JPH09229747A - 管路内の移送物質検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度、湿度、管路内の汚れなどの経時的変化
の影響を受けずに確実に移送物質の有無を検知できるよ
うにする。また、気泡を生じる液体を対象とする場合
や、外部からの雑音の影響を受けてゆらぎが発生して
も、確実に移送物質の有無を検知できるようにする。 【解決手段】 電気絶縁性管路に、互いに対向する電極
を設け、その対向する電極間の静電容量に応じて周波数
が変化する周波数信号を発生する周波数信号発生回路を
設け、カウンタにより一定時間にわたるカウントを行
い、さらに一定時間異なった時間におけるカウント値の
差から管路内の移送物質の有無を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、管路内を移送さ
れる液体などの移送物質の有無を検知する装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来よりビアホールやレストランなどに
は飲料液のディスペンサ（分配器）が設置されている。
この飲料液ディスペンサは、飲料液貯蔵容器と、冷却装
置と、飲料液貯蔵容器から冷却装置内を通って外部へ飲
料液を移送させるための管路と、飲料液貯蔵容器から管
路へ飲料液を送り出す加圧装置と、種々の制御装置とか
ら構成されている。飲料液貯蔵容器に貯蔵されている飲
料液は、制御装置の指令に基づいて加圧装置によって管
路に送り出され、前回の送り出し時に管路内に残って冷
却装置で冷却されていた飲料液を外部へ押し出すととも
に、管路内に残って冷却装置で冷却される。そして、飲
料液貯蔵容器内の飲料液の残量が少なくなったり、完全
に無くなった場合には、外部から飲料液貯蔵容器内に新
たな飲料液を補給したり、満杯状態の新たな飲料液貯蔵
容器と交換するといった作業が行われている。

【０００３】このような飲料液ディスペンサにおいて
は、管路内の液体がなくなる瞬間に外部に押し出された
飲料液が抽出口（ジョッキ等へ注入するための飲料液排
出用の口）から飛び散って操作者に飲料液がかかってし
まうことがあった。これは、飲料液貯蔵容器内の飲料液
がなくなると、管路内に飲料液が送り出されなくなる
が、加圧装置が管路内に圧力をかけて飲料液を移送しよ
うとするため、管路内の残り少なくなった飲料液が完全
に送り出された瞬間に、加圧装置の圧力によって一気に
吹き出すことによる。この現象は、飲料液が気泡を含ん
だビールなどの液体である時に特に顕著に現れる。

【０００４】また、従来の飲料液ディスペンサにおいて
は、管路内の飲料液が完全になくなってしまってから飲
料液貯蔵容器に新たな飲料液を補給したり、新たな飲料
液貯蔵容器と交換していたのでは、その間に飲料液の抽
出が不能となり、来店した客を待たせることになる。

【０００５】そこで、飲料液貯蔵容器内の飲料液が残り
少なくなったことや完全に無くなったことを速やかに検
知し、飲料液または飲料液貯蔵容器の供給者や飲料液デ
ィスペンサの操作者に通報することができれば、操作者
に次回の抽出時に飲料液が飛散するおそれがあることを
事前に警告でき、また抽出不能状態を極力減らすことが
できる。

【０００６】このような管路内の飲料液などの有無を検
知する方法として、管路内または飲料液貯蔵容器内に図
１８に示すように、一対の導電性の端子９，９′を所定
距離隔てて貫設し、内部の飲料液の端子間の電気抵抗を
測定して、飲料液の有無を検出する方法が考えられる。
即ち、飲料液は、どのようなものであっても、ある程度
の導電率を有し、それに比べて空気や加圧装置の気体
（ＣＯ₂ ）および管路の導電率は極めて小さいため、管
路内部が飲料液で満たされている時には、満たされてい
ない時に比べて端子間の電気抵抗値が低下する。この特
性を利用して飲料液の有無を検知することができる。

【０００７】ところが、図１８に示したように、移送物
質の有無を電気抵抗値の変化により検知する方法では、
端子が直接飲料液などの移送物質に触れることになるた
め、端子自体が移送物質に溶出するおそれがあり、移送
物質に化学変化が起こる可能性もある。特に、移送物質
が飲料液の場合には、衛生上の問題が生じる。また、端
子が腐蝕するおそれもあり、その場合には電気抵抗値測
定用端子としての性能劣化が生じ、一定の信頼性を保つ
ことが困難となる。さらに、端子間において移送物質に
電流が流れるため、移送物質が化学変化するおそれもあ
る。特に、飲料液の場合には味覚の変化が生じるおそれ
もある。

【０００８】一方、電気絶縁性の管路の外面に沿って互
いに対向する電極を形成し、管路内の移送物質の有無に
よって、電極間の静電容量が変化することを利用して移
送物質の有無を検知する一般的な方法が従来より考えら
れている。この方法であれば、電極が移送物質に直接触
れないため、電極自体が移送物質に溶出するおそれがな
く、電極の腐蝕による性能劣化も生じない。また、飲料
液の場合には味覚が変化することもない。ただし、電極
間の距離が長いため、移送物質の有無による電極間の静
電容量変化は極めて微少である。例えば、各種飲料液の
場合、高々数ｐＦ程度の変化である。従って、静電容量
の変化に基づいて移送物質の有無を検知する方法では、
この静電容量変化を確実に検出するために、電極間の静
電容量の変化によって発振周波数を変化させる発振回路
を構成し、管路内の移送物質の有無を発振回路の出力周
波数の変化として検出するようにしている。そして、そ
の出力周波数の変化によって管路内の移送物質の有無を
判定する際、周波数変化を電圧変化に変換する変換回路
を設け、その出力電圧と予め設定されたしきい値とを比
較して、移送物質の有無を判定するようにしている。

