用于校准至少一个处理元件的方法与流程

本发明涉及用于校准至少一个处理元件的方法，特别是用于校准处理站中至少一个温度传感器，还涉及用于校准至少一个处理元件的对应设备，特别是用于校准处理站中至少一个温度传感器，以及根据权利要求1和12的前序部分的用于加热塑料预成型件的装置。

背景技术：

本文中描述的方法包括首先提供测量预成型件的第一步骤，然后，在用于处理塑料预成型件的处理站对其进行处理之前或之后，通过至少一个测量元件测量所述测量预成型件的至少一个第一测量值。

这可能意味着，在测量之后，对测量值进行特别的数学处理，以便能够对所述测量值作进一步的详细分析。

测量值可以是压力值、温度值、应力值、时刻值、方位值、持续时间、流量值、格式值、速度值、辐射值(例如微波辐射)，特别是辐射强度值、和/或细菌数。换句话说，至少一个测量元件可用于测量压力值、温度值、应力值、时刻值、方位值、持续时间、气体或液体量(例如体积值)、速度、辐射强度或场强度、和/或细菌数。特别地，测量元件可以包括多个测量传感器，其中每个测量传感器可以确定或测量上述值中的一个或多个。特别地，测量元件可以包括多个相同类型的测量传感器。

格式值，尤其代表某些几何值或化学值，其涉及一个或多个所要生产的瓶子或预成型件的几何参数或材料成分，并且这些几何或化学值又可以分配给吹风机、过滤机和/或标签设备中的特定格式部件，特别是处理单元。

至少一个测量值可以特别地对应于吹风机、过滤机(过滤器)和/或标签设备中的容器(预成型件和/或瓶子)的物理处理参数。

因此，例如测量元件可以包括用于温度测量的光学和/或电学温度传感器，其通过与测量预成型件接触或者也可以不接触的方式，来测量由测量预成型件发射的相应电磁辐射，特别是热辐射。此外，测量元件可以包括处理和存储单元，所述处理和存储单元可以存储和处理被测量的温度值。

但是，上述公开内容不能实现这样的目的，即在一个设备中包括多个相同类型的并列的独立处理站，所述处理站必须相互校准，以便提供统一的输出。

各个处理站，即各个加工处理站，例如微波炉，通常形成一个通常可以自动进行处理的封闭系统。

例如，如果将这些处理站中的几个组合到一个设备中，比如组合到循环输送机中，各个处理站的温度传感器必须彼此同步，以避免随后反映在输出质量上的处理站之间的偏移。在这种情况下，术语“偏移”描述的是标准工作值或标准工作范围内的任何偏差，所述偏差与参数相关并由参数限定。

温度传感器，尤其是非接触式温度传感器，比如高温计，对处理过程及环境的变化非常敏感。元件公差、背景辐射、传感器外壳的温度变化、不同的发光值、老化影响以及其他许多影响因素，都会影响温度传感器的测量精度。

在多个处理站的情况下，这些因素可能具有不同的影响力，这将导致各个处理站较大或较小的测量不准确性。

由此，现有技术不能根据预选择的标准曲线，提供适应于设备中多个独立处理站的设施，例如用于处理塑料预成型件的设施，从而减小这种常规选择的标准曲线的各个偏差。

因此，在此基础上，本发明的目的是解决上述问题，并且指出了一种特别简单的、经济的、操作可靠的方法，通过该方法可以特别简单地进行校准，即将处理元件调整为标准曲线。特别地，标准曲线可以是标准温度曲线。

技术实现要素：

现在，权利要求1的主题实现了该目的，因此，本发明采用其中的构思，使用至少一个确定了测量点与参照点的偏差的校准装置，通过适配处理站的处理参数，至少部分地减少这个偏差。处理参数还包含在处理过程中，任何用于调节和/或控制处理站的控制值和/或调节值。

