(57)【要約】      （修正有）【課題】非接触液体検知装置、システム、および方法の提供。【解決手段】基部と、基部上に配置されたアレイとを有する非接触キャパシタンス・センサが提供される。アレイは、互いに対向して配置された第１の電極と第２の電極とを有して、第１の電極と第２の電極との間のキャパシタンスの変化を検知する。基部は少なくとも1つの固定部材を有し、固定部材はキャパシタンス検出アレイが導管内の液体の有無を示すキャパシタンスの変化を検出するように、第1の電極と第2の電極のとの間に導管を固定して構成されている。検知アレイを所定構成レベルに較正し、検知アレイが所定の較正レベルからの変化を検出したときに信号発し報知できるようにする。  【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部上に配置されたアレイを含み、前記アレイが、第１の電極と第２の電極との間のキャパシタンスの変化を検知するように、互いに対向して配置された前記第１の電極と前記第２の電極とを有する、非接触キャパシタンス・センサ。
【請求項２】
前記変化を示すためのインジケータをさらに含む、請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記インジケータが、視覚インジケータ、可聴インジケータ、前記センサに外付けする装置と電気的に連通するリレー、および前記の１つまたは複数の組合せからなる群から選択される、請求項２に記載のセンサ。
【請求項４】
前記外付け装置が商業用食器洗浄機である、請求項３に記載のセンサ。
【請求項５】
前記基部上に配置された固定部材をさらに含み、前記固定部材が、前記第１の電極と前記第２の電極との間に導管を固定するように構成される、請求項１に記載のセンサ。
【請求項６】
前記キャパシタンスの変化が、前記導管内の液体の有無を示す、請求項５に記載のセンサ。
【請求項７】
前記液体が、洗剤、殺菌剤、すすぎ剤、および前記の１つまたは複数の組合せからなる群から選択される、請求項６に記載のセンサ。
【請求項８】
前記基部上に配置された複数のアレイをさらに含み、前記複数のアレイの各々が、互いに対向して配置された第１の電極と第２の電極とを有し、前記第１の電極と前記第２の電極との間のキャパシタンスの変化を検知することができる、請求項１に記載のセンサ。
【請求項９】
少なくとも１つの固定部材を有する基部と、
前記基部上に配置されたキャパシタンス検出アレイとを含み、前記キャパシタンス検出アレイが第２の電極に対向する第１の電極を有し、前記固定部材は、前記キャパシタンス検出アレイが、前記導管内の液体の有無を示すキャパシタンスの変化を検出するように前記第１の電極と前記第２の電極との間に導管を固定して構成される、非接触キャパシタンス・センサ。
【請求項１０】
前記有無を示すためのインジケータをさらに含む、請求項９に記載のセンサ。
【請求項１１】
前記インジケータが、視覚インジケータ、可聴インジケータ、前記センサに外付けする装置と電気的に連通するリレー、および前記の１つまたは複数の組合せからなる群から選択される、請求項１０に記載のセンサ。
【請求項１２】
前記外付け装置が商業用食器洗浄機である、請求項１１に記載のセンサ。
【請求項１３】
前記液体が、洗剤、殺菌剤、すすぎ剤、および前記の１つまたは複数の組合せからなる群から選択される、請求項９に記載のセンサ。
【請求項１４】
導管に対して所望の位置に取り付け可能な第１の部分と、
前記第１の部分に配置された、第２の電極に対向する第１の電極を有するキャパシタンス検出アレイと、
前記第１の部分に配置され、前記キャパシタンス検出アレイが、前記導管内の液体の有無を示すキャパシタンスの変化を検出するように前記第１の電極と前記第２の電極との間
に前記導管を固定して構成された固定部材と
そして、前記の液体の有無を示すためのインジケータ
を含む、導管内の液体の有無を検出するためのシステム。
【請求項１５】
前記第１の部分を覆う第２の部分をさらに含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記インジケータが、視覚インジケータ、可聴インジケータ、外部装置と電気的に連通するリレー出力接続部、および前記の１つまたは複数の組合せからなる群から選択される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記外部装置が商業用食器洗浄機であり、前記液体が、洗剤、殺菌剤、すすぎ剤、および前記の１つまたは複数の組合せからなる群から選択される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
