专利名称：用于确定位于容器内的产品的完整性的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于确定位于容器内的产品的完整性的方法，其中，借助第一种测量方法确定容器内产品的预定特征，该测量方法基于产品的第一个物理特性。
背景技术：
对于容器内的产品，例如瓶子内的液体或罐子内的粉末状产品，对多个特征是感兴趣的。对于瓶子内的液体，已知测量装灌高度或内压的方法。装灌高度可以借助宽的光束和许多在高度上交错地设置的光学传感器来直接进行测量。此外也存在间接的测量方法，例如借助伦琴射线或伽马射线的吸收或者借助高频振荡电路的衰减。在借助伦琴射线或伽马射线进行测量时，在容器路径上这样地设置测量桥，其在通道的一侧具有一射线源而在通道的另一侧具有一射线探测器，使得预定装灌高度大致位于射线直径的中心。射线可以具有例如2cm的宽度。伦琴射线或伽马射线的吸收程度取决于装灌高度，因为在较高的装灌水平时有较大部分的射束横截面被容器中的产品例如瓶子中的液体吸收。装灌水平越低，由探测器测得的辐射功率也越高。
在测量中一个主要的干扰量由此得到，即，伦琴射线辐射的吸收主要取决于在产品分子中包含的各元素的原子量。这导致两种不同的产品在相同装灌水平的情况中在此外相同的条件下(相同的容器、相同的温度等等)表现出不同的吸收率。例如，特种可乐(Diaet-Cola)和传统可乐在吸收率上表现出约百分之四的差别，这意味着，为了确定装灌高度必须输入不同的阈值，以便得到统一的结果。
在高频测量方法中，借助高频振荡电路来测量由装灌水平导致的衰减。装灌水平显著改变振荡电路的电容部分，亦即，除了装灌水平外，传导性或介电常数和损耗电阻作为装灌物或产品的特性显著地影响测量结果。在这里，对于不同的产品，例如具有不同含盐量的两种矿泉水，也必须输入不同的阈值以得到相同的装灌水平结果。
在WO98/21557中描述了另一种用于确定瓶子中液体的装灌高度的方法，其中在这里所得到的结果有可能取决于瓶子内的压力。
由WO99/56094已知，由此来测定容器的装灌高度，即，通过脉冲式地偏转容器壁来在其中产生机械的振荡，并且然后分析该振荡，其中检测衰减时间、频率、强度和/或强度的积分或者最大强度的位置。
由WO99/01722还公开了一种另外的用于确定容器中装灌高度的方法，其中，在这里借助从容器发出的热辐射来确定装灌高度。
已装灌的容器的质量也可以通过不同的方式进行测定，即直接通过对容器进行称重或者间接通过测量伦琴射线的吸收同时考虑容器的容积。
产品的完整性按传统的方式借助化学分析进行检查。产品特别是食品的完整性可能无意地由于生产工艺的误差或者有意或故意地被破坏。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种用于确定产品完整性的方法。
按照本发明该目的由此得以实现，即，在上述类型的方法中，借助第二种测量方法确定产品的预定特征并且将用第一种测量方法和用第二种测量方法得到的预定特征值进行比较。
在这里，所述预定特征一般涉及产品在容器中的装灌高度。在此，第一种测量方法可以在于，借助伦琴射线按上述方式测定装灌高度。伦琴射线辐射的吸收主要取决于在产品分子中存在的各元素的原子量。因此结果将由此被造假，即在被检查的产品中原子量的分布不同于在借以校准该测量方法的基准产品中。在这里，基准产品可以理解为完好无损或没有搀杂的产品。第二种测量方法可以在于，例如借助光束和光学传感器或照相机直接测量装灌高度。用该方法测得的装灌高度值与产品中各元素的原子量无关。比较用两种测量方法得到的装灌高度值。如果有区别，则这意味着，产品中原子量的分布与未被搀杂的产品不对应并且被检查的产品是不完整的。第二种测量方法也可以是一种间接的方法，例如上述的借助高频测定装灌高度。该方法同样必须借助基准产品进行校准。如果被检查的产品与基准产品具有不同的传导性或介电常数，则装灌高度的测量值被伪造。通过将用该测量方法得到的装灌高度值与用伦琴射线-测量方法得到的值进行比较，对产品完整性的损伤被识别，如果这改变了产品含盐量的话。
