JP4901523B2

JP4901523B2 - 容器内の液体種別の判別方法と装置

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Publication number: JP4901523B2
Application number: JP2007041395A
Authority: JP
Inventors: 匠西井; 康彦篠澤
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2007-02-21
Filing date: 2007-02-21
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2027-02-21
Also published as: JP2008203157A

Description

本発明は、容器内の液体の種別を判別するための方法および装置に関する。

例えば、航空機を利用する乗客は、危険物の機内への持ち込みを防止するために、Ｘ線画像撮影装置による手荷物検査や、金属探知機あるいはボディチェックによる身体検査を受ける。しかし、液体の場合、Ｘ線撮影や金属探知機では種別の判別が困難であり、例えばガソリンのような可燃性液体が市販飲料の容器（たとえばペットボトル）に充填した状態で、機内に落ち込まれることが起こり得る。

その回避のために、航空機利用の際の手荷物検査等で、容器内の液体の種別を迅速に判別できる方法あるいは装置の実用化が求められ、その要請に鑑みて、本出願人は、特許文献１に記載のように、液体種別によって誘電率が相違することを利用して、ペットボトルなどの絶縁体容器内の液体種類を判別する新たな判別方法と装置を開発し、実用化している。

ＷＯ２００５−００８２３０号公報

前記した誘電率の相違を利用して容器内の液体種別を判別する方法は、例えば水（誘電率が８０と高い値を持つ）と他の液体との判別を迅速に行うことができ、きわめて実用性が高い。しかし、基準となる液体（例えば、水）の誘電率に近い誘電率を持つ水溶液を基準となる液体と識別する、すなわち水でないと判別することは容易でなく、精度の高い誘電率測定器と精緻な判別作業を必要とする。このことは、水と、水と混じりあう他の液体（例えばエタノール）または水溶性物質（例えば水溶性の毒物）との混合液体の場合にも生じ得る。さらに、水と、ガソリンや潤滑油のような水と混じり合わない液体との混合液体の場合には、分離して下層に位置する水の誘電率を装置が測定しがちとなり、やはり測定している液体が水であると誤判断してしまう恐れがある。

本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、基準となる液体の誘電率に近い誘電率を持つ水溶液であっても、また分離して複数層を形成しているような液体でも、非接触でその液体種別を確実に判別することのできる新たな判別方法および装置を提供することを課題とする。

本発明による容器内の液体種別を判別する方法は、容器に一時的な衝撃を与えて容器内の液体に初期挙動を生じさせ、その挙動の経時変化を観察することにより液体種別を判別することを特徴とする。

前記初期挙動が生じた後の挙動の経時変化の状態は、当該液体の粘性と比重に依存してそれぞれ異なっており、本発明者らの実験では、予め種々の液体の前記挙動の経時変化に関するデータを蓄積しておき、試験時に得られた当該液体の前記挙動の経時変化の状態を前記蓄積したデータと比較することにより、当該液体の種別を具体的に判別すること、あるいは当該液体が例えば水である基準液体ではないことを判別することができた。この方法は、適宜の手段で容器に一時的な衝撃を与えて容器内の液体に初期挙動を生じさせればよく、容器の形状や容器内の液体量等に依存することなく、当該容器内の液体種別を判定することができる。また、容器内の液体が、水と近い誘電率を持つが粘性と比重が異なる可燃性液体の場合、さらには水と前記可燃性液体との混合液体の場合であっても、それらが混合液体であることを確実に判別することができ、例えば危険物として排除することができる。

前記方法において、前記液体の挙動の経時変化の観察する方法は任意であるが、一例として、当該液体の誘電率を測定する誘電率測定手段に現れる誘電率信号の経時変化を観察する方法が挙げられる。

液体は固有の誘電率を持ち、前記した特許文献１に記載されるような装置を用いることにより、容器に入れた状態で当該液体の誘電率を測定することができる。本発明者らは、前記の装置を用いて多くの種類液体の誘電率測定を行ってきているが、その過程で、検出の途中で容器に一時的な衝撃を与えると、容器内の液体に液面が波打つ挙動が生じ、その挙動に応じて誘電率測定手段に現れる誘電率信号が変化すること、また、液面が波打つ挙動は当該液体の粘性と比重に依存した挙動であること、さらに、液面が波打つ挙動は次第に減衰していくが、誘電率測定手段に現れる誘電率信号の変化もそれに応じて経時的に減衰していき、最後には、当該液体に固有の誘電率の値に収束することを知った。

