ガス透過試験システム
ガス透過試験システムの自動調整システムを開示し、データプロセッサに接続された制御システムが、ガス透過試験システムを通して流される加圧流体のより正確な制御を容易にする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は容器試験装置に関し、より詳しくは、容器の壁を通るガスの透過を測定するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0002】
酸化による影響を受け易い飲料の保存には、貯蔵に使用される容器内に存在する少量の酸素により飲料が酸化されるという問題がある。したがって、飲料の貯蔵に使用されることになっているプラスチック容器の酸素透過特性を確認することが最も重要である。従来技術では、酸素透過試験システムは、容器をガス透過試験システムに置く度毎にまたはガス透過試験システムから取出す度毎に、試験すべき容器を、関連したマニホールドの相手フィッティングにねじ止めしなくてはならない半田付けされた連結部を有している平らなプレートに取付けなければならない。しばしば、試験の誤差が、主としてフィッティングおよび部品の周りの微小な漏出から生じる。フィッティングの反復使用で、問題が更に増大する。
【0003】
1つの解決法は、フィッティングをより頻繁に交換し、且つ容器を平らなプレートにより慎重に取付けて、より良い連結を確保することである。しかしながら、これらの選択は、容器の試験間の時間を著しく増大させ、依然として試験誤差の可能性がある。
【0004】
また、ガス透過試験システムの現行の操作は、使用者が、容器内へのキャリアガスの流量および圧力を手動で操作することを必要とする。キャリアガスの流量および圧力の手動操作は、システム内のキャリアガスの制御を不正確にし、このため試験誤差を生じさせる。キャリアガスの流量および圧力の不正確な制御はまた、システムの部品に摩耗を生じさせ、このためその寿命を短縮する。
【0005】
当業者は、いかにして実用的な試験システムを提供するかという問題の解決を研究し続けてきている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
驚くべきことに、試験条件のより正確な制御を行う制御システムを備えた、本発明と調和し且つ適合するガス透過試験システムの自動調整システムが開発された。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一実施形態では、容器を通るガスの透過を測定するガス透過試験システム110は、少なくとも1つの測定される特性を表すフィードバック信号を発生できるようになっている、加圧流体源と流通しているガス透過試験システムと、フィードバック信号に応答してガス透過試験システムの作動を調節するための制御信号を発生するようになっている、ガス透過試験システムに接続されている制御システムとを有している。
【0008】
他の実施形態では、容器を通るガスの透過を測定するガス透過試験システム110は、流体の測定される特性の1つを表すフィードバック信号を発生できるようになっている、加圧流体源と流通している試験システムと、流体の流れを調整する手段と、フィードバック信号に応答してガス透過試験システムの作動を調節するための制御信号を発生するようになっている、ガス透過試験システムに接続されている制御システムとを有している。
【0009】
他の実施形態では、ブロー成形された容器のガス透過試験を制御する方法は、ガス透過試験システムを用意する段階と、該ガス透過試験システムに容器を固定する段階と、ガス透過試験システムおよび容器を通して流される加圧流体の特性を測定し、且つ測定された特性を表すフィードバック信号を発生させる段階と、フィードバック信号に応答してガス透過試験システムの作動を調節し、ガス透過試験システムを通して流される加圧流体に所望の変化をもたらす段階とを有している。
【0010】
本発明の更なる目的および利点は、明細書の一部をなす添付図面を参照した以下の記載および特許請求の範囲の記載から明らかになるであろう。
【0011】
本発明の他の目的および利点は、添付図面に照らして考えたとき、本発明の以下の説明を読むことによって、当業者に容易に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1a】本発明の特徴を具体化したガス透過試験システムのサンプルプレートの平面図である。
【図1b】本発明の特徴を具体化したガス透過試験システムのサンプルプレートの端面図である。
【図1c】本発明の特徴を具体化したガス透過試験システムのサンプルプレートの正面図である。
【図1d】本発明の特徴を具体化したガス透過試験システムのサンプルプレートの斜視図である。
【図2a】本発明の特徴を具体化したガス透過試験システムのマニホールドの平面図である。
【図2b】本発明の特徴を具体化したガス透過試験システムのマニホールドの端面図である。
【図2c】本発明の特徴を具体化したガス透過試験システムのマニホールドの正面図である。
【図2d】本発明の特徴を具体化したガス透過試験システムのマニホールドの斜視図である。
【図3a】本発明の特徴を具体化するガス透過試験システムのベースプレートの端面図である。
【図3b】本発明の特徴を具体化するガス透過試験システムのベースプレートの平面図である。
【図3c】本発明の特徴を具体化するガス透過試験システムのベースプレートの正面図である。
【図4】本発明の特徴を具体化するガス透過試験システムの斜視図である。
【図5】図1−図3に示した部品を組込んだ本発明によるガス透過試験システム110の概略的なブロック線図である。
【図6】図1−図3に示した部品を組込んだ本発明によるガス透過試験システム110の図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明は、他の実施形態が可能であり、且つ添付した特許請求の範囲の範囲内で様々な方法で実施し、あるいは行うことができるので、本発明は、その適用において、添付図面に図示した構造の細部および部品の配置に限定されるものではないことが理解されるべきである。また、ここで用いる表現および専門用語は、説明のためであり、限定のためではないことが理解されるべきである。