【０００９】上記変換回路として、Ｆ／Ｖ変換回路や、
特公平６−９７２４６号または特開平５−１８０７９５
号に示されているようにＰＬＬ回路を応用したものがあ
る。このＰＬＬ回路は、位相比較器、ループフィルタに
よるフィードバック・ループ、電圧制御発振器（ＶＣ
Ｏ）とで構成されており、ＰＬＬ動作時には位相比較器
から入力周波数に応じた制御電圧が出力されるため、こ
の制御電圧をしきい値と比較することによって移送物質
の有無を判定するようにしている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述した判定回路によ
る判定方法では、判定回路内に予めしきい値を設定し、
変換回路からの出力電圧としきい値とを比較して判定す
ることになるが、対象となる移送物質の種類が変われ
ば、それに応じて電極間の静電容量が変化し、変換回路
の出力電圧も変化するため、移送物質の種類毎にしきい
値を設定する必要があった。例えばコンパレータ回路で
上記しきい値に相当する基準電圧値を設定するために
は、外付け抵抗を用い、その外付け抵抗の両端に生じる
電圧値を基準電圧値とするが、判定すべき移送物質の種
類に応じて上記抵抗値を切り替える必要があった。

【００１１】また、同一の移送物質であっても、移送物
質の温度や移送物質が存在しない場合での空気や加圧ガ
スの温度や湿度によって電極間の静電容量が変化し、さ
らには発振回路や変換回路を構成する各素子が温湿度特
性を持つため、変換回路の出力電圧値や基準電圧値自体
が変化し、判定回路の基準電圧値の設定の仕方によって
は、上記温度や湿度によっては誤動作するおそれもあっ
た。さらには、長時間の使用により管路内に汚れが付着
すれば、その汚れによっても電極間の静電容量が変化す
るため、所定期間毎に上記基準電圧値を再設定する必要
も生じることになる。

【００１２】また、たとえば炭酸飲料水やビールなどの
気泡を生じる液体や、装置の構成上気泡が生じる液体を
移送する場合、管路内が完全に液体で満たされている場
合や、液体と気泡が混在する場合や、気泡のみで満たさ
れている場合など、さまざまな状態が生じるが、これら
の場合に応じても電極間の静電容量が微妙に変化する。
即ち、気泡が発生していなければ、管路内が液体で満た
されている場合と気体で満たされている場合とでそれぞ
れ安定した静電容量値を示すのに対し、気泡が混在して
いると、同一状態の継続中でも（たとえば液体で満たさ
れている状態が続いている状態でも）静電容量値が変動
することがある。また、静電容量検出用の電極自体や、
その電極から発振回路に至るまでの経路で誘導雑音の影
響を受けやすく、発振部自体も外部や電源回路からの雑
音の影響を受けて、これらの雑音によってもゆらぎが発
生する可能性がある。以下、このように同一状態の継続
中に生じる静電容量値などの検出値の変動を「ゆらぎ」
という。さらには、泡ぎれの悪い液体の場合には、完全
に気体で満たされる状態が存在しない（気泡ばかりで満
たされている）状態も生じる。そのため、上記しきい値
の設定が非常に微妙なものとなり、しきい値の設定の仕
方によっては誤動作を招くおそれがある。

【００１３】この発明の目的は、上述した各種問題を解
消するものであり、管路内を移送する移送物質の有無を
確実に検知できるようにした管路内の移送物質検知装置
を提供することにある。

【００１４】この発明の他の目的は、移送物質検出用電
極の腐蝕・溶出、移送物質の化学変化などの問題を解消
し、かつ移送物質の有無を確実に検知できるようにした
管路内の移送物質検知装置を提供することにある。

【００１５】この発明の他の目的は、温度、湿度、管路
内の汚れなどの経時的変化の影響を受けずに確実に移送
物質の有無を検知できるようにした管路内の移送物質検
知装置を提供することにある。

【００１６】この発明の他の目的は、例えば炭酸飲料水
やビールなどの気泡を生じる液体や、装置の構成上気泡
が生じる液体を検知対象とする場合や、外部からの雑音
の影響を受けてゆらぎが発生しても、確実に移送物質の
有無を検知できるようにした管路内の移送物質検知装置
を提供することにある。

【００１７】この発明のさらに他の目的は、全体の構成
を複雑化することなく低コストに実現できるようにした
管路内の移送物質検知装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この発明は、前述した従
来方法によるしきい値の設定がクリチカルになる問題を
解消するために、請求項１に記載のとおり、管路内の所
定位置で移送物質の有無に応じて変化する電気的変量を
検出するセンサと、該センサによる検出信号から一定時
間毎に検出値を求める検出値生成手段と、一定時間異な
った時間における少なくとも２つの前記検出値を記憶す
る検出値記憶手段と、該検出値記憶手段に記憶された２
つの検出値の差が予め定めたしきい値を超えたときに移
送物質が変化したものとして判定する判定手段とを備え
る。

