KR20080090527A - 분말 물질용 충진 상태 감지 장치 및 충진 상태 감지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분말물질(3)용 충진 상태 감지 장치에 관한 것이다. 충진 상태 감지 장치는 저장 유닛(15)과 센서(2)를 포함한다. 저장 유닛(15)은 계량된 양의 분말물질(3)을 방출하기 위한 토출구(5)를 가진 용기(1)를 포함한다. 센서(2)는 광선을 방출하는 광원(6)과, 광도(light intensity)를 감지하는 감지 유닛(8)을 포함한다. 용기(1)의 벽(9)의 적어도 일 영역에서 광원(6)에 의해 방출된 광이 적어도 부분적으로 투과된다. 더불어, 센서(2)는 광원(6)이 광선(7)을 용기(1)의 벽(9)에 있는 일 영역 상에 조사하도록 용기(1)의 외측에 배치되며, 감지 유닛(8)은 분말 물질에 의해 반사되고, 용기(1)의 벽(9)에 있는 일 영역을 통해 나오는 광을 수광한다. 광원(6)과 감지 유닛(8)은 동일한 수평면에 배치된다.

분말 물질, 감지 장치, 센서, 광도

Description

분말 물질용 충진 상태 감지 장치 및 충진 상태 감지 방법{OPTICAL FILLING LEVEL DETECTION DEVICE FOR POWDER MATERAIL}

본 발명은 분말 물질용 충진 상태 감지 장치에 관한 것이다.

분말 물질용 충진 상태 감지 장치에 관한 본 발명은

계량된 양의 분말 물질을 토출하기 위한 토출구를 가진 용기를 구비하는 저장 유닛;

광선을 방출하기 위한 광원과 광도를 감지하기 위한 감지 유닛을 구비하는 센서;

를 포함하며, 용기의 벽 적어도 일 영역에서 광원에 의해 방출되는 광에 적어도 부분적으로 투명하며, 그리고 센서는 용기의 벽에 있는 일 영역 상에 광원이 광선을 조사하도록 용기의 외측에 배치되고, 감지 유닛은 분말 물질에 의해 반사되고 용기 벽에 있는 일 영역을 통해 방사된 광을 수광한다. 분말 물질의 예를 들면, 커피, 우유/크리머(milk/creamer), 설탕을 포함한다. 이와 같은 충진 상태 감지 장치를 통해, 충분한 양의 분말 물질이 아직 저장 유닛의 용기 내에 있는지가 이와 같은 감지에 의해 분말 물질의 질의 손상 없이 결정될 수 있다. 이것은 센서를 통해 분말 물질로 이루어진 것에 직접적인 접촉 없이 용기 내에 현재 충분한 분말 물 질이 있는지에 대한 결정을 가능하게 한다는 것을 나타낸다.

미국 특허 6,234,603호는 만약 잉크가 존재하면 잉크 용기(카트리지) 내에 잉크의 존재를 감지하는 시스템과 상기 카트리지에 잉크 상태를 결정하는 시스템을 개시한다. 이것을 달성하기 위하여, 시스템은 광원을 가진 센서, 감지기, 그리고 적어도 하나의 반사부를 포함한다. 광원과 감지기는 벽의 일부와 일체이거나 상하로 연속해서 배치되는 산개한 부재들(loose element)이다. 이 시스템의 단점은 상호 관련된 광원과 감지기의 위치를 통해 몇가지 가능한 잉크 상태가 동시에 측정되는 것이다.

본 발명은 더욱 정확하게 작동할 수 있는 충진 상태 감지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 충진 상태 감지 장치는 광원과 감지 유닛이 하나의 수평면에 배치되는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 광원과 감지 유닛의 상호 위치는 다소 분말 물질의 낙하 방향과 수직을 이룬다. 동일한 광선에 노출은 상호 수직 위치를 가진 경우에 노출되는 경우보다 더 적은 가능한 상태의 분말 물질이 노출된다는 의미이다. 이러한 결과에 따르면, 다양한 상황에서 분말 물질이 어느 한 상태보다 상부 또는 하부에 있는지를 결정할 때 감지 유닛에 의한 측정치가 덜 비산되어 있다. 결론적으로 센서는 더욱 정확하게 작동할 수 있다.

