JPS6169597A - Automatic control system for filling drink vessel - Google Patents
Automatic control system for filling drink vesselInfo
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は飲料分配に関し、そして更に詳細には、ポスト
ミックス（ｐｏｓｔ−ｍｉｘ ）炭酸ソフト飲料の如き
飲料容器の充填を自動的に制御する超音波システムに関
する。
従来の技術
今までは、飲料分配器の分配弁組立体のノズルの下のカ
ップの正確な位置づけに応答して、カップの如き飲料容
器を自動的に充填する装置を提供する試みが行なわれて
きた。このような装置は、例えば、伝導性又は容量的な
電気的プローブ（ｐｒｏｂｅ ）のいづれかの如き液体
レベル検出器が液体レベルを測定するのに使用された。
マ邂、超音波エネルギー及び関連する回路を用いて容器
内の異なる液体レベルを測定することも公知である。
異なる大きさの飲料容器又はカップの充填を制御する自
動システムでは、そのカップは充填中に泡を生ずる、又
は泡を生ずることのない飲料と共に、種々の量のアイス
を含むことができる。このシステムは変換器組立体及び
制御子ジュールを含み、双方とも好ましくは飲料分配弁
組立体に連結される。変換器組立体はノズルに隣接して
取付けられておシ、且つ超音波エネルギー（ｗｌｔｒα
５ｏｘｎｄＷανｇ ｅｎｅｒＱＶ ）を送信する第１
のクリスタル（ｅτｙｅｔαｌ）と反射された超音波エ
ネルギーを受信する第２のクリスタルとを使用している
。双方のクリスタルはクリスタルと空気との間のビーム
の結合を提供するため、及び形状ビーム（５ｈａｐｅｄ
ｂｅ０．ｒｒＬ）（送信器クリスタル）、又は規定の領
域からビームを受信する（受信器クリスタル）ためにレ
ンズを有している。制御モジュールは充填操作を制御す
るためのマイクロプロセッサ及び関連する回路を含んで
おり、前記充填操作にはカップが弁組立体のノズルの下
に存在することを決定すること、カップが多すぎるアイ
スを有していないことを決定すること、泡の沈下を待っ
てカップを充たすこと、カップに完全に充たすようにカ
ップを満たすこと、そして充填が終ったことを操作員に
知らす信号を生成することとを含んでいる。
発明が解決しようとする問題点
本発明の目的は飲料カップの充填を自動的に制御するシ
ステムを提供することである。
他の目的は飲料カップを自動的に充填するピ・スタティ
ック（１）ｉ−Ｂｔａｔｉｃ ）超音波システムを提供
することである。
更に他の目的はグレート（ｇｒαｔｅ）、カップリップ
及びカップ内の液レベルから受信した信号を使用するよ
うなシステムを提供することである。
他の目的は容器及び液体レベルが空気中にあり、且つク
リスタルに非常に接近している高分解能と・スタティッ
ク超音波充填システムを提供することである。
他の目的は受信器利得が別々の受信器クリスタルに対し
て各送信周期中一定の利得を維持しているが、検出レベ
ル又は機構（ｓｃｈｅｍｅ ）が変化される；詳細には
検出機構は送信されたビームがノズルの下方約号インチ
（約１１？ｉＩ１ｍ＋）になるまで非常に低く下方へ回
転され、それから検出機構が信号損失を補償するために
一定のランプ（ｒαｔｎｐ）において作動される超音波
システムを提供することである。
なお他の目的はＡＢＳ又はポリカーボネートグラスチッ
クを使用するクリスタルをレンズ化する（ １ｅｎｓ
）ことである。
本発明の他の目的は飲料カップの充填を自動的に制御す
る超音波システムを提供することであり、このシステム
は；（１）約４００ＫＨ１の周波数を使用する、（２）
ビイ・スタティック変換器システムを使用する、（３）
立下り縁（ｔｒａｉｌｉ％ｇ ｅｄｇｅ ）よりもむし
ろ反射された超音波エネルギーパルスの立上り縁を検査
する、（４）ちるルーチン中カップリップをマスクする
、（５）変換器をレンズ化する（Ｉｇ％ａＬ （ｂ）
超音波ビームを形づくるのにも、それを空気と結合する
のにもレンズ材料を使用する、（７）カップの振動、従
ってリップの振動のために最初の充填には時間充填を使
用する、（８）液レベル（これはリップよりもよい反射
物である）を調べ２Ｉ丸め低い利得を使用するが、ルー
チンのある部分の間リップを使用しない、（９）リップ
の上を調べ０．ＧＲＡＴＥサブルーチン）そしてリップ
以上の信号が受信されたとき（充填しすぎを示している
）充填を止める、そして（１０）充填時間を測定し、そ
して充填時間が最大時間期間を越えるとき（例えば、そ
の中に穴を有しているカップの連続充填を防止するため
）充填を止める。
本発明の他の目的は隣接する飲料分配弁組立体上に使用
するシステムを提供して、このような弁組立体からその
間に干渉も々〈飲料カップの充填を自動的に制御するこ
とである。
本発明のなお更に他の目的はその間に干渉もなく互に近
接している超音波により制御される弁組立体の配置を可
能にすることでおる。
本発明の更に他の目的は交流電源の異なる半サイクルに
対して隣接する弁組立体の作動に同調することによって
隣接する超音波により制御される弁組立体からの好まし
くない干渉を防止することである。
本発明は添付図面と関連して読むとき以下の詳細な説明
から更に完全に理解されるであろう。同じような要素に
は同じ参照番号が付されている。
実施例
図面を参照して説明すると、本発明の第１の実施態様を
初めに第１図乃至第２６図を参照して説明し、それから
第２の実施態様を第２７図乃至第４６図を参照して説明
する。
第１図は４つの同じ飲料分配弁組立体を有しているポス
ト・ミックス（ｐｏｓｔ−ｍｉｘ）飲料分配器１０を示
してお９、その各々は、弁組立の２つのソレノイド（１
方はシロップ用そして１方は炭酸水用）を作動する各弁
組立体１２の下方に垂直に延びている通常のカップ作動
機械的レバーの代りに本発明の１つの実施態様の自動充
填装置を含むように変更された。弁組立体１２の各々は
ソフトドリンク飲料（通常６弁組立からの異なる飲料）
をカップ支持表面、即ちグレー） （ｇｒａｔｓ）
ｆ３上に支持されたカップ１４及び１６の種々の大きさ
内に分配するのに使用される。１つの特定の飲料分配器
１０及び１つの特定の弁組立体１２が示されている、し
かし乍ら任意の弁組立体及び任意の飲料分配器が使用さ
れることができる。第１図の１０及び１２に示され九如
き飲料分配器及び飲料分配弁組立体は、公知であり、従
ってその詳細な説明は必要がない。
第１図及び第２図を参照して説明すると、本発明のｆｓ
ｌの実施態様の自動充填装置は弁組立１２の底面２２及
びノズル２４の後に配置された変換器組立体２０と、弁
組立体１２の前部に取付けられた制御モジュール２６と
を含んでいる。
変換器組立体２０は第６図に最もよく示されておυ、且
つグラスチックハウジング２８を含んでおり、この中に
ゲラステックレンズ３２を有している送信器クリスタル
３０と、プラスチックレンズ５６を有している受信器ク
リスタル５４とが含まれている。送信器及び受信器クリ
スタルはそれぞれ真鍮チェー１３８及び４０の内側に配
置される。１対のシールドされたケーブル４２及び４４
がクランプ４６によってノーウジング２８に接続されて
いる。各ケーブルは真鍮チューブのそれぞれ１つに接続
されたシールドワイヤと、第３図に示され次如く、その
反対位置においてクリスタルのそれぞれの１つに接続さ
れｆｃ１対のワイヤとを有している。クリスタルの各々
はその上部面及び下部面の各々の上に金属焼き付け（ｐ
ｌａｔｉｎｇ）を有している。クリスタルへのワイヤ接
続はクリスタル上の金属焼き付けの１つに各々の１つを
はんだ付けし、更にケーブル４２及び４４の２つの２２
ｒ−シワイヤにはんだ付けした１対の３４ケ９−シワイ
ヤを含んでいる。ケーブル４２及び４４は長さ約６イン
チ（約１５２．４１０１）であり、且つ制御モジュール
２６に接続するために単一のＭＴＡコネクタ４８で終っ
ている。ノ・ウジフグ２Ｂ内のすべての空間はウレタン
フオーム５０で満たされている。
クリスタル３０及び３４は好ましくはＰ２Ｔ−４セラミ
ツククリスタル（４！￥定のクリスタルに対する包括的
闇品名）であり、これ等はチタン酸鉛及びジルコニウム
酸鉛でちる。クリスタル３０及び３４は好ましくは商標
イーストマン（Ｅａｓｔ−ｙｙＬａｎ）９１０で販売さ
れているようなのり （ｇｔｓａ）の約３Ａ滴を使用す
ることによってそれぞのレンズ３２及び３６に取付けら
れる。グラスチックレンズは好ましくはＡＢＳ、ポリカ
ーボネート、アクリル又はポリスチレンプラスチックで
作られる。
グラスチックハウジング２８は１対のフランジ（フラン
ジ５２は第２図に示されている）を有しており、各々が
変換器組立体２０を弁組立体１２に取付けるためのねじ
穴を有している。
真鍮チューブ３８及び４０はクリスタルを電気的にシー
ルド又は絶縁し、クリスタルを音から隔離し、且つクリ
スタルを機械的に保持する（組立体２０のすべての要素
を所定の位置に保持するためにモールド又は取付具内に
注入され、それから硬化可能であるウレタンフオームと
共に）機能を有している。
使用に最も望ましい周波数の選択は下記の如く行まわれ
た。上限に関しては、空気中における超音波音の減衰が
約６００Ｈｚ以上において数インチ以上で使用するには
大きくなりすぎる。更に、４５５ ＭＨｚの放送帯域Ｉ
Ｆ周波数及び５５０Ｈｚ乃至１．６５ ＭＨｚ ＡＭ
放送帯域を避けるのが望ましい。ＦＣＣ割当て周波数か
ら遠ざかることによって、且つ放送局に対してあまり強
くない送信器の使用によって、本発明の自動制御システ
ムに近接して操作されているラジオ受信器への干渉は排
除される。
下限（ｌｏｗｅｒ Ｌｉｍ１ｔ）に関しては、ビーム
ノーターンが他の弁組立体に近接することによって制限
（ｃｏｎｓｔｒｉｃｔ）されるので、３ｄｂ点において
１４インチ（約５５５．６閑）２インチ（約５ｃＬ８＃
Ｄ１１）スプレッドがビームノーターンと考えられた。
この２インチスプレッドは全体で約８度の角度を生ずる
。空間の考慮によって、直径％インチ（約１２．７ｍｍ
）のクリスタルが選択された。好ましい周波数として４
００Ｈ２周波数が選択された。
２００ Ｈｇ乃至４５０Ｈｚの範囲内の他の周波数が代
シに使用された。
ビーム形状に関しては、１４インチ（約３５５゜６應）
において全最大ビームパターンは側方対側方の方向にお
いて検出能力（、−４Ｑｄ＆）の限界において３インチ
（約７６．２ｔｔｔｘａ） より少ない必要があり、
そして−５６ｄｂ点において前部対後部に約３インチ必
要である。これ等の点の利得はできるだけ（ｒｅ０．ｓ
ｏｎａｂｌｇ）平らである必要がある。クリスタルパタ
ーンは１つが前方から後方に最良レベルの利得を与える
ように経験的に選択されていて、クリスタル３０及び６
４はノズル２４とスプラッシュプｖ −ト （ｓｐｌａ
ｓｈ ｐｌａｔｅ）２５との間で前方から後方に整合
している。１２インチ（約５０４．８ｍｍ）において５
ｄｂゲインをノ有する得られた全体の利得パターンは３
．５度の得られたスプレッドサイドウェイ （ｓｐｒｅ
ａｄ ｓｉｄｇ−ｗａｙ）と、１２度の得られた前後
スプレッド（ｓｐｒｇａｄ ｆｒｏｎｔ ｔｏ ｒ
ｅａｒ）とを有している。
所望のビームパターンを達成するためにはクリスタルを
レンズ化する（ＪａｆＬｓ）必要があった。
２インチ（約５（１８ｍ）の凹半径（ｃｏｆＬｅαυ６
ταｄｉ％１）が側方から側方にせばまる８度乃至五５
度を生じ、そして４インチ（約１０１０２８、の凸半径
が前方から後方に広がる８度乃至１２度を生じ、これ等
が約Ｘインチ（約１９１■）の幅を有しており、且つ５
ｄｂ利得において約２３Ａインチ（約６５５ｇ）の長さ
を有しており、そして変換器組立体２０から１２インチ
（約５０５ｒｍ）能才ｔている細長いフートプリントを
もったファン形状のビームパターンを形成した。このビ
ーム形状フートプリントは分配器に対して前方から後方
に延びているその長い寸法を有している。
クリスタル３０及び５４から空気への結合は下記の如く
計算された：
ｐＺＴ−４の特性インピーダンスは６６Ｘ１０Ｅ６レイ
ルス（ｒａｙｌｓ） に等しい（以下の記載に亘ｐＥ
＝指数）。
送信された・リ−（Ｔ、）は、
Ｎ２＝空気の特性インピーダンス。
Ｎ １ ＝ＰＺＴ −４の特性インピーダンス。
Ｐ６＝クリスタルの・臂ノー出力つ
Ｔ ＝１ワットイン（１ｗａｔｔｓη）に対して１２
．６Ｘ１０Ａｉ’−６、又は［ＬＯＯ１２／）チが空気
に行く。
第３の材料が空気と材料との間に導入されると下記の式
が得られる 。
第６の材料のためにＶＬ要な殆んどの材料は０．１ｘ１
０Ｅ６乃至１０×１０Ｅ６レイルス間の＠性インピーダ
ンスを有スル。
０．Ｉ Ｘ １０Ｅ６に対して、 ７’ｐ＝２５Ｘ０
Ｅ−６
１０Ｘ１０Ｅ６に対して、 Ｔｐ＝２２×１０Ａ’−
６
α１Ｘ１０Ｅ６乃至１０Ｘ １０Ｅ６レイルス間の特性
インピーダンスを有する空気に対する結合（ｃｏｕｐＬ
ｉｎｃｔ） として使用された任意の無損失材料に対し
ては、得られる入力Ａノーは少くとも倍加され、そして
空気に伝えられるエネルギーは僅か［１０％だけ変化す
る。好ましいレンズ材料はアクリル又はＡＢＳの如きプ
ラスチックの１つである。
レンズは：
（１）製造のためにプラスチックでなければならない、
（２）直径５イインテ（約１２．７ ｍ＋） 、且つ厚
さ約０．０８でなければならない、
（３）１方の軸釣で凹状半径２インチ（約５０．８４）
そして他方の軸線で凸状半径４インチ（約１０２圏）を
有していなければならない、（４）のり （σｌｕｇ）
（商標イーストマン（Ｅαｓｔ−ｍαｎ）９１０で販売
されているのが好ましく、又は同等のもの）の約３Ａ滴
でクリスタル表面にセメント接合されなければならない
。
レンズ取付に関して、受信器と送信器との間の音響結合
を減少するために、レンズは、ＩＩＪウレタンフオーム
に取付けられる。真鍮チューブが各クリスタル及びその
内部７オームマウントを囲んでおり、これは電気的シー
ルディングを提供し、且つクリスタルへのケーブルワイ
ヤリングのシールドにはんだ付けされる。クリスタルは
浮動（ｆｌｏａｔｉｎｇ）のままにおかれ、即ち両方の
電極はある電位において、アースに関連しない。これは
受信器がアースに関連するノイズをピックアップ（ｐｉ
ｃｋ ｕＦ）Ｌないので受信器内に大きな電気的隔離を
与える。真鍮チューブは所望のノ々ツケージ形状に一す
ウレタンフオームによっテ所定の位置に保たれる。レン
ズは底面のフオームパッケージから突出する。
クリスタルの形状及び材料に関して、送信器クリスタル
は好ましくは４００ｆ＃ｇの直列共振に対して％インチ
（約１２．７８、ｌ）ＯＤＸα２００インチ（約５．０
８ｍ）である。ＰＺＴ−４材料が強度、効率及び加工性
の容易さにおける最良の妥協（ａｏｍｐｒａｍｉａ＃）
としてクリスタル３０及び３４に対して選択された。受
信器クリスタルは４００ＫＨｚの並列共振に対して好ま
しくはＨインチ（約Ｉ Ｚ７ｍｓ＋） ＯＤＸ ｃＬｏ
１９０インチ（約２．２８ｍ）であシ、且つＰＺＴ−
４材料で作られている。
電気的ワイヤリングに関して、よじってシールドされた
対の２２ｆ−ジよりワイヤが使用されている。ワイヤの
シールディングは真鍮チューブ３８及び４０にはんだ付
けされる。真鍮チューブは互に電気的に隔離されている
。１対の３４７−ジ中実ワイヤが金属を薄くかぶせ念ク
リスタル面を横切ってはんだ付けされ、それから２２ｒ
−ジリードワイヤにはんだ付けされる。すべてのワイヤ
リングは所定位置に７オーム（１００ｍ）される。
よじられた対のブラックワイヤが小さな点でマークされ
た外側のクリスタル面に取付けられる。
制御モジュール２６は制御回路板に収容され、これにク
リスタル３０及び３４はケーブル４２及び４４及びコネ
クタ４８によって接続される。第４Ａ図及び第４Ｂ図は
一緒に制御回路６０のマスターブロック線図を提供する
。制御回路は第４図乃至第１２図を参照して説明する。
受信器変換器６２ （第４図、第５図及び第６図）はＰ
ＺＴ−４材料で作られた４ ００ Ｋ Ｈｚ 、直径Ｓ
インチ（約１２．７ｍ）並列共振ピエゾ−電気クリスタ
ル３４である。クリスタルはビームパターンを受信する
ように形成されたグラスチックレンズ３６によって空気
に結合される。変換器組立体２０は、直径／８インチ（
約１５．９ｍｍ）であり、且つ電気的隔離のために使用
されている。真鍮チューブ４０と一体になっている。ク
リスタル３４はチューブの１端において露出したレンズ
３６とチューブ内で中心が合うように取付けられる。チ
ューブ組立体は音響隔離のためのポリウレタンと共にフ
オーム （ｆｏａｍ）される。
受信器部分６４ （第４図、第５図及び第６図）は全利
得９６ｄｂを有しており、且つ２つの保獲ダイオード１
１０及び１１２と、２つのＭ０１３５０ＰＩＦ増幅器１
１４及び１１６とを具備しており、それ等は同調した変
圧器１１８を介して他の同調した変圧器１２０と相互に
接続されていて、第２の増幅器１１６を検出器６８に接
続する。これ等の増幅器１１４及び１１６はピン（ｐｉ
ｎ） ５からの利得制御のための設備（ｐｒｏｖｉｓｉ
ｏｎ）を有しておシ、且つマイクロコンピュータによっ
てこの用途に使用される。
検出器回路６８ （第４図、第５図及び第７図）は４０
０ＫＨｚを受信器６４から直流アナログ信号に変える。
この検出器はパルスのエンペロツブを検出するのみなら
ず、それが直流結合検出器であるから、それがパルス幅
変化によるオフセットシフト （ｏｆｆａｅｔ ｓｈ
イｆｔ）を有していないという点で特殊である。平衡（
ｂａＬａ％ａｉｄ）検出器システムを有することによっ
て、温度ドリフト（ｄｒｉｆｔ）が非常に低い。
受信器利得減少７０ （第４図、第５図及び第６図）は
、５２ステージの利得レベル制御を可能にするマイクロ
プロセッサ６６によって駆動される２進ウエートされｆ
ｒ−（ｂｉｎａｒｙ ｗｅｉｇｈｔｅｄ）電流低下にｓ
ｉｎｋｉｎｇ） 「直流対交流（ＤｔｏＡ）ｊ変換器を
形成する５つの抵抗体を具備している。
しきい値比較器（第４図、第５図及び第７図）は１Ｍ３
９５Ｎ比較器１２２を具備してお９、且つ時間変化検出
（ｔｉｍｅ ｖａｒｙｉｎｇ ｄｔｔｔａｃ−ｔｉ
ｏｎ）と共にアナログ受信器信号をディジタル信号に変
換するのに使用され、このディジタル信号がマイクロプ
ロセッサ６６に供給される。この回路内には１００に電
位差計を用いて時間変化検出器のスロープをＩＪＩする
手段と、５００オ一ム電位差計１２５を用いてしきい値
検出器を調整する手段とがある。
時間変化検出発生器（ｇｇｎｅｒａｔｏｒ）７４ （
第４図、第５図及び第７図）はマイクロプロセッサ６６
が送信器に送るＰ−）信号を使用し、そして１５ナノフ
アラツドコンデンサ１２４に２つの電圧を荷電し、これ
が時間変化検出器の波形のピークレベルを設定する。こ
の回路は２Ｎ４１２６スイツチングトランジスタ１２６
とその回路に供給するための電源とを具備している。
変調器７６（第４図、第５図及び第９図）は１２ボルト
ツエナダイオード１２８と２つのトランジスタ１３０及
び１３２とを有しており、これ等が発振器からの送信ｒ
−）信号（７’）及び４００Ｋｌｌｚ信号のための（エ
ンディングＣＡｎｄｉｎｇ））機能を果たす。このエン
ディング信号はそれから１２ボルトツエナダイオード１
２８及び２Ｎ４４０２トランジスタ１３２を介して最終
増幅器７８のｆ−）にレベルシフトされる。
最終増幅器（第４因、第５図及び第９図）はＢＵＺ−７
１ＡＭＯ５−ＦＥＴ１３４と、抵抗体１３６と、変圧器
１５８とを具備している。抵抗体はＭＯＳ−ＦＥＴ１３
４のゲートソースコンデンサに放電する。ＭＯＳ−ＦＥ
Ｔ１３４は出力変圧器１３８をＰ−）駆動信号に応答し
てマイナス２０ボルト供給に切換える。変圧器１３８は
送信クリスタル３０までの電圧を約２０００ボルトにス
テップする。
送信変換器（ｔｒａｎｓｍｉｔ ｔｒａｎｓｄｕａｇ
ｒ）８０は、厚さを除いて受信器クリスタル３４と殆ん
ど同一であるｐｚｒ−４材料で作られた４００ＫＨｚ、
直径Ｈインチ（約１２．７ｍ）直列共振ピエゾ−電気ク
リスタル３０を具備している。クリスタル３０はグラス
チックレンズ３２によって空気に結合されており、この
プラスチックレンズ３２もｉ九ビーム・々ターンを形成
するように形造られている。送信発信器８０の組立体は
受信器に対しても上述と全く同じである。
マイクロコンビニ−！６６ （第４図及び第５図）はジ
エネラルインストルーメント （Ｇｅ？ＬｅｒａｌＩｎ
ｎ ｔ ｒｕｍｅｎ ｔ ）のｐｉａ−１６５４であり
、且つ全システムのインテリジェンス及び制御機能を含
んでいる。それは１２のＩ１０ピンを介してシステムの
残りの部分に連絡している。それはまた発振器回路と、
マスタークリアー回路と、実時間クロックカウンター人
力とを含んでいる。
クリスタル８２°（第４図及び第５図）及び４ＭＨｚク
リスタルの構成要素はＰｉｃ−１６５４における発振器
のためのフィードバック回路網を形成す為受動構成！！
素を具備する。
パワー・オン（ｐｏｗｅｒ−ｏｎ） リセット回路８
４（８４図及び第５図）は、４ＭＨ２発振器クリスタル
８２をスタートし、且つマイクロプロセッサ６６を初期
設定されるのを可能にする・ヂノー・オンＣＰ（ＷＥＲ
−ＯＮ）においてマイクロプロセッサ６６に対して１０
ミリセコンドのリセットパルスを形成する。
１０カウンター８６によるディバイド（ｄｉｖｉｄｅ
）（第４図、第５図及び第１０図）は４ＭＨｚコンピュ
ータクロックを４００ＫＨｚ方形波に変換して送信器を
作動する。
５カウンター８８によるディバイド（第４図、第５図及
び第１０図参照）は、４００ＫＨｚ信号をマイクロコン
ピュータ６６に実時間クロックカウンター人力として印
加される１３３ｒｆｇ信号に変換する
ナンバー１３及びナンバー１４は１０回路によるディバ
イドと３回路によるディバイドとを有している同じＩＣ
（７４ＨＣ５９０）ディバイダーチップ内に取り囲まれ
ている。
フロントパネルモジュール（第４図、第５図及び第１２
図）は２つの発光ダイオード０． Ｅ Ｄ）指示器９２
及び９４を含んでいる。１方はオーバーアイス／カップ
除去（Ｏｖｅｒ−１Ｂｇ／ＣｕｐＲｅｍｏｖｅ） （
第４図、第５図及び第１２図）の赤指示器であり１、そ
して他方はカップが充填されることができる又は充填さ
れつつあることを指示する緑の［充：ｌＪ （Ｆｉｌｌ
）Ｊ発光ダイオード９４である。この指示器９４はカッ
プが充填をスタートするまでオーケー（ｏｋ）であると
き絶えず「オン」を保つ。カップ内に多すぎるアイスが
ある場合、又はカップがカップとして識別されない場合
、赤の指示ライト９２がオン又はオフに点灯する。
、Ｉｔ制御モジュール２６の下方背面上のカバー（図示
せず）を除去することによって接近可能である５つの＋
ｆｉ々のスイッチを具備しているプログラミングディッ
プ（ｄｉｐ）スイッチ９６（第４図、第５図及び第１１
，４図）がある、１方のスイッチは、どの形式の弁組立
体が自動制御システムに取付けられるかによって、標準
的流れの弁組立体又は急速な流れの弁組立体（との間を
選択するのく使用される。他方のスイッチは泡状の製品
又は水の如きプラス） （ｆｔｃＬｔ）な製品を選択
するのに使用される。他の３つのスイッチはアイスレベ
ル又はテスト位置を選択するのに使用される。テスト位
置は製造中受信器の整合のために使用され、そして現Ｑ
（ｆｉｅｌｄ）使用を有していない。３つのアイスレベ
ルスイッチの２進出力は第１１Ｂ図に例示された如く、
７ｓカツプから７．カップまでの７つのアイスレベル選
択を許容する。
マルチプレクサ回路９８ （第４図及び第５図）はマイ
クロプロセッサ６６によりデイツプスイッチのいずれか
を読み取るのを可能にし、又は必要なとき受信器の利得
を設定するのを可能にする。
それは５つの信号ダイオードを具備する。
電源１００ （第４図、第５図及び第６図）は分配器１
０において５ＱＶＡＣ変圧器（図示せず）からの交流２
４ボルトを使用する。本制御システムは交流２４ボルト
のとき２ポルト・アンペア以下を消費する。交流２４ボ
ルトは整流及びＰ波されて直流マイナス２０ボルト供給
及び直流プラス２５ボルト供給を形成する。マイナス２
０ボルト供給はツェナダイオードによって調整され、そ
して送信器に／々クワ−供給する。プラス２５ボルト供
給は調整されないが、サージ保護として使用される５９
ボルトツエナダイオードを有しているう直流２５ボルト
供給は７ Ｂ’Ｌ １５の３つの端子調整器１４０によ
って受信器サツシステムのための１５ボルトまで調整し
、て下げられる。ＭＰＳ−Ａ４２トランジスタ１４２は
フライバック発振器として使用されてコンピュータ回路
を作動するのに必要なプラス５ボルトを提供する。プラ
ス５ボルト供給と２Ｎ４１２４ ）ランジスタ１４６と
の間に接続された４、３ボルトツエナダイオード１４４
はフライバック発振器を調整するのに役立つ。
弁組立体１２の２つのソレノイドのための出力スイッチ
１０４ （第４図、第５図及び第８図）はマイクロコン
ピュータ６６から作動されるか、又は制御モジュール２
６のフロント上の手動弁ボタン１０２から作動される。
抵抗体ダイオード回路網はマイクロプロセッサ６６及び
手動スイッチ１０２を２Ｎ４１２４ ）ランジスタ１４
８のペースに結合し、このト２ンジスタ１４８はそれか
ら出力トライアック１４９をオン又はオフし、これが弁
組立体１２における２つのソレノイドをオン又はオフす
る。
第１３図乃至第１６図を参照してソフトウェアを説明す
る。第１３図は変換器組立体２ｏと、レンズ３２及び３
６と、飲料分配弁組立体１２０ノズル２４と、制御モジ
ュール２６と、スプラッシュ（ｓｐｌａｓｈ）プＬ／
−） ２５と、グレート１８及びカップリップ１７を有
しているカップ底部１９と、カップ内のアイスの頂部レ
ベル２１とを示している側部立面図である。
ソフトウェアはイニシャリゼイションルーチンＣｌＮｌ
７’） と、カップ検出（ｃＪ的Ｐ ＤＥＴ）と、充
填ルーチン（Ｆｉｌｌ） と、カップ除去ルーチン（
ｃｖｐｘｘＭ）で明示された４つの（４）主なルーチー
ンを含んでいる。
ソフトウェアはまたタイム遅延（ＩＰ’ＡＩＴ） 、
２つの数の差の絶対値（ＤＩＦＦ）、グレート／オーバ
フロー検出器０．ＧＲＡＴＥン、送信Ｃ以下に記載され
ている如き７’ＢＤ０．ＴＢＤＷ、及びＴＬＤ）、受信
（ＲＥ（：’） として規定されている５つの（５）サ
ブルーチンを含んでいる。
送信器サブルーチンは受信器ルーチンの次めの変数を設
定し、そして２５マイクロセコンドのパルスを出力する
（ｃＬ０１インチ（約α２５調）のエアスペースを占め
る４００ＫＨｚのとき１０サイクル）、この時間中に送
信器が能動となる。受信器変数の選択は３つの異なる入
口点（又は送信されたビームを反射する表面を離れて）
：ＴＥＤｑ（送信底部検出器） 、ＴＢＤＷ （窓を有
する送信底部検出器）、及びＴＬＤ （送信リップ検出
器）を通り行なわれる。
受信器はソフトウェアによって制御される３２ステツプ
の利得を有する。利得は送信のスタートから約１．３イ
ンチ（３己０２８、ｍ）ターグツト距離時間（１８０＜
リセフンド）ｔで最小にセットされる。その時利得は入
口点ルーチンにおいてセットアツプされた利得点数に等
しく設定される。
ＴＬＤＩｆＣ対して、利得は常に最大に設定される。
ＴＢＤＱ及びＴＢＤＩｉ’に対して、利得は呼出しくａ
ａｌＬ−０１）ルーチンによって決定される。ＴＢＤＱ
及びＴＬＤにおいて、検出された第１のエコーの距離は
処理（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）のために捕えられる。
ＴＢＤＩＶにおいて、リングマスキング窓が使用可能（
ｅｎａｂｌｅ）にされ、これがリップ距離＋０．２５イ
ンチ（約＆５５ｍ＋） よりも近り任意のエコーを無視
する。これはより高い利得によってカップ内を上昇する
液レベルを調べるのに使用されるのを可能にする。すべ
ての入口点の下で、５つの送信及び受信はＲＡＭに記憶
されたエコー距離によって行なわれる。処理アルゴリズ
ムがＴＬＤに対しテｃＬ１インチ（約２．５４１１ＩＩ
ｍ）、又はＴＢＤＱ及びＴ Ｂ ＤＷＩＩＣ対して１イ
ンチ（２５，４＋ｍ）以内で互に関連する２つのサンプ
ルをさがす。２つの距離の平均がエコー距離として使用
される。２ミリセコンドの遅延は前の多重反射を崩解（
ｄａａαν）可能くするために各々が送信される前に組
み入れられる。
ＷＡ Ｉ Ｔは手動弁ボタンが押されると直ちに呼び出
しルーチンに戻るプログラム可能な遅延サブルーチンで
ある。それは１秒の最大遅延を有してい紀
ＤＩＦＦは２つの数の差の値の絶対値を計算するサブル
ーチンである。
ＬＧＲＡＴＥはｒＶ−） （Ｇｙｃｔｇ）／オーバー
フロー検出器サブルーチンであり、且つＦＩＬＬルーチ
ン中に使用される。それは最大利得及び窓なしくｎｏ
ｗ、ｉｎｄｏｗ）を検出するのにＴＬＤを使用する。サ
ブルーチンがリップ距離マイナス０．１インチ（約２．
５４ｍｍ） より少いエコー距離を検出すれば、オー
バーフローフラグが戻る前に設定される。サブルーチン
がグレート距離α２５インチ（約６．３５ｍ）以内のエ
コー 距離を検出すれば、カップ除去７２グが戻る前に
設定される。
ＩＮＩＴはマイクロコンビュータカ「マスタークリア
（Ｍａｓｔｅｒ ０．ａａｒ）ｊ （ハードウェア
）によって初期設定されるとき使用される。・々ノーア
ップ（ｐｏｗ−τｕｐ）中、プロセスされた第１の指令
はロケーション７７７において８（ｏｃｔａｌ ）であ
る。この指令１ＧＯＴＯＩＮＩＴ”はコンピューターに
命令してこのルーチンを励起し始め、このルーチンは下
記を含んでいる：（１）ＲＡＭがりリアされる；（２）
パワーを安定化するため１秒待つ菖（３）使用可能にな
れば診断ルーチンを進行する；（４）最大利得且つ窓の
ないときスイッチ（約１７１８−１）と１３インチ（約
３３［Ｌ４鵡）との間のエコー距離をさがすのにＴＬＤ
を使用する＋（５）それがこの範囲内でエコーを検出し
なければ、フロントパネル上の「オーバーアイス（Ｏｖ
ｅｒ ｌ６１）指示器が点灯する；（ｂ）それがスイ
ッチ（約１７１８＃ＩＩＩ）乃至１３インチ（約３３０
．４鵡）以内にエコー距離を検出すれば、その距離はグ
レート距離としてＲＡＭに記憶され、そしてプロダラム
はＣＵＰＥＴにおいて続く。
ＣＵＰＤＥＴはカップ検出ルーチンである。このルーチ
ンはＴＬＤに使用するデータを集め、且つ下記の手順に
使用するカップを受入れる：Ａ、フロントパネル上の手
動充填スイッチは正確な作動を確かめるために連続的に
監視される。
手動スイッチが押されると、コンピューターは直ちにカ
ップ除去ルーチンを開始する。
Ｂ、安定なリップ距離がグレートから３インチ（約７６
．２ｍｍ）以上に確立されなければならない。
