JP4289249B2 - 液体検出センサ - Google Patents

Description

本発明は、無線ＩＣタグを用いて、液体が存在するかどうかを検出する液体検出センサに関するものである。

無線ＩＣタグは一般に、電池を内蔵しないが、読取装置が発生させる電磁波領域内に入ると電磁波により励起され、無線ＩＣタグに電源が供給される。読取装置が発生する電磁波にはコマンドが含まれているので、そのコマンドを無線ＩＣタグが受け取ると、個別ＩＤを含むデータを読取装置に返答するという動作原理である。

非常に簡単な構成ながら電波で情報を通信することが出来るため、工場や流通関連での在庫管理をはじめとしてあらゆる分野で活用されており、既に無線ＩＣタグと液体センサを組み合わせたものも存在する。介護分野ではおむつの状態検出が行われており、特許文献１に示すように小型かつ安価で再利用可能な液体検出センサを提供することを目的として無線タグと水分検知センサから構成されたものがある。
特開２００４−０８５２７７号公報

しかしながら、この方法では無線ＩＣタグ以外の特殊な回路構成が加えられており、しかも測定しようとする液体を回路構成内に取り込む構造になっているので、直接液体に回路部分が接触する必要があり、食料品や医薬品などを対象にすることは、化学面、物理面、衛生面、心理面などあらゆる面から問題が多く、こういった物に使用することは必ずしも適していなかった。

そこで、前記従来の課題を解決するために、本発明の液体検出センサは非吸水性、耐水性のいずれかひとつ以上の特性を持った電磁波透過性の被覆物質で無線ＩＣタグを覆った液体検出センサにおいて、電磁波を通さない液体収納容器の中に吊り下げ手段で吊り下げられて、液体収納容器の開口部付近に設置された読み取り手段との間で無線通信を行うことを特徴とする液体検出センサである。無線ＩＣタグは超短波あるいはマイクロ波領域の周波数帯を使用して、無線ＩＣタグの付近に液体があると通信できないので、液面よりも十分高い位置にある無線ＩＣタグからだけがデータ読み出し可能となり、液面よりも低い位置にある無線ＩＣタグからはデータが読み出せない。

加えて、非吸水性、耐水性のいずれかひとつ以上の特性を持った電磁波透過性の被覆物質で無線ＩＣタグを覆っているので、液体に直接無線ＩＣタグが触れることなく、しかも液体検出のための新たなセンサを追加する必要もなく、極めて簡単な構成で液量や、液体の有無を検出できる。

本発明の液体検出センサは、直接内部の液に無線ＩＣタグが触れることなく、液体が無線ＩＣタグの直近に存在しない場合にだけ、電波でデータを通信することが出来る（無線ＩＣタグの付近に液体があると通信できない）という超短波あるいはマイクロ波領域の周波数帯を使用している。したがって、非吸水性、耐水性のいずれかひとつ以上の特性を持った電磁波透過性の被覆物質で無線ＩＣタグを覆っただけのだけの極めて簡単な構成で、コスト的にも非常に有利に、液体の有無を検出する液体検出センサを提供できる。

第１の発明は、非吸水性、耐水性のいずれかひとつ以上の特性を持った電磁波透過性の被覆物質で無線ＩＣタグを覆った液体検出センサにおいて、電磁波を通さない液体収納容器の中に吊り下げ手段で吊り下げられて、液体収納容器の開口部付近に設置された読み取り手段との間で無線通信を行うことを特徴とする液体検出センサである。これによれば、液体が完全になくならなくても、ある一定値以下の量になると無線ＩＣタグ１１の直近に液体がなくなりデータが読み出せるようになるので、利便性が増す。

第２の発明は、特に第１〜３のいずれかの発明の液体検出センサにおいて、２．４５ＧＨｚ付近の周波数帯を用いる無線ＩＣタグを使用したので、周波数帯域の低い無線ＩＣタグよりも更に液体の影響を受けやすく、直近に液体が存在する時には無線ＩＣタグからデータを読み取れなくなるので、より確実な液体検出が可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて一実施形態について詳細に説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は第１の発明の電磁波透過性であって、非吸水性、耐水性のいずれかひとつ以上の特性を持った被覆物質１６で無線ＩＣタグ１１を覆った液体検出センサとシステム構成の一例を示す図である。

図において、液体収納容器１５の下部の破線部分ａは液体が入っている部分を示している。図において無線ＩＣタグ１１は完全に液体に浸かっており、読取装置１３はデータを読み取ることができない。

図に示した状態よりも、更に液が減っていき、無線ＩＣタグの直近から液が無くなると、無線ＩＣタグ１１のデータが読取装置１３に読み取られ、処理装置１４に送信される。

電磁波透過性であって、非吸水性、耐水性のいずれかひとつ以上の特性を持った被覆物質１６は、無線ＩＣタグ１１が直接液面に触れることを防ぐための目的であるので、例えばガラス、あるいは陶器、セラミック、樹脂などのように液面に触れても一切の化学変化を起こさない物質が好ましい。

（実施の形態２）
図２は第２の発明の２つ以上の無線ＩＣタグを概略直線上に並べた液体検出センサとシステム構成の一例を示す図である。

２つ以上の無線ＩＣタグ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅが概略直線上に並んでおり、それらが被覆物質１６で覆われている。被覆物質１６は、電磁波透過性であって、非吸水性、耐水性のいずれかひとつ以上の特性を持っている。

