JPH0755719B2 - 炭酸飲料を容器に自動的に充填する装置及び方法 - Google Patents

炭酸飲料を容器に自動的に充填する装置及び方法

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JPH0755719B2
JPH0755719B2 JP59258480A JP25848084A JPH0755719B2 JP H0755719 B2 JPH0755719 B2 JP H0755719B2 JP 59258480 A JP59258480 A JP 59258480A JP 25848084 A JP25848084 A JP 25848084A JP H0755719 B2 JPH0755719 B2 JP H0755719B2
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ザ・コカ‐コーラ・カンパニー
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    • B67D1/12—Flow or pressure control devices or systems, e.g. valves, gas pressure control, level control in storage containers
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    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D3/00—Apparatus or devices for controlling flow of liquids under gravity from storage containers for dispensing purposes
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296—Acoustic waves
    • G01F23/2962—Measuring transit time of reflected waves

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は容器を炭酸飲料で自動的に充填するための装置
に関する。更に詳細には、本発明は充填（filling）操
作中、その上に泡を形成する傾向のある炭酸飲料で容器
を充填するのを自動的に制御するための超音波レベル検
出器に関する。
従来の技術及び発明が解決しようとする問題点 今まで、飲料分配器（beverage dispenser）の下のカ
ツプの正しい位置づけに応答してカツプの如き容器に飲
料を自動的に充填し、それからカツプ内に正確な液体レ
ベルが達成されたとき分配操作を終る装置を提供する試
みが行なわれてきた。これ等の従来技術のシステムにお
ける液体レベル検出器装置は液体レベルを測定するのに
伝導性又は容量性のプローブ（probe）の如き電気的プ
ローブを一般に利用している。
また超音波変換器（transducer）及び関連する検出器回
路を利用して容器内の液体レベルを測定するための公知
のシステムもある。しかし乍ら、これ等のどれも炭酸飲
料カツプの自動充填操作を制御するために実行されてい
ない。
超音波の使用は飲料カツプの自動充填操作を制御する目
的に対して確実な潜在的（potential）利点を有してお
り、これでは、超音波変換器はカツプの存在を検出する
のに応答して充填操作を開始するため及び所定の液体レ
ベルが達成されるまで充填操作中カツプ内の液体レベル
を連続的に監視するための双方に利用されることができ
る。双方のこれ等の機能は、カツプが配置されるべき作
業領域に隣接する分配機の領域を乱すことなく後混合
（post−mix）飲料分配器の分配ノズルに隣接して超音
波変換器を取付けることによつて達成されることができ
る。
従つて本発明の主たる目的はカツプの存在を検出し、且
つ正確な高さまでカツプの充填を自動的に制御するため
の超音波変換器を利用する自動カツプ充填装置を提供す
ることである。
本発明の更に他の目的は各一杯（each serving）に対
して均等な量の飲料を分配する後混合飲料分配器のため
の完全自動カツプ充填機を提供することである。
本発明の他の目的は、炭酸飲料の泡立ちがその上に泡を
生じても、頂部リツプ（top lip）に隣接する位置まで
カツプに正確に充填するためのシステムを提供すること
である。
本発明のなお他の目的は充填操作が開始する前にカツプ
内の氷のレベルを測定し、そして氷のレベルが所定の限
界を越えていれば、その自動充填を妨げる後混合飲料分
配器のための自動カツプ充填装置を提供することであ
る。
本発明のなお更に他の目的は分配器ノズルの下のカツプ
の存在を正確に測定し、そしてカツプ以外の物体によつ
て装置の偶発的なトリガリング（triggering）を避ける
超音波変換器を含んでいる自動カツプ充填装置を提供す
ることである。
本発明のなお他の目的は分配器ノズルの下の正しい位置
にカツプの手動挿入に応答して充填サイクルを開始する
自動カツプ充填操作を提供することである。
本発明の他の目的は反射された信号に応答して制御機能
の正確な実行を保証するためカツプから反射された信号
のリンギングを防ぐための適切な検出器回路を提供する
ことである。
本発明のなお更に他の目的は、所望の制御機能を実行す
るようにプログラムされたマイクロプロセツサと共に超
音波変換器を利用する自動カツプ充填装置を提供するこ
とである。
問題点を解決するための手段 本発明の目的は炭酸飲料の充填中泡を形成する傾向があ
る炭酸飲料で容器を自動的に満たすための装置を提供す
ることによつて実現され、この装置は； 充填されるべき容器又はカツプの頂部の開口内へ炭酸飲
料の流れを向けるための分配器ノズル、但し、開口は囲
んでいるリツプ（lip）によつて規定されている； 開いているとき分配器ノズルへ炭酸飲料の流れを開始
