專利名稱：生產氣體介質的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一用來生產包含有消毒試劑的氣態介質及對該氣態消毒介質的濃度與質量進行調節和監測的方法。
本發明還涉及生產包含消毒試劑的氣態介質及對該氣態消毒介質的濃度與質量進行調節和監測的系統。
本發明特別涉及將該方法和系統投入實際應用，以便利用氣態消毒介質來對包裝與充填機，包裹或包裝材料進行消毒。
背景技術：
在包裝食品的過程中，極為重要的是使細菌和其它微生物保持在一很低的水平上，以便能實現高品質的食品和長的保存期，這長的保存期允許長距離的運輸和大范圍的銷售，而仍可使食品保持新鮮和不受細菌的影響。該消毒的步驟多少有些苛刻，這與包裝的食品類型有關。特別是對于消毒乳產品，即在室溫下長期儲存乳產品來說，最為重要的是，在裝入和對包裝密封之前對食品及包裝進行徹底的消毒，并消除對食物和包裝材料再污染的危險。這意味著包裝和充填機也必須在進行包裝容器灌裝的部分保持無菌。
在今天的食品包裝過程中(這里使用“食品”來表示所有類型的固體和液體食品，后者就是桔汁，牛奶和其它飲料等)，該包裝材料或準備好灌裝的包裝容器常常用直接接觸流體，即液體或氣體的消毒試劑來進行消毒。包裝過程通常是“成形—灌裝—密封”類型的連續的高速過程，也就是，這樣的過程，在其中薄膜形式或薄片形式的包裝材料連續饋送通過機器，用通過快速作用的消毒試劑的液體溶液或氣體介質進行消毒，用無菌的空氣干燥或通風(ventilate)，成形為希望的幾何構形以便灌裝，例如用待包裝和密封的食品充填的大口杯，坯料或管子(blank or tube)，一切都處于無菌狀態下。通過各種成形方法制造的瓶子和大口杯在用它們的預定的產品內容充填之前也同樣需要消毒。直接接觸階段可通過將整個包裝或包裝材料浸入液體消毒試劑的方法，也可在包裝和充填機的消毒空間內通過在包裝材料，包裝壁上或所有表面上噴射或涂抹消毒試劑的方法，或通過與氣體消毒試劑流直接接觸來實現。因為在高速包裝過程中，該消毒階段通常是在該包裝的充填和密封之前進行，所以極端重要的是在灌裝食品之前能迅速地將消毒物質或消毒試劑弄干并將它從該包裝材料上除去。另一方面，在該溶液或氣體中有足夠的消毒試劑，以便能有效而迅速地消滅存在于該包裝材料上的所有的微生物，是決定性重要的。因此對于合理而充分的消毒來說要考慮的那些關鍵參數是在液體或氣態介質中消毒試劑的濃度，消毒介質的溫度，及包裝材料的溫度，以及消毒介質與包裝材料的之間的接觸時間。這些參數應與從該包裝材料上干燥或風干掉該消毒介質所需的時間權衡和與被看作一整體的包裝和充填過程的所希望的速度權衡。在食品包裝上最為通常使用的消毒試劑是過氧化氫，因為它是相當經濟的，能迅速殺死細菌和微生物，而且已被管理當局批準用于食品工業，因而可滿足包裝工業現今的需要。
借助氣態介質而不是液體介質來消毒的極為重要好處是氣體較輕并可較可靠地滲透進相應的該包裝容器或充填機的各個角落和縫隙中。這在對由一些別扭的幾何形狀組合的通常包括很多部件的充填和包裝機的消毒方面是特別重要的。
借助氣態介質的消毒可用不同的方法實現。引進該消毒試劑蒸汽的氣態介質到該待消毒的空間，然后使該氣體在包裝或打算消毒的機器部分上凝結。但是，該凝結的方法需要一額外的步驟，在這步驟中機器和包裝部分兩者都應干燥，并將凝結的蒸汽通風排走。尤其是，關于某些類型的塑料，特別是，例如，對于聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)(PET)來說，過氧化氫就被吸附到表面，因而很難于通風/干燥除去。這就增加了在包裝容器中殘留大量消毒試劑，通常是過氧化氫的風險。消毒試劑的這種殘留可能對該包裝內的物品造成很壞的影響，管理當局已對這種殘留量確立了一些不可超越的界限。此外，具有小槽窩和縫隙的機器空間，殘留大量的消毒試劑可能是不合適的，例如，因為這可濺落進包裝物和包裝容器中。
按另一方法，與意欲消毒的包裝或機器部分一樣，將該氣體介質加熱到這樣的程度，使得該介質保持于氣相而不凝結在機器或包裝部分的相應表面上。盡管這種方法必須在該消毒介質到達消毒表面之前就應將消毒表面加熱，但在凝結消毒之前，這在很多應用中卻可能是優選的，特別是，如果難于分別從包裝容器或充填機的各角落和縫隙的表面除去該凝結物時更是如此。按這種過程，在消毒處理期間，在特定的溫度，某一預定的流速和具體的露點上，該包裝容器或充填機在給定的時間內易受氣體消毒介質的影響。應監測這些參數以便獲得可靠和有效的殺菌效果。該氣體介質的露點是該氣體為了發生凝結而必須冷卻到的溫度。這個溫度取決于在氣體中的消毒試劑含量，可對加以調節以適應在不同的環境，不同的消毒表面上的使用。這樣，該氣體介質和消毒表面分別都應這樣保持在一最低溫度上，使得達不到該氣體的露點，因而就可避免在表面上凝結。
按照這后面的非凝結的方法，特別重要的是該氣體品質要好，也就是，它可完全被氣化，盡可能沒有液體微滴和懸浮微粒。當這些液體微滴和懸浮微粒存在時，風險就增加，當氣體碰撞在該消毒表面時該氣體將部分凝結，因而在氣體介質流的下游將留下一些，例如，過氧化氫和穩定劑的殘留物。此外，在很多情形中它們都妨礙氣體中消毒試劑濃度的精確測量。
因此，在氣化過程和它的監測上都加上了苛刻的要求。應設置多個不同的參數彼此關聯，以便在該氣體消毒試劑濃度必須恒定在給定的最小和最大水平之間的同時實現完全的氣化。在氣化過程中相互影響的參數是，例如，壓力，溫度，流速和混合比率，也就是消毒試劑與氣體之間，通常為過氧化氫和空氣及水蒸汽之間的濃度。
據我們所知，今天還沒有一公認的系統，用于在一可靠的過程中獲得一完全氣化的高品質和均勻濃度的消毒氣體。在今天的市場上所能獲得的所有已知的氣化器的功能或多或少是令人滿意的，但卻沒有一個能保證濃度均勻而且沒有懸浮微粒的消毒氣體的連續生產，該消毒氣體最好包含過氧化氫。
