加權(quán)。

優(yōu)選地，該測量方法包括以下步驟：由在可用采集時間周期期間檢測到的多個信號(尤其是識別為可用于壓力測量的代表性數(shù)據(jù))的加權(quán)平均值確定壓力測量值。

作為另外一種選擇，該測量方法包括以下步驟：按照確定吸收輪廓的二次導(dǎo)數(shù)的最小點(diǎn)的距離的wms技術(shù)通過吸收光譜確定壓力測量值。

有利地，由此獲得總壓力測量值，其獨(dú)立于光學(xué)路徑，尤其可用于容器的頂部空間呈橢圓形的情況。

根據(jù)另一個可選形式，該測量方法包括以下步驟：按照確定吸收輪廓的二次導(dǎo)數(shù)獲得的吸收輪廓面積的wms技術(shù)通過吸收光譜確定壓力測量值。

在尤其有利的方式中，在測量水蒸汽的情況下，吸收輪廓的面積的測量提供了與容器的溫度成比例的參數(shù)，由此允許獲得與已知溫度相關(guān)的壓力測量值。實(shí)際上，在包含液體(普遍為h2o)的封閉容器中，頂部空間快速到達(dá)飽和度(相對濕度100％)，而水蒸汽的濃度與液體的溫度直接成比例。由于這種比例，吸收輪廓的面積的測量使得能夠具有與液體的溫度直接成比例的參數(shù)。

附圖說明

參考附圖，通過以下本發(fā)明一些優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。

如果需要特定組合所特別產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)，那么根據(jù)之前的描述，單個構(gòu)造中的不同特征可以根據(jù)需要組合在一起。

在附圖中：

圖1為應(yīng)用于瓶填充裝備的根據(jù)本發(fā)明的用于測量封閉容器中的壓力的設(shè)備的實(shí)施例的部分透視圖；

圖1a為圖1的測量設(shè)備的部分被移除的構(gòu)造的放大細(xì)節(jié)；

圖2為圖1的測量設(shè)備的部分前視圖；

圖3為圖1的測量設(shè)備的后視圖；

圖4為用于根據(jù)本發(fā)明的測量設(shè)備的信號調(diào)節(jié)元件的方框圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明的填充和/或包裝裝備的示意圖；

圖6為根據(jù)本發(fā)明的測量設(shè)備的檢測器采集的測量信號分布的圖示；

圖7為容器在本發(fā)明的測量設(shè)備中通過期間實(shí)施的多個測量貢獻(xiàn)的示意圖；

圖8為在根據(jù)本發(fā)明的測量設(shè)備處的多個容器的傳送帶的圖示。

具體實(shí)施方式

在以下的說明中，對于附圖的描述，相同的附圖標(biāo)記將用來表示具有相同功能的結(jié)構(gòu)性元件。此外，為了描述清楚起見，相同的附圖標(biāo)記在所有附圖中并不重復(fù)出現(xiàn)。

參考附圖，示出了整體上用10表示的用于測量封閉容器中的壓力的設(shè)備。

在本說明書和后附的權(quán)利要求中，假定經(jīng)受檢查的封閉容器30的頂部空間31的至少一部分由光學(xué)透明材料制成。

如圖1所示，測量設(shè)備10包括：激光源11，其具有光軸a，用于發(fā)射激光束；以及檢測器12，其面向激光源11，以檢測由源11發(fā)射的激光束的至少一個部分。

在位于激光源11和檢測器12之間的空間中，具有檢查區(qū)域20，該檢查區(qū)域適于封閉容器30的至少一部分通過，具體地址，適于容器30的頂部空間31通過，或者更具體地，適于頂部空間31的由光學(xué)透明材料制成的部分通過。

因此，激光源11定位成將激光束朝向檢查區(qū)域20引導(dǎo)，由此到達(dá)容器30的頂部空間31的光學(xué)透明部分，途中穿過該檢查區(qū)域20。