安定なリップ距離は０．２インチ（約５．０８ｇｍ）以
内で互に関連している６ミリセコンドだけ隔てられｆｉ
ＴＬＤからの連続チコー距離として規定される。これは
１３０ミリセコンドで安定であるカップリップに対応し
ている。
Ｃ，カップ底又はアイスレベルはグレート上方（１１イ
ンチ（約２．５４ｇｍｍ）以上及びリップ下方０２５イ
ンチ（約４３５ｍｍ）以上であることを識別されなけれ
ばならない。これはＴＢＤＩｉ’を使用することにより
、且つ利得を下記の如く変化することによって達成され
る：
最小利得によＦ）、ＴＢＩＷを用いてエコー距離が得ら
れる。エコー距離がグレートにより接近してα１インチ
（約Ｚ５４ｍ）以下であれば、利得は１ステツプ増加さ
れ、そして他のサンプルがとられる。利得が最大に達す
れば、オーバーアイス指示器が点灯し、そしてカップ検
出ルーチンが再び開始する。
Ｄ、アイス／底の高さは上記の（ｃ）において大要を述
べた如く得られた最後の距離及びグレートから計算され
、それから実際のアイス高さとして記憶される。カップ
の高さは、リップ距離及びグレートから計算される。カ
ップの高さは８で割られて、その商がアイスレベルプロ
グラミングスイッチ上で選択される如き３ビツト２進数
入力を乗ぜられる。この許容し得るアイスの高さが実際
のアイスの高さと比較される。実際のアイスの高さがス
イッチ選択によって許容されたよりも大きければ、オー
バー・アイス指示器が点灯し、そしてカップ検出ルーチ
ンが再び始まる。実際のアイス高さがスイッチによって
選択された量よりも少なければ、充填（Ｆｉｌｌ）ルー
チンが開始する。
充填ルーチンは完全な充填及びトップオフＣｔｏｐ
ｏｆｆ）作動を制御する。このルーチンはソレノイド作
動を最大の３オン／オフサイクルに制限する。各々の最
初の２サイクルの後、ルーチンは次のサイクルをスター
トする前に泡（ｆｏａｍ）が静まるのを待つ。泡が静ま
りそしてカップが充填量の７ｔＱインチ（約ａ９ｍ）以
内になった後、カップ除去ルーチンが開始する。充填ル
ーチン中の任意の時に手動スイッチが押されると、カッ
プ除去ルーチンは直ちに始まる。サイクルの各々は最大
ンレノイドオン時閾を有しておシ、若しそれを越えれば
カップ除去ルーチンを存在せしめる。
充填ルーチンの詳細な説明は下記の通シである：Ａ、弁
組立体１２のソレノイドが作動されると、いくつかの検
査及び相関関係が行なわれる。利得は初めに最大利得の
Ｉ／１．に設定される。リップ距離が４インチ（約１０
１．６ｗＲ） より少なければ、利得は経験的に得ら
れた式によって調整される：利得＝利得−％Ｃ４インチ
（約１０１．６１０１） −リップ距離）。
リップ距離が４インチ（約１０１．６ｍ） よりも少な
ければ、リップ距離は経験的に得られた式によって調整
される：
リップ距離＝リップ距離−％（４インチ（約１０１．６
間）−リップ距離）。
リップ距離が０．１インチ（約２．５４０） より少
なければ、リップ距離は０．１インチ（約２．５４ｇｍ
ｍ）に設定されて、カップオーバーフローを正確に機能
可能にする。
この特定のカップ高さに対する時定数は式により計算さ
れる。
時定数＝カップ高さ一２インチ（約５０．８Ｆ１１）。
この時定数は３サイクルの各々に使用されて、カップ高
さに比例する最大［ンレノイドオン（Ｓｏｌｅｎｏｉｄ
ｏｎ）Ｊを提供する。
Ｂ、利得は流体レベルが検出されるように、且つリップ
が充填の開始における如きカップが振動する期間中に検
出されないように調整されなければならない。これを達
成する九めに、カップ高さに比例する時間周期がプログ
ラムされて充填のスタートを可能にし、且つ充分な重さ
くｗｅｉｇｈｔ）の利得がカップ振動を最小にして必要
なときに利得を調整可能にする。この期間中このルーチ
ンはエコー距離がリップ距離の１７５インチ（約１９゜
１ｓ＋ａ＋）以内であれば検査するのにＴＢＤＱを使用
する。若しそうであれば、利得は１ステツプ減少する。
利得が最小に達すれば、カップ除去ルーチンが始まる。
カップがこの期間中に除去されれば、ソレノイドはオフ
にならない、というのはグレート／オーバーフロー検出
器サブルーチンが利得を調整するために出来る限シ多く
のサンプルを得ようとすることによってこの周期中呼び
出されないからである。この周期の終シにソレノイドは
オンの１まである。
Ｃ１第２の最大時間周期が始まシ、それもまたカップの
高さに比例する。この時間周期中に、このルーチンは液
レベルを監視するのにＴＥＩＷを使用し、そして液レベ
ルがリップ距離のα５イン。
テ（約１２．７＋ｏ＋）以内であるときソレノイドをオ
フにする。グレート／オーバーフロー検出器サブルーチ
ンがカップが除去されたかどうか、又はＴＢＩＷが上昇
する液レベルをミスし、そしてオーバーフローが切迫し
ているかどうかを調べるため検査する。カップがなくな
っていれば、カップ除去ルーチンが始まる。オーバフロ
ーが指示されなければ、ソレノイドはオフになる。
Ｄ、この時５秒の休止が始まり、泡がカップリップの下
方０．２５インチ（約６．３５１０１）に静まるのを可
能にする。グレート／オーバ７０−サブルーチンは各秒
に１度カッグが所定の位置にあることを確認するため検
査する。カップがなくなっていれば、カップ除去ルーチ
ンがスタートする。
Ｅ、５秒の休止後、泡を沈下するための最小秒数が１６
に設定され、そして１秒に１回、エコ→距離がＴＢ’：
ＱＱによって得られる。２つの連続エコー距離が互に０
．１インチ（約２．５４ａａ＋）以内であれば、又は周
期時間がすぎていれば、トップオフ Ｃｔｏｐ ｏｆ
ｆ）サイクルが始まる。グレート／オーバーフロー検出
器サブルーチンは１秒に１回カップの不在（ｍｉｓｓｉ
ｎｇ ｃｕｐ）を検査する。
カップが不在であることが発見されれば、カップ除去ル
ーチンが始まる。
Ｆ、）ラブオフ（ｔｏｐ ｏｆｆ）サイクルは液レベ
ルがリップの”／ ２０インチ（約ａ９ｍ）以内である
かを決定するのにＴＢＤＱを使用する。この状態が存在
すれば、ソレノイドはオンにならないウエコー距離が’
／ｌｏインチ（約ａ９８、ｍ）以内になければ、ソレノ
イドはその状態に適合される（ｍａｔ）までオンになる
。
Ｇ、″「Ｄ」、「Ｅ」及び「Ｆ」の繰返が生じて、第２
のドッグオアサイクルを実行する。
カップ除去ルーチンＣＣＵ Ｐ ＲＥ Ｍ）が充填指示
器９２をオフにし、弁組立体１２のソレノイドをオフに
し、そしてオーバーアイス指示計９４をオンにする。そ
れはＴＬＤを使用し、そしてグレートのα２５インチ（
約６．３５ ｒａｍ＞Ｊ以内のエコー距離を待つ。この
状態が存在すれば、新しいグレート距離が記憶されて、
オーバーアイス指示器がオフになり、そしてカップ検出
ルーチンが再び始まる。
上述のように、本発明のシステムは飲料用コツプの自動
的充填を制御するための超音波方法及び装置を提供する
。本システムは、コーヒー、紅茶、ミルク、フルーツジ
ュース、及び炭酸ソフトドリンクのような如何なる飲料
についても使用することができる。飲料は充填中に泡を
生成してもしなくてもよい。異なった寸法のコツプを使
用することができ、又それらは中に氷を有することがで
きる。
本システムは如何なる既知の標準の飲料分配装置とも連
結して使用することができる。炭酸ソフトドリンク分配
装置の場合には、本発明のトランスジューサ組立体及び
制御モジュールは弁組立体上に直接位置することができ
る。コツプ作動アーム及びマイクロスイッチは標準の弁
組立体から取除くことができる。第８図のトライアック
１４９がマイクロスイッチと置き代わりそして同時にシ
ロツプンレノイド及び炭酸化水ソレノイドをオンにし且
つオフにする。
本発明のシステムは分配装置の電源がオンの時はいって
もオンになり且つ作動する。この電源はしばしば冷凍シ
ステムをオンに維持するために分配装置に対してオンの
状態に置かれる。
さて上述のシステムを詳細に言及することなく簡単に概
要をのべる。゛
本システムは先ずグレート（ｇｒａｔｅ）信号を得てこ
れをＲＡＭ中に記憶する。これをなす寸法は各々が約２
マイクロセカンド間隔をへだてた５つの２５マイクロセ
カンドのパルス（空気中で約１インチ（７，５ｃｍ ）
の長さを有する）を発信することである。１インチ０．
５ ａｍ ）内で同じ２つの信号が受信されない場合
は、この最初の組のパルスは捨てられそして新しい組の
５つのパルスが直ちＫ（約２マイクロセカンド内に）発
信せしめられる。２つの信号が受信され且つα１インチ
内にある場合、そしてそれらが約７乃至１３インチ間隔
をへだてている場合は、システムはそれがグレート距離
であることを決定し且つそれをＲＡＭ中に記憶する。
次いでシステムはコツプ検出ルーチンに進む。
同じ組のパルスが発信せしめられ、最高感度で受信され
る。コツプの存在を決定するために、システムは各々６
ミリセカンドだけ離れておシ、２インチ内に相関する５
つの連続するエコー距離を検知しなければ表らない。即
ち５組のパルスが各粗間６ミリセカンドで発信せしめら
れる。少なくとも２つの信号がα１インチ内にある第１
組の５つのパルスから受信される場合は、それは１の値
（即ちｌエコー距離）である。α２インチ内に一列にな
っているそれらの５つを受信した後、システムはコツプ
の縁（又はグレート以外の何物か）が存在することを知
る。
次いでシステムは次のルーチンに進む。このルーチンで
はグレート上α１インチよプも大きく且つコツプの縁の
下α２５インチよりも大きいある物、即ちコツプの底か
又は氷をさがす。システムがこれを見つけた場合は、そ
のめる物の存在がコツプである（たとえば手のようなも
のではなく）と結論づける。氷又は底が得られた時は、
それは一時的に記憶される。次いでコツプの高さが計算
されそして氷の高さが計算される。次にコツプが氷を多
く持ち過ぎているか否かが計算される。もしそうでなけ
れば、システムは「充填」ルーチンに進む。このルーチ
ンはいくらか複雑である。
「充填」ルーチンで°は４つの充填期間がある。
第１の期間即ち最初の充填はモニターされないがコツプ
高さに基づく時間因子としてセットされている。ある通
常の状態下でそれは約コツプの−を充填するだろう０次
いでシステムは、充填を中止することなく、自動的１ｃ
ｇ２期間に切り換シ、その期間では充填がモニターされ
、そして液面が記憶され良縁距離のα７５インチ以内ま
で上昇した時充填を停止する。次Ｋ「充填」ルーチンは
（制御モジュールが発泡性飲料のためにセットされてい
る場合には）泡を静めるために５秒間待つ。モニターは
泡が静止するのを待ち続はセしてＯ，１インチ内１ｃ２
つの距離が受信された時、液面が緑の７／２０インチ以
内ＶＣあるかどうかを計算する。
そうでない場合は、充填が再び始られそして液面が縁の
７／２０インチ以内になるまでモニターされる。７／２
０インチ以内にある場合は充填が再び開始されない。次
いでこの「仕上げ１ｔｏｐ ｏｆハ」ルーチンが更に５
秒間休止の後に反復される。
「充填」ルーチンが終った後、充填指示灯９２がオンに
され、ソレノイドがオフにされ、そしてオーバーアイス
指示灯９４がオフにされる。
本発明の第２の（そして好ましい）態様を次に第２７〜
４６図を参照して説明する。この好ましい態様と第１〜
２６図を参照して説明した態様との間の重要な差異は、
この好ましい態様は超音波制御システムを有する２つ又
はそれ以上の飲料分配弁が相互に干渉することなく、た
がいに接近して、分配装置上の弁に接近するように、位
置付けられるように設計されているということである。
しかしながら上記２つの態様の他の多くの特徴は同じで
ある。
第２７図は、弁組立体１２に類似した弁組立体２１２を
示し、とれは第１図の分配装置１０上の１つ又はそれ以
上の弁組立体のように使用することができる。本発明の
この態様の自動充填装置は弁組立体２１２の底面２２２
上で且つノズル２２４の背後に位置したトランスジュー
サ組立体２２０と、弁組立体２１２の前面に取付けられ
た制御モジエール２２６を含む。
トランスジューサ組笠体２２Ｇは第２８〜３０図に最も
良く示されており、プラスチックノーウジング２２Ｂを
含み、ハウジング２２８内にはプラスチックレンズ２３
２を有する発信機結晶２３０及びプラスチックレンズ２
３６を有する別個の受信機結晶２３４が内蔵されている
。発信機結晶及び受信機結晶は夫々真ちゅう管２３８及
び２４Ｇ内に位置している。
１対のしやへいケーブル２４２及び２４４の骨各は、第
２８図に示すように、真ちゅう管２３８及び２４Ｇの夫
々に接続されたしやへい導線と夫夫１つの結晶の両側に
接続された１対の導線とからなる。各結晶はその上天及
び丁酉の各々に金属板を有する。結晶に対する導線接続
は上記結晶板に直接はんだ付けされた２８ゲージの導線
でらる。
ケーブル２４２及び２４４は長さが約９インチ（２３α
）でアク、制御モジュール２２６に接続するために、（
第３図の４８のような）単一のＭＴＡ接続で終っている
。ノ〜ウジング２２８内の実質的にすべての空間にウレ
タンフオーム２５０が充填されている。
発信機結晶２３０及び受信機結晶２３４は好ましくはｐ
ｚｒ−ｓαセラミッククリスタル（特定の結晶材料のた
めの一般的な市販呼称）であり、それはチタン酸鉛とジ
ルコン酸鉛の組合せである。
結晶の各々は、好ましくは商品名［イーストマン（Ｅｅ
α５ｔｒｒｕｘｎ） ９１０ Ｊで市販されているよう
な接着剤の約Ａ滴を用いて、夫々のレンズに取付けられ
る。プラスチックレンズはＡＢＳ又はポリカーボネート
プラスチックで作られるのが好ましい。
プラスチックハウジング２２８はその両側に１対のフラ
ンジを有し、各７ランジはトランスジューサ組立体２２
０を弁組立体２１２に取付けるためのねじ孔を有する。
真ちゅう管２３８及び２４Ｇは上述の真ちゅう管３８及
び４０と同じ機能を有する。第２８〜３０図に示すよう
に、トランスジューサ組立体２２０はプラスチックノー
ウジング２２８、ウレタンフオーム充填剤２５０１ウレ
タン７オーム製Ｊ。
た４ ００．プラスチックカバー４０２及び発信機及び
受信機副組立体４２０及び４２２を含む。上記副組立体
４２Ｇ及び４２２は発泡性充填剤２５０内の１対の間隔
をへだて九円筒状の空隙内に収納 −されている。
発信機側組立体４２Ｇは発信機結晶２３０、レンズ２３
２、ウレタンフオーム製はめ輪４２４及び真ちゅう管２
３８を含む。同様に受信機副組立体は受信機結晶２３４
、レンズ２３６、ウレタンフオーム製はめ輪４２６及び
真ちゅう管２４０を含む。
レンズ２３２及び２３゛４は第２８図に示すような形状
を有し、結晶を受は入れるために正方形の７ランジと円
形のリップとを有する。結晶は上述のようにレンズに接
着される。結晶レンズのユニットは次にはめ輪内に押込
まれ、そして管がはめ輪上に押され為、レンズは結晶の
下面に対する導線接続のための凹みを有し、そしてはめ
輪は結晶に接続される２本の導線のために、第２８図で
示すように２つの詩を有する。真ちゅう管に接続される
導線のための溝は設けられていない。
ハウジング２２８は１対の薄い７，７どジ４０８及び４
１０と１対の厚い７ランジ４１２及び４１４を有し、そ
れらはトランスジューサ組立体２２０を分配装置の弁２
１２に接続する際に使用するためねじ孔を有する。厚い
７ランジ４１２及び４１４はハウジング２２０の位置、
即ち発信されるビームの位置を調整するために使用され
る。
第２８図に示すようにレンズ２３２及び２３６は発泡性
充填剤２５０の底の方へ引込まれていてその間にバッフ
ル２５１を提供している。又充填剤２５Ｑの下側側壁２
５３はレンズ２３２及び２３４の下に延びている。バッ
フル２５１は超音波エネルギーが発信機から受信機へ直
接通過するのを許止する。側壁２５３は超音波エネルギ
ーが隣接弁へわき道して送られるのを防止する。７オー
ムは超音波エネルギーを吸収する。
使用のため最も好適な周波数の選択は第１の態様を参照
してのべたと同じである。
ビームの形に関しては、１４インチ（３６ｃ＊）におい
て、合計の最高ビームパターンは検知可能限界（ｅ４０
ｄ、ｂ ） Ｉｔこおいて横方向で３インチ（７，６ｃ
ｍ ）幅よりも小さく、前後で約３インチ（７，６８、
ａ ）であり、前面で−、、３ ｄ ｂポイントでおり
ｏｄｂまで接近して続きそして後方で一６ｄ６に先細り
することが必要である。ノズルの方へパターンの前面近
くの点におけるゲインは最大でらり、パターンが背後の
点に達するにつれて約６ｄｂまで滑らかにゲインが低下
することが必要でおる。
結晶パターンは、最良のコツプの絶対氷（前面）の比を
与えるように、且つ結晶がノズル２２４と飛散プレート
２ Ｂ＜０間で前後に整合するように経験的に選択され
る。
１２インチにおいて得られる全体のゲインのパターンは
１５度の横の拡がシと１２度の前後の拡がりを有してい
丸。
所望のビームパターンを得るために結晶をレンズにする
ことが必要であった。２インチの半径の凹面は発信及び
受信結晶の両方に対して横方向に８度から１５度の狭ま
シを生じ、半径４インチの凸面は受信機結晶に対して前
後に８度から１２＠の拡がりを生じた。そして結晶の凭
に対して前面の方へ平坦であり、引続き後方へ３インチ
の半−径で凸である発信機結晶のためのレンズ、それは
−３ｄｂにおいて幅約３／４インチ、長さ約２Ａインチ
の細長い足跡を有し、且つ前面から約１インチで、前面
において一３ｄｂ、後面において一６ｄｂ、トランスジ
ューサ組立体２２０から１２インチ離れている輝点（ｂ
ｒｉｇｈｔ ５ｐｏｔ）を有する扇形のビームパター
ンを形成した。このビーム形状の足跡は分配装置に対し
て前後に延びる長い寸法を有する。
結晶から空気への接続は第１の態様について上述したと
同じ寸法で計算された。
この第２の態様の１つの変化はレンズが発泡性パッケー
ジの底面に挿入されていることである。
結晶の形及び材質に関しては、発信機結晶は好ましくけ
４００ＫＨｚの直列共振に対して十インチ０ＤＸ０．２
００インチでおる。強度、効率、低い機械的Ｑ及び加工
の容易さにおける最良の妥協として結晶２３Ｇ及び２３
４に対してＰＺＴ −５ａ材料が選択された。受信機結
晶は好ましくは４００ＫＨｚの並列共振に対して凭イン
チ０ＤＸａ１９０インチであシ、又ｐｚｒ−ｓα材料か
ら作られる。
導線に関しては、しやへいされた対の２８ゲージのより
線が使用され、結晶表面上のプレートに直接はんだ付け
される。真ちゅう管は互いに電気的に絶縁される。黒い
導線のよられた対は小さい点でしるしを付けられた外側
結晶面に取付けられる。
制御モジュール２２６は制御回路板を収容し、それに結
晶がケーブル２４２及び２４４及び接続部２４８によっ
て接続される。第３１，４及び３１Ｂ図は共に制御回路
２６０のマスターズロックダイヤグラムを提供する。次
に第３１〜３９図を参照して制御回路を説明する。
受信機トランスジューサ２６２（第３１，３２．３３図
）はビームパターンを受けるように成形されたプラスチ
ックレンズによって空気に連結されｆｅ４００ＫＨｚ、
直径スイッチの並列共振ピエゾ電気結晶である。トラン
スジューナ組立体ｇ２゜は直径が５／８インチで電気絶
縁のために使用される真ちゅう管２４０を組込んでいる
。結晶は、それが管の中心にありレンズ２３６が管の一
端で露出するよ５に設置される。ポリウレタンフォーム
は音響絶縁を提供する。
受信機の部分２６４（第３１１３２．３３図）は９６ｄ
ｂの合計ゲインを有しそして２つの保護ダイオード３１
０及び３１２と２つのＭＣｔａｓ。
ＰＩＦ増幅器３１４及び３１６からな）、この増幅器は
共振変圧器３１８を介して今１つの共振変圧器３２０Ｋ
”接続されて＠２増＠Ｗｔｓ１ｒ；を検出器２６８に接
続する。これらの増幅器３１４及び３１ｇはビン（ｐｕ
ｓ） ｓからゲイン制御を提供しそして本願においては
マイクロコンピュータ２６６によって使用される。
検出器回路２６８（第３１，３２．３３図）は受信機２
６４からの４００ＫＨｚを直流アナログ信号に変換すゐ
。この検出器はパルスの包絡線を検知し得るだけでなく
、直流連結検出器でめるために、パルス幅変動によるオ
フセットシフトを有しないという特徴を有する。平均の
とれた検出器システムを有することによって温度ドリフ
トは非常に低い。
受信機のゲインリダクション回路２７０（第３１．３２
．３３図）はｉイクロコンピュータ２６６によって駆動
されるバイナリ−加重電流降下り−Ａコｙパーｐ −（
ｂｉｎａｒｙ ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｃｕｒｖｅ％ｔａｉ
ｎｋｉｓｇ″Ｄ ｔｏ Ａ ’ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ
）を形成する５個の抵抗からなシ、３２段のｒインレ
ベル制御を許容する。
限界比較器２７２（第３１．３２．３３図）はＬＭ３９
３Ｎ比較器３２２からなり、時間変化検知（ｔｉｍｅ
ｖａｒｌｌｉｎｇ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）と共にアナロ
グ受信器信号をデジタル信号に変換し次いでマイクロコ
ンピュータ２６６に供給するために使用される。
時間変化検出発生器２７４（第３１．３２．３４図）は
マイクロコンぜユータ２６６からのマニュアル／ＴＶＤ
信号を使用し、そして１５ナノフアラツドキヤパシタ３
２４を２ボルトに荷電し、それは時間変化検出器波形の
２−フレベルをセットする。この回路は２Ｎ４１２６切
換えトランジスタ３２６とこの回路を支持する丸めの電
源とからなる。第３１．３２．３４図に示す６０ Ｈｚ
検出器で６ｏｆｇ検出が達成される。入って来る６０Ｈ
ｚ、２４ＶＡｃの電源がろ波された後、比較器ＬＨ３９
３Ｎ３２２の号によって感知され、そして出力はＴＶＤ
信号を地絡に分路し、これは検出器２６８の信号が地路
上でバイアスされるために、検出器比較器出力を６０Ｈ
ｔ波形ＯＫの高さに強制する。マイクロコンピュータ２
６６はとれを感知し、そして検出器比較器からの６０
Ｂ Ｍ信号の下降縁を用いてそのシーケンスをスタート
させそしてそれによって６０Ｅｚ−２４ＶＡＣ電源シス
テムに位相同期される。隣接する弁組立体はそれらの２
４ＶＡＣ導線４５Ｇ及び４５２を逆にすることによって
分離され、そのために隣接するユニットが６ｏＨｚ電源
の異なったイサイクルに同期し、これによって相互に干
渉しない。代りに、導線４５Ｇ及び４５２０２つの可能
な方向を示すために２位置符号「Ａ」及び「Ｂ」を有す
るスイッチを設けてもよい。かくして１つの弁組立体が
ｒＡＪ位置を有するならば、隣接する各々の弁組立体は
「Ｂ」位置上にスイッチを有しなければならない。一つ
以上間隔をへたてたユニットは互いに干渉しないように
充分に離れている。
モジュレータ２７６（第３１．３２．３６図）は１２ボ
ルトのツェナダイオード３２８及び送信機Ｐ−）信号（
７’）と発信器からの４００ＫＨｚ信号の「アンド」機
能を果す２つのトランジスタ３３０及び３３２からなる
。この「アンド」信号は次に１２ボルトツエナダイオー
ド３２８と２Ｎ４４０２）ランジスタ３３２を介して最
終増幅器２７８のｆ−）にレベルシフトされる。
最終増幅器２７８（第３１．３２．３６図）はＩＲＦ−
ラ２３Ｍ０５−ＦＥＴ３３４、抵抗３３６及びトランジ
スタ３３８からなる。抵抗はＭＯＳ−ＦＥＴ３３４のｒ
−）源キャ／センタを放電する。ＭＯＳ−ＦＥＴ３３４
は出力変圧器３３８をｒ−）駆動信号に応じてマイナス
２０ボルト電源に切変える。変圧器３３８は発信機結晶
２３０を約２０００ポル）ｔで昇圧する。
発信トランスジューサ２８０（第３１．３２゜３６図）
は４００ＫＨｚＳ＠インチ直径の直列共振ぜニジミ気結
晶３０からなり、結晶３０は厚さ以外は受信機結晶と同
じＰＺＴ−５Ａ材料から作られている。結晶２３０はグ
ラスチックレンズ２３２によって空気に接続され、レン
ズは又ビームノ々ターンを形成するよ、うに成形されて
いる。発信トランスジューサ２８００組立体は上述の受
信機のそれと全く同じである。
マイクロコンピュータ２６６（第３１．３２図）は−膜
装置ｐｉｇ−１６５４であシ、全システムのインテリジ
ェンス及び制御機能を含む。それは１２のＩ１０ビンを
介してシステムの残シに連絡している。それは又発振器
回路、マスタークリヤ回路及びリアルタイムクロックカ
ウンター人力を含む。
結晶２８２（第３１．１２図）及び４ＭＨｚ結晶の成分
は？（ｃ−ｘｓｓｉ中の発振器のためのフィードバック
ネットワークを形成する受動成分からなる。
パワーオンリセット回路２８４ （第３１．３２図）は
「パワーオン」においてマイクロコンピュータ２６６に
対して１０ミリセカンドのリセットノルスを形成し、４
ＭＨｚ発振器結晶２８２をスタートさせそしてマイクロ
コンピュータ２６６を開始せしめる。
１０分割カウンタ２８８（第３１．３２．３７図）は４
ＭＨｚコンピュータクロックと４００ＫＨｚ方形波信号
に変換し発信機を作動する。
３分割カラ／り２８８（第３１．３２．３７図）はａｏ
ｏＫＨｚ信号を３３３ＫＨｚ信号に変換し、これはリア
ルタイムクセツクカウンター人力としてマイクロコンピ
ュータ２６６に供給される。番号１３及び番号１４は１
０分割及び３分割回路を有する同じＩＣ（ｒ４Ｈｃ３９
ｏ）デバイダチップ内に包まれる。
前面ノ々ネルモジュール２９０（第３１ 、３２ 。
３９図）は２つのＬＥＤ指示器２９２及び２９４からな
る。１つは「オーバーアイス／コツプ除去」（第３１．
３２．３９図）赤色指示器２９２であム今１つは緑色の
「充填ＪＬＦＤ２９４でありコツプが充填され得ること
又は充填されつつあることを示す。この指示器２９４は
コツプが充填の終υまでＯＫである時に確実に「オン」
にとどまる。コツプ中に余りに多くの氷がある場合には
、「オーバーアイス／コツプ除去」赤色指示器が点灯し
、コツプが取除かれるまで点灯し続ける。コツプの位置
が悪いためにコツプど認められな込時は、緑色の指示器
２９４はオン、オフに点滅する。
グログラミングデイツクスイッチ２９６（第３１．３２
．３８，４図）は制御モジュール２２６の下部後方面上
のカバー（図示しない）を取除くことによって近接可能
な５つの個々のスイッチからなる。１つのスイッチは通
電流弁組立体又は急速流弁組立体を選択するために使用
され、弁組立体が如何なる型であるかによって自動制御
システムが取付けられる。今１つのスイッチは発泡性製
品又は水のような無味の製品を選択するために使用され
る。他の３つのスイッチは氷のレベル又はテスト位置を
選択するために使用される。テスト位置は製造中受信機
の整合のために使用され、現場の用途を有しない。３つ
の氷レベルスイッチの２進出力は第３８図で示すように
コツプの％乃至２の７種類の氷レベルの選択を可能にす
る。
多重回路２９８（第３１．３２図）はマイクロコンピュ
ータ２６６がディップスイッチを読むか又は必要な時に
受信機のゲインをセットすることを可能にする。それは
５個の信号ダイオードからなる。
電源３００（第３１．３２．３５図）は分配装置１０内
の２４ＶＡＣ変圧器（図示しない）からの２４ボルト交
流を使用する。この２４ボルト交流はシステムの操作を
妨害するような高周波ノイズを除去するためにろ波（フ
ィルター）される。
本制御システムの消費電力は２４ボルト交流において２
ボルドーアンベヤよりも少ない。２４ボルト交流は整流
されろ波されてマイナス２０ボルト直流源とプラス２５
ボルト直流源を形成する。マイナス２０ボルト直流源は
ツェナダイオードで調整されそして発信器に動力を供給
する。プラス２５ボルト電源は調整されないがサージ保
護として使用すれる３９ボルトツエナダイオードを有す
る。
２５ボルト直流源は７８Ｌ１５３端子調整器３４０によ
って受信機サブシステムのため１５ボルトに調整される
。ＭＰＳ−４０６トランジスタ１４２はコンぎユータ回
路を作動するために必要なグラス５ボルトを与えるため
にフライバック発振器として使用される。プラス５ボル
ト電源と２Ｎ４１２４トランジスタ３４６のペースとの
間に接続されている４、３ボルトのツェナダイオードは
フライバック発振器を調整する働きをする。
弁組立体２１２の２つのソレノイドのための出力スイッ
チ３０４（第３１．３２．３５図）はマイクロコンピュ
ータ２６６又は制御モジュール２２Ｂの前面の手動押し
ボタン３０２で操作される。
抵抗、オプトカブラ−ネットワークはマイクロコンピュ
ータ２６６をトライアック３４９に接続し、トライアッ
ク３４９は、マイクロプロセッサ２６６又は手動押しボ
タン３０２が必要とする時弁２１２の弁ソレノイドを付
勢する。
次に第４０〜４６図を参照してソフトウェアについて説
明する。
ソフトウェアは４つの主ルーチンを含み、それらは開始
ルーチン（ＩＮＩＴ）、コツプ検出（ｃＵＰＤＥＴ）、
充填ルーチン（ＦＩＬＥ）及びコツプ除去ルーチン（ｃ
ｖｐＲＥＭ）として示される。
ソフトウェアは又６つのサブルーチンを含み、それらは
時間遅れ（ＦＡＩＴＨ１２つの数値の差の絶体値（ＤＩ
ＦＦ）、グレート／オーバフロー検出器０．ＧＲＡＴＥ
）、発信／受信、テストモードのためのチェック（ＴＳ
ＴＣＨＫ）及び時々の最大値のためのチェック（ＴＩＭ
ＯＵＴ）として定義される。
発信／受信サブルーチンは発信機を２５マイク四セカン
ド責Ｏ１ｌ“の空隙を占有する４００ＫＨｚにおいて１
０サイクル）だけ作動せしめ、次に反射に対する受信機
出力をモニタすることによって距離データを得る。２つ
の発信／受信期間はサイン曲線インプット電圧の単一の
半サイクルの期間に含まれる。同期は正確な半サイクル
期間のみの発信を許容し、隣接する弁の曲線インプット
導線を逆にすることによって干渉なしで２つの弁が並行
して作動することを可能にする。サブルーチンに対する
３つの異なるエントリ一点は受信機のオプションを選択
する： ＴＢＤ （発信底検出器）、ＴＥＤＴＦ’（窓
を持った発信底検出器）及びＴＬＤ（発信縁検出器）。
受信機はソフトウェアによって制御される３２段のゲイ
ンを有する。ゲインは発信のスタートから約０．９イン
チターグツト距離時間（１８０マイクロセカンド）まで
最小に七ッ卜される。その時点で、ゲインはエントリ一
点ルーチンにセットされた可変のゲインに等しくセット
される。ＴＬＤについては、ゲインは常に最大にセット
される。
ＴＢＤ及びＴＢＤＦＦ’については、ゲインは呼出しル
ーチンによって決定される。ＴＢＤ及びＴＬＤにおいて
は、検出される第１エコーの距離はプロセシングのため
に捕獲される。ＴＢＤＴＩ’においては、縁をマスクす
る窓は縁距離プラス０．３５インチより接近している如
何なるエコーも無視するととを可能にする。これはより
高いゲインがコツプ内の液面の上昇を見るために使用さ
れることを可能にする。すべてのエントリ一点の下では
、各々が２ミリセカンドの受信時間及びすべての反射が
終るための２ミリセカンドの待ちによって分離された、
２つの発信が作られそして受信された距離がＲＡＭ内に