바람직하게 충진 상태 감지 장치는 저장 유닛의 용기 내에 분말 물질이 불충분한 경우를 나타내는 표시부를 더 포함하고, 감지 유닛은 소정의 한계값 보다 낮은 광도가 감지되면 신호를 송출하도록 배치된다. 이러한 방법으로 저장 유닛의 내부를 들여다보지 않고서도 이미 저장 유닛의 용기 내에 현재 충분하지 않은 분말물질이 있는 것을 표시하는 것이 가능하다. 신호는 감지부로 송출되는 공 신호(empty signal)일 수 있다. 그러나, 충진 상태 감지 장치는 프로세서를 더 포함할 수 있고, 감지된 광도가 소정의 한계값 보다 더 낮다면 신호는 프로세서로 송출되는 임계(threshold) 신호일 수 있다. 프로세서는 임계 신호를 수신한 후 소정의 다수 회분의 분말 물질의 수를 세도록 배치되며, 소정의 다수 회분의 분말 물질의 수에 도달된 후 표시부에 공신호를 송출하도록 배치된다.

충진 상태 감지 장치의 일실시예에서 송출된 광선은 평행하거나 발산한다. 충진 상태 감지 장치의 다른 실시예에서 전송된 광선은 광선의 촛점이 저장 유닛의 외부에 놓이도록 수렴한다. 이러한 실시예들에서 광선의 상기한 특성 때문에, 광은 심지어 벽이 오염된 상태에서도 충진 상태 감지 장치가 기능을 수행할 수 있는 결과 분말 물질을 가진 상대적으로 넓은 표면에 조사된다. 광선과 벽의 각도는 바람직하게 40 내지 90도 사이에 있다. 이와 같은 각도에 의해 오염된 벽으로부터 기인하는 부정확한 신호의 가능성이 감소된다.

충진 상태 감지 장치의 모든 실시예에서, 광원은 소정의 파동 주파수(pulse frequency)를 가진 파동 광선(pulsed light beam)을 송출하도록 배치될 수 있다. 이러한 경우에 감지 유닛은 파동 광선으로부터 나오는 광의 광도를 감지하도록 배치된다. 이러한 실시예에서 충진 상태 감지 장치의 기능에 주위 광의 나쁜 영향은 충진 상태 감지 장치의 광원으로부터 나오는 광이 노이즈(noise)로 인식될 수 있다는 사실에 의해 감소될 수 있다.

모든 실시예에서 광원은 적외선 파장 범위 내에 있는 주파장(dominant wavelength)을 구비하는 광선을 송출하도록 배치될 수 있다. 대략 750㎚ 내지 50㎛까지 확장된 이러한 파장 범위로부터 주파장을 가진 광의 사용으로 인하여, 폴리카보네이트(polycarbonate) 용기들을 사용하는 것이 가능하다. 더우기, 파장이 인간이 볼 수 있는 파장 범위의 외측에 있기 때문에, 인간은 이러한 파장 교란을 감지할 수 없다.

본 발명은 더 나아가 분말 물질에 기초한 음료를 토출하는 음료 토출 장치에 관련되고, 액체를 토출하는 액체 토출장치, 분말 물질을 토출하기 위한 저장 유닛과 액체 토출 장치에 의해 토출되는 액체와 저장 유닛에 의해 토출되는 분말 물질을 혼합하기 위한 혼합 공간를 포함하고, 음료 토출 장치는 본 발명의 일실시예에 따른 충진 상태 감지 장치를 포함한다. 음료 토출 장치의 벽에는 폐쇄 가능한 개구가 제공되고, 충진 상태 감지 장치의 센서는 고정 구조에 의해 폐쇄 가능한 개구에 설치된다. 이러한 경우에 센서는 보수 관리 동안 이 상태에 위치하지 않고, 이것은 적당한 장소에 간단한 고정이 가능하다는 것을 의미한다.

결국, 본 발명은 용기의 외부에 위치하는 센서에 의해 분말 물질용 용기를 포함하는 저장 유닛 내의 충진 상태를 감지하는 방법에 관련되고, 센서는 광원과 감지 유닛과 또한 센서에 연결된 표시 유닛으로 구성되며, 용기 벽의 적어도 일 영역에는 광원에 의해 송출된 광에 적어도 부분적으로 투명하다. 이러한 방법은

용기의 벽에 있는 투명한 영역에 광선이 조사되도록 광원에 의해 광선을 송출하고;

용기 내의 분말 물질로부터 반사되고 용기의 벽에 있는 영역을 통해 나오는 광인 광선으로부터 나오는 광의 광도를 감지 유닛에 의해 감지하고,

만약 감지된 광도가 소정의 한계값 보다 작은 경우 표시 유닛으로 감지유닛에 의해 공신호를 송출하는 것을 포함한다.