【0014】
下記の詳細な説明および添付図面は、本発明の種々の例示的実施形態を記載し且つ図示するものである。これらの記載および図面は当業者が本発明を作り、使用することを可能にするものであって、いかなる意味においても本発明の範囲を制限するものではない。ここに開示する方法に関し、提示する行程段階は本質の例示であり、したがって段階の順序は必須または厳密なものではない。
【0015】
添付図面を参照すると、本発明の特徴を具体化する透過試験用容器に使用される、プラスチック材料と制御システムの取付けおよび連結を行う、ガス透過試験システムの部品が示されている。
【0016】
ガス透過試験システムは、2つの主要部品すなわち、試験すべき容器が取付けられる可動サンプルプレートと、関連するマニホールドシステムとを有している。
【0017】
図1a、図1b、図1cおよび図1dに参照番号10でその全体が示されたサンプルプレートは、図2a、図2b、図2cおよび図2dに示された関連したマニホールド30のピンを受入れることができるようになっている。サンプルプレート10およびマニホールド30は、図3a、図3bおよび図3cに示すベースプレート50に、適当な締め付け具により適当に取付けられる。サンプルプレート10、マニホールド30およびベースプレート50は、組立てられて、図4に示すようなガス透過試験組立体100を形成する。
【0018】
サンプルプレート10は主本体12を有し、該主本体12は、試験されるべきプラスチック容器のネックまたは口部の開放端を受入れるための環状凹部14を備えている。凹部14は、環状肩部16により構成されている。環状肩部16の中心には同軸の凹部18が形成されている。凹部18の開放端は、直立環状リング20により構成されている。主本体12には、遠く離れた加圧流体源と試験されるべき容器の内部との間を連通させる導管22が形成されている。
【0019】
導管22を通して導入された加圧流体の戻り部との連通を提供する同様な導管24が、導管22から間隔を隔てて主本体12に形成されている。互いに間隔を隔てたブッシング26、28が、以下で説明するように、主本体12の内方に延び且つ協働する位置決めピンを受け入れるように形成される。
【0020】
図2a、図2b、図2cおよび図2dには、全体として参照番号30で示すマニホールドが示されており、マニホールド30は、サンプルプレートの導管22の入口と連通する導管34と、サンプルプレートの導管24と連通する導管36とを備えている主本体32を含む。互いに間隔を隔てたピン38、39を含む連結手段が設けられており、サンプルプレート10とマニホールド30とを選択的に連結する。
【0021】
サンプルプレート10およびマニホールド30の導管の入口および出口の周囲は、例えばОリングシールを受入れるための溝で囲まれるのがよい。これらのシールは、サンプルプレート10が作動位置にあるときに、流密システムを形成するのに利用される。
【0022】
サンプルプレート10とマニホールド30とを選択的に連結するいかなる適当な手段を使用することができる。マニホールド30のそれぞれのピン38、39を受入れる、サンプルプレート10の互いに間隔を隔てて内方に延びているブッシング26、28を用いることにより満足できる結果が得られることが判明している。マニホールドのモールド型ピン38、39は、サンプルプレートのモールド型ブッシング26、28と適切な整合を確保する。
【0023】
マニホールド30は、図3a、図3bおよび図3cにその全体を参照番号50で示すベースプレートに取付けることができる。ベースプレート50は、サンプルプレート10およびマニホールド30の支持体として働く。マニホールド30は、適当なねじ締め付け具を受入れるための、互いに間隔を隔てた通路すなわち孔40、42を備える。ねじ締め付け具は、適切な整合を確保するために、ベースプレート50の雌ねじ孔52、53内にそれぞれ受入れられる。互いに間隔を隔てた1対の通路あるいは孔が、導管の通路をマニホールドの導管34、36と連通させるようにベースプレート50に形成される。図示の実施形態では、ベースプレート50は1対のマニホールド30を収容できるようになっている。
【0024】
一旦整合されると、サンプルプレート10は、マニホールド30と連結される。連結は、サンプルプレート10をマニホールド30のOリングに押しつけるように締め付けられるのがよい。Oリングに対するサンプルプレート10の圧接により、導管−容器−マニホールドの液密システムが生じる。
【0025】
サンプルプレート10、マニホールド30およびベースプレート50は、アルミニウムまたは他の軽量な耐久性合金から構成されるのが好ましい。システム部品のより簡単な可搬性のために、且つ、試験中、サンプルプレートの迅速な交換を可能にするために、軽量な部品が望まれる。しかしながら、システムの部品は、システムの温度、圧力および使用条件に耐えるいかなる適当な材料から構成されてもよい。
【0026】
容器の試験は、典型的には、次の段階を含む。最初に、試験されるべき容器の開口側を凹部14内に配置し、エポキシ樹脂または他の適当な接着材料でサンプルプレート10に固定する。次に、サンプルプレート10を、ベースプレート50に既に取付けられているマニホールド30に選択的に連結する。サンプルプレート10を、マニホールド30の導管内に受入れられたОリングにしっかりと圧接させ、システムを閉鎖する。圧接は、例えばクランプなどの任意の手段により、サンプルプレート10とマニホールド30との間の連結を締付けることによって生ずる。
【0027】
システムが閉鎖された後は、加圧流体を、マニホールドの導管34およびサンプルプレートの導管22を通して、試験されている容器内に流入させる。加圧流体が純粋な窒素であると、好ましい結果が得られることが判明している。加圧流体が容器内に導入されると、加圧流体は、サンプルプレートの導管24およびマニホールドの導管36を通って容器から流出する。試験中に容器を透過したいかなるガスもまた、サンプルプレートの導管24およびマニホールドの導管36を通って、容器から試験センサに流出する。
