特表 2023-505503 流れ検出回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-02-09

(54)【発明の名称】流れ検出回路

(51)【国際特許分類】

   G01V 3/08 20060101AFI20230202BHJP

   G01P 13/00 20060101ALI20230202BHJP

【ＦＩ】

G01V3/08 D

G01P13/00 C

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022533581

(86)(22)【出願日】2020-12-04

(85)【翻訳文提出日】2022-07-26

(86)【国際出願番号】 NL2020050759

(87)【国際公開番号】W WO2021112679

(87)【国際公開日】2021-06-10

(31)【優先権主張番号】2024388

(32)【優先日】2019-12-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】NL

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＺＩＧＢＥＥ

２．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ

３．ＬｏＲａ

(71)【出願人】

【識別番号】591211799

【氏名又は名称】ハイネケン サプライ チェーン ベー．フェー．

【氏名又は名称原語表記】Ｈｅｉｎｅｋｅｎ Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｈａｉｎ Ｂ．Ｖ．

【住所又は居所原語表記】Ｔｗｅｅｄｅ Ｗｅｔｅｒｉｎｇｐｌａｎｔｓｏｅｎ２１ １０１７ ＺＤ Ａｍｓｔｅｒｄａｍ Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】エドウィン・ヨハネス・コルネリス・フリフューン

(72)【発明者】

【氏名】ヨハネス・アドリアーン・ドロンカート

【テーマコード（参考）】

2F034

2G105

【Ｆターム（参考）】

2F034AA03

2F034CA11

2G105AA01

2G105BB04

2G105DD03

2G105EE02

2G105FF03

2G105GG01

2G105HH04

2G105KK01

(57)【要約】

飲料のための分配システムは、管体を収容する穴をタップシステム内に有する。穴に沿って、管体付近にまたは管体上に、少なくとも２つの電極が設けられ、管体に沿った少なくともいくつかの箇所において２つの電極は管体を間に挟んで互いに対向し、コンデンサを構成するように設けられている。発振信号は、一方の電極に提供され、他方の電極から信号が読み出される。管体を通して飲料が容器に引き出されると、コンデンサの静電容量が変化する。流れる飲料は異なる特性を有する可能性があるが、管体内の飲料が、アース接点と接し得る容器と導電接触すると、静電容量も変化する。静電容量の変化は、第２の電極に接続された検出回路の振幅の変化につながる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

飲料を分配するタップの管体を通る流れを検出する回路であって、
前記管体の長さの少なくとも一部に沿って前記管体に隣接して設けられた２つの電極と、ゼロ端子をさらに備える信号源とを備える容量要素の第１の電極に交流信号を提供するよう構成された信号端子を有する交流信号源と、
前記容量要素の第２の電極から入力信号を受け取るために前記容量要素に接続されるよう構成されて、信号振幅値を検出するよう構成され、前記検出回路に含まれる検出端子における前記信号振幅値に基づいて検出信号を提供するよう構成された、検出回路と、
電子式デジタル処理回路であって、
－ 前記検出信号を受け取り、
－ 前記検出信号が所定の基準を満たすかを判断し、
－ 前記所定の基準を満たす場合はフロー信号を提供するよう構成された、電子式デジタル処理回路とを備える、回路。

【請求項2】

請求項１に記載の回路において、
前記交流信号源は、前記管体の長さの少なくとも一部に沿って設けられた第１のコンデンサ電極に接続されるよう構成された信号端子を有し、
前記検出回路は、電極信号を受け取るために、前記管体の長さの少なくとも一部に沿って設けられた第２のコンデンサ電極に接続されるよう構成される、回路。

【請求項3】

請求項１または２に記載の回路において、
－ 前記検出回路は、前記第２の電極から受け取られた前記信号を時間領域から周波数領域に変換するための信号変換回路を備え、
－ 前記検出信号は、前記変換された信号に基づく、回路。

【請求項4】

請求項３に記載の回路において、
前記交流信号源は、前記交流信号を前記信号変換回路に提供するよう構成される、回路。

【請求項5】

請求項４に記載の回路において、
前記交流信号源はデジタルソース信号を提供し、前記回路は、アナログソース信号を前記第１の電極に提供するために、前記デジタルソース信号を前記アナログソース信号に変換するためのデジタルアナログ変換器を備える、回路。

【請求項6】

請求項３から５のいずれか一項に記載の回路において、
－ 前記検出回路は、前記周波数領域に変換された前記信号を補助信号で畳み込むための畳み込みモジュールをさらに備え、
－ 前記検出信号は、前記畳み込みモジュールの出力に基づく、回路。

【請求項7】

請求項６に記載の回路において、
前記補助信号は階段関数である、回路。

【請求項8】

請求項１または２に記載の回路において、
前記検出信号と基準制御信号とを加算し、制御検出信号を提供する加算回路をさらに備え、前記処理回路はさらに、前記制御検出信号に基づいて前記基準制御信号を提供するよう構成されている、回路。

【請求項9】

請求項８に記載の回路において、
前記処理回路は、さらに、前記基準制御信号を生成するＰＩＤコントローラを有する、回路。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一項に記載の回路において、
前記検出回路は、ピーク検出回路を有し、前記検出信号は、前記ピーク検出回路の出力に基づく、回路。

【請求項11】

請求項１０に記載の回路において、
前記電極信号を整流し、前記ピーク検出回路に整流された電極信号を提供する整流器、好ましくはハーフブリッジ整流器をさらに備える、回路。

【請求項12】

請求項１から１１のいずれか一項に記載の回路において、
検出された温度に基づく温度信号を提供する温度センサをさらに備え、前記温度センサは前記処理回路に接続されており、
前記所定の基準は、前記温度信号に基づく、回路。

【請求項13】

請求項１から１２のいずれか一項に記載の回路において、
前記検出回路は、前記第２の電極における電荷の変動を検出し、前記検出された変動に基づいて電圧信号を提供するよう構成されている、回路。

【請求項14】

請求項１から１３のいずれか一項に記載の回路において、
前記交流信号源は、第１の周波数で電気信号を提供し、
前記検出回路は、前記第１の周波数と実質的に等しい中心周波数を有するバンドパスフィルタを有する、回路。