迄今，在消毒試劑與水混合時，消毒試劑，特別是過氧化氫在氣體介質中的的濃度僅作了粗略估算，其后僅不時地借助過時的實驗室方法進行測量。結果是憑借經驗法則或多或少將該消毒試劑輸入該過程中，而且僅當做處于該希望的濃度范圍內來粗略地估算。對于用氣體消毒介質來說，更為關鍵的是要仔細地監測和調節濃度，因為該濃度通常是相當低的，其數量級大約為5-20g/m3，而且這樣來優化該停留時間，使得該氣體在消毒區保持的時間盡可能短。如果該濃度稍稍降落，消毒不夠的危險就明顯增大。
因此，本發明的一個目的就在于獲得一種避免了上述問題的發生的生產氣體消毒介質的方法。
本發明的另一目的在于獲得一種生產氣體消毒介質的方法，該方法能這樣進行調節和監測，使得該氣體介質連續地具有均勻的，預定的濃度，和最小量的液體微滴和懸浮微粒。
發明概述借助附錄的權利要求1所述的方法可實現按照本發明所述的這些和其它的目的。
按照本發明所述的方法的優選和有利的實施例還具有在附錄的從屬權利要求2-9中所闡述的那些特征。
按照本發明的另一方面，將會獲得一系統和一設備，用來將按照本發明所述的方法付諸實際。
按照本發明，一個這種系統被定義在附錄的權利要求10中。
按照本發明，該方法的優選和有利的實施例還具有在附錄的從屬權利要求11-15中所闡述的那些特征。
這樣，按照本發明所述的一方法包括下述步驟使包含上述消毒試劑的液態介質氣化；檢測在該氣態介質中的懸浮微粒和液體微滴；連續地測量該消毒試劑在氣態介質中的濃度；以及通過進行計算的方法連續地處理來自上述檢測器和測量裝置的測量信號并將它們轉變成輸出信號，用來連續地調節和監測該氣化器的功能。
為了氣化，可使用傳統類型的氣化器。普通類型的氣化器是這樣發揮作用的，使得液態的消毒試劑與暖空氣流一起被噴射進氣化腔，該空氣流散布并細微分裂液體微滴。氣化是這樣發生的使噴射的氣體混合物通過加熱器元件，該加熱器元件將氣體混合物加熱并基本上使它的液體物質全部氣化。另一類型的功能是這樣的使液體微滴對準熱金屬表面噴射以便使該微滴氣化，然后與經調節的加熱空氣流混合。該氣化器可以是任何已知的設計和結構，無論是用管式或板式熱交換器氣化，借助不同的噴嘴設計與熱空氣混合都可以。
懸浮微粒可借助，例如，光吸收分光光度計或光散射方法來檢測。非光學的檢測器也是可能用于這種目的的，它借助聲學的方法，例如，基于超聲的方法起作用。最好是，使用光吸收來檢測該氣體中的懸浮微粒和液體微滴。
氣體中消毒試劑的濃度可利用不同的光學或非光學的方法來或多或少地精確確定。在所述非光學方法之中，可以提及傳導性的測量方法或電化學測量方法。最好是，借助光吸收分光光度學來測量氣態消毒介質的濃度，因為這種方法可給出必要的高水平精度，而且還能自動地與懸浮微粒和其它引起混亂的物質的檢測結合，并補償它們對測量結果的影響。
將該來自懸浮微粒檢測器和濃度計的測量信號輸入計算器單元，在該計算器單元中進行計算和轉換，以便獲得用來控制該氣化器中的各參數要怎樣調節的輸出信號。該計算器單元適當地包括一微處理器或所謂的CPU-單元。
按照本發明的一優選實施例，該方法還包括一步驟，在這步驟中這種不應到達消毒表面的氣體在短期內可以被除去，同時這樣來調節該氣化器的功能，使得該氣體將具有恰當的濃度和將被完全重新氣化，即沒有懸浮微粒和液體微滴。這樣的步驟可借助于一泄放閥和通向用來“傾到(dumped)”氣體的接受容器的泄放管來適當完成，當濃度值過于偏離正常值或當在該氣化的氣體中檢測到懸浮微粒時就可將其接入。
按照本發明的另一優選實施例，還包括一從該氣體介質中連續除去液體微滴和懸浮微粒的步驟。這可適當地利用某種類型的熱過濾器來實現，在對小的液體粒子加熱的同時該熱過濾器就使它們破裂并分得很細，以便使它們完全氣化。
按照本發明的再一優選實施例，在同一步驟上并用與測量消毒試劑濃度的同一設備對懸浮微粒進行檢測。這種設備最好是一以按下述的UV吸收分光光度計為基礎的計量設備。
光吸收分光光度計，特別是UV吸收分光光度計是非常適于進行樣品介質中的光吸收物質或試劑的定量分析，因為物質的光吸收直接與它的濃度有關，也就是該物質的濃度與根據光強檢測器的輸出信號所畫的曲線峰高成反比。而且，光吸收方法是相當易于進行的，快速，可靠，可重復而且精確。
溶液或氣相中的所有物質在電磁譜內不同特征波長上都吸收輻射。特別是，大多數物質在UV譜區內都吸收UV-光。
通常都明白，UV-光是從大約10nm延伸到大約400nm，而可見光是從大約400nm延伸到大約750nm。該UV區被分成UVA-，UVB-和UVC光譜。UVA是從大約320nm延伸到大約400nm，UVB是從大約280nm延伸到大約320nm和UVC是從大約200nm延伸到大約280nm。化學上的UV分析通常是在低于160nm的波長上進行的。但是，在短于220nm的波長上就需要在無氧的條件下，也就是不存在空氣或水的條件下進行分析，因為不然氧的吸收將會擾亂測量結果，還因為在照射時氧會游離和形成臭氧(這也會擾亂測量)。
按照傳統的光吸收分析方法，特別是UV-光吸收，將待測量的物質或試劑溶解于或氣化于這樣的介質中，這種介質在相同的特征波長上的吸收應比該物質或試劑本身小得多。與允許通過不包含受檢試劑的參照介質樣本的光一樣，在相同特征波長上對允許通過包含待測試劑的樣本介質的光的強度進行檢測。使用代表光的強度的兩種輸出信號，按照Beer-Lambert定律Log 10/1＝A(＝Absorbency)＝εLC 即1/10＝10-εLC來計算該試劑的濃度。
其中I和I0分別是通過樣本和參照樣本的光的強度，ε是具體物質或試劑在預定溫度上，具體介質中，具體波長上的吸收系數，L為通過待測樣本的測量距離的長度，而C是樣本中該物質的濃度。因為該測量距離的長度，如果使用的話，也就是測量池(measurement cell)的長度，是一可計量的常數，因為不同物質和介質在不同波長上的吸收系數ε都很熟悉而且有資料可查，該光的強度I和I0可被連續測量，由此該物質或試劑在該介質中的濃度也就可被連續測定。Beer-Lambert定律適用于所有的單色光，也就是具有一狹窄譜帶寬度的具體波長的光。
例如，定標可通過測量發射并通過參照樣本的光來進行。通常，這種參照測量可在包含樣本介質的同一容器或測量池中進行，經常地用不包含待測物質或試劑的氣體或液態介質沖洗該測量池，也可在另一相同測量池中測量該參照樣本。但是，通過兩個不同的測量池測量的缺點在于可能難于確信該兩種測量是在完全相同的條件下進行的。