【0028】
容器の透過特性を試験するための上述したシステムは、例えばフィルムの透過特性を試験するために使用することもできる。フィルムは開口端付き容器に配置されて密封され、さもなければ容器に連結されるので、フィルムの周りの流体の容器中への流れが妨げられる。加圧流体は、容器の中に導入され、フィルムの内側に曝される。フィルムの外側は、大気にあるいは制御された環境に曝される。フィルムを透過するガスが、加圧流体によって収集され、フィルムの透過特性を決定するために試験される。
【0029】
図5および図6にはガス透過試験システム110が示されており、該システム110は、図1−図4に示し且つここに記載した、少なくとも1つの酸素センサおよび少なくとも1つのサンプル存在検知器を備えた複数のガス透過試験装置100を有している。ガス透過試験システム110と電気的に通信する制御システム116は、少なくとも、ガス透過試験システム110に配置された容器への加圧流体の流れ、システム110内の加圧流体の存在、システム110内の加圧流体の圧力、加圧流体の温度、およびシステム110からの流体の漏れの存在を検出し、または測定するようになっている。制御システム116は更に、測定した特性の少なくとも1つに基づいて、フィードバック信号を発生するようになっている。システム110内の流体の予期しない圧力損失は、システム110内の漏れ、または流体源からの流体の欠乏を示す。電気的接続は、図5において破線で示されている。制御システム116は更に、データを受け且つ解釈するようになっているデータプロセッサと通信する。図5および図6に示すように、データプロセッサは、ガス透過試験システム110からのフィードバック信号を受け且つ解釈するようになっているソフトウェアを有するコンピュータ120である。
【0030】
ガス透過試験システム110は、加圧流体源112から下流に据え付けられている。加圧流体源112内に貯蔵された加圧流体の流れを調整する手段114は、システム110の酸素センサと加圧流体源112との間に配置されている。調整手段114は、加圧流体源112、ガス透過試験システム110および排出システム118と流通している三方弁である。調整手段114は、例えばソレノイド弁のようないかなる弁、またはガス圧力調整器であってもよい。ガス透過試験システム110には、所望に応じて、圧力センサを含んでもよい。また、システム110は、所望に応じて、いかなる数の調整手段114を含んでもよい。
【0031】
ガス透過試験システム110は、該システム110を通って流される流体の測定された特性あるいは監視された特性および/またはサンプルの存在を示すフィードバック信号を発生するようになっている。フィードバック信号は制御システム116により受けられ、該制御システム116は、システム110の調節およびフィードバック制御を容易にするため、所望に応じて、流れ調整器114、加圧流体源112、ガス透過試験システム110および/または該システム110のいかなる他の部品に送られる制御信号を生じる。システムの変更は、例えば流体の流量、圧力および温度の変化等の、システム110を通って流れる加圧流体の特性の変更が含まれる。システムの変更にはまた、システムの特定部品への流体の流れを妨げるための、調整手段114の調節も含まれる。例えば、流体源112からの流体は、ガス透過試験システム110を通して、酸素の検出および測定センサを経て、次に排出システム118に流される。しかしながら、もしサンプル存在検出器が、サンプルの欠如を示すフィードバック信号を、制御システム116および/またはコンピュータ120に送るならば、制御システム116はフィードバック信号を再検討して、制御信号を所望の部品に伝える。もし解釈のためにフィードバック信号がコンピュータ120にも送られるならば、コンピュータのソフトウェアがフィードバック信号を再検討して、制御システム116を指示して制御信号を所望の部品に送らせる。もしサンプルが存在しないならば、ガス透過システム110からの流体を、酸素センサを通過して流れることなしに排出システム118へ迂回することを容易にするために、制御信号が調整手段114に送られ、該調整手段114を調節する。ガス透過試験システム110に圧力降下が生じた場合にも、流体が酸素センサを迂回するように、制御システム116またはコンピュータ120が調整手段114を調節する。流体が酸素センサの周囲を迂回することにより酸素センサが隔離され、酸素センサの酸素への露出が妨げられて、酸素センサの有効寿命が延びる。
【0032】
更に、新しいサンプルの測定前に、ガス透過試験システム110および調整手段114は、ガス透過試験システム110および/または試験装置100をパージするために、酸素センサの周囲の流体の迂回を容易にするように構成するのがよい。一旦、パージ操作が完了したならば、ガス透過試験システム110および調整手段114が、サンプルの測定および試験のために酸素センサを通過する流体の流れを容易にするように構成されるのがよい。
【0033】
ガス透過試験システム110は、三方弁および二方弁のような複数の調整手段を含むのがよい。複数の調整手段は、それらの協調した調節を容易にするために、一緒に駆動されるのがよい。複数の調整手段は、コンピュータ120と電気的に接続されたコントローラ116と電気的に接続される。第1の位置では、複数の調整手段は、サンプルを通り、測定のために酸素センサを通過し、次に排出システム118への流体の流れを容易にする。第2の位置では、サンプルを通り、酸素センサの周囲を通り、排出システム118への流体の迂回を容易にする。
【0034】
制御システム116により得られたフィードバック信号に関する情報並びに制御システム116によりシステム110になされたいかなる調節は、リアルタイムデータおよびデータトレンド分析のために、コンピュータ120のディスプレイデバイス上でオペレータに表示される。修正動作を必要とする事象をその場にいる人に警告するため、制御システム116またはコンピュータ120からコンピュータ120にアラーム信号が送られてもよい。例えば、システム110から流体が漏れた場合には、ガス透過試験システム110は、フィードバック信号を制御システム116に送り、アラーム信号がコンピュータ120に送られるようにする。一旦、その場にいる人に前記事象またはアラームが通知されるならば、システム110が調節され、あるいは修理のため停止される。