ここで改めて述べることでもないが、無線ＩＣタグ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅから得られるデータには、一般的な無線タグと同様にそれぞれ異なる独自ＩＤを含んでいる。図に示すような形式で液体収納容器１５に浸けこむことにより、液面から離れた場所にある無線ＩＣタグからはデータを得られ、液に浸かった無線ＩＣタグからはデータを得られない。得られたデータから液体がどの程度減ってきたのか認知することが出来る。

すなわち、図において、無線ＩＣタグ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄは液体に浸かっていないので、読取装置１３からデータを読み出すことが出来る。無線ＩＣタグ１１Ｅは液に浸かっているのでデータを読み出すことが出来ない。これらのデータは処理装置１４に送られ処理されるが、図のような例ではおおよそ５分の１程度しか液体が残っていないことが容易に判断できることになる。

無線ＩＣタグのデータには、液体収納容器１５のＩＤや液体の種類、メーカなどの情報を含むことが出来るので、例えば醤油が残り５分の１しか残っていない時に醤油瓶が自動的にそのことを処理装置１４に伝えるといった使い方ができる。

また、無線ＩＣタグ１１Ａは液面には浸からない位置に最も高い位置などに配置しておき、液が満たされても常時データを読み出しできるようにしておくことで、液体の種類、賞味期間、メーカ名などの情報をデータに含めて読出装置１３に送り続けるということも可能であり、在庫管理に利用しても構わない。

（実施の形態３）
図３は第３の発明の液体よりも比重が小さい液体検出センサとシステム構成の一例を示す図である。

図においては、被覆物質１６で無線ＩＣタグ１１を覆った液体検出センサが、液体収納容器１５に浮かんでいる。被覆物質１６は、電磁波透過性であって、非吸水性、耐水性のいずれかひとつ以上の特性を持っている。

液体検出センサは液体収納容器１６内で吊り下げ手段１７によって吊り下げられており、一定以下の高さまでしか下げられない構造になっている。これにより、液体が完全になくならなくても、ある一定値以下の量になると無線ＩＣタグ１１の直近に液体がなくなりデータが読み出せるようになるので、利便性が増す。

図においては、破線の部分ａが内部の液体を示しており、無線ＩＣタグ１１の直近に液面があるのでデータは読み取ることが出来ない。図に示すよりも液面が下がって、無線ＩＣタグの直近に液体がなくなるとデータを読取装置１３が読み取ることが可能となる。なお、吊り下げ手段１７に限らず、液面の途中に金網のような障害物を設けて液体検出センサが一定レベルよりも下がらないようにしても同じ効果が得られる。

さらには、液体収納容器１５が電磁波を通さない場合でも、電磁波の透過できる開口部を通じて読取装置１３に電波を使えることが出来る。もちろん液体収納容器１５の中に読取装置１３を内蔵したり、あるいは組み込んでも構わない。

（実施の形態４）
図４は第４の発明の液体よりも比重が大きい液体検出センサとシステム構成の一例を示す図である。

図において、液体収納容器１５の破線の部分ａが内部の液体を示しており、比重が大きいので液体検出センサが常に液体収納容器の底に沈んだ状態になる。これにより液体がほぼ完全になくなるまでデータを読取装置１３が読み取ることは出来ないので、ほぼ完全に液が無くなったことを検知することが可能となる。

なお、日本で無線ＩＣタグとして使える周波数のうち、最も周波数帯の高いマイクロ波領域である２．５４ＧＨｚの無線ＩＣタグは他の周波数帯の無線ＩＣタグよりも水の影響を受けやすく、液体により敏感に反応するので、本発明の用途に用いるのに最も適している。

また、本実施例では非常に限られた用途だけを例として用いているが、容器に入った液体であれば基本的に第１〜第４で説明した発明は適用可能であり、いずれの場合にも同様の効果を有するものである。

ここで述べてきた液体収容容器は醤油瓶のようなガラス製品であっても良いし、飲料水用ペットボトルでも良いし、牛乳パックのような紙製の容器でも構わない。対象とする液体も、日本酒、ビールのような酒類、あるいは、ジュース、医薬品（点滴を含む）といったあらゆる液体であり水でも構わない。

以上のように、本実施の形態においては、無線ＩＣタグが直接内部の液に触れることなく、液体が直近に存在しない場合にだけ、電波でデータを通信することが出来るという超短波あるいはマイクロ波領域の周波数帯を使用しているので、電磁波透過性であって、非吸水性、耐水性のいずれかひとつ以上の特性を持った被覆物質で無線ＩＣタグを覆うだけの極めて簡単な構成で、コスト的にも非常に有利に、液量や液体の有無を検出可能な液体検出センサを提供できる。

本発明の実施の形態１の液体検出センサとシステム構成一例図 本発明の実施の形態２の、２つ以上の無線ＩＣタグを概略直線上に並べた液体検出センサとシステム構成一例図 本発明の実施の形態３の、液体よりも比重が小さい液体検出センサとシステム構成一例図 本発明の実施の形態４の、液体よりも比重が大きい液体検出センサとシステム構成一例図

符号の説明

１１ 無線ＩＣタグ
１３ 読取装置
１４ 処理装置
１５ 液体収納容器
１６ 被覆物質
１７ 吊り下げ手段

Claims (2)

1. 非吸水性、耐水性のいずれかひとつ以上の特性を持った電磁波透過性の被覆物質で無線ＩＣタグを覆った液体検出センサにおいて、電磁波を通さない液体収納容器の中に吊り下げ手段で吊り下げられて、前記液体収納容器の開口部付近に設置された読み取り手段との間で無線通信を行うことを特徴とする液体検出センサ。
2. ２．４５ＧＨｚ付近の周波数帯を用いる無線ＩＣタグを使用したことを特徴とする請求項１記載の液体検出センサ。

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