し、閉じたときそれへの流れを止めるための弁手段； 充填される容器内の炭酸飲料のレベルを測定するための
検出手段； 該炭酸飲料が容器内の所定のレベルに達するとき該分配
器出口への炭酸ガスの流れを止める該弁手段を閉じるた
めの該検出手段に応答する第１の制御手段； 泡の消滅によつて生じた所定の距離以上まで、該第１の
制御手段によつて該弁手段の閉止後該飲料のレベル沈下
すれば、該炭酸飲料の流れを再開始するための該弁手段
を開くための手段； 該レベルが該容器リツプからの所定の距離に達するとき
該弁手段を閉じるための第２の制御手段とを含んでい
る。
液体レベル検出機能が超音波変換器及び関連するトラン
シーバ回路によつて行なわれ、そして制御機能がMotoro
la MC6801の如きプログラムされたマイクロプロセツサ
によつて実行される。しかし乍ら、本発明の制御操作は
プログラムされたマイクロプロセツサを利用する代りに
本発明の制御機能を行なうよう配列された個別の論理回
路及び構成部品のより代えられることが出来ると理解さ
れるべきである。
本発明による分配器等の開放、従つて充填操作の開始は
ノズルに隣接して配置された超音波変換器を有している
分配器ノズルの下に充填されるべきカツプの正確な位置
づけによつてトリガされる。超音波変換器が超音波パル
スを充填させるべきカツプの方へ送り、そして超音波エ
ネルギーがカツプリツプ、カツプ内部及びカツプが支持
されている支持トレイからカツプの存在、位置及びその
中の液体又は氷のレベルに関する必要なデータを提供す
るため反射される。カツプの存在は一連の４パルスの中
３パルスに対しての如く一連のリツプレベル信号に対し
て同じリツプ信号を検出することによつて測定され、そ
してカツプ充填操作の開始はこれが起きなければ許容さ
れない。反射された信号の識別（identity）の超音波変
換器から送られるべきパルスと比較して、それ等の発生
（occurrence）時間によつて決定される。例えば、カツ
プリツプからの反射された信号はカツプの底部から反射
された信号よりもより早く変換器に関する。従つて、こ
れ等の信号は変換器から送られた超音波パルスに関して
時間軸に沿つて時間的に間隔をへだてられており、従つ
て識別されることができる。同時に、容器内の多くの氷
の頂部から反射された信号はこのような時間軸上で分析
されることができ、充填されるカツプ内のアイスのレベ
ルを測定する。本発明によれば、カツプの充填は氷のレ
ベルが充填操作の開始前に所定の限界を越えていれば妨
げられる。
本発明によれば、出来る限りカツプのリツプの近くまで
各カツプを充填するのが望ましいので、飲料がカツプの
リツプの位置に近づくに従つて、カツプのリツプから反
射された超音波信号と飲料の表面から反射された信号と
の間にいくらかのリンギング又はオーバラツプが起きる
ことが判明した。従つて、本発明はこのリンギング又は
オーバラツプの問題を避けるためリツプ信号の立下り縁
及び液体レベル信号の立下り縁を検出するため適切な検
出器回路を備えている。カツプリツプ信号の検出可能な
立下り縁は液体レベル信号によつてオーバラツプが起る
とき見えなくなるから、リツプ信号の立下り縁の不在は
液体レベルがカツプリツプに達したのを指示するのに使
用される。
本発明の目的及び付随するその利点は図面の下記の説明
を参照してより容易に明らかとなるであろう。
実 施 例 第１図を参照して説明すると、全体的に20で示された後
混合（post−mix）飲料分配器（dispenser）装置が前方
斜視図で例示されている。例示された特定の分配器装置
は３つの異なる型式の、即ちフレーバのソフトドリンク
飲料を分配するための３つの分配ノズル22を含んでい
る。各各の分配器ノズル22は、分配器キヤビネツトの上
方部分によつて設けられた突出部上に分配ノズル22のす
ぐ後方に取付けられた超音波変換器26を有している。カ
ツプ24の頂部の開口を囲んでいるリツプ24L及び底部24B
を有している紙カツプ又はプラスチツクカツプ24の如き
充填されるべきカツプを支持するための従来のドリツプ
（drip）トレイ又は格子28が分配器ノズル22及び超音波
変換器26のすぐ下方にある。第１図に例示されている如
く、超音波エネルギーは、超音波変換器26からカツプ24
の方へ送られ、そしてカツプの内部、カツプのリツプ24
L及びドリツプトレイ表面28から反射し、超音波変換器2
6へもどり、ここでそれは第２図に関連して以下に記載
されているトランシーバ回路で処理される。カツプの内
部から反射される超音波信号はカツプの底部からか又は
カツプの内容物から反射され、それは自動充填サイクル
内の点によつて氷か又は液体のいづれかでよく、そして
LLで示されている。カツプリツプ24Lから反射された超
音波信号はCLで示されており、そしてドリツプトレイ又
は格子28から反射された超音波信号はDTで示されてい
る。
また、第１図の後混合飲料分配器20のキヤビネツトはそ
の前部表面上に指示ライト32を備えており、これは所定
の限界を越える氷を有しているカツプを操作員が充填し
ようとするとき照明される。また後混合飲料分配器20の
キヤビネツトは、必要なシロツプパツケージと、カーボ
ネータ（carbonator）と、操作のとき各々の分配器ノズ
ル22と関連される分配器弁を操作するための制御回路と
を内蔵している。これ等の分配器弁は、例えば電気的に
作動され、そして開いたときに分配器ノズル22から流体
の流れを開始し、閉じたときにこれ等のノズルからの流
体の流れを停止する当技術において一般に行なわれてい
る任意の型式のものでよい。これ等の弁は、以下に説明
する第２図のシステムのマイクロプロセツサ34からの信
号に応答して開閉する。
第２図を参照して説明すると、Motorola MC6801でよい
マイクロプロセツサ34を含んでいる、本発明の自動充填
装置のブロツクダイアグラムが例示されている。マイク
ロプロセツサ34はバスラインＴに沿つてトリガー信号を
超音波変換器26のトランシーバドライバー回路へ送り、
そしてラインＲを経て超音波変換器26によつて測定され
た反射された超音波エネルギーから処理された電気信号