記憶される。これらの距離が０．４インチ内に相関する
ならばプロセシングの算法ハコの距離を受は入れ、そし
て正しい距離として平均値に戻す。２つの距離が相関し
ない時は、ルーチンは同期信号を待ち、相関すべき２つ
の新しいサンプルを取る。
１１７ＡＩＴは手動押しボタンを押した時直ちに呼出シ
ル−チンに戻るグロダラム可能な遅延サブルーチンであ
る。それは１５マイクロセカンドの最小遅れと、α９秒
の最大遅れを有する。
ＤＩＦＦは２つの数値の差の絶体値を算出するサブルー
チンである。
ＬＧＲＡＴＥはＦＩＬＬルーチンの間にコツプが除去さ
れたか又は泡もしくは液体がコツプの縁の上に上ったか
どうかを決定するために使用されるグレート／オーバフ
ロー検出器サブルーチンである。このサブルーチンはＴ
ＬＤを使用して最大グイ／で且つ窓なしで決定する。Ｔ
ＬＤが正確に１３５インチの距離に戻ると、この距離は
除去されそしてＴＬＤが再び呼び出される。１１フイン
チが受信機ソフトウェアで許容される最大距離であり、
反射が検出されなかったことを示す。ＴＬＤがα２５イ
ンチより小さい距離に戻ると、オーバフローの標識が直
ちにセットされる。ＴＬＤが３つの連続したＴＬＤに対
する呼出しのために記憶され良縁距離より接近した０、
１インチ以上の距−離に戻ると、オーバフロー標識が
セットされる。
ＴＬＤが１２の連続したＴＬＤに対する呼出しのために
記憶されたグレート値より上でα２５インチより遠い距
離に戻ると、コツプ除去標識がセットされる。いずれか
の時点でＴＬＤが上記状態に適合しない距離に戻ると、
ナブル−チンは標識をセットしないで終る。
ＴＳＴＣＨＫ（第４４Ａ図）は５位置Ｄｉｐ（シュアル
インライン・臂ツケージ）スイッチを読むサブルーチン
である。スイッチ位置はＲＡＭ符号スイッチ内の位置に
記憶される。１，２及び３位置のスイッチがすべてオフ
になると、テスト標識がセットされる。
ＴＩＭＯＯＴ（第４４Ｂ図）はンレノイド弁がオンにさ
れる時に使用される。このサブルーチンは「弁フォノの
時間（ＶａｌＳｅ ｏｎ Ｔｉｍｅ ） ｊレジスタを
デクレメントし、そしてこのレジスタの値がゼロである
かどうかを見るためにチェックする。
それがゼロより大きいとサブルーチンは終る。レジスタ
の値がゼロであると、トラップループに入り、それから
はハードウェアのリセットによる以外は何も存在しない
。トラップループはソレノイドをオフにし代シに赤及び
緑の指示器を点滅する。
ＩＮＩＴ （第４５Ａ図）はマイクロコンピュータが「
マスタークリア （Ｍａｓｔｅｒ Ｃ１ｅａｒ ） Ｊ
（ハードウェア）によって開始せしめられる時に使
用される。出力上昇中に、プロセスされた第１の指令が
位置７７７オクタルにセットされる。この指令“ＧＯＴ
ＯＩＮＴＴ＝はコンピューターにこのルーチンを開始す
ることを命令する。これは次のようなものからなる：
α、すべてのＲＡＭｆクリアにする。
ｂ、出力が安定するように１秒待つ。
ｅ、ＴｓＴｃＨＫを呼出し、テスト標識がセットされた
ら診断ルーチンを進行せしめる。
ｄ 、ＴＬＤを用いて最大ゲインと、スイッチと１３イ
ンチの間にエコー距離の丸めの窓の無いことを見る。
６、それがこの範囲内でエコーを検出しない時は前面・
臂ネル上の、「オーバーアイス」指示器が点滅する。
ｆ、それが７〜１３インチ内にエコー距離を検出しない
時は、８つのサングルの平均がＲＡＭに記憶されそして
プログラムはＣＵＰＤＥＴに続く。
ＣＵｐＤＥＴはコツプ検出ルーチンである。このルーチ
ンはＴＬＤを用いてデータを集めそして次の手頴を用い
てコツプを受は入れる：α、前面、ｅネルの手動充填ス
イッチが連続的に七二ターされて適当な操作を確実にす
る。手動スイッチが押されると、コンピュータは直ちに
コツプ除去ルーチンを開始する。ＤＩＰスイッチがＴＳ
ＴＣＨＫを呼び出すことによって読まれそしてテスト標
識がセットされると、ＣＵＰＤＥＴルーチンが終シそし
てＩＮＩＴルーチンが始まる。
ｂ、安定な縁距離がＧＲＡＴＥ上３イン上坂インチ以上
れなければならない。安定な縁距離は、α１インチ内で
相関する６ミリセカンドによって分離され九ＴＬＤから
５連続エコー距離として定義される。これは３３０ミリ
セカンドに対して安定であるコツプの縁に対応する。こ
の安定な縁距離が結晶に余り接近し過ぎると（０，６イ
ンチ）、縁距離は除去され、充填指示器が点滅しそして
ＣＵｐＤＥＴが再び始まる。
Ｃ，コツプの底又は氷のレベルはＧＲＡＴＥ上α１イン
チ以上で且つ縁の下α５インチ以上であることが識別さ
れなければならない。これはＴＢＤＷを用いゲインを次
のように変化することによって達成される：最小ゲイン
で、ＴＥＩＷを用いてエコー距離を得よ。もしこのエコ
ー距離がＧ Ｒ’Ａ Ｔ Ｅよ９０．１インチ以上接近
していない場合には、ゲインは１段増加されそしてもう
１つのサンプルが取られる。
ゲインが最大に達すると、充填指示器が点滅しそしてコ
ツプ検出ルーチンが再び始まる。
ｄ、 氷／底高さが上記（ｃ）でのべたようにして得ら
れた最後の距離及びＧＲＡＴＥから計算され次いで現実
の氷高さとして記憶される。
コツプ高さは縁距離及びＧＲＡＴＥから計算される。こ
のコツプ高さは８で割られそしてその商ハ氷しベルプロ
グラミングスイッチ上で選択される時インプットされる
３ビツト２進番号によって乗ぜられる。この許容可能危
氷高さが現実の氷高さ及び縁距離と比較される。もしも
現実の氷高さがスイッチ選択によって許容されるよりも
大きいが、縁距離よりα５インチよりも少なく下である
と、コツプは除去されそしてコツプ除去ルーチンが始ま
る。もしも現実の氷高さが縁距離の０．５インチ以内で
あれば、コツプは正しく位置しておらｆそしてコツプ検
出ルーチンが再び始まる前に充填指示器が点滅する。も
しも現実の氷高さがスイッチによって選択されたレベル
以下であると、充填ルーチ／が始まる。
フィル（ＦＩＬＬ）ルーチンは、完全充填及びトップオ
フ作動を制御する。このルーチンは、ソレノイド作動を
最大３オン／オフ・サイクルに制限する。各最初の２サ
イクルに後、ルーチンは、次のサイクルの開始前に、泡
を落ち着かせるために待機する。カップが満たされると
、カップ除去ルーチンが開始する。もし、フィルルーチ
ン中のいつでも手動スイッチが押される、とカップ除去
ルーチンがすぐに開始する。時間通りに、バルブを監視
するために、ソレノイドバルブがフィルプログラムでオ
ンにされる時間中、タイムアウト サブルーチンが呼ば
れる。もし、時間中の最大バルブが越えると、タイムア
ウト・サブルーチンがバルブをオフにし且つフィル・ル
ーチンには応じない。
フィル・ルーチンの詳細は次の通りである。
ａ、ソレノイドが作動せしめられる前に、いくつかのチ
ェック及び修正がなされる。ゲインは最初最大に設定さ
れる。リップ間隔が４インチ（約１０１．６１）より小
さいとき、ゲインが経験的に得られた次の方程式に従っ
て調整される。
ゲイン−ゲイン−１，／８（ｔ１インチ−リップ間隔）
リッツ間隔が４インチく約１０１ 、６１１１１１１＞
よりも小さいとき、リップ間隔が経験的に得られた次の
方程式に従って調整される。
リップ間隔ニリンプ間隔−１／８（４インチ−リップ間
隔）
特定のカップ高さに対する時定数は、次の方程式によっ
て計算される。
時定数＝ＳＥＶのためのカップ高さ／４及び速い流ｔし
のためのカップ高さ７８
時定数は３つのサイクルの最初に使用されて、カップ高
さに比例する最初のフィル時間を提供する。
ｂ、ゲインは、流体レベルが検出され且つフィルの開始
時の如くカップが振動している期間中にリップがないよ
うに、調整しなければならない。また、カップが完全に
位で付けられなっかた場合、リップ間隔が最初の検出位
置よりも、少し遠くにあることがある。ゲインを調整す
るために、カップの高さに比例する最初のフィル期間は
カップの振動を最小にし且つ必要なときにゲインの調整
を可能にする。この期間中、このルーチンは、エコー開
田が記憶したリップ間隔の０．７５インチ（約１９．０
５１１１１１１）内にあるか否かチェックするために、
ＴＢＤを使用する。この場合、ゲインは１ステツプ減少
する。ゲインが最小に達すると、カップ除去ルーチンが
開始する。この時間は、次の通りにリップ間隔を調整す
るためにも使用される。 ＬＧＲＡＴＥが呼び出されて
、次いでオーバーフローが検出されると、リップ間隔は
漸減する０．ＧＲＡＴＥのオーバーフローが０，１イン
チ（２゜５４＋ｏｎ＋）より大きく記憶されたリップ間
隔よりも小さいと定義される。）０次いでＬ Ｇ ＲＡ
Ｔ Ｅがミッシングカップを検出すると、すぐにカッ
プ除去ルーチンが開始する。この期間の終わりにて、ソ
レノイドバルブは留とまっている。
Ｃ１次の期間中、ルーチンがＴＢＤＷを使用して、流体
レベルを監視する。泡／平坦（Ｆ ｏａｍｙ／ Ｆ ｆ
ａｔ）スイッチが泡に設定されると、流体レベルがＳＥ
Ｖ用に０．５でンチく約１２ 、７ ＋ｎ＋ａ）又はＦ
ＦＶ川に０．フインチ（約１７ 、７８＋ａｍ）の時に
、ソレノイドがオフになる。もし、泡、／平坦スイッチ
が平坦に設定されると、カップ除去ルーチンが開始する
、液体レベルがＳＥＶ用に０２インチ（約５゜０８＋ａ
ｍ＞又はＦＦＶ用に０，３インチ（約７．６２ｍａｎ）
までソレノ・ｆドはオフにならない。この条Ｃトは、ソ
レノイドをオフにするための２つの連続的なチェックに
合致しなければならない。グレート１．′オーバーフロ
ー（Ｇ ｒａｔｅ／’ Ｏｖｅｒｆ ｆｏｕＩ）検出器
サブルーチンが、カップが除去されてか、又はＴＢＤ
Ｗが液１４ｓレベルの上昇を見失い、オーバーフローが
差し迫っているかと知るためにチェックをする。カップ
を見失っていると、カップ除去ルーチンが開始する。オ
ーバーフローが示されると、ソレノイドがオフになる。
ｄ、 ４秒休止が、泡の安定を許すこのときに開始する
。グレート／オーバーフローサブルーチンが連続的に除
去されるべきカップをチェックする。
−／ｆ１ＰＣ，４−ｈ 、、＋ ｆ Ｖｈ −ｊ＝ Ｉ
＋／ −４−’／ ？＋（ｆイ” ｔニー １’？！１
ｂｂすＡｅ、この休止の後、他の４秒期間が開始する
。ＴＢＤを醍用して、泡レベルが監視される。泡が１０
回の連続的なチェックで０．４インチ（約１０゜１６ｍ
ａ＋）より低いと、この期間が終わり、第１のトップオ
フ（ｔｏｐ−ｏｆｆ）期間が開始する。泡が４秒以内に
０．４インチ（約１０．１５ｍ＋内）以下に落ちない場
合、とにかく、この第１のトップオフ期間が開始する。
グレート／オーバーフローサブルーチンがミッシングカ
ップのために連続的にチェックする。もしミッシングカ
ップが検出されると、カップ除去ルーチンが開始する。
ｒ、第１のトップオフサイクルがＴＢＤを使用して、液
体／泡レベルが、正規の１１／２オンス／秒バルブ組立
体用に０．１インチ（約２．５４ｍＷ）以内、及びより
速い３オンス／秒バルブ組立体用に０．０５インチ（約
１．２７ｍｍ）以内であるかを決定する。この伏皿が存
在する場きには、ソレノイドはオンにならず、このサイ
クルが終了する。
そうでない場かには、次いで、状形が合致するまでに、
ソレノイドがオンになる。安定性のため、・／レノイド
が０．２５秒の最小オンタイム時間を有する。
ｇ、”Ｄ”、” Ｅ ”及び“Ｆ”が繰り返されて、゛
Ｆ°°において、値が、正規の１１／２オンス／秒バル
ブ組立体用に０．２インチ（約５．０８ｍｍ）であり、
より速い３オンス／秒バルブ組立木用に０．０５インチ
（約１ 、２７ ＋ａ＋ｎ）である例外を有して、第２
のトップオフサイクルが行なわれる。
カップ除去ルーチン（ｃＵＰＲＥＭ）がフィル表示器を
オフにし、ソレノイドをオフにし、且つオーバーアイス
（Ｏｖｅｒ −Ｉ ｃｅ）表示器をオンにする。
それは、ＴＬＤｆ：筺用し、グレートの０．２５インチ
く約６．３５＋ａｍ＞以内のエコー間隔待機する。
この状態が存在すると、新たなグレート間隔が記憶され
、オーバーアイス表示器がオフになり、カップ検出ルー
チンが再び開始する。
本発明の好ましい態様を詳細に説明したが、特許請求の
範囲で規定された本発明の精神及び範囲から逸脱するこ
となく変形が可能であることを理解すべきである。たと
えば、結晶及びレンズに対して他の材料を用いることが
でき、又別の数の結晶を用いることもでき、更にトラン
スジューサ組立体の２つの結晶に対して他の配列及び位
置付けを用いることもできる。更に異なった超音波発信
機及び受信機、もし望むならばたとえば各種の超音波薄
片装置、を結晶の代シに用いることができる。２つの特
定の制御回路を詳細に説明し次が、他の制御回路及び他
の成分を用いることができる。
マイクロコンビエータについて説明しそしてそれが好ま
しいけれども、制御回路は代シに、たとえば遠隔ＲＡＭ
及びＲＯＭに接続されたマイクロプロセッサを用いるこ
とができる。トランスジューサ組立体及び制御モジュー
ルを分配装置の弁組立体に取付けて示したが、これは本
質的なことではない。それらを分配装置に取付けそして
弁組立体に電気的に接続することもできる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to beverage dispensing, and more particularly to an ultrasonic system for automatically controlling the filling of beverage containers, such as post-mix carbonated soft drinks. Regarding. BACKGROUND OF THE INVENTION In the past, attempts have been made to provide devices for automatically filling beverage containers, such as cups, in response to precise positioning of the cup under the nozzle of a dispensing valve assembly of a beverage dispenser. Ta. Such devices have been used, for example, with liquid level detectors such as either conductive or capacitive electrical probes to measure liquid levels. It is also known to measure different liquid levels within a container using ultrasound waves, ultrasonic energy and associated circuitry. In an automated system that controls the filling of beverage containers or cups of different sizes, the cups can contain varying amounts of ice along with the beverage, with or without foaming during filling. The system includes a transducer assembly and a controller, both preferably coupled to a beverage dispensing valve assembly. A transducer assembly is mounted adjacent to the nozzle and transmits ultrasonic energy (wltrα
5oxndWανg enerQV)
crystal (eτyetαl) and a second crystal that receives the reflected ultrasound energy. Both crystals are designed to provide beam coupling between the crystal and air, and shaped beams (5haped
be0. rrL) (transmitter crystal) or to receive the beam from a defined area (receiver crystal). The control module includes a microprocessor and associated circuitry for controlling a filling operation, including determining that a cup is present under the nozzle of the valve assembly, determining that a cup has too much ice. filling the cup by waiting for the foam to settle; filling the cup so that it is completely filled; and generating a signal to the operator that filling is complete. Contains. Problem to be Solved by the Invention It is an object of the invention to provide a system for automatically controlling the filling of beverage cups. Another object is to provide an ultrasonic system for automatically filling beverage cups. Yet another object is to provide such a system that uses signals received from the grate, the cup lip and the liquid level within the cup. Another objective is to provide a high resolution and static ultrasonic filling system in which the container and liquid level are in air and in close proximity to the crystal. Another objective is to keep the receiver gain constant during each transmit period for separate receiver crystals, but the detection level or scheme is varied; in particular, the detection scheme is An ultrasound system in which the beam is rotated very low down until it is about an inch below the nozzle, and then the detection mechanism is operated at a constant ramp (rαtnp) to compensate for signal loss. The goal is to provide the following. Another purpose is to make crystal lenses using ABS or polycarbonate glass (1ens
). Another object of the present invention is to provide an ultrasonic system for automatically controlling the filling of beverage cups, which system: (1) uses a frequency of about 400 KH1; (2)
Using a bi-static transducer system (3)
inspecting the rising edge of the reflected ultrasound energy pulse rather than the trailing edge; (4) masking the cup lip during the tear routine; (5) lensing the transducer (Ig%). aL (b)
(7) Use a time filling for the first filling due to cup vibration and hence lip vibration; 8) Check the fluid level (this is a better reflector than the lip) and use 2I rounding lower gain but do not use the lip during some parts of the routine; (9) Check above the lip and 0. GRATE subroutine) and stops filling when a signal greater than or equal to RIP is received (indicating overfilling), and (10) measures the filling time, and when the filling time exceeds the maximum time period (e.g. Stop filling (to prevent continuous filling of cups that have holes in them). Another object of the present invention is to provide a system for use on adjacent beverage dispensing valve assemblies to automatically control the filling of beverage cups from and to such valve assemblies without interference therebetween. . Yet another object of the present invention is to enable the placement of ultrasonically controlled valve assemblies in close proximity to each other without interference therebetween. Yet another object of the present invention is to prevent undesirable interference from adjacent ultrasonic controlled valve assemblies by synchronizing the operation of adjacent valve assemblies for different half-cycles of the AC power source. be. The present invention will be more fully understood from the following detailed description when read in conjunction with the accompanying drawings. Similar elements have the same reference numbers. Embodiment Description will be given with reference to the drawings. First, the first embodiment of the present invention will be explained with reference to FIGS. 1 to 26, and then the second embodiment will be explained with reference to FIGS. 27 to 46. Refer to and explain. FIG. 1 shows a post-mix beverage dispenser 10 having four identical beverage dispensing valve assemblies 9, each of which has two solenoids (one
The automatic filling device of one embodiment of the present invention replaces the conventional cup actuating mechanical lever extending vertically below each valve assembly 12 (one for syrup and one for carbonated water). Changed to include. Each of the valve assemblies 12 can accommodate a soft drink beverage (usually a different beverage from a 6-valve assembly).
The cup supporting surface, i.e. gray) (grats)
It is used to dispense into various sizes of cups 14 and 16 supported on f3. One particular beverage dispenser 10 and one particular valve assembly 12 are shown, however any valve assembly and any beverage dispenser can be used. Beverage dispensers and beverage dispensing valve assemblies such as those shown at 10 and 12 in FIG. 1 are well known and therefore need not be described in detail. To explain with reference to FIGS. 1 and 2, the fs of the present invention
The automatic filling device of embodiment I includes a transducer assembly 20 located behind the bottom 22 and nozzle 24 of the valve assembly 12, and a control module 26 mounted at the front of the valve assembly 12. The transducer assembly 20 is best shown in FIG. A receiver crystal 54 having a receiver crystal 54 is included. The transmitter and receiver crystals are placed inside brass chains 138 and 40, respectively. A pair of shielded cables 42 and 44
is connected to the nousing 28 by a clamp 46. Each cable has a shield wire connected to a respective one of the brass tubes and a pair of fc wires connected to a respective one of the crystals in opposite positions as shown in FIG. Each of the crystals has a metal glaze (p) on each of its upper and lower surfaces.
(rating). Wire connections to the crystals are made by soldering one of each to one of the metal markings on the crystal and also connecting the two 22 wires of cables 42 and 44.