但是，在所有類型的氣態消毒介質中，都可能形成小的液體微滴和懸浮微粒，這也會擾亂測量結果。
日本專利申請.JP-A-01244341介紹了一種方法和一種裝置，用來測量在流體介質中的臭氧濃度，其方法是測量在兩個波長上的吸收，在這里該流體介質也包含引起混亂的吸收光的物質，如氯，二氧化硫或氧化氮。按照一個實施例，該第一波長為254nm，在這波長上臭氧和其它物質都吸收，而該第二波長為184.9nm，在該波長上卻只有其它物質吸收光。但在波長184.9nm上的測量卻將樣本介質的類型限制于如象既不包含空氣也不包含水也不包含濕氣的介質，因為有氧的反應，因而在這種短波長的UV輻射作用時會形成臭氧。如果該待測物質在與臭氧相同的波長區域上吸收光，這將不可避免地擾亂測量。
按照第二實施例，該第一波長是254nm，而第二波長是436或546nm，或將兩種波長作為第二和第三波長來測量。
雙波長方法，即測量在兩不同波長上的光吸收的方法對于某些測量應用來說仍然不能保證獲得理想的準確度。符合透過該樣本介質的光的要求的光源在不同的時間點上并不透過同樣量的光。通常，該光的強度隨該光源的老化而衰減，但是，此外，強度還隨電學系統和電流功率供應的變化而變化。JP-A-01244341公開，當在只一個波長上測量時，按照已知的方法也能在透過樣本之前測量直接從燈發射的光的強度，以便達到補償該燈輻射變化的目的。
但是，在JP-A-01244341中，假設從燈發射的光的強度的變化可通過在不同波長上進行測量來消除，因為在兩種波長上的強度偏差多半總是相同的。
但是，這并不是真的，而只能在不要求高精度和兩種波長都是從該光譜的窄帶選擇的，即兩波長處于相互相當靠近的時候，為了某些目的才作這種假設。我們已發現，為了精確測定介質中的物質或試劑濃度的目的，需要對第一波長和第二波長上燈的變化進行補償。為了我們的目的，最好是以高達±3％，更可取的是2％的精度來測定濃度。
盡管一般都知道使用吸收分光光度計來測量在液態或氣態介質中的不同物質的濃度，但迄今還不知道利用光吸收方法來測量與用來消毒包裝食品的包裝材料的過程有關的消毒介質中消毒試劑的濃度。現今在市場上還沒有什么方法或裝置能以足夠的精度將光吸收分光光度計使用在該種消毒介質中用來測量物質，如過氧化氫的濃度，該消毒介質是使用在包裝材料的消毒上的。
另外，也沒有任何系統可用來生產氣態消毒介質，它是可連續調節和監測的以便使該氣體保持一預定的濃度和基本上完全沒有懸浮微粒和液體微滴。
通過從UV光譜上選擇第一波長和從可見光譜上選擇第二波長，如權利要求5和6所述，就能以最有效的可能方法對有擾亂物質，如塵埃粒子或凝結的微滴，懸浮微粒產生的擾亂吸收進行補償。待測量的那些物質通常都是寬帶的UV-吸收物質，如過氧化氫(hydrogenperoxide)，但它在可見光譜范圍基本上幾乎不吸收光或根本不吸收光。另一方面，上述類型的擾亂物質在該UV區和在該可見光譜范圍吸收的光量基本相同。
最好是，該第一波長或一些波長是從大約220nm到大約320nm之間進行選擇，因為這個區域處于離該可見光光譜的足夠遠的位置，和因為該類經常使用的寬帶吸收物質在這波長區域具有它們吸收的最大值。通過在該物質或試劑具有適當而充分強的吸收的波長上進行測量，就可獲得較高的精確度。在什么波長上該光源發射足夠高強度的光也是至關重要的。在現今市場上所能獲得的最優的光源是低壓汞燈，它在254nm上具有一強力的光發射，更精確地說是在253.7nm處。因此，最優選的第一波長是選在大約254nm處。另一較適度的光照射是發生在大約313nm上，對某些應用來說這也是可優選的。
最好是，該第二波長或一些波長應在大約385nm和更長的波長上測量，更為可取的是在大約400nm和大約700nm之間的波長上測量，最為可取的是在大約436nm和/或546nm。
按照權利要求7所述的優選方法，定標是通過對參照樣本的測量來進行的，該參照樣本包含與測量樣本相同但卻沒有或基本上幾乎沒有待測物質或試劑的流體介質。通過測量在第一及第二波長上穿過樣本及參照樣本的光的強度，和通過將所得到的值使用在Beer-Lambert關系中，在每個波長上該樣本的光吸收特性就可被確定。
如上所述，該定標測量可在另一個只包含參照樣本的但相同的測量池中進行，也可在同一的參照池中，但卻在另一時間點上進行。該后一方法是可取的，因為它對于樣本流動的差異和對于兩個不同測量池窗之間的差異都可給出較大的可靠性。
對于在可見光光譜上不吸收光或吸收光相當少的寬帶UV-吸收物質來說，該方法能發揮特別好的作用。最合適的是，如權利要求8所述，可用按照本發明的該方法測量過氧化氫的濃度，因為這些物質具有這種寬帶UV-吸收的特性。過氧化氫在食品和包裝工業上也是最一般使用的消毒試劑。
在食品包裝工業方面，該消毒試劑最通常的是隱藏在包含水，濕汽和/或空氣的流體，液態或氣態介質中。按照權利要求9所述的一個優選實施例，該介質是空氣和該消毒試劑的氣態蒸汽的混合物。空氣和水蒸汽是優選的，因為從環境和食品衛生方面來看，它們都是無害介質。
對于氣態過氧化氫的光吸收特性的測量來說，第一波長最有利的是從大約254nm來選擇。在氣態過氧化氫的吸收特性的測量中，該測量距離的長度最好是從大約10到250mm，這取決于樣本介質的濃度。
如上所述，該光源有利的是下述類型它在大約220nm和大約320nm之間的波長上發光，兩者就象大約385nm和更長的另一波長或第二波長區域的光。最好是，這樣波長的光源是一低壓汞燈。
按照本發明的一個優選實施例包括一濃度測定設備，它包括光源；測量距離(L)；采用檢測器形式的測量裝置，它產生檢測器輸出信號；和計算器單元，用來通過將Beer-Lambert關系應用于輸出信號高精度地計算實際濃度。定標測量是借助檢測器來完成的，該檢測器用來檢測透過參照樣本的光，該參照樣本包含了與測量樣本相同但基本上幾乎沒有待測物質或試劑的介質，該檢測器適于測量分別在第一和第二波長上的光的強度。通過在第一波長和第二波長上測量透過樣本和透過參照樣本的光的強度，和通過將獲得的值使用在Beer-Lambert關系中，就可在每一個第一和第二波長上測量該樣本中的光吸收特性。
