(57)【要約】【課題】チューブの汚れによる影響を排除して，チューブの内部状態を判定できる装置を提供する。【解決手段】チューブ監視装置１は，チューブ２に光を投光する投光器１００と，チューブ２を通過した光を受光する受光器１０１を有し，受光器１０１が受光した光量を示す受光量を出力する光学センサ１０と，チューブ２の内部状態の判定に用いる閾値と，光学センサ１０が出力した受光量を比較することによりチューブ２の内部状態を判定し，チューブ２の内部状態の判定結果を時系列で記憶する処理を行うチューブ監視部１１と，所定期間が経過する毎に，所定期間の期首における最小の受光量と，所定期間の期末における最小の受光量との差分を算出し，閾値から差分に応じた値を減算することで閾値を補正する処理を行う閾値補正部１２を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視対象となるチューブに光を投光する投光器と，前記チューブを通過した前記投光器の光を受光する受光器を有し，前記受光器が受光した光量を示す受光量を出力する光学センサと，
前記チューブの内部状態の判定に用いる閾値と，前記光学センサが出力した受光量を比較することにより前記チューブの内部状態を判定し，前記チューブの内部状態の判定結果を時系列で記憶する処理を行うチューブ監視部と，
前記チューブ監視部が前記チューブの内部状態を判定する処理を開始してから所定期間が経過する毎に，所定期間の期首における最小の前記受光量と，所定期間の期末における最小の前記受光量との差分を算出し，前記閾値から差分に応じた値を減算することで前記閾値を補正する処理を行う閾値補正部と，
を備えたことを特徴とするチューブ監視装置。
【請求項２】
前記チューブ監視部は，前記チューブが液体で満たされている状態である通液状態の判定に用いる通液判定用閾値を記憶し，前記受光量が前記通液判定用閾値と同じまたは超える場合，前記チューブの内部状態が前記通液状態と判定し，前記閾値補正部は，前記差分を用いて前記通液判定用閾値を補正することを特徴とする，請求項１に記載したチューブ監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，内部が空洞になっている筒状の媒体であるチューブの内部状態を監視する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
内部が空洞になっている筒状の媒体であるチューブに，衛生管理が必要な液体を流す際，衛生面の観点からチューブの内部状態を監視することが必要になる。例えば，衛生管理が必要な液体を流す現場を飲食店とする場合，衛生管理が必要な液体をチューブに流す装置はビールサーバになる。
【０００３】
チューブに流れる液体を検知する液体検知装置は既に開示されており，既に開示されている装置は，赤外線などの光を投光する投光器と，液体を流すチューブを挟んで投光器と対向して配置される受光器を備えた構成になっている。
【０００４】
特許文献１で開示されている液体検知装置は，チューブに流れる液体の有無によって生じる光の屈折率の差を利用して，チューブに流れる液体の有無を判定する装置である。特許文献１で開示されている液体検知装置は，チューブの内部に液体が存在しない場合のみ，投光器が投光した光が受光器に投光されるように構成した一対のスリットを有し，投光器が投光した光を受光器が受光したか否かにより，チューブに流れる液体の有無を判別する。
【０００５】
また，特許文献２で開示されている液体検知装置は，受光器が出力する受光レベルを利用して，チューブの内部状態を判定する装置である。なお，チューブの内部状態には，チューブに流れる液体の有無に加え，チューブの内部に発生した気泡の有無，チューブの内部に流れる異物の有無，および，チューブ自体の汚れが含まれる。
【０００６】