그러나, 감지 유닛에 의해 송출되는 신호가 프로세서로 보내지는 임계 신호일 수 있다. 이러한 마지막 경우에 방법은 프로세서가 더 나아가 소정의 수에 도달될 때까지 용기로부터 추출된 다수개의 분말 물질의 회분을 세는 시스템을 포함하고, 프로세서는 표시 유닛으로 공신호를 송출한다. 이러한 마지막 방법은 특히 만약 저장 유닛 내에 분말 물질의 상태가 위치-의존적인 경우의 사용에 적합하다.

광원에 의해 송출되는 광선은 소정의 파동 주파수를 가진 파동 광선일 수 있다. 이러한 경우에 광도의 감지는 파동 광선으로부터 나오는 광에 근거한다. 이와 같은 파동 광선을 사용하는 것은 이러한 방법에서 주위 광의 나쁜 영향이 충진 상태 감지 장치의 광원으로부터 나오는 광이 노이즈(noise)로 인식될 수 있다는 사실에 의해 감소될 수 있다는 사실에 의해 감소될 수 있음을 의미한다.

본 발명은 아래의 도면을 참조하여 예를 들어 아래에서 더욱 자세하게 설명될 것이다. 도면은 발명의 범위를 제한하는 것이 아니라, 단순하게 발명을 나타내기 위한 것이다.

도 1a 내지 1c는 본 발명에 따른 분말 물질용 충진 상태 감지 장치의 일실시예를 도식적으로 나타낸다.

도 2는 본 발명에 따른 분말 물질용 충진 상태 감지 장치에 사용되는 센서의 일실시예를 도식적으로 나타낸다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 분말 물질용 충진 상태 검사 장치가 제공되는 음료 토출 장치를 도식적으로 나타낸다.

도 4는 도 3에 도시된 유형의 음료 토출 장치에 수용될 수 있는 본 발명에 따른 분말 물질용 충진 상태 감지 장치의 일실시예를 도식적으로 나타낸다.

도 1a 내지 1c는 분말 물질용 충진 상태 감지 장치의 일실시예를 도식적으로 나타낸다. 충진 상태 감지 장치는 저장 유닛(15)과 센서(2)를 포함한다. 저장 유닛(15)은 분말 물질(3)이 도 1a에서는 가득 채워져 있고, 도 1b에서는 반만 채워져 있고, 도 1c에서는 불충분하게 채워져 있는 용기(1)를 더 포함한다. 용기(1)에는 분말 물질(3)의 공급을 위한 공급구(4)와 계량된 양으로 분말 물질이 토출되도록 배치되는 토출구(5)가 제공된다. 다시 말해, 저장 유닛의 용기(1)에는 공급구(4)를 통해 분말 물질(3)이 채워질 수 있고, 용기(1)는 토출구(5)를 통해 비워질 수 있다. 그러나, 예를 들어 저장 유닛은 또한, 토출구(5)를 통해 채워질 수 있다. 이러한 실시예에서 분리된 공급구(4)는 존재하지 않는다.

센서(2)는 광줄기(light ray,7)를 가진 광선(light beam)을 송출하는 광원(6)과, 광도를 감지하는 감지 유닛(8)을 포함한다. 센서(2)는 저장 유닛(15)의 용기(1)의 벽(9)을 통해 전송된 광선(7)의 분말 물질(3)로부터 반사된 광의 광도가 적어도 부분적으로 감지 유닛(8)에 의해 감지될 수 있도록 용기(1)의 외부에 위치 한다. 광원(6)에 의해 송출된 광이 적어도 부분적으로 투과하는 벽(9)의 일 영역에 광선(7)이 조사되도록 광원(6)은 배치된다. 이러한 목적을 위해 감지 유닛(8)은 분말 물질(3)로부터 반사된 광선(7)으로 나오는 광과 벽(9)에 있는 적어도 부분적으로 투명한 영역을 통해 나오는 광을 수광할 수 있도록 위치된다. 도 1a 내지 도 1c에서 전체 벽(9)이 광원(6)에 의해 전송되는 광을 부분적으로 투과한다. 그러나, 벽(9)의 단지 제한된 부분, 예를 들어 일 영역이 광을 또한 적어도 부분적으로 투과할 수 있을 수 있다.