【００１９】また、この発明は電極の腐蝕・溶出や移送
物質の化学変化などの問題を解消し、かつ移送物質の有
無を確実に検知するために、請求項２に記載のとおり、
前記センサを、移送物質が移送される電気絶縁性の管路
の外面に沿って互いに対向配置された電極から構成し、
前記検出値生成手段を前記電極間の静電容量に応じた検
出信号を発生する検出信号発生回路と、前記検出信号を
ディジタル値に変換するディジタル変換回路とから構成
する。

【００２０】また、この発明は従来のＦ／Ｖ変換回路や
ＰＬＬ回路を用いた変換回路による問題を解消して、移
送物質の有無による発振周波数の変化を確実に検知でき
るようにするため、請求項３に記載のとおり、前記検出
信号発生回路を、前記電極間の静電容量の変化に応じて
発振周波数が変化する発振回路を含み、該発振回路の発
振信号である周波数信号または前記発振信号の分周信号
である周波数信号を発生する周波数信号発生回路から構
成し、前記ディジタル値変換回路を、一定時間に亘って
前記周波数信号をカウントするカウンタから構成する。

【００２１】さらに、この発明は一定時間異なった時間
における電極間の静電容量の変化を連続的に短時間間隔
で検出して移送物質の有無を検知するために、請求項４
に記載のとおり、前記検出値記憶手段を、前記検出値を
順次記憶してそれぞれ一定時間異なった時間における複
数回分の検出値をＦＩＦＯ形式で記憶するものとし、前
記判定手段を、前記検出値記憶手段に記憶された最古の
検出値と最新の検出値との差が予め定めたしきい値を超
えたときに移送物質が変化したものとして判定するよう
にする。

【００２２】ここで、請求項１に係る管路内の移送物質
検知装置の構成を図１に示す。図１においてセンサは管
路を移送する物質の有無に応じて変化する電気的変量を
検出するが、ここではその検出方法を問わない。たとえ
ば、移送物質の電気抵抗値を検出する方法や、静電容量
を検出する方法などによる。検出値生成手段はセンサに
よる検出信号から一定時間毎に検出値を求め、検出値記
憶手段は一定時間異なった時間における少なくとも２つ
の検出値を記憶する。そして、判定手段は、検出値記憶
手段に記憶された２つの検出値の差が予め定めたしきい
値を超えた時に移送物質が変化したものと判定する。こ
れにより管路内の移送物質の有無を検知する。この場
合、センサまたは検出値生成手段周囲の温度や湿度が変
動しても、その変動は比較的緩慢であるため、その温度
や湿度の変化よりも十分短い一定時間異なった時間にお
ける検出値の差に基づいて判定を行うことになり、温度
や湿度の影響がキャンセルされて、それらの影響を受け
ない。また、管路内に付着する水あかなどの汚れも急激
に変化するものではないため、同様にキャンセルされ
て、それらの影響を受けない。さらに、検知対象である
移送物質の種別が変わっても、一定時間異なった時間に
おける検出値の差がなければ移送物質の変化がなく、検
出値に差が生じれば移送物質に変化があったものとして
検知できるので、様々な移送物質を検知対象とする場合
でも、しきい値の変更を行うことなくそのまま移送物質
の有無の判定が可能となる。

【００２３】次に、請求項２に係る管路内の移送物質検
知装置の構成をブロック図として図２に示す。図２にお
いて、移送物質を移送する管路は電気絶縁性の管路であ
り、この管路の外面にそって電極が互いに対向配置され
ている。検出信号発生回路は電極間の静電容量に応じた
検出信号を発生し、ディジタル変換回路はその検出信号
をディジタル値に変換する。この構成により電極の腐蝕
・溶出や移送物質の化学変化などの問題が生じることが
なく、また電極間の静電容量に応じた検出信号からディ
ジタル値を求めるようにしたため、従来の変換回路の出
力電圧と基準電圧との比較を行う場合のように、基準電
圧値の設定が不要となる。

【００２４】次に、請求項３に係る管路内の移送物質検
知装置の構成例を図３に示す。図３において発振回路は
電極間の静電容量の変化に応じて発振周波数を変化さ
せ、分周回路は発振回路の発振信号を一定分周比で分周
する。この例では発振回路と分周回路とによって周波数
信号発生回路を構成している。カウンタは周波数信号発
生回路の発生する周波数信号を一定時間にわたってカウ
ントする。検出値記憶手段および判定手段の作用は上述
したものと同様である。このように一定時間にわたって
周波数信号をカウントすることによって得られたカウン
ト値はその一定時間におけるゆらぎが打ち消されて（平
均化されて）電極間のわずかな静電容量の変化をも検出
値の差として得ることができ、移送物質の有無が確実に
検知される。例えば、液体と気泡が混在する場合のよう
に、管路内のさまざまな状態によって生じるゆらぎや外
部誘導雑音などによるゆらぎの影響を受けずに確実に管
路内の移送物質の有無を検知することが可能となる。ま
た、周波数信号をカウントすることによって検出値を求
めるようにしたため、従来のようなＦ／Ｖ変換回路，Ｐ
ＬＬ回路およびコンパレータ等の複雑な回路が不要とな
り、上記カウントを行うカウンタとともに判定手段を例
えば１チップマイクロコンピュータまたは１チップマイ
クロコントローラにより構成することができ、このよう
にカウンタを内蔵する１チップマイクロコンピュータま
たは１チップマイクロコントローラを用いることによっ
て、全体の構成が極めて簡略化され、大幅なコストダウ
ンを図ることができる。