【請求項15】

請求項１から１４のいずれか一項に記載の回路において、
前記処理回路に接続されたアクチュエータをさらに備え、前記処理回路は前記フロー信号に基づいて前記アクチュエータを作動させるよう構成されている、回路。

【請求項16】

飲料分配タップ用の管体の少なくとも一部を収容するケーシングであって、
前記管体を収容して案内する、近位開口と遠位開口を有する細長い穴と、
－ 前記穴の長さの少なくとも一部にわたって設けられた第１の信号電極と、
－ 前記穴の長さの少なくとも一部にわたって設けられた第２の信号電極と、を備え、
－ 前記第１の信号電極および前記第２の信号電極は、請求項１から１５のいずれか一項に記載の回路の前記交流信号源および前記検出回路に接続されるよう構成された容量要素を形成する、ケーシング。

【請求項17】

請求項１６に記載のケーシングにおいて、
－ 前記第１の信号電極は、請求項２から１５のいずれか一項に記載の回路の前記信号端子に接続されるよう構成されており、
－ 前記第２の信号電極は、請求項２から１５のいずれか一項に記載の回路の前記検出端子に接続されるよう構成されている、ケーシング。

【請求項18】

請求項１６または請求項１７に記載のケーシングにおいて、
－ 前記第１の信号電極は、少なくとも部分的に前記穴を取り囲み、
－ 前記第２の信号電極は、少なくとも部分的に前記穴を取り囲み、
－ 前記第１の信号電極と前記第２の信号電極は、前記穴の長さに沿って離間している、ケーシング。

【請求項19】

請求項１８に記載のケーシングにおいて、
前記第１の信号電極と前記第２の信号電極の間の第３の信号電極をさらに備え、前記第３の信号電極は、さらなる検出回路に接続するよう構成されている、ケーシング。

【請求項20】

請求項１８または１９に記載のケーシングにおいて、
少なくとも２つの隣接する信号電極の間に設けられた少なくとも１つの遮蔽電極をさらに備え、前記遮蔽電極は、請求項１から１０のいずれか一項に記載の回路の前記信号源の前記ゼロ端子の少なくとも１つ、またはグラウンド端子に接続するよう構成されている、ケーシング。

【請求項21】

請求項２０に記載のケーシングにおいて、
前記信号電極は、前記遮蔽電極よりも少なくとも３倍長い、ケーシング。

【請求項22】

請求項１６から２１のいずれか一項に記載のケーシングにおいて、
前記信号電極は、前記穴の全体を取り囲む、ケーシング。

【請求項23】

請求項１６または１７に記載のケーシングにおいて、
前記第１の電極と前記第２の電極は、前記穴と実質的に平行に、好ましくは空洞の長さに関して互いに対向するように、設けられている、ケーシング。

【請求項24】

請求項１６から２２のいずれか一項に記載のケーシングにおいて、
前記ケーシングは第１の殻体と第２の殻体を備え、前記第１の殻体は第１の細長い凹部を有し、前記第２の殻体は第２の細長い凹部を有し、前記第１の殻体と前記第２の殻体が連結されて前記ケースを形成すると、前記第１の凹部と前記第２の凹部は前記穴の少なくとも一部を形成する、ケーシング。

【請求項25】

請求項１６から２３のいずれか一項に記載のケーシングにおいて、
前記管体を通る飲料の流れを制御するよう構成されたタップをさらに備える、ケーシング。

【請求項26】

飲料を分配する分配装置であって、
－ 請求項１６から２５のいずれか一項に記載のケーシングと、
－ 請求項１から１５のいずれか一項に記載の回路とを備え、
前記第１の信号電極および前記第２の信号電極は、前記回路の前記交流信号源および前記検出回路に接続された容量要素を形成する、分配装置。

【請求項27】

請求項２６に記載の分配装置であって、請求項１８に従属する範囲において、前記検出回路は、比較端子をさらに備え、前記信号端子上の第１の信号値と前記比較端子上の第２の信号値との間の差に基づいて前記検出信号を提供するよう構成され、前記装置は、
－ 前記比較端子と前記信号源の前記信号端子との間に設けられる第１の静電容量と、
－ 前記比較端子と前記ゼロ端子またはグラウンド端子のうちの少なくとも１つとの間に設けられる第２の静電容量とをさらに備える、分配装置。

【請求項28】

請求項２６に記載の分配装置において、
－ 前記回路は、請求項２から１６のいずれか一項に記載の回路であり、
－ 前記第１の信号電極は前記信号端子に接続されており、
－ 前記第２の信号電極は前記検出端子に接続されている、分配装置。

【請求項29】

請求項２６または２８に記載の分配装置において、前記処理回路は、
－ 前記検出信号を受け取り
－ 前記検出信号がさらなる所定の基準を満たすかを判断し、
－ 前記さらなる所定の基準が満たされると、前記穴に管体が設けられていないことを示す信号を提供するよう構成されている、分配装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

種々の態様とその実施の形態は、飲料を分配する（ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ）システムの一部として、静電容量センサを用いて、管体内の流れを検出する回路および装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＵＳ６５４５４８８Ｂ２には、大型輸送システムの管体を通る静電容量形フロー計測システムが開示されている。２つの電極がらせん状に管体に巻き付けられ、これらの電極には信号が供給される。管体内の流れが変化すると、検出回路の信号の周波数が変化する。検出結果は電圧信号に変換され、さらなる処理に利用される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】ＵＳ６５４５４８８Ｂ２

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

振動周波数を変化させるために静電容量の変化を用いる場合、インダクタンスを利用することが非常に好ましい。インダクタンスは大きく比較的高価な回路部品である。さらに、周波数変化をさらに電圧信号へ変換するために、非常に多くの回路構成要素が必要となる。飲料分配システムの管体を通る流れを検出するためのより効率的な構成を提供することが好ましい。