更に，特許文献３では，特許文献２で開示されているような液体検知装置の出力に基づき，チューブに流れる液体の有無を判定し，チューブに液体を流さない休閑時間において，チューブ内に液体が存在しない空液状態が所定時間を超えて継続しない場合，チューブに汚れが発生していると判定するシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２５３４２５号公報
【特許文献２】特開２００８−１８０６４３号公報
【特許文献３】特開２０１１−８４２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら，特許文献２で開示されている発明のように，受光器が出力する受光レベルを利用して，チューブの内部状態の異常を検査するように装置を構成すると， チューブの汚れ度合いに応じて，受光器が出力する受光レベルが下がるため，チューブの内部状態の判定に誤りが生じる危険性がある。
【０００９】
そこで，本発明は，チューブの汚れによる影響を排除して，チューブの内部状態を判定できる装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決する本発明は，監視対象となるチューブに光を投光する投光器と，前記チューブを通過した前記投光器の光を受光する受光器を有し，前記受光器が受光した光量を示す受光量を出力する光学センサと，前記チューブの内部状態の判定に用いる閾値と，前記光学センサが出力した受光量を比較することにより前記チューブの内部状態を判定し，前記チューブの内部状態の判定結果を時系列で記憶する処理を行うチューブ監視部と，前記チューブ監視部が前記チューブの内部状態を判定する処理を開始してから所定期間が経過する毎に，所定期間の期首における最小の前記受光量と，所定期間の期末における最小の前記受光量との差分を算出し，前記閾値から差分に応じた値を減算することで前記閾値を補正する処理を行う閾値補正部とを備えたことを特徴とするチューブ監視装置である。なお，本発明において，前記チューブ監視部は，前記チューブが液体で満たされている状態である通液状態の判定に用いる通液判定用閾値を記憶し，前記受光量が前記通液判定用閾値と同じまたは超える場合，前記チューブの内部状態が前記通液状態と判定し，前記閾値補正部は，前記差分を用いて前記通液判定用閾値を補正することが好適である。
【発明の効果】
【００１１】
最小の前記受光量は，前記チューブに液体が通っていないときに前記受光量になるため，所定期間の期首における最小の前記受光量と，所定期間の期末における最小の前記受光量との差分は，所定期間において発生した前記チューブの汚れによって生じる前記受光量の低下に相当する量になる。よって，前記チューブの内部状態の判定結果に用いる前記閾値から前記差分に応じた値を減算することで，所定期間において発生した前記チューブの汚れによる影響を排除して，前記チューブの内部状態を判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係るチューブ監視装置を説明する図。
【図２】本実施形態に係るチューブ監視装置が備える機能を説明する図。
【図３】光学センサが出力する受光量の時系列変化と閾値を説明する図。
【図４】チューブ監視装置で実行される一連の処理を説明する図。
【図５】期首受光量取得処理を説明する図。
【図６】閾値補正処理を説明する図。
【図７】通液判定用閾値の時系列変化を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここから，本発明の好適な実施形態を記載する。なお，以下の記載は本発明の技術的範囲を束縛するものでなく，理解を助けるために記述するものである。
【００１４】
図１は，本実施形態に係るチューブ監視装置１を説明する図で，図２は，本実施形態に係るチューブ監視装置１が備える機能を説明する図である。
【００１５】
図１（ａ）は，本実施形態に係るチューブ監視装置１の外観図である。本実施形態に係るチューブ監視装置１は，衛生管理が必要な液体を流すチューブ２の内部状態を監視するための装置で，図１で図示したチューブ監視装置１は箱型の形態をなし，監視対象となるチューブ２はチューブ監視装置１の内部に通っている。チューブ監視装置１にチューブ２を取り付ける構造は任意でよく，また，チューブ監視装置１の形態は箱型でなくともよい。