【００２５】次に、請求項４に係る管路内の移送物質検
知装置の構成例を図４に示す。図４において検出値記憶
手段は検出値生成手段の生成した検出値をＦＩＦＯ（フ
ァーストインファーストアウト）形式で順次記憶し、判
定手段はその検出値記憶手段に記憶されている最古の検
出値と最新の検出値との差が、予め定めたしきい値を超
えた時に移送物質が変化したものとして判定する。この
ように複数回分の検出値を一時記憶するとともに、一定
時間異なった時間における２つの検出値の差を順次求め
ることによって、その異なった時間間隔より細かな時間
間隔で判定結果を得ることができ、移送物質の有無の変
化を速やかに検知することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】この発明の第１の実施形態である
ビール用ディスペンサの構成を図５〜図１０を基に以下
説明する。

【００２７】図５は、ビール用ディスペンサの全体の概
略構成を示す図である。ビール用ディスペンサ内部は大
きく分けて、ビール貯蔵容器１１、冷却装置１２、ビー
ル貯蔵容器１１から冷却装置１２内を通じて外部へビー
ルを移送させるための管路４、ビール貯蔵容器１１から
管路４へビールを送り出す加圧装置１３（ＣＯ₂ ガスボ
ンベ）、管路４の途中に設けたセンサ１４、およびその
他の図示しない制御装置から成る。ビール貯蔵容器１１
に貯蔵されているビールは、制御装置の指令に基づいて
加圧装置１３からの加圧により管路４へ送り出される。
この管路４に送り出されたビールは、既に前回の送り出
し時に管路４内に残留して冷却装置１２で冷却されてい
たビールを外部へ押し出すとともに、新たに管路４内に
残って冷却装置１２で冷却される。センサ１４には後述
する制御回路が接続されている。

【００２８】図６は、図５に示したセンサ１４部分の断
面図であり、管路４の外面にそって電極１，１′を対向
配置している。図６において、管路４はポリエチレンチ
ューブなどの電気絶縁性の管路である。管路断面は円形
に限らず方形であってもよい。

【００２９】図５においてビール貯蔵容器１１内にビー
ルがあれば、管路４内は常時ビールで満たされているこ
とになるが、ビール貯蔵容器１１内のビールが残り少な
くなるか完全に無くなれば、管路内のビールの移送にと
もない管路４内部のビールも途切れることになる。セン
サ１４部分における管路内のビールが無くなれば、セン
サ１４に接続されている制御回路によりこれが検知され
て、ビール貯蔵容器１１内のビールが無くなったか、残
量が少なくなったことを警報音および表示により警報出
力する。これにより操作者はビール貯蔵容器１１の交換
またはビール貯蔵容器１１へのビールの補給が必要なこ
とを知るとともに、次回の抽出時に抽出口からビールが
飛散するおそれがあることを知る。

【００３０】なお、図５では管路４の鉛直に配管されて
いる部分にセンサ１４を設けた例を示したが、管路４の
水平に配管されている部分または斜めに配管されている
部分に設けてもよい。ただし、ビールとビールの存在し
ない部分（泡または気体部分）との境界は管路の鉛直配
管部分で明確となるため、センサを管路の鉛直配管部分
に設けたほうがビールの有無をより容易に峻別できる。

【００３１】図７は、センサに接続される制御回路の構
成を示すブロック図である。図７において電極１，１′
はセンサ１４を構成し、この一対の電極１，１′をリー
ド線を介して発振回路２１に接続している。発振回路２
１は一対の電極１，１′間の静電容量を発振定数の一部
に用いて発振動作を行い、分周回路２２は発振回路２１
の出力信号を設定された分周比で分周する。この発振回
路２１と分周回路２２とによって請求項３に係る周波数
信号発生回路を構成している。カウンタ３１は分周回路
２２より出力される周波数信号をカウントする。すなわ
ち、分周回路２２より出力される矩形波信号の山の数ま
たは谷の数をカウントする。ＲＯＭ３５には予め演算回
路（ＣＰＵ）３２の処理手順をプログラムとして書き込
んでいて、演算回路３２はＲＯＭ３５のプログラムに従
って後述する処理を行う。ＲＡＭ３４は後述するように
カウント値の差の演算などを行う際にワーキングエリア
として用いる。３３は５つのレジスタであり、演算回路
３２はカウンタ３１によりカウントされたカウント値を
このレジスタ３３に順次書き込む。Ｉ／Ｏポート３６は
発音体などの警報装置６およびＬＥＤなどの表示器５に
対して駆動信号を出力するものであり、演算回路３２は
警報出力時にこのＩ／Ｏポート３６を介して警報音およ
び警報表示の出力を行う。図７における３で示す部分は
例えば１チップマイクロコンピュータまたは１チップマ
イクロコントローラにより構成している。このように、
周波数信号をカウントすることによって検出値を求める
ようにしたため、そのカウントを行うカウンタとともに
判定手段を、例えば１チップマイクロコンピュータまた
は１チップマイクロコントローラにより構成することが
でき、このようにカウンタを内蔵する１チップマイクロ
コンピュータ（１チップマイクロコントローラ）を用い
ることによって、全体の構成が極めて簡略化され、大幅
なコストダウンを図ることができる。