在確定氣態介質中的過氧化氫的濃度時，該測量距離的長度最好是從大約10mm到大約250mm，而且該第一和第三檢測器適于測量在大約254nm波長上的光的強度。
按照本發明的產生該氣態介質與監測其濃度及氣體品質的方法和系統特別適于用在食品包裝工業中的包裝與充填機，及包裝材料的消毒上，因為它提供了在濃度測量上的高精度，不管在該消毒介質中是否存在擾亂物質，以這樣的方式就能更可靠地進行消毒，并使消毒試劑殘留(因為消毒試劑過剩)在消毒的包裝中的風險更小，以及更有效的使用該消毒試劑，同時保證沒有消毒介質凝結在消毒表面上。
優選實施例詳述按照本發明的方法和設備的另一些優點和優選特征將由下面的描述并具體參考附圖來闡明。
即使本發明此后將具體參考一方法和一系統來描述，但也應發現，如附錄的權利要求所述，本發明在其最寬的保護范圍內，并不全然限于這種實際應用，而是被選為在很多其它可想象得出的設備中間用來將本發明的方法付諸實際的例子。
在附圖中

圖1按照本發明的一個優選實施例示意地表示一用來生產包含消毒試劑，如過氧化氫，的氣態介質的系統；及圖2和圖3每一個都按照本發明的一個優選實施例，示意地表示一用來監測光吸收物質濃度的設備，該設備最好包含在用來生產氣態消毒介質的系統中。
參看附圖，于是，圖1就表示一包括氣化裝置111的系統100。液體消毒溶液流101與熱空氣流102一道被噴射進氣化器。在氣化器中產生的蒸汽被進一步通過加熱的氣體管道，以防止該氣體凝結，而且使該蒸汽通過用來檢驗該氣體品質的懸浮微粒檢測器112。此后，又將該氣體引向一濃度計113以便連續測量該氣態消毒介質的濃度。按照一個優選實施例，如果需要，就在該氣化裝置之后將懸浮微粒過濾器114連入該系統，或者總是永久地連入以便保證氣體基本沒有懸浮微粒。按照另一優選實施例，該系統具有一泄放閥和泄放管道115用于泄放已發現包含懸浮微粒的氣體，該泄放閥和泄放管道就安置在該懸浮微粒檢測器112之后，以便可將劣質氣體從該系統中導出，而既不需通過濃度計也不需通過消毒表面及消毒空間116。來自該懸浮微粒檢測器和濃度計113的該輸出信號分別被傳送到計算器單元117，它一方面計算該氣體消毒介質的濃度，另一方面又將該氣體的濃度值，可能的懸浮微粒含量，以及溫度，壓力和氣體流速與預定的正常值進行比較，該正常值是為了能進行滿意的消毒所應保持的值。然后將一個或多個調節器信號從該計算器和調節器單元傳回給氣化裝置，以便對控制其功能的參數進行校正，這些參數就是流速，混合比，溫度和壓力。原則上，該氣體的濃度是通過調節進入該氣化器的液態消毒試劑和熱空氣流來調節的。因為實際上在直通到濃度計和消毒空間的管道途中過氧化氫會消失和分解，因而該實際濃度總是低于理論值。現在通過對來自濃度計的實際值與正常值進行比較，就可對進入該氣化裝置的流進行自動而連續的調節，因而即使在該計量表和消毒空間也可達到正常值。
圖1b表示按照本發明的一更為優選的系統100b。
氣態消毒介質是在一氣化裝置111中產生的。液態消毒溶液流101與熱空氣流102一道被噴射進氣化器。使在氣化器中產生的蒸汽進一步通過加熱的氣體管道，以防止該氣體凝結，到達一組合設備112b，該組合設備用于該氣態消毒介質的懸浮微粒的檢測和濃度的連續測量。按照一優選實施例，如果需要，可將一懸浮微粒過濾器114直接在該氣化裝置之后接入該系統，或總是永久地接入以便保證氣體基本上沒有懸浮微粒。按照另一優選實施例，該系統具有一泄放閥和泄放管道115用于泄放已發現包含懸浮微粒的氣體，該泄放閥和泄放管道安置在該懸浮微粒檢測器和濃度計112b之后，以便可將劣質氣體從該系統中導出，而不需通過消毒表面和消毒空間116。來自該懸浮微粒檢測器和濃度計112b的該輸出信號分別被傳送到計算器單元117，它一方面計算該氣體消毒介質的濃度，另一方面又將該氣體的濃度值，可能的懸浮微粒含量，以及溫度，壓力和氣體流速與預定的正常值進行比較，該正常值是為了能進行滿意的消毒所應保持的值。然后將一個或多個調節器信號從該計算器和調節器單元傳回給氣化裝置111，以便對控制其功能的參數進行校正，這些參數就是流速，混合比，溫度和壓力。這樣，系統100b就在同一設備中并在該方法的同一步驟上將懸浮微粒檢測器和濃度計組合起來。
圖2和圖3分別表示濃度計的設計和結構的變化，按照本發明該濃度計最好包含在該系統中并還起作懸浮微粒檢測器的作用。
特別有利的是，在UV光譜上具有寬吸收帶，而在大于385nm的波長上具有接近于0的光吸收的物質的濃度可利用按照本發明的該方法和該系統來進行測量和調節。一種典型的這種物質就是過氧化氫。
為了滿足合適波長的光的需要的目的，可提供一個或更多的光源(11)。
按照本發明，優選的光源是這樣的光源，它產生來自UVB和UVC的較短UV波長，即從大約220延伸到大約320nm波長的光，以及大于大約385nm的可見光波長區域的光。這種光源的例子是氣體放電類型的燈，它們產生寬譜的光，例如氙燈或者高壓或低壓的汞燈。但是，按照本發明的優選實施例，設備也可使用UV激光。例如，可用一個或多個激光二極管提供一個或多個預定波長的UV光。為了給出可見光譜的光那時必須提供一附加的可見光的光源。
為了得到其它波長的光，可使用其它的很熟知的光源。
最優選的光源是在今天市場上能獲得的該種類型的低壓汞燈，因為它能從UV區在一預定波長上產生一具有最小的帶寬和很高強度的光譜線，而且還能產生來自可見光譜的光。相關的UV波長是大約254nm，或更精確地說是253.7nm，而另一清晰的譜線發現是在大約313nm。其它波長的光還可從該UV光源的光束濾掉。如果希望，例如，就可象關于低壓汞燈的情形一樣，可用一準直透鏡(1)使該燈發出的光沿光的路徑對中。UV光和可見光是由至少兩個不同的光源(11，11’)或僅由一個而且相同的光源(11)發出的。
包含待測氣體或液態樣本的測量池或監測空間(12)具有由石英玻璃或類似的有良好光學功能的透明材料構成的窗(12’)。該待測樣本介質最好在其流過測量池時進行測量。對于可能受UV輻射影響的物質，如過氧化氫，最好在一流動的樣本介質中測量濃度。