すなわち、液体を収容した容器に一時的な衝撃を与えて容器内の液体に初期挙動を生じさせ、当該液体の誘電率を測定する誘電率測定手段に現れる誘電率信号の経時変化を観察することにより、前記した液体の挙動の経時変化を観察することが可能であり、誘電率値が近似している液体同士であっても、前記収束値に至るまでの誘電率測定手段に現れる誘電率信号の変化を観察し、そのパターンを比較することにより、それぞれ液体種別を判別することが可能となる。

例えば、水に近い誘電率を持つ水溶液の場合でも、粘性および比重が水と異なっている場合には、容器に一時的な衝撃を与えて容器内の液体に初期挙動を生じさせたときに、それが収束するまでの誘電率信号の経時変化パターンが水とは相違するので、それを観察することで、両者の判別は容易となる。より具体的には、水と、水と溶け合うエタノールの混合液体の場合、エタノールの混合量が少ないときには誘電率は水と近似した値となり、誘電率の測定結果のみで両者を判別することは困難となるが、前記のように、収束するまでの誘電率信号の経時変化パターンが、純水とは異なるので、両者のパターンを比較することで、容易に両者を判別することができる。さらに、ガソリンや潤滑油のように水と分離する液体と水との混合液体の場合には、上層となるガソリンや潤滑油の挙動が誘電率信号の経時変化として現れるので、やはり容易に判別が可能となる。

本発明は、前記の容器内の液体種別を判別する装置として、容器支持手段と、前記容器支持手段に支持された容器に衝撃を与える手段と、前記容器支持手段に支持された容器内の液体の誘電率を測定する誘電率測定手段と、前記誘電率測定手段に現れる誘電率信号の経時変化を記憶する手段とを少なくとも備えることを特徴とする容器内の液体種別を判別する装置をも開示する。

前記の装置は、限定されないが、基本的構成として、前記特許文献１に記載される形態の従来知られた誘電率測定装置を用いることができる。すなわち、好ましくは、前記誘電率測定手段として、２枚の平板電極が対向して配置される平板型のコンデンサと、内部に液体を収容できる非導電性の容器を前記２枚の平板電極で挟まれた領域以外の領域に保持する容器支持手段と、前記コンデンサの経時的な容量の変化を検知しかつ記憶する手段とを備える。

前記装置において、前記容器支持手段に支持された容器に衝撃を与える手段は、前記容器支持手段に対して打設等により衝撃を与え、その衝撃力が間接的に容器に衝撃を与えるような手段でもよく、容器支持手段に支持された容器に直接衝撃を与える手段でもよい。後者の場合、所定高さに容器を保持する保持手段と、前記保持手段による容器の保持を解放する手段とを容器支持手段に設けた構成されるものでもよい。

前記装置において、前記誘電率測定手段に現れる誘電率信号の経時変化を記憶する手段に記憶されたデータと、減衰後に現れる当該液体に固有の誘電率の値との双方を、判別のパラメータとして用いることも、場合によっては可能となる。

本発明において、容器に一時的な衝撃を与えて容器内の液体に初期挙動を生じさせ、その挙動の経時変化を観察するための他の具体的な方法として、誘電率信号の経時変化ではなく、少なくとも２箇所において容器内の液体重量を検出する容器内の液体重量検出手段に現れる検出値の経時変化の状態を観察する方法を採用することもできる。

前記したように、液体はそれぞれ固有の粘性と比重を持ち、液体を収容した容器に一時的な衝撃を与えて容器内の液体に初期挙動を生じさせたとき、容器内の液体は特定サイクルで全体が揺れ動くような挙動を取る。そのサイクルは、相互に溶解している液体の場合には、容器内の液体の粘性と比重に依存し、分離した層を形成する液体の場合には、より大きな粘性を持つ液体側の粘性に主に依存する。いずれにおいても、少なくとも２箇所に重量センサを配置して、それぞれのセンサで容器の重量を検出するときに、それぞれのセンサの検出値は、容器内での液体の移動サイクルを反映した値となる。また、容器内での液体の挙動の経時変化も、センサの検出値の経時変化となって現れる。