導管が検知アレイに対して選択位置にあるように、前記導管を基部に固定するステップと、
前記検知アレイを所定の較正レベルに較正するステップと、
前記検知アレイが前記所定の較正レベルからの変化を検出したときに信号を発するステップ
とを含む、導管内の液体を検知する方法。
【請求項１９】
前記所定の較正レベルが、導管のみのキャパシタンスまたは内部に液体を有する導管のキャパシタンスを示す、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記基部の少なくとも一部を覆うステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記信号の発信が、インジケータの状態変化を含み、前記インジケータが、視覚インジケータ、可聴インジケータ、外部装置と電気的に連通するリレー出力接続部、および前記の１つまたは複数の組合せからなる群から選択される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記検知アレイが、第２の電極から離間した第１の電極を含み、前記選択位置が前記第１の電極と前記第２の電極との間にある、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
キャパシタンス検出アレイが導管内のキャパシタンスを検出するように、前記導管を前記キャパシタンス検出アレイに対して選択位置に固定し、
前記キャパシタンス検出アレイを所定の較正レベルに較正し、そして
前記キャパシタンスが前記所定の較正レベルからそれたときにオペレータに通知する、導管内の液体を検知する方法。
【請求項２４】
第１の部分を前記導管に対して所望の位置に取り付け、前記キャパシタンス検出アレイは前記第１の部分に配置される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
複数の導管内の液体を前記第１の部分により検出することができるように、前記第１の部分が複数のキャパシタンス検出アレイをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触液体検知（non−contact liquid sensing）に関する。特に、本発明は、商業用食器洗浄機で使用される液体を、検知され液体に接触することなく検知するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レストランやカフェテリア等の食品調理店は、飲料用グラス、皿、食卓用食器類、調理装置等を洗浄するための工業用または商業用洗浄機を頻繁に使用する。これらの商業用洗浄機は、通常、洗浄プロセスで１つまたは複数の化学物質を使用する。たとえば、これらの洗浄機は、洗浄プロセス中に、これらに限定するものではないが、洗剤、殺菌剤、すすぎ剤等の化学物質を使用するのが一般的である。
【０００３】
このような自動洗浄装置では、洗浄プロセス中に洗浄機が必要とする化学物質が実際に洗浄機に確実に送達されるようにすることが、良好な衛生上の慣例である。米国衛生財団（National  Sanitation  Foundation（ＮＳＦ））は、食料安全の分野における公衆の健康および安全の基準を開発する非政府機関である。ＮＳＦは、商業用食器洗浄機の基準を開発しており（たとえば、ＮＳＦ基準３）、現在、化学物質の送達の確認が必要となるようにこれらの基準を修正することを検討中である。商業用洗浄機システムについて増加する要求を満たし続けるために、新しい洗浄機には化学物質送達検知システムを装着する必要がある。さらに、おそらく多数の現存するシステムがあるため、現存する洗浄機に化学物質送達検知システムを後付けすることが、より困難な作業となる。
【０００４】