を受取る。バスラインＲに沿つて受取られた反射された
信号は、第１図の後混合飲料分配器20内の分配器制御器
20Cを操作するためバスラインＣに沿つて制御信号を発
生するためにプログラム論理機能に従つてマイクロプロ
セツサ34内で処理される。前述の如く、分配器制御器
は、充填されるべき関連したカツプ内にこれ等のノズル
からの飲料の流れをスタートし、且つ停止するための分
配器ノズル22の各々に関連する弁を含んでいる。
超音波変換器26のドライブ回路は波形発生器（wave gen
erator）36と、ドライバー増幅器38、パルストランス40
及び同調（tuned）RLC回路42とを含む。このドライバー
回路はトリガーされて第１図のカツプ24の方に向けられ
た、変換器26からの超音波パルスを発生する。第２図に
例示されたトランシーバ回路のドライバー部分はマイク
ロプロセツサ34からバスラインＴからの信号によつてト
リガされるとき150ボルト、D.C.バイアスを有するシヌ
ソイダル50KHz、220ボルトバースト（burst）を変換器
に供給する。
第１図における、それぞれカツプのリツプ24Lから反射
された信号CLと、カツプの内部から反射された信号LL
と、ドリツプトレイ28から反射された信号DTは増幅さ
れ、且つ処理されて、TTL（トランジスタトランジスタ
論理）レベルパルス列を生じ、この場合各パルスは反射
された超音波をバツフア増幅器44、マルチプレクサ46、
第１の増幅器48、受動（passive）60Hzフイルタ50、第
２の増幅器52、比較器54、及び50KHzフイルタ56を含む
第２図のトランシーバ回路の部分によつて表わしてい
る。
第３図を参照して説明すると、第２図のドライバー増幅
器38及びパルストランス40の詳細な回路ダイヤグラムが
例示されている。例示されている如く、ドライバー増幅
器38は50Hz出力を備えた発振器を具備する波形発生器36
の出力に接続されたそのベースを有している従来のNPN
トランジスタ38を具備することができる。ドライバー増
幅器38のコレクタはパルストランス回路40に接続されて
おり、これはRLC同調回路42内に結合されている。ま
た、コレクタは保護ダイオードD1を通りアースに結合さ
れており、これはドライバー増幅器38をパルストランス
40をスイツチングすることによつて生ずる誘導過電圧か
ら保護する。同調（tuned）回路42は超音波変換器技術
において一般に行なわれており、そして超音波トランシ
ーバ回路のドライビング及び信号処理部分の双方の間に
カツプリングを提供する。即ち、それはパルストランス
40からの出力と超音波変換器26によつて検出された反射
された信号との間のカツプリングネツトワークとして役
立ち、これ等は第３図に例示されている如く、誘導子Ｌ
を通り、且つダイオードD2、D3を含む適切な整流器を通
りバツフア増幅器44へ出力される。波形発生器36は、第
２図のマイクロプロセツサ34によつてラインＴに沿つて
トリガされたとき50KHz TTLレベル信号の３サイクルを
発生する。任意の商業的に入手できる、シングルチツプ
発振器でよい。パルストランス40は波形発生器36及びド
ライバー増幅器38からの５ボルト入力信号を超音波変換
器をドライブするのに適した220ボルト信号に変換す
る。素子Ｒ、Ｌ及びＣを含むRLC同調共振回路は非常に
高いｑを有しているので、それは変換器26を効果的にド
ライブし、そして検出した信号をトランシーバ回路の信
号処理部分に結合する。320ボルトツエナダイオードZ1
が変換器26を過電圧から保護する。第３図の回路は適切
な信号対雑音比をなお提供している間に電気的「リンギ
ング（ringing）」を最小にするように設計された。
第４図を参照して説明すると、第２図のバツフアー増幅
器44と、第１の増幅器48と、60Hz受動（passive）フイ
ルタ50とのための回路ダイアグラムが例示されている。
この回路は、National Semiconductorによつて製造され
た双対演算−増幅器（dual OP−Amp）、モデル番号LF35
3である商業的に入手できる集積回路チツプで代えられ
る。第４図に例示されたターミナルピンは製造者のデー
タシートに設けられた商業的なピン番号を有しており、
そして１乃至８の番号が付されている。この双対演算−
増幅器構成は第２図に例示されたバツフア増幅器44及び
48の組合された機能を行なう。即ち、バツフア増幅器は
RLC回路42の高いｑを保つため１の利得（unity gain）
を有していなければならない、そして第５図に例示され
た第２の増幅器52と共に第１の増幅器48は小さい反射さ
れた超音波信号（10mV）をトランジスタ−トランジスタ
−論理（TTL）レベル（５ボルト）に変換するのに使用
される。受動60Hzフイルタ50は第１の増幅器48からの増
幅された信号出力からストレイ（stray）60Hz電力ライ
ンノイズを除くのに使用される単一のRCフイルタであ
る。第２図のマルチプレクサ46は、第２図に例示されて
いる如く、バツフア増幅器34及び第１の増幅器48との間
に挿入されることができるが、第４図は１つの変換器に
対して１つの信号路のみを示しており、マルチプレクサ
46は明確化のため除かれている。
第５図を参照して説明すると、第２図の第２の増幅器52
及びその比較器54の詳細な回路ダイアグラムが例示され
ている。これ等の素子の機能はまたNational Semicondu
ctorによつて製造された双対演算−増幅器（dual OP−A
mp）で商業的に入手できる集積回路チツプLF353によつ
て実行され、そして商業的なピン番号１乃至８が第５図
に例示されている。5.1ボルトツエナダイオードが比較
器54の出力をTTLコンパチブルレベルにクランプする。
第６図を参照して説明すると、第２のブロツクダイアグ
ラムの50KHzフイルタの詳細な回路ダイアグラムが例示
されている。このフイルタはTexas Instrumentによつて
製造された74LS123型の再トリガ可能な単安定（one−sh
ot）回路であることができる。このフイルタの機能は波