従って、液体の移動サイクルがその収束値に至るまでの重力センサの検出値の経時変化を観察し、そのパターンを比較することにより、容器内の液体を判別することが可能となる。

本発明は、さらに、前記の方法を実施する装置として、容器支持手段と、前記容器支持手段に支持された容器に衝撃を与える手段と、前記容器支持手段に支持された容器の少なくとも２箇所において容器内の液体重量を検出する容器内の液体重量検出手段と、前記容器内の液体重量検出手段に現れる検出値の経時的変化を記憶する手段と、を少なくとも備えることを特徴とする容器内の液体種別を判別する装置をも開示する。

前記装置においても、前記容器支持手段に支持された容器に衝撃を与える手段は、誘電率により液体種別を判別する前記装置の場合と同様、前記容器支持手段に対して打設等により衝撃を与え、その衝撃力が間接的に容器支持手段に支持された容器に衝撃を与えるような手段でもよく、容器支持手段に支持された容器に直接衝撃を与える手段でもよい。後者の場合、容器支持手段に設けた手段であって、所定高さに容器を保持する保持手段と、前記保持手段による容器の保持を解放する手段とで構成されるものでもよい。

前記容器支持手段に支持された容器の少なくとも２箇所において容器内の液体重量を検出する容器内の液体重量検出手段は、前記容器支持手段における容器の重量がかかる位置の少なくとも２箇所に取り付けた重量センサであることが望ましく、記憶手段は、前記重量センサに現れる検出値の経時的変化を記憶する。

さらに好ましくは、前記容器支持手段は容器を傾斜させて支持するようになっており、さらに、前記複数の重量センサそれぞれが検出する重量の比に基づいて、容器内の液体の容量を求め、当該容量と容器内の液体との重量とに基づいて、容器内の液体の比重を求め、該比重に基づき液体種別を判別する判別手段をさらに備える。

この場合には、容器内の液体重量検出手段に現れる検出値の経時的変化による判別と、容器内の液体の比重に基づく液体種別を判別との双方を、判別のパラメータとすることができるので、一層正確な液体種別の判別が可能となる。

本発明はさらに、上記した誘電率による判別手段と液体重量による判別手段の双方を有する容器内の液体種別を判別する装置として、容器支持手段と、前記容器支持手段に支持された容器に衝撃を与える手段と、前記容器支持手段に支持された容器内の液体の誘電率を測定する誘電率測定手段と、前記誘電率測定手段に現れる誘電率信号の経時変化を記憶する手段と、前記容器支持手段に支持された容器の少なくとも２箇所において容器内の液体重量を検出する容器内の液体重量検出手段と、前記容器内の液体重量検出手段に現れる検出値の経時的変化を記憶する手段と、を少なくとも備えることを特徴とする容器内の液体種別を判別する装置をも開示する。

この装置では、２種の判別手段を備えることにより、さらに精緻に容器内の液体種別を判別することが可能となる。

本発明によれば、容器内の液体が基準となる液体の誘電率に近い誘電率を持つ液体であっても、また分離して複数層を形成しているような液体でも、その液体種別を非接触で確実に判別することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態である誘電率を用いて容器内の液体種別を判別する方法および装置を説明するためのブロック図であり、図２は容器支持部材と容器とを拡大して示す図である。本実施の形態の容器内の液体種別を判別する装置は、容器内の液体の誘電率の測定をコンデンサを含む発振回路の発信周波数を検知することにより行っているが、これは一つの例であって、誘電率を測定する方法および手段はこれに限らない。