在使用氣態消毒介質的包裝與充填機中，可有利地將該測量設備建立在用來將該氣體流傳送到該消毒區的管道周圍。那時就在該管道壁上設置有用，例如，石英玻璃做的窗(12’)，以便能允許從該管道壁外面光源來的光通過進入該氣流，進而通過在對面管道壁上的窗(12’)，到達各自的光檢測器。那時很可能就不需要安置在通常管道外面而且在一用來為該測量池提供樣本介質的單獨環路中的單獨測量池。通過直接在樣本介質中測量的方法，在充填機中安裝一較簡單結構的設備就可以了。代替通過測量池進行測量，可用這樣的方法通過一測量空間來測量光的吸收。兩石英玻璃窗之間的距離構成測量距離的長度(L)。特別是在暖和氣態介質的情形中，單獨的測量環路會引出下述問題在測量空間的窗上形成一些凝結的微滴。在消毒設備中該測量空間甚至可由恰當的消毒腔構成。那時石英窗等都可安置在該腔的相對的壁上。
該樣本介質(40)，也就是消毒介質，或沒包含或基本上幾乎沒有該消毒試劑的參照介質(40’)，以該光不可能對該消毒介質產生作用的速度流過該測量池。
按照本發明，該介質可以是任何的不擾亂光吸收測量的液態或氣態介質。通常，消毒介質是以水或消毒空氣或含空氣的熱蒸汽為基礎的。但是，其它的選擇也是可想象得到的，如，純的惰性氣體，如氮，或對包裝的產品沒有損害或在包裝過程中對環境不擔當安全風險的消毒溶液。第一和第二波長最好應這樣選擇，使得待測物質或試劑在該兩波長上吸收足夠量的光。恰當的介質最好在與待測試劑相同的波長上吸收相當少或不吸收光。
測量池的長度(L)或通過樣本介質的測量距離，也就是該光透過該樣本的距離，可按照希望的測量范圍，即待測的濃度范圍，具體的介質和具體的測量波長加以選擇。
該測量距離(L)具有第一端和第二端，在第一端安置有該光源，第二端在與該光源相對的該測量空間的那一側，在這第二端安置有一用來對已通過該樣本介質的光進行檢測的裝置。
因此，為了檢測和測量通過該樣本介質的光，將第一和第二檢測器(14，19)安置在該測量池的對側，測量距離的第二端上。該第一檢測器(14)最好適于檢測在至少一個預定的第一波長上的UV光。任何標準的檢測器，最好是適于測量220-320nm波長的，都是合適的，例如UV-光敏二極管。
為了將透過樣本的光限制于該選擇的預定的測量波長，并用這種方法阻止來自其它的漫射波長的擾亂光進入該檢測器，沿該光束的路徑在該第一檢測器(14)的前面放置一濾光器(13)可能是有利的。這種UV光的濾光器可能有利的是帶通濾波器型。在光源僅發射一清晰波長或清晰波長區的光的情形，如激光二極管，就可省去濾光器。如果該檢測器具有所要求的光譜靈敏范圍也可不需要濾光器。
第二檢測器(19)最好適于檢測來自可見光光譜的，即長于大約385nm的波長的，預定的第二波長或波長區的光，更可取的是在從大約400nm到大約700nm的范圍內。該第二檢測器(19)合適的是一光電二極管和具有可見的“截止(cut-off)”或“截通(cut-on)”的濾光器類型的濾光器(18)，以便濾掉所有的UV光而只允許通過可見光。特別是在使用低壓汞燈時，第二檢測器優選的是適于測量436nm和/或546nm的光，因為在這些波長上它產生很確定的光譜線。
這樣從光源發射的光就可憑藉包含來自UV光譜和可見光譜兩者的幾種不同波長的光的單光束透過樣本介質(參看圖2)，例如，使用汞燈就是這種情形。具有不同波長的光也可由兩個或更多的光源來提供，然后借助已知光學裝置(鏡子，反射器)聚集成一單一的公共光束。另外(參看圖3)，光可通過兩分離的光束傳送，一個用來借助第一檢測器在該第一預定的UV波長上進行測量，而另一用來借助第二檢測器在該第二預定的可見波長或波長區上進行測量。在后一情形可能因為該光束通過該樣本介質的不同部分，或甚至通過不同的測量池，和因為擾亂物質的量可能是不同的(塵埃，懸浮微粒，微滴，粒子等)，而可引起不確定性。這樣，按照本發明，第一情形，也就是具有給出一單光束的光源或一些光源的情形是可取的。為了檢測兩分離波長的光，一旦該光通過該樣本介質，就可將主光束分成兩個光束。這最好借助沿光束路徑放置在該檢測器(14，19)之前的該測量距離第二端上的分束鏡(16)來實現，在可應用的地方，還可應用濾光器(13，18)。這種分束鏡可以是設計來允許通過部分光和反射另一部分光的鏡子或所謂的分束鏡立方體(splitter cube)或其它類型的光學窗。
這樣該分束鏡(16)就將該光束分裂成兩分離的光束(20，21)，通過這種方法這兩光束就分別給第一和第二檢測器提供了光。將光給與第一檢測器(14)的第一光束(20)最好在到達檢測器之前通過第一濾光器(13)，以便將進入該檢測器的光限制于預定的第一波長上。相應地，第二光束(21)最好通過第二濾光器(18)，以便將進入該第二檢測器(19)的光限制于預定的第二波長上。
因此，通過將來自光源的光束沿著長度為(L)的測量距離引導通過具有含待測試劑和擾亂物質的液體介質(40)的樣本，就可能檢測透過該樣本介質的第一波長的光(20)的強度，并將來自光源的光束沿著長度為(L)的測量距離引導通過不含或基本上幾乎沒有待測試劑的參照樣本(40’)，就可檢測已被允許透過參照樣本(40’)的第一波長的光(20’)的強度，產生第一輸出信號(15，15’)來分別表示通過該樣本和參照樣本的光的強度的差異。通過將Beer-Lambert關系應用到相對的輸出信號值上，光吸收試劑的濃度通常就可被確定。按照本發明，為了消除樣本(40)中雜質的影響，該試劑的實際濃度可通過校正來確定，該校正是通過使用在第二波長的相同測量所產生的相應第二檢測器的輸出信號(22，22’)來進行的。
模擬的檢測器輸出信號(15，22)被傳送到一轉換器單元以便轉換成數字信號，然后再傳送到計算器單元(36)去按照Beer-Lambert關系計算和評估濃度。在可采用的地方，還可對輸出信號進行處理以便另外獲得給自動濃度調節器系統的輸入信號，用來控制該試劑在該液態或氣態介質中的投放量。為了能應用Beer-Lambert關系，應該測量透過樣本介質和透過參照樣本，也就是沒有或基本沒有待測試劑的樣本的光的強度。如前所述，這也常常可優選地通過在一個而且相同的測量池中將內含物從樣本改變到參照樣本的方法來實現。另外，該參照樣本也可以在一只具有液態或氣態介質(沒有該樣本試劑)的單獨的測量池中進行測量。第一情形是優選的，因為它給出了最大的可靠性和精確度。