【0035】
本発明によるフィードバック制御は、要望されている推奨されたプロセス制御機能を生じさせる。これらの制御によって、より良いプロセス監視、プロセスに介入するために必要とされるより小さい労力、システム110内での加圧流体のより正確な制御が可能になり、プロセス誤差が妨げられ、且つ加圧流体の接触によるシステム110の部品に生じる摩耗が妨げられる。
【0036】
前述の記載から、当業者は、本発明の本質的特徴を容易に確認でき、且つ本発明の精神および範囲から逸脱することなく本発明に種々の変更および変形を行って、本発明を種々の用途および条件に適合させることができるであろう。
【技術分野】
【0001】
本発明は容器試験装置に関し、より詳しくは、容器の壁を通るガスの透過を測定するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0002】
酸化による影響を受け易い飲料の保存には、貯蔵に使用される容器内に存在する少量の酸素により飲料が酸化されるという問題がある。したがって、飲料の貯蔵に使用されることになっているプラスチック容器の酸素透過特性を確認することが最も重要である。従来技術では、酸素透過試験システムは、容器をガス透過試験システムに置く度毎にまたはガス透過試験システムから取出す度毎に、試験すべき容器を、関連したマニホールドの相手フィッティングにねじ止めしなくてはならない半田付けされた連結部を有している平らなプレートに取付けなければならない。しばしば、試験の誤差が、主としてフィッティングおよび部品の周りの微小な漏出から生じる。フィッティングの反復使用で、問題が更に増大する。
【0003】
1つの解決法は、フィッティングをより頻繁に交換し、且つ容器を平らなプレートにより慎重に取付けて、より良い連結を確保することである。しかしながら、これらの選択は、容器の試験間の時間を著しく増大させ、依然として試験誤差の可能性がある。
【0004】
また、ガス透過試験システムの現行の操作は、使用者が、容器内へのキャリアガスの流量および圧力を手動で操作することを必要とする。キャリアガスの流量および圧力の手動操作は、システム内のキャリアガスの制御を不正確にし、このため試験誤差を生じさせる。キャリアガスの流量および圧力の不正確な制御はまた、システムの部品に摩耗を生じさせ、このためその寿命を短縮する。
【0005】
当業者は、いかにして実用的な試験システムを提供するかという問題の解決を研究し続けてきている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
驚くべきことに、試験条件のより正確な制御を行う制御システムを備えた、本発明と調和し且つ適合するガス透過試験システムの自動調整システムが開発された。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一実施形態では、容器を通るガスの透過を測定するガス透過試験システム110は、少なくとも1つの測定される特性を表すフィードバック信号を発生できるようになっている、加圧流体源と流通しているガス透過試験システムと、フィードバック信号に応答してガス透過試験システムの作動を調節するための制御信号を発生するようになっている、ガス透過試験システムに接続されている制御システムとを有している。
【0008】
他の実施形態では、容器を通るガスの透過を測定するガス透過試験システム110は、流体の測定される特性の1つを表すフィードバック信号を発生できるようになっている、加圧流体源と流通している試験システムと、流体の流れを調整する手段と、フィードバック信号に応答してガス透過試験システムの作動を調節するための制御信号を発生するようになっている、ガス透過試験システムに接続されている制御システムとを有している。
【0009】
他の実施形態では、ブロー成形された容器のガス透過試験を制御する方法は、ガス透過試験システムを用意する段階と、該ガス透過試験システムに容器を固定する段階と、ガス透過試験システムおよび容器を通して流される加圧流体の特性を測定し、且つ測定された特性を表すフィードバック信号を発生させる段階と、フィードバック信号に応答してガス透過試験システムの作動を調節し、ガス透過試験システムを通して流される加圧流体に所望の変化をもたらす段階とを有している。
【0010】
本発明の更なる目的および利点は、明細書の一部をなす添付図面を参照した以下の記載および特許請求の範囲の記載から明らかになるであろう。
【0011】
本発明の他の目的および利点は、添付図面に照らして考えたとき、本発明の以下の説明を読むことによって、当業者に容易に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1a】本発明の特徴を具体化したガス透過試験システムのサンプルプレートの平面図である。
【図1b】本発明の特徴を具体化したガス透過試験システムのサンプルプレートの端面図である。
【図1c】本発明の特徴を具体化したガス透過試験システムのサンプルプレートの正面図である。
【図1d】本発明の特徴を具体化したガス透過試験システムのサンプルプレートの斜視図である。
【図2a】本発明の特徴を具体化したガス透過試験システムのマニホールドの平面図である。
【図2b】本発明の特徴を具体化したガス透過試験システムのマニホールドの端面図である。
【図2c】本発明の特徴を具体化したガス透過試験システムのマニホールドの正面図である。
【図2d】本発明の特徴を具体化したガス透過試験システムのマニホールドの斜視図である。
【図3a】本発明の特徴を具体化するガス透過試験システムのベースプレートの端面図である。
【図3b】本発明の特徴を具体化するガス透過試験システムのベースプレートの平面図である。
【図3c】本発明の特徴を具体化するガス透過試験システムのベースプレートの正面図である。