形発生器36によつて発生された最初の50KHz周波数の任
意のトレースを除くことである。第２図に例示されてい
る如く、このフイルタの入力は比較器54の出力に接続さ
れ、そしてその出力がバスラインＲを通りマイクロプロ
セツサ34に接続される。第７図を参照して説明すると、
第７図のブロツクダイアグラムに使用するのに適したマ
ルチプレクサ46が例示されており、これはNational Sem
iconductorによつて製造された商業的に入手できる1Cチ
ツプ、モデル番号4066でよい。例示された如く、このマ
ルチプレクサは商業的なピン番号１乃至６に沿つて６つ
の入力まで受取り、そして６つの分配器弁及び関連した
ノズルまでを作動するために、時分割マルチプレツクス
方式の商業的なピン番号８乃至14に接続されたターミナ
ルに沿つて出力信号を受けとることができる。
本発明の自動充填装置の作動は第９図乃至第16図に例示
されたソフトウエアのフローチヤートと共に、第８図の
タイミングダイアグラムを参照することによつて容易に
理解されることができる。
第８図を参照して説明すると、その中のグラフＡ乃至Ｅ
は、第１図に例示されている如く、後混合飲料を有する
カツプの自動充填によつて起こる種々の状態を例示して
いる。第８図を見ると、時間が横軸に沿つてプロツトさ
れており、そして反射された超音波信号が縦軸に沿つて
プロツトされていると理解されるべきである。第８図に
おける信号は第３図乃至第７図の回路によつてTTL論理
レベル内に処理される前、変換器26によつて見られた反
射された信号の波形を示している。マイクロプロセツサ
34は第８図の波形と同じ位置における時間軸上に位置づ
けされた方形波TTL信号を見る。グラフＡは第１図に例
示された如く、超音波変換器26の分配器ノズル22の下の
ドリツプトレイ28上に支持された空カツプ24に対する反
射された信号の特質を例示している。Ｏで示された、グ
ラフＡの左側の基準はパルスがカツプ24の方へ第１図の
構成において超音波変換器26によつて下方へ送られる時
点を表わしている。従つて、反射されたパルスのすべて
は時間軸ｔに沿つて関連する送られたパルスの発生に関
係づけられる。グラフＡの参照によつて明らかな如く、
カツプリツプ24Lからの反射された超音波パルス信号がC
Lで示されており、そしてそれはドリツプトレイ及びカ
ツプの底から反射されたパルスよりもより早く超音波変
換器26に達する。ドリツプトレイ又は格子パルスはDTで
示されており、そしてカツプの底から反射されたパルス
はグラフＡのLLで示されており；そして例示された如
く、これ等は、ドリツプトレイ表面及びカツプの底が密
接して並置されているので、隣接している。従つてこの
位置における信号LLは空カツプを示している。
グラフＢに例示されている如く、カツプ24が液体で満た
されているとき、カツプの底のパルスLLであつたものは
このとき液体レベルパルスLLとなり、これは充填工程中
の任意の時点においてカツプ24内の液体レベルによつて
グラフＢの時間軸に沿つて移動する。即ち、カツプの内
部から反射された液体レベル信号はカツプリツプから反
射された信号CLの方に時間的に益々接近し、そして更に
時間的にドリツプ又は格子パルストレイから反射された
信号DTから遠ざかる。
グラフＣを参照して説明すると、一杯なカツプ状態が例
示されており、この状態では液体レベルパルスLLはカツ
プリツプパルスCLに隣接する。これ等のそれぞれの信号
は本質的には合体するので、これ等の信号間のリンギン
グ（ringing）は検出器回路に起ることがある。従つ
て、本発明の好ましい実施例によれば、このリンギング
問題を避けるためａで示されたカツプリツプ信号CLの立
ち上り縁及びｂで示された液体レベル信号の立下り縁を
検出しようと試みることは好ましい。グラフＣにおける
場合であるリツプ信号の検出可能な立下り縁のこの不
在、ａはカツプが殆んど一杯であることを意味してい
る。
本発明の他の特徴によれば、泡が消滅した後カツプ24内
の炭酸飲料の充填操作をトツプオフ（top−off）できる
のが望ましい。カツプ24を炭酸飲料で満たしている間
に、泡を生じ、それが与えられた時間後消滅して一杯よ
りも少い液体を有するカツプを残すことはよく知られて
いる。この問題を避けるため、第２図のトランシーバ回
路及び関連するマイクロプロセツサ34がグラフＣに例示
された如く、反射された超音波信号の状態を検出すると
き、これはカツプ24が液体で満たされて、そしてマイク
ロプロセツサ34から制御ラインＣに沿つて信号を発生し
て分配器弁を閉じ、カツプ内への液体の流れを停止する
ことを示している。その液体が泡を含んでいれば、それ
はしばらくして消滅するので、容器内の見掛けの液体は
グラフＣに例示した如く、点Ｃまで沈下するように思わ
れる。マイクロプロセツサ34はこのような状態を識別す
るようにプログラムされており、そして液体レベル信号
LLがカツプリツプ信号CLと並置にもどるまで分配器制御
器20CへラインＣに沿つて弁開放信号を発生することに
よつて液体の流れを再開始する。これが起ると、マイク
ロプロセツサは再びこの状態を検知して、分配器制御器
20Cへ制御ラインＣに沿つて弁閉止信号を発生して、充
填動作をストツプしそして一杯の状態を達成する。従つ
て、本発明の技法によつて、その上の泡の形成に関係な
く飲料の一杯なカツプが得られることができる。
グラフＤ及びＥを参照して説明すると、充填操作を開始
するにはあまり多くの氷がカツプ24内にあるかどうかを
決定するための本発明の技法を例示している。グラフＤ
において、時間軸の分析から明らかな如く、液体レベル
信号LLによつて例示された氷のレベルはカツプ底の方へ
の中途よりも少いところに配置されているから、氷の受
入れ得るレベルがある。この状態において、マイクロプ
ロセツサ34内の論理は、分配器ノズル22に関連する適切
な弁を開くため、分配器制御器20CへラインＣに沿つて
開始パルスを発生することによつて充填操作を自動的に
開始するようにプログラムされている。他方において、
信号LLがグラフＥに例示された時間軸上の位置を占める