在計算器單元的計算最好如下進行1)慣例地，該濃度是借助Beer-Lambert關系，即C＝1/εL*Iog(1uv(0)／1uv)確定的其中1uv(0)是在該第一預定的UV光波長上允許通過該參照樣本，也就是僅有介質U(40’)的UV光的強度(第一檢測器的輸出信號15’)，而1uv是在該第一預定的UV光波長上通過該樣本，也就是含有待測試劑和擾亂物質的介質(40)的光的強度(第一檢測器的輸出信號(15))。
2)但按照本發明，該透過的光的強度還因為該液態介質或氣態介質中的雜質，如塵埃和其它的或多或少的固體粒子而變化。因此，關系1uv(0)/1uv必須用關系(1vis(0)/1vis)來校正，其中1vis(O)是允許通過參照樣本的，也就是只通過介質(40’) 的第二預定可見波長的光的強度(第二檢測器輸出信號(22’))，而1vis是允許通過該樣本介質的，也就是含有待測試劑和任何可能的擾亂物質的介質(40)的第二預定可見波長的光的強度(第二檢測器的輸出信號22)。
因此，下面應用C＝1/εL*log((1uv(0)/1uv)(1vis/1vis(0))即C＝1/εL*log(1vis/1uv)---VεL*log(1ivs(0)/1uv(0)其中第二項是在定標和通過該參照樣本的測量時確定的，然后可存儲在該計算單元作為常數值。關系(1vis/1uv)就這樣被連續測量。
3)按照本發明，還對從燈發射而沒通過該樣本介質的光的強度進行測量，并作為檢測器的輸出信號傳遞給數據處理單元。在這里的意圖是對從該燈發射的光的強度過一定時間后可因為燈的老化或因為給燈的電流功率供應發生變化而變化的事實進行補償。這種測量可證明是必須的，這種測量取決于該燈的質量，而且還取決于該測量的使用與目的，以及對測量濃度的希望精度的要求。已證明它對于包裝材料，包裝或意欲用于食品包裝的設備的消毒都是最好的。
4)因此關系(1uv(0)/1uv)應該用關系1uvref(0)/1uvref進行調節，其中1uvref(O)是在測量參照樣本時在該時間點上從該光源透射的第一預定UV光波長的UV光的強度(第三檢測器輸出信號29’)，而1uvref是在測量樣本介質時在該時間點上從該光源透射的第一預定UV光波長的UV光的強度(第三檢測器輸出信號29)。
為了某些目的，可假設，從該光源發射的光的強度在不同波長上隨時間變化同樣多。但是，這種假設對于大多數光源都不是真實的，因而在濃度計算上使精度變得較差。在使用低壓汞燈和對濃度方面要求高精度，如±3％，最好±2％的情形中，建議不作這樣的假設。同樣，這當然也取決于環境和測量的意圖。特別是，測量設備周圍環境的變化，如溫度的變化在不同波長上對該燈的功能和光的強度也具有不同的影響。這樣，不同波長光的強度之間的關系就隨環境的溫度變化而變化。溫度的起伏在包裝和充填機的環境中是很通常的。
5)因此，為了改善測量精度，從光源發射的光的強度應在第一和第二預定波長上進行測量。因此，關系(1uv(0)/1uv)應進一步用關系(1visref(O)/1visref)來調整，其中1visref(O)是在測量參照樣本時在該時間點上從該光源發射的第二預定波長的光的強度(第四檢測器輸出信號35’)，而1visref是在測量樣本介質時在該時間點上從該光源發射的第二預定光波長的光的強度(第四檢測器輸出信號35)。
6)因此，該濃度可按下述公式計算C＝1/εL*log((1uv(0)/1uv)(1vis/1vis(0))(1uvref/1uvref(O))(1visref(O)/1visref))即C ＝1/εL*log((1uvref/1uv)(1vis/1visref)-1/εL*log((luvref(O)/1uv(0))(1vis(O)/lvisref(0))其中第二項是在定標和通過該參照樣本測量時確定的，然后可存儲在該計算單元作為常數值。因此，只需對1uvref，1uv，1vis，1visref進行連續測量。
按照本優選實施例，在濃度測量方面的精度為±3％，最好為±2％，在對包裝材料的消毒過程中這是合乎需要的。
應對環境的溫度和壓力變化進行比較和校正計算。
因此，參看圖2，該設備還可包括一第二分束鏡(23)和一包含一第三濾光器(25)和一第三檢測器(26)的第三檢測器裝置(24)，該分束鏡(23)將來自光源的光分裂成第一光束(27)和第三光束(28)，而且該分束鏡被放置在該光源(11)和該測量距離(L)的第一端之間，該主光束(27)被沿著該測量距離引導通過該樣本介質，該第三檢測裝置(24)是設計來測量上述第一波長的UV光并沿著該第三光束(28)放置，而且通過這樣的裝置產生一參照輸出信號(29)(分別與1uvref(O)和1uvref相應)以便對來自光源的允許通過的上述第一波長的光的強度起伏進行補償。該第三濾光器和檢測器最好與第一濾光器(13)和檢測器(14)相同。該設備那時還包括一第三分束鏡(30)和一包括一第四濾光器(23)與一第四檢測器(33)的第四檢測裝置(31)，該第三分束鏡從第三光束(28)分裂出一第四光束(34)，該第三分束鏡被安放在第二分束鏡(23)和第三與第四檢測裝置之間，該第四檢測裝置(31)是設計來測量該第二波長的光并沿著第四光束(34)放置，通過這種方法產生一參照信號(35)(分別與1visref(O)和1visref相應)，以便對來自光源的允許通過的該第二波長的光的強度起伏進行補償。
第四濾光器和檢測器最好與第二濾光器(18)和檢測器(19)相同。這樣就將獲得第三和第四檢測器輸出信號(29；35)，它們就代表在某時間點上從該燈發射的光的強度。
在另一設備中，按照圖3，兩個光束被引導通過兩個分離的但相同的測量空間(12)，對于相應的現象使用相同的參考數字。