通过将上文所述使测量值适配于标准测量值，本文所述的校准装置可以特别有利于防止处理站的各个处理参数，以不期望的方式偏离预定义的标准值。

根据本文所述的用于校准处理塑料预成型件的处理站中至少一个处理元件，特别是至少一个温度传感器，的方法，的至少一个实施例，其包括首先提供测量预成型件的第一步骤。其中，在预成型件的处理站对其进行处理之前或之后，通过至少一个测量元件测量所述测量预成型件的至少一个第一测量值；并且利用这个至少一个测量值，特别的数学测量点被测量元件所记录；并且其中，至少一个校准装置确定测量点与参照点的偏差；以及通过适配处理站的处理参数，至少部分地减少所述偏差。

根据至少一个实施例，在处理站进行处理之前或之后，所述测量元件或其他测量元件测量所述测量预成型件的第二测量值，并且测量元件至少利用这两个测量值来记录数学测量曲线，特别的数学测量线；其中，至少所述校准装置确定测量曲线与数学参照曲线的偏差；并且通过适配处理站的处理参数，至少部分地减少所述偏差。

由此，第一测量值和第二测量值可以由一个和同一测量元件所测量。或者，第一测量值和第二测量值可以由两个或更多的不同的测量元件所测量。所述测量元件也可以沿处理站、在处理站的内部或在处理站的外部，进行不同地设置。

例如，如果在处理站内部的处理过程中加热测量预成型件，第二测量值是对应于被加热的测量预成型件的温度值，其中第一测量值由此对应于所述测量预成型件仍处于室温(冷)时的温度值。

此外，根据权利要求所述的方法，利用至少这两个测量值，数学测量曲线，特别的数学测量线，可以被测量元件或其他测量元件所记录。换句话说，测量元件的处理单元因此可以基于这两个测量值或多个测量值，例如利用数学迭代算法，来建立沿着和/或通过这两个测量值的曲线。

术语“数学测量曲线”特别地表示二维曲线，优选恒定曲线，其通过至少一个测量元件和/或校准装置，至少利用两个测量值，比如数字计算法，来产生。换句话说，也可以通过至少两个测量值来绘制测量曲线。

然而，现有技术中已知的是，在加热之前、加热过程中或加热之后，利用测量元件来测量塑料预成型件温度的方法。例如参见ep2210731a2，其中在微波照射之前和/或过程中和/或之后测量预成型件的温度。例如在本公开中，通过高温计来测量温度。

总之，因此，被测量的温度曲线可以适配(温度)参照曲线，例如下述例子(参见图5a和5b)：

为了产生温度曲线，因此优选地，至少两个测量值被测量，例如，通过数学算法测量，以使得测量元件和/或校准装置可以通过这两个测量值产生测量线，然后将其与参照线((温度)参照曲线)进行比较。

在多于两个测量值的情况下，可以确定非线性温度曲线并校正测量行为中的非线性。然而，本发明的关键要素是，相同的温度参照曲线总是被用于所有处理站的整调。因此，所要求保护的方法可以不受各个处理站的各个温度曲线之间直接或间接比较的限制。因此，唯一的参照线是温度参照曲线。

替代地或此外，除温度值外，该模式由此显然也可以应用于任何测量值。

根据该方法的至少一个实施例，至少在两个处理站处测量至少一个第一测量值和/或至少一个第二测量值，其中，通过校准装置，测量曲线被适配于参照曲线。

可以想到，参照曲线为此已经被存储在测量元件中，因此，为了校准，只有两个测量值需要由测量元件测量。

为此，例如，在对测量预成型件加热之前，可以在处理站内，测量第一测量值，因此该第一测量温度值反映了处于冷态的测量预成型件的温度。

在各个处理站的处理过程中或之后，现在可以在处理站内加热该测量预成型件，从而可以记录第二测量温度值。在测量第二温度值过程中或之后，测量预成型件原则上具有比测量前更高的温度。