Contains a pair of 34-piece 9-shear wires soldered to r-shear wires. Cables 42 and 44 are approximately 6 inches long and terminate in a single MTA connector 48 for connection to control module 26. All the spaces inside No-Ujifugu 2B are filled with urethane foam 50. Crystals 30 and 34 are preferably P2T-4 ceramic crystals (an all-inclusive name for 4!$ crystals), which are made of lead titanate and lead zirconate. Crystals 30 and 34 are preferably attached to their respective lenses 32 and 36 by using approximately 3A drops of GTSA glue, such as sold under the trademark East-yyLan 910. Glasstic lenses are preferably made of ABS, polycarbonate, acrylic or polystyrene plastic. Plastic housing 28 has a pair of flanges (flange 52 is shown in FIG. 2), each having threaded holes for attaching transducer assembly 20 to valve assembly 12. There is. Brass tubes 38 and 40 electrically shield or insulate the crystal, isolate the crystal from sound, and mechanically retain the crystal (molded or otherwise used to hold all elements of assembly 20 in place). (along with a urethane foam that can be injected into the fixture and then cured). The selection of the most desirable frequencies for use was made as follows. Regarding the upper limit, the attenuation of ultrasonic sound in air becomes too great for use over a few inches above about 600 Hz. In addition, 455 MHz broadcast band I
F frequency and 550Hz to 1.65 MHz AM
It is desirable to avoid broadcast bands. By moving away from FCC assigned frequencies and by using transmitters that are less intense relative to the broadcast station, interference to radio receivers operating in close proximity to the automatic control system of the present invention is eliminated. Regarding the lower limit, the beam no-turn is constrained by proximity to other valve assemblies, so 14 inches (approx.
D11) The spread was considered to be a beam no turn. This 2 inch spread creates a total angle of about 8 degrees. Due to space considerations, the diameter of % inches (approximately 12.7 mm)
) crystal was selected. 4 as the preferred frequency
00H2 frequency was selected. Other frequencies within the range of 200 Hg to 450 Hz have been used instead. Regarding the beam shape, it is 14 inches (approximately 355°6゜)
The total maximum beam pattern should be less than 3 inches (approximately 76.2tttxa) at the limit of detection capability (, -4Qd&) in the side-to-side direction;
And about 3 inches front to back at the -56db point is required. The gain of these points is as much as possible (re0.s
onablg) Must be flat. The crystal patterns were empirically selected to give the best level of gain from front to back, and crystals 30 and 6
4 is a nozzle 24 and a splash plate.
sh plate) 25 from the front to the rear. 5 at 12 inches (approx. 504.8 mm)
The resulting overall gain pattern with db gain is 3
．． Spread sideway obtained by 5 degrees (spre
ad sidg-way) and the resulting front-to-back spread of 12 degrees (sprgad front to r
ear). It was necessary to lens the crystals (JafLs) to achieve the desired beam pattern. 2 inches (approximately 5 (18 m) concave radius (cofLeαυ6
ταdi%1) is 8 degrees to 55 degrees when narrowed from side to side
and a convex radius of 4 inches (approximately 101,028 mm) extending from front to rear extending from 8 degrees to 12 degrees, each having a width of approximately X inches (approximately 191 mm);
Forms a fan-shaped beam pattern with an elongated footprint having a length of approximately 23 A inches (approximately 655 g) at db gain and extending 12 inches (approximately 505 rms) from the transducer assembly 20. did. This beam-shaped footprint has its long dimension extending from front to rear with respect to the distributor. The coupling from crystals 30 and 54 to air was calculated as follows: The characteristic impedance of pZT-4 is equal to 66 x 10E6 rayls (pE
= index). The transmitted li(T,) is: N2 = characteristic impedance of air. N 1 =characteristic impedance of PZT-4. P6 = Crystal's arm no output T = 12 for 1 watts η
．． 6X10Ai'-6, or [LOO12/) chi goes to air. When a third material is introduced between the air and the material, the following equation is obtained. Most materials required for VL for the 6th material are 0.1x1
It has @-type impedance between 0E6 and 10×10E6 rails. 0. For I X 10E6, 7'p=25X0
For E-6 10X10E6, Tp=22×10A'-
6 α1X10E6 to 10X 10E6 Rails coupling to air with characteristic impedance
For any lossless material used as inct), the resulting input A-no is at least doubled and the energy delivered to the air changes by only [10%]. The preferred lens material is one of plastics such as acrylic or ABS. The lens: (1) must be plastic for manufacturing purposes; (2) must be 5 inches in diameter and approximately 0.08 inch thick; (3) one-sided shaft-mounted. concave radius 2 inches (approximately 50.84)
and must have a convex radius of 4 inches (approximately 102 circles) on the other axis, (4) glue (σlug)
(preferably sold under the trademark Eastman 910, or equivalent) should be cemented to the crystal surface with about 3A drops. Regarding lens mounting, the lens is mounted on IIJ urethane foam to reduce acoustic coupling between the receiver and transmitter. Brass tubing surrounds each crystal and its internal 7 ohm mount, which provides electrical shielding and is soldered to the shield of the cable wiring to the crystal. The crystal is left floating, ie both electrodes are not connected to ground at a certain potential. This is because the receiver picks up ground-related noise (pi
Since there is no ck uF) L, it provides large electrical isolation within the receiver. The brass tube is held in place by urethane foam that conforms to the desired knot cage shape. The lens protrudes from the bottom form package. With respect to crystal shape and material, the transmitter crystal preferably has a % inch (about 12.78, l) ODXα200 inch (about 5.0
8m). PZT-4 material offers the best compromise in strength, efficiency and ease of processability (aompramia #)
was selected for crystals 30 and 34. The receiver crystal is preferably H inches (approximately I Z7ms+) ODX cLo for 400KHz parallel resonance.
190 inches (approximately 2.28 m) thick and PZT-
Made with 4 materials. For electrical wiring, twisted and shielded pairs of 22f-gear wires are used. The wire shielding is soldered to the brass tubes 38 and 40. The brass tubes are electrically isolated from each other. A pair of 347-di solid wires are thinly metallized and soldered across the crystal surface, then 22r
- Soldered to the giried wire. All wiring is 7 ohm (100m) in place. Twisted pairs of black wires are attached to the outer crystal face marked with a small dot. Control module 26 is housed in a control circuit board to which crystals 30 and 34 are connected by cables 42 and 44 and connector 48. 4A and 4B together provide a master block diagram of control circuit 60. FIG. The control circuit will be explained with reference to FIGS. 4 to 12. The receiver converter 62 (FIGS. 4, 5, and 6) is P
400 KHz made of ZT-4 material, diameter S
inch (approximately 12.7 m) parallel resonant piezo-electric crystal 34. The crystal is coupled to the air by a glass lens 36 configured to receive the beam pattern. The transducer assembly 20 has a diameter of /8 inches (
approximately 15.9 mm) and is used for electrical isolation. It is integrated with a brass tube 40. Crystal 34 is mounted centered within the tube with exposed lens 36 at one end of the tube. The tube assembly is foamed with polyurethane for acoustic isolation. The receiver section 64 (FIGS. 4, 5 and 6) has a total gain of 96 db and has two capture diodes 1
10 and 112 and two M01350PIF amplifiers 1
14 and 116, which are interconnected via a tuned transformer 118 with another tuned transformer 120 to connect the second amplifier 116 to the detector 68. These amplifiers 114 and 116 are connected to pins (pi).
n) Provisi for gain control from 5
on) and is used for this purpose by a microcomputer. The detector circuit 68 (FIGS. 4, 5, and 7) is 40
0KHz is converted into a DC analog signal from the receiver 64. This detector not only detects the envelope of the pulse, but since it is a DC-coupled detector, it detects offset shifts due to changes in pulse width.
It is special in that it does not have any if. equilibrium(
By having a baLa%aid) detector system, the temperature drift is very low. Receiver gain reduction 70 (FIGS. 4, 5, and 6) is a binary weighted f.
r-(binary weighted) s for current drop
The threshold comparator (Figures 4, 5 and 7) has a 1M3
95N comparator 122 and time varying detection (time varying detection).
on) to convert the analog receiver signal into a digital signal, which digital signal is provided to the microprocessor 66. Within this circuit are means for adjusting the slope of the time-varying detector using a potentiometer 100 and means for adjusting the threshold detector using a 500 ohm potentiometer 125. Time change detection generator (ggnerator) 74 (
4, 5 and 7) is a microprocessor 66
uses the P-) signal sent to the transmitter and charges two voltages to the 15 nanopolar capacitor 124, which sets the peak level of the time-varying detector waveform. This circuit consists of 2N4126 switching transistor 126
and a power source for supplying the circuit. Modulator 76 (FIGS. 4, 5, and 9) includes a 12 volt Zener diode 128 and two transistors 130 and 132, which transmit r from the oscillator.
-) signal (7') and (ending CAAnding) for the 400Kllz signal. This ending signal is then connected to a 12 volt Zener diode 1
28 and 2N4402 transistors 132 to the final amplifier 78 f-). The final amplifier (factor 4, Figures 5 and 9) is a BUZ-7
It includes a 1AMO5-FET 134, a resistor 136, and a transformer 158. Resistor is MOS-FET13
Discharge to the gate-source capacitor of 4. MOS-FE
T134 switches output transformer 138 to a negative 20 volt supply in response to the P-) drive signal. Transformer 138 steps the voltage to transmit crystal 30 to approximately 2000 volts. transmit transducer
r) 80 is a 400 KHz made of pzr-4 material which is almost identical to the receiver crystal 34 except for the thickness;
A series resonant piezo-electric crystal 30 having an H inch diameter is included. The crystal 30 is coupled to the air by a plastic lens 32, which is also shaped to form nine beams and turns. The assembly of transmitter 80 is exactly the same as described above for the receiver. Micro convenience store! 66 (Figures 4 and 5) is a general instrument (Ge?LeralIn
pia-1654, and contains the intelligence and control functions of the entire system. It communicates with the rest of the system via 12 I10 pins. It also has an oscillator circuit,
Contains a master clear circuit and real time clock counter power. The crystal 82° (Figures 4 and 5) and 4MHz crystal components are passive configurations to form the feedback network for the oscillator in the Pic-1654! !
Equipped with basic ingredients. Power-on reset circuit 8
4 (FIGS. 84 and 5) starts the 4MH2 oscillator crystal 82 and enables the microprocessor 66 to be initialized.
-ON) for microprocessor 66
Forms a millisecond reset pulse. Divide by 10 counters 86
) (Figures 4, 5, and 10) converts the 4 MHz computer clock to a 400 KHz square wave to operate the transmitter. The divide by the 5 counter 88 (see FIGS. 4, 5, and 10) converts the 400 KHz signal into a 133 rfg signal that is applied to the microcomputer 66 as a real-time clock counter. The same IC has a divide by 3 circuits and a divide by 3 circuits.
(74HC590) Surrounded within a divider chip. Front panel module (Figures 4, 5 and 12)
Figure) shows two light emitting diodes 0. E D) Indicator 92
and 94. One side is Over-1Bg/CupRemove (
4, 5 and 12) and the other is a green indicator indicating that the cup can be filled or is being filled.
) J light emitting diode 94. This indicator 94 remains "on" whenever the cup is ok until it begins filling. If there is too much ice in the cup, or if the cup is not identified as a cup, the red indicator light 92 will turn on or off. , It is accessible by removing a cover (not shown) on the lower back side of control module 26.
programming dip switch 96 (FIGS. 4, 5, and 11)
, 4), one switch selects between a standard flow valve assembly or a rapid flow valve assembly (depending on what type of valve assembly is installed in the automatic control system). The other switch is used to select a foam product or a water-like product. The other three switches are used to select ice level or test position. The test position is used for receiver alignment during manufacturing and the current Q
(field) has no use. The binary outputs of the three ice level switches are as illustrated in Figure 11B.
7s cup to 7. Allows 7 ice level selections up to cup. A multiplexer circuit 98 (FIGS. 4 and 5) allows the microprocessor 66 to read any of the dip switches or set the receiver gain when necessary. It comprises five signal diodes. The power supply 100 (Figures 4, 5 and 6) is connected to the distributor 1
AC 2 from a 5QVAC transformer (not shown) at 0
Use 4 volts. The control system consumes less than 2 port amps at 24 volts AC. The 24 volts AC is rectified and P-waved to form a negative 20 volts DC supply and a positive 25 volts DC supply. minus 2
The 0 volt supply is regulated by a zener diode and supplies quarters to the transmitter. The plus 25 volt supply is not regulated but is used as surge protection.59
The 25 volt DC supply having a volt Zener diode is regulated down to 15 volts for the receiver system by a three terminal regulator 140 at 7 B'L 15. MPS-A42 transistor 142 is used as a flyback oscillator to provide the plus 5 volts necessary to operate the computer circuits. 4.3 volt Zener diode 144 connected between the positive 5 volt supply and the 2N4124) transistor 146
is useful for adjusting the flyback oscillator. Output switches 104 (FIGS. 4, 5, and 8) for the two solenoids of valve assembly 12 are actuated from microcomputer 66 or controlled by control module 2.