前記装置は、コンデンサ１と、容器２を保持する容器支持部材３と、発振回路４と、制御部５と、ＬＥＤ表示装置６ａ，６ｂ，６ｃと、容器センサ７ａ，７ｂとを有し、さらに容器支持部材３に衝撃を付与する適宜の衝撃付与手段Ｓを有する。発振回路４は、コンデンサ８、コイル９、ＮＯＴ回路１０ａ，１０ｂからなり、制御部５には、ＣＰＵ１１、パルスカウンタ１２、容器検出回路１３、タイマ１４、ＲＡＭ１５、ＲＯＭ１６、表示制御回路１７を含む。

この例において、コンデンサ１は、２枚の平板電極１ａ，１ｂが平行に配置された平板型のコンデンサであり、さらに、第３の電極１８を有する。第３の電極１８は図２に示すように、容器２の底部に接して配置される。また、第３の電極１８はコンデンサ１の一方の平板電極１ｂに接続され、その電位が平板電極１ｂの電位と同じに保たれる。一般に平板電極１ｂの電位は接地電位である。なお、前記第３の電極１８は省略してもよい。

容器２は、たとえば市販飲料の容器であるペットボトルであり、ここでは、非導電体でることが必要である。容器２の形状は任意であり、容器内部には被検査対象の液体が収容される。容器支持部材３も非導電体で構成されており、一部に、適宜の衝撃付与手段Ｓが装着される。衝撃付与手段Ｓが作動することにより、容器支持部材３に一時的な衝撃が与えられ、その衝撃力は容器支持部材３に支持された容器２に伝わり、それにより、容器２内の液体に初期挙動が生じる。

発振回路４は、コンデンサ１の容量が変化するとその発振周波数が変化する発振回路である。発振回路は、コンデンサ１、コンデンサ８のキャパシタンスとコイル９のインダクタンスによって決定される共振周波数でほぼ発振する。ＮＯＴ回路１０ａ，１０ｂによって発振はパルス電圧として出力され、パルスカウンタ１２によって所定時間（たとえば１秒）にカウントされたパルス数から発振周波数が求められる。

制御部５は、本実施の形態の容器内の液体種別を判別する装置を制御する。ＣＰＵ１１は汎用的な演算処理装置であり、所定のプログラムに従って処理を実行できる。パルスカウンタ１２はＣＰＵ１１によって制御され、発振回路４から出力されるパルスを計数する。容器検出回路１３は、容器センサ７ａ，７ｂを制御し、容器支持部材３に容器２が配置されたことをまた配置されていないことを検知する。タイマ１４はＣＰＵ１１によって制御され、時間の経過を計測する。ＲＡＭ１５はデータの一時記憶装置である。ＲＯＭ１６からロードしたプログラムやデータを保持し、また、プログラムの実行に利用するワークエリアを確保する。ＲＯＭ１６は、本装置で用いるプログラムやデータを記録する。なお、ＲＯＭ１６に代えてハードディスクドライブ等他のメモリ装置を利用することも可能である。表示制御回路１７は、ディスプレーやＬＥＤ等の適宜の表示装置６ａ，６ｂ，６ｃの表示を制御する。表示装置６ａ，６ｂ，６ｃは後に説明する本装置の状態や本装置による容器２内の液体種別の測定結果を表示する。

容器センサ７ａ，７ｂは、容器２が容器支持部材３に配置されたことを検出するためのセンサである。たとえばセンサ７ａを発光部、センサ７ｂを受光部とする光センサを例示できる。また、近接センサ等他のセンサを利用することも可能である。

図３は、本実施の形態の容器内の液体種別を判別する装置における容器内液体の判別方法の一例を説明したフローチャートである。なお、以下に説明する処理は、その手順をコンピュータプログラムによって実現することが可能であり、このプログラムは前記したＲＯＭ１６に記録される。本明細書においてプログラムもＲＯＭ１６その他の記憶装置に記録される限り本発明の装置の一部を構成するものとする。また、以下の説明ではコンピュータプログラムによって下記処理を実行する例を説明するが、シーケンス制御、ハードウェアによる自動制御等他の制御手段によって同様の処理が実現できることは勿論である。