激光源11適于發(fā)射一定波長的激光束，該波長能夠針對封閉容器30的頂部空間31中容納的氣體的吸收波長進(jìn)行調(diào)節(jié)。

檢測器12適于接收在途中穿過檢查區(qū)域20、且由于頂部空間31中容納的氣體的存在而在容器30的頂部空間31處發(fā)生的吸收之后衰減的激光束，并且輸出表示該氣體的吸收光譜的一項(xiàng)數(shù)據(jù)。這樣，能夠?qū)⒎忾]容器30內(nèi)的壓力確定為該氣體的吸收線的幅度的函數(shù)。

測量設(shè)備10還包括至少一個用于檢測信號采集時間周期的裝置14、14’。用于檢測信號采集時間周期的裝置14、14’確定封閉容器30的頂部空間31的部分在檢查區(qū)域20處通過的時間周期。

用于檢測信號采集時間周期的裝置14、14’包括至少一個傳感器14、14'，以用于檢測容器30的位置，優(yōu)選地至少一個傳感器，以用于識別進(jìn)入檢查區(qū)域20的容器30，例如類似光電管(如圖1–3所示)和/或編碼器(如圖5所示)，其例如與用于檢測容器30穿過檢查區(qū)域20的向前運(yùn)動的瞬時速度的元件相關(guān)聯(lián)。

在容器30通過填充和/或包裝裝備100的傳送工具130傳送的情況下，用于檢測容器30的向前運(yùn)動的速度的元件優(yōu)選地為數(shù)據(jù)輸入接口，其適于接收與填充和/或包裝裝備100的傳送工具130的向前運(yùn)動的瞬時速度相關(guān)的數(shù)據(jù)。

在已知容器30的頂部空間31進(jìn)入檢查區(qū)域20的時刻、容器30的該頂部空間31的尺寸、以及容器30的向前運(yùn)動的瞬時速度的情況下，能夠識別由激光源11發(fā)射的激光束穿過容器30的頂部空間31的時間周期，在向前運(yùn)動的速度瞬時改變的情況下也是如此。以這種方式，識別可用的信號采集時間周期。

在圖1-3所示的實(shí)施例中，用于檢測信號采集時間周期的裝置包括光電管14，該光電管成形為類似倒“u”形并且布置在檢查區(qū)域20的入口處，用于檢測向前運(yùn)動的速度的元件是數(shù)據(jù)輸入接口(未示出)，該數(shù)據(jù)輸入接口用于接收與該速度相關(guān)的數(shù)據(jù)。

在圖5所示的實(shí)施例中，用于檢測信號采集時間周期的裝置包括編碼器14'，該編碼器沿著傳送工具130實(shí)施的路徑布置，用于檢測向前運(yùn)動的速度的元件是數(shù)據(jù)輸入接口(未示出)，該數(shù)據(jù)輸入接口用于接收與該速度相關(guān)的數(shù)據(jù)。

根據(jù)未示出的可供選擇的實(shí)施例，在傳送帶的速度恒定的情況下優(yōu)選地能夠適用的是，用于檢測信號采集時間周期的裝置14、14’包括用于檢測容器30的位置的至少一個傳感器(例如至少一個光電管)。在這種情況下，提供用于檢測傳送帶的速度的元件是不必要的，原因在于該速度是恒定的。

另外，在這種情況下，能夠基于傳感器14、14'截獲容器30的點(diǎn)與檢查區(qū)域20之間的距離、傳送帶的恒定速度以及頂部空間31的尺寸，識別激光源11發(fā)射的激光束穿過容器30的頂部空間31的時間周期(信號采集時間周期)。

根據(jù)圖示實(shí)施例，測量設(shè)備10包括承載結(jié)構(gòu)15，該承載結(jié)構(gòu)用于激光源11和檢測器12的正確定位，以及檢查區(qū)域20的適當(dāng)限定。

為此，承載結(jié)構(gòu)15包括機(jī)械調(diào)節(jié)元件16a、16b，該機(jī)械調(diào)節(jié)元件適于根據(jù)途中穿過檢查區(qū)域20的容器30的尺寸和幾何形狀的變化而改變激光源11和檢測器12的相對定位。

在圖示實(shí)施例中，機(jī)械調(diào)節(jié)元件16a、16b包括由激光源11和檢測器12構(gòu)成的組件的豎直位置的調(diào)節(jié)器16a以及激光源11和檢測器12之間的水平距離的調(diào)節(jié)器16b，該調(diào)節(jié)器16b允許激光源和檢測器被帶到一起和分離。機(jī)械調(diào)節(jié)元件16a、16b可以是手動式的或機(jī)動化的。