It is activated from a manual valve button 102 on the front of the 6. Resistor diode network connects microprocessor 66 and manual switch 102 to 2N4124) transistor 14
This transistor 148 then turns on or off the output triac 149, which turns on or off the two solenoids in the valve assembly 12. The software will be explained with reference to FIGS. 13 to 16. FIG. 13 shows the transducer assembly 2o and lenses 32 and 3.
6, beverage dispensing valve assembly 120 nozzle 24, control module 26, and splash pump L/
-) 25, the cup bottom 19 with the grate 18 and the cup lip 17, and the top level 21 of the ice in the cup. The software runs the initialization routine ClNl.
7'), cup detection (cJ P DET), fill routine (Fill), and cup removal routine (
Contains four (4) main routines specified in cvpxxM). The software also has a time delay (IP'AIT),
Absolute value of the difference between two numbers (DIFF), great/overflow detector 0. GRATE, Send C 7'BD0. as described below. It contains five (5) subroutines defined as TBDW, and TLD), receive (RE(:')). The transmitter subroutine sets the following variables in the receiver routine, and The transmitter is active during this time to output pulses (10 cycles at 400 KHz occupying cL01 inch air space).Selection of receiver variables can be done at three different entry points (or off the surface that reflects the beam)
:TEDq (transmit bottom detector), TBDW (transmit bottom detector with window), and TLD (transmit lip detector). The receiver has a 32 step gain controlled by software. The gain is approximately 1.3 inches from the start of transmission (180 <
reset fund) is set to the minimum at t. The gain is then set equal to the number of gain points set up in the entry point routine. For TLDIfC, the gain is always set to maximum. For TBDQ and TBDIi', the gain is called a
alL-01) routine. TBDQ
and TLD, the distance of the detected first echo is captured for processing. Ring masking window can be used in TBDIV (
enable), which ignores any echoes closer than the rip distance +0.25 inches (approximately &55 m+). This allows it to be used to check the rising liquid level within the cup with a higher gain. Under every entry point, five transmissions and receptions are performed with echo distances stored in RAM. The processing algorithm is 1 inch (approximately 2.5411 II)
m), or find two samples related to each other within 1 inch (25,4+m) for TBDQ and TBDWIIC. The average of the two distances is used as the echo distance. A delay of 2 milliseconds collapses the previous multiple reflections (
daaαν) are incorporated before each is sent. WAIT is a programmable delay subroutine that returns to the calling routine as soon as the manual valve button is pressed. It has a maximum delay of 1 second.DIFF is a subroutine that calculates the absolute value of the difference value between two numbers. LGRATE is the rV-) (Gyctg)/overflow detector subroutine and is used during the FILL routine. It has maximum gain and no windows
TLD is used to detect w, indow). The subroutine calculates the rip distance minus 0.1 inch (approximately 2.
54mm) If a smaller echo distance is detected, the overflow flag will be set before returning. If the subroutine detects an echo distance within grate distance α25 inches, then cup removal 72 is set before returning. INIT is Microcomputer Taka's "Master Clear"
(Master 0.aar)j Used when initialized by (hardware). • During pow-τup, the first command processed is 8 (octal) at location 777. This command 1GOTOINIT'' instructs the computer to start this routine, which includes: (1) RAM is cleared; (2)
Wait 1 second for the power to stabilize (3) Proceed with the diagnostic routine when available; (4) When at maximum gain and no window switch (approx. 1718-1) and 13 inches (approx. ) to find the echo distance between
+ (5) If it does not detect an echo within this range, click the "Over Ice" button on the front panel.
er l61) The indicator lights up; (b) It is the switch (approximately 1718#III) to 13 inches (approximately 330
．． If an echo distance is detected within 4 minutes, that distance is stored in RAM as the great distance and the program continues in CUPET. CUPDET is the cup detection routine. This routine collects data for use in TLD and accepts cups for use in the following procedures: A. The manual fill switch on the front panel is continuously monitored to ensure correct operation. When the manual switch is pressed, the computer immediately begins the cup removal routine. B. Stable lip distance is 3 inches from the grate (approximately 76
．． 2mm) or more. Stable lip distances are separated by 6 milliseconds and related to each other within 0.2 inches (approximately 5.08 gm).
It is defined as the continuous Chico distance from the TLD. This corresponds to a cup lip that is stable at 130 milliseconds. C. The cup bottom or ice level must be identified to be at least 11 inches above the grate and 025 inches below the lip. This can be done by using TBDIi'. and is achieved by varying the gain as follows: With the minimum gain F), the echo distance is obtained using TBIW. If the echo distance is closer to the grates and less than α1 inch, the gain is increased by one step and another sample is taken. Once the maximum gain is reached, the overice indicator will illuminate and the cup detection routine will begin again. D. The ice/bottom height is calculated from the last distance and grate obtained as outlined in (c) above and then stored as the actual ice height. The height of the cup is calculated from the lip distance and the grate. The cup height is divided by 8 and the quotient is multiplied by a 3-bit binary input as selected on the ice level programming switch. This allowable ice height is compared to the actual ice height. If the actual ice height is greater than allowed by the switch selection, the over ice indicator will illuminate and the cup detection routine will begin again. If the actual ice height is less than the amount selected by the switch, a Fill routine begins. The filling routine is a complete filling and top-off Ctop
off) controls operation. This routine limits solenoid operation to a maximum of 3 on/off cycles. After each first two cycles, the routine waits for the foam to subside before starting the next cycle. After the bubbles subside and the cup is within 7tQ inches of fill, the cup removal routine begins. If the manual switch is pressed at any time during the fill routine, the cup removal routine begins immediately. Each cycle has a maximum lenoid on threshold which, if exceeded, causes a cup removal routine to occur. A detailed description of the fill routine follows: A. When the solenoid of valve assembly 12 is activated, several tests and correlations are performed. The gain is initially I/1 of the maximum gain. is set to Rip distance is 4 inches (approximately 10
1.6wR), the gain is adjusted by the empirically derived formula: Gain = Gain - %C4 inches (about 101.6101) - Rip Distance). If the rip distance is less than 4 inches, the rip distance is adjusted by the empirical formula: Rip Distance = Rip Distance - % (4 inches)
distance) − lip distance). If the rip distance is less than 0.1 inch, the lip distance is less than 0.1 inch.
m) to enable the cup overflow to function correctly. The time constant for this particular cup height is calculated by the formula: Time constant = cup height 12 inches (approximately 50.8F11). This time constant is used in each of the three cycles to provide a maximum [Solenoid ON] proportional to the cup height.
on) provide J. B. The gain must be adjusted so that the fluid level is detected and the lip is not detected during periods when the cup vibrates, such as at the beginning of filling. To achieve this, a time period proportional to the cup height is programmed to allow filling to start, and a gain of sufficient weight is adjusted to minimize cup vibration and adjust the gain as needed. enable. During this period, the routine uses TBDQ to test if the echo distance is within 175 inches of the lip distance. If so, the gain is reduced by one step. Once the gain reaches a minimum, the cup removal routine begins. If the cup is removed during this period, the solenoid will not turn off because the great/overflow detector subroutine is called during this period by trying to get as many samples as possible to adjust the gain. This is because it cannot be done. At the end of this cycle, the solenoid is on to 1. C1 A second maximum time period begins, which is also proportional to the cup height. During this time period, the routine uses TEIW to monitor the fluid level and the fluid level is α5 in the lip distance. The solenoid is turned off when the temperature is within TE (approximately 12.7+o+). The Grate/Overflow Detector subroutine checks to see if the cup has been removed or if the TBIW has missed a rising liquid level and an overflow is imminent. If the cup is missing, the cup removal routine begins. If overflow is not indicated, the solenoid will turn off. D. A 5 second pause will now begin to allow the bubbles to settle 0.25 inches below the cup lip. Great/Over 70 - The subroutine checks once every second to ensure that the cag is in place. If the cup is missing, the cup removal routine begins. E. After a 5 second pause, the minimum number of seconds for the bubble to settle is 16
is set to , and once per second, eco→distance is TB':
Obtained by QQ. Two consecutive echo distances are 0 to each other
．． If within 1 inch (approximately 2.54aa+) or if the cycle time has passed, top off Ctop of
f) The cycle begins. The great/overflow detector subroutine detects a missing cup once every second.
ng cup). If a cup is found to be absent, a cup removal routine begins. F.) The top off cycle uses TBDQ to determine if the fluid level is within 20 inches of the lip. If this condition exists, the solenoid will not turn on. The distance is '
/lo inches (approximately a98, m), the solenoid will turn on until it is mated to that condition. G, ``D'', ``E'' and ``F'' are repeated, and the second
Do a dog-or-cycle. The cup removal routine (CCU PRE M) turns off the fill indicator 92, turns off the solenoid of valve assembly 12, and turns on the overice indicator 94. It uses TLD and a great α25 inch (
Wait for echo distance within approximately 6.35 ram>J. If this condition exists, the new great distance is remembered and
The overice indicator is turned off and the cup detection routine begins again. As mentioned above, the system of the present invention provides an ultrasonic method and apparatus for controlling the automatic filling of beverage cups. The system can be used with any beverage such as coffee, tea, milk, fruit juice, and carbonated soft drinks. The beverage may or may not produce foam during filling. Tips of different sizes can be used and they can have ice inside. The system can be used in conjunction with any known standard beverage dispensing equipment. In the case of a carbonated soft drink dispensing device, the transducer assembly and control module of the present invention can be located directly on the valve assembly. The tip actuation arm and microswitch can be removed from the standard valve assembly. A triac 149 in FIG. 8 replaces the microswitch and simultaneously turns on and off the syrup and carbonated water solenoids. The system of the present invention turns on and operates even when the distribution device is powered on. This power source is often turned on to the distribution device to keep the refrigeration system on. Now, a brief overview of the above-mentioned system will be given without going into details. ``The system first obtains a grate signal and stores it in RAM. The dimensions of each are approximately 2
Five 25 microsecond pulses spaced microseconds apart (approximately 1 inch (7.5 cm) in air)
(having a length of ). 1 inch 0.
If the same two signals are not received within 5 am ), this first set of pulses is discarded and a new set of 5 pulses is immediately issued K (within approximately 2 microseconds). If two signals are received and within α1 inch, and they are separated by about 7 to 13 inches, the system determines that it is the great distance and stores it in RAM. . The system then proceeds to a drop detection routine. The same set of pulses is transmitted and received with maximum sensitivity. To determine the presence of a cotup, the system uses 6
5 milliseconds apart, correlated within 2 inches
It will not appear unless two consecutive echo distances are detected. That is, five sets of pulses are emitted, each roughly 6 milliseconds apart. The first with at least two signals within α1 inch
If it is received from a set of 5 pulses, it has a value of 1 (ie l echo distance). After receiving five of them in a line within α2 inches, the system knows that a tip edge (or something other than a grate) is present. The system then proceeds to the next routine. This routine looks for something larger than α1 inch above the grate and larger than α25 inches below the rim of the tip, ie, the bottom of the tip or ice. If the system finds this, it concludes that the object being held is a tip (rather than, say, a hand). When ice or bottom is obtained,
It is stored temporarily. The height of the tip is then calculated and the height of the ice is calculated. Next, it is calculated whether the Kotup has too much ice. If not, the system proceeds to a "fill" routine. This routine is somewhat complex. In the "Fill" routine there are four fill periods. The first period or initial fill is not monitored but is set as a time factor based on tip height. Under some normal conditions it would fill about 1 c sp - 0 then the system will automatically fill 1 c without stopping filling
Switch to period g2, during which filling is monitored, and filling is stopped when the liquid level is memorized and rises to within α75 inches of the good edge distance. The next K "Fill" routine waits 5 seconds for the foam to settle (if the control module is set for sparkling beverages). The monitor waits for the bubbles to stop and continues to set O, 1c2 within 1 inch.
When two distances are received, calculate whether the liquid level is within 7/20 inch of green VC. If not, filling is restarted and monitored until the liquid level is within 7/20 inch of the edge. 7/2
If it is within 0 inches, filling will not start again. Next, this "finishing 1 top of ha" routine is repeated 5 more times.
Repeated after a second pause. After the "fill" routine is completed, the fill indicator light 92 is turned on, the solenoid is turned off, and the overice indicator light 94 is turned off. The second (and preferred) aspect of the invention will now be described in paragraphs 27-
This will be explained with reference to FIG. This preferred embodiment and the first to
The important difference between the embodiment described with reference to Figure 26 is that
This preferred embodiment is designed such that two or more beverage dispensing valves having ultrasonic control systems can be positioned in close proximity to each other and in close proximity to the valves on the dispensing device without interfering with each other. This means that However, many other features of the two embodiments described above are the same. FIG. 27 shows a valve assembly 212 similar to valve assembly 12, which can be used like one or more valve assemblies on dispensing device 10 of FIG. The automatic filling device of this aspect of the invention is provided on the bottom surface 222 of the valve assembly 212.
It includes a transducer assembly 220 located above and behind the nozzle 224 and a control module 226 mounted to the front of the valve assembly 212 . The transducer assembly 22G, best shown in FIGS. 28-30, includes a plastic nose 22B and a plastic lens 23 within the housing 228.
2 with a transmitter crystal 230 and a plastic lens 2
A separate receiver crystal 234 having 36 is included. The transmitter and receiver crystals are located within brass tubes 238 and 24G, respectively. Each of the bones of the pair of thin cables 242 and 244 is connected to the thin wires connected to the brass tubes 238 and 24G, respectively, on both sides of one crystal, as shown in FIG. It consists of a pair of conducting wires. Each crystal has a metal plate on each of its top and bottom. Wire connections to the crystal are made with 28 gauge wire soldered directly to the crystal plate. Cables 242 and 244 are approximately 9 inches long (23α
) to connect to the control module 226, (
3) resulting in a single MTA connection (such as 48 in FIG. 3). Substantially all the space within the housing 228 is filled with urethane foam 250. Transmitter crystal 230 and receiver crystal 234 are preferably p
Zr-sα ceramic crystal (a common commercial name for a particular crystalline material), which is a combination of lead titanate and lead zirconate. Each of the crystals preferably has a trade name [Eastman (Ee
Approximately A drop of adhesive, such as that commercially available from α5trruxn) 910 J, is used to attach to each lens. Preferably, the plastic lens is made of ABS or polycarbonate plastic. The plastic housing 228 has a pair of flanges on each side thereof, each seven flanges attaching to the transducer assembly 22.
0 to the valve assembly 212. Brass tubes 238 and 24G have the same function as brass tubes 38 and 40 described above. As shown in FIGS. 28-30, the transducer assembly 220 is made of plastic nose 228, urethane foam filler 2501 urethane 7 ohm J. 4 00. Includes a plastic cover 402 and transmitter and receiver subassemblies 420 and 422. The sub-assemblies 42G and 422 are housed in nine cylindrical cavities within the expandable filler 250 with a pair of spaces apart. The transmitter side assembly 42G includes a transmitter crystal 230 and a lens 23.
2. Urethane foam ring 424 and brass tube 2
Contains 38. Similarly, the receiver subassembly includes receiver crystal 234.
, a lens 236, a urethane foam ferrule 426, and a brass tube 240. Lenses 232 and 23'4 are shaped as shown in FIG. 28 and have seven square flanges and a circular lip for receiving the crystal. The crystal is glued to the lens as described above. The crystal lens unit is then pushed into the ferrule, and the tube is pushed onto the ferrule so that the lens has a recess for the conductor connection to the lower surface of the crystal, and the ferrule is connected to the crystal. Because of the two conductors, it has two verses as shown in Figure 28. No grooves are provided for conductors connected to the brass tube. The housing 228 has a pair of thin 7,7 screws 408 and 4
10 and a pair of thick 7 flanges 412 and 414 that connect the transducer assembly 220 to the valve 2 of the dispenser.
It has a screw hole for use when connecting to 12. The thick seven flange 412 and 414 are located at the housing 220;
That is, it is used to adjust the position of the emitted beam. As shown in FIG. 28, lenses 232 and 236 are retracted toward the bottom of foamed filler 250 to provide a baffle 251 therebetween. Also, the lower side wall 2 of the filler 25Q
53 extends below lenses 232 and 234. Baffle 251 allows ultrasound energy to pass directly from the transmitter to the receiver. Sidewall 253 prevents ultrasonic energy from being diverted to adjacent valves. 7 ohms absorbs ultrasound energy. The selection of the most suitable frequencies for use is the same as described with reference to the first aspect. Regarding beam shape, at 14 inches (36c*) the total highest beam pattern is at the detectable limit (e40
d, b) It is 3 inches horizontally (7,6c
m) width, approximately 3 inches (7,68,
a), at the front it is necessary to continue closely to the odb at the -3db point and taper to -6d6 at the rear. It is necessary that the gain be maximum at points near the front of the pattern toward the nozzle, and decrease smoothly to about 6 db as the pattern reaches points behind it. The crystal pattern is empirically selected to give the best co-tip absolute ice (front) ratio and to align the crystals back and forth between the nozzle 224 and the scattering plate 2 B<0. The overall gain pattern obtained at 12 inches is round with a lateral spread of 15 degrees and a front-to-back spread of 12 degrees. It was necessary to lens the crystal to obtain the desired beam pattern. A 2 inch radius concave surface creates an 8 to 15 degree constriction laterally to both the transmitting and receiving crystals, and a 4 inch radius convex surface creates an 8 to 12 degree constriction transversely to both the transmitting and receiving crystals. spread. and a lens for the transmitter crystal that is flat toward the front and convex with a radius of 3 inches toward the rear relative to the crystal canopy, which is about 3/4 inch wide at -3 db and about 3 inches long. A bright spot (b) having a 2A inch elongated footprint and approximately 1 inch from the front surface, 13 db at the front and 16 db at the rear, 12 inches from the transducer assembly 220.
A fan-shaped beam pattern was formed with a right 5pot). This beam-shaped footprint has an elongated dimension extending back and forth with respect to the dispensing device. The crystal to air connection was calculated with the same dimensions as described above for the first embodiment. One variation of this second embodiment is that the lens is inserted into the bottom of the foam package. Regarding crystal shape and material, the transmitter crystal is preferably 10 inches 0DX0.2 for 400KHz series resonance.
It's 00 inches. Crystals 23G and 23 as the best compromise in strength, efficiency, low mechanical Q and ease of processing
PZT-5a material was selected for 4. The receiver crystal is preferably 190 inches wide for a parallel resonance of 400 KHz and is made of pzr-sa material. For the conductors, twinned 28 gauge stranded wire is used and soldered directly to the plates on the crystal surface. The brass tubes are electrically insulated from each other. Twisted pairs of black conductors are attached to the outer crystal faces marked with small dots. Control module 226 houses a control circuit board to which the crystals are connected by cables 242 and 244 and connections 248. 31, 4 and 31B together provide a master's lock diagram of control circuit 260. FIG. Next, the control circuit will be explained with reference to FIGS. 31 to 39. The receiver transducer 262 (Figures 31, 32, and 33) is coupled to the air by a plastic lens molded to receive a beam pattern of fe 400 KHz,
The diameter switch is a parallel resonant piezoelectric crystal. Transducer assembly g2° incorporates a 5/8 inch diameter brass tube 240 used for electrical insulation. The crystal is placed 5 so that it is in the center of the tube and the lens 236 is exposed at one end of the tube. Polyurethane foam provides acoustic insulation. Receiver section 264 (Fig. 31132.33) is 96d
with a total gain of b and two protection diodes 31
0 and 312 and two MCtas. PIF amplifiers 314 and 316), which is connected via resonant transformer 318 to one resonant transformer 320K.
"connected@2amp@Wts1r; to the detector 268. These amplifiers 314 and 31g
s) provides gain control from s and is used in this application by microcomputer 266. The detector circuit 268 (Figs. 31, 32 and 33) is connected to the receiver 2.
Converts 400KHz from 64 to DC analog signal. This detector not only can detect the envelope of the pulse, but also has the feature that it does not have an offset shift due to pulse width variations, as is the case with a DC-coupled detector. By having a balanced detector system, temperature drift is very low. Receiver gain reduction circuit 270 (No. 31.32
．． 33) is the binary-weighted current drop-Acoyperp-(
binary weighted curve%tai
nkisg″D to A’ converter
), it allows 32 stages of r-in level control. Limit comparator 272 (Fig. 31, 32, 33) is LM39
Consisting of a 3N comparator 322, it detects time changes (time
varlling detection) to convert the analog receiver signal into a digital signal and then provide it to the microcomputer 266. The time change detection generator 274 (Figures 31, 32, 34) is a manual/TVD
signal and 15 nanopolar capacitor 3
24 to 2 volts, which sets the 2-fle level of the time-varying detector waveform. This circuit consists of a 2N4126 switching transistor 326 and a round power supply to support the circuit. 60 Hz as shown in Figure 31.32.34
6ofg detection is achieved with the detector. 60H coming in
z, after the 24VAc supply is filtered, comparator LH39
3N322, and the output is TVD
shunting the signal to ground, which causes the detector comparator output to 60H because the signal of detector 268 is biased on ground.
Force the height of the t waveform to OK. microcomputer 2
66 senses the break and the 60 from the detector comparator
The falling edge of the BM signal is used to start the sequence and thereby phase lock to the 60Ez-24VAC power system. Adjacent valve assemblies have two
They are separated by reversing the 4VAC conductors 45G and 452 so that adjacent units are synchronized to different cycles of the 6oHz power supply, thereby not interfering with each other. Alternatively, a switch may be provided with two position codes "A" and "B" to indicate the two possible orientations of conductors 45G and 4520. Thus, if one valve assembly has the rAJ position, each adjacent valve assembly must have a switch on the "B" position. The one or more spaced apart units are sufficiently far apart so that they do not interfere with each other. Modulator 276 (Figures 31.32.36) connects a 12 volt Zener diode 328 and transmitter P-) signal (
7') and two transistors 330 and 332 which perform the "AND" function of the 400 KHz signal from the oscillator. This "AND" signal is then level shifted through a 12 volt Zener diode 328 and a 2N4402 transistor 332 to the final amplifier 278 f-). The final amplifier 278 (Fig. 31.32.36)
FET 334, resistor 336 and transistor 338. The resistance is r of MOS-FET334
-) Discharge the source capacitor/center. MOS-FET334
switches the output transformer 338 to the negative 20 volt power supply in response to the r-) drive signal. Transformer 338 boosts transmitter crystal 230 by approximately 2000 pol)t. Emitting transducer 280 (Fig. 31.32°36)
consists of a 400 KHz@inch diameter series resonant crystalline crystal 30 made from the same PZT-5A material as the receiver crystal except for its thickness. The crystal 230 is connected to the air by a plastic lens 232, which is also shaped to form a beam nozzle. The transmit transducer 2800 assembly is identical to that of the receiver described above. Microcomputer 266 (Figures 31.32) - membrane device pig-1654 - contains the intelligence and control functions of the entire system. It communicates with the rest of the system via 12 I10 bins. It also includes an oscillator circuit, a master clear circuit and a real-time clock counter power. What are the components of crystal 282 (Figure 31.12) and the 4MHz crystal? (consists of passive components that form the feedback network for the oscillator in the c-xssi.) The power-on reset circuit 284 (Figure 31.32) provides a 10 millisecond reset norm for the microcomputer 266 at "power-on". form 4
MHz oscillator crystal 282 is started and microcomputer 266 is started. The 10-division counter 288 (Fig. 31.32.37) is 4.
Converts to MHz computer clock and 400KHz square wave signal to activate the transmitter. 3-part color / 288 (Fig. 31, 32, 37) is ao
The oKHz signal is converted to a 333KHz signal, which is supplied to the microcomputer 266 as a real-time noise counter. Number 13 and number 14 are 1
Same IC with 0 divide and 3 divide circuit (r4Hc39
o) Encased within a divider chip. The front panel module 290 (Figures 31, 32, and 39) consists of two LED indicators 292 and 294. One is "Over Ice/Cop Removal" (No. 31.
32.39) A red indicator 292 is shown, and one is a green "Fill JLFD 294" which indicates that the tip can be filled or is being filled. Be sure to turn it on when it is OK.
Stay in. If there is too much ice in the tip, the "Over Ice/Cop Removal" red indicator will illuminate and remain lit until the tip is removed. When the tip is not recognized because the tip is in a bad position, the green indicator 294 flashes on and off. Programming disk switch 296 (No. 31.32
．． 38, 4) consists of five individual switches accessible by removing a cover (not shown) on the lower rear surface of the control module 226. One switch is used to select a current flow valve assembly or a rapid flow valve assembly, and an automatic control system is installed depending on the type of valve assembly. Another switch is used to select an effervescent product or a tasteless product such as water. The other three switches are used to select ice level or test position. The test location is used for receiver alignment during manufacturing and has no field use. The binary outputs of the three ice level switches allow the selection of seven different ice levels from % to 2 of the tip as shown in FIG. A multiplex circuit 298 (Figures 31.32) allows the microcomputer 266 to read the dip switches or set the receiver gain when necessary. It consists of five signal diodes. Power supply 300 (FIGS. 31, 32, 35) uses 24 volts AC from a 24 VAC transformer (not shown) within distribution device 10. This 24 volt alternating current is filtered to remove high frequency noise that may interfere with system operation. The power consumption of this control system is 2 at 24 volts AC.
