一种测量容器内气体特性的系统及方法与流程

本发明涉及通过光学测量来确定封闭容器中的气体特性。所述特性可以与容器内部的压力和/或气体成分有关。本发明具体涉及一种用于确定封闭容器位于光传感器的光束路径中的触发方法，所述光传感器用于测量气体特性。

背景技术：

1、对封闭容器中的气体进行光学测量时，使用正确的数据来评估特性以实现高灵敏度和准确性非常重要。

2、对于实时测量(例如在输送带上)，为了获得正确的数据，需要开始记录数据的起点以及停止记录数据的起点，所述数据用于确定气体特性。

3、通常使用单独的触发装置来确定何时开始和停止记录，所述触发装置用于检测待测量容器的位置。当所述触发装置在测量位置处检测到容器时，所述触发装置触发用于对容器进行光学测量的测量装置。

4、wo2016/051341中已经公开了一种获得强度分布的起点和终点的方法，所述强度分布用于容器上的测量。在这件专利中，使用单独的触发装置，定位传感器用于确定容器的位置并触发激光测量。在这件专利中，首先基于定位传感器(单独的触发装置)和容器的速度来确定记录光谱的时间段。然后在瓶子通过激光束的时间段内记录强度分布，所述激光束用于获得强度分布。记录所述强度分布后，由于进入和离开检测区域的容器壁的透射率低，确定强度分布中的最小值，并且确定强度分布中在最小值之间的子窗口以计算容器内的气体压力。

5、该方法有一些缺点，例如该方法是否要求在找到最小值之前记录整个强度分布。此外，该方法依赖于用于容器定位的附加传感器。

6、因此，用于触发对于容器中气体的光学测量的改进系统和方法将是有利的。优选地，使系统对于实时测量更有利，例如将系统制造得更小、更快并且适用于各种尺寸的容器。

技术实现思路

1、因此，本发明的实施例优选地基于所附非破坏性检测封闭容器中气体特性的发明权利要求，提供一种系统或方法来减轻、缓解或消除本领域中如上提到的单独一个或多个缺陷、缺点或问题或其任意组合。

2、本发明的第一方面涉及一种执行实时测量(measurement in-line)以确定封闭容器中至少一种气体的至少一种特性的方法，所述封闭容器包括具有直径的受检测区域。所述方法包括在光源和检测器之间发射光束，其中所述光束传输通过一检测区域。所述光束具有可随气体的吸收波长调节的波长。

3、所述方法还可以包括从检测器获得与传输通过所述检测区域的所述光束相关的传输信号。

4、此外，所述方法还可以包括以一定速度朝检测区域移动所述封闭容器。

5、而且，所述方法可以包括基于对所述传输信号的分析来确定所述封闭容器进入所述检测区域的时间。

6、所述方法还可以包括在所述封闭容器移动通过所述检测区域时，基于与传输通过封闭容器的所述受检测区域的所述光束相关的所述传输信号来评估至少一种气体的至少一种特性。

7、在一些实施例中，所述方法可以包括连续获得传输信号。

8、在一些实施例中，所述方法可以包括使用所述光束来确定所述封闭容器进入所述检测区域的时间以及评估所述封闭容器中所述气体的至少一种特性。

9、这意味着同一传感器既用于确定所述封闭容器何时进入所述检测区域又用于评估所述封闭容器中所述气体的至少一种特性。

10、在一些实施例中，所述方法中所述气体的至少一种特性包括所述封闭容器中的气体压力和/或所述封闭容器中的气体浓度中的至少一种。

11、在一些实施例中，所述方法可以包括使用所述传输信号确定随着所述封闭容器进入和/或离开所述检测区域而导致的所述传输信号的强度的上升(增加)和/或下降(减少)。

12、在一些实施例中，所述方法可以包括使用所述强度的导数来确定所述传输信号的所述强度的上升和/或下降。

13、在一些实施例中，所述方法中所述光束是脉冲，并且每个脉冲具有幅度，其中脉冲的幅度用于确定所述传输信号的所述强度的上升和/或下降。

14、在一些实施例中，所述方法中所述检测器是psd，其中所述传输信号用于确定所述光束的偏转以检测所述封闭容器进入和/或离开所述检测区域的时间。

15、在一些实施例中，所述方法可以包括使用所述偏转确定随着所述封闭容器进入和/或离开所述检测区域而导致的所述传输信号的强度的上升(增加)和/或下降(减少)。

16、在一些实施例中，所述方法可以包括使用速度与传输信号一起确定时间段的起点和/或终点，以获得数据，所述数据用于评估所述封闭容器内所述气体的至少一种特性。

17、在一些实施例中，所述方法可以包括在基于所述传输信号确定所述封闭容器已进入所述检测区域之后，基于所述速度在一时间段内设置时间段的起点和/或终点。

18、在一些实施例中，所述方法可以包括使用封闭容器的受检测区域的直径来确定所述时间段的终点，所述时间段用于获取数据，所述数据用于评估所述封闭容器中所述气体的特性。

