JP2019507337A - フィルムチャンバ内の可撓性被検体の漏洩検知法 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルムチャンバにおいて可撓性の被検体の漏洩を検知するための改良された方法を提供する。【解決手段】フィルムチャンバ１０内の少なくとも１つの可撓性被検体１２の漏洩を検知する方法であって、前記被検体１２をフィルムチャンバ１０に導入し、その外側において前記フィルムチャンバ１０内の圧力を低下させ、前記フィルムチャンバ１０のフィルム１４，１６の空間的な変化を監視することによって、被検体１２における漏洩を検知する方法において、前記フィルムチャンバ１０内の前記圧力を低下させることによって、前記少なくとも１つの被検体１２の外形を、前記フィルム１４，１６の少なくとも一部分に型取りし、前記フィルム１４，１６の前記外形を撮像システム２６を用いて検知し、撮像された前記外形の画像３０を、気密性の被検体１２の場合について撮像された外形の基準画像３２と比較する。【選択図】図１

Description

本発明は、可撓性を有する非剛性の被検体の漏洩検知方法に関する。

非剛性の被検体は、圧力変化に応じて曲がる可撓性を有する構造を有する。このような被検体としては、例えば、食品パッケージなどがある。被検体の内圧とその周囲の圧力の差圧が大き過ぎる場合、被検体が破裂または少なくとも損傷するリスクがある。

従来、非剛性の被検体は試験ガスで充填され、試験ガスは、必要な差圧を生じさせるために用いられるポンプシステムの排気ガス流において測定される。あるいは、センサが被検体内の封入ガスに適合されている場合、特定の試験ガスの使用を省略してもよい。この測定方法においては、雰囲気ガスの影響により測定結果が損なわれる可能性がある。

特許文献１には、試験ガスを用いたフィルムチャンバ内の被検体の漏洩検知が記載されている。この文献には、フィルムチャンバの縁領域における容積（試験チャンバとは独立である容積）を排気することによって、フィルムチャンバの閉塞能力および気密性を向上させることが記載されている。これにより、チャンバの閉鎖領域における漏洩箇所を介してフィルムチャンバ周囲の雰囲気から試験チャンバの容積にガスが入らず、測定結果が損なわれないようにすることができる。

特許文献２には、フィルムチャンバに収容された非剛性の被検体の漏洩検知方法が記載されている。被検体はフィルムチャンバ内に配置された後、被検体の外側の領域において、フィルムチャンバ内の圧力が減少される。被検体における漏洩は、フィルムチャンバのフィルムの空間的変化に基づいて検知される。このとき、フィルム位置の変化またはフィルムチャンバ容積の変化が測定される。この方法の利点は、フィルムチャンバの気密性は、無視できる程度しか測定結果に影響しないということである。フィルムチャンバの気密性は、フィルムチャンバ内部の圧力を低下させることができる程度であればよい。位置変化の測定は、フィルム表面の位置をレーザ光学測定すること、金属化フィルム表面のキャパシタンスの変化を測定すること、またはフィルム表面との接触を測定することによって行ってもよい。特許文献２の主題は、参照により本出願の一部をなすものとして引用される。

米国特許第６９５５０７６号明細書 独国特許出願公開第１０２０１２２０００６３号明細書

フィルムの位置変化を測定する場合、特に、フィルムチャンバ内に複数の被検体が同時に収容されているとき、いずれの被検体が漏洩しているのかを特定することができない。測定精度は、被検体ごとの容積の差に依存する。