Less than Bordeaux Ambeya. The 24 volt AC is rectified and filtered to form a negative 20 volt DC source and a positive 25 volt DC source.
Volts form a direct current source. A negative 20 volt DC source is regulated with a Zener diode and powers the oscillator. The plus 25 volt power supply is unregulated but has a 39 volt zener diode used as surge protection. The 25 volt DC source is regulated to 15 volts for the receiver subsystem by a 78L153 terminal regulator 340. MPS-406 transistor 142 is used as a flyback oscillator to provide the required 5 volts to operate the computer circuit. A 4.3 volt Zener diode connected between the plus 5 volt power supply and the pace of the 2N4124 transistor 346 serves to regulate the flyback oscillator. The output switches 304 (FIGS. 31.32.35) for the two solenoids of the valve assembly 212 are operated by the microcomputer 266 or manual push button 302 on the front of the control module 22B. A resistive, optocoupler network connects microcomputer 266 to triac 349, which energizes the valve solenoid of valve 212 when required by microprocessor 266 or manual pushbutton 302. Next, the software will be explained with reference to FIGS. 40 to 46. The software contains four main routines: initiation routine (INIT), cUP detection (cUPDET),
Filling routine (FILE) and tip removal routine (c
vpREM). The software also contains six subroutines, which define the time delay (FAITH), the absolute value of the difference between two numbers (DI), and the time delay (FAITH1).
FF), great/overflow detector 0. GRATE
), check for sending/receiving, test mode (TS
TCHK) and occasional checks for maximum values (TIM
OUT). The transmit/receive subroutine transmits the transmitter at 400 KHz occupying an air gap of 25 microphones and 4 seconds.
0 cycles) and then obtain distance data by monitoring the receiver output for reflections. The two transmit/receive periods are included in a single half cycle of the sinusoidal input voltage. Synchronization allows transmission of only precise half-cycle periods and allows two valves to operate in parallel without interference by reversing the curved input conductors of adjacent valves. Three different single entry entries to the subroutine select receiver options: TBD (transmitting bottom detector), TEDTF' (transmitting bottom detector with window), and TLD (transmitting edge detector). The receiver has 32 stages of gain controlled by software. The gain is reduced to a minimum until about 0.9 inch target distance time (180 microseconds) from the start of the transmission. At that point, the gain is set equal to the variable gain set in the entry single point routine. For TLD, the gain is always set to maximum. For TBD and TBDFF', the gain is determined by the calling routine. In TBD and TLD, the distance of the first echo detected is captured for processing. In TBDTI', the edge masking window allows any echo closer than the edge distance plus 0.35 inches to be ignored. This allows higher gain to be used to see the rise in liquid level within the tip. All entries under one point, each separated by a 2 ms reception time and a 2 ms wait for all reflections to finish,
The distances at which two transmissions were made and received are stored in RAM. If these distances are correlated to within 0.4 inches, the processing algorithm accepts the distance and returns it to the average value as the correct distance. When the two distances are uncorrelated, the routine waits for a synchronization signal and takes two new samples to be correlated. 117AIT is a programmable delay subroutine that returns to the calling screen immediately upon pressing the manual pushbutton. It has a minimum delay of 15 microseconds and a maximum delay of α9 seconds. DIFF is a subroutine that calculates the absolute value of the difference between two numerical values. LGRATE is a grate/overflow detector subroutine used to determine whether the tip was removed or if bubbles or liquid rose over the edge of the tip during the FILL routine. This subroutine is T
Use LD to determine maximum Gui/ and without window. T
When the LD returns to a distance of exactly 135 inches, this distance is removed and the TLD is called again. 11 inches is the maximum distance allowed by the receiver software;
Indicates that no reflection was detected. As soon as the TLD returns to a distance less than α25 inches, the overflow indicator is set. 0, where the TLD was stored for calls to three consecutive TLDs closer than the match distance;
Returning to a distance of 1 inch or more sets the overflow indicator. When the TLD returns to a distance greater than α25 inches above the stored great value for calls to 12 consecutive TLDs, the remove tip indicator is set. If at any point the TLD returns to a distance that does not comply with the above conditions,
Naburchin ends without setting any indicators. TSTCHK (FIG. 44A) is a subroutine that reads a 5-position DIP (natural in-line arm cage) switch. The switch position is stored in the RAM code switch position. When the switches in positions 1, 2, and 3 are all off, the test indicator is set. TIMOOT (Figure 44B) is used when the lenoid valve is turned on. This subroutine decrements the ValSe on Time j register and checks to see if the value of this register is zero. If it is greater than zero, the subroutine ends. If the value is zero, a trap loop is entered and nothing is present from then on except by a hardware reset. The trap loop turns off the solenoid and alternately flashes the red and green indicators. INIT (Section 45A) Figure) shows that the microcomputer is
Master Clear (Master C1ear) J
Used when initiated by (hardware). During power up, the first command processed is set to position 777 octal. This directive “GOT
OINTT= tells the computer to start this routine. This consists of: α, Clear all RAMf. b. Wait 1 second for the output to stabilize. e. Call TsTcHK and proceed with the diagnostic routine if the test indicator is set. d, using TLD to see maximum gain and no echo distance rounding window between the switch and 13 inches. 6. If it does not detect an echo within this range, the front
The "over ice" indicator on the buttock flashes. f, when it does not detect an echo distance within 7-13 inches, the average of the 8 samples is stored in RAM and the program continues to CUPDET. CUpDET is a cup detection routine. This routine collects data using the TLD and accepts the tip using the following controls: Manual fill switches on the α, front, and e-walls are continuously turned on and off to ensure proper operation. . When the manual switch is pressed, the computer immediately begins the chip removal routine. DIP switch is TS
Once read and the test indicator set by calling TCHK, the CUPDET routine ends and the INIT routine begins. b. The stable edge distance must be at least 3 inches above the GRATE. The stable edge distance is defined as 5 consecutive echo distances from nine TLDs separated by 6 milliseconds correlated within α1 inch. This corresponds to the edge of the tip being stable for 330 milliseconds. If this stable edge distance gets too close to the crystal (0.6 inches), the edge distance is removed, the fill indicator flashes and CUpDET begins again. C. The bottom of the tip or ice level must be identified to be at least α1 inch above the GRATE and at least α5 inch below the rim. This is accomplished by using TBDW and varying the gain as follows: At minimum gain, obtain the echo distance using TEIW. If the echo distance is not closer than G R'A T E by 90.1 inches, the gain is increased by one step and one more sample is taken. When the gain reaches maximum, the fill indicator flashes and the tip detection routine begins again. d. The ice/bottom height is calculated from the last distance obtained and GRATE as described in (c) above and then stored as the actual ice height. The tip height is calculated from the edge distance and GRATE. This tip height is divided by 8 and the quotient is multiplied by the 3 bit binary number input when selected on the ice bell programming switch. This allowable ice height is compared to the actual ice height and edge distance. If the actual ice height is greater than allowed by the switch selection, but less than α5 inches below the edge distance, the tip is removed and the tip removal routine begins. If the actual ice height is within 0.5 inch of the edge distance, the tip is correctly located and the fill indicator will flash before the tip detection routine begins again. If the actual ice height is less than or equal to the level selected by the switch, the filling routine begins. The FILL routine controls full fill and top-off operations. This routine limits solenoid operation to a maximum of three on/off cycles. After each first two cycles, the routine waits for the bubbles to settle before starting the next cycle. Once the cup is filled, the cup removal routine begins. If the manual switch is pressed at any time during the fill routine, the cup removal routine begins immediately. To monitor the valve on time, a timeout subroutine is called during the time the solenoid valve is turned on in the fill program. If the maximum valve in time is exceeded, a timeout subroutine turns off the valve and does not respond to the fill routine. The details of the fill routine are as follows. a. Several checks and corrections are made before the solenoid is activated. Gain is initially set to maximum. When the lip spacing is less than 4 inches (approximately 101.61), the gain is adjusted according to the following empirical equation: Gain - Gain - 1,/8 (t1 inch - lip spacing) Litz spacing is 4 inches, approximately 101, 6111111>
, the lip spacing is adjusted according to the empirically derived equation: Lip Spacing Nilimp Spacing - 1/8 (4 inches - Lip Spacing) The time constant for a particular cup height is calculated by the following equation. Time constant = cup height/4 for SEV and cup height 78 for fast flow The time constant is used at the beginning of the three cycles to provide an initial fill time that is proportional to the cup height. . b. The gain must be adjusted so that there is no lip during the period when the fluid level is detected and the cup is vibrating, such as at the beginning of a fill. Furthermore, if the cup is not completely seated, the gap between the lips may be a little farther than the initial detection position. To adjust the gain, an initial fill period that is proportional to the cup height minimizes cup vibration and allows gain adjustment when necessary. During this period, this routine uses the 0.75 inch (approximately 19.0 inch) lip spacing that Echo Kaida has memorized.
5111111) to check whether it is within
Use TBD. In this case, the gain is reduced by one step. Once the gain reaches a minimum, the cup removal routine begins. This time is also used to adjust the lip spacing as follows. When LGRATE is called and then an overflow is detected, the rip spacing decreases to 0. The overflow of GRATE is defined as being greater than 0.1 inch (2°54+on+) and less than the stored lip spacing. ) 0 then LG RA
As soon as the TE detects a missing cup, the cup removal routine begins. At the end of this period, the solenoid valve is stuck. During the C1 period, the routine uses the TBDW to monitor fluid levels. Foam/Flat
at) When the switch is set to foam, the fluid level is SE
Approximately 12,7+n+a) or F by 0.5 for V
0 in the FV river. At finch (approximately 17,78+am) the solenoid turns off. If the foam/flat switch is set to flat, the cup removal routine will begin, and if the liquid level is 0.2 inches (approx. 5°08+a) for SEV.
m> or 0.3 inch (approx. 7.62 man) for FFV
Soleno f-do will not turn off until This clause must meet two consecutive checks to turn off the solenoid. Great 1. 'Overflow (G rate/'Overf fouI)' detector subroutine indicates whether the cup has been removed or TBD
W loses track of rising fluid 14s level and checks to see if overflow is imminent. If the cup is lost, a cup removal routine is initiated. When an overflow is indicated, the solenoid turns off. d. A 4 second pause begins at this time to allow the foam to stabilize. The Great/Overflow subroutine continuously checks for cups to be removed. -/f1PC,4-h,,+f Vh -j=I
+/-4-'/? +(f-i” t-knee 1’?!1
After this pause, another 4 second period begins. Foam levels are monitored using TBD. 10 bubbles
0.4 inches (approximately 10°16m)
a+), this period ends and a first top-off period begins. If the bubbles do not fall below 0.4 inches within 4 seconds, this first top-off period begins anyway. The great/overflow subroutine continuously checks for missing cups. If a missing cup is detected, a cup removal routine is initiated. r, the first top-off cycle uses TBD and the liquid/foam level is within 0.1 inch (approximately 2.54 mW) for the regular 11/2 oz/s valve assembly, and faster 3 Determine within 0.05 inch for oz/sec valve assembly. If this plate is present, the solenoid will not turn on and the cycle will end. If not, then until the shapes match,
Solenoid turns on. For stability, the ./lenoid has a minimum on-time period of 0.25 seconds. g, "D", "E" and "F" are repeated so that at "F°" the value is 0.2 inches for a regular 1 1/2 oz/s valve assembly. and
The second, with the exception being 0.05 inches (approximately 1,27 + a + n) for faster 3 oz/s valve assembly wood.
A top-off cycle is performed. The cup removal routine (cUPREM) turns off the fill indicator, turns off the solenoid, and turns on the Over-Ice indicator. It uses TLDf: and waits for an echo spacing within 0.25 inches of the grate and about 6.35+am. If this condition exists, a new grade interval is stored, the overice indicator is turned off, and the cup detection routine begins again. Although preferred embodiments of the invention have been described in detail, it should be understood that modifications may be made thereto without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the claims. For example, other materials could be used for the crystals and lenses, other numbers of crystals could be used, and other arrangements and positions for the two crystals of the transducer assembly could be used. . Furthermore, different ultrasonic transmitters and receivers can be used to replace the crystals, if desired, such as various ultrasonic lamination devices. Two specific control circuits are described in detail below; other control circuits and other components may be used. Although a microcombiator is described and is preferred, the control circuitry could alternatively be a remote RAM, e.g.
A microprocessor connected to a ROM and a ROM can be used. Although the transducer assembly and control module are shown attached to the valve assembly of the dispenser, this is not essential. They can also be mounted on the distribution device and electrically connected to the valve assembly.
第１図は各々が本発明の自動充填システムを使用してい
る４つの弁組立体を有している飲料分配器の斜視図であ
る；
第２図は第１図の弁組立体の１つの斜視図である；
第５図は第２図に示された変換器組立体の断面側面図で
ある；
第４Ａ図及び第４Ｂ図は本発明の１実施態様の自動制御
システムのマスターブロック線図である；第５図はマイ
クロプロセッサブロック線図である；
第６図は受信器と、受信器フロントと、第４図のＤ／Ａ
利得減少とを含んでいる受信器サブ組立体の部分の概略
的回路線図である；
第７図は第４図の検出器しきい値比較器と、時間変化（
ｔｉｍｅ ｖａｒｙｉｒｓダ）検出ソエネレータとを含
んでいる受信器サブ組立体の他の部分の概略的回路線図
である；
第８図は第４図の電源及び出力スイッチの概略的回路線
図である。
第９図は第４図の送信器の概略的回路線図である；
第１０図は第４図の分周器の概略的回路線図である；
第１１Ａ図は第４図のディプ（ｄｉｐ）スイッチの概略
的回路線図であり、第１１？図はどのように所望のアイ
スレベルに対してスイッチを設定するかを示している表
である；
第１２図は手動充癲スイッチと、オーバー・アイス及び
充填指示計ライトとを備えたフロントパネルモジュール
の概略的回路線図である；第１３図はノズル、変換器組
立体、グレート（ｇｒａｔｅ ）及びカップを示してい
る立面図である；第１４図乃至第２°６図は第４図のブ
ロック線図（７：） コア ヒユータロ６を操作するソ
フトウェアのメインルーチン及びサラルーチンを例示し
ているフローチャートである；
第２７図は第１図の飲料分配器に有用な弁組立体の他の
実施態様の斜視図である；
第２８図は第２７図に示された変換器の断面側面図であ
る；
第２９図は第２８図の変換器組立体の断面図である；
第６０図は第２８図の変換器の分解斜視図である；
第５１Ａ図及び第５１Ｂ図は本発明の好ましい実施態様
の自動制御システムのマスターブロック線図である；
第３２図はマイクロプロセッサのブロック線図である；
第３３図は第３１図の受信器と、受信器フロント端と、
Ｄ／Ａ利得減少とを含んでいる受信器サブ組立体の部分
の概略的回路線図である；第３４図は第６１図の検出器
としきい値比較器と、時間変化検出ソエネレータと、６
０Ｈ２検出器とを含んでいる受信器サラ組立体の他の部
分の概略的回路線図である；
第３５図は第３１図の電源及び出力スイッチの概略的回
路線図である：
第６６図は第３１図の送信器の概略的回路線図である；
第３７図は第３１図の分周器の概略的回路線図である；
第５８Ａ図は第３１図のディプスイッチの概略的回路線
図であり、そして第５８Ｂ図はどのようにして所望のア
イスレベルのスイッチを設定するかを示している表であ
る；
第３９図は手動充填スイッチ及びオーバー・アイス及び
充填指示ライトを備えたフロントパネルモソユールの概
略的回路線図である；
第４０図乃至第４６図は第５１図のブロック線図のマイ
クロプロセッサを作動するソフトウェアのメインルーチ
ン及びサラルーチンを例示しているフローチャートであ
る。
１０・・・ポストミックス飲料分配器
１２・・・弁組立体
１４．１６・・・カップ
１８・・・グレート
２０・・・変換器組立体
２４・・・ノズル
２６・・・制御モジュール
２８・・・ゲラステックハウジング
３２．３６・・・プラスチックレンズ
４２．４４・・・ケーブル
３０．３４・・・クリスタル
６２・・・受信器変換器
６８・・・検出器回路
７６・・・変調器
８０・・・送信変換器
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１Ｌ入1 is a perspective view of a beverage dispenser having four valve assemblies, each employing the automatic filling system of the present invention; FIG. 2 is a perspective view of one of the valve assemblies of FIG. 5 is a cross-sectional side view of the transducer assembly shown in FIG. 2; FIGS. 4A and 4B are master block diagrams of an automatic control system of one embodiment of the present invention; FIG. FIG. 5 is a microprocessor block diagram; FIG. 6 shows the receiver, the receiver front, and the D/A of FIG.
FIG. 7 is a schematic circuit diagram of a portion of the receiver subassembly including the gain reduction; FIG.
8 is a schematic circuit diagram of other parts of the receiver subassembly, including a time varyr and a detection generator; FIG. 8 is a schematic circuit diagram of the power supply and output switch of FIG. 4; 9 is a schematic circuit diagram of the transmitter of FIG. 4; FIG. 10 is a schematic circuit diagram of the frequency divider of FIG. ) is a schematic circuit diagram of the switch, and the 11th? Figure 12 is a table showing how to set the switches for the desired ice level; Figure 12 is a front panel module with manual fill switch and over ice and fill indicator lights; FIG. 13 is an elevational view showing the nozzle, transducer assembly, grate and cup; FIGS. 14-26 are schematic circuit diagrams of FIG. Block Diagram (7:) is a flowchart illustrating the main and salaried routines of the software that operates the Core Hyutaro 6; FIG. 27 is another implementation of a valve assembly useful in the beverage dispenser of FIG. 1; Figure 28 is a cross-sectional side view of the transducer shown in Figure 27; Figure 29 is a cross-sectional view of the transducer assembly of Figure 28; Figure 60 is a cross-sectional view of the transducer assembly of Figure 28; 28 is an exploded perspective view of the transducer of FIG. 28; FIGS. 51A and 51B are master block diagrams of the automatic control system of the preferred embodiment of the present invention; FIG. 32 is a block diagram of the microprocessor; FIG. ; FIG. 33 shows the receiver of FIG. 31, the front end of the receiver,