【００３２】図８は、図７に示した周波数信号発生回路
２およびセンサ１４部分の回路図である。図８において
ＣＳは図７に示したセンサ１４を構成する電極１−１′
間の静電容量である。発振回路２１はＣＭＯＳインバー
タＩＮ１．ＩＮ２，ＩＮ３、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ
４，Ｒ５、可変抵抗ＶＲ１およびコンデンサＣ１とから
構成していて、ＣＭＯＳインバータとコンデンサおよび
抵抗による発振回路を構成している。各抵抗値と電極１
−１′間の静電容量ＣＳおよびコンデンサＣ１の静電容
量によって発振周波数が定まり、可変抵抗ＶＲ１の調整
によってその周波数を調整する。この例では、センサ部
分の管路内にビールがあって電極間の静電容量ＣＳが大
きい場合に発振周波数が低くなり、センサ部分の管路内
に泡または気体があって電極間の静電容量ＣＳが小さい
場合に発振周波数が高くなる。分周回路２２には複数の
分周出力端子を設けていて、所定の分周比で分周された
出力信号を選択的にカウンタへ出力するようにしてい
る。このように分周すれば、センサ１４部分の静電容量
変化が小さくても、発振回路２１の発振周波数を高め
て、センサ１４部分の静電容量変化による発振周波数の
変化を大きくとることができ、しかもカウンタ３１のビ
ット数が少なくても、所定時間におけるカウントをオー
バフローすることなく行うことができる。

【００３３】図１３は図８に示した発振回路の発振周波
数の変化の例を示す図である。この例ではセンサ部分の
管路内が空気または加圧装置のガス（ＣＯ₂ ）であれ
ば、発振周波数は３５３８Ｈｚ、泡とビールの混合体で
あれば、発振周波数は３４８６Ｈｚ、ビールのみであれ
ば３４１８Ｈｚとなる。

【００３４】図９は、図７に示したカウンタ３１のカウ
ント値とレジスタ３３の内容の変化の例を示す図であ
る。図９においてＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３．．．はそれ
ぞれカウンタ３１のカウント期間であり、この例ではそ
れぞれ２５０ｍｓの期間にわたって、図７に示した周波
数信号発生回路２の出力信号をカウントする。また、図
９においてＩＴはそれぞれアイドリングタイムであり、
この期間に、Ｄ→Ｅ，Ｃ→Ｄ，Ｂ→Ｃ，Ａ→Ｂの順に各
レジスタの内容を転送した後、その直前のカウント期間
でのカウント値をレジスタＡに転送する。図９に示すよ
うに、ＭＳ１でのカウント値をｄ１、ＭＳ２でのカウン
ト値をｄ２、ＭＳ３でのカウント値をｄ３、・・・以降
同様にＭＳ８でのカウント値をｄ８とすれば、カウント
値はレジスタＡ〜ＥにＦＩＦＯ形式で順次記憶されてい
くことになる。

【００３５】図１０は、図７に示した演算回路３２の処
理手順を示すフローチャートである。まず、何回カウン
ト期間が経過したかをカウントするための変数Ｘをクリ
アし、カウンタ３１をリセットする（ｎ１→ｎ２）。そ
の後、カウント時間ＭＳ（２５０ｍｓ）が経過するのを
待ち、カウント時間ＭＳの経過後、Ｄ→Ｅ，Ｃ→Ｄ，Ｂ
→Ｃ，Ａ→Ｂの順にレジスタの内容をシフトさせ、今回
のカウント値をレジスタＡに転送する（ｎ４→ｎ５）。
その後、Ｘを１インクリメントし、アイドリングタイム
ＩＴが経過するのを待つ（ｎ６→ｎ７→ｎ８）。アイド
リングタイムＩＴが経過すれば再びカウンタをリセット
し、以降同様の処理を繰り返す（ｎ２→ｎ３．．．）。
この処理を５回繰り返してレジスタＡ〜Ｅの全てにカウ
ント値が記憶される状態となった時（図９の例では、Ｍ
Ｓ５でのカウント値がレジスタＡに転送されたとき）、
｛（レジスタＡの値）−（レジスタＥの値）｝をＹに求
める（ｎ６→ｎ９）。そして、このＹと予め定めた第１
・第２のしきい値との比較を行う。ここで第１のしきい
値は、センサ部分の管路内にビールがある時の発振周波
数のカウント値に対する、センサ部分の管路内に泡また
は気体がある時の発振周波数のカウント値の差の値より
小さな値に設定している。逆に第２のしきい値は、セン
サ部分の管路内に泡または気体がある時の発振周波数の
カウント値に対する、センサ部分の管路内にビールがあ
る時の発振周波数のカウント値の差の値より大きい（絶
対値では小さい）値に設定している。例えば、｛（セン
サ部分の管路内に泡または気体がある時の発振周波数の
カウント値）−（センサ部分の管路内にビールがある時
の発振周波数のカウント値）｝／２の値を第１のしきい
値とし、その符号を逆にした値を第２のしきい値として
予め設定している。ステップｎ９で求めた値Ｙが第１の
しきい値より小さく、第２のしきい値より大きい場合に
は上記ステップｎ２〜ｎ１０→ｎ１２→ｎ８の処理を繰
り返す。もしステップｎ９で求めた値Ｙが第１のしきい
値以上となれば、センサ部分の管路内がビールから泡ま
たは気体に変化したものと見なして警報出力を行う（ｎ
１０→ｎ１１）。これにより操作者はビールの補給また
はビール貯蔵容器の交換を行うことになる。その後、ビ
ール貯蔵容器が交換されて、センサ部分の管路内に再び
ビールが存在する状態となった時、｛（レジスタＡの
値）−（レジスタＥの値）｝は予め定めた第２のしきい
値以下（絶対値では第２のしきい値以上）となって警報
出力の解除を行う（ｎ１２→ｎ１３）。