本発明は、フィルムチャンバにおいて可撓性被検体の漏洩を検知するための改良された方法を提供することを目的とする。

本発明の方法は、請求項１に定義される。

本発明によれば、フィルムチャンバに収容された１つの被検体またはフィルムチャンバに収容された複数の被検体の外形（outer contour）にフィルムの少なくとも一部分が密着するように、被検体の外側でフィルムチャンバ内の圧力が減少される。これにより、１または複数の被検体の外形がフィルムに型取りされ、このフィルムの外形が、撮像システムを用いて検出される。撮像されたフィルム外形の画像は、気密性の被検体について撮像されたことを除いて測定系の限界条件を同一として予め撮像されて保存された基準画像と対比される。このようにして、撮像システムによって撮像された画像について差異の比較が行われ、漏洩のある被検体を検知する。特に、フィルムチャンバ内に複数の被検体がある場合、いずれの被検体が漏洩しているのかを検出することが可能である。これは、漏洩のある被検体の領域においてのみ外形が変化し、気密性の被検体に対しては変化が生じないか、または、少なくとも変化度が同一ではないことから可能となる。

フィルム表面の外形は、異なる方法で検出してもよい。好ましくは、フィルム表面に、例えば、ラスター状（グリッド構造）に配置されたドットまたは交差線によって形成されるグリッドが付与される。ドットを用いる場合、ドットは仮想的なグリッドの交差点に配置される。

グリッドは、例えば、フィルム表面に光でグリッドを映すレーザまたは他の光学システムを用いてフィルム表面に投影してもよい。好ましくは、グリッド線は、レーザを用いてフィルム表面に投影される。

あるいは、グリッドは、フィルム表面に固定的に（例えば、印刷、エンボス加工、塗装などによって）付与される。

公知の画像処理・画像認識システムを用いて、撮像された画像の分析および評価が行われる。撮像された各画像の外形およびグリッドは、予め撮像された基準画像の対応する外形およびグリッドと対比される。

このとき、外形変化の経時的な推移は、検知された漏洩箇所の漏洩速度を判定するために用いられる漏洩速度の指標となる。特に、グロスリークの場合、変化した外形に基づいて被検体が完全に排気されたことを検知することが可能である。複数の被検体が同時に検査される場合、検知された漏洩が、複数の被検体のうちのいずれに起因するのか特定することが可能である。

本発明に係る方法を使用する測定系の図である。 漏洩のある被検体の場合におけるフィルム表面の外形を示す図である。 気密性の被検体のフィルム表面の外形を示す図（基準画像）である。

以下において、本発明の実施形態を、図面を参照しながらより詳細に説明する。
測定系は、食品パッケージの形をとる複数の可撓性（すなわち、非剛体）の被検体１２が内部に配置されたフィルムチャンバ１０からなる。被検体１２がフィルムチャンバ１０内に配置された後、該フィルムチャンバは、フィルムチャンバを形成する２枚のフィルム１４，１６を被検体１２間に置いて互いに重ね、締付装置１８を用いてフィルム１４，１６を縁領域で互いに気密的に（ぴったりと）押圧することによって閉塞される。

その後、フィルムチャンバは、バルブ２２を介してフィルムチャンバ内部と接続された真空ポンプ２０を用いて排気される。このとき、バルブ２２は開放されており、フィルムチャンバ１０内部と接続されたベントバルブ２４は外気に対して閉塞されている。被検体１２内は依然として大気圧であるものの、被検体１２を囲む容積における圧力は、フィルムチャンバ１０の内部では、フィルムチャンバ１０の周囲圧力に対して少なくとも１００ｍｂａｒ低下される。フィルムチャンバ内の圧力が低下した後、バルブ２２も閉塞され、ポンプ２０が停止される。

図示されていないレーザシステムを用いて、交差する線からなるグリッド２８がフィルム１４の表面に投影される。撮像システム２６の光学カメラを用いて、グリッド２８が投影されたフィルム１４の表面を撮像する。被検体１２の外側の領域におけるフィルムチャンバ１０内部の圧力は、フィルム１４，１６が被検体１２の外形に密着するように低下される。被検体１２はフィルム１４，１６に押し付けられて、外形がフィルム１４，１６に型取りされる。被検体１２に漏洩がある場合、漏洩のある被検体１２からはガスが漏れて外形が変化するため、フィルム１４，１６の表面の外形が変化する。フィルム１４，１６の外形の変化により、フィルム１４，１６に投影されたグリッド２８の形状が変化する。このグリッド２８の形状の変化は、撮像システム２６によって撮像された画像３０，３２において検知することが可能である。