【課題を解決するための手段】

【0005】

第１の態様は、飲料を分配するタップの管体を通る流れを検出する回路を提供する。回路は、管体の長さの少なくとも一部に沿って管体の対向する両側に設けられた２つの電極を有する容量要素に交流信号を提供するよう構成された信号端子を有する交流信号源と、検出回路とを備える。検出回路は、容量要素に接続されるよう構成され、信号振幅値を検出するよう構成され、検出回路は、検出回路に含まれる検出端子における信号振幅値に基づいて検出信号を提供するよう構成されている。流れ検出回路は、また、検出信号を受け取り、検出信号が所定の基準を満たすかを判断し、所定の基準が満たされるとフロー信号を提供するよう構成された処理回路を備える。

【0006】

このシステムは、回路全体を通して１つの周波数で動作するため、複雑化が抑制される。さらに、本態様の範囲内から逸脱することなく、アナログ領域、デジタル領域、または部分的にアナログ領域、さらに部分的にデジタル領域で実施してもよい。

【0007】

一形態において、交流信号源は、管体の長さの少なくとも一部に沿って設けられた第１のコンデンサ電極に接続するよう構成された信号端子を有し、検出回路は、電極信号を受け取るために、管体の長さの少なくとも一部に沿って設けられた第２のコンデンサ要素に接続するよう構成されている。

【0008】

さらなる形態は、検出信号と基準制御信号を加算し、制御検出信号を提供する加算回路をさらに備え、処理回路はさらに、制御検出信号に基づく基準制御信号を提供するよう構成されている。

【0009】

当業者には、加算器の定義内に減算器も含まれることが理解される。この形態において、第２の電極における信号の振幅の大きな変化は、流れおよび流れの特性の検出がより容易になるように、境界内に収まるように制御されてもよい。

【0010】

別の形態において、検出回路はピーク検出回路を有し、検出信号はピーク検出回路の出力に基づく。振幅値を検出するために乗算器のような別のタイプの回路を用いてもよいが、振幅を検出するためにはピーク検出器が好ましい。

【0011】

さらに別の実施形態において、検出回路は第２の電極における電荷の変動を検出し、検出された変動に基づく電圧信号を提供するよう構成されている。電流に基づく回路として実現してもよいが、電圧に基づく回路が好ましい。

【0012】

第２の態様は、飲料提供タップの管体を収容するケーシングを提供する。ケーシングは、管体を収容して案内するための、近位開口および遠位開口を有する細長い穴と、穴の長さの少なくとも一部にわたって設けられた第１の電極と、穴の長さの少なくとも一部にわたって設けられた第２の電極とを備える。このケーシングにおいて、第１の電極は、先行する請求項のいずれかによる回路の信号端子に接続するよう構成され、第２の電極は第１の態様による回路の検出端子に接続するよう構成されている。このようなケーシングは、第１の態様による回路の作動に好ましい電極を備え、ビールまたは別の飲料を分配するための管体を収容し、ビールの流れ検出のための有利な構成を提供する。

【0013】

一実施の形態において、ケーシングは第１の殻体および第２の殻体を備え、第１の殻体は第１の細長い凹部を有し、第２の殻体は第２の細長い凹部を有し、第１の殻体と第２の殻体がケースを形成するために連結されると、第１の凹部と第２の凹部は管体の少なくとも一部を形成する。このケーシングは、使い捨ての管体の利用に有利であり、容易に穴に挿入し、穴から除去可能である。さらに、ケーシングが２つの半体により構成される場合、電極および回路は全て同一の殻体に設けてもよい。

【0014】

第３の態様は、飲料を分配する分配装置を提供する。装置は、第２の態様によるケーシングと、第１の態様による回路とを備える。この装置において、第１の電極は信号端子に接続され、第２の電極は検出端子に接続される。

【0015】

種々の態様とその形態を、以下に図面とともに説明する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、飲料分配システムを示す。

【図2A】図２Ａは、第１の流れ検出回路を示す。

【図2B】図２Ｂは、第２の流れ検出回路を示す。

【図3】図３は、別の流れ検出回路を示す。

【図4】図４は、別の流れ検出回路に相当する電気回路を示す。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１は、飲料を分配するための分配装置の実施形態として、ビール分配システム１００を示している。ビール分配システム１００は、樽または大型のタンクといった貯蔵容器（不図示）から分配バルブ１２２までビールが流れる流路を提供または形成する管体１２０を備えている。バルブ１２２は管体と一体化した部分であってよく、または管体１２０はバルブ１２２と連結されてもよい。管体１２０は、好ましくは可撓性で、より好ましくは弾力性のあるチューブであって、または少なくともそのようなチューブを備え、当該チューブは、ＰＶＣ、シリコン、ポリエチレン他、またはこれらの組み合わせ、といった有機ポリマを含む。

【0018】

管体１２０は、ケーシング１１２の穴１１４の中を通って延在するように設けられ、ケーシングは分配タップ１１６のスタンドを構成する。分配タップ１１６は、分配バルブ１２２を操作するためのタップハンドル１１８を備える。ケーシング１１２内には、第１電極１３２と第２電極１３４が設けられている。第１電極１３２および第２電極１３４は、少なくとも管体１２０の長さの一部において、管体１２０の対向する両側に位置するように設けられている。

【0019】

このような配置は、ケーシング内において、第１電極１３２と第２電極１３４を穴１１４の内壁の両側に、穴１１４および管体１１２の長さに実質的に平行となるように設けることにより、実現できる。この配置では、電極は電極の長さ全体にわたって互いに対向するように設けられる。あるいはまた、電極は、少なくとも穴１１４の長さの一つ以上の部分において対向する両側に設けられる他のいかなる方法でも、設けられる。

【0020】

ビール分配システムは、さらに、ビール分配システム１００を用いて貯蔵容器からビールが引き出されているかを検出する流れ検出回路２００を備える。流れ検出回路２００は、第１の電極１３２と第２の電極１３４に接続される。

【0021】

ケーシングは、２つの殻体によって設けられてもよく、これにより管体１２０の取り外しと挿入を容易にする。これは、管体１２０が使い捨ての管体であればとくに有利である。そのような実施の形態において、第１電極１３２と第２電極１３４は同じ殻体に、流れ検出回路２００とともに設けられることが好ましい。管体１２０は穴１１４の一部として凹部を有する第１の殻体に埋め込まれてもよい。