도 1a에서 광원(6)에 의해 송출된 광선(7)의 많은 부분이 저장 유닛(15)의 용기(1)의 벽(9)을 통해 저장 유닛 내에 존재하는 분말 물질(3)에 조사된다. 광선(7)의 작은 부분은 벽(9)으로부터 반사될 것이고, 또는 벽(9)에 의해 흡수될 것이다. 벽(9)으로부터 반사된 광줄기는 도 1a 내지 도 1c에서와 같이 점선 화살표(10)로 표시되었다. 도 1a 내지 도 1c에 도시된 것처럼, 광선(7)은 바람직하게 각도 θ로 저장 유닛(15)의 용기(1)의 벽(9)에 조사되고, 결국 사실상 반사된 광줄기의 어느 것도 감지 유닛(8)에 의해 감지되지 않는다. 그러나, 당업자가 알 수 있는 것과 같이, 이러한 경우에 광선(7)은 완전하게 반사될 것이기 때문에 각은 소위 한계각보다 크지 않다는 것이 여기에서 확신된다. 광선과 저장 유닛(15)의 용기(1)의 벽(9)과의 사이의 각은 바람직하게 40 내지 90도 사이에 있다는 것은 실험을 통해 명백하게 된다.

광선(7)의 많은 부분은 분말 물질(3)에 의해 많은 방향으로 반사될 것이고, 감지 유닛(8)의 방향으로 벽(9)을 통해 상대적으로 많은 부분이 반사될 것이다. 감 지 유닛(8)의 방향으로 분말 물질(3)로부터 반사된 광선은 도 1a 내지 도 1b에서 점선 화살표(11)에 의해 나타내었다. 그때 감지 유닛(8)은 분말 물질(3)로부터 반사된 광줄기(11)의 광도를 감지한다.

도 1b에서, 용기(1)는 분말 물질이 단지 반만 채워져 있다. 벽(9)을 통해 용기(1)로 들어가는 광선(7)의 일부분은 반대편 벽(12)을 통해 반대편에서 다시 용기(1)를 떠날 것이다. 결과적으로, 이러한 경우 감지 유닛(8)에 의해 감지되는 광도는 도 1a에 도시된 상황에서 감지된 광도보다 더 낮을 것이다.

도 1c에서, 용기(1)는 사실상으로 비워져 있고, 다시 말해 분말 물질이 거의 없다. 사실상으로 벽(9)을 통해 용기(1)에 들어오는 광선(7)의 전부가 반대편 벽(12)을 통해 용기(1)를 떠난다. 단지 작은 부분이 도시 하지 않았으나 반대편 벽(12)으로부터 반사될 것이고, 또는 벽에 의해 흡수될 것이다. 따라서 감지유닛(8)에 의해 감지된 광도는 최소가 될 것이다.

감지된 광도에 대한 소정의 한계값을 비교함으로써, 용기(1) 내에 현재 분말 물질(3)이 충분한지가 결정될 수 있다. 예를 들어, 이러한 한계값은 도 1b에 도시된 상황에서 측정된 광도에 상당할 수 있다. 만약 감지된 광도가 한계값 보다 높으면, 용기(1) 내에 충분한 분말 물질이 있다. 반대로 만약 감지된 광도가 낮다면 충분하지 못한 분말 물질(3)이 있고, 저장 장치 내의 용기(1)의 내용물을 보충하는 것이 바람직할 것이다.

만약 저장 장치의 용기(1) 내에 충분하지 못한 분말 물질(3)이 있다면, 즉 소정의 한계값 보다 더 낮은 광도가 감지되는 상태에 있다면, 감지 유닛(8)은 공 신호(empty signal)를 송출하도록 배치될 수 있다. 이와 같은 공 신호는 표시부(13), 예를 들어 표시광으로 송출될 수 있다. 당업자는 이와 같은 표시부(13)를 통해 내부에 충진 상태 감지 장치가 수용된 음료 토출 장치의 개방 없이 저장 유닛(15)의 용기(1) 내에 존재하는 충분하지 못한 분말 물질(3)을 표시하는 것이 가능하다.

광선(7)이 분말 물질(3)에 의해 모든 방향으로 반사되기 때문에, 센서(2)의 신뢰성은 분말 물질(3)을 함유한 용기의 상대적으로 넓은 표면 영역을 노출시킴으로써 증가될 수 있다. 광선(7)의 초점이 저장 유닛(15)의 외부에 놓여 있는 마지막으로 언급된 경우에 있어서, 광선이 평행하거나 수렴하거나 발산하도록 광원(6)을 배치시킴에 의해 이것은 이루어질 수 있다.