在激光源11和檢測器12之間限定的檢查區(qū)域20的上游和/或下游分別優(yōu)選地具有進(jìn)入通道17a和/或離開通道17b，它們被構(gòu)造成用以容納在途中朝向檢查區(qū)域20或者運(yùn)動遠(yuǎn)離檢查區(qū)域20的容器30的至少限定了相應(yīng)頂部空間31的部分。

例如，在圖示實(shí)施例中，借助于彎曲成“u”形并且朝向底部開口的保護(hù)壁形成進(jìn)入和離開通道17a、17b。這樣的保護(hù)壁優(yōu)選地由光不能透過的材料制成。

如圖2所示，測量設(shè)備10包括第一沖洗裝置18a、18b，該第一沖洗裝置用于將與處于檢查中的氣體不同的氣體注入到檢查區(qū)域中。這使得能夠減少或消除容器30外側(cè)存在的處于檢查中的氣體提供的分子吸收貢獻(xiàn)，因此減少或消除對整體測量的影響。

第一沖洗裝置包括第一對水平噴嘴18a、18b，其第一噴嘴18a一體結(jié)合在激光源11的發(fā)射通道中，第二噴嘴18b一體結(jié)合在檢測器12的接收通道中，從而沖洗裝置接合整個激光路徑。

根據(jù)所示的特別有利的實(shí)施例，測量設(shè)備10優(yōu)選地額外包括第二沖洗裝置19a、19b、19c，第二沖洗裝置相對于容器的向前運(yùn)動方向b布置在檢查區(qū)域20的上游。在頂部空間31進(jìn)入檢查區(qū)域20之前，這樣的第二沖洗裝置19a、19b、19c將與檢查中的氣體不同的氣體加載到圍繞進(jìn)入的容器30的頂部空間31的區(qū)域。容器30的運(yùn)動確定將沖洗的氣體朝向檢查區(qū)域20抽吸，以補(bǔ)償在該區(qū)域20中由第一沖洗裝置18a、18b直接沖洗的氣體的可能的部分消除。

第二沖洗裝置包括沖洗氣體的三個離開噴嘴19a、19b、19c，其第一豎直噴嘴19a布置在通向檢查區(qū)域的進(jìn)入通道17a的入口上方并且具有面向下的豎直發(fā)射方向，一對第二水平離開噴嘴19b、19c布置在進(jìn)入通道17a的該入口處，處于水平發(fā)射方向，并且一個噴嘴19b面向另一個噴嘴19c。

為了在信號采集時間周期期間從檢測器12檢測到的單個測量貢獻(xiàn)獲得在途中的每個容器30內(nèi)的有效壓力測量值，測量設(shè)備10包括用于在表示采集時間周期內(nèi)采集的氣體吸收光譜的數(shù)據(jù)中識別可用于壓力測量的信號貢獻(xiàn)的工具41，其連接在檢測器12的下游。

一旦已經(jīng)確定了采集時間周期，在該時間周期內(nèi)由檢測器12采集的信號被提供給用于識別可用于壓力測量的信號貢獻(xiàn)的工具41。這樣的工具41適于實(shí)時分析由檢測器12采集的信號，以便隔離用于測量的有意義的信號貢獻(xiàn)，也就是實(shí)際上與當(dāng)頂部空間在激光源11和檢測器12之間通過時執(zhí)行的測量相對應(yīng)的信號貢獻(xiàn)。

為此，用于識別可用于壓力測量的信號貢獻(xiàn)的工具41至少包括：

-用于檢測曲線的最小點(diǎn)51、52的元件，該曲線來自由對應(yīng)的檢測裝置14、14'識別的、在采集時間周期內(nèi)采集的、表示氣體吸收光譜的數(shù)據(jù)的強(qiáng)度輪廓的包絡(luò)線50，