【0022】

次に、第２の殻体が第１の殻体に連結されてケーシング１１２が形成される。あるいはまた、管体１２０は、閉じた穴、すなわち２つの半体が接合されて形成された穴１１４を通して、あるいはケーシング１１２が主に、穴が設けられた１つの要素を備える場合にはその穴を通して、案内される。管体１２０は、図１に示す配置において上からまたは下から穴１１４に挿入されてもよい。穴１１４は、中実のケーシング１１２の内部に設けられるか、あるいは中空のケーシング１１２内の剛性のある、あるいは柔軟性のあるチューブまたはパイプとして設けられてもよい。穴１１４の断面積の形と寸法は、穴１１４の長さにわたって変化しても、実質的に同じでもよい。

【0023】

管体１２０は、第１電極１３２および第２電極１３４に接触しないように、穴１１４の内部に設けられることが好ましい。管体１２０は、主に電気的に絶縁された有機ポリマを含む柔軟性のある分配ラインとして設けられることが好ましいが、とくに液体および水分凝縮により導電路が設けられ得る。したがって、管体１２０は、第１電極１３２および第２電極１３４から離間して設けられる。あるいは、またはそれに加えて、第１電極１３２および第２電極１３４は、少なくとも穴１１４の内部空間に対向する側に絶縁フィルムを設けてもよい。

【0024】

穴１１４は、管体１２０のための剛性のあるガイドとして、または、柔軟性のあるガイドとして設けられてもよい。後者の場合では、穴１１４は柔軟性のある管材料を有し、管材料内部に管体１２０が設けられるようにしてもよい。

【0025】

図２Ａは、流れ検出回路２００をより詳細に示す。図２Ａは、流れ検出回路２００を実現するために好ましい機能部品を示している。流れ検出回路２００は、電圧源または電流源として交流信号を提供するための信号発生器２０２を備える。好ましくは、信号発生器２０２は、好ましくは１．５ｋＨｚと３ｋＨｚの間、より好ましくは２ｋＨｚと２．５ｋＨｚの間、最も望ましくは２．３ｋＨｚの周波数で正弦波を発生させる。なお、種々の部品の値によって、周波数として、１ｋＨｚと４ｋＨｚの間、５ｋＨｚと１０^１ｋＨｚの間、１０^１ｋＨｚと５・１０^１ｋＨｚの間もしくはそれ以上、さらには最大１０^２ｋＨｚおよびそれ以上の別の値を選択してもよい。

【0026】

別の形態では、信号発生器は、三角波信号、ブロック波、のこぎり波信号他、またはそれらの組み合わせの少なくとも１つを含む、他の波形を生成する。信号の周波数は設定されていることが好ましいが、可変であってもよい。

【0027】

発生した信号は、第１電極１３２に付与される。信号は、任意で、バッファ、デカップリングコンデンサ、抵抗、他のタイプのインピーダンスまたはそれらの組み合わせを介して供給されてもよい。第１電極１３２は、第２電極１３４とともにコンデンサ２０４を構成する。コンデンサ２０４のような静電容量式の基本原理のとおり、付与された交流信号による第１電極１３２の電荷の変化は、第２電極１３４の電荷の変化をもたらす。

【0028】

第２電極１３４の電荷の変動は、第２電極１３４における交流電流となる。変動の量は第１電極１３２と第２電極１３４の間の媒体特性に依存する。そのような特性は、限定されるものではないが、電極同士の間隔、電極間の１つまたは複数の媒体の誘電率、および１つまたは複数の媒体の他の特性を含む。

【0029】

交流電流は増幅器に、そして好ましくはトランスインピーダンスアンプ２０６に供給され、交流電流が交流電圧に変換される。交流電圧は、信号発生器２０２で生成される信号と同じ周波数を有する。増幅された電圧信号は、中心周波数が実質的に本線供給電圧の周波数と等しいバンドストップフィルタまたはノッチフィルタ２０８に供給される。これは、世界の大部分において５０Ｈｚであり、アメリカ大陸を含むいくつかの地域においては６０Ｈｚである。いくつかの地域では、別の周波数が適用されることもある。この代わりに、またはこれに加えて、本線電力網の影響を抑えるために、ケーシング１１２に、流れ検出回路への電磁干渉を低減する遮蔽材を設けてもよい。

【0030】

次に、交流信号がバンドパスフィルタ２１０に供給される。バンドパスフィルタ２１０の中心周波数は、信号発生器２０２によって提供された信号の周波数と実質的に等しい。バンドパスフィルタ２１０は、コンデンサ（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｓ）とインダクタンスを有し、傾斜と中心周波数を独立して定義するよう設けられてもよい。しかしながら、インダクタンスは大型で比較的高価な可能性があるので、複数のフィードバックバンドパスフィルタ（ＭＦＢフィルタ）の使用が好ましい。

【0031】

このようにしてフィルタにかけられた信号は、整流器２１２に提供される。本実施形態では、整流器２１２はハーフブリッジ整流器である。あるいはまた、整流器２１２はフルブリッジ整流器とし実現してもよい。しかしながら、入力信号は、整流された信号のうち最高出力レベルのみが重要なデータ信号であり、このため、電力信号とは異なり、全信号を整流する必要はない。

【0032】

整流された信号は、レベル検出回路２１４に供給され、整流された信号のピークレベルが検出される。フィルタにかけられ、整流された信号のピークレベルは、レベル検出回路で検出され、ピーク検出器２１４の出力は増幅器２１６に提供される。

【0033】

増幅器の出力における増幅された信号は、フィードバック制御ループに提供される。フィードバック制御ループは、加算器２１８（軽微な設計変更により減算器としても実現できる）、および制御回路２２０を有する。制御回路２２０はＰＩＤ制御回路２２０（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ－ｉｎｔｅｇｒａｌ－ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅコントローラ）として実現されることが好ましい。