ように氷レベルがなつていれば、これはカツプが半分以
上氷であることを意味している。これは望ましくないの
で、マイクロプロセツサ34にプログラムされた論理は分
配器20CへラインＣに沿つて信号を発生せず、且つ開始
せず、そして充填操作を始めることができない。従つ
て、本発明のシステムは操作員によつて氷をカツプに入
れ過ぎたり、客に所定量の液体飲料よりも少く提供する
ことを許さない。
上述の操作は、第９図乃至第16図のフローチヤートによ
つて例示されたソフトウエア又はプログラムと共に第１
図乃至第７図に関連して記述されたハードウエアによつ
て実行され、これ等は自明であるが、大体において以下
に記述されている。
メイン ルーチン（Main Routine） 第９図に例示されたメインルーチンはマイクロコンピユ
ータシステム及び変換器の試験及び７つの異なる状態又
はサブルーチンＳφ乃至S6へ制御を指図するのを引き受
ける。試験は下記より成っている： 既知のビツトパターンを記憶することによって且つその
パターンを読みもどす（reed back）ことによってラン
ダムアクセスメモリを試験する、 検査合計（checksum）を確認することによって読出し専
用メモリを試験する。
パルスを生じ、且つ格子レベル（ドリツプトレイ28の位
置を示している信号DT）を受信することによって変換器
を試験する。
制御機能が選択された状態をコールすることによって行
なわれる。各状態は、そのルーチンの完了により、次の
適切な状態に、状態を変化するのを引き受ける。
状態φ−カツプ検出 第10図に例示された状態φ（Ｓφ）はカツプの存在を検
出するのを引き受ける。カツプが検出されれば、状態は
S1に変化される；さもなくば、状態はＳφのままであ
る。第１及び第２の帆射された信号の読出しは後の引用
（reference）のためにとっておく。第１の値はリツプ
信号であり、そして第２の値はその中に氷を含んだカツ
プに対する氷のレベル信号でなければならない。
状態１−カツプ及び氷レベルの確認 第11図に例示された状態１（S1）はカツプの存在確認及
び氷レベルのチエツクを引き受ける。カツプの存在が確
認され、そして氷レベルがオーケーであれば、弁が開か
れ、そして状態はS2に設定される。カツプが確認されな
ければ、状態はＳφに設定される。氷レベルが許容され
るよりも大きければ、これを指示する光が点灯される。
カツプ存在確認は一連の３つの超音波パルスを生ずるこ
と、及び状態Ｓφに保たれたリツプ値CLにほぼ等しい少
くとも２つのカツプリツプ信号の受取りを検出すること
によって達成される。
状態２−充填開始 状態２において行なわれるルーチンは、第８図のグラフ
Ａ乃至Ｃと共に第12図のフローチヤートを参照すること
によって最もよく理解されることができる。グラフＡ乃
至グラフＣは以下に説明する如く、開始から終りまでの
充填操作を示している。状態２（S2）はカツプの初期の
充填を引き受ける。第12図のフローチヤートに例示され
た如く、マイクロプロセツサソフトウエアは最初にカツ
プが存在しているかどうかを見て調べ（look）、もしそ
うなら、状態２（S2）に進む。それから第２の値（検出
された第２の反射されたパルス）が格子の値DT（この状
態は第８図のグラフＡに例示されている）に等しいかど
うかを見て調べる。もしそうなら、それは、検出された
第１の値がリツプ信号CLプラスオフセツトに等しい。こ
の状態が第８図のグラフＣに例示されている。オフセツ
ト（グラフＣにおけるａとｂとの間の距離）はカツプリ
ツプ及び液体レベル信号の合体によって生ずる。この状
態が達成されたとき、カツプ一杯であり、そしてソフト
ウエアは状態３（S3）に入る。
状態 ３ 第13図に例示された状態３サブルーチンは泡が消滅した
後カツプの充填を再開始するのを引き受ける。第８図の
グラフＣに例示された如く、泡が消滅したとき液体レベ
ル信号は例えば点Ｃに退く。状態３（S3）は分配器弁を
オフにし始める。それからリツプ及び液体レベル信号の
双方を読出し、そして液体又は流体レベル信号プラスオ
フセツト（グラフＣにおけるCL及びLL）の合体によって
生ずる）はリツプ信号CLよりも大きく、分配弁はカツプ
の充填を完了するためもとえ戻される。それからメイン
ルーチンは状態４（S4）に移る。
状態４−カツプ充填 第14図に例示された状態４（S4）はS3が完了できなくな
った充填の終了を引き受ける。カツプが一杯であること
を確認されたとき、弁は止められ、そして状態はS5に変
る。
状態５−カツプ一杯確認 第15図に例示された状態５（S5）は泡が安定した後カツ
プが一杯であることを保証し、且つカツプの除去を検出
するのを引き受ける。カツプが更に流体を必要とするこ
とが確認されれば、弁は開にもどされ、そして状態はS4
に変えられる。カツプが検出されなければ、状態はS6に
変えられる。カツプが一杯であり、そして検出されれ
ば、状態は不変である。
状態６−カツプ除去 第16図に例示された状態６（S6）はカツプの除去を確認
するのを引き受ける。格子レベルが検出されれば、状態
はＳφに変えられる；さもなくば、カツプが一杯である
ことを保証するため状態はS5に変えられる。
本発明の精神及び範囲を逸脱することなく当技術におけ
る通常の知識を有する者に思い出されるときは、上述の
システムは変更されることができると理解されるべきで
ある。
【図面の簡単な説明】
第１図は各分配器ノズルと関連している超音波変換器
と、変換器の超音波エネルギー及び関連するカツプの相
互作用を例示するため１つのノズルの下方に配置された
充填されるべきカツプとを含んでいる後混合飲料分配器
キヤビネツトの斜視図である； 第２図は第１図の後混合飲料分配器のトランシーバ回路
及び分配器制御器と相互作用するマイクロプロセツサと
組合わせた本発明の超音波変換器のためのトランシーバ
回路の概略的ブロツクダイアグラムである； 第３図は第２図のブロツクダイアグラムのブロツク38、
40及び42の詳細を例示している回路ダイアグラムであ
る； 第４図は第３図のブロツクダイアグラムのブロツク44、