34 is a schematic circuit diagram of a portion of the receiver subassembly including the D/A gain reduction; FIG. 34 is the detector and threshold comparator of FIG. 61;
35 is a schematic circuit diagram of other parts of the receiver Sara assembly including the 0H2 detector; FIG. 35 is a schematic circuit diagram of the power supply and output switch of FIG. 31; FIG. is a schematic circuit diagram of the transmitter of FIG. 31; FIG. 37 is a schematic circuit diagram of the frequency divider of FIG. 31; FIG. 58A is a schematic circuit diagram of the dip switch of FIG. and Figure 58B is a table showing how to set the switch for the desired ice level; Figure 39 includes a manual fill switch and over ice and fill indicator lights. 51 is a schematic circuit diagram of the front panel module; FIGS. 40-46 are flowcharts illustrating the main routine and salaried routine of the software operating the microprocessor of the block diagram of FIG. 51; FIG. 10...Post-mix beverage dispenser 12...Valve assembly 14.16...Cup 18...Grate 20...Transducer assembly 24...Nozzle 26...Control module 28...・Gelastek housing 32.36...Plastic lens 42.44...Cable 30.34...Crystal 62...Receiver converter 68...Detector circuit 76...Modulator 80...・Transmission converter% approval i person The Book Coker Cola Medium Company FIC;
J FICCJ FIC; J3 FIC; , 46 El(3J7Fl(3
J9 to 1T ■ 4'n χ mouth, go'A FIC; 2JA FIC2ylf3 1? -J'l (ri5btr, :1) = buy 3in self i42 ki 1 FIC23 1-j77j ite ↓ -; thing ε Fl 30 FIC3,32 FIIC3G 1:jlwakenc, Q ward FIG 40Ct・n15mze:, t Fl to 41 j-IG42FIG43B FIG44B Ka; Moon'J5d σ, fox IG45B 1:j7(J-jiri embryo, r calculation FIG45F l:1t75+announcement(, 哩し+-1cho434towa Cν shame a = l for 1 shrine (I;'f*3 waycJL 45P for El ■・ ■ G7+ 1L included
Claims (1)
、 （ａ）飲料分配ノズルの下に位置した容器支持表面に向
けて下方に超音波エネルギーを送信するための超音波エ
ネルギー送信機と、 （ｂ）該送信機とは別の、そして該送信機から間隔を置
いて配置され、該表面の方向から戻し反射された超音波
エネルギーを受信するように位置付けられ、そして対応
する信号を発生するための超音波エネルギー受信機と、 （ｃ）該発生した信号を使用して該表面に且つ該ノズル
の下に置かれた容器の存在を検出するための制御回路手
段とを具備し、 （ｄ）該制御回路手段は該ノズルからの飲料で該容器を
充填することを制御するための手段を含むことを特徴と
する装置。 ２、該送信機及び該受信機はクリスタルである特許請求
の範囲第１項記載の装置。 ３、該制御回路手段は約２００ＫＨｚ乃至４５０ＫＨｚ
の範囲の周波数で該クリスタルを動作するための手段を
含む特許請求の範囲第２項記載の装置。 ４、該制御回路手段は約４００ＫＨｚで該クリスタルを
動作するための手段を含む特許請求の範囲第３項記載の
装置。 ５、該クリスタルを空気にカップリングさせるため及び
該クリスタルをレンズ化するための、該クリスタルの底
部表面に接続されていてレンズを含む特許請求の範囲第
２項記載の装置。 ６、該レンズはプラスチックでありそしてそれぞれのク
リスタルに接着剤により取り付けられている特許請求の
範囲第５項記載の装置。 ７、各クリスタルはディスク形状であり、そして約１／
２インチの直径と約０．２インチの厚さを有している特
許請求の範囲第６項記載の装置。 ８、該送信機及び該受信機上の該レンズは、該レンズか
ら１２インチにおける約３／４インチの幅及び２（１／
２）インチの長さ寸法を有する扇形ビームをそれぞれ発
生又は受信する形状になつている特許請求の範囲第７項
記載の装置。 ９、各レンズはディスク形状であり、そして約１／２イ
ンチの直径と約０．０８インチの厚さを有する特許請求
の範囲第８項記載の装置。 １０、該クリスタルはＰＺＴ−４又はＰＺＴ−５ａ材料
からつくられたセラミッククリスタルである特許請求の
範囲第２項記載の装置。 １１、それぞれの該クリスタルを空気にカップリングさ
せるため及び該それぞれのクリスタルをレンズ化するた
めの、該クリスタルの各々の底部表面に接続されている
レンズを含みそして 各レンズはアクリル、ＡＢＳ、ポリスチレン及びポリカ
ーボネイトから成る群より選ばれたプラスチック材料か
らつくられている特許請求の範囲第１０項記載の装置。 １２、該送信機及び該受信機の両方共単一の変換器組立
体に含まれている特許請求の範囲第２項記載の装置。 １３、該ノズルは飲料分配器弁組立体に接続されており
、そして該ハウジングは該ノズルに隣接した該弁組立体
に取付けられている特許請求の範囲第１２項記載の装置
。 １４、該制御回路手段が該弁組立体に取付けられた制御
モジュール内に含まれている特許請求の範囲第１３項記
載の装置。 １５、該制御モジュールは該組立体の前面に取付けられ
ており、そして手動ボタンとその前表面の複数の指示灯
を含む特許請求の範囲第１４項記載の装置。 １６、該制御回路手段は該手動ボタンが作動するとき該
制御回路手段の自動操作を無効にするための手段を含む
特許請求の範囲第１５項記載の装置。 １７、該制御モジュールは、飲料が発泡しているか発泡
していないかどうかに依存して第１の発泡位置と第２の
非発泡位置との間で手動で可動であるスイッチと、該制
御回路手段の制御回路機構に該スイッチの位置に関する
情報を入力するための手段を含む特許請求の範囲第１４
項記載の装置。 １８、該制御モジュールは充填されるべき容器中の氷の
多数の可能な許容し得るレベルの１つを選ぶための複数
のセレクタスイッチも含む特許請求の範囲第１７項記載
の装置。 １９、該送信機及び該受信機の両方共クリスタルであり
、そして該変換器組立体はプラスチックハウジングを含
み、該クリスタルの各々は非鉄金属管の内側に且つ非鉄
金属管から間隔を置いて位置づけられており、該ハウジ
ング及び管の内側の容積はポリウレタンフォームで充填
されている特許請求の範囲第１４項記載の装置。 ２０、それぞれのクリスタルを空気にカップリングさせ
るため及びそれぞれのクリスタルをレンズ化するための
該クリスタルの各々の下部表面に付着したプラスチック
レンズを含み、該レンズは該変換器組立体の底部表面に
位置づけられている特許請求の範囲第１９項記載の装置
。 ２１、該制御回路手段はマイクロコンピュータを含む特
許請求の範囲第２項記載の装置。 ２２、該制御回路手段はマイクロコンピュータを含む特
許請求の範囲第１項記載の装置。 ２３、該制御回路手段は、該表面、該表面に置かれた容
器のリップ及び該容器の底部の１つ又は該容器中の氷の
レベルを検出するための手段を含む特許請求の範囲第１
項記載の装置。 ２４、該制御回路手段は、該表面に位置づけられた容器
の充填を開始する前に容器リップ並びに該表面の少なく
とも０．１インチ上に位置づけられそして該リップの少
なくとも０．２５インチ下にも位置づけられた第２の表
面を検出するための手段を含む特許請求の範囲第２３項
記載の装置。 ２５、該制御回路手段は、２つの信号が受信されそして
５パルスの組から０．１インチ内にあるときのみ容器の
リップの存在を示す容器リップ信号を発生するための論
理回路手段を含む特許請求の範囲第２４項記載の装置。 ２６、該論理回路手段は、約１６ミリセカンド離れてお
りそして０．２インチ以内に相当する５つの引き続く容
器リップ信号が検出されたときにのみ安定なリップ距離
信号を発生するための手段も含む特許請求の範囲第２５
項記載の装置。 ２７、該論理回路手段は、該安定なリップ距離信号が受
信された後、もし該表面の０．１インチより多く上にあ
りそして該リップの０．２５インチより多く下にある追
加の表面が検出されるならば氷レベル信号を発生するた
めの手段を含む特許請求の範囲第２６項記載の装置。 ２８、該制御回路手段は、容器内の測定された氷レベル
を所定の許容し得る氷の高さと比較し、次いでもし測定
された氷の高さが所定の許容し得る氷の高さより小さい
ならば容器を充填するよううに進行させるための手段を
含む特許請求の範囲第２７項記載の装置。 ２９、該制御回路手段は、初期充填サイクルであつてそ
の期間中飲料は計算された期間の時間容器に分配されて
容器を部分的に充填して容器を安定化させそして容器の
振動を減じるところの初期充填サイクルを含むノズルの
複数のオン−オフサイクルを使用して容器を充填するた
めの手段を含み、該初期充填サイクル期間中上昇する液
体レベルは超音波エネルギーによつては監視されない特
許請求の範囲第２８項記載の装置。 ３０、該制御回路手段は約２００ＫＨｚ乃至約４５０Ｋ
Ｈｚの範囲の周波数で該送信機及び該受信機を動作する
ための手段を含む特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３１、該制御回路手段は約４００ＫＨｚにおいて該送信
機及び該受信機を操作するための手段を含む特許請求の
範囲第３０項記載の装置。 ３２、該制御回路手段は反射された超音波エネルギー波
の立ち上がり縁（ｌｅａｄｉｎｇ ｅｄｇｅ）を検出す
るための手段を含む特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３３、上昇する液体レベルを検出しながら容器リップを
マスクするため手段を含む特許請求の範囲第１項記載の
装置。 ３４、該マスク手段は利得を減じるための手段を含む特
許請求の範囲第３３項記載の装置。 ３５、該制御回路手段は、液体レベルから反射された超
音波エネルギーが監視されるところの次の充填サイクル
に進む前に、容器を部分的に充填して容器を安定化させ
そしてその振動を減じるように時間充填サイクル（ｔｉ
ｍｅｄ ｆｉｌｌ ｃｙｃｌｅ）で容器の充填を開始す
るための手段を含む特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３６、該制御回路手段は、容器リップを検出するとき高
い利得を使用するための手段を含み、そして液体レベル
を検出するとき利得を減少させるための手段を含み、そ
して充填期間中上昇する液体レベルをリップ位置と比較
し、液体レベルが容器リップからの所定の距離に達する
と充填を終了させるための手段を含む特許請求の範囲第
１項記載の装置。 ３７、該制御回路手段は、容器に対する最大充填時間を
決定するための手段と、充填時間を測定するための手段
と、該測定された充填時間を該最大充填時間と比較しそ
して測定された時間が該最大より大きいならば充填を終
了させるための手段を含む、特許請求の範囲第１項記載
の装置。 ３８、容器リップの上のいかなる表面の存在も検出し、
そしてもしかかる表面が検出されるならば容器の充填を
終了させるための手段を含む特許請求の範囲第１項記載
の装置。 ３９、該制御回路手段は、容器の充填期間中該表面を検
出するため及びもし該表面が検出されるならば充填を終
了させるための手段を含む特許請求の範囲第３８項記載
の装置。 ４０、送信されたビームの所望の形状を規定するのを助
けるための該送信機を少なくとも部分的に取囲んでいる
超音波エネルギー吸収壁手段を含む特許請求の範囲第１
項記載の装置。 ４１、該送信機と該受信機との間に位置づけられた超音
波エネルギー吸収壁手段を含む特許請求の範囲第１項記
載の装置。 ４２、該制御回路手段は該送信機を操作するためのＡ、
Ｃ、電源の特定の半サイクルを選ぶための手段を含む特
許請求の範囲第１項記載の装置。 ４３、容器に飲料を自動的に充填するための装置であつ
て、 （ａ）飲料分配ノズルの下に位置づけられた容器支持表
面に向けて下に超音波エネルギーを送信するため及び該
表面の方向から戻し反射された超音波エネルギーを受信
しそして対応する信号を発生するための超音波エネルギ
ー変換器手段と、（ｂ）前記発生した信号を使用して該
表面に且つ該ノズルの下に置かれた容器の存在を検出す
るための制御回路手段とを具備し、 （ｃ）該制御回路手段は該表面の容器を該ノズルからの
飲料で充填するのを制御するための手段を含み、 （ｄ）該変換器手段は少なくとも１つのクリスタルを含
み、該クリスタルには該クリスタルを空気にカップリン
グさせるため及び該クリスタルをレンズ化するためのプ
ラスチックレンズがその底部表面に取付けられているこ
とを特徴とする装置。 ４４、容器に飲料を自動的に充填するための装置であつ
て、 （ａ）飲料分配ノズルの下に位置づけられた容器支持表
面に向けて下に超音波エネルギーを送信するため及び該
表面の方向から戻し反射された超音波エネルギーを受信
しそして対応する信号を発生するための超音波エネルギ
ー変換器手段と、（ｂ）前記発生した信号を使用して該
表面に且つ該ノズルの下に置かれた容器の存在を検出す
るための制御回路手段とを具備し、 （ｃ）該制御回路手段は該表面の容器を該ノズルからの
飲料で充填するのを制御するための手段を含み、 （ｄ）該制御回路手段は、該カップにおける実際の氷の
高さを該カップに対する所定の許容し得る氷の高さと比
較し、次いで該実際の氷の高さが該許容し得る氷の高さ
より小さい場合にのみ該カップを充填するように進行さ
せるための手段を含むことを特徴とする装置。 ４５、容器に飲料を自動的に充填するための装置であつ
て、 （ａ）飲料分配ノズルの下に位置づけられた容器支持表
面に向けて下に超音波エネルギーを送信するため及び該
表面の方向から戻し反射された超音波エネルギーを受信
しそして対応する信号を発生するための超音波エネルギ
ー変換器手段と、（ｂ）前記発生した信号を使用して該
表面に且つかかるノズルの下に置かれた容器の存在を検
出するための制御回路手段とを具備し、 （ｃ）該制御回路手段は該表面の容器を該ノズクからの
飲料で充填するのを制御するための手段を含み、 （ｄ）該制御回路手段は、該表面に置かれた容器のリッ
プを検出しようと試みながら全利得（ｆｕｌｌ ｇａｉ
ｎ）を使用するため及び充填期間中上昇する液体レベル
を監視しながら該利得を減少させるための手段を含むこ
とを特徴とする装置。 ４６、容器に飲料を自動的に充填するための装置であつ
て、 （ａ）飲料分配ノズルの下に位置づけられた容器支持表
面に向けて下に超音波エネルギーを送信するため及び該
表面の方向から戻し反射された超音波エネルギーを受信
しそして対応する信号を発生するための超音波エネルギ
ー変換器手段と、（ｂ）前記発生した信号を使用して該
表面に且つかかるノズルの下に置かれた容器の存在を検
出するための制御回路手段とを具備し、 （ｃ）該制御回路手段は該表面の容器を該ノズルからの
飲料で充填するのを制御するための手段を含み、 （ｄ）該制御回路手段は、充填時間を測定しそして該測
定された時間を充填されるべき容器の高さを有する容器
に対する最大時間と比較し、測定された時間が該最大時
間を越えると充填工程を終了させるための手段を含むこ
とを特徴とする装置。 ４７、容器に飲料を自動的に充填するための装置であつ
て、 （ａ）飲料分配ノズルの下に位置づけられた容器支持表
面に向けて下に超音波エネルギーを送信するため及び該
表面の方向から戻し反射された超音波エネルギーを受信
しそして対応する信号を発生するための超音波エネルギ
ー変換器手段と、（ｂ）前記発生した信号を使用して該
表面に且つかかるノズルの下に置かれた容器の存在を検
出するための制御回路手段とを具備し、 （ｃ）該制御回路手段は該表面の容器を該ノズルからの
飲料で充填するのを制御するための手段を含み、 （ｄ）該制御回路手段は、上昇する液体レベルを超音波
エネルギーで監視しながら該容器の充填を完了するのに
先立ち、計算された時間の期間にわたり初期充填期間の
間該容器を充填して該容器を安定化させるための手段を
含むことを特徴とする装置。 ４８、容器に飲料を自動的に充填するための装置であつ
て、 （ａ）飲料分配ノズルの下に位置づけられた容器支持表
面に向けて下に超音波エネルギーを送信するため及び該
表面の方向から戻し反射された超音波エネルギーを受信
しそして対応する信号を発生するための超音波エネルギ
ー変換器手段と、（ｂ）前記発生した信号を使用して該
表面に且つかかるノズルの下に置かれた容器の存在を検
出するための制御回路手段とを具備し、 （ｃ）該制御回路手段は該表面の容器を該ノズルからの
飲料で充填するのを制御するための手段を含み、 （ｄ）該制御回路手段は、表面が該容器のリップより上
に存在しているかどうかを決定し、そしてかかる表面が
充填期間検出されるならば充填を終了させるための手段
を含むことを特徴とする装置。 ４９、容器に飲料を自動的に充填するための装置であつ
て、 （ａ）隣接した飲料分配弁組立体の対を具備し、その各
々は、 （１）飲料分配ノズルの下に位置した容器支持表面に向
けて下方に超音波エネルギーを 送信するための超音波エネルギー送信機と、（２）該送
信機とは別の、そして該送信機から間隔を置いて配置さ
れ、該表面の方向か ら戻し反射された超音波エネルギーを受信 するように位置付けられており、そして対 応する信号を発生するための超音波エネル ギー受信機と、 （３）該発生した信号を使用して該表面に且つ該ノズル
の下に置かれた容器の存在を検 出するための制御回路手段とを備え、 （４）該制御回路手段は該ノズルからの飲料で該容器を
充填することを制御するための 手段を含み、 更に該装置は、 （ｂ）該隣接した弁組立体の動作を交流電源の異なつた
半サイクル（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｈａｌｆ ｃｙｃｌ
ｅｓ）に同期させることにより該隣接した弁組立体を時
間において隔てて動作させるための手段を具備すること
を特徴とする装置。 ５０、容器を飲料で自動的に充填する装置であつて、 （ａ）隣接した飲料分配弁組立体の対を具備し、その各
は、 （１）飲料分配ノズルの下に位置づけられた容器支持表
面に向けて下に超音波エネルギ ーを送信するため及び該表面の方向から戻 し反射された超音波エネルギーを受信しそ して対応する信号を発生するための超音波 エネルギー変換手段と、 （２）前記発生した信号を使用して該表面に且つ該ノズ
ルの下に置かれた容器の存在を 検出するための制御回路手段とを備え、 （３）該制御回路手段は該表面の容器を該ノズルからの
飲料で充填するのを制御するた めの手段を含み、 （４）該変換器手段は少なくとも１つのクリスタルを含
み、該クリスタルには該クリス タルを空気にカップリングさせるため及び 該クリスタルをレンズ化するためのプラス チックレンズがその底部表面に取り付けら れており、 更に該装置は、 （ｂ）該隣接した弁組立体の動作を交流電源の異なつた
半サイクルと同期させることにより該隣接した弁組立体
を時間において隔てて動作させてそれらの間の干渉を防
止するための手段を具備することを特徴とする装置。 ５１、容器を飲料で自動的に充填する方法であつて、 （ａ）超音送信機から飲料分配ノズルの下に位置づけら
れた容器支持表面に向けて下に超音波エネルギーを送信
することと、 （ｂ）該表面の方向から戻し反射された超音波エネルギ
ーを該送信機とは別の且つ該送信機から間隔を置いて配
置された超音波受信機によつて受信しそして前記対応す
る信号を発生させることと、（ｃ）該表面に且つ該ノズ
ルの下に置かれたときの容器の存在を検出することと、 （ｄ）該ノズルからの飲料による該容器の充填を制御す
ることを含むことを特徴とする方法。 ５２、該送信機及び該受信機がクリスタルであり、そし
て約２００ＫＨｚ乃至４５０ＫＨｚの範囲の周波数で該
クリスタルを動作させる工程を含む特許請求の範囲第５
１項記載の方法。 ５３、約４００ＫＨｚで該クリスタルを動作させる工程
を含む特許請求の範囲第５２項記載の方法。 ５４、該送信機及び受信機クリスタルの各々の底部表面
にプラスチックレンズを取付けることによつて該クリス
タルの各々を空気にカップリングさせそして該クリスタ
ルの各々をレンズ化する工程を含む特許請求の範囲第５
３項記載の方法。 ５５、該送信機から約１２インチの距離において約３／
４インチの幅及び約２（１／２）インチの長さを有しそ
して長方形のフットプリント（ｆｏｏｔ−ｐｒｉｎｔ）
を有する成形されたビームを該送信機から生成させる工
程を含む特許請求の範囲第５４項記載の方法。 ５６、該送信機レンズにより生成された形状と同様な形
状を有するビームを受信するように該受信機クリスタル
レンズに形状を与える工程を含む特許請求の範囲第５５
項記載の方法。 ５７、該送信機クリスタル及び該受信機クリスタルを単
一の変換器組立体において並べて位置づける工程を含む
特許請求の範囲第５６項記載の方法。 ５８、該ノズルが飲料分配器弁組立体の一部であり、そ
して該ノズルに隣接して該弁組立体の底部表面に該変換
器組立体を取り付ける工程を含む特許請求の範囲第５７
項記載の方法。 ５９、マイクロコンピュータを有する制御回路手段を含
む制御モジュールを該弁組立体に取付けそして該送信機
及び受信機クリスタル を該制御モジュールにおける該制御回路に電気的に接続
する工程を含む特許請求の範囲第５８項記載の方法。 ６０、該制御モジュールを該弁組立体のフロントに位置
づけそして該制御モジュールに該制御回路の自動動作に
打ち勝つための手動押しボタンを備え付けることと、該
ノズルの下に且つ該容器支持表面に置かれた容器が多す
ぎる氷を有しているとき操作者に指示するための指示灯
を該制御モジュールの前表面に設けることを含む特許請
求の範囲第５９項記載の方法。 ６１、それぞれ発泡する飲料と発泡しない飲料に対して
使用するための泡状態と非泡状態との間で動くための泡
スイッチを該制御モジュール内に設ける工程と、分配さ
れるべき飲料に従つて該泡状位置と非泡状位置のその１
つに泡スイッチを切替える工程を含む特許請求の範囲第
５９項記載の方法。 ６２、該飲料で充填されるべき容器内の許容し得る氷レ
ベルをセットするための複数の位置を有するスイッチを
該制御モジュールに設けることと、許容し得る氷レベル
に該スイッチをセットする工程を含む特許請求の範囲第
５９項記載の方法。 ６３、該制御モジュールにマイクロコンピュータを設け
る工程を含む特許請求の範囲第５９項記載の方法。 ６４、該受信機工程が反射された超音波エネルギー波の
立ち上がり縁を検出することを含む特許請求の範囲第５
２項記載の方法。 ６５、該ノズルからの飲料で該容器を充填するのを制御
する工程が該容器内の上昇する液体レベルを監視しなが
ら容器リップをマスクする工程を含む特許請求の範囲第
５２項記載の方法。 ６６、該容器の充填を制御する該工程が、計算された時
間の期間にわたり該容器に流体を始めに分配して、カッ
プを安定化しそして充填期間中カップの振動を減少させ
るのに十分なレベルに該カップリングを充填する工程を
含む特許請求の範囲第５２項記載の方法。 ６７、該容器の充填を制御する工程が、容器のリップを
検出している間は高い利得を使用し、次いで上昇する液
体レベルを検出する間は利得を減少させる工程を含む特
許請求の範囲第５２項記載の方法。 ６８、該容器の充填を制御する工程が、該表面に存在す
ることが決定された寸法のカップを充填するのに要する
最大時間を計算し、容器の充填時間を測定し、そして該
充填時間を該最大時間と比較しそして該充填時間が該最
大時間を越えるならば充填を終了させる工程を含む特許
請求の範囲第５２項記載の方法。 ６９、該容器の充填を制御する工程が該容器リップより
上の表面を捜しそしてかかる表面が存在することが決定
されるならば充填を終了させる工程を特許請求の範囲第
５２項記載の方法。 ７０、該容器の充填を制御する該工程が、容器中の氷の
高さを決定し、該氷の高さを該容器に対して許容し得る
氷の高さと比較し、そして決定された氷の高さが該許容
し得る氷の高さより小さい場合のみ該容器を充填するよ
うに進める工程を含む特許請求の範囲第５２項記載の方
法。 ７１、決定された氷の高さが該許容し得る氷の高さより
大きい場合には、容器が多過ぎる氷を有していることを
操作者に知らせる指示灯を付勢する工程を含む特許請求
の範囲第７０項記載の方法。 ７２、該容器の存在を検出する工程が、初期化ルーチン
及びカップ検出ルーチンを含む２つの主ルーチンを含み
、該容器の充填を制御する該工程が充填ルーチン及びカ
ップ除去ルーチンの２つの主ルーチンを含む特許請求の
範囲第５２項記載の方法。 ７３、該初期化ルーチンが、すべてのＲＡＭｓをクリア
し、パワーが安定化するように１秒間待ち、別のルーチ
ンを使用して最大利得及び窓なしで７インチと１３イン
チの間のエコー距離を捜し、この範囲内でエコーが検出
されなければ操作者に指示灯を点滅させ、この範囲内に
エコーが検出されれば該距離を容器支持表面距離として
該ＲＡＭに記憶させ、そしてカップ検出ルーチンを続け
る工程を含む特許請求の範囲第７２項記載の方法。 ７４、該カップ検出ルーチンは、容器支持面より上に３
インチより大きい安定な容器リップ距離を確立し、容器
支持表面より上に０．１インチより大きく、容器リップ
より下に０．２５インチより大きいカップ底部又は氷レ
ベルを確立し、該氷又は底部高さを計算しそしてこの計
算された高さを実際の氷の高さとして記憶させ、該リッ
プ距離及び該容器支持表面からカップ高さを計算し、許
容し得る氷の高さを計算し、該許容し得る氷の高さを実
際の氷の高さと比較し、そして実際の氷の高さが該許容
し得る氷の高さより小さければ充填ルーチンに進む工程
を含む特許請求の範囲第７３項記載の方法。 ７５、該充填ルーチンは、充填動作を最大３オン−オフ
サイクルに限定し、始めの２つのオン−サイクルの後次
のサイクルを開始する前に泡がおさまるのを待ち、次い
で泡がおさまりそして容器が満杯から７／２０インチ以
内になつた後カップ除去ルーチンを開始する工程を含む
特許請求の範囲第７４項記載の方法。 ７６、カップ除去ルーチンは、充填インディケータをオ
フにし、充填工程を終了させ、充填が終了したことを操
作者に知らせる指示灯を付勢し、容器支持表面の０．２
５インチ以内のエコー離を待ち、この距離が受信される
と、新らしいカップ支持表面距離を記憶し、そして容器
を除してもよいことを操作者に知らせる指示灯をオフに
し、カップ検出ルーチンを再び開始する工程を含む特許
請求の範囲第７５項記載の方法。 ７７、容器の存在を検出する工程及び該容器の充填を制
御する工程が、各々約２５マイクロセカンドの長さを有
しそして約４００ＫＨｚで２マイクロセカンド間隔を置
いた一連の５つのパルスを送信し、該５つの送信から受
信したエコー距離をＲＡＭに記憶しそして０．１インチ
以内で相互に関連する２つのサンプルが存在するかしな
いかを決定する工程を含む特許請求の範囲第５２項記載
の方法。 ７８、容器の充填を制御する該工程がリップ距離＋０．
２５インチより近いエコーを無視してリップをマスクし
、そして容器の内側で上昇する液体レベルを検査するの
により高い利得が使用されることを許容する工程を含む
特許請求の範囲第５２項記載の方法。 ７９、容器の存在を検出する該工程が、容器リップがノ
ズルの下に存在しているかどうかを決定し、次いで容器
リップと容器支持表面との間に第２表面が存在するかど
うかを決定し、もし存在するならば該容器を充填するこ
とを進行させる工程を含む特許請求の範囲第５２項記載
の方法。 ８０、容器の充填を制御する該工程が、容器がカップ振
動を最小にするのに十分な重量を得ることを許容するよ
うにカップ高さに釣合つた 期間該容器を飲料で始めに充填し、次いで液体レベルを
監視すると共に容器リップをマスクしながら容器の充填
を続け、液体レベルが該リップの０．５インチ以内であ
るとき充填を終了させ、次いで約５秒間休止して泡を該
カップリップの下０．２５インに落着かせ、次いでもし
液体レベルが容器リップ７／２０インチ以内にないなら
ば再び充填を開始することによつて充填を仕上げる（ｔ
ｏｐ ｏｆｆ）工程を含む特許請求の範囲第７９項記載
の方法。 ８１、交流電源の選ばれた半サイクルで該制御工程を動
作させることを含む特許請求の範囲第５２項記載の方法
。 ８２、超音波エネルギーの送信されたビームの形状を複
数の超音波エネルギー吸収壁で少なくとも部分的に規定
することを含む特許請求の範囲第５１項記載の方法。 ８３、超音波エネルギーが該送信機から該受信機に直接
行くのを阻止することを含む特許請求の範囲第５１項記
載の方法。 ８４、交流電源の選ばれた半サイクルで該送信工程を動
作させることを含む特許請求の範囲第５１項記載の方法
。 ８５、容器を飲料で自動的に充填する方法であつて、 （ａ）超音波送信機から飲料分配ノズルの下に位置づけ
られた容器支持表面に向けて下に超音波エネルギーを送
信し、そして該表面の方向から戻し反射された超音波エ
ネルギーを超音波受信機により受信しそして対応する信
号を発生させることと、 （ｂ）該表面に且つ該ノズルの下に置かれた容器の存在
を該信号から検出することと、 （ｃ）該ノズルからの飲料による該容器の充填を制御す
ることと、 （ｄ）該送信機及び受信機の少なくとも１つに対してク
リスタルを使用しそして該クリスタルの底部表面にプラ
スチックレンズを取付けて該クリスタルを空気にカップ
リングさせそして該クリスタルをレンズ化する工程を含
むことを特徴とする方法。 ８６、容器を飲料で自動的に充填する方法であつて、 （ａ）超音波送信機から飲料分配ノズルの下に位置づけ
られた容器支持表面に向けて下に超音波エネルギーを送
信し、そして該表面の方向から戻し反射された超音波エ
ネルギーを超音波受信機により受信しそして対応する信
号を発生させることと、 （ｂ）該表面に且つ該ノズルの下に置かれた容器の存在
を該信号から検出することと、 （ｃ）該ノズルからの飲料による該容器の充填を制御す
ることと、 （ｄ）かかる表面に置かれた容器中の氷の高さを決定し
そして該氷の高さをその容器の高さに対して許容し得る
氷の高さと比較し、そして該決定された氷の高さが該許
容し得る氷の高さより小さい場合にのみ該容器を充填す
ることを進行させることを含むことを特徴とする方法。 ８７、容器を飲料で自動的に充填する方法であつて、 （ａ）超音波送信機から飲料分配ノズルの下に位置づけ
られた容器支持表面に向けて下に超音波エネルギーを送
信し、そして該表面の方向から戻し反射された超音波エ
ネルギーを超音波受信機により受信しそして対応する信
号を発生させることと、 （ｂ）該表面に且つ該ノズルの下に置かれた容器の存在
を該信号から検出することと、 （ｃ）該ノズルからの飲料による該容器の充填を制御す
る工程を含み、 （ｄ）容器の存在を検出しそして容器の充填を制御する
工程が、容器リップの存在を検出する工程期間中は高い
利得を使用しそして上昇する液体レベルを検出して該容
器リップをマスクする工程期間中は低い利得を使用する
工程を含むことを特徴とする方法。 ８８、容器を飲料で自動的に充填する方法であつて、 （ａ）超音波送信機から飲料分配ノズルの下に位置づけ
られた容器支持表面に向けて下に超音波エネルギーを送
信し、そして該表面の方向から戻し反射された超音波エ
ネルギーを超音波受信機により受信しそして対応する信
号を発生させることと、 （ｂ）該表面に且つ該ノズルの下に置かれた容器の存在
を検出することと、 （ｃ）該ノズルからの飲料による該容器の充填を制御す
る工程を含み、 （ｄ）容器の充填を制御する工程が、容器を充填するた
めの最大時間の期間を計算し、充填時間を測定し、充填
時間が該最大時間を越えれば充填を終了させる工程を含
むことを特徴とする方法。 ８９、容器を飲料で自動的に充填する方法であつて、 （ａ）超音波送信機から飲料分配ノズルの下に位置づけ
られた容器支持表面に向けて下に超音波エネルギーを送
信し、そして該表面の方向から戻し反射された超音波エ
ネルギーを超音波受信機により受信しそして対応する信
号を発生させること、（ｂ）該表面に且つ該ノズルの下
に置かれた容器の存在を検出することと、 （ｃ）該ノズルからの飲料による該容器の充填を制御す
る工程を含み、 （ｄ）該容器の充填を制御する該工程が、時間充填サイ
クルにより該容器の充填を開始して、上昇する液体高さ
を超音波エネルギーで監視する前に該容器を安定させる
工程を含むことを特徴とする方法。 ９０、容器を飲料で自動的に充填する方法であつて、 （ａ）超音波送信機から飲料分配ノズルの下に位置づけ
られた容器支持表面に向けて下に超音波エネルギーを送
信し、そして該表面の方向から戻し反射された超音波エ
ネルギーを超音波受信機により受信しそして対応する信
号を発生させることと、 （ｂ）該表面に且つ該ノズルの下に置かれた容器の存在
を該信号から検出することと、 （ｃ）該ノズルからの飲料による該容器の充填を制御す
る工程を含み、 （ｄ）該容器の充填を制御する該工程が、容器リップの
表面より上の表面を検出しようと試み、かかる表面が存
在することが決定されれば充填を終了させる工程を含む
ことを特徴とする方法。 ９１、容器を飲料で自動的に充填する方法であつて、 （ａ）超音波送信機から飲料分配ノズルの下に位置づけ
られた容器支持表面に向けて下に超音波エネルギーを送
信し、そして該表面の方向から戻し反射された超音波エ
ネルギーを超音波受信機により受信しそして対応する信
号を発生させることと、 （ｂ）該表面に且つ該ノズルの下に置かれた容器の存在
を検出することと、 （ｃ）該ノズルから飲料による該容器の充填を制御する
工程を含み、 （ｄ）該容器の充填を制御する該工程は、該受信機から
発生した信号により上昇する液体レベルを監視する工程
を含み、そして該容器リップの約０．２５インチ以内に
ある戻し受信された（ｒｅｃｅｉ−ｖｅｄ ｂａｃｋ）
エコーを無視する工程を含むことを特徴とする方法。 ９２、飲料容器を自動的に充填する方法であつて、 （ａ）（１）各弁組立体の超音波送信機から各弁組立体
の飲料分配ノズルの下に位置づけら れた容器支持表面に向けて各弁組立体から 下方に超音波エネルギーを送信し、 （２）該送信機とは別々の該送信機から間 隔を置いて配置された各弁組立体上の超音 波受信機により該表面の方向から戻し反射 された超音波エネルギーを受信し、そして 対応する信号を発生し、 （３）該表面に且つ該ノズルの下に置かれ ているときの容器の存在を検出し、そして （４）該ノズルからの飲料による該容器の 充填を制御することにより、 隣接した弁組立体の対の各々を動作させることと、（ｂ
）該隣接した弁組立体の動作を交流電源の異なつた半サ
イクルに同期させることにより該隣接した弁組立体を時
間において別々に動作させて、それらの間の干渉を防止
する工程を含むことを特徴とする方法。 ９３、飲料容器を自動的に充填する方法であつて、 （ａ）（１）各弁組立体の超音波送信機から各弁組立体
の飲料分配ノズルの下に位置づけら れた容器支持表面に向けて下方に超音波エ ネルギーを送信し、そして該表面の方向か ら戻し反射された超音波エネルギーを各弁 組立体上の超音波受信機により受信し、そ して対応する信号を発生し、 （２）該表面に且つ該ノズルの下に置かれ た容器の存在を該信号から検出し、そして （３）該ノズルからの飲料による該容器の 充填を制御し、 （４）該送信機及び受信機の少なくとも１ つに対してクリスタルを使用し、そして該 クリスタルの底部表面にプラスチックレン ズを取付けて該クリスタルを空気にカップ リングさせ且つ該クリスタルをレンズ化す ることにより、 隣接した弁組立体の対の各々を動作させること、及び （ｂ）該隣接した弁組立体の動作を交流電源の異なつた
半サイクルに同期させることにより該隣接した弁組立体
を動作させてそれらの間の干渉を防止する工程を含むこ
とを特徴とする方法。 ９４、飲料による容器の自動的充填において使用するた
めの変換器組立体であつて、 （ａ）ハウジングと、 （ｂ）その下部表面に接続された第１レンズを有する送
信機クリスタルと （ｃ）その下部表面に接続された第２レンズを有する別
の受信機クリスタルとを具備し、 （ｄ）該送信機クリスタル及び第１レンズは第１非鉄金
属管内に位置づけられているが第１非鉄金属管に接触し
ていないことと、 （ｅ）該受信機クリスタル及び第２レンズは第２非鉄金
属管内に位置づけられているが第２非鉄金属管に接触し
ていないことと、 （ｆ）該第１及び第２金属管は該ハウジング内に位置づ
けられていることと、 （ｇ）ポリウレタンフォームが該ハウジング内及び該管
内の残りの空間を実質的に充填しており、そして該管及
び該クリスタルをその中の所定の位置に保持しているこ
とを含むことを特徴とする変換器組立体。 ９５、該組立体の頂部から該フォームを出て延びている
第１及び第２の電気的ワイヤを含み、該第１ワイヤは各
々が該送信機クリスタルの両側表面の金属メッキに接続
されている第１リード及び第２リードと、該第１金属管
に接続された第３リードを含み、該第２ワイヤは、各々
が該受信機クリスタルの両側表面の金属メッキに接続さ
れている第１リード及び第２リードと、該第２管に接続
された第３ワイヤを含む特許請求の範囲第９４項記載の
組立体。 ９６、該レンズは約３／４インチ幅及び約２（１／２）
インチ長さである１２インチにおけるフットプリントを
有するビームを生成するような形状である特許請求の範
囲第９４項記載の組立体。 ９７、該クリスタルはＰＺＴ−４又はＰＺＴ−５ａの１
つからつくられたセラミッククリスタルであり、そして
該レンズはＡＢＳ又はアクリルプラスチックの１つから
つくられている特許請求の範囲第９４項記載の組立体。 ９８、該レンズの各々は該クリスタルのそれぞれの１つ
に接着されている特許請求の範囲第９７項記載の組立体
。 ９９、該クリスタル及びレンズは直径約１／２インチの
円形ディスクである特許請求の範囲第９４項記載の組立
体。 １００、該送信機クリスタルの下に下方に延びている超
音波エネルギー吸収壁を含んでおり、該壁は該壁に向け
て送信された超音波エネルギーを吸収するようになつて
いる特許請求の範囲第９４項記載の組立体。 １０１、該クリスタルの各々は該フォームの下部表面に
おけるキャビティーにおいて凹所に置かれている特許請
求の範囲第９４項記載の組立体。Claims: 1. An apparatus for automatically filling a container with a beverage, comprising: (a) transmitting ultrasonic energy downwardly toward a container support surface located below a beverage dispensing nozzle; (b) separate from and spaced from the transmitter and positioned to receive ultrasound energy reflected back from the direction of the surface; , and an ultrasonic energy receiver for generating a corresponding signal; (c) a control circuit for using the generated signal to detect the presence of a container placed on the surface and below the nozzle. (d) the control circuit means includes means for controlling filling of the container with beverage from the nozzle. 2. The apparatus of claim 1, wherein said transmitter and said receiver are crystals. 3. The control circuit means has a frequency of about 200KHz to 450KHz.