【0034】

ＰＩＤ制御回路２２０は、処理モジュールとしてマイクロコントローラ２４０の一部として設けられることが好ましい。処理モジュールは、また、マイクロプロセッサもしくは中央処理装置、またはコンピュータ可読命令を実行するよう構成され、様々な態様およびその実施形態による任意のデバイスを製造するのに好適な任意の他の電子計算回路として実現され得る。したがって、加算器２１８の出力は、ＰＩＤ制御回路２２０に供給される前に、抽出されて、デジタル化される。ＰＩＤ制御回路２２０の出力は、初めはデジタルであり、加算器２１８に提供される前に、アナログドメインに変換される。

【0035】

フィードバック制御ループを設ける理由は、グラスやジョッキのようなビールを注ぎ入れる容器によって、信号の違いの大きさが大きく変化する可能性があるからである。フィードバック制御ループにより、マイクロコントローラへ提供される回路のアナログ出力が適切な範囲、例えば０から５ボルトの間、０から３．３ボルトの間、０から２．５ボルトの間、または他の範囲、で提供されることを確実にする。

【0036】

ＰＩＤ制御回路２２０に提供されたデジタル化された信号は、中央制御回路２４２にも提供される。中央制御回路２４２はマイクロコントローラ２４０の一部であり、マイクロプロセッサの機能は製造時にプログラムされているか、または既に利用可能としてもよい。中央制御回路は１つ以上の所定の値に対して加算器２１８のデジタル化された出力信号（制御信号）を評価する。これらの値は、マイクロコントローラ２４０とは別に、またはマイクロコントローラ２４０の一部として設けられた記憶モジュール２４４に格納されてもよい。

【0037】

これらの値は、周囲温度に基づいて調整されてもよい。このため、マイクロコントローラ２４０は、温度センサ２５０に接続される。温度センサ２５０は、管体１２０付近に、例えば第１の電極１３２と第２の電極１３４との付近もしくは間に設けられ得る。その構成またはそれと同等の構成では、温度センサ２５０は、分配される飲料の温度を測定するために使用され得る。これは、ビールとともに、分配される飲料の品質の制御を可能にし、提供する（ｓｅｒｖｉｎｇ）温度は、高品質のラガービールを飲む総合的経験に対して非常に重要であり、それは、飲料を冷却するための冷却システムのモニタリングを可能にする。

【0038】

制御信号が、ある所定の値より上または下であった場合、ビール分配システム１００からビールが注がれていると判断可能である。ビールがビール分配システム１００から分配されていると、第２電極の端子における交流電流のレベルが変化することが判明した。この、受信されたコンデンサ電流の振幅の変化は、使用される容器のタイプ（グラス、ジョッキ、ピッチャー、またはバケツ）、および容器がどのように保持されているか（手全体でか、数本の指先だけか）に依存する。

【0039】

したがって、制御信号が特定の値であると、第１に、ビールが分注されているところであり、ビールが容器、とくに例えばピッチャー、ジョッキ、またはグラス内にあることが検出され得る。第２に、ビールがどのようなタイプの容器（ピッチャー、グラス、ジョッキ）に分注されているかが判断され得る。第３に、容器がどのように保持されているかが判断され得る。第４に、第１電極１３２と第２電極１３４の間の穴１１４内に存在する管体１２０に基づく検出であることから、管体１２０がそもそも存在しているかが検出され得る。

【0040】

検出結果に基づいて、さらなるデータ処理が実行され得る。適切なビールは、タップ１１６のバルブ１２２を完全に開けることによって分注されており、これは一般的に、タップハンドル１１８を例えば、約９０度旋回させることによって実行される。これは、分配バルブが開いているか、または閉じているか；流れが最大であるか、またはゼロであるか、を意味する。分注に係る時間を、制御信号（またはチェーン内の別の信号）の処理に基づいて決定することができれば、最大流量で乗算し、分注されたビールの量が算出され得る。これにより、樽または他の貯蔵容器がほとんど空であった場合に予め警告を発するようにしてもよい。

【0041】

マイクロコントローラ２４０は、また、製造時にプログラムされているか、または既に利用可能であり得るアクチュエータ回路２４６を備える。アクチュエータ回路は、発光ダイオード２６０のような、マイクロコントローラ２４０外のアクチュエータを制御するよう構成されている。発光ダイオード２６０は、ケーシング１１２またはその一部を照明する照明機能を備えてもよい。その代わりに、またはそれに加えて、他の光源、テキスト、ビデオまたは静止画を表示する表示画面、音源または他の周辺機器も制御され得る。

【0042】

容器のタイプが検出された場合、容器のタイプを分配システム１００付近の画面に表示してもよい。さらに、容器がどのように保持されているかが検出された場合、分配システム１００を利用している人にフィードバックを提供してもよい。例えば、グラスを手全体よりも指先で保持することが好ましい場合、グラスが手全体で保持されていることが検出されると修正する行動を取るようにユーザに通知してもよい。

【0043】

離れた場所のアクチュエータによって、別の操作を行うようにしてもよい。このため、流れ検出器は、中央制御回路２４２、またはマイクロコントローラ２４０の別の部分に接続されたコミュニケーションモジュール２４８を備える。離れた場所にあるアクチュエータへの指示は、コミュニケーションモジュール２４８に提供され、コミュニケーションモジュールは、ＷｉＦｉ、Ｚｉｇｂｅｅ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＬｏＲａ、ＬＴＥプロトコル他、またはそれらの組み合わせとして一般的に知られているＩＥＥＥ８０２．１１のようなプロトコルを使用して指示を転送してもよい。その代わりに、またはそれに加えて、コミュニケーションモジュール２４８を介して、例えばマイクロコントローラ２４０をプログラムするためのデータを受信してもよい。

【0044】

このようにして提供された分配システム１００は、ビールを分配するために利用するのが好ましいが、シードル、アルコポップ（ａｌｃｏｐｏｐｓ）、またはソフトドリンクのような他の飲料を分配するために利用してもよい。

【0045】

流れ検出器２００で使用されるフィルタは、アクティブフィルタであることが好ましく、商業的に利用可能な演算増幅器を用いて実現され得る。

【0046】

上述した実施の形態において、第１電極１３２および第２電極１３４は、穴１１４の両側、または換言すれば管体１１２の両側、に設けられ、第１電極１３２は信号発生器２０２に接続され、第２電極１３４はコンデンサ２０４を構成する容量要素の右側の信号検出回路に接続される。別の実施の形態では、コンデンサ２０４は、実質的に固定された容量値を有するさらなる容量要素と直列に、または並列に、容量分圧器に設けられる。