利用测量温度值之间的相应差异，偏移以及例如数学温度曲线的梯度，可以由测量元件所测量和计算。

在计算数学温度曲线后，通过测量元件和/或校准装置将其与，例如已存储在测量元件和/或校准装置中的参照温度曲线，进行比较。

校准装置是能够调整处理站的各个处理参数的装置，从而，测量温度曲线与数学标准温度曲线的偏差，即偏移，至少处在由生产公差所限制的标准偏差范围内。

另外，可以想到，为了后续进行适配，测量预成型件再次被输送给各个处理站，并且在那里，第二测量值作为时间上连续控制测量过程中的一部分，而被测量，由此可以确定使用校准装置进行的偏移最小化是否已经成功。如果没有成功，校准装置可以作进一步调整。这可以，例如作为校正回路的一部分，而被执行，以使得校准装置通过反复重试，逐渐地趋向于参照范围，特别是参照曲线。

为了后续进行适配，测量预成型件是否返回到位于处理站之间的测量装置；和/或测量预成型件是否用于所有处理站，或者是否针对每个处理站专门使用各自的测量预成型件；以及集成生产流程的中心测量元件是否被安装在处理站之前或之后，还是被安装在校准单元外部；这些都取决于处理站的相应结构，也因此被明确请求保护。

根据至少一个实施例，至少一个测量元件被配置为中心测量装置的形式，该中心测量装置布置在处理站外部。其中，测量元件测量第一测量值和/或第二测量值。如上所述，测量元件由此可以，例如容纳在校准单元内，因此不会随着处理站移动。由此，所述类型的测量元件反映了测量装置的静态结构。

根据至少一个实施例，至少一个测量元件被离心地安装在处理站内，其中，尤其是与处理站一起移动。并且，测量元件测量第一测量值和/或第二测量值。

这构成了附加或替代实施例，其中，测量元件不是被罩在例如校准单元内，而是安装在处理站内。换句话说，在处理过程之中或之后，第二测量值被测量，例如被不断地测量。

根据至少一个实施例，至少一个测量元件记录参照曲线。其中，在处理站内，进行处理之前或之后，测量元件测量所述测量预成型件的至少一个第一参照值。以及在处理站内，进行处理过程中或之后，其他测量元件测量所述测量预成型件的第二参照点。其中，测量元件至少利用这两个参照值来产生参照曲线，特别是数学参照线。

换句话说，由此在进行校准过程之前、之中和/或之后，参照曲线和测量曲线本身分别被再次设置和测量。

在本文中，“数学测量曲线”是特别的二维曲线，优选恒定曲线，其通过至少一个测量元件和/或校准装置，至少使用两个测量标准值，比如通过数字计算法，而产生。换句话说，测量曲线可以穿过至少两个测量值。

由此，在一个实施例中，参照曲线本身不是被永久地存储在，例如测量元件和/或校准装置中。但是在每个校准处理之前，标准温度曲线被测量、存储，然后分别进行技术处理，优选地，特别的标准温度曲线被适配于校准处理。

因此，在一些变型中，可以想到在处理站外部测量两个标准测量值。为此，合适的测量元件，诸如温度传感器，可以被安置在处理站的外部，特别是非接触式地被安置在处理站的外部，但是可与测量预成型件接触。

现在，布置在每个处理站之外的测量元件，首先在对应的测量预成型件上记录第一标准测量值(冷)。因此，在该测量过程中，所述测量预成型件例如处于室温。

然后，所述测量预成型件被连续地输送给每个处理站，其中测量值，即第一测量值，也被记录在此。

然后，将测量预成型件加热到预定温度和由测量元件所测量的值(第二标准测量值(暖))，所述测量元件布置在该处理站外部；或者加热到由与该测量元件不同的另一测量元件所测量的值(第二标准测量值(暖))。

然后，将加热的测量预成型件随后放置在至少一个，优选的全部处理元件中，然后在其中测量第二测量值(暖)。

换句话说，在这样的测量顺序中，首先仅测量第一值(标准测量值和测量值)，随后仅测量第二值(暖)。

根据各温度值的不同，在每个处理站确定偏移量，例如所得数学测量曲线的梯度，并通过校准装置将其与参照曲线进行比较。

根据至少一个实施例，在处理测量预成型件之前，首先仅测量第一测量值，并且随后通过测量元件仅测量第二测量值。由此，整个校准过程首先被分为第一部分和第二部分，在第一部分中仅测量第一测量值和第一参照值，并且在第二部分中仅测量第二测量值和第二标准测量值。