【００３６】このように一定時間異なったカウント期間
におけるカウント値の差を基に判定を行うようにしたた
め、温度や湿度の変化や管路内の汚れの付着などによる
緩慢な静電容量の変化による影響を受けずに正しく判定
を行うことができる。

【００３７】以上に示した例では、カウント期間を２５
０ｍｓ、アイドリングタイムを５００ｍｓとし、４回分
のカウント期間だけ離れたカウント値の差を基に判定を
行うため、（０．２５＋０．５）×４＝３で、３秒間離
れた時間におけるカウント値を基に判定を行うことにな
る。このように、離すべきカウント期間を３秒間とした
のは、管路内の状態が変化した場合（例えばビールから
泡に変化した場合等）、出力周波数が完全に安定するの
に実際１〜２秒必要とするからである。また、以上に示
した例では、２５０ｍｓの期間にわたるカウント値を基
にしたため、その平均化作用によって２５０ｍｓ間にお
ける比較的短時間のゆらぎによる影響を受けることもな
く、例えばビール中のわずかな気泡の移動や外部からの
誘導ノイズによる影響も受けない。

【００３８】なお、図７に示した例では、ＲＡＭ３４と
は別にレジスタ３３を設けたが、カウンタ３１によるカ
ウント値を一時記憶するエリアをＲＡＭ３４に確保し
て、ＲＡＭ以外のレジスタを用いることなく同様の処理
を行うようにしてもよい。

【００３９】また、上述した例では警報音や警報用の表
示を行うようにしたが、警報出力を用いて別の制御装置
を動作させるようにしてもよい。例えば、警報出力が発
生した場合に、加圧装置１３の加圧作用を強制停止させ
るようにして、管路内における気体部分の領域を極力減
らすようにしてもよい。さらに、有線または無線でビー
ル貯蔵容器の販売店などの遠隔地へ警報出力を自動的に
送出するようにしてもよい。

【００４０】次に、この発明の第２の実施形態として、
図７に示した演算回路３２の他の処理手順をフローチャ
ートとして図１１に示す。この例では、上記第１のしき
い値と第２のしきい値を自動的に最適値に補正するよう
にしている。まず、警報出力状態または警報出力の解除
状態が一定期間経過したことを検知するためのカウンタ
ＣＯをクリアし、何回カウント期間が経過したかをカウ
ントするための変数Ｘをクリアし、さらに周波数信号を
カウントするカウンタをリセットする（ｎ２０→ｎ２１
→ｎ２２）。その後、カウント時間ＭＳ（２５０ｍｓ）
が経過するのを待ち、カウント時間ＭＳの経過後、Ｄ→
Ｅ，Ｃ→Ｄ，Ｂ→Ｃ，Ａ→Ｂの順にレジスタの内容をシ
フトさせ、今回のカウント値をレジスタＡに転送する
（ｎ２４→ｎ２５）。その後、Ｘを１インクリメント
し、アイドリングタイムＩＴが経過するのを待つ（ｎ２
６→ｎ２７→ｎ２８）。アイドリングタイムＩＴが経過
すれば再びカウンタをリセットし、以降同様の処理を繰
り返す（ｎ２２→ｎ２３．．．）。この処理を５回繰り
返してレジスタＡ〜Ｅの全てにカウント値が記憶される
状態となった時、｛（レジスタＡの値）−（レジスタＥ
の値）｝をＹに求め、このＹと予め定めた第１・第２の
しきい値との比較を行う。ステップｎ２９で求めた値Ｙ
が第１のしきい値より小さく、第２のしきい値より大き
い場合には上記ステップｎ２２〜ｎ３０→ｎ３２→ｎ２
８の処理を繰り返す。もしステップｎ２９で求めた値Ｙ
が第１のしきい値以上となれば、センサ部分の管路内が
ビールから泡または気体に変化したものと見なして警報
出力を行う（ｎ３０→ｎ３１）。ここまでの処理内容は
図１０に示したものと同様である。その後、カウンタＣ
Ｏを１インクリメントし（ｎ４０）、ＣＯの値が予め定
めた回数ＣＣ以上になるまで、ｎ２２〜ｎ３０→ｎ４０
→ｎ４１→ｎ２８の処理を繰り返す。ＣＯの値がＣＣ以
上となれば、レジスタＡの値をＹ０に退避させ、ＣＯを
クリアする（ｎ４１→ｎ４２→ｎ４３）。このＹ０はセ
ンサ部分の管路内にビールが無い状態が一定時間継続し
た時の周波数信号のカウント値である。その後、ビール
貯蔵容器が交換されて、センサ部分の管路内に再びビー
ルが存在する状態となった時、｛（レジスタＡの値）−
（レジスタＥの値）｝は予め定めた第２のしきい値以下
（絶対値では第２のしきい値以上）となって警報出力の
解除を行う（ｎ３２→ｎ３３）。続いてカウンタＣＯを
１インクリメントし（ｎ４４）、ＣＯの値が予め定めた
回数ＣＣ以上になるまで、ｎ２２〜ｎ３２→ｎ３３→ｎ
４４→ｎ４５→ｎ２８の処理を繰り返す。ＣＯの値がＣ
Ｃ以上となれば、レジスタＡの値をＹ１に退避させ、Ｃ
Ｏをクリアする（ｎ４５→ｎ４６→ｎ４７）。このＹ１
はセンサ部分の管路内にビールが安定して存在する時の
周波数信号のカウント値である。その後、（Ｙ０−Ｙ
１）／２を第１のしきい値、（Ｙ１−Ｙ０）／２を第２
しきい値として設定する（ｎ４８→ｎ４９）。これによ
り、第１・第２のしきい値を自動更新する。 次に、こ
の発明の第３の実施形態に係るビール用ディスペンサの
制御部の構成をブロック図として図１２に示す。この例
では、２対の電極１０１，１０１′、１０２，１０２′
をそれぞれ別の管路４１，４２に設けていて、発振回路
２３２と分周回路２３１とからなる周波数信号発生回路
２３と、発振回路２４２と分周回路２４１とからなる周
波数信号発生回路２４を設けている。また、計測判定回
路３には周波数信号発生回路２３の出力信号をカウント
するカウンタ３１１と、周波数信号発生回路２４の出力
信号をカウントするカウンタ３１２を設けている。演算
回路３２はカウンタ３１１のカウント値をレジスタ３３
１に順次書き込み、またカウンタ３１２のカウント値を
レジスタ３３２に順次書き込む。計測判定回路３のその
他の構成は図７に示したものと同様である。即ち、この
計測判定回路３は２チャンネル分のカウンタおよびレジ
スタを備えていて、２つのセンサ部分における管路内の
状態を判定する。