48及び50の詳細の回路ダイアグラムを例示している； 第５図は第２図のブロツクダイアグラムのブロツク52及
び54の詳細を例示している回路ダイアグラムである； 第６図は第２図のブロツクダイアグラムからのブロツク
の詳細な回路ダイアグラムである； 第７図は複数の分配器ノズル及び関連する超音波変換器
が第１図の装置に例示された如く利用されるべきである
とき、第２図のブロツク内の素子46として使用されるべ
き適切なマルチプレクサの１実施例を例示している。 第８図は本発明の装置の動作を図解するため、充填され
るべきカツプ及びその関連する支持表面並びに内容物か
ら反射された超音波エネルギーの波形を例示しているタ
イミングダイアグラムである。 第９図乃至第16図は第２図のブロツクダイアグラムにお
けるマイクロプロセツサ34をオペレートするためのソフ
トウエアのメインルーチン及びサブルーチンを例示して
いるフローチヤートである。 20……後混合飲料分配器 22……分配器ノズル 24L……リツプ 26……超音波変換器 32……指示ライト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダグラス・アレクサンダー アメリカ合衆国ジヨージア州30067マリエ ツタ・エスイー・デルクロード2560 (56)参考文献 特開 昭58−30998（ＪＰ，Ａ) 特公 昭53−11906（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】充填中泡を形成する傾向がある炭酸飲料を
    容器に自動的に充填する装置において、 該容器の頂部の容器リツプによって規定された開口内へ
    炭酸飲料の流れを導く分配器出口、 開いたとき該分配器出口へ該炭酸飲料の流れを開始し、
    閉じたときそれへの流れを止めるための弁手段、 該容器内の炭酸飲料のレベルを測定するための検出器手
    段、 該炭酸飲料が該容器内の所定レベルに達したときに、該
    分配器出口への炭酸飲料の流れを止めるため該弁手段を
    閉じるための該検出器手段に応答する第１の制御手段、 該第１の制御手段によって該弁手段の閉止後、該泡の消
    滅によって、該容器リツプから所定距離以上まで該飲料
    のレベルが沈下したときに、該炭酸飲料の流れを再開す
    るために該弁手段を開くための手段、及び 該レベルが該容器リツプから所定の距離に達したときに
    該弁手段を閉じるための第２の制御手段を具備すること
    を特徴とする装置。
  2. 【請求項２】該検出器手段が、 超音波エネルギーを該容器リツプ及び該容器の内部の方
    へ送るための超音波手段、及び 該容器リツプ及びその中の該液体から反射された超音波
    エネルギーを受けとり、容器リツプ信号及び液体レベル
    信号を生成するための超音波検出手段を具備し、 信号の各々が時間に関して立上り及び立下り縁を有して
    いる特許請求の範囲第１項記載の装置。
  3. 【請求項３】充填中泡を形成する傾向がある炭酸飲料を
    容器に自動的に充填する装置において、 該容器の頂部の容器リツプによって規定された開口内へ
    炭酸飲料の流れを導く分配器出口、 開いたとき該分配器出口へ該炭酸飲料の流れを開始し、
    閉じたときそれへの流れを止めるための弁手段、 該容器内の炭酸飲料のレベルを測定するための検出器手
    段、 該炭酸飲料が該容器内の所定レベルに達したときに、該
    分配器出口への炭酸飲料の流れを止めるため該弁手段を
    閉じるための該検出器手段に応答する第１の制御手段、 該第１の制御手段によって該弁手段の閉止後、該泡の消
    滅によって、該容器リツプから所定距離以上まで該飲料
    のレベルが沈下したときに、該炭酸飲料の流れを再開す
    るために該弁手段を開くための手段、及び 該レベルが該容器リツプから所定の距離に達したときに
    該弁手段を閉じるための第２の制御手段を具備し、 該検出器手段が、超音波エネルギーを該容器リツプ及び
    該容器の内部の方へ送るための超音波手段、及び該容器
    リツプ及びその中の該液体から反射された超音波エネル
    ギーを受けとり、容器リツプ信号及び液体レベル信号を
    生成するための超音波検出手段を具備し、 信号の各々が時間に関して立上り及び立下り縁を有して
    おり、 該リツプ信号の立下り縁がなく、且つ該液体レベル信号
    の立下り縁が存在するとき該弁手段を閉じるため停止信
    号を生成するための該リツプ信号の立下り縁及び該液体
    レベル信号の立下り縁に応答する第３の制御手段を具備
    している ことを特徴とする装置。
  4. 【請求項４】充填中泡を形成する傾向がある炭酸飲料を
    容器に自動的に充填する装置において、 該容器の頂部の容器リツプによって規定された開口内へ
    炭酸飲料の流れを導く分配器出口、 開いたとき該分配器出口へ該炭酸飲料の流れを開始し、
    閉じたときそれへの流れを止めるための弁手段、 該容器内の炭酸飲料のレベルを測定するための検出器手
    段、 該炭酸飲料が該容器内の所定レベルに達したときに、該
    分配器出口への炭酸飲料の流れを止めるため該弁手段を
    閉じるための該検出器手段に応答する第１の制御手段、 該第１の制御手段によって該弁手段の閉止後、該泡の消
    滅によって、該容器リツプから所定距離以上まで該飲料
    のレベルが沈下したときに、該炭酸飲料の流れを再開す
    るために該弁手段を開くための手段、及び 該レベルが該容器リツプから所定の距離に達したときに
    該弁手段を閉じるための第２の制御手段を具備し、 該検出器手段が、超音波エネルギーを該容器リツプ及び
    容器の底の方へ送るための超音波手段と、一連のリツプ
    信号を生成するための該容器リツプから反射された超音
    波エネルギーを受けとるための超音波検出器手段とを含
    み、 更に、所定の数の該リツプ信号が実質的に同じレベルに
    あるときに、容器の存在を示す信号を生成するための論