根据至少一个实施例，测量预成型件是预成型假体或预成型件，其被设置用来扩展至容器内。

所述预成型件在这里是具有预成型形式的元件。预成型假体可能也具有和预成型件相同的尺寸。

特别地，预成型假体可以包含与预成型件相同的材料。预成型假体也可对应于预成型件。特别地，预成型假体可以大致呈圆形。因此，如果测量预成型件是预成型假体，那么预成型假体可用作测试体，从而原则上预成型假体也可能与预成型件不同，因为预成型件假体(测试体)不适合于扩展至容器内。这可以反映在其他方面，预成型假体仅部分地具有，适用于扩展的预成型件的几何特性和材料技术特性。然而，优选地，预成型假体和预成型件是将热辐射发射回和/或反射，特别地在电磁辐射的红外光谱范围内的热辐射，到至少一个测量元件上的主体，从而测量元件或其他测量元件可以特别简单地测量热辐射。

根据至少一个实施例，至少一个参照面安装在至少一个测量元件中，该表面可被处理站加热，其中测量预成型件可以被输送到参照面和测量元件，特别是测量传感器的温度传感器，之间，并且，其中，参照面的辐射发射和/或反射光谱至少部分的对应于测量预成型件的辐射发射光谱。

如果测量元件和/或其他测量元件被安装在处理站内，并且在生产过程中与塑料预成型件或预成型假体一起移动，那么这样的参照面可以被安装在所述测量元件或其他测量元件的内部。换句话说，在中心测量装置上的测量元件(即中心布置的测量元件)的移动，例如在校准台内，可以被省略，从而可以在相应的处理站内的进行单独参照。

因此，优选地，参照面在测量元件的测量区域中，例如在红外范围内，发射和/或反射电磁辐射，使得当没有测量预成型件为实现测量目的，而被布置在测量元件的内部或其上时，测量元件可以非常容易地测量参照面的辐射发射。

根据至少一个实施例，处理站或其他处理站包括至少一个谐振器，在该谐振器内加热测量元件和/或塑料预成型件。本文中，参照面可以至少部分地或完全地被安装在所述谐振器的内部或外部。如果参照面被布置在例如谐振器外部，则可以想到，参照面然后可以移动通过所述谐振器。参照面可以是与和谐振器安装的，和/或安装在谐振器中的参照面，具有相同的物理特性和/或材料技术特性。

根据至少一个实施例，处理站是加热站，特别是微波炉。例如在ep2210731a2公开的内容中，已经描述了这样的处理站，因此该公开的全部公开内容也被整体引用。由此，ep2210731a2的全部公开内容也构成了本申请的公开内容的一部分。

换句话说，描述了一种用于处理塑料预成型件的装置，上述方法可以在所述装置内或通过该装置来实现。

此外，本发明涉及用于校准处理塑料预成型件的处理站中至少一个处理元件，特别是至少一个温度传感器，的装置。应指出的是，本文中描述的关于上述方法的特征也被公开用于本文所述的校准装置，反之亦然。

根据至少一个实施例，校准装置包括用于处理塑料预成型件的处理站的至少一个处理元件，特别是至少一个温度传感器，以及至少一个测量元件。其中，在处理站处理测量预成型件之前，测量元件可以测量至少一个第一测量值，以及在处理站进行处理之中或之后，测量元件或其他测量元件可以测量第二测量值。

测量元件至少使用这两个测量值来产生数学测量曲线，尤其是数学测量线，其中，所述装置包括至少一个校准装置，所述校准装置确定测量曲线与数学参照曲线的偏差，并且通过适配处理站的处理参数，至少部分地减少所述偏差。

本发明还涉及一种用于通过电磁辐射，特别是微波辐射，加热塑料预成型件的装置，其包括至少一个处理站和至少一个根据权利要求12的校准装置。应指出的是，本文中描述的关于上述方法和校准装置的特征也被公开用于本文所述的用于处理塑料预成型件的装置，反之亦然。