一个另外的例子是产品的质量测定。可以简单地通过伦琴射线辐射的吸收结合装灌高度的光学测量同时考虑已知的瓶子形状来测定质量。第二种测量方法可以在于通过称重测量质量。如果在两种测量方法中得到了不同的产品质量值，则这表明产品完整性受到损伤。
通过借助两种不同的测量方法测定同一产品特征并且通过比较或关联测量结果，由此可确定产品完整性的损伤。在上述的借助伦琴射线和高频的装灌水平测定的例子中，通过关联测量结果，传导性、介电常数、密度或化学成分可以有意义地用于确定原始产品成分的偏差。这些物理特性迄今都仅仅被看作为干扰量。从两个测得的装灌水平必须相符的事实出发，通过同时测量可以非常优良地确定偏差或产品特定的参数。在阈值相应地固定时，由此已经识别并导出含有显著不同的产品内容的各个容器。通过取平均值，由于高的生产数量(现代瓶子装灌厂的生产能力现在为60000瓶/小时)，非常快速地达到突出的统计精度；由此已经确保本发明的重要的基本方面，即，探测在封闭的已经固定的容器中的包装产品的变化，其由于生产误差或有意引起，作为对较宽的顾客层的潜在危险。
本发明的一个特殊的优点在于，可以确定已封闭的容器中的产品的完整性。通过安装上的遮光器也可以测试饮料瓶的内容物的完整性。由此可以在制造过程结束时检查该测试。
此外，通过提高平均值也可以良好地识别在能量范围60KeV内辐射的放射性污染，该能量范围就是伦琴射线-测量方法工作的能量范围。
另一种实施例包括附加地在容器下部中测量伦琴射线吸收，使得能够不受装灌水平影响，由于原子的质量数而识别出化学成分的偏差，并且由此能够明确地确定引起结果的参数。该附加的测量自然提高了整个装置的测量精度。同样也可能的是，再次在容器的下部中，借助高频的发射和接收装置确定产品的传导性并由此产生明确性。
本发明的另一个实施例在于，借助两种不同的测量方法测定容器的内压，即，一方面借助在WO98/21557中描述的超声波方法而另一方面通过机械的压力测试，其中借助两个侧面的夹送皮带输送器挤压PET瓶并且经由两个装灌水平检查(Fuellstandskontrollen)来测定PET瓶在受挤压和不受挤压状态下的装灌水平，其中，在皮带输送器的出口处借助测力计测量PET瓶中已达到的内压。装灌水平的变化是存在于瓶子中的压力的一个尺度。用超声波方法测得的压力值受到容器顶部空间中的气体成分影响，而用机械方法测得的压力值则不受其影响。
同时，可以通过机械的压力测试来确定PET瓶可能存在的不密封性。为了进一步改进完整性测试，机械的压力测试也可以与装灌高度的测量相组合，特别是对于在装灌和封闭容器后不同速度地例如根据CO2含量建立压力的产品。
另外，可以借助照相机例如CCD照相机或上述的超声波方法来确定和量化产品在装灌后的起泡特性。可以将结果与其他的测量相关联并加入总图像中。
下面借助于附图详细描述本发明的实施例。附图中图1示意地示出用于通过测量物位高度测试完整性的设备，图2示出用于借助伦琴射线测量物位高度的装置，以及图3示出用于借助高频测量物位高度的装置。
具体实施例方式
在附图中示意地示出用于实施按本发明的方法的设备，其中借助伦琴射线和借助高频测量饮料瓶10中的装灌高度并且将所测得的数值相互进行比较。
瓶子10在输送器12例如节连链输送器上运动首先通过第一检查站20，在该第一检查站中借助伦琴射线测量装灌高度。瓶子接着运动通过第二检查站30，该第二检查站以小的间距设置在第一检查站20后面，并且在该第二检查站中借助高频测量装灌高度。在控制装置40中相互比较按这两种测量方法测得的装灌高度值。如果这两个测定值之间的差别超过一定的阈值，则这被看作为对包含在瓶子10中的产品例如饮料的完整性受到损伤的暗示，并且将相关的瓶子从后续的生产过程中被剔除出来或者使整个设备停机，以便调查包含于瓶子10中的饮料的完整性可能受到的损伤。
图2示出向输送器12方向看的检查站20主要元件的剖视图，该检查站用于借助伦琴射线吸收测量瓶子10中产品的装灌高度。检查站20总体上具有桥形，包括一个通道22，它大致容纳饮料瓶10的上面四分之一。在通道22的一侧设置伦琴射线管24和活动的遮光器(Verschluss)26。在通道22的相对侧设置伦琴射线探测器28。由伦琴射线管24产生的射线对准伦琴射线探测器28。该测量桥以这样的高度设置在输送器12上方，使得额定装灌水平大致位于伦琴射线宽度的中心。