분말 물질(3)은 용기(1)를 오염시킬 수 있다. 만약 용기의 내부가 예를 들어, 분말 물질(3)로부터 나오는 아주 미세한 분말에 의해 오염되면, 심지어 상대적으로 넓은 표면에 노출되더라도, 광선(7)의 상대적으로 많은 부분이 분말의 얇은 층에 의해 바람직하지 못하게 반사 또는 흡수됨으로써 정지할 수 있다. 이러한 경우에 감지 유닛(8)에 의해 감지되는 광도는 충분한 분말 물질(3)이 존재할 때보다 또한 더 작을 것이다. 도 1a 내지 도 1c에 도시된 각도로 용기(1)를 광선(7)에 노출 시키는 것은 심지어 감지의 신뢰성 면에서 이와 같은 오염층이 가지는 부정적인 효과가 악화될 수 있다. 가장 최악의 경우는 감지 유닛이 용기(1)에 분말 물질(3)이 충분하지 않은 경우에도 용기(1)에 존재하는 분말 물질(3)이 충분하다는 신호를 송출하는 것이다.

감지의 신뢰성에 대한 오염층의 부정적인 효과를 감소시키기 위해 충진 상태 감지 장치의 다양한 요소의 상호 위치 그리고/또는 방위의 최적화가 가능하다. 이러한 최적화에서 역할을 수행할 수 있는 변수는 각도θ, 벽(9)에 대한 감지 유닛(8)의 위치(예를 들어 감지 유닛이 벽의 하향으로 경사진 부분 또는 벽의 수직인 부분에 위치하는지 여부), 노출되는 표면의 크기, 벽(9)으로부터 광원(6)의 거리, 최소 감지 상태, 그리고 또한 반사된 광도에 관한 한계값 등을 포함한다.

그 중에서도 특히, 토출구(5)의 위치, 만약 존재한다면 공급구(4)의 위치에 따라, 용기(1)의 일측에 있는 분말 물질(3)의 높이는 용기(1)의 타측의 위치와 상당히 다를 수 있다. 높이 변동에 대한 확실한 예측가능성이 있다는 것은 실험으로부터 명백하게 된다. 용기(1) 내의 분말 물질(3)의 양에 대한 위치 의존적 감소를 조절하기 위하여, 입증된 고정 패턴이 사용될 수 있다. 이때 감지 유닛(8)은 예를 들어 토출구(5)를 통해 제한된 소정의 알려진 분말 물질(3)의 회분의 수가 여전히 낙하 가능할 때 신호가 송출되도록 위치된다. 신호는 공 신호일 수 있고, 신호는 예를 들어 표시광인 표시부(13)로 다시 보내질 수 있다. 그러나 신호는 예를 들어 전기적인 카운터 형태로 분말 물질(3)의 회분을 세도록 배치된 프로세서(16)로 보내지는 임계 신호일 수 있다. 이때 프로세서(16)는 임계 신호를 받은 후 1회분 분말 물질(3)의 떨어진 수를 센다. 프로세서(16)가 제한된 소정의 알려진 회분의 수에 도달될 때, 프로세서(16)는 공 신호를 송출할 것이다. 공 신호는 표시부(13), 예를 들어 표시광으로 다시 보내질 수 있다.

광원(6)은 단일 광원, 예를 들어 발광다이오드(LED)일 수 있다. 그러나, 단 일 광원보다 더 많이 사용될 수 있고, 이러한 경우에 각각의 광원은 다른 파장의 광을 송출하도록 배치되는 것이 가능할 수 있다. 광원에 의해 송출된 파장은 적외선 파장 범위에 있을 수 있다. 여기에서 이 범위는 750㎚ 내지 50㎛ 사이에 있는 파장을 구성하는 범위임을 의미하고, 이러한 이용에 있어서, 특히 800 내지 1000㎚ 사이에 있는 파장이 적당하다. 현재, 일반적인 광원(6)은 그 중에서도 특히, 880㎚ 내지 940㎚의 파장을 가진 광을 송출하도록 배치되는 광원을 포함한다. 이러한 파장을 가짐에 따라, 폴리카보네이트(polycarbonate)로 만들어진 용기(1)를 노출시키는 것이 가능하고, 폴리카보네이트는 예를 들어 커피 기계의 커피의 저장용 용기에 사용되는 일반적인 물질이다. 더욱이, 이러한 파장 범위로부터의 파장을 가진 광은 교란되는 것이 발견되지 않는데, 왜냐하면 광들은 사람이 볼 수 있는 파장의 범위 밖에 있기 때문이다. 그러나 본 발명의 몇 가지 실시예에서 사람이 볼 수 있는 파장 범위 내, 예를 들어 450 내지 700㎚에 있는 파장을 가진 광을 송출하는 광원(6)이 사용될 수 있다.