従来の検知システムは、導管内の液体の有無を検知することができる。しかし、多くの従来の検知システムは、接触システムであり、すなわち、検知する液体に接触するように、センサを導管内に直接据え付ける必要がある。これらの接触検知システムは、食器洗浄業界では効果がないことがわかっている。たとえば、商業用洗浄機により使用される化学物質は、このような接触検知システムに損傷を与えうるものである。さらに、すでに使用している洗浄機に後付けする場合、このような接触検知システムは、現存する導管の切断または交換等の費用のかかる据付けのみならず、かなりの労力および配線を必要とする。
【０００５】
非接触検知システムも開発されているが、これも食器洗浄業界では効果がないことがわかっている。たとえば、多くの非接触検知システムは複雑で、精巧な較正およびメンテナンスを必要とする。超音波検知システム等の一部の非接触検知システムは、商業用洗浄機の化学物質送達導管で一般に見られる低流量では効果的ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、洗浄プロセス中の化学物質の送達を検出するために、新しい洗浄機および現存する洗浄機のための、単純な、低コストの液体検知装置が引き続き必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、基部と、基部上に配置されたアレイとを有する非接触キャパシタンス・センサが提供される。アレイは、第１の電極と第２の電極との間のキャパシタンスの変化を検知するように互いに対向して配置された第１の電極と第２の電極とを有する。
【０００８】
基部と、基部上に配置されたキャパシタンス検出アレイとを有する非接触キャパシタン
ス・センサがまた提供される。基部は少なくとも１つの固定部材を有する。キャパシタンス検出アレイは、第２の電極に対向する第１の電極を有する。固定部材は、キャパシタンス検出アレイが、導管内の液体の有無を示すキャパシタンスの変化を検出するように第１の電極と第２の電極との間に導管を固定して構成される。
【０００９】
導管内の液体の有無を検出するためのシステムがまた提供される。このシステムは、第１の部分と、キャパシタンス検出アレイと、固定部材と、インジケータとを含む。第１の部分は、導管に対して所望の位置に取り付け可能である。キャパシタンス検出アレイおよび固定部材は、第１の部分に配置される。キャパシタンス検出アレイは、互いに対向する第１の電極と第２の電極とを有する。固定部材は、キャパシタンス検出アレイが、導管内の液体の有無を示すキャパシタンスの変化を検出するように第１の電極と第２の電極との間に導管を固定する。インジケータは液体の有無を示す。
【００１０】
導管内の液体を検知する方法もまた提供される。この方法は、導管が検知アレイに対して選択位置にあるように、導管を基部に固定し、検知アレイを所定の較正レベルに較正しそして、検知アレイが所定の較正レベルからの変化を検出したときに信号を発することを含む。
【００１１】
キャパシタンス検出アレイが導管内のキャパシタンスを検出するように、導管をキャパシタンス検出アレイに対して選択位置に固定し、キャパシタンス検出アレイを所定の較正レベルに較正し、キャパシタンスが所定の較正レベルからそれたときにオペレータに通知する、導管内の液体を検知する方法もまた提供される。
【００１２】
本発明の前記その他の特徴および利点については、以下の詳細な説明、図面、および添付の特許請求の範囲から、当業者には理解できるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図面、特に図１では、本発明による液体検知装置１０の例示的な実施形態が、商業用洗浄機１２と共に使用中の状態で概略的に示される。装置１０は、洗浄機１２の化学物質送達導管内の液体の有無を、非接触で検出するように構成される。さらに、装置１０は、単純で迅速な接続の仕方で、導管の周りに容易に据え付けられるように構成される。したがって、装置１０により、新しい商業用洗浄機１２に化学物質送達確認手段を装着することができ、かつ／または現存する商業用洗浄機１２に化学物質送達確認手段を後付けすることができる。
【００１４】
わかりやすくするために、洗浄機１２は、ケンタッキー州Barbourvilleの、Jackson，MSC，Inc．により製造されたConserverXL  Dish  Washing  Machine等の、商業用洗浄機として、本明細書中に記載される。しかし、装置１０を、導管内の液体の有無を検出するための非接触センサの単純な据付けおよび使用が必要な、他の適用でも使用できることを理解すべきである。