まず、ステップ２０では周波数測定を実行する。周波数測定は、たとえば１秒等適当な期間を定め、この期間内にパルスカウンタ１２によってカウントされるパルス数を計測する。計測値から１秒あたりにカウントされたパルス数を求めると発振周波数を求めることができる。ここで計測した発振周波数は変数Ｂとして例えばＲＡＭ１５に記録する。

次に、ステップ２１では前記容器センサ７ａ，７ｂからの信号に基づき、容器が検出されたかを判断し、容器が検出されない場合はステップ２０に戻って処理を繰り返す。容器が検出された場合には、発振周波数の測定を行い、測定結果を変数Ｃとして記録する（ステップ２２）。

次に、変数Ｂと変数Ｃの差を求め、この値が所定の閾値より大きいか小さいかを判断する（ステップ２３）。すなわち、変数Ｂの値は前記のとおり容器が設置されていないときの発振周波数であり、変数Ｃの値は容器が設置されたときの発振周波数の値である。容器内に何らかの液体が収容されている場合、液体の誘電率は空気よりは大きいので、Ｃの値はＢより小さくなる。一方、容器内の液体が純水である場合、水はガソリン等危険物液体と比較して高い誘電率を有するのでコンデンサ１のキャパシタンスは大きくなり、発振周波数が小さくなって、Ｂ−Ｃの値は大きくなる。逆に、容器内にガソリン等危険物液体が収容されている場合には、コンデンサ１のキャパシタンスは前記と比較して小さくなるのでＢ−Ｃの値は小さくなる。閾値はこれを識別できる値として設定する。

この結果、ステップ２３でＢ−Ｃが閾値より大きくない場合、容器内液体は安全な水を主成分とする液体とは判断できないので、容器内液体を危険物判定し（ステップ２４）、表示装置６ａを点灯する等で警報信号を出力する（ステップ２５）。ステップ２３でＢ−Ｃが閾値より大きい場合、容器内液体は安全な純水であると仮判定できる（ステップ３０）。なお、前記の手順は、前記したＷＯ２００５−００８２３０号公報に記載されるものと同じである。

上記の判定方法において、閾値の取り方によっては、あるいは液体が２層に分離しているような場合に、純水でないにもかかわらず、容器内液体は安全な水であると仮判定される場合が起こる。そのような場合として、容器内液体が、誘電率が水に近い液体の場合、あるいは水にエタノールやオイル等が混入した混合液体の場合等が挙げられる。

前記の装置では、その場合に、必要に応じて、容器支持部材３に取り付けた衝撃付与手段Ｓを駆動する信号を制御部５から出して衝撃付与手段Ｓを駆動する（ステップ３１）。衝撃付与手段Ｓを駆動することにより、容器２に一時的な衝撃が与えられ（ステップ３２）、容器２内の液体は表面が波打つような初期挙動を生じ、その挙動は経時的に減衰していく。前記したように、液体の前記挙動に応じて、誘電率信号である発振周波数は変化する。タイマ１４を作動して一定時間（例えば１００ｍｓ）ごとの発振周波数の測定を一定時間にわたって行い、測定結果を変数Ｄとして例えばＲＡＭ１５に記録する（ステップ３３）。

ステップ３４で、一定時間毎の変数Ｄと前記変数Ｃとの差（Ｄ−Ｃ）の値をＲＡＭ１５に経時的に記録する。表示制御回路１７はその結果から得られる減衰パターンを記録紙あるいはディスプレーである表示装置６ｂに表示する（ステップ３５）。

ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１６に記憶している、純水に一時的衝撃を与えたときに生じる挙動の経時的減衰パターンと記録された減衰パターンとが一致するかどうかを比較する（ステップ３６）。２つのパターンが一致すれば、容器内液体を水と判定し（ステップ３７）、表示装置６ｃを点灯する等で安全信号を出力する（ステップ３８）。２つのパターンが一致しないときには、容器内液体を危険物と判定し（ステップ３９）、表示装置６ｃに点滅表示にする等の警報信号を出力する（ステップ４０）。なお、前記減衰パターンの比較は、前記ステップ３５での記録紙あるいはディスプレー上に表示された減衰パターンを作業者自身が目で観察して行うようにしてもよい。