감지 유닛(8)은 예를 들어 포토트랜지스터(phototransistor) 또는 포토다이오드(photodiode)와 같은 단일 구성일 수 있다. 이러한 경우에 한계값은 관련된 포토트랜지스트 또는 포토다이오드의 손익 분기점에 의해 결정될 수 있다. 그러나 보다 복잡한 감지 유닛(8), 또는 복수개의 감지 유닛(8)이 사용될 수 있다. 이러한 경우에 저장 유닛은 프로세서를 더 포함할 수 있고, 프로세서는 감지 유닛 또는 복수개의 감지 유닛에 기초하여 저장 유닛의 용기(1) 내에 충분한 분말 물질(3)이 존재하는지를 결정한다. 이러한 경우에 한계값은 프로세서에 연결된 메모리에 저장될 수 있고, 이와 같은 사항은 당해 기술분야에서 당업자에게 잘 알려져 있다.

센서(2)의 기능에 좋지 않은 영향을 끼치는, 그리고 감지에서 에러를 이끌 수 있는 주위로부터의 광을 차단하기 위하여, 광은 임의의 그러나 잘 알려진 주파수의 파동(pluse)를 가진 광원(6)에 의해 송출될 수 있다. 이때 주파수는 환경에서 맥동하는 광원의 주파수와 다른 주파수이다. 이러한 방식에서 주요부분으로부터 공급된 일반적이 광원은 100 또는 120Hz의 주파수에 있는 파동을 방출할 수 있고, 상기한 주파수는, 즉 유럽에서 일반적으로 사용되는 50Hz 주요 주파수의 경우에 100hz, 그리고, 미국에서 일반적으로 사용하는 주요 주파수인 60Hz의 경우에는 120Hz인 주요 주파수에 의존한다. 이러한 경우에 센서(2)는 공 신호가 광원(6)의 파동 주파수와 관련된 파동 주파수에서 감지 유닛(8)에 의해 감지된 광에 기초하도록 배치될 수 있다.

명확함을 위해, 센서(2)에 있는 광원(6)과 감지 유닛(8)은 도 1a 내지 1c에서처럼 상하로 위치된다. 또한, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 수평면에 서로가 옆으로 배치되는, 서로 다른 방식으로 서로에 대해 이러한 요소들이 위치하는 것도 가능할 것이다. 여기에서 수평이라는 용어는 소위 수직 방향이라고 불리우는 분말 물질(3)에 대하여 중력이 작용하는 방향과 90도를 이루는 방향을 의미한다. 많은 경우에 분말 물질(3)은 수직 방향으로 토출구(5)를 통해 용기로부터 낙하될 것이다.

도 2에 도시된 종류의 센서에 의해 더 작은 가능한 상태의 분말 물질(3)이 노출되며, 다양한 상황에서 감지 유닛(8)에 의해 상태가 감지될 때 덜 비산되는 결 과를 가진다. 결과적으로 센서(2)는 보다 정확하게 기능할 수 있다.

도 3은 충진 상태 감지 장치의 일실시예가 제공된 음료 토출 장치(20)를 도식적으로 나타낸다. 음료 토출 장치(20)는 액체와 분말 물질의 혼합에 기초한 음료를 토출하기 적합하다. 음료 토출 장치(20)는 분말 물질용 저장 유닛(15)과 액체 토출 장치(22)를 포함한다. 센서(2)와 함께 저장 장치(15)는 충진 상태 감지 장치(21)에 의해 둘러 싸여지고, 충진 상태 감지 장치는 여기에서 점선에 의해 도식적으로 나타내어진다. 센서(2)와 저장 유닛(15)은 도 1a 내지 1c에서 도시된 충진 상태 감지 장치(21)에 도시된 형태일 수 있다.

요구되는 음료를 토출하는 것이 가능하도록 하기 위하여, 액체 토출 장치(22)의 토출 유닛과, 저장 유닛(15)의 토출 유닛 양자는 혼합 공간(23)에 연결된다. 저장 유닛(15)의 토출 유닛은 도 1a 내지 도 1c과 도 4의 충진 상태 감지 장치의 실시예에서 도시된 토출 유닛과 일치할 수 있다. 혼합공간(23)에서 소정의 음료는 음료가 토출이 일어난 후 액체와 분말 물질의 혼합에 의해 얻어질 수 있다.