在圖3中，光源(11)，或，在可采用用的地方是光源(11，11’)，產生兩主光束(20，21)，其每一個都得透過一測量池(12)或透過不同的測量空間(12)，兩者都包含樣本介質和兩者都具有相同長度的測量距離(L)。沿著該光束(20)，在第一測量池內的該測量距離的第二端，安放有一第一檢測器(14)，用來檢測在第一波長上通過的光的強度。通常，該光首先通過第一濾光器(13)，以便將該待檢測的光限制為僅有第一波長的光。相應地，沿著該光束(21)，在第二測量池內的該測量距離的第二端，安放有一第二檢測器(19)，用來檢測在第二波長上通過的光的強度。通常，該光首先通過第二濾光器(18)，以便將該待檢測的光限制為僅有第二波長的光。
按照本發明的優選實施例，該設備那時還可包括一第一分束鏡(23)和一包含第三濾光器(25)和第三檢測器(26)的第三檢測裝置(24)，該分束鏡(23)將來自光源的光分裂成一主光束(20)和第三光束(28)，而且該分束鏡被放置在該光源(11)和該測量距離(L)的第一端之間，該主光束(20)被沿著該測量距離引導通過該樣本介質，該第三檢測裝置(24)是設計來測量上述第一波長的UV光的，并沿著該第三光束(28)放置，而且通過這種方法產生一參照輸出信號(29)以便對來自光源的允許通過的上述第一波長的光的強度起伏進行補償。該第三濾光器和檢測器最好與第一濾光器(13)和檢測器(14)是相同的。該設備那時還包括一第二分束鏡(30)和一包括一第四濾光器(32)與一第四檢測器(33)的第四檢測裝置(31)，該第二分束鏡(30)從第二光束(21)分裂出一第四光束(34)，而且該第二分束鏡被安放在光源(11)和第二測量池之間，該第四檢測裝置(31)是設計來測量該第二波長的光并沿著第四光束(34)放置，而且用這種方法產生一參照信號(35)，以便對來自光源的通過的第二波長的光的強度起伏進行補償。第四濾光器和檢測器最好與第二濾光器(18)和檢測器(19)相同。這樣將獲得第三和第四檢測器輸出信號(29；35)，它們代表在某時間點上從燈發射的光的強度。
在上述兩種情形中，參照測量可在沿分離光束的另外的分離的測量池中進行，或，最好是在相同的測量池中通過用參照介質(40’)暫時替代樣本介質(40)的方法進行。
濃度測量的靈敏度范圍可通過改變樣本內測量距離的長度，也就是該測量池或該測量空間的長度(L)來改變。低濃度要求一較長的測量距離，反之亦然。為了測量氣相中的過氧化氫，就要求一較長的距離，如從大約10到大約250mm，優選測量距離為50-150mm，而最好是25-100mm。濃度測量的檢出極限是大約0.02wt％或在氣相介質中表示為0.2g/m3。
當線性地測量氣相介質中的濃度，也就是在該氣流或機器的消毒腔中直線進行時，使用較長的測量距離可能是有利的。
為了測量低濃度的過氧化氫，254nm的汞燈發射波長在空氣/氣相和在水溶液兩種情形中都是很合適的。對于這種波長具有良好功能的檢測器是光敏二極管，它適于在254nm上進行檢測。
過氧化氫在氣相或水蒸汽中的濃度，直到大約170mg/1最好都是在254nm上測量，測量距離的長度是從大約25到大約100mm。
這樣，本發明就獲得了一提高了精度和可靠性的用來生產氣態消毒介質的最優的方法和系統。此外，還將獲得一自動而連續的方法和系統，用來自動而連續地調節該氣化器裝置的功能，因而調節該氣態介質的濃度和品質。
通過比較在兩不同波長上的光的吸收特性就能檢測擾亂物質，如塵埃粒子，污物和懸浮微粒，并能對它們的擾亂效應進行補償，一種波長最好是在UV區，而另一種最好是選在可見光譜區(汞燈適于大于385nm的波長)。還通過測量從光源發出但還未通過測量樣本的光，同時在每個測量波長上對通過樣本的該光的吸收特性進行測量，就可以測定實際的濃度并改善測量精度。
按照本發明的方法和系統最好應用于包裝材料和不同的包裝或充填機的消毒。
權利要求
1.一種用來生產包含消毒試劑的氣態介質，調節和監測該氣態消毒介質的濃度和品質的方法，其特征在于它包括下述步驟使包含所述消毒試劑的液態介質(101)氣化(111)；對在該氣態介質中懸浮微粒和液體微滴進行檢測(112)；連續測量氣態介質中該試劑的濃度(113)；及通過進行計算并將它們轉換(117)成輸出信號來連續處理來自所述檢測器和測量裝置的測量信號，以便對氣化器的功能進行連續調節和監測。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于它包括該步驟(115)，在該步驟上可間或地將劣質的和不正確的濃度的氣體除去。
3.按照權利要求1或2所述的方法，其特征在于它還包括一步驟(114)，在該步驟上懸浮微粒和液體微滴被從該氣態介質中除去。
4.按照權利要求1-3所述的方法，其特征在于在連續測量消毒試劑濃度的同時，在一個而且是相同的步驟上該懸浮微粒和液體微滴也被檢測。
5.按照權利要求1-4所述的方法，其特征在于按照用來在樣本介質中存在擾亂物質時高精度地測量氣態樣本介質中試劑濃度的連續方法測量消毒試劑的濃度，至少包括下述步驟導引來自光源的光通過所述樣本；測量在第一波長或第一波長區和在第二波長或第二波長區上所述光的吸收特性，在該第一波長上光被所述試劑和擾亂物質吸收，而在該第二波長或波長區上光則是被所述擾亂物質吸收而基本不被所述試劑吸收；及從所述測量來計算對所述擾亂物質的存在進行校正的所述試劑的所求濃度；在其方法中，為了補償從所述光源發出的光的強度變化，在每一個所述第一和第二波長上對從光源發出而沒有通過樣本的該光的強度進行測量，同時還進行所述吸收特性的測量；及根據該光強度的所述測量，對所述試劑的所述濃度測定進行誤差校正，該誤差是由發射光的強度變化所引起的。
6.按照權利要求5所述的方法，其特征在于所述光包括來自該UV光譜和來自可見光譜的光。