また、ＲＯＭ１７内に、多くの種類の液体に関する前記初期挙動の経時変化パターンを記憶しておく場合には、それらとの比較により、当該液体の種別そのものを判定することもできる。さらに、ステップ２１で容器が検出された場合、ステップ２２以降を省略して、前記ステップ３１以降を直ちに実行するようにしてもよい。但し、その場合には一定時間毎に変化する前記変数Ｄの値を直接ＲＡＭ１５に経時的に記録し、表示制御回路１７はその結果から得られる減衰パターンを記録紙あるいはディスプレー上に表示する。

前記の装置において、第３の電極１８は、図２に示すように、容器２の底部に接して配置される。このような平板電極１ａに印加される電圧と相違する電位に保持される第３の電極１８を容器２の底面に接して配置することにより、コンデンサ１からの漏れ電界が第３の電極１８の方向に引き寄せられ、容器２内の液体を通過する電束の密度が第３の電極１８を配置しない場合に比較して大きくなる。これは、容器内の液体の誘電率の相違を反映するコンデンサ１の容量変化が大きくなることを意味し、結果として容器内の液体の判別精度が向上する。前記したように、第３の電極１８がなくてもコンデンサ１の充分な容量変化が得られる場合には、第３の電極１８は省略できる。

次に、上記した装置を用い、非導電体である市販の飲料容器（ペットボトル）に、異なった種類の液体を同量入れ、同じ力の衝撃を与えたときに生じた、初期挙動の経時変化（減衰状態）を記録した実測値に基づき、本発明を説明する。

図４のグラフは、水とエタノールの混合液体の場合であり、水のみの場合の誘電率信号の経時変化曲線を曲線Ａ、５０％水＋５０％エタノールの場合の誘電率信号の経時変化曲線を曲線Ｂ、７０％水＋３０％エタノールの場合の誘電率信号の経時変化曲線を曲線Ｃ、として示している。なお、グラフにおいて、縦軸は、各液体において、衝撃による表面波動が次第に減衰していき、波動が実質的になくなったときの誘電率（発信周波数）の値（前記変数Ｃに相当する）を基準値０とし、１００ｍｓ毎の計測値（前記変数Ｄに相当する）Ｄと前記変数Ｃとの差分を示しており、横軸は時間を示している。

水とエタノールの混合液体は、水の誘電率とかなり近い誘電率を示し、誘電率のみをパラメータとして当該混合液体を判別すると、水だけの液体であると誤判断する恐れがある。しかし、図４の示されるように、水だけの場合の減衰パターンＡと、水とエタノールの混合液体の場合の減衰パターンＢおよびＣは、明らかに異なっており、両者を明確に判別することができる。

図５は容器内の液体がエタノールのみの場合の、図４と同様の減衰曲線Ｄを示しており、そのパターンは水だけの場合の減衰パターンＡと明らかに相違している。水の誘電率は８０，エタノールの誘電率は２５であり、誘電率の測定のみでも両者を判別することができるが、本発明によるように、容器に一時的な衝撃を与えて容器内の液体に初期挙動を生じさせ、その挙動の経時変化を観察することによっても、確実に判別することができる。

図６は、容器内に水とオイルを５０：５０の比率で混合した液体について、同様にして初期挙動の経時変化を観察した結果である。水とオイルの混合液は、オイルが上層となった２層に分離した液体となり、従来法により混合液の誘電率を測定しようとすると下層の水の誘電率が測定されがちとなって、オイルを含む液体でありながら、安全な液体との判定が出てしまう恐れがある。しかし、グラフに示されるように、初期挙動を生じさせ、それが減衰していくときの誘電率の経時変化のパターンＥは、粘性の高いオイルが上層にあることによって、液体全体の挙動が抑え込まれた結果、水の減衰パターンＡと大きく異なったものとなっている。このパターンの違いにより、両者を確実に判別することができる。