该测量原理在于，在装灌水平超过额定装灌水平时，较大部分的伦琴射线穿过产品、即饮料并同时被吸收，使得伦琴射线探测器28测量到较低的辐射强度。相反，在低的装灌水平时测量到较高的辐射强度。
图3又沿输送方向看示出第二检查站30，在该检查站中借助高频测量装灌高度。测量头又具有桥形，包括一个通道32。电容器极板34位于该通道32的两侧，所述各电容器极板是振荡电路36的一部分。
该测量原理在于，振荡电路36的谐振频率取决于各电容器极板34之间材料的介电常数。在瓶子通过时，由两个电容器极板34构成的电容器的电容由不同材料的分量及其介电常数确定。因为液体比空气具有更高的介电常数，振荡电路36的谐振频率受到瓶子10中液体的装灌高度影响。装灌水平越高，各电容器极板34之间的有效电容率就越高，由此提高电容器的电容，这导致振荡频率降低。
因为两种测量方法间接地测量装灌高度，即通过伦琴射线辐射的吸收和谐振频率的改变，必须在完整性测试开始之前借助一个或多个具有预定的正确的装灌高度和没有搀杂的内容物的瓶子对两个检查站20、30进行校准。
伦琴射线的吸收实质上取决于元素的原子序数。由探测器28侧得的辐射强度因此只给出正确的装灌高度，如果在被检查的瓶子10内部的饮料在其元素成分方面与在借以校准检查站20的基准瓶子中的饮料相符的话。对于第二检查站30在瓶子10中的饮料的介电常数方面也是这样。瓶子10中的产品、即饮料的完整性可由此进行检查，即，在控制装置40中比较两个检查站20、30的测量值。如果两个检查站20、30明显地示出不同的装灌高度，则这意味着，或者产品、即饮料的元素的原子量或其介电常数或者这两个参数都与额定值有偏差，并且由此在相关的瓶子10中的产品不符合预定要求。
附图标记清单10 饮料瓶12 输送器20 检查站22 通道24 伦琴射线管26 遮光器28 伦琴射线探测器30 检查站32 通道34 电容器极板36 振荡电路40 控制装置
权利要求
1.用于确定位于容器(10)内的产品的完整性的方法，其中，借助第一种测量方法测定容器内产品的一预定特征，在该测量方法中检查产品的一个第一物理特性，其特征在于，附加地至少还直接或者借助第二种测量方法测定所述预定特征，该第二种测量方法基于一个第二物理特性，该第二物理特性不同于第一物理特性，并且，将借助这两种方法得到的预定特征的值进行比较。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产品是瓶子(10)中的饮料并且所述预定特征是装灌高度，其中，第一种测量方法在于，借助伦琴射线的吸收来测量装灌高度，而第二种测量方法在于，测量高频振荡电路(36)的谐振频率的由瓶子引起的变化。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，附加地在一个明显位于瓶子的装灌高度下方的区域内，借助伦琴射线辐射确定由产品的吸收或者借助高频确定产品的介电常数。
4.如权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，将用第一种测量方法测定的许多产品的预定特征的平均值与用第二种测量方法测定的该特征的平均值彼此进行比较。
全文摘要
为了确定位于容器(10)内的产品的完整性，借助第一种测量方法(20)测定容器内产品的一预定特征，在该测量方法中检查产品的一个第一物理特性，附加地至少还直接或者借助第二种测量方法(30)附加地测定所述预定特征，该第二种测量方法基于一个第二物理特性，该第二物理特性不同于第一物理特性，并且，对借助这两种方法得到的预定特征的值进行比较。如果所述产品是瓶子(10)中的饮料并且所述预定特征是装灌高度，则第一种测量方法(20)可以在于，借助伦琴射线的吸收来测量装灌高度，而第二种测量方法(30)可以在于，测量高频振荡电路的谐振频率的由瓶子引起的变化。
文档编号G01F23/284GK101061373SQ200580038014
公开日2007年10月24日 申请日期2005年11月7日 优先权日2004年11月5日
发明者B·霍伊夫特 申请人:霍伊夫特系统技术有限公司