【図4】本発明の特徴を具体化するガス透過試験システムの斜視図である。
【図5】図1−図3に示した部品を組込んだ本発明によるガス透過試験システム110の概略的なブロック線図である。
【図6】図1−図3に示した部品を組込んだ本発明によるガス透過試験システム110の図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明は、他の実施形態が可能であり、且つ添付した特許請求の範囲の範囲内で様々な方法で実施し、あるいは行うことができるので、本発明は、その適用において、添付図面に図示した構造の細部および部品の配置に限定されるものではないことが理解されるべきである。また、ここで用いる表現および専門用語は、説明のためであり、限定のためではないことが理解されるべきである。
【0014】
下記の詳細な説明および添付図面は、本発明の種々の例示的実施形態を記載し且つ図示するものである。これらの記載および図面は当業者が本発明を作り、使用することを可能にするものであって、いかなる意味においても本発明の範囲を制限するものではない。ここに開示する方法に関し、提示する行程段階は本質の例示であり、したがって段階の順序は必須または厳密なものではない。
【0015】
添付図面を参照すると、本発明の特徴を具体化する透過試験用容器に使用される、プラスチック材料と制御システムの取付けおよび連結を行う、ガス透過試験システムの部品が示されている。
【0016】
ガス透過試験システムは、2つの主要部品すなわち、試験すべき容器が取付けられる可動サンプルプレートと、関連するマニホールドシステムとを有している。
【0017】
図1a、図1b、図1cおよび図1dに参照番号10でその全体が示されたサンプルプレートは、図2a、図2b、図2cおよび図2dに示された関連したマニホールド30のピンを受入れることができるようになっている。サンプルプレート10およびマニホールド30は、図3a、図3bおよび図3cに示すベースプレート50に、適当な締め付け具により適当に取付けられる。サンプルプレート10、マニホールド30およびベースプレート50は、組立てられて、図4に示すようなガス透過試験組立体100を形成する。
【0018】
サンプルプレート10は主本体12を有し、該主本体12は、試験されるべきプラスチック容器のネックまたは口部の開放端を受入れるための環状凹部14を備えている。凹部14は、環状肩部16により構成されている。環状肩部16の中心には同軸の凹部18が形成されている。凹部18の開放端は、直立環状リング20により構成されている。主本体12には、遠く離れた加圧流体源と試験されるべき容器の内部との間を連通させる導管22が形成されている。
【0019】
導管22を通して導入された加圧流体の戻り部との連通を提供する同様な導管24が、導管22から間隔を隔てて主本体12に形成されている。互いに間隔を隔てたブッシング26、28が、以下で説明するように、主本体12の内方に延び且つ協働する位置決めピンを受け入れるように形成される。
【0020】
図2a、図2b、図2cおよび図2dには、全体として参照番号30で示すマニホールドが示されており、マニホールド30は、サンプルプレートの導管22の入口と連通する導管34と、サンプルプレートの導管24と連通する導管36とを備えている主本体32を含む。互いに間隔を隔てたピン38、39を含む連結手段が設けられており、サンプルプレート10とマニホールド30とを選択的に連結する。
【0021】
サンプルプレート10およびマニホールド30の導管の入口および出口の周囲は、例えばОリングシールを受入れるための溝で囲まれるのがよい。これらのシールは、サンプルプレート10が作動位置にあるときに、流密システムを形成するのに利用される。
【0022】
サンプルプレート10とマニホールド30とを選択的に連結するいかなる適当な手段を使用することができる。マニホールド30のそれぞれのピン38、39を受入れる、サンプルプレート10の互いに間隔を隔てて内方に延びているブッシング26、28を用いることにより満足できる結果が得られることが判明している。マニホールドのモールド型ピン38、39は、サンプルプレートのモールド型ブッシング26、28と適切な整合を確保する。
【0023】
マニホールド30は、図3a、図3bおよび図3cにその全体を参照番号50で示すベースプレートに取付けることができる。ベースプレート50は、サンプルプレート10およびマニホールド30の支持体として働く。マニホールド30は、適当なねじ締め付け具を受入れるための、互いに間隔を隔てた通路すなわち孔40、42を備える。ねじ締め付け具は、適切な整合を確保するために、ベースプレート50の雌ねじ孔52、53内にそれぞれ受入れられる。互いに間隔を隔てた1対の通路あるいは孔が、導管の通路をマニホールドの導管34、36と連通させるようにベースプレート50に形成される。図示の実施形態では、ベースプレート50は1対のマニホールド30を収容できるようになっている。
【0024】
一旦整合されると、サンプルプレート10は、マニホールド30と連結される。連結は、サンプルプレート10をマニホールド30のOリングに押しつけるように締め付けられるのがよい。Oリングに対するサンプルプレート10の圧接により、導管−容器−マニホールドの液密システムが生じる。
【0025】
サンプルプレート10、マニホールド30およびベースプレート50は、アルミニウムまたは他の軽量な耐久性合金から構成されるのが好ましい。システム部品のより簡単な可搬性のために、且つ、試験中、サンプルプレートの迅速な交換を可能にするために、軽量な部品が望まれる。しかしながら、システムの部品は、システムの温度、圧力および使用条件に耐えるいかなる適当な材料から構成されてもよい。
【0026】
容器の試験は、典型的には、次の段階を含む。最初に、試験されるべき容器の開口側を凹部14内に配置し、エポキシ樹脂または他の適当な接着材料でサンプルプレート10に固定する。次に、サンプルプレート10を、ベースプレート50に既に取付けられているマニホールド30に選択的に連結する。サンプルプレート10を、マニホールド30の導管内に受入れられたОリングにしっかりと圧接させ、システムを閉鎖する。圧接は、例えばクランプなどの任意の手段により、サンプルプレート10とマニホールド30との間の連結を締付けることによって生ずる。