【0047】

ビールが管体１１２を通して引き出されてコンデンサ２０４の容量値が変化し、信号発生器によって提供される信号の振幅が変化すると、構成に依存して、コンデンサ２０４および／またはさらなるコンデンサにおける電流または電圧の変化が変動し得る。この変化は検出され、管体を通して流れる液体が容器に分配されているかを判断するために利用される。コンデンサが並列に接続されている場合、電流の変化が検出され、コンデンサが直列に接続されている場合、電圧の変化が検出される。なお、これは実際の値よりも、信号の振幅に関連している。

【0048】

図２Ｂは、流れ検出回路２００の代替実施形態を示す。一部は、図２Ａによって開示される実施形態の中にも存在し、図２Ａと同じ参照符号を有する上述したその変形形態は、同等の機能を有し、より深い理解が必要でない限り、より詳細な説明は控える。

【0049】

図２Ｂに示した流れ検出回路は、マイクロコントローラ２８０（図２Ａのマイクロコントローラ２４０に相当する）に接続されたアナログデジタル変換器２７２およびデジタルアナログ変換器を備え、それらは、また、マイクロプロセッサまたは同等の電子計算デバイスを使用して実現してもよい。

【0050】

マイクロコントローラ２８０は、ソフトウェアプログラム方式またはハードワイヤード方式のいずれかにおいて、周波数領域に対して信号の離散変換を適用するための高速フーリエ変換（ＦＦＴ）モジュール２８４、信号発生器２８２、畳み込みモジュール２８６、および階段関数発生器２８８を備える。別の代替形態として、これらの部分のうちの１つまたは複数が、別々の回路内に実現してもよい。マイクロコントローラ２８０の他の部分は、図２Ａにおいて示し、図２Ａとともに説明したマイクロコントローラ２４０の部分と同一または同様もしくは同等である。

【0051】

この実施形態では、デジタル信号発生器２８２は、デジタル信号発生器であり、マイクロコントローラ２８０内に実現される。信号は、図２Ａにおけるように、７．５ｋＨｚにおいて供給されることが好ましいが、５ｋＨｚと１０^１ｋＨｚの間、１０^１ｋＨｚと５・１０^１ｋＨｚの間もしくはそれ以上、さらには最大１０^２ｋＨｚおよびそれ以上で変化してもよい。あるいは、周波数は、１．５ｋＨｚと３ｋＨｚとの間、より好ましくは２ｋＨｚと２．５ｋＨｚ、最も好ましくは２．３ｋＨｚとの間で変化してもよい。

【0052】

発生した信号は、正弦波形を有することが好ましいが、方形波、三角波、のこぎり波、もしくは他の波形、またはそれらの組合せを有してもよい。デジタル信号発生器で発生した信号は、デジタルアナログ変換器２７４によってアナログ領域に変換され、第１の電極１３２に供給される。

【0053】

第２の電極１３４から受け取られてバンドストップフィルタ２０８によって供給された信号は、アナログデジタル変換器２７２によってデジタル領域に変換されてマイクロプロセッサ２８０に供給される。マイクロプロセッサ２８０では、デジタル信号は、デジタル信号発生器２８２によって発生した信号を使用して、ＦＦＴモジュール２８４によって周波数領域に変換される。これは、ＦＦＴモジュール２８４およびコンデンサ２０４は、同じ周波数における１つの同じ信号を供給されることを意味する。これは、第１の電極１３２に供給されて第２の電極１３４によって受け取られる信号、および液体が管体１２０を通って流れているか否かに起因するその信号の変化の、改善された検出を可能にする。また、これは、デジタル信号発生器２８２からコンデンサ２０４を介して転送された信号が、アナログデジタル変換器２７２から受け取られたデータからフィルタで除かれることを可能にする。なぜならば、両信号は同じ周波数を有するからである。

【0054】

ＦＦＴモジュール２８４によって供給された信号は、畳み込みモジュール２８６に供給され、階段関数発生器２８８によって供給される階段関数で畳み込まれる。階段関数発生器２８８は、必ずしも実際の信号発生器でなければならないとは限らず、メモリに記憶され、それ故、畳み込みモジュール２８６に供給される値として実現されてもよい。

【0055】

畳み込まれた信号ならびにＦＦＴモジュール２８４の直接の出力は、中央制御回路２４２に提供される。畳み込まれた信号は、管体１２０内の液体が流れているか否を検出するために使用される。ＦＦＴモジュール２８４の直接の出力は、アナログデジタル変換器２７２から受け取られたときに、第２の電極１３４から受け取られた信号のレベルを検出するために使用される。

【0056】

図３は、上述した態様による検出セットアップの別の形態として、例えばビール分配システム１００に用いられる検出アレンジメント３００を示す。図３は、ビール導管モジュール３０２と検出モジュール３０４とを備える検出アレンジメント３００を示す。ビール導管モジュール３０２は、ビール導管３１２を有し、ビール導管の遠位端はビール、または別の分配可能な液体、を収容するよう構成されたビール樽３０６に接続され、近位端は図１に示す分配タップ１１６のようなタップに接続される。

【0057】

ビール導管３１２の周りには、送信電極３１４、第１の受信電極３１６、および任意で第２の受信電極３１８が設けられている。送信電極３１４と第１の受信電極３１６の間には、任意で第１の遮蔽電極３２０が設けられており、第１の受信電極３１６と第２の受信電極３１８の間には、任意で第２の遮蔽電極３２２が設けられている。これらの電極は、ビール導管に直接、接触することなく設けられることが好ましいが、別の形態ではそれもあり得る。

【0058】

これらの電極は、ビール導管３１２を完全に取り囲むことが好ましい。ケーシング１１２（図１）が２つ以上の殻体を有して設けられる形態では、これらの電極は複数の電極部分を有するものとして構成され、各部分がケーシング１１２の各殻体部分に設けられてもよい。ケーシング１１２が組み立てられた状態で、各電極の電極部分同士は互いに導電接触しているが、他の電極の部分とは導電接触しない。別の形態では、全ての殻体部分が各電極の部分を有するのではなく、この場合、各電極はビール導管３１２を完全には取り囲まないでもよい。