-用于確定該最小點(diǎn)51、52之間的距離的元件；以及

-用于限定子窗口53的元件，該子窗口包含在最小點(diǎn)51、52之間并且相對于最小點(diǎn)居中。相對于實(shí)際上檢測到的最小點(diǎn)51、52居中的子窗口限定了實(shí)際上可用于壓力測量的一組貢獻(xiàn)。

在圖6中作為例子示出了穿過瓶的信號的強(qiáng)度輪廓的包絡(luò)線50。可以看到，這樣的包絡(luò)線包括與瓶30的頸部邊緣相對應(yīng)的兩個最小點(diǎn)51、52。通過檢測該最小點(diǎn)51、52并且僅僅分析該最小點(diǎn)51、52之間的中間測量貢獻(xiàn)，確保了所有使用的測量值實(shí)際上都與容器的頂部空間的內(nèi)部相關(guān)聯(lián)。

檢測器的下游還連接有信號調(diào)節(jié)元件40。信號調(diào)節(jié)元件40適于接收由檢測器檢測到的單個測量貢獻(xiàn)，以便針對每個測量貢獻(xiàn)識別測量條件的特征背景函數(shù)，并且從檢測到的信號貢獻(xiàn)減去這樣的背景函數(shù)，以提取吸收線，從該吸收線獲得處于檢查中的氣體的全部和/或部分壓力信息。

在圖示的例子中，用于識別可用于壓力測量的信號貢獻(xiàn)的工具41在信號調(diào)節(jié)元件40實(shí)施。

信號調(diào)節(jié)元件40優(yōu)選地包括子元件42，該子元件用于根據(jù)使用者引入的參數(shù)(例如所處理的容器30的類型、檢查的氣體的類型等等)的變化而識別和改變檢測到的信號貢獻(xiàn)的幅度。用于識別和改變采集的測量信號的幅度的子元件42優(yōu)選地是具有自動增益控制的跨阻抗電路。

信號調(diào)節(jié)元件40優(yōu)選地包括用于識別過度失真的測量信號貢獻(xiàn)以便有效地幫助確定壓力測量值的元件43。

用于識別失真的測量信號貢獻(xiàn)的元件43考慮了在檢查時間周期(信號采集子窗口)內(nèi)相對于波長掃描由每個單個測量貢獻(xiàn)提取的吸收線的幅度，拋棄了這樣的測量貢獻(xiàn)，該測量貢獻(xiàn)的吸收線的幅度低于預(yù)定幅度閾值，該預(yù)定幅度閾值能夠根據(jù)使用者引入的參數(shù)(例如所處理的容器30的類型、檢查的氣體的類型等等)的變化而改變。

實(shí)際上，低信號幅度通常是由于干擾因素導(dǎo)致的，例如存在外部或內(nèi)部液滴、容器的壁中的缺陷、具有允許打開產(chǎn)品的拉環(huán)、某些類型的容器中具有的干擾因素等等。這樣的因素大致確定強(qiáng)信號衰減。

除此之外或作為另外一種選擇，用于識別失真的測量信號貢獻(xiàn)的元件43考慮了采集的每個信號貢獻(xiàn)的上升前沿的角度系數(shù)，消除了具有過度失真的角度系數(shù)的測量貢獻(xiàn)。為此，將采集的信號的上升前沿的角度系數(shù)與由此用作基準(zhǔn)的傳遞的信號的上升前沿的角度系數(shù)進(jìn)行比較。在兩個角度系數(shù)之間出現(xiàn)變化的情況下確定角度系數(shù)的失真。用于識別失真的測量信號貢獻(xiàn)的元件43繼續(xù)消除上升前沿的角度系數(shù)比基準(zhǔn)角度系數(shù)(傳遞的信號的上升前沿的角度系數(shù))大或小預(yù)定閾值(例如等于20°)的測量貢獻(xiàn)。換言之，消除了上升前沿的角度系數(shù)處于容許角度系數(shù)范圍之外的測量貢獻(xiàn)。容許角度系數(shù)范圍時以基準(zhǔn)角度居中+/-預(yù)定閾值的范圍。