现在描述的装置包含至少一个微波加热单元和至少一个微波生成器、微波导体和谐振器。所述微波生成器例如可以是磁控管、速调管或陀螺仪，其中，可以以任何合适的方式产生波。微波导体优选的是中空导体，其中，特别优选圆形或矩形横截面的。不排除使用同轴导体。

这里描述的装置具有与上述方法相同的有利实施例和优点。

附图说明

下文结合图1至图4对本发明进行了详细说明。

图1至图4描绘了用于校准处理元件的装置的各个示例性实施例，所述装置被安装在用于处理塑料预成型件的装置内部。

图5a和图5b示出了测量温度曲线与(温度)参照曲线的比较。

图号说明

1…处理元件

2…处理站

3…塑料预成型件

4…测量预成型件

5a、5b…测量元件

6…校准装置

50…参照面

50a、50b…温度传感器

11…温度感应器

100…校准方法

200…校准装置

300…加热塑料预成型件的装置

t1、t2…测量值

n1、n2…参照测量值

t12…温度曲线

n12…参照温度曲线

具体实施方式

在示例性实施例和附图中，相同或相当的部件总是具有相同的附图标记。不应该被认为这里描述的元素是成比例的；相反，单个元素可能被扩大地显示出来，以便更好地理解。

图1以中心部件图像内部的示意图的形式，示出了本文所述的用于处理塑料预成型件的装置300。

根据用于校准处理站2的至少一个处理元件1的，特别是至少一个温度传感器11的，由装置300所执行的方法100，方法100首先包括提供测量预成型件4的第一步骤。其中，在处理站2对测量预成型件进行处理之前，测量元件5a对测量预成型件4(本案中的塑料预成型件3)的第一参照点n1进行测量。特别地，图1示出了处理元件5a、51a在循环输送器的外部进行测量，所述循环输送器布置在处理站2上。也可考虑用其他测量元件5b、51b进行测量。因此，在根据图1的示例性实施例中，第一测量元件5a布置在入口星形上，以使得在测量预成型件4进行输入之前，首先测量静止的冷测量预成型件的温度。因此，图1描述了中心测量，从而测量元件5a代表中心测量装置。

在另一步骤中，将测量预成型件4被连续地输送给每个处理站2，并且这里通过温度传感器11进行温度测量。因此，通过该温度测量得到第一温度测量值t1。由于即使在(温度)处理之前第一测量也在中心测量装置5a中进行，所以第一测量值t1和n1通常是冷的。然后，将测量预成型件4加热至限定的温度，并在测量元件5a中再次测量，得到第二标准温度测量值n2。然后，将加热的测量预成型件4重新引入到每个处理站2中，在此，第二温度测量值t2被记录下来。根据温度值之间的差异，现在通过测量元件5a来测量偏移，由此，校准装置6确定了由测量元件5a所产生的温度曲线t12与测量元件5a所产生的(温度)参照曲线n12的偏差，并且通过适配各个处理站的处理参数，至少部分地改变，比如消除，这个偏差。

图2示出了本文所述方法100的另一示例性实施例，其中，与图1的示例性实施例不同，(温度)参照测量值n1、n2也在处理站2外部被测量，但是仍在两个中心测量装置(＝测量元件)5a、51a和5b、51b中。在被引入处理站之前，静止的冷测量预成型件4首先在中心测量装置5a中被测量，从而可以测量第一(温度)参照测量值n1。然后将测量预成型件4引入处理站2，并且例如，在加热阶段开始之前，通过安装在处理站2中的加热站，将第一温度测量值t1记录在区域b1内。

在测量预成型件4被加热之后，已加热的测量预成型件4的温度值，然后在区域b2内被测量，从而产生第二温度测量值t2。区域b1和b2优选的不重叠。特别地，区域b1是特定的尚未发生加热的区域。只有在离开区域b1之后，测量预成型体4被加热。此后，产品，即测量预成型件4，从加热站中被移除，并且第二标准温度测量值n2被记录在后续的其他测量元件5b中，例如，安装在出口星形上的其他测量元件5b。