【0059】

遮蔽電極が存在する場合、ビール導管３１２の長さに沿って測定されときに送信電極３１２、第１の受信電極３１６、および第２の受信電極３１８よりも短いことが好ましい。遮蔽電極は、接地面、または、信号源Ｖ１のゼロ基準に接続される。

【0060】

検出モジュール３０４は、信号源Ｖ１、第１の基準コンデンサＣ１、および第２の基準コンデンサＣ２を備える。信号源Ｖ１は、とくに言及がなければ、図１の信号発生器２０２と実質的に同一、同様、または少なくとも同等である。

【0061】

信号源Ｖ１は、第１端子においてアースまたはゼロ基準に接続され、第２端子において送信電極３１４と第２の基準コンデンサＣ２の第１端子に接続されている。第２の基準コンデンサＣ２の第２端子と第１の基準コンデンサＣ１の第１端子の間には、基準電圧の基準電圧端子が設けられている。第１の基準コンデンサＣ１の第２端子は、接地面、または信号源Ｖ１のゼロ基準端子に接続されている。

【0062】

検出モジュール３０４は、第１信号比較器３４２と第２信号比較器３４４を備える。信号比較器は、アナログ受信信号を比較して、比較処理に応じて出力信号を提供するよう構成されている。信号比較器は、アナログ演算増幅回路を使用することで実現してもよい。その代わりに、またはそれに加えて、信号の比較をデジタル領域で実行してもよい。そのため、信号比較器はアナログデジタル変換器を備えてもよい。第１信号比較器３４２および第２信号比較器３４４は、図２Ａおよび図２Ｂに示し、図２Ａおよび図２Ｂとともに説明した流れ検出回路２００と同等に実現され得る。そのような形態では、送信電極３１４および第１の受信電極３１６は、図２Ａおよび図２Ｂに示すコンデンサ２０４に相当する第１のコンデンサを形成し、送信電極３１４および第２の受信電極３１８は、また、図２Ａおよび図２Ｂに示すコンデンサ２０４に相当する第２のコンデンサを形成する。

【0063】

信号比較器による比較は、即座に連続時間領域で行ってもよい。それに代えて、またはその代わりに、振幅領域で比較を行ってもよく、この場合、基準電圧の振幅と、第１の受信電極３１６および第２の受信電極３１８によって検出された電圧とを比較する。振幅領域での比較は、連続的に行っても、あるいは、例えば５秒毎、１０秒毎、２０秒毎から１、２秒毎といった一定の間隔で行ってもよい。

【0064】

第１の信号比較器３４２は、第１受信電極３１６と基準電圧端子に接続されている。第２の信号比較器３４４は、第２受信電極３１８と基準電圧端子に接続されている。この構成では、第１信号比較器３４２が第１信号電極３１６の電圧を基準電圧と比較し、第２信号比較器３４４が第２信号電極３１８の電圧を基準電圧と比較する。

【0065】

比較器は、入力電圧の差に基づく出力信号を提供する。さらなる信号処理を、比較前、比較後、またはその両方に、図２Ａ、図２Ｂまたはそれらの組合せに関連して説明した方法で実施してもよい。

【0066】

図３は、ビール導管３０２からグラウンドへの寄生容量Ｃ６を示し、ビールを注ぐ人を介したビール導管３０２とグラウンドとの接続をモデル化している。さらに、樽の寄生容量Ｃ７が描かれており、ビール樽３０６およびビール導管３０２を介したビール導管３０２からグラウンドへの容量をモデル化している。

【0067】

図４は、図３に示した構成に相当する回路図４００を示す。図４は、第１の基準コンデンサＣ１と第２の基準コンデンサＣ２を示している。また、図４は、第１の比較器３４２に入力を提供する第１の受信端子Ｒｘ１と、第２の比較器３４４に入力を提供する第２の受信端子Ｒｘ２を示す。送信電極３１４は送信コンデンサＣ３としてモデル化され、第１の受信電極３１６は第１の受信コンデンサＣ４としてモデル化され、第２の受信電極３１８は第２の受信コンデンサＣ５としてモデル化されている。

【0068】

ビール導管３１２は、送信電極３１４と第１の受信電極３１６の間の第１の導管抵抗Ｒ１、第１の受信電極３１６と第２の受信電極の間の第２の導管抵抗Ｒ２を含む、一連の抵抗としてモデル化される。分配タップ１１６までのビール導管３１２の近位端は、第３の導管抵抗Ｒ３としてモデル化され、分配タップ１１６自体はタップ抵抗Ｒ５としてモデル化される。送信電極３１４と樽３０６との間のビール導管３１２の遠位端は、第４の導管抵抗Ｒ４としてモデル化され、樽から樽寄生容量Ｃ７にわたる抵抗は樽抵抗Ｒ６としてモデル化される。

【0069】

ビール分配システム１００の分注作業の間、分注しながら、モデル化された抵抗と送信電極３１４および受信電極の少なくとも１つが変化する。その結果、第１の受信端子Ｒｘ１および第２の受信端子Ｒｘ２の電圧が変化する。第１の基準コンデンサＣ１および第２の基準コンデンサＣ２の値が実質的に一定であるとき、基準電圧は実質的に一定である。

【0070】

容量ブリッジ回路の一方のコンデンサおよび／または抵抗の値の少なくとも１つが変化し、ブリッジの他方が実質的に変化しない場合、第１の比較器３４２および第２の比較器３４４は、基準電圧と、第１の受信端子Ｒｘ１および第２の受信端子Ｒｘ２の電圧との差を検出することにより、モデル化された抵抗と送信電極３１４および受信電極の少なくとも１つの値の変化を検出することができる。