【0027】
システムが閉鎖された後は、加圧流体を、マニホールドの導管34およびサンプルプレートの導管22を通して、試験されている容器内に流入させる。加圧流体が純粋な窒素であると、好ましい結果が得られることが判明している。加圧流体が容器内に導入されると、加圧流体は、サンプルプレートの導管24およびマニホールドの導管36を通って容器から流出する。試験中に容器を透過したいかなるガスもまた、サンプルプレートの導管24およびマニホールドの導管36を通って、容器から試験センサに流出する。
【0028】
容器の透過特性を試験するための上述したシステムは、例えばフィルムの透過特性を試験するために使用することもできる。フィルムは開口端付き容器に配置されて密封され、さもなければ容器に連結されるので、フィルムの周りの流体の容器中への流れが妨げられる。加圧流体は、容器の中に導入され、フィルムの内側に曝される。フィルムの外側は、大気にあるいは制御された環境に曝される。フィルムを透過するガスが、加圧流体によって収集され、フィルムの透過特性を決定するために試験される。
【0029】
図5および図6にはガス透過試験システム110が示されており、該システム110は、図1−図4に示し且つここに記載した、少なくとも1つの酸素センサおよび少なくとも1つのサンプル存在検知器を備えた複数のガス透過試験装置100を有している。ガス透過試験システム110と電気的に通信する制御システム116は、少なくとも、ガス透過試験システム110に配置された容器への加圧流体の流れ、システム110内の加圧流体の存在、システム110内の加圧流体の圧力、加圧流体の温度、およびシステム110からの流体の漏れの存在を検出し、または測定するようになっている。制御システム116は更に、測定した特性の少なくとも1つに基づいて、フィードバック信号を発生するようになっている。システム110内の流体の予期しない圧力損失は、システム110内の漏れ、または流体源からの流体の欠乏を示す。電気的接続は、図5において破線で示されている。制御システム116は更に、データを受け且つ解釈するようになっているデータプロセッサと通信する。図5および図6に示すように、データプロセッサは、ガス透過試験システム110からのフィードバック信号を受け且つ解釈するようになっているソフトウェアを有するコンピュータ120である。
【0030】
ガス透過試験システム110は、加圧流体源112から下流に据え付けられている。加圧流体源112内に貯蔵された加圧流体の流れを調整する手段114は、システム110の酸素センサと加圧流体源112との間に配置されている。調整手段114は、加圧流体源112、ガス透過試験システム110および排出システム118と流通している三方弁である。調整手段114は、例えばソレノイド弁のようないかなる弁、またはガス圧力調整器であってもよい。ガス透過試験システム110には、所望に応じて、圧力センサを含んでもよい。また、システム110は、所望に応じて、いかなる数の調整手段114を含んでもよい。
【0031】
ガス透過試験システム110は、該システム110を通って流される流体の測定された特性あるいは監視された特性および/またはサンプルの存在を示すフィードバック信号を発生するようになっている。フィードバック信号は制御システム116により受けられ、該制御システム116は、システム110の調節およびフィードバック制御を容易にするため、所望に応じて、流れ調整器114、加圧流体源112、ガス透過試験システム110および/または該システム110のいかなる他の部品に送られる制御信号を生じる。システムの変更は、例えば流体の流量、圧力および温度の変化等の、システム110を通って流れる加圧流体の特性の変更が含まれる。システムの変更にはまた、システムの特定部品への流体の流れを妨げるための、調整手段114の調節も含まれる。例えば、流体源112からの流体は、ガス透過試験システム110を通して、酸素の検出および測定センサを経て、次に排出システム118に流される。しかしながら、もしサンプル存在検出器が、サンプルの欠如を示すフィードバック信号を、制御システム116および/またはコンピュータ120に送るならば、制御システム116はフィードバック信号を再検討して、制御信号を所望の部品に伝える。もし解釈のためにフィードバック信号がコンピュータ120にも送られるならば、コンピュータのソフトウェアがフィードバック信号を再検討して、制御システム116を指示して制御信号を所望の部品に送らせる。もしサンプルが存在しないならば、ガス透過システム110からの流体を、酸素センサを通過して流れることなしに排出システム118へ迂回することを容易にするために、制御信号が調整手段114に送られ、該調整手段114を調節する。ガス透過試験システム110に圧力降下が生じた場合にも、流体が酸素センサを迂回するように、制御システム116またはコンピュータ120が調整手段114を調節する。流体が酸素センサの周囲を迂回することにより酸素センサが隔離され、酸素センサの酸素への露出が妨げられて、酸素センサの有効寿命が延びる。
【0032】
更に、新しいサンプルの測定前に、ガス透過試験システム110および調整手段114は、ガス透過試験システム110および/または試験装置100をパージするために、酸素センサの周囲の流体の迂回を容易にするように構成するのがよい。一旦、パージ操作が完了したならば、ガス透過試験システム110および調整手段114が、サンプルの測定および試験のために酸素センサを通過する流体の流れを容易にするように構成されるのがよい。
【0033】
ガス透過試験システム110は、三方弁および二方弁のような複数の調整手段を含むのがよい。複数の調整手段は、それらの協調した調節を容易にするために、一緒に駆動されるのがよい。複数の調整手段は、コンピュータ120と電気的に接続されたコントローラ116と電気的に接続される。第1の位置では、複数の調整手段は、サンプルを通り、測定のために酸素センサを通過し、次に排出システム118への流体の流れを容易にする。第2の位置では、サンプルを通り、酸素センサの周囲を通り、排出システム118への流体の迂回を容易にする。