因此，角度系數(shù)處于容許角度系數(shù)范圍之外的上升前沿被識別為是過度失真的，以便有效地有助于壓力測量值。

為了能夠基于單個測量貢獻(xiàn)確定內(nèi)部壓力的總體測量值，信號調(diào)節(jié)元件40優(yōu)選地包括用于根據(jù)穿過頂部空間31的激光束行進(jìn)的光學(xué)路徑的長度的變化而對單個測量貢獻(xiàn)進(jìn)行加權(quán)的子元件44。因此，能夠基于加權(quán)平均值獲得壓力測量值，該加權(quán)平均值由此考慮單個光學(xué)路徑的長度的差異。

信號調(diào)節(jié)元件40優(yōu)選地包括容器外側(cè)出現(xiàn)的氣體貢獻(xiàn)的補(bǔ)償子元件45，其適于執(zhí)行外部氣體的直接測量，隨后在測量貢獻(xiàn)的總數(shù)上加權(quán)減去這樣的直接測量值。

具體地，補(bǔ)償元件45根據(jù)頂部空間31的尺寸的變化，并由此根據(jù)容器30外側(cè)的激光束行進(jìn)的光學(xué)路徑部分的變化，來執(zhí)行直接測量的加權(quán)。頂部空間31的尺寸是初始由使用者引入的或者由校正程序自動地采集的一段數(shù)據(jù)。

具體地，根據(jù)激光束行進(jìn)的外部光學(xué)路徑的平均長度的變化來執(zhí)行直接測量的加權(quán)。

容器30中的壓力的測量設(shè)備10優(yōu)選地包含在自動填充和/或包裝裝備中，該裝備整體用100表示并且在圖5中作為例子示出。

這樣的線路100包括容器30的第一填充工位110，之后是用于密封和/或封蓋容器30的第二工位120。容器30中的壓力的測量設(shè)備10相對于容器30沿著線路100的向前運(yùn)動方向布置在用于密封和/或封蓋容器30的第二工位120的下游(直接或非直接)。

第一工位110和第二工位120具有圓形構(gòu)造，其中龍頭或填充閥115以及密封和/或封蓋頭部125被約束到可轉(zhuǎn)動或旋轉(zhuǎn)傳送裝置的周邊。這樣的工位110、120可以例如是工具保持器，其分別設(shè)置有大約八十個龍頭或填充閥115以及大約二十個密封和/或封蓋頭部125。

容器30通過合適的傳送工具130傳送，以便隨后穿過測量設(shè)備10，該傳送工具類似例如一組傳送工具，其約束或不約束在傳送帶上，或者沿著向前運(yùn)動路徑b懸置，該向前運(yùn)動路徑至少部分地跟隨第一工位110和第二工位120的周邊。

封閉容器中的壓力的測量設(shè)備10的操作如下。

初始，測量設(shè)備10通過合適的裝置14、14'確定可用于測量的粗略的采集時間周期。

為此，根據(jù)特定實(shí)施例，確定容器的頂部空間31處于檢查區(qū)域20中的時間周期，如上所述。

當(dāng)容器處于檢查區(qū)域20中時，優(yōu)選地對著該檢查區(qū)域吹送與被測量氣體不同的氣體。

更優(yōu)選地，當(dāng)容器處于檢查區(qū)域20的入口處時，也對著容器30吹送相對于測量目標(biāo)氣體不同的氣體。

在采集時間周期期間，激光源11朝向封閉容器30通過的檢查區(qū)域20反復(fù)地發(fā)射一定波長的激光束，該波長能夠針對封閉容器30的頂部空間31中容納的氣體的吸收波長進(jìn)行調(diào)節(jié)。

具體地，朝向容器30的在檢查區(qū)域20中通過的頂部空間31發(fā)射激光束，精確地在容器30的由光學(xué)透明材料制成的部分處發(fā)射激光束。

檢測器12檢測在容器30的頂部空間31處發(fā)生的吸收之后衰減的激光束(測量信號貢獻(xiàn))，并且對于檢測到的每個激光束輸出表示頂部空間31中存在的氣體測量目標(biāo)的吸收光譜的數(shù)據(jù)。

具體地，對于檢測到的每個信號，識別測量條件的特征背景函數(shù)。從檢測到的信號貢獻(xiàn)減去這樣的背景函數(shù)，以提取吸收線，從該吸收線獲得處于檢查中的氣體的全部和/或部分壓力信息。