【００１６】
図１（ｂ）は，本実施形態に係るチューブ監視装置１が備えるハードウェアを説明する図である。図１（ｂ）に図示したように，本実施形態に係るチューブ監視装置１は，光学センサ１０，プロセッサ１３，メモリ１４，タイマー１５およびブートメモリ１６を内部に実装する。なお，図１（ｂ）で図示したハードウェア以外に，外部装置との通信に用いるインタフェース，バッテリーおよび操作ボタンなどをチューブ監視装置１に備えさせることができる。
【００１７】
チューブ監視装置１が実装する光学センサ１０は，チューブ監視装置１の内部に通したチューブ２に流れる液体を監視するためのセンサで，赤外線などの光を投光する投光器１００と，投光器１００が投光した光を受光する受光器１０１から少なくとも構成され，受光器１０１が受光した光量を示す受光量を電気信号で出力する。監視対象となるチューブ２は，光学センサ１０の投光器１００と受光器１０１の間に配置されており，光学センサ１０の投光器１００は，チューブ監視装置１の内部を通っているチューブ２に光を投光し，光学センサ１０の受光器１０１は，チューブ２を透過した光を受光する。
【００１８】
チューブ監視装置１が実装するメモリ１４は，ＲＡＭ（Random Access Memory）や，電気的に書き換え可能な不揮発性メモリである。本実施形態において，チューブ監視装置１が実装するメモリ１４には，チューブ監視装置１を識別する情報となる装置ＩＤ，チューブ２の内部状態を判定する周期であるサンプリング間隔，チューブ２の内部状態の判定に用いる閾値，チューブ２の内部状態の判定結果などが記憶される。
【００１９】
チューブ監視装置１が実装するプロセッサ１３は，チューブ監視装置１を制御する演算処理回路で，チューブ監視装置１が実装するブートメモリ１６には，プロセッサ１３を動作させるプログラムとなるファームウェアが記憶される。また，チューブ監視装置１が実装するタイマー１５は，時間計測に用いられるデバイスである。
【００２０】
図２に図示したように，プロセッサ１３を動作させるプログラムにより実現される機能として，本実施形態に係るチューブ監視装置１は，光学センサ１０が出力した受光量に基づきチューブ２の内部状態を判定する処理を行うチューブ監視部１１と，チューブ２の内部状態の判定に用いる閾値を補正する処理を行う閾値補正部１２を備える。
【００２１】
チューブ監視装置１のチューブ監視部１１は，チューブ２の内部状態の判定に用いる閾値を記憶し，光学センサ１０が出力した受光量と閾値を比較することによりチューブ２の内部状態を判定し，チューブ２の内部状態の判定結果をメモリ１４に時系列で記憶する。
【００２２】
本実施形態では，チューブ２の内部状態として，チューブ監視装置１の内部を通っているチューブ２が液体で満たされている状態である通液状態と，チューブ監視装置１の内部を通っているチューブ２に液体が流れているが液体で満たされている状態である半通液状態と，チューブ監視装置１の内部を通っているチューブ２に液体が流れていない状態である空液状態が設定され，チューブ監視装置１は内部状態の判定に用いる複数の閾値（通液判定用閾値と空液判定用閾値の２つ）を記憶する。
【００２３】
本実施形態に係るチューブ監視装置１が，チューブ２の内部状態の判定に用いる閾値を補正する閾値補正部１２を備えるのは，チューブ監視装置１の内部を通っているチューブ２の汚れに応じて，光学センサ１０が出力する受光量が低下するからである。チューブ監視装置１の内部を通っているチューブ２に色の付いた液体を流すと，液体の色によってチューブ２が汚れ，チューブ２の汚れ度合いに応じて光学センサ１０の受光器１０１が受光する光量が低下し，光学センサ１０が出力する受光量も低下する。チューブ２の内部状態によっては，チューブ２の汚れにより光学センサ１０の受光量が低下することで，チューブ２の内部状態の判定に誤りが発生する危険性がある。