【００１５】
洗浄プロセス中、洗浄機１２は、限定されないが、洗剤、殺菌剤、すすぎ剤等の１つまたは複数の化学物質により、複数の皿１４を処理するように構成される。洗浄機１２は、導管１６を通して、液体化学物質を１つまたは複数の供給コンテナ１８から洗浄機の種々の部分へ吸引または圧送する。図では、洗浄機１２は、３つの異なる液体化学物質を使用するため、３つの導管１６および３つのコンテナ１８を有する。勿論、洗浄機１２が、３つよりも多い、または少ない化学物質を使用することも本発明により考慮される。
【００１６】
装置１０は、導管１６の外側の周りに容易に据え付けられ、または接続されるように構成される。この据付け位置では、導管を通る液体に接触することなく（すなわち非接触）
各導管１６内の液体化学物質の有無を検知するように、装置１０を構成することができる。装置１０は、どの導管１６にも液体がないことを検知すると、オペレータに警報を発することができ、洗浄機１２の電源を切ることができ、またはこの両方を行うことができる。
【００１７】
洗浄機１２により一般に使用される化学物質（たとえば洗剤、殺菌剤、すすぎ剤等）が導電性液体であることがわかっている。導管１６が、一般に、洗浄機１２により使用される化学物質の性質に耐性のある、ポリエチレン管材料等の、誘電材料または非導電性材料から作られることもわかっている。したがって、液体のないときの導管１６のキャパシタンスと比較した、液体があるときの導管１６のキャパシタンスを使用して、導管内の液体の有無を検出することができることがわかっている。
【００１８】
以下で、図２〜９を同時に参照しながら、液体検知装置１０について詳細に説明する。装置１０は、コンテナ１８に隣接する壁等の所望の位置に取り付けられるように構成された第１の部分または基部２０を有する。第１の部分２０は、好ましくは、洗浄機１２に近接して取り付けられ、液体化学物質が洗浄機１２に確実に送達されるようにする。たとえば、第１の部分２０は、限定されないが、留め具（たとえば、ねじ、ボルト、リベット等）により第１の部分２０を所望の位置に固定するための孔等の、１つまたは複数の取付部材２２を含むことができる。勿論、限定されないが、接着剤、取付ブラケット、溶接、面ファスナ等の、第１の部分２０を洗浄機１２上の所望の位置に取り付けるための他の手段も、本発明により考慮される。
【００１９】
第１の部分２０は、各導管１６用の、１つまたは複数の導管保持クリップまたはホルダ２４（「クリップ」）と、キャパシタンスプレートアレイ２６とを有する。好ましくは、第１の部分２０は各アレイ２６に２つの保持クリップ２４を有し、クリップ２４は、図示したように、アレイ２６の両側に位置する。このようにして、クリップ２４は、導管１６をキャパシタンスプレートアレイ２６に対して所望の位置に固定する。例として、クリップ２４は、導管１６を間にスナップ嵌めして解放可能に固定するように構成された、一対の弾性バイアス・アーム２８を有する。勿論、導管１６を第１の部分２０に固定するための他の解放可能部材および非解放可能部材も、本発明により考慮される。
【００２０】
アレイ２６は、図９に示すように、その間に間隙３４を画定する、第１のプレート、すなわち基礎（接地）誘電プレート（ground dielectric plate）３０と、第２のプレートすなわち測定誘電プレート３２とを有する。間隙３４は、好ましくは、導管１６と第１のプレート３０および第２のプレート３２との間の最小許容差がもたらされるような大きさに作られる。クリップ２４は、第１のプレート３０と第２のプレート３２との間の所望の位置に導管１６を保持するように構成される。たとえば、クリップ２４は、第１のプレート３０および第２のプレート３２に対して導管１６を中央に保持する。
【００２１】
装置１０は、第１のプレート３０から第２のプレート３２へ間隙３４を通して電場を伝播して、プレート３０、３２間の媒体（すなわち、導管１６および導管内の液体）により第２のプレート３２の電場のキャパシタンスが変化することになる。装置１０は、電源（図示せず）からの電力を使用して、電場を発生させる。電源は、バッテリ等の装置１０に内蔵するものであっても、１１０ボルト電源等の装置に外付けするものであってもよい。本実施形態では、第１の部分２０が、装置１０に電力を供給するための電力ポート３５を含むことができる。