【0034】
制御システム116により得られたフィードバック信号に関する情報並びに制御システム116によりシステム110になされたいかなる調節は、リアルタイムデータおよびデータトレンド分析のために、コンピュータ120のディスプレイデバイス上でオペレータに表示される。修正動作を必要とする事象をその場にいる人に警告するため、制御システム116またはコンピュータ120からコンピュータ120にアラーム信号が送られてもよい。例えば、システム110から流体が漏れた場合には、ガス透過試験システム110は、フィードバック信号を制御システム116に送り、アラーム信号がコンピュータ120に送られるようにする。一旦、その場にいる人に前記事象またはアラームが通知されるならば、システム110が調節され、あるいは修理のため停止される。
【0035】
本発明によるフィードバック制御は、要望されている推奨されたプロセス制御機能を生じさせる。これらの制御によって、より良いプロセス監視、プロセスに介入するために必要とされるより小さい労力、システム110内での加圧流体のより正確な制御が可能になり、プロセス誤差が妨げられ、且つ加圧流体の接触によるシステム110の部品に生じる摩耗が妨げられる。
【0036】
前述の記載から、当業者は、本発明の本質的特徴を容易に確認でき、且つ本発明の精神および範囲から逸脱することなく本発明に種々の変更および変形を行って、本発明を種々の用途および条件に適合させることができるであろう。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
容器を通るガスの透過を測定するガス透過試験システムであって、
少なくとも1つの測定される特性を表すフィードバック信号を発生するようになっている、加圧流体源と流通しているガス透過試験システムと、
前記フィードバック信号に応答して前記ガス透過試験システムの作動を調節する制御信号を発生するようになっている、前記ガス透過試験システムと接続されている制御システムと、を有している、
ことを特徴とするガス透過試験システム。
【請求項2】
前記測定される特性は、容器を通るガス透過量、流体の流量、流体圧力、流体温度およびサンプルの存在の少なくとも1つである、請求項1に記載のガス透過試験システム。
【請求項3】
前記制御システムに接続されている、流体の流れを調整する手段を更に含む、請求項1に記載のガス透過試験システム。
【請求項4】
前記制御システムは、選択的に、流体が前記ガス透過試験システムを迂回するようにさせる、請求項1に記載のガス透過試験システム。
【請求項5】
前記制御システムは、前記加圧流体源と流通している、請求項3に記載のガス透過試験システム。
【請求項6】
前記ガス透過試験システムは、前記ガス透過試験システムからの流体の漏れを検出するようになっている、請求項1に記載のガス透過試験システム。
【請求項7】
前記制御システムと接続されている酸素センサを更に含む、請求項1に記載のガス透過試験システム。
【請求項8】
前記制御システムと流通している複数のガス透過試験システムを更に含む、請求項1に記載のガス透過試験システム。
【請求項9】
前記制御システムと通信しているデータプロセッサを更に含む、請求項1に記載のガス透過試験システム。
【請求項10】
前記データプロセッサは、前記制御システムからのデータを受け且つ解釈するようになっているソフトウェアを含む、請求項9に記載のガス透過試験システム。
【請求項11】
前記データプロセッサは、測定された特性および前記制御システムにより行われた調節の少なくとも1つに関する情報を表示するようになっているディスプレイデバイスを含む、請求項9に記載のガス透過試験システム。
【請求項12】
前記制御システムおよび前記データプロセッサのうちの一方は、アラーム信号を発生するようになっている、請求項9に記載のガス透過試験システム。
【請求項13】
前記ディスプレイデバイスは、アラーム信号に応答してアラームを発生するようになっている、請求項12に記載のガス透過試験システム。
【請求項14】
容器を通るガスの透過を測定するガス透過試験システムであって、
流体の測定される特性の1つを表すフィードバック信号を発生するようになっている、加圧流体源と流通している試験システムと、
流体の流れを調整する手段と、
フィードバック信号に応答して前記ガス透過試験システムの作動を調節する制御信号を発生するようになっている、前記ガス透過試験システムと接続されている制御システムと、を有している、
ことを特徴とするガス透過試験システム。
【請求項15】
前記測定される特性は、容器を通るガス透過量、流体の流量、流体温度およびサンプルの存在の少なくとも1つである、請求項12に記載のガス透過試験システム。
【請求項16】
前記ガス透過試験システムは、前記ガス透過試験システムからの流体の漏れを検出するようになっている、請求項14に記載のガス透過試験システム。
【請求項17】
物体を通るガス透過試験を制御する方法であって、
ガス透過試験システムを準備する段階と、
前記ガス透過試験システムに容器を固定する段階と、
前記ガス透過試験システムおよび容器を通して流される加圧流体の特性を測定し且つ測定された特性を表すフィードバック信号を発生させる段階と、
フィードバック信号に応答して前記ガス透過試験システムの作動を調節し、前記ガス透過試験システムを通して流される加圧流体に所望の変化を及ぼす段階と、を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項18】
前記フィードバック信号に応答して前記ガス透過試験システムの作動を調節する制御信号を発生するようになっている制御システムを準備する段階を更に含む、請求項17に記載の方法。
【請求項19】
前記制御システムは、選択的に、流体が前記ガス透過試験システムを迂回するようにさせる、請求項18に記載の方法。
【請求項20】
前記物体は、容器およびフィルムのうちの1つである、請求項17に記載の方法。
【請求項1】