【００２４】
そこで，本実施形態に係るチューブ監視装置１の閾値補正部１２は，チューブ２の汚れにより光学センサ１０の受光量が低下することで判定に誤りが発生するチューブ２の内部状態の閾値を，チューブ２の汚れによって光学センサ１０の受光量が低下した量を算出して補正する処理を行う。
【００２５】
具体的に，本実施形態に係るチューブ監視装置１の閾値補正部１２は，閾値の補正を行う間隔である所定期間の期首において最小の受光量（空液状態の時に光学センサ１０が出力した受光量になる）と，所定期間の期末において最小の受光量との差分を算出し，補正対象となる閾値から差分に応じた値を減算する。
【００２６】
図３は，光学センサ１０が出力する受光量の時系列変化と閾値を説明する図で，図３（ａ）は，閾値の補正を行わない時の図，図３（ｂ）は，閾値の補正を行わない時の図である。なお，図３で図示したグラフの縦軸は光学センサ１０の受光量で，図３で図示したグラフの横軸は時間である。
【００２７】
図３で図示したＬｅ０は，清掃または交換した直後において，チューブ２が空液状態の時に光学センサ１０が出力した受光量である。また，図３（ａ）で図示したＬｆ０は，清掃または交換した直後において，チューブ２が通液状態の時に光学センサ１０が出力した受光量である。
【００２８】
チューブ２に空液状態の場合とチューブ２が通液状態の場合では，光学センサ１０の投光器１００が投光した光がチューブ２を通過する際の屈折率が異なり，光学センサ１０の受光器１０１に届く光は通液状態の方が多いため，チューブ２が通液状態の時に光学センサ１０が出力する受光量は，チューブ２が空液状態の時に光学センサ１０が出力する受光量よりも大きくなる。
【００２９】
本実施形態に係るチューブ監視装置１には，チューブ監視装置１の内部を通っているチューブ２が液体で満たされている状態である通液状態の判定に用いる通液判定用閾値と，チューブ監視装置１の内部を通っているチューブ２に液体が流れていない状態である空液状態の判定に用いる空液判定用閾値の２が設定される。
【００３０】
本実施形態に係るチューブ監視装置１は，光学センサ１０が出力した受光量が通液判定用閾値以上の場合、すなわち、通液判定用閾値と同じまたは通液判定用閾値を超える場合，チューブ監視装置１の内部を通っているチューブ２が通液状態であると判定する。また，本実施形態に係るチューブ監視装置１は，光学センサ１０が出力した受光量が空液判定用閾値未満、すなわち、空液判定用閾値を下回る場合，チューブ監視装置１の内部を通っているチューブ２が空液状態であると判定する。更に，本実施形態に係るチューブ監視装置１は，光学センサ１０が出力した受光量が空液判定用閾値以上でかつ通液判定用閾値未満の場合，チューブ監視装置１の内部を通っているチューブ２が半通液状態であると判定する。
【００３１】
図３（ａ）において，ｔ０からｔ１間およびｔ１からｔ２間が所定期間で，チューブ２に液体を流すことでチューブ２が汚れると，チューブ２の汚れにより，光学センサ１０の受光器１０１が受光する光量が小さくなるため，図３（ａ）に図示したように，光学センサ１０が出力する受光量は時間経過と共に小さくなっている。図３（ａ）では，チューブ２が空液状態の時に光学センサ１０が出力する受光量は，最初の所定期間の終わりになるｔ１ではＬｅ１に低下している。同様に，図３（ａ）では，チューブ２が通液状態の時に光学センサ１０が出力する受光量は，最初の所定期間の終わりになるｔ１ではＬｆ１に低下している。
【００３２】
上述したように，本実施形態に係るチューブ監視装置１は，光学センサ１０が出力した受光量が通液判定用閾値以上の場合，チューブ監視装置１の内部を通っているチューブ２が通液状態であると判定するため，チューブ２の汚れにより通液状態の時に光学センサ１０が出力する受光量が低下すると，通液状態の判定に誤りが生じやすくなる。なお，本実施形態に係るチューブ監視装置１は，光学センサ１０が出力した受光量が空液判定用閾値未満の場合，チューブ監視装置１の内部を通っているチューブ２が空液状態であると判定するため，チューブ２の汚れにより通液状態の時に光学センサ１０が出力する受光量が低下しても，空液状態の判定に影響ない。