    理回路手段、及び 該液体の流れを開始するため該弁手段を開くための該論
    理回路手段によって生成される上記信号に応答する第３
    の制御手段を具備する ことを特徴とする装置。
  5. 【請求項５】充填中泡を形成する傾向がある炭酸飲料を
    容器に自動的に充填する装置において、 該容器の頂部の容器リツプによって規定された開口内へ
    炭酸飲料の流れを導く分配器出口、 開いたとき該分配器出口へ該炭酸飲料の流れを開始し、
    閉じたときそれへの流れを止めるための弁手段、 該容器内の炭酸飲料のレベルを測定するための検出器手
    段、 該炭酸飲料が該容器内の所定レベルに達したときに、該
    分配器出口への炭酸飲料の流れを止めるため該弁手段を
    閉じるための該検出器手段に応答する第１の制御手段、 該第１の制御手段によって該弁手段の閉止後、該泡の消
    滅によって、該容器リツプから所定距離以上まで該飲料
    のレベルが沈下したときに、該炭酸飲料の流れを再開す
    るために該弁手段を開くための手段、及び 該レベルが該容器リツプから所定の距離に達したときに
    該弁手段を閉じるための第２の制御手段を具備し、 該検出器手段が、超音波エネルギーを該容器リツプ及び
    該容器の内部の方へ送るための超音波手段、及び該容器
    リツプ及びその中の該液体から反射された超音波エネル
    ギーを受けとり、容器リツプ信号及び液体レベル信号を
    生成するための超音波検出手段を具備し、 信号の各々が時間に関して立上り及び立下り縁を有して
    いる該容器内に与えられたレベルの氷を含んでおり、該
    超音波検出器手段がまた氷レベル信号を生成するために
    該氷から反射された超音波エネルギーを受けとり、 更に、該氷のレベル信号から該与えられた氷のレベルを
    決定するための手段、及び 該与えられた氷のレベルが所定の限界を越えれば、該流
    れを開始するため該弁手段の開放を阻げるための手段を
    含む。 ことを特徴とする装置。
  6. 【請求項６】充填中泡を形成する傾向がある炭酸飲料を
    容器に自動的に充填する装置において、 該容器の頂部の容器リツプによって規定された開口内へ
    炭酸飲料の流れを導く分配器出口、 開いたとき該分配器出口へ該炭酸飲料の流れを開始し、
    閉じたときそれへの流れを止めるための弁手段、 該容器内の炭酸飲料のレベルを測定するための検出器手
    段、 該炭酸飲料が該容器内の所定レベルに達したときに、該
    分配器出口への炭酸飲料の流れを止めるため該弁手段を
    閉じるための該検出器手段に応答する第１の制御手段、 該第１の制御手段によって該弁手段の閉止後、該泡の消
    滅によって、該容器リツプから所定距離以上まで該飲料
    のレベルが沈下したときに、該炭酸飲料の流れを再開す
    るために該弁手段を開くための手段、及び 該レベルが該容器リツプから所定の距離に達したときに
    該弁手段を閉じるための第２の制御手段を具備し、 該検出器手段が、超音波エネルギーを該容器リツプ及び
    容器の底の方へ送るための超音波手段と、一連のリツプ
    信号を生成するための該容器リツプから反射された超音
    波エネルギーを受けとるための超音波検出器手段とを含
    み、 更に、該一連の該リツプ信号が、所定のレベルにあると
    きに容器の存在を示す信号を生成するための論理回路手
    段、及び 該液体の流れを開始するため該弁手段を開くための該論
    理回路手段によって生成される該信号に応答する第３の
    制御手段を具備する 該容器内に与えられたレベルの氷を含んでおり、該超音
    波検出器手段がまた氷のレベル信号を生成するため該氷
    から反射された超音波信号を受けとり、 該氷のレベル信号から該与えられた氷のレベルを測定す
    るための手段、及び 該与えられた氷のレベルが所定の限界を越えれば、該流
    れを開始する弁手段の開放を阻げるための手段を含むこ
    とを特徴とする装置。
  7. 【請求項７】容器を液体で自動的に充填するための装置
    において、 該液体の流れを該容器の頂部の容器リツプによって規定
    された開口内へ導くための分配器出口と、 開いたとき該分配器出口へ該液体の流れを開始し、閉じ
    たときそれへの流れを止めるための弁手段、 超音波エネルギーを該容器リツプ及び該容器の内部の方
    に送るための超音波手段、 該容器リツプ及びその中の該液体から反射された超音波
    エネルギーを受けとり、且つ容器リツプ信号及び液体レ
    ベル信号を生成するための超音波検出手段を具備し、 但し、信号の各々が時間に関して立上り及び立下り縁を
    有し、 更に、該リツプ信号の立下り縁がなく、且つ該液体レベ
    ル信号の立下り縁が存在するとき該弁を閉じる停止信号
    を生成するための該リツプ信号の立下り縁及び該液体レ
    ベル信号の立下り縁に応答する制御手段を具備すること
    を特徴とする装置。
  8. 【請求項８】容器を液体で自動的に満たすための装置に
    おいて、 該容器の頂部の容器リツプによって規定された開口内へ
    液体の流れを導くための分配器出口と、 超音波エネルギーを該容器リツプ及び該容器の底の方に
    送るための超音波手段、 一連のリツプ信号を生成するため該容器リツプから反射
    された超音波エネルギーを受けとるための超音波検出器
    手段、 所定数の該リツプ信号が実質的に同じレベルにあるとき
    に、容器の存在を示す信号を生成するための回路手段、 開いているとき該分配器出口へ該液体の流れを開始し閉
    じたときその中の流れを止めるための弁手段、及び 該液体の流れを開始する該弁手段を開くための該回路手
    段によって生成される上記信号に応答する制御手段 を具備することを特徴とする装置。
  9. 【請求項９】与えられたレベルの氷を有している容器に
    飲料を自動的に満たすための装置において、 液体の流れを該容器の頂部の容器リツプによって規定さ