為了隔離用于測量的有意義的信號貢獻(xiàn)，分析在采集時間周期期間已經(jīng)穿過容器30的接收到的測量貢獻(xiàn)的強(qiáng)度輪廓的包絡(luò)線50，以便識別與容器30的壁相對應(yīng)的點(diǎn)51、52。這樣的點(diǎn)用作用于子窗口53的限定基準(zhǔn)，該子窗口包含在這樣的點(diǎn)之間并且優(yōu)選地相對于這些點(diǎn)居中，其中子窗口53表示實(shí)際可用于壓力測量的整個信號貢獻(xiàn)。

根據(jù)不同的方法來補(bǔ)償可能的干擾和/或信號失真，這些方法可以組合應(yīng)用或者作為可選形式應(yīng)用。

信號幅度優(yōu)選地根據(jù)使用者引入的參數(shù)(例如所處理的容器30的類型、檢查的氣體的類型等等)的變化而改變，以便補(bǔ)償所接收到的信號的幅度的變化。

因此，接下來識別并消除過度失真的測量信號貢獻(xiàn)，使得整體測量值不會被這樣的貢獻(xiàn)過度劣化。

具體地，拋棄了這樣的測量貢獻(xiàn)，該測量貢獻(xiàn)的吸收線的幅度低于預(yù)定幅度閾值，該預(yù)定幅度閾值能夠根據(jù)使用者引入的參數(shù)(例如所處理的容器30的類型、檢查的氣體的類型等等)的變化而改變。

除此之外或作為另外一種選擇，拋棄這樣的測量貢獻(xiàn)，該測量貢獻(xiàn)的上升前沿的角度系數(shù)或傾斜度背離傳遞的信號的上升前沿的角度系數(shù)超過預(yù)定閾值(例如等于20°)。

根據(jù)穿過頂部空間31的激光束行進(jìn)的光學(xué)路徑的長度的變化而對單個測量貢獻(xiàn)進(jìn)行加權(quán)。因此，基于加權(quán)平均值獲得壓力測量值，該加權(quán)平均值由此考慮單個光學(xué)路徑的長度的差異。

補(bǔ)償容器外側(cè)出現(xiàn)的處于檢查中的氣體的貢獻(xiàn)，以便在沒有容器的情況下執(zhí)行氣體的直接測量，并且從測量貢獻(xiàn)的總數(shù)減去這樣的直接測量值。

具體地，在進(jìn)行到減法之前，根據(jù)頂部空間31的尺寸的變化，并由此根據(jù)容器30外側(cè)的激光束行進(jìn)的光學(xué)路徑部分的變化，來執(zhí)行直接測量的加權(quán)。頂部空間31的尺寸是初始由使用者引入的或者由校正程序自動地采集的一段數(shù)據(jù)。

具體地，根據(jù)激光束行進(jìn)的外部光學(xué)路徑的平均長度的變化來執(zhí)行直接測量的加權(quán)。

在已經(jīng)選擇了能夠考慮用來確定整體測量值的測量貢獻(xiàn)之后，對這樣的貢獻(xiàn)進(jìn)行平均，或者作為另外一種選擇，選擇某些貢獻(xiàn)，基于這些貢獻(xiàn)外推可用的參數(shù)，以用于確定處于檢查中的氣體濃度和容器的壓力。例如，在希望按照wms技術(shù)通過二氧化碳上的吸收光譜測量容器內(nèi)的總壓力的情況下，提取吸收輪廓的二次導(dǎo)數(shù)的最小點(diǎn)的距離參數(shù)，以便獲得獨(dú)立于光學(xué)路徑的壓力測量值。這樣的設(shè)置在瓶呈橢圓形的情況下證明是尤其有利的。

作為另外一種選擇，在通過水蒸汽管線上的吸收光譜測量總壓力的情況下，提取由吸收輪廓的二次導(dǎo)數(shù)獲得的吸收輪廓的區(qū)域的參數(shù)，這使得能夠獲得與容納液體的封閉容器的溫度成比例的參數(shù)，并且由此能夠進(jìn)行與獲得的已知溫度相關(guān)聯(lián)的壓力測量。