【００２２】
導管１６がクリップ２４に据え付けられた後、装置１０は較正されて導管内の液体の有無を検出する。たとえば、装置１０は、自動較正機能を有することができる。本実施形態では、装置１０は、最初の電源投入時に第１の読取りを行うように構成される。第１の読
取りは、第１のプレート３０と第２のプレート３２との間の導管１６のみを表すことができる（すなわち、液体はない）。ひとたび液体が導管１６内に存在することになると、装置１０はその時のキャパシタンス読取値を較正レベルとして使用する。装置１０が較正レベル以外のキャパシタンスを検出したときのいつでも、装置１０はオペレータに通知することができる。好ましくは、装置１０は、較正レベルからの、選択量（すなわち設定点）よりも大きいキャパシタンスの変化を検出したときにはいつでも、オペレータに通知する。装置１０は、好ましくは、一定の設定点を有する。しかし、設定点は調節可能であることが、本発明により考慮される。
【００２３】
別途の実施形態では、装置１０は手動較正機能を有することができる。この実施形態では、第１の部分２０が較正ボタン３６を含みうる。ボタン３６が押し下げられると、装置１０は、その時の検出キャパシタンスを較正レベルとして設定する。装置１０を使用して導管１６内に液体があることを検出する場合には、オペレータは、導管１６が第１の部分２０に据え付けられた後に、ボタン３６を押し下げる。ここで、較正レベルは、装置１０により検出された導管１６のみのキャパシタンスを表す。導管１６を通って液体が流れると、装置１０により検出されたキャパシタンスが較正レベルから設定点よりも大きく変化して、装置がオペレータに通知する。装置１０を使用して導管１６内に液体がないことを検出する場合には、オペレータは、導管１６が第１の部分２０に据え付けられ、かつ導管１６に所望の液体が充填された後に、ボタン３６を押し下げる。ここで、較正レベルは、装置１０により検出された、導管１６と液体との両方のキャパシタンスを表す。導管１６を通る液体の流れが遮断されると、装置１０により検出されたキャパシタンスが較正レベルから選択量だけ変化して、装置がオペレータに通知する。
【００２４】
装置１０は、適宜の方法または公知の方法でオペレータに通知することができる。一実施形態では、装置１０は、各導管１６にインジケータ光等の視覚インジケータ３８を含む。視覚インジケータ３８は、装置１０が較正レベルを検出している第１の状態と、装置が較正レベル以外のキャパシタンスを検出している第２の状態とを有することができる。たとえば、視覚インジケータ３８は、装置１０が較正レベルを検出しているときに緑に点灯し、装置が較正レベルから選択量のキャパシタンスを検出しているときに赤に点灯することができる。もちろん緑と赤の点灯以外の視覚インジケータも、本発明により考慮される。
【００２５】
別の実施形態では、装置１０がスピーカ等の可聴インジケータ４０を含む。可聴インジケータ４０は、装置１０が較正レベルを検出している第１の状態と、装置が較正レベル以外のキャパシタンスを検出している第２の状態とを有することができる。たとえば、可聴インジケータ４０は、装置１０が較正レベルを検出しているときにオフにされ、装置が較正レベル以外のキャパシタンスを検出しているときに可聴ノイズを発することができる。さらに、装置１０が可聴インジケータ４０の音声レベルを変更するための音量調節器４２を含むことが考慮される。
【００２６】
さらに別の実施形態では、装置１０は１つまたは複数の出力リレー接続部４４を含む。各出力リレー接続部４４を、装置１０に外付けする装置と電気的に連通させて配置することができる。たとえば、電線（図示せず）を使用して、洗浄機１２を出力リレー接続部４４の１つと電気的に連通させて配置することができる。第１の部分２０は、電線を装置１０に固定するための取付ボス４６をさらに含むことができる。この例では、装置１０は、較正レベルを検出しているときに、第１の出力を出力リレー接続部４４に提供し、したがって洗浄機１２に提供することができる。さらに、装置１０は、較正レベル以外のキャパシタンスを検出しているときに、第２の出力を出力リレー接続部４４に提供し、したがって洗浄機１２に提供することができる。ここで、液体が導管１６にないことを装置１０が検出したときには、洗浄機１２はその動作を阻止または停止させることができる。洗浄機１２は単に、出力リレー接続部４４が電気的に連通することのできる外部装置の一例であることを理解すべきである。装置１０が出力リレー接続部４４を介して所望の外部装置に電気的に連通することが、本発明により考慮される。