【００４１】図１２に示した例では、２対の電極、２つ
の周波数信号発生回路、２つのカウンタと２組のレジス
タを使用する例を示したが、これらはそれぞれさらに多
数組構成してもよい。このように構成することによっ
て、同時に複数種の飲料液を扱うディスペンサにおい
て、各種飲料液毎に貯蔵容器内の残量検知を行う場合に
有効である。また、同一管路の離れた位置にセンサ（電
極対）を設け、それらのアンド条件、オア条件、さらに
はその両者を複合した条件で検知を行うことにより、高
精度および／または柔軟性に富んだ検知装置を構成する
こともできる。

【００４２】尚、実施形態ではビール用ディスペンサを
例としたが、本願発明はこれに限らず、例えば飲料液を
販売する屋外に設置されている自販機等においても同様
に適用することができる。

【００４３】

【実施例】第１の実施形態では、センサ１４の電極１，
１′およびそこから発振回路までのリード線および発振
回路自体が受ける外来誘導ノイズなどによる影響を極力
受けないようにするために、ビール用ディスペンサ本体
に対するアース接続の効果を調べた。その結果を図１４
に示す。図１４の各グラフ横軸のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは
それぞれ銘柄の異なるビール、Ｆは水をそれぞれ対象と
して測定を行ったものであり、（Ａ）はアース接続を行
わない場合での発振周波数、（Ｂ）はそのビールと泡と
の周波数差を示す。また、（Ｃ）はアース接続を行った
状態での発振周波数、（Ｄ）はそのビールと泡との周波
数差を示す。このようにアース接続を行うことによって
ビールと泡との周波数差は小さくなるが、ビールの銘柄
にかかわらず略一定値となった。従ってビール用ディス
ペンサ本体に対するアース接続を行うことによって、多
数の銘柄について同一のしきい値でビールの有無の判定
が可能なことがわかる。

【００４４】次に、外部の温度または湿度による影響に
ついて調べた。その結果を図１５に示す。図１５におい
て（Ａ）は湿度９０％における温度変化による発振周波
数の変化を示し、（Ｂ）は温度１０℃における湿度に対
する発振周波数の変化を示す。このように湿度変化に対
しては周波数変化は見られないが、温度変化によって発
振周波数は大幅に変動する。そこで、湿度を実際の運用
時の環境に近い５０〜５７％として、温度変化に対する
管路内の各状態における発振周波数の変化を調べた。そ
の結果を図１６に示す。（Ａ）は温度を変化させた時の
管路内の各状態における発振周波数、（Ｂ）はビールと
泡との周波数差を示す。このように管路内の状態に関わ
らず温度変化によって発振周波数は変動するが、ビール
と泡との周波数差は温度変化に関わらず略一定となる。
従って、一定時間異なった時間における少なくとも２つ
の周波数差に基づいて判定を行うことによって、温度お
よび湿度による影響を受けずに判定を行うことができ
る。

【００４５】次に、ビール貯蔵容器内の残量および加圧
装置の状態によって管路内の圧力が変動することを考慮
して、圧力依存性について測定した。その結果を図１７
に示す。（Ａ）は圧力を変化させた際の管路内の各状態
における発振周波数を示し、（Ｂ）はそのビールと泡の
周波数差について示している。このように通常使用され
る圧力の下では周波数変動は殆どなく、従って周波数差
についても変動がなく、圧力変動による影響を受けずに
判定が可能なことがわかる。