【0071】

なお、第２の検出電極３１８および第２の比較器３４４の設置は任意であるが、ビール導管３１２を通る流れ、および任意で流量、の検出精度向上のためには設置が好ましい。

【0072】

なお、図３と図４の上記説明において、所与の要素はゼロ基準またはグラウンド端子に接続されてもよい。グラウンド端子は、アースに対して固定の電圧レベル、通常ゼロ、を有する端子として定義される。ゼロ基準レベルは、電圧供給源の１つの端子、または回路の別の特定の端子の電圧レベルである。上述した形態において、この端子は、図３により示した電圧源Ｖ１の下側の端子である。ゼロ基準はグラウンド端子の電圧レベル（グラウンドレベル）と常に同じではなく、これはゼロ基準はグラウンドレベルに対して変動する可能性があるためである。ゼロ基準は、ゼロ基準端子がグラウンド、例えば壁ソケットの保護アース、または同様、同等のもの、に接続されている場合のみ、グラウンドレベルと等しくなる。

【0073】

図３を参照すると、遮蔽電極はゼロ基準Ｖ１と同じレベルに接続され、基準端子とは反対側の第１の基準コンデンサＣ１の端子も同様である。これらのノードはアースに接続されてもよいが、必ずしもそうである必要はない。寄生樽容量Ｃ７は、ビール導管３１２の遠位端の反対側の端子でグラウンドされている。後者は、ビール樽３０６が一般的にビール分配システム１００から離れたビール貯蔵庫、および／または冷蔵庫に配置され、ビール樽３０６の周囲にゼロ基準を接続する適切なオプションを持たない場合である。

【0074】

別の形態では、第１の受信電極３１６および第２の受信電極３１８により提供される信号を、Ｃ１およびＣ２から構成される容量分圧器の電圧とは比較せず、図２Ａに示す回路に供給し、受信電極による信号をトランスインピーダンスアンプ２０６へ提供する。それに代えて、同等の回路を設けてもよく、この回路はアナログまたはデジタル形式の適切なフィルタを備えていても備えていなくてもよい。このような実施形態では、第１の基準コンデンサＣ１と第２の基準コンデンサＣ２は省略してもよい。さらに、または、代替として、第１の比較器３４２および第２の比較器３４４を省略してもよい。

【0075】

同様に、図１に示す電極が、図３および図４に示す容量ブリッジ回路の一部を形成するようにしてもよい。

【0076】

まとめると、複数の態様は、タップシステム内に管体を収容する穴を有する飲料の分配システムに関する。穴に沿って、管体付近にまたは管体上に、少なくとも２つの電極が設けられ、管体に沿った少なくともいくつかの箇所において２つの電極は管体を間に挟んで互いに対向し、コンデンサを構成するように設けられている。発振信号は、好ましくは正弦波形であるが、一方の電極に提供され、他方の電極から信号が読み出される。飲料が管体を通して容器に注がれると、コンデンサの静電容量が変化する。流れる飲料は異なる特性を有する可能性があるが、管体内の飲料が、アース接続し得る容器と導電接触すると、静電容量も変化する。静電容量の変化は、第２電極に接続された検出回路の振幅の変化につながる。

【0077】

上記説明において、層、領域、または基板といった要素が、別の要素の上に（ｏｎまたはｏｎｔｏ）あるというとき、当該要素は直接、他の要素に接している、または介在する要素が存在していてもよい、と理解される。また、上記説明において与えられた値は、例として挙げられたものであり、別の値も可能および／または考えられ得る、と理解される。

【0078】

さらに、本発明は、ここで説明された実施形態が備えるよりも少ない部品で実現してもよく、その場合、１つの部品が複数の機能を実行する。また、本発明が、図面に示したよりも多くの部品を用いて実現することも可能であり、この場合、上記実施形態では１つの部品で実行された機能を、複数の部品に振り分ける。

【0079】

なお、図面は、本発明の実施形態の非限定的な例を表す概略図にすぎない。説明の明確化と簡略化のため、同一のまたは別々の実施形態の部分として各構成要素を説明したが、本発明の範囲は、上述した構成要素の全てまたは一部の組み合わせを有する実施形態も含むものと理解される。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という単語は、特許請求の範囲に記載された構成要素やステップ以外の構成要素やステップの存在を除外するものではない。さらに、不定冠詞「ａ、ａｎ」は「ただ一つ」に限定されると解釈されるべきではなく、「少なくとも１つ」を意味するために用いられ、また、複数を除外するものではない。

【0080】

当業者には、上記説明において開示した種々のパラメータおよび値が変更可能であり、開示された種々の実施形態および／または請求項は本発明の範囲から逸脱することなく組み合わせ可能であることが容易に理解される。

【0081】

請求項における参照符号、請求項の範囲を限定するものではなく、請求項の可読性を高めるために挿入されているだけであると規定される。

【符号の説明】

【0082】

１００ ビール分配システム
１１２ ケーシング
１１４ 穴
１１６ 分配タップ
１１８ タップハンドル
１２０ 管体
１２２ 分配バルブ
１３２ 第１電極
１３４ 第２電極
２００ 流れ検出回路
２０２ 信号発生器
２０４ コンデンサ
２０６ トランスインピーダンスアンプ
２０８ バンドストップフィルタまたはノッチフィルタ
２１０ バンドパスフィルタ
２１２ 整流器
２１４ レベル検出回路
２１６ 増幅器
２１８ 加算器
２２０ ＰＩＤ制御回路
２４０ マイクロコントローラ
２４２ 中央制御回路
２４４ 記憶モジュール
２４６ アクチュエータ回路
２４８ コミュニケーションモジュール
２５０ 温度センサ
２６０ 発光ダイオード
２７２ アナログデジタル変換器
２７４ デジタルアナログ変換器
２８０ マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ
２８２ デジタル信号発生器
２８４ ＦＦＴモジュール
２８６ 畳み込みモジュール
２８８ 階段関数発生器
３００ 検出アレンジメント
３０２ ビール導管モジュール
３０４ 検出モジュール
３０６ ビール樽
３１２ ビール導管
３１４ 送信電極
３１６ 第１の受信電極
３１８ 第２の受信電極
３２０ 第１の遮蔽電極
３２２ 第２の遮蔽電極
３４２ 第１信号比較器
３４４ 第２信号比較器

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】