도 4는 도 3에 도시된 것과 같은 음료 토출 장치에 적용될 수 있는 분말 물질용 충진 상태 감지 장치의 일실시예를 도식적으로 나타낸다. 충진 상태 감지 장치는 용기(1)와 센서(2)를 가진 저장 유닛(15)을 포함한다. 저장 유닛(15)의 용기(1)는 가득 채워져 있다. 센서(2)는 예를 들어 도어(31)와 같은 음료 토출 장치의 벽에 있는 폐쇄가능한 개구에 고정 구조(30)에 의해 고정된다. 그러나, 고정구조(30)에 의해 음료 토출 장치의 또 다른 벽에 센서(2)가 고정되는 것도 가능하다. 도 4에서 A-A'선의 왼쪽 부분은 도어(31)가 개방된 때에 이와 같은 선의 오른쪽 부 분, 즉 용기(1)로부터 회전될 것이다.

만약 도어(31)가 닫혀진다면 센서(2)가 저장 유닛(15)의 용기(1)의 벽(9)에 대하여 적당한 거리와 올바른 위치에 배치되도록 고정 구조(30)는 맞추어 진다. 도어의 개방은 공급구(4)를 통해 분말 물질(3)을 저장 유닛(15)의 용기(1)에 채우기 위하여, 또는 음료 토출 장치 내부의 다양한 부품의 보수 작업을 수행하기 위하여 필수적일 수 있고, 도어가 개방될 때 센서(2)는 도어(31)와 같이 회전된다. 도시된 센서(2)의 결합과 위치조정은 조정은 센서(2)가 올바른 위치에 배치되는 것을 보증하고, 반면에 상기한 센서는 유지 또는 충진 작업 동안에 이 위치에 위치하지 않는다. 따라서, 센서(2)는 제거되어야 할 필요가 없이 올바른 위치에 재위치 된다. 특히 후자의 작업은 상당한 정밀도가 요구된다. 더욱이 이러한 작업은 잊혀질 수 있다. 도시된 고정 방법은 또한 파손의 기회 또는 센서(2)의 오염을 감소시킨다.

명세서에서 사용된 한계값 "보다 높은", "보다 낮은"의 용어는 감지된 광도가 각각 더 높은 그리고 더 낮은 감지 유닛에서 감지되는 광도와 한계값의 경우에 감지 유닛(8)에서 감지되는 광도와 비교하는 것과 일치한다고 이해하여야 한다. 만약 한계값이 광도로 표현되지 않는다면, 값이 한계값 보다 더 높은 곳에서 공 신호가 감지 유닛(8)에 의해 송출될 수 있다는 가능성이 있다. 따라서, 만약 감지된 값이 한계값을 초과 한다면 공 신호가 송출된다.

상기한 설명은 단순히 다수의 본 발명의 가능한 실시예를 설명한 것이다. 발명의 많은 다양한 실시예가 추론될 수 있음을 안다는 것은 쉬운 것이며, 이와 같은 것 모두는 발명의 범위에 해당되고, 아래의 청구범위에 의해 결정된다.

Claims (13)

1. 분말 물질(3)의 계량된 양을 토출하기 위한 토출구(5)가 제공된 용기(1)를 구비하는 저장 유닛(15);

   광선(light beam,7)을 송출하기 위한 광원(6)과, 광도를 감지하기 위한 감지유닛(8)을 구비하는 센서(2)를 포함하고,

   상기 용기(1)의 벽(9)은 적어도 일 영역에서 상기 광원(6)에 의해 송출된 광에 대해 적어도 부분적으로 투명하고, 상기 광원(6)이 상기 광선(7)을 상기 용기(1)의 상기 벽(9)의 상기 영역에 조사하며, 상기 감지 유닛(8)이 상기 분말 물질(3)에 의해 반사되어 상기 용기(1)의 벽(9)의 상기 영역을 통해 나오는 광을 수광하도록 상기 센서(2)는 상기 용기(1)의 외측에 배치되며,

   상기 센서(2)의 상기 광원(6)과 상기 감지 유닛(8)은 하나의 수평면에 배치되는 것을 특징으로 하는 분말 물질용 충진 상태 감지 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 저장 유닛(15)의 상기 용기(1) 내부에 불충분한 분말 물질(3)이 있는 경우 표시를 위한 표시부(13)를 더 포함하고,

   상기 감지 유닛(8)은 감지된 광도가 소정의 한계값을 초과하면 신호를 송출하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 분말 물질용 충진 상태 감지 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 전송된 신호는 상기 표시부(13)에 전송되는 공 신호(empty signal)인 것을 특징으로 하는 분말 물질용 충진 상태 감지 장치.
4. 제2항에 있어서,