【００３３】
そこで，図３（ｂ）に図示したように，本実施形態に係るチューブ監視装置１の閾値補正部１２は，所定期間が経過すると，空液状態の時に光学センサ１０が出力する受光量が所定期間内で低下した量（図３（ｂ）ではΔＬ）を求め，受光量が低下した量を用いて通液判定用閾値を補正する。なお，通液状態ではなく空液状態の時に光学センサ１０が出力する受光量を通液判定用閾値の補正に用いるのは，チューブ２が空液状態にあるときに光学センサ１０が出力する受光量は，チューブ２に流れる液体の色変化による影響を受けず，チューブ２の汚れのみが反映されるからである。
【００３４】
図３（ｂ）では，前の所定期間で用いていた通液判定用閾値から，受光量が低下した量であるΔＬを減算することで補正後の通液判定用閾値を算出するように図示しているが，通液判定用閾値を補正する手法は他の手法であってもよい。例えば，光学センサ１０の受光量が低下した量（図３（ｂ）ではΔＬ）そのものではなく，光学センサ１０の受光量が低下した量に所定の割合（例えば，９割り）を乗算した値を通液判定用閾値から減算することも考えられる。
【００３５】
図４は，チューブ監視装置１で実行される一連の処理を説明する図である。チューブ監視装置１が，チューブ監視装置１の内部を通っているチューブ２を監視する際，チューブ監視装置１のチューブ監視部１１は，光学センサ１０が出力した受光量に基づきチューブ２の内部状態を判定するチューブ監視処理（Ｓ１）を実行する。チューブ監視処理（Ｓ１）において，チューブ監視装置１のチューブ監視部１１は，タイマー１５を利用して時間を計測し，メモリ１４に記憶されたサンプリング間隔（例えば，５分）毎に，光学センサ１０が出力した受光量に基づきチューブ２の内部状態を判定し，光学センサ１０が受光量を出力した時間，光学センサ１０が出力した受光量およびチューブ２の内部状態の判定結果をメモリ１４に記憶する処理を行う。
【００３６】
チューブ監視装置１のチューブ監視部１１がチューブ監視処理（Ｓ１）を実行している間，単位期間（例えば，１日）が経過する毎に，所定期間の期首において最小になる受光量である期首受光量を取得する期首受光量取得処理（Ｓ２）がチューブ監視装置１で実行される。
【００３７】
図５は，期首受光量取得処理（Ｓ２）を説明する図である。期首受光量取得処理（Ｓ２）はチューブ監視装置１の閾値補正部１２が実行する処理で，期首受光量取得処理（Ｓ２）を実行する指示をチューブ監視部１１から受けると，チューブ監視装置１の閾値補正部１２は，チューブ監視装置１のメモリ１４に期首受光量が記憶されているか否かにより，期首受光量が取得済みであるか否かを判定する処理を実行する（Ｓ２０）。
【００３８】
チューブ監視装置１のメモリ１４に期首受光量が記憶されていない場合，チューブ監視装置１の閾値補正部１２は「期首受光量は未取得」と判定し，最新の単位期間内にメモリ１４に記憶された光学センサ１０の受光量の中から空液判定用閾値未満でかつ最小の受光量を期首受光量として取得し，期首受光量をメモリ１４に記憶する処理を実行する（Ｓ２１），期首受光量取得処理（Ｓ２）は終了する。
【００３９】
なお，最新の単位期間内にメモリ１４に記憶された光学センサ１０の受光量の中に，空液判定用閾値未満の受光量がない場合，期首受光量はメモリ１４に記憶されない。また，チューブ監視装置１のメモリ１４に期首受光量が記憶されている場合，チューブ監視装置１の閾値補正部１２は「期首受光量は取得済み」と判定し，期首受光量を抽出することなく，期首受光量取得処理（Ｓ２）は終了する。
【００４０】