    れた開口内へ導くための分配器出口、 超音波エネルギーを該容器リツプ及び容器の底の方に送
    るための超音波手段、 一連のリツプ信号及び氷レベル信号を生成するための該
    容器リツプ及びその中の該氷から反射された超音波エネ
    ルギーを受けとるための超音波検出器手段、 所定数の該リツプ信号が実質的に同じレベルにあるとき
    に、容器の存在を示す信号を生成するための論理回路手
    段、 開いているとき該分配器出口へ該液体の流れを開始し、
    閉じたときそこからの流れを止めるための弁手段、及び 該与えられた氷レベルが所定の限界以下であるとき該液
    体の流れを開始するため該弁手段を開くための該論理回
    路手段及び該氷レベル信号によって生成される該信号に
    応答する制御手段 を具備することを特徴とする装置。
  10. 【請求項１０】与えられたレベルの氷を有している容器
    に充填中泡を形成する傾向がある炭酸飲料を自動的に満
    たすための装置において、 該容器の頂部の容器リツプによって規定された開口内に
    液体の流れを導くための分配器出口と、 超音波エネルギーを該容器リツプ及び容器の底の方に送
    るための超音波手段、 それぞれ、一連のリツプ信号、氷レベル信号及び液体レ
    ベル信号を生成するための、該容器リツプ、その中の該
    氷及び該炭酸飲料から反射された超音波エネルギーを受
    けとるための超音波検出器手段、 所定数の該リツプ信号が実質的に同じレベルであるとき
    に、容器の存在を示す信号を生成するための論理回路手
    段、 開いているとき該分配器出口に該液体の流れを開始し、
    閉じられたときそれへの流れを止めるための弁手段、 該与えられた氷のレベルが所定の限界以下であるとき該
    液体の流れを開始するため該弁手段を開くための該論理
    回路手段及び該氷レベル信号によって生成される該信号
    に応答する第１の制御手段、 該炭酸ガス飲料が該容器内の所定のレベルに達したとき
    に該分配器出口への炭酸飲料の流れを止めるため該弁手
    段を閉じるための該液体レベル信号に応答する第２の制
    御手段、 該泡の消滅によって生じた、所定の距離以上まで、該制
    御手段によって該弁手段の閉止後、該炭酸飲料のレベル
    が沈下すれば、該炭酸飲料の流れを再開するため該弁手
    段を開くための手段、及び該液体レベルが該容器リツプ
    から所定の距離に達したときに該弁手段を閉じるための
    第３の手段を具備することを特徴とする装置。
  11. 【請求項１１】各リツプ信号及び液体レベル信号が時間
    に関して立上り縁及び立下り縁を有しており、更に該リ
    ツプ信号の立下り縁がなく、該液体レベル信号の立下り
    縁が存在するとき該弁手段を閉じるため停止信号を生成
    するための、該リツプ信号の立下り縁及び該液体レベル
    信号の立下り縁に応答する第４の制御手段を具備する特
    許請求の範囲第10項記載の装置。
  12. 【請求項１２】与えられたレベルの氷を有している容器
    に充填中泡を形成する傾向がある炭酸飲料を自動的に満
    たすための方法において、 該容器の頂部の方へ、且つその中の開口を通って該容器
    の底の方へ超音波エネルギーを送ること、 それぞれ、容器リツプ信号、氷レベル信号及び液体レベ
    ル信号を生成するための、該容器頂部、その中の該氷及
    び該炭酸飲料から反射された超音波エネルギーを測定す
    ること、 リツプ信号、及び所定の限界以下の氷の氷のレベルを示
    す氷の信号の存在においてのみ該容器内への該炭酸飲料
    の流れを開始すること、 該容器内の該炭酸飲料がその中の所定のレベルに達した
    ときに該容器への該炭酸飲料の流れを止めること、 該泡を消滅せしめるため該流れの停止後選択された時間
    に該炭酸飲料の流れを再開始すること、 該液体レベルが該容器に頂部から所定の距離に達したと
    きに該流れを再停止すること を含むことを特徴とする方法。
  13. 【請求項１３】材料で任意の寸法の容器を自動的に充填
    する装置において、 容器の頂部の容器リツプによって規定された開口に材料
    の流れを向ける分配器出口手段と、 開いたときに該分配器出口手段への該材料の流れを開始
    し、閉じたときに該分配器出口手段への材料の流れを停
    止する弁手段と、 該容器リツプ及び該容器の内部の方に波エネルギーを伝
    送する手段と、 該容器リツプ及び該容器内の材料から反射された波エネ
    ルギーを受け取り、該容器リツプの位置を示す容器リツ
    プ信号と該容器内の材料のレベルを示す材料レベル信号
    とを生成する検出器手段と、 上記容器リツプ信号の該検出器手段による生成に応答し
    て該弁手段を開き、上記材料レベル信号が、該容器内の
    材料のレベルが該容器リツプから所定の距離内にあるこ
    とを示すときに、該弁手段を閉じる制御手段と を具備することを特徴とする装置。
  14. 【請求項１４】該エネルギーが超音波エネルギーである
    特許請求の範囲第13項記載の装置。
  15. 【請求項１５】任意に選択された寸法の容器を該容器の
    頂部縁から所定の距離内に材料で満たす装置において、 該頂部縁から波エネルギーを反射せしめ、該頂部縁の位
    置を決定する手段と、 該容器内の材料から波エネルギーを反射せしめ、該容器
    内の材料のレベルを決定する手段と、 該容器の該頂部縁から反射された波エネルギーと該容器
    内の材料から反射された波エネルギーとを比較して、該
    容器内の材料のレベルが該頂部縁から所定の距離に達し
    たことを決定する手段と を具備することを特徴とする装置。
  16. 【請求項１６】該波エネルギーが超音波エネルギーであ
    る特許請求の範囲第15項記載の装置。
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