（実施の形態２）
次に、本発明による第２の実施の形態である重量の経時変化の状態を観察して容器内の液体種別を判別する方法および装置を説明する。この形態は、容器が金属容器のように導電体の容器の場合にも適用できる利点がある。この装置５０は、基台５１と適宜のハンド５２を備え、基台５１の上には容器支持部材５３が位置している。該容器支持部材５３は２本の支柱５４，５４により傾斜した姿勢で保持されており、各支柱５４，５４にはそれぞれ容器内の液体重量検出手段を構成する重量センサ５５Ａ，５５Ｂが設けられる。２つの重量センサ５５Ａ，５５Ｂからの重量信号は制御部６０に送られる。

容器支持部材５３の上に、適宜の液体を収容した容器２を置くと、２つの重量センサ５５Ａ，５５Ｂがそれぞれ検出する重量は、容器支持部材５３および容器２の重量を無視すると、容器２内の液体の重量の所定比率分であり、２つの重量センサ５５Ａ，５５Ｂの検出する重量の合計は、容器２内の液体の重量となる。また、前記ハンド５２を用いて、容器２を容器支持部材５３に沿って上方に所定距離だけ移動し、そこでハンド５２を開放すると、容器２は容器支持部材５３に沿って落下して容器支持部材５３に衝突することにより停止する。それにより、容器２には一時的な衝撃を与えられ、容器２内の液体に表面が波打つような初期挙動が生じる。なお、容器２に衝撃を与える方法はこれに限らず、容器支持部材５３に衝撃を与えて間接的に容器２に衝撃を与える方法、手で容器２を持ち上げて落下させる方法などであってもよい。

容器内の液体に生じた初期挙動は、経時変化しながら減衰していく。容器内液体の挙動の変化および減衰の状態は、２つの重量センサ５５Ａ，５５Ｂのそれぞれに、経時変化する重量検出値として現れる。そして、初期挙動が経時的に減衰していくときの態様は、容器内液体の粘性や比重によって異なる。

制御部６０は、前記した２つの重量センサ５５Ａ，５５Ｂから得られる重量検出値を基づいて容器２内の液体の種別を判別する。具体的には、制御部６０は、インターフェース回路６１，ＣＰＵ６２、ＲＯＭ６３、ＲＡＭ６４、表示制御回路６５、タイマ６６を有する。インターフェース回路６１は、重量センサ５５からの重量信号を取得し、それをＣＰＵ６２に供給する。ＣＰＵ６２は、汎用的な演算処理装置であって、本発明による液体を判別するための処理プログラムを実行する。ＲＯＭ６３は、この形態による液体を判別するためのプログラムを記憶し、また、少なくとも水の場合の容器内の液体重量検出手段に現れる重量検出値の経時的変化による減衰パターンを記憶する。ＲＡＭ６４は、ＲＯＭ６３から読み出したプログラムを展開したり、すくなくとも重量検出値の経時的変化による減衰パターンを含む演算結果を一時記憶するなどＣＰＵ６２のプログラム実行時の作業用メモリである。表示制御回路６５は、液体判別結果等を表示部７０に表示するための回路である。タイマ６６はＣＰＵ６２によって制御され、時間の経過を計測する。

上記の装置５０において、２つの重量センサ５５Ａ，５５Ｂのそれぞれが検出する重量検出値が経時的に変化して減衰していくパターンを記憶し、それをＲＯＭ６３が記憶している水の場合のパターンと比較することにより、容器２内の液体が水か水以外の液体かを判別することができる。その比較は、表示部７０に表示される容器内液体と水の２つのパターンを人が視覚的に識別することによって行うこともできる。

上記の装置５０は、容器内の液体重量を検出する２つの重量センサ５５Ａ，５５Ｂを備えるので、それらの重量比により容器内の液体の容量を求めることができる。また、容器内の液体の重量も求めることができる。従って、液体の容量と重量とから、液体の比重（重量／容量）が求められ、その値から当該液体を判別することもできる。例えば、求められた比重が１であれば、容器内液体は水と判別することができ、０．８前後であれば有機系可燃物と判別することができる。

この比重による判別と、前記した容器に一時的な衝撃を与えて容器内の液体に初期挙動を生じさせ、その挙動の経時変化を表す２つの重量センサ５５Ａ，５５Ｂからの重量信号の減衰パターンによる判別との双方を用いることにより、より正確な容器内液体の判別が可能となる。