根据各自的差异，温度测量值和偏差，即与标准温度值的偏移，可被测量。此外，在每个示例性实施例中，温度曲线t12的梯度也可以适配于标准温度曲线n12的梯度。根据各自的差异，偏移量可以在所有处理站上同等地设置，或者可以将值相互适配。在示例性实施例2中，这可以优选地在连续操作中，即在预成型件的加工过程中，进行。

但是，图2同时描述了当测量元件5a、5b与处理站2一起移动时的情况。测量元件52a、52b是离心的。这在图2中用圆形虚线表示，例如，在其中这样的离心测量元件52a、52b与处理元件2一起移动，并且因此也可以被安装在处理元件2上。可以想到，通过相应的控制单元，每个测量元件52a、52b的移动可以与分配给测量元件52a、52b的处理元件2的移动所同步。

图3以侧视图形式，示意性示出了，这里描述的测量元件5a和/或5b的更具体的实施例，其也可以安装在根据图1和图2的实施例中。而且，原则上，参照曲线n1可以通过测量元件5a、5b，51a、51b，52a、52b而被记录，其中，在处理站2内部进行处理之前或之后，测量元件5a、5b，51a、51b，52a、52b测量测量预成型件4的至少第一参照值n1，并且在处理站2内部进行处理之前、过程中或之后，其他测量元件5a、5b，51a、51b，52a、52b测量测量预成型体4的第二参照值n2，并且使用至少这两个参照值n1、n2，参照曲线n12，特别是数学参照线n12，由至少一个测量元件5a、5b，51a、51b，52a、52b所产生。

根据图3，为了校准温度传感器50a、50b，所述测量元件5a、5b具有安装在测量元件5a、5b的支架上的参照面50。因此，测量预成型件4可以被引入到测量元件5a、5b的接收室60中，使得当测量元件5a、5b被占用时，测量预成型件4被布置在参照面50和温度传感器50a、50b之间。

图3所示的实施例证明其是特别有利的，因为所有处理站2的绝对测量精度通常取决于相应的测量元件5a、5b。也就是说，如果这些与偏移和/或梯度相关的测量误差存在，那么所有处理站2同步发生此种偏差的危险也存在。

为了避免这种误差，例如配置在处理站2的中心外侧的测量元件5a、5b的误差，可以设置参照面50，在其上进行接触温度测量。

当测量预成型件4被输送给测量元件5a、5b时，温度传感器50a、50b朝向参照面50。因此，可以检测和校正温度传感器50a、50b中可能的测量误差。

因此，优选地，参照面通常具有至少部分地落在发射范围内的发射特性，所述发射范围也可以由温度传感器50a、50b检测。

为了能够在不产生很大测量误差的情况下检测相应的第二测量点(热)，参照面50可以被加热到例如与测量预成型件4类似的温度。特别地，因此可以想到，两个温度相差小于10％，优选小于5％。因此，可以在与实际温度测量类似的温度范围内，校准参照面50。

图4示出了文中描述的方法100的实施例，其至少是关于图1和图2的替代方案，并且其中，根本没有(温度)参照测量在处理站2的外部集中地进行，而是在各个处理站2内进行的。

然后，例如，如图3所示的参照面可以安装在每个处理站中，从而如果没有设置测量预成型件4，则该参照面50再次处于温度传感器的测量范围内。

因此，优选地，至少一个处理站包括接触式温度传感器和用于加热到最高处理温度的设备。

通过接触式温度传感器，可以参照处理温度传感器。

因此，在未加热状态下，确定第一相应的测量点(冷)，其中，在加热状态下，相应地测量第二测量点(热)。

可以想到，如果例如最终产品，即测量预成型件4，已经被移除并且还没有引入新的产品，也可以在该处理中进行参照。

优选地，在这样的实施例中，各个处理站2中的接触式温度传感器50a、50b的性能尽可能相似，以便能够进行均匀的测量，甚至进行温度测量。

本发明不受所结合的示例性实施例的描述的限制。相反，本发明包括每个新特征和每个特征组合，其特别包括权利要求中特征的任意组合，即使特征或组合本身在权利要求或示例性实施例中未明确指出。