【００２７】
さらに、装置１０が前記オペレータに通知するための手段の組合せを含むことが、本発明により考慮される。
【００２８】
また、装置１０は、第１の部分２０に取り付けられて装置の１つまたは複数の部分を保護することのできる、第２の部分またはカバー部４８を含むことができる。たとえば、第２の部分４８を使用して、クリップ２４、アレイ２６、および出力リレー接続部４４を覆うことができる。第１の部分２０および第２の部分４８は各々、留め具（たとえばねじ、ボルト、リベット等）により第１の部分２０と第２の部分４８とを互いに固定するための協働取付孔５０を含むことができる。勿論、限定されないが、接着剤、取付ブラケット、溶接、フック、面ファスナ等の、第２の部分４８を第１の部分２０上に固定するための他の手段も、本発明により考慮される。
【００２９】
前記したように、装置１０を容易に据え付けることができ、したがって、単純かつ経済的に、現存する洗浄機１２に後付けすることができる。さらに、本明細書中に記載したように、装置１０を、新しい洗浄機１２の設計および据付けに容易に組み込むことができる。実際に、装置１０の使用に必要なのは、第１の部分２０を所望の位置に取り付けること、導管１６をクリップ２４にスナップ嵌めすること、およびボタン３６を使用して、各導管１６内の所望の液体の有無に合わせたキャパシタンス読取値を較正することのみである。方法は、第２の部分４８を第１の部分２０上に据え付けること、および／またはリレー出力接続部４４を洗浄機１２または他の外部装置と電気的に連通させて配置することをさらに含む。
【００３０】
「第１の」、「第２の」、「第３の」、「上部の」、「下部の」等の語を本明細書中で使用して、本発明の種々の要素を修飾することができることに注目すべきである。これらの修飾語は、明記されない限り、修飾された要素の空間的、連続的、または階層的な順序を暗示するものではない。
【００３１】
本発明について１つまたは複数の例示的な実施形態を参照しながら説明したが、本発明の範囲を逸脱することなく、種々の変更を加えることができ、かつ本発明の要素の代わりに等価物を使用できることが、当業者には理解できるだろう。さらに、本発明の基本的な範囲を逸脱することなく、特定の状況または材料を本開示の教示に合わせるように多くの修正を行うことができる。したがって、本発明は、本発明を実施するために考慮された最良の形態として開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲内に含まれるすべての実施形態を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】商業用食器洗浄機と共に使用している液体検知装置の概略図である。
【図２】本発明による液体感知装置の例示的な実施形態の底部分解斜視図である。
【図３】図２の液体検知装置の正面図である。
【図４】図２の液体検知装置の上面図である。
【図５】図２の液体検知装置の分解側面図である。
【図６】図２の液体検知装置の、図５と対向する分解側面図である。
【図７】図２の液体検知装置の上面分解斜視図である。
【図８】図２の液体検知装置の上面分解斜視図である。
【図９】図８の円９−９の拡大上面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  液体検知装置
１６  導管
２０  第１の部分または基部
２２  取付部材
２４  保持クリップ
２６  キャパシタンス板アレイ
２８  弾性バイアス・アーム
３５  電力ポート
４０  可聴インジケータ
４２  音量調節器
４４  出力リレー接続部
４６  取付ボス
５０  協働取付孔
【図１】
2004271521.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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