チューブ監視装置１の閾値補正部１２が，期首受光量取得処理（Ｓ２）を実行することで，所定期間内でチューブ２が初めに空液状態になった時の受光量が期首受光量としてメモリ１４に記憶されることになる。例えば，所定期間の最初の単位期間内でチューブ２が空液状態になった場合，最初の単位期間内で実際にチューブ２が空液状態になった時の受光量が期首受光量としてメモリ１４に記憶される。また，例えば，所定期間の最初の単位期間内でチューブ２が空液状態にならず，２番目の単位期間内でチューブ２が空液状態になった場合，２番目の単位期間内でチューブ２が空液状態になった時の受光量が期首受光量としてメモリ１４に記憶される。
【００４１】
図４の説明に戻る。チューブ監視装置１のチューブ監視部１１が，チューブ監視装置１の内部を通っているチューブ２の検査を開始してから所定期間（例えば，１ヶ月）が経過する毎に，チューブ２の内部状態の判定に用いる閾値を補正する閾値補正処理（Ｓ３）が実行される。
【００４２】
図６は，閾値補正処理（Ｓ３）を説明する図である。閾値補正処理（Ｓ３）はチューブ監視装置１の閾値補正部１２が実行する処理で，閾値補正処理（Ｓ３）を実行する指示をチューブ監視部１１から受けると，チューブ監視装置１の閾値補正部１２は，所定期間の期末において最小になる受光量である期末受光量を取得する処理を実行する（Ｓ３０）。
【００４３】
所定期間の期末において最小になる受光量である期末受光量を取得する処理の内容は任意であるが，本実施形態では，最新の単位期間（所定期間の最後の単位期間になる）内にメモリ１４に記憶された光学センサ１０の受光量の中から空液判定用閾値未満でかつ最小の受光量を期末受光量として取得する。なお，最新の単位期間内に空液判定用閾値未満になる受光量がなければ，時間を遡る方向に単位期間を切り替えて期末受光量を取得することになる。
【００４４】
次に，チューブ監視装置１の閾値補正部１２は，メモリ１４に記憶されている期首受光量と期末受光量の差分を算出し（Ｓ３１），この差分に応じた値を所定の閾値から減算した後，メモリ１４に記憶されている所定の閾値を補正後の閾値に更新する処理を実行する（Ｓ３２）。上述しているように，本実施形態において，補正対象になる閾値は通液判定用閾値になり，チューブ監視装置１の閾値補正部１２は，補正前の通液判定用閾値からこの差分を減算することで補正後の通液判定用閾値を算出する。
【００４５】
次に，チューブ監視装置１の閾値補正部１２は，メモリ１４に記憶されている期首受光量と期末受光量をクリアする処理を実行して（Ｓ３３），閾値補正処理（Ｓ３）は終了する。
【００４６】
図７は，通液判定用閾値の時系列変化を説明する図である。所定期間が経過する毎に，チューブ監視装置１の閾値補正部１２が通液判定用閾値を補正することで，チューブ監視装置１に設定されている通液判定用閾値は，所定期間が経過する毎に階段状に小さくなる。これに対し，本実施形態では空液判定用閾値は補正されないので，所定期間が経過しても変化しない。なお，チューブ２の汚れが酷くなると，チューブ２の清掃または交換をしなければならないので，補正後の通液判定用閾値が最小値以下になると，チューブ２の清掃または交換を指示するアラームを発生するようにチューブ監視装置１を構成することが望ましい。また，チューブ２の清掃または交換が実施されると通液判定用閾値を初期値に戻す必要があるため，通液状態の判定に用いる通液判定用閾値とは別に，通液判定用閾値の初期値をメモリ１４に記憶することが必要である。
【符号の説明】
【００４７】
１    チューブ監視装置
１０  光学センサ
１００  投光器
１０１  受光器
１１  チューブ監視部
１２  閾値補正部
１４  メモリ
２    チューブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2018059728.tif 000006
【図５】
2018059728.tif 000007
【図６】
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【図７】
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