（実施の形態３）
図８は、本発明による容器内の液体種別を判別する方法および装置の第３の実施の形態を示している。この形態では、前記図２に示した実施の形態１の装置における容器支持部材３の２箇所に、前記図７に基づき説明した実施の形態２での重量センサ５５Ａ，５５Ｂを取り付けている。図では省略しているが、重量センサ５５Ａ，５５Ｂからの信号は、図７に示したと同様にして制御装置６０に送られて処理される。この実施の形態３では、誘電率信号による判別手段と重量信号による判別手段の２つの判別手段を、同時にまたは選択して使用することができ、さらに精緻に容器内の液体種別を判別することが可能となる。

本発明の実施の形態１の方法および装置を説明するためのブロック図。容器支持部剤と容器との関係を拡大して示す図。本発明の実施の形態１を説明するフローチャート誘電率測定手段に現れる誘電率信号の経時変化のパターンを示すグラフであり、水および水とエタノールの混合液体のパターンを示している。エタノールについての図４に相当するグラフ。水とオイルの２層液体についての図４に相当するグラフ。本発明の実施の形態２の方法および装置を説明するための図。本発明の実施の形態３の方法および装置を説明するための図

符号の説明

１…コンデンサ、２…容器、３…容器支持部材、４…発振回路、５…制御部、６ａ，６ｂ，６ｃ…表示装置、７ａ，７ｂ…容器センサ、Ｓ…衝撃付与手段、４…発振回路、８…コンデンサ、９…コイル、１０ａ，１０ｂ…ＮＯＴ回路、１１…ＣＰＵ、１２…パルスカウンタ、１３…容器検出回路、１４…タイマ、１５…ＲＡＭ、１６…ＲＯＭ、１７…表示制御回路、１８…第３の電極、５１…基台、５２…ハンド、５３…容器支持部材、５４，５４…支柱、５５Ａ，５５Ｂ…重量センサ、６０…制御部、７０…表示部

Claims

容器内の液体種別を判別する方法であって、容器に一時的な衝撃を与えて容器内の液体に初期挙動を生じさせ、その挙動の経時変化を、当該液体の誘電率を測定する誘電率測定手段に現れる誘電率信号の経時変化を観察することにより、当該液体の種別を判別することを特徴とする容器内の液体種別を判別する方法。
容器内の液体種別を判別する装置であって、
容器支持手段と、
前記容器支持手段に支持された容器に衝撃を与える手段と、
前記容器支持手段に支持された容器内の液体の誘電率を測定する誘電率測定手段と、
前記誘電率測定手段に現れる誘電率信号の経時変化を記憶する手段と、
を少なくとも備えることを特徴とする容器内の液体種別を判別する装置。
容器内の液体種別を判別する方法であって、容器に一時的な衝撃を与えて容器内の液体に初期挙動を生じさせ、その挙動の経時変化を、少なくとも２箇所において容器内の液体重量を検出する容器内の液体重量検出手段に現れる検出値の経時変化の状態を観察することにより、当該液体の種別を判別することを特徴とする容器内の液体種別を判別する方法。
容器内の液体種別を判別する装置であって、
容器支持手段と、
前記容器支持手段に支持された容器に衝撃を与える手段と、
前記容器支持手段に支持された容器の少なくとも２箇所において容器内の液体重量を検出する容器内の液体重量検出手段と、
前記容器内の液体重量検出手段に現れる検出値の経時的変化を記憶する手段と、
を少なくとも備えることを特徴とする容器内の液体種別を判別する装置。
容器内の液体種別を判別する装置であって、
容器支持手段と、
前記容器支持手段に支持された容器に衝撃を与える手段と、
前記容器支持手段に支持された容器内の液体の誘電率を測定する誘電率測定手段と、
前記誘電率測定手段に現れる誘電率信号の経時変化を記憶する手段と、
前記容器支持手段に支持された容器の少なくとも２箇所において容器内の液体重量を検出する容器内の液体重量検出手段と、
前記容器内の液体重量検出手段に現れる検出値の経時的変化を記憶する手段と、
を少なくとも備えることを特徴とする容器内の液体種別を判別する装置。