19、在一些实施例中，所述方法可以包括使用在两次下降和/或上升之间测量的时间来评估所述速度和/或所述封闭容器的所述受检测区域的所述直径，其中所述下降和/或上升基于所述传输信号的所述强度确定。

20、在一些例子中。所述方法中所述封闭容器的所述受检测区域是顶部空间的一部分。

21、在一些实施例中，所述方法可以包括当所述封闭容器不在所述检测区域中时，使用所述传输信号确定所述检测区域中气体的背景浓度。

22、在一些实施例中，所述方法可以包括当评估所述封闭容器中气体的特性时，使用所述气体的背景浓度以减少误差。

23、本发明的另一方面涉及一种执行实时测量以确定封闭容器中气体的至少一种特性的系统，所述封闭容器包括具有直径的受检测区域。所述系统可以包括光学传感器，所述光学传感器用于在所述光学传感器的光源和检测器之间发射光束，其中所述光束传输通过检测区域。所述光束具有可随着所述封闭容器中气体的吸收波长调节的波长。

24、所述传感器用于获得与所述光束相关的传输信号。

25、所述系统还可以包括用于使所述封闭容器以一速度朝所述检测区域移动的装置。

26、所述系统还可以包括控制单元，所述控制单元用于基于所述传输信号确定所述封闭容器何时进入所述检测区域。所述控制单元还用于在所述封闭容器前进通过所述检测区域时，基于所述传输信号来评估至少一种气体的至少一种特性，所述传输信号与传输通过所述封闭容器的所述检测区域的光束相关。

27、所述系统还可以包括控制单元，所述控制单元用于基于检测到的传输光信号来确定所述容器的完整性。

技术特征：

1.一种执行实时测量以确定封闭容器中气体至少一种特性的方法，其特征在于，所述封闭容器包括具有直径的受检测区域，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，连续获得所述传输信号。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过所述光束确定所述封闭容器进入所述检测区域的时间以及评估所述封闭容器中至少一种所述气体的至少一种所述特性。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述气体的至少一种所述特性包括所述封闭容器中所述气体的压力和/或所述封闭容器中所述气体的浓度中的至少一种。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，通过所述传输信号确定随着所述封闭容器进入和/或离开所述检测区域而导致的所述传输信号的强度的上升和/或下降。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过所述强度的导数来确定所述传输信号的所述强度的上升和/或下降。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述光束是脉冲，并且每个脉冲具有幅度，其中所述脉冲的所述幅度用于确定所述传输信号的所述强度的上升和/或下降。

8.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述检测器是psd，其中所述传输信号用于确定所述光束的偏转以检测所述封闭容器进入和/或离开所述检测区域的时间。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过所述偏转确定随着所述封闭容器进入和/或离开所述检测区域而导致的所述传输信号的强度的上升和/或下降。

10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，通过所述速度与所述传输信号一起确定起点和/或终点，以评估至少一种所述特性。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在基于所述传输信号确定所述封闭容器已进入所述检测区域之后，基于所述速度在一时间段上设置所述起点和/或终点。

12.根据权利要求10-11任一项所述的方法，其特征在于，通过所述封闭容器的所述受检测区域的所述直径，确定所述终点。

13.根据权利要求4-12任一项所述的方法，其特征在于，通过在两次下降和/或上升之间测量的时间，评估所述速度和/或所述封闭容器的所述受检测区域的所述直径，所述下降和/或上升基于所述传输信号的所述强度确定。

14.根据权利要求1-13任一项所述的方法，其特征在于，所述封闭容器的所述受检测区域是顶部空间的一部分。

15.根据权利要求1-14任一项所述的方法，其特征在于，当所述封闭容器不在所述检测区域中时，通过所述传输信号确定所述检测区域中所述气体的背景浓度。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，当评估所述封闭容器中所述气体的所述特性时，通过所述气体的所述背景浓度移除误差。

17.一种执行实时测量以确定封闭容器中气体的至少一种特性的系统，其特征在于，所述封闭容器包括具有直径的受检测区域，所述系统包括：

18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述系统用于实现如权利要求2-16任一项所述方法的步骤。

技术总结一种执行实时测量以确定封闭容器中气体至少一种特性的方法与系统，使用强度分布确定所述封闭容器与光学传感器的相对位置。技术研发人员：约翰逊·阿克塞尔松,马尔塔·莱万德徐,瑞卡德·瓦兰德,罗兰·科赫,马林·荣松,米卡埃尔·塞巴斯塔,帕特里克·伦丁,安德斯·朗贝格受保护的技术使用者：加斯珀洛克斯公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25