撮像された画像３０は、１つの気密性の被検体１２の場合、または複数の気密性の被検体１２の場合について予め撮像されている基準画像３２と対比される。基準画像３２は、漏洩を測定する場合と同じ数および同じ配置の被検体１２を撮影したものであることが重要である。撮像された画像２８におけるグリッド２８の形状と、基準画像３２におけるグリッド２８の形状とを比較することにより、差異を比較することが可能であり、例えば、偏差が、基準画像３２の外形に対して所定の偏差よりも大きい場合、漏洩があると判断することができる。

このため、撮像システム２６に、画像処理・画像認識のソフトウェアが設けられる。撮像された画像は、公知の画像認識アルゴリズムに基づいて評価される。特に、これにより、フィルムチャンバに収容された複数の被検体１２のうちのいずれが漏洩しているのかを特定することが可能である。

図２には、複数の被検体１２のうちの１つ被検体１２に漏洩がある場合のグリッド２８の画像３０を示している。

図３には、気密性の被検体１２の場合において、図２に示されたものと同じ数および同じ配置の被検体１２に対して予め撮像したグリッド２８の基準画像３２が示されている。図３に示された状態は、気密性の被検体１２の基準となり、すなわち、漏洩検知中に撮像された画像３０と後で比較するために用いる基準画像３２を撮像するための基準となる。図２および図３の外形およびグリッド２８を比較することにより、複数の被検体１２のうちのいずれ（すなわち、中央の被検体１２）が漏洩しているのかを容易に検知することができる。

１０ フィルムチャンバ
１２ 被検体
１４、１６ フィルム
１８ 締付装置
２０ 真空ポンプ
２２ バルブ
２４ ベントバルブ
２６ 撮像システム
２８ グリッド
３０ 画像（被検体外形）
３２ 基準画像

Claims (7)

1. フィルムチャンバ（１０）内の少なくとも１つの可撓性被検体（１２）の漏洩を検知する方法であって、
   前記少なくとも１つの被検体（１２）をフィルムチャンバ（１０）に導入するステップと、
   前記フィルムチャンバ（１０）内の圧力を前記少なくとも１つの被検体（１２）の外側において低下させるステップと、
   前記フィルムチャンバ（１０）のフィルム（１４，１６）の空間的な変化を監視することによって、前記少なくとも１つの被検体（１２）における漏洩を検知するステップと、を含み、
   前記フィルムチャンバ（１０）内の前記圧力を低下させることによって、前記少なくとも１つの被検体（１２）の外形を、前記フィルム（１４，１６）の少なくとも一部に型取りし、
   前記フィルム（１４，１６）の前記外形を撮像システム（２６）を用いて検知し、
   撮像された前記外形の画像（３０）を、気密性の被検体（１２）の場合について撮像された外形の基準画像（３２）と比較することを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記撮像システム（２６）によって撮像される前記フィルム（１４，１６）の部分にグリッド（２８）を付与し、前記グリッドの位置を監視し、評価することを特徴とする方法。
3. 請求項２に記載の方法において、前記グリッド（２８）を、前記フィルム表面における交差線またはドットで形成することを特徴とする方法。
4. 請求項２または３に記載の方法において、前記グリッド（２８）を前記フィルム表面に投影することを特徴とする方法。
5. 請求項２または３に記載の方法において、前記グリッド（２８）が前記フィルム表面に固定的に付与されていることを特徴とする方法。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の方法において、前記フィルムの前記外形の変化の経時的な推移を、漏洩速度の指標として評価することを特徴とする方法。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の方法において、複数の可撓性被検体（１２）を、同時に前記フィルムチャンバ（１０）に収容することを特徴とする方法。
   

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