   프로세서(16)를 더 포함하고,

   송출된 상기 신호는 상기 프로세서(16)로 송출된 임계 신호이고, 상기 프로세서(16)는 상기 임계 신호를 수신한 후 분말 물질(3)의 소정의 회분의 수를 세고, 분말 물질(3)의 소정의 회분의 수에 도달된 후 상기 표시부(13)에 상기 공신호를 송출하는 것을 특징으로 하는 분말 물질용 충진 상태 감지 장치.
5. 제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 송출된 광선(7)은 평행하거나 발산하는 것을 특징으로 하는 분말 물질용 충진 상태 감지 장치.
6. 제1항 내제 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 송출된 광선(7)은 상기 저장 유닛(15)의 외부에 상기 광선(7)의 초점이 있도록 수렴하는 것을 특징으로 하는 분말 물질용 충진 상태 감지 장치.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서,

   상기 광선(7)과 상기 벽(9)의 한계각은 40 내지 90도인 것을 특징으로 하는 분말 물질용 충진 상태 감지 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 광원(6)은 소정의 파동 주파수의 파동 광선을 송출하도록 배치되고, 상기 감지 유닛(8)은 상기 파동 광선으로부터 나오는 광도를 감지하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 분말 물질용 충진 상태 감지 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 광원(6)은 적외선 파장 범위 내의 주파장을 포함하는 상기 광선(7)을 송출하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 분말 물질용 충진 상태 감지 장치.
10. 액체를 토출하기 위한 액체 토출 장치(22),

    분말 물질(3)을 토출하기 위한 저장 장치(15), 및

    상기 액체 토출 장치(22)에 의해 토출된 상기 액체와 상기 저장 유닛(15)에 의해 토출된 상기 분말 물질(3)을 혼합하기 위한 혼합 공간(23)를 포함하고,

    상기 음료 토출 장치(20)는 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 충진 상태 감지 장치(21)를 구비하고,

    상기 음료 토출 장치(20)의 벽에는 폐쇄 가능한 개구(31)가 제공되며,

    상기 충진 상태 감지 장치(20)의 센서(2)는 고정 구조(3)에 의해 상기 폐쇄 가능한 개구(31)에 설치되는

    분말 물질에 기초한 음료를 토출하기 위한 음료 토출 장치.
11. 용기(1)의 외부에 배치된 센서(2)에 의해 분말 물질(3)용 용기(1)를 구비하는 저장 유닛(15) 내의 충진 상태 감지 방법에 있어서,

    센서에는 광원(6)과 감지 유닛(8), 및 상기 센서(2)에 연결된 표시 유닛(13)이 제공되며,

    적어도 일영역에서 상기 용기(1)의 벽은 상기 광원(6)에 의해 송출된 광이 적어도 부분적으로 투과하는 것으로,

    상기 광선(7)이 상기 용기의 상기 벽(9)에서 상기 투과 영역에 조사되도록 상기 광원(6)에 의해 광선(7)을 송출하는 단계;

    상기 광선(7)으로부터 나오며, 상기 용기(1) 내의 상기 분말 물질(3)로부터 반사되며, 상기 용기(1)의 상기 벽(9)에 있는 상기 영역을 통해 나오는 광의 광도를 상기 감지 유닛(8)에 의해 감지하는 단계;

    만약 상기 감지된 광도가 소정의 한계값 보다 낮은 경우 상기 표시부(13)로 상기 감지 유닛(6)에 의해 공 신호(empty signal)를 송출하는 단계;

    를 포함하는 용기의 외부에 위치하는 상기 센서(2)에 의해 분말 물질(3)용 용기(1)를 구비하는 저장 유닛(15) 내의 충진 상태 감지 방법.
12. 제11항에 있어서,

    상기 감지 유닛(8)에 의해 전송된 상기 신호는 프로세서(16)로 송출되는 임계 신호이고,

    소정의 수에 도달할 때까지 상기 용기(1)로부터 낙하된 다수의 분말의 회분을 상기 프로세서(16)에 의해 세는 단계;

    상기 프로세서(16)에 의해 상기 표시 유닛(13)으로 공 신호를 송출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충진 상태 감지 방법.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서,

    상기 광원(6)에 의해 송출된 상기 광선은 소정의 파동 주파수를 가진 파동 광선으로 송출되며, 상기 파동 광선으로부터 나오는 광에 근거하여 상기 광도를 감지하는 것을 특징으로 하는 충진 상태 감지 방법.

Images