容器を通るガスの透過を測定するガス透過試験システムであって、
少なくとも1つの測定される特性を表すフィードバック信号を発生するようになっている、加圧流体源と流通しているガス透過試験システムと、
前記フィードバック信号に応答して前記ガス透過試験システムの作動を調節する制御信号を発生するようになっている、前記ガス透過試験システムと接続されている制御システムと、を有している、
ことを特徴とするガス透過試験システム。
【請求項2】
前記測定される特性は、容器を通るガス透過量、流体の流量、流体圧力、流体温度およびサンプルの存在の少なくとも1つである、請求項1に記載のガス透過試験システム。
【請求項3】
前記制御システムに接続されている、流体の流れを調整する手段を更に含む、請求項1に記載のガス透過試験システム。
【請求項4】
前記制御システムは、選択的に、流体が前記ガス透過試験システムを迂回するようにさせる、請求項1に記載のガス透過試験システム。
【請求項5】
前記制御システムは、前記加圧流体源と流通している、請求項3に記載のガス透過試験システム。
【請求項6】
前記ガス透過試験システムは、前記ガス透過試験システムからの流体の漏れを検出するようになっている、請求項1に記載のガス透過試験システム。
【請求項7】
前記制御システムと接続されている酸素センサを更に含む、請求項1に記載のガス透過試験システム。
【請求項8】
前記制御システムと流通している複数のガス透過試験システムを更に含む、請求項1に記載のガス透過試験システム。
【請求項9】
前記制御システムと通信しているデータプロセッサを更に含む、請求項1に記載のガス透過試験システム。
【請求項10】
前記データプロセッサは、前記制御システムからのデータを受け且つ解釈するようになっているソフトウェアを含む、請求項9に記載のガス透過試験システム。
【請求項11】
前記データプロセッサは、測定された特性および前記制御システムにより行われた調節の少なくとも1つに関する情報を表示するようになっているディスプレイデバイスを含む、請求項9に記載のガス透過試験システム。
【請求項12】
前記制御システムおよび前記データプロセッサのうちの一方は、アラーム信号を発生するようになっている、請求項9に記載のガス透過試験システム。
【請求項13】
前記ディスプレイデバイスは、アラーム信号に応答してアラームを発生するようになっている、請求項12に記載のガス透過試験システム。
【請求項14】
容器を通るガスの透過を測定するガス透過試験システムであって、
流体の測定される特性の1つを表すフィードバック信号を発生するようになっている、加圧流体源と流通している試験システムと、
流体の流れを調整する手段と、
フィードバック信号に応答して前記ガス透過試験システムの作動を調節する制御信号を発生するようになっている、前記ガス透過試験システムと接続されている制御システムと、を有している、
ことを特徴とするガス透過試験システム。
【請求項15】
前記測定される特性は、容器を通るガス透過量、流体の流量、流体温度およびサンプルの存在の少なくとも1つである、請求項12に記載のガス透過試験システム。
【請求項16】
前記ガス透過試験システムは、前記ガス透過試験システムからの流体の漏れを検出するようになっている、請求項14に記載のガス透過試験システム。
【請求項17】
物体を通るガス透過試験を制御する方法であって、
ガス透過試験システムを準備する段階と、
前記ガス透過試験システムに容器を固定する段階と、
前記ガス透過試験システムおよび容器を通して流される加圧流体の特性を測定し且つ測定された特性を表すフィードバック信号を発生させる段階と、
フィードバック信号に応答して前記ガス透過試験システムの作動を調節し、前記ガス透過試験システムを通して流される加圧流体に所望の変化を及ぼす段階と、を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項18】
前記フィードバック信号に応答して前記ガス透過試験システムの作動を調節する制御信号を発生するようになっている制御システムを準備する段階を更に含む、請求項17に記載の方法。
【請求項19】
前記制御システムは、選択的に、流体が前記ガス透過試験システムを迂回するようにさせる、請求項18に記載の方法。
【請求項20】
前記物体は、容器およびフィルムのうちの1つである、請求項17に記載の方法。
【図1a】
【図1b】
【図1c】
【図1d】
【図2a】
【図2b】
【図2c】
【図2d】
【図3a】
【図3b】
【図3c】
【図4】
【図5】
【図6】
【図1b】
【図1c】
【図1d】
【図2a】
【図2b】
【図2c】
【図2d】
【図3a】
【図3b】
【図3c】
【図4】
【図5】
【図6】
【公表番号】特表2010−533873(P2010−533873A)
【公表日】平成22年10月28日(2010.10.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−517179(P2010−517179)
【出願日】平成20年7月18日(2008.7.18)
【国際出願番号】PCT/US2008/070443
【国際公開番号】WO2009/012437
【国際公開日】平成21年1月22日(2009.1.22)
【出願人】(502319534)プラスティック テクノロジーズ インコーポレイテッド (10)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成22年10月28日(2010.10.28)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年7月18日(2008.7.18)
【国際出願番号】PCT/US2008/070443
【国際公開番号】WO2009/012437
【国際公開日】平成21年1月22日(2009.1.22)
【出願人】(502319534)プラスティック テクノロジーズ インコーポレイテッド (10)
【Fターム(参考)】
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