【００４６】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、温度や
湿度等の外部環境変化の影響または管路内の汚れ等の内
部環境の影響を受けずに移送物質の有無を確実に判定す
ることができる。また、様々な移送物質を検知対象とす
る場合でも、通常しきい値の変更を行うことなくそのま
ま移送物質の有無の判定が可能となる。

【００４７】請求項２に記載の発明によれば、電極の腐
蝕・溶出や移送物質の化学変化などの問題が生じること
がなく、また電極間の静電容量に応じた検出信号からデ
ィジタル値を求めるようにしたため、従来の変換回路の
出力電圧と基準電圧との比較を行う場合のように、基準
電圧値の設定が不要となる。

【００４８】請求項３に記載の発明によれば、カウント
期間におけるゆらぎが打ち消されるため、例えば、液体
と気泡が混在する場合のように、管路内のさまざまな状
態によって生じるゆらぎや外部誘導雑音などによるゆら
ぎの影響を受けずに確実に管路内の移送物質の有無を検
知することが可能となる。

【００４９】請求項４に記載の発明によれば、複数回分
の検出値を一時記憶するとともに、一定時間異なった時
間における２つの検出値の差を順次求めることによっ
て、その異なった時間間隔より細かな時間間隔で判定結
果を得ることができ、移送物質の有無の変化を速やかに
検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 請求項１に係る管路内の移送物質検知装置の
構成例を示すブロック図である。

【図２】 請求項２に係る管路内の移送物質検知装置の
構成例を示すブロック図である。

【図３】 請求項３に係る管路内の移送物質検知装置の
構成例を示すブロック図である。

【図４】 請求項４に係る管路内の移送物質検知装置の
構成例を示すブロック図である。

【図５】 第１の実施形態に係るビール用ディスペンサ
の全体の構成を示す概略ブロック図である。

【図６】 図５におけるセンサ部分の断面図である。

【図７】 第１の実施形態に係る制御部の構成を示すブ
ロック図である。

【図８】 図７における周波数信号発生回路部分の回路
図である。

【図９】 時間経過にともなうレジスタ内のデータ内容
の推移の例を示す図である。

【図１０】 図７における演算回路の処理手順を示すフ
ローチャートである。

【図１１】 第２の実施形態に係る演算回路の処理手順
を示すフローチャートである。

【図１２】 第３の実施形態に係る制御部の構成を示す
ブロック図である。

【図１３】 管路内の状態変化に伴う発振周波数の変化
の例を示す図である。

【図１４】 ビール用ディスペンサ本体に対するアース
接続の有無による発振周波数の変化の例を示す図であ
る。

【図１５】 発振周波数の温度依存性および湿度依存性
を示す図である。

【図１６】 ビールと泡の周波数差の温度依存性を示す
図である。

【図１７】 発振周波数の圧力依存性を示す図である。

【図１８】 電気抵抗値を検出するセンサの構成例を示
す断面図である。

【符号の説明】 １，１′，１０１，１０１′−電極 ２，２３，２４−周波数信号発生回路 ２１，２３２，２４２−発振回路 ２２，２３１，２４１−分周回路 ３−計測判定回路 ３１，３１１，３１２−カウンタ ３２−演算回路 ３３，３３１，３３２−レジスタ ３４−ＲＡＭ ３５−ＲＯＭ ３６−Ｉ／Ｏポート ４，４１，４２−管路 ５−表示器 ６−警報装置 ９，９′−端子 １１−ビール貯蔵容器 １２−冷却装置 １３−加圧装置（ＣＯ₂ ガスボンベ） １４−センサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管路内の所定位置で、移送物質の有無に
   応じて変化する電気的変量を検出するセンサと、 該センサによる検出信号から一定時間毎に検出値を求め
   る検出値生成手段と、 一定時間異なった時間における少なくとも２つの前記検
   出値を記憶する検出値記憶手段と、 該検出値記憶手段に記憶された２つの検出値の差が予め
   定めたしきい値を超えたときに移送物質が変化したもの
   として判定する判定手段とを備えてなる管路内の移送物
   質検知装置。
2. 【請求項２】 前記センサは、移送物質が移送される電
   気絶縁性の管路の外面に沿って互いに対向配置された電
   極からなり、前記検出値生成手段は、前記電極間の静電
   容量に応じた検出信号を発生する検出信号発生回路と、
   前記検出信号をディジタル値に変換するディジタル変換
   回路とからなる請求項１に記載の管路内の移送物質検知
   装置。
3. 【請求項３】 前記検出信号発生回路は、前記電極間の
   静電容量の変化に応じて発振周波数が変化する発振回路
   を含み、該発振回路の発振信号である周波数信号または
   前記発振信号の分周信号である周波数信号を発生する周
   波数信号発生回路からなり、前記ディジタル変換回路
   は、一定時間に亘って前記周波数信号をカウントするカ
   ウンタからなる請求項２に記載の管路内の移送物質検知
   装置。
4. 【請求項４】 前記検出値記憶手段は、前記検出値を順
   次記憶してそれぞれ一定時間異なった時間における複数
   回分の検出値をＦＩＦＯ形式で記憶するものであり、前
   記判定手段は、前記検出値記憶手段に記憶された最古の
   検出値と最新の検出値との差が予め定めたしきい値を超
   えたときに移送物質が変化したものとして判定するもの
   である請求項１〜３のいずれか１項に記載の管路内の移
   送物質検知装置。