7.按照權利要求5-6所述的方法，包括在大約220和大約320nm之間的一個或多個第一波長上，在擾亂物質存在時，對在氣態介質中吸收UV光的試劑或物質進行濃度測定，其步驟包括a)提供一發射光的光源(11)，發射的光包括所述的第一波長和至少一大約385nm或更長的第二波長或第二波長區。b)沿著長度為(L)的測量距離，將光源發出的光引導通過包含該待測試劑或物質和擾亂物質的氣態介質樣本(40)；c)分別測量通過該樣本(40)的第一和第二波長的光(20)的強度；d)沿著長度為(L)的測量距離，將光源發出的光引導通過氣態介質的參照樣本(40’)，該介質包含基本較少的待測物質或試劑；e)分別測量允許通過該參照樣本(40’)的第一和第二波長的光(20’)的強度；f)這樣就產生第一檢測器的輸出信號(15；15’)用來分別表示來自樣本和參照樣本的所述第一波長光的強度方面的差異，和產生第二檢測器的輸出信號(22；22’)用來相應地表示所述第二波長的光的強度方面的差異；g)根據該第一輸出信號(15；15’)的相關值，利用Beer-Lambert關系來測量吸收UV的物質或試劑的濃度；h)根據該第二檢測器輸出信號(22；22’)對在g)步驟中測定的濃度值進行校正，由此消除在樣本(40)中雜質的影響；在該方法中i)分別檢測從所述光源發出而沒通過所述樣本介質(40)或參照樣本介質(40’)的所述第一和第二波長光的強度，分別與c)和e)中的測量同時；及j)對在h)中的濃度測定的誤差進行校正，該誤差是在將I)中的測量作為起始點時由光源發出的光的強度變化所引起的。
8.任何前述權利要求所述的方法，其中消毒試劑是過氧化氫。
9.任何前述權利要求所述的方法，其中氣態介質(40)都是以空氣和/或水蒸汽為基礎的。
10.一種用來生產包含消毒試劑的氣態介質，并調節和監測該氣態消毒介質的濃度和品質的系統(100)，其特征在于它包括設備(111)，用來氣化包含所述消毒試劑的液態介質(101)；裝置(112)，用來檢測該氣態介質中的懸浮微粒和液體微滴；裝置(113)，用來連續測量該氣態介質中該試劑的濃度；計算器單元(117)，用來處理來自所述檢測器和測量裝置的測量信號，并將其轉換成輸出信號，用來對該氣化器的功能進行連續調節和監測。
11.按照權利要求10所述的系統，其特征在于而且還包括裝置(115)，用來不時地除去劣質和正確濃度的氣體。
12.按照權利要求10或11所述的系統，其特征在于而且還包括裝置(114)，用來除去該氣態介質中的懸浮微粒和液體微滴。
13.按照10-12中的任一權利要求所述的系統，其特征在于所述的用來連續檢測懸浮微粒和液體微滴的裝置被包含在用來連續測量該氣態介質中的試劑濃度的裝置中。
14.按照10-13中的任一權利要求所述的系統，其特征在于所述的用來連續測量該氣態介質中的消毒試劑濃度的裝置包含至少一個光源(11)；光的引導裝置，用來引導從該光源發出的光通過所述的存在有擾亂物質的氣態介質樣本；裝置(14)用來測量允許通過該樣本的第一波長或第一波長區的光的吸收特性，在這第一波長上光被所述的試劑和擾亂物質所吸收；和(19)，在第二波長或第二波長區，在其上光被所述擾亂物質吸收而基本不被所述試劑吸收；以及裝置(36)，用來根據光吸收特性的測量來確定所述試劑的濃度，所述設備，為了補償從所述光源發出的光的強度變化，還包括測量裝置(26，33)，用來對從所述光源發出沒有通過該樣本的每個所述第一和第二波長的光的強度進行測量，與所述吸收測量同時進行，裝置(36’)用來根據光源的光的強度測量，校正所述濃度測量的誤差，該誤差是由從光源發出的光的強度變化所引起的。
15.按照10-14中的任一權利要求所述的系統，包括一設備(10)，用來測量在大約220nm和320nm之間的一個或多個第一波長上吸收UV光的物質或試劑在氣體介質(40)中的濃度，它包括待測的消毒試劑和擾亂物質，至少包含a)光源(11)，它發射包含所述第一波長和至少一大約為385nm或更長的第二波長或第二波長區；b)橫貫該介質(40)的長度為(L)的測量距離；c)裝置用來沿著該測量距離將該光引導通過該介質(40)；d)至少第一檢測器(14)適于測量沿著該測量距離通過的第一波長的UV光的強度，該第一檢測器產生第一第一檢測器輸出信號(15)，它代表通過包含待測試劑或物質以及擾亂物質的氣態介質樣本(40)的所述第一波長的光的強度；和一第二第一檢測器輸出信號(15’)，它代表通過不包含或基本上幾乎沒有該待測物質或試劑的氣態介質參照樣本(40’)的所述第一波長的光的強度；e)至少一第二檢測器(19)適于測量沿著測量距離通過的所述第二波長的光的強度，該第二檢測器產生一第一第二檢測器輸出信號(22)，它代表通過包含待測試劑或物質以及擾亂物質的介質樣本(40)的所述第二波長的光的強度，和一第二第二檢測器輸出信號(22’)，它代表通過不包含或基本上幾乎沒有該待測物質或試劑的該介質參照樣本(40’)的所述第二波長的光的強度；及f)計算單元(36)，用來根據該輸出信號的相關值通過使用Beer-Lambert關系來對該吸收UV的試劑的測定濃度進行計算；為了補償從所述光源發出的光的強度變化，所述設備還包括g)至少一第三檢測器(26)，它被設計來測量在光透過該樣本之前的第一波長的UV光的強度，與在該第一檢測器處的測量同時；h)至少一第四檢測器(33)它被設計來測量在光透過該樣本之前的第二波長的光的強度，與在該第二檢測器處的測量同時；及i)一計算單元(36’)，用來對所述測量的濃度的誤差進行校正，該誤差是由從該光源發出的光的強度變化所引起的。
全文摘要
本發明涉及一種方法和系統，用來生產包含消毒試劑的氣態介質和用來監測和調節該氣態介質的濃度和品質。該方法最好包含借助光吸收及其設備來對存在有擾亂物質的氣態介質樣本中的物質或試劑的濃度測定。通過在兩種不同波長上測量光的吸收，就能檢測和補償擾亂物質，如塵埃粒子，污物和氣泡(懸浮微粒)的影響。在測量通過該樣本的每個測量波長的光的吸收特性的同時，還通過對從光源發出但沒有通過該測量樣本的光的強度進行測量，就可高精度地測定實際的濃度。該方法和系統被用來對食品工業內的包裝材料，包裝容器和包裝或充填機進行消毒。
文檔編號G01N21/33GK1444724SQ0181364
公開日2003年9月24日 申請日期2001年4月20日 優先權日2000年5月31日
發明者H·哈爾斯塔蒂尤斯 申請人:利樂拉瓦爾集團及財務有限公司