3. Apparatus according to claim 2, including means for operating the crystal at a frequency in the range of . 4. The apparatus of claim 3, wherein said control circuit means includes means for operating said crystal at about 400 KHz. 5. Apparatus according to claim 2, including a lens connected to the bottom surface of the crystal for coupling the crystal to air and for lensizing the crystal. 6. The device of claim 5, wherein said lenses are plastic and are attached to their respective crystals by adhesive. 7. Each crystal is disk-shaped and about 1/
7. The device of claim 6 having a diameter of 2 inches and a thickness of about 0.2 inches. 8. The lenses on the transmitter and receiver are approximately 3/4 inch wide at 12 inches from the lens and 2 (1/2 inch) wide.
2) Apparatus according to claim 7, each configured to generate or receive fan-shaped beams having a length dimension of inches. 9. The apparatus of claim 8, wherein each lens is disc-shaped and has a diameter of about 1/2 inch and a thickness of about 0.08 inch. 10. The device of claim 2, wherein the crystal is a ceramic crystal made from PZT-4 or PZT-5a material. 11, a lens connected to the bottom surface of each of the crystals for coupling the respective crystal to air and for lensizing the respective crystal, each lens being made of acrylic, ABS, polystyrene, and 11. The device of claim 10, wherein the device is made of a plastic material selected from the group consisting of polycarbonate. 12. The apparatus of claim 2, wherein both the transmitter and the receiver are included in a single transducer assembly. 13. The apparatus of claim 12, wherein the nozzle is connected to a beverage dispenser valve assembly and the housing is attached to the valve assembly adjacent the nozzle. 14. The apparatus of claim 13, wherein said control circuit means is contained within a control module attached to said valve assembly. 15. The apparatus of claim 14, wherein the control module is mounted on the front surface of the assembly and includes a manual button and a plurality of indicator lights on the front surface thereof. 16. The apparatus of claim 15, wherein said control circuit means includes means for overriding automatic operation of said control circuit means when said manual button is actuated. 17. The control module includes a switch that is manually movable between a first foaming position and a second non-foaming position depending on whether the beverage is foamed or non-foamed, and the control circuit. Claim 14 including means for inputting information regarding the position of the switch into the control circuitry of the means.
Apparatus described in section. 18. The apparatus of claim 17, wherein the control module also includes a plurality of selector switches for selecting one of a number of possible acceptable levels of ice in the container to be filled. 19. both the transmitter and the receiver are crystals, and the transducer assembly includes a plastic housing, each crystal positioned within and spaced apart from a non-ferrous metal tube; 15. The device of claim 14, wherein the housing and tube have an inner volume filled with polyurethane foam. 20, including a plastic lens attached to the bottom surface of each of the crystals for coupling each crystal to air and for lensing the respective crystal, the lens being positioned on the bottom surface of the transducer assembly; 20. The apparatus of claim 19. 21. The apparatus of claim 2, wherein said control circuit means includes a microcomputer. 22. The apparatus of claim 1, wherein said control circuit means includes a microcomputer. 23. The control circuit means includes means for detecting the level of ice in one of the surface, the lip of the container placed on the surface, and the bottom of the container or in the container.
Apparatus described in section. 24. The control circuit means is positioned at least 0.1 inch above the container lip and also at least 0.25 inch below the lip before initiating the filling of the container positioned at the surface. 24. Apparatus as claimed in claim 23, including means for detecting the second surface. No. 25, the control circuit means includes logic circuit means for generating a container lip signal indicating the presence of a container lip only when two signals are received and within 0.1 inch of a set of five pulses. Apparatus according to claim 24. 26. The logic circuit means also includes means for generating a stable lip distance signal only when five consecutive container lip signals are detected that are approximately 16 milliseconds apart and within 0.2 inches. Claim 25
Apparatus described in section. 27. The logic circuit means determines, after the stable lip distance signal is received, if an additional surface is more than 0.1 inches above the surface and more than 0.25 inches below the lip. 27. The apparatus of claim 26, including means for generating an ice level signal if detected. 28. The control circuit means compares the measured ice level in the container with a predetermined allowable ice height and then if the measured ice height is less than the predetermined allowable ice height. 28. The apparatus of claim 27, including means for advancing the filling of the container. 29. The control circuit means controls the initial filling cycle during which beverage is dispensed into the container for a calculated period of time to partially fill the container, stabilize the container, and reduce container vibration. Claims comprising means for filling the container using multiple on-off cycles of the nozzle, including an initial fill cycle of , wherein the rising liquid level during the initial fill cycle is not monitored by ultrasonic energy. 29. The device according to item 28. 30. The control circuit means has a frequency of about 200KHz to about 450K.
Apparatus according to claim 1, including means for operating the transmitter and the receiver at frequencies in the range of Hz. 31. The apparatus of claim 30, wherein said control circuit means includes means for operating said transmitter and said receiver at about 400 KHz. 32. The apparatus of claim 1, wherein said control circuit means includes means for detecting a leading edge of a reflected ultrasound energy wave. 33. The apparatus of claim 1, including means for masking the container lip while detecting a rising liquid level. 34. The apparatus of claim 33, wherein said masking means includes means for reducing gain. 35. The control circuit means partially fills the container to stabilize the container and reduce its vibrations before proceeding to the next filling cycle where ultrasonic energy reflected from the liquid level is monitored. Time filling cycle (ti
2. The apparatus of claim 1, including means for initiating filling of the container during a med fill cycle. 36, the control circuit means includes means for using high gain when detecting a container lip and includes means for reducing gain when detecting liquid level and increasing liquid level during a fill period. 2. The apparatus of claim 1, including means for comparing the liquid level with the lip position and terminating the filling when the liquid level reaches a predetermined distance from the container lip. 37. The control circuit means includes means for determining a maximum fill time for the container, means for measuring the fill time, comparing the measured fill time with the maximum fill time and determining the measured time. 2. Apparatus according to claim 1, including means for terminating filling if is greater than said maximum. 38. detecting the presence of any surface above the container lip;
Apparatus as claimed in claim 1 and including means for terminating filling of the container if such a surface is detected. 39. The apparatus of claim 38, wherein said control circuit means includes means for detecting said surface during filling of the container and for terminating filling if said surface is detected. 40. Claim 1 comprising ultrasonic energy absorbing wall means at least partially surrounding the transmitter to assist in defining the desired shape of the transmitted beam.
Apparatus described in section. 41. The apparatus of claim 1 including ultrasonic energy absorbing wall means positioned between said transmitter and said receiver. 42, said control circuit means for operating said transmitter;
C. The apparatus of claim 1 including means for selecting a particular half cycle of the power supply. No. 43, an apparatus for automatically filling a container with a beverage, comprising: (a) transmitting ultrasonic energy downwardly toward and in the direction of a container support surface positioned below a beverage dispensing nozzle; (b) ultrasonic energy converter means for receiving reflected ultrasonic energy back from and generating a corresponding signal; (c) the control circuit means includes means for controlling filling of the container on the surface with beverage from the nozzle; (d) ) the transducer means comprises at least one crystal, the crystal having a plastic lens attached to its bottom surface for coupling the crystal to air and for lensing the crystal; device to do. No. 44, an apparatus for automatically filling a container with a beverage, comprising: (a) transmitting ultrasonic energy downwardly toward and in the direction of a container support surface positioned below a beverage dispensing nozzle; (b) ultrasonic energy converter means for receiving reflected ultrasonic energy back from and generating a corresponding signal; (c) the control circuit means includes means for controlling filling of the container on the surface with beverage from the nozzle; (d) ) the control circuit means compares the actual ice height in the cup to a predetermined allowable ice height for the cup, and then the control circuit means compares the actual ice height in the cup to a predetermined allowable ice height for the cup; Apparatus characterized in that it comprises means for advancing said cup to be filled only when the cup is filled. No. 45, an apparatus for automatically filling a container with a beverage, comprising: (a) transmitting ultrasonic energy downwardly toward and in the direction of a container support surface positioned below a beverage dispensing nozzle; (b) ultrasonic energy converter means for receiving ultrasonic energy reflected back from and generating a corresponding signal; (c) the control circuit means includes means for controlling filling of the surface container with beverage from the nozzle; (d) ) the control circuit means is configured to detect full gain while attempting to detect the lip of a container placed on the surface;
n) and comprising means for reducing said gain while monitoring the rising liquid level during the filling period. No. 46, an apparatus for automatically filling a container with a beverage, comprising: (a) transmitting ultrasonic energy downwardly toward and in the direction of a container support surface positioned below a beverage dispensing nozzle; (b) ultrasonic energy converter means for receiving ultrasonic energy reflected back from and generating a corresponding signal; (c) the control circuit means includes means for controlling filling of the container on the surface with beverage from the nozzle; (d) ) The control circuit means measures the filling time and compares the measured time with a maximum time for a container having the height of the container to be filled and stops the filling process if the measured time exceeds the maximum time. An apparatus characterized in that it includes means for terminating. No. 47, an apparatus for automatically filling a container with a beverage, comprising: (a) transmitting ultrasonic energy downwardly toward and in the direction of a container support surface positioned below a beverage dispensing nozzle; (b) ultrasonic energy converter means for receiving ultrasonic energy reflected back from and generating a corresponding signal; (c) the control circuit means includes means for controlling filling of the container on the surface with beverage from the nozzle; (d) ) The control circuit means fills the container for an initial fill period for a calculated period of time and controls the container for a calculated period of time prior to completing the filling of the container while monitoring the rising liquid level with ultrasonic energy. A device characterized in that it comprises means for stabilizing. No. 48, an apparatus for automatically filling a container with a beverage, comprising: (a) transmitting ultrasonic energy downwardly toward and in the direction of a container support surface positioned below a beverage dispensing nozzle; (b) ultrasonic energy converter means for receiving ultrasonic energy reflected back from and generating a corresponding signal; (c) the control circuit means includes means for controlling filling of the container on the surface with beverage from the nozzle; (d) ) the control circuit means includes means for determining whether a surface is present above the lip of the container and for terminating the filling if such a surface is detected during the filling period; Device. 49. An apparatus for automatically filling a container with a beverage, comprising: (a) a pair of adjacent beverage dispensing valve assemblies, each of which includes: (1) a container located below a beverage dispensing nozzle; an ultrasonic energy transmitter for transmitting ultrasonic energy downwardly toward a support surface; (2) separate from and spaced from the transmitter from a direction of the surface; (3) an ultrasonic energy receiver positioned to receive the reflected ultrasonic energy and to generate a corresponding signal; (4) the control circuit means includes means for controlling filling of the container with beverage from the nozzle; The apparatus further comprises: (b) controlling the operation of the adjacent valve assemblies in different half cycles of the AC power source;
es) for operating said adjacent valve assemblies separated in time by synchronization. 50, an apparatus for automatically filling a container with a beverage, comprising: (a) a pair of adjacent beverage dispensing valve assemblies, each of which includes: (1) a container support positioned below a beverage dispensing nozzle; (2) ultrasonic energy conversion means for transmitting ultrasonic energy downwardly towards a surface and for receiving reflected ultrasonic energy back from the direction of said surface and generating a corresponding signal; (3) control circuit means for detecting the presence of a container placed on the surface and below the nozzle using a signal from the nozzle; (4) the transducer means includes at least one crystal for coupling the crystal to air and for lensing the crystal; a plastic lens attached to its bottom surface; and the apparatus further comprises: (b) synchronizing the operation of the adjacent valve assemblies with different half-cycles of an alternating current power source; An apparatus characterized in that it comprises means for separately operating the parts to prevent interference therebetween. 51. A method for automatically filling a container with a beverage, comprising: (a) transmitting ultrasonic energy downwardly from an ultrasonic transmitter toward a container support surface positioned below a beverage dispensing nozzle; (b) receiving the ultrasound energy reflected back from the direction of the surface by an ultrasound receiver separate from and spaced from the transmitter and transmitting the corresponding signal; (c) detecting the presence of a container when placed on the surface and below the nozzle; and (d) controlling filling of the container with beverage from the nozzle. A method characterized by: 52. The transmitter and the receiver are crystals, and the method comprises operating the crystals at a frequency in the range of about 200 KHz to 450 KHz.
The method described in Section 1. 53. The method of claim 52, comprising operating the crystal at about 400 KHz. 54, coupling each of the transmitter and receiver crystals to air by attaching a plastic lens to the bottom surface of each of the crystals and lensizing each of the crystals. 5
The method described in Section 3. 55, about 3/3 at a distance of about 12 inches from the transmitter.
having a width of 4 inches and a length of approximately 2 (1/2) inches and a rectangular foot-print
55. The method of claim 54, including the step of generating from the transmitter a shaped beam having a . 56. Claim 55 comprising the step of shaping the receiver crystal lens to receive a beam having a shape similar to that produced by the transmitter lens.
The method described in section. 57. The method of claim 56, including the step of positioning the transmitter crystal and the receiver crystal side by side in a single transducer assembly. 58, wherein the nozzle is part of a beverage dispenser valve assembly, and comprising mounting the transducer assembly on a bottom surface of the valve assembly adjacent to the nozzle.
The method described in section. 59. Mounting a control module including control circuit means having a microcomputer to the valve assembly and electrically connecting the transmitter and receiver crystals to the control circuit in the control module. The method according to item 58. 60, locating the control module at the front of the valve assembly and equipping the control module with a manual pushbutton for overcoming automatic operation of the control circuit; 60. The method of claim 59, including providing an indicator light on the front surface of the control module to indicate to the operator when the container has too much ice. 61. Providing in said control module a foam switch for movement between foam and non-foam conditions for use with sparkling and non-foaming beverages, respectively, and according to the beverage to be dispensed; Part 1 of the bubble position and non-bubble position
60. The method of claim 59, including the step of switching the foam switch to . 62, providing the control module with a switch having a plurality of positions for setting an acceptable ice level in a container to be filled with the beverage; and setting the switch to an acceptable ice level. 60. The method of claim 59 comprising: 63. The method of claim 59, including the step of providing a microcomputer in the control module. 64, claim 5, wherein the receiver step includes detecting a rising edge of the reflected ultrasonic energy wave.
The method described in Section 2. 65. The method of claim 52, wherein controlling filling of the container with beverage from the nozzle includes masking a container lip while monitoring a rising liquid level within the container. 66. The process of controlling the filling of the container initially dispenses fluid into the container for a calculated period of time at a level sufficient to stabilize the cup and reduce cup vibration during the filling period. 53. The method of claim 52, including the step of filling said coupling in a container. 67. Claim 67, wherein controlling the filling of the container includes using a high gain while detecting the lip of the container and then decreasing the gain while detecting a rising liquid level. The method according to item 52. 68, the step of controlling the filling of the container calculates the maximum time required to fill a cup of the size determined to be present on the surface, measures the filling time of the container, and determines the filling time. 53. The method of claim 52, including the step of comparing the fill time to the maximum time and terminating the fill if the fill time exceeds the maximum time. 69. The method of claim 52, wherein controlling the filling of the container searches for a surface above the container lip and terminates filling if such a surface is determined to be present. 70, the step of controlling the filling of the container determines the height of ice in the container, compares the ice height to an allowable ice height for the container, and 53. The method of claim 52, further comprising the step of proceeding to fill the container only if the height of ice is less than the allowable ice height. 71, a claim comprising the step of activating an indicator light to notify an operator that the container has too much ice if the determined ice height is greater than the allowable ice height. The method according to item 70. 72, the step of detecting the presence of the container includes two main routines, including an initialization routine and a cup detection routine, and the step of controlling filling of the container includes two main routines, a fill routine and a cup removal routine. 53. The method of claim 52, comprising: 73, the initialization routine clears all RAMs, waits 1 second for the power to stabilize, and uses another routine to set the echo distance between 7 inches and 13 inches with maximum gain and no windows. If no echo is detected within this range, flash the indicator light to the operator; if an echo is detected within this range, store the distance in the RAM as the container support surface distance; and run the cup detection routine. 73. The method of claim 72, including the step of continuing. 74, the cup detection routine detects 3 points above the container support surface.
establishing a stable container lip distance of greater than 1 inch, establishing a cup bottom or ice level of greater than 0.1 inch above the vessel support surface and greater than 0.25 inch below the vessel lip; and store this calculated height as the actual ice height, calculate the cup height from the lip distance and the container support surface, calculate the allowable ice height, and 74. Comparing an allowable ice height to an actual ice height and proceeding to a fill routine if the actual ice height is less than the allowable ice height. the method of. 75, the filling routine limits the filling operation to a maximum of three on-off cycles, waits for the foam to subside after the first two on-cycles before starting the next cycle, and then 75. The method of claim 74, including the step of initiating a cup removal routine after the cup is within 7/20 of an inch of full. 76, the cup removal routine turns off the fill indicator, terminates the fill process, energizes the indicator light to notify the operator that the fill is complete, and removes the 0.2 cup of the container support surface.
Wait for an echo separation within 5 inches, and when this distance is received, store the new cup support surface distance, turn off the indicator light to notify the operator that the container may be removed, and enter the cup detection routine. 76. The method of claim 75, including the step of restarting. 77, the steps of detecting the presence of a container and controlling the filling of the container include transmitting a series of five pulses each having a length of about 25 microseconds and spaced 2 microseconds apart at about 400 KHz. , storing in RAM the echo distances received from the five transmissions and determining whether there are two samples that are related to each other within 0.1 inch. Method. 78, the process of controlling the filling of the container at lip distance +0.
53. The method of claim 52, further comprising masking the lip by ignoring echoes closer than 25 inches and allowing higher gain to be used to examine rising liquid levels inside the container. Method. 79, the step of detecting the presence of a container determines whether a container lip is present below the nozzle and then determines whether a second surface is present between the container lip and the container support surface. 53. The method of claim 52, including the step of proceeding with filling the container, if present. 80. The process of controlling the filling of a container initially fills the container with beverage for a period of time commensurate with the cup height to allow the container to gain sufficient weight to minimize cup vibration. , then continue filling the container while monitoring the liquid level and masking the container lip, terminating filling when the liquid level is within 0.5 inch of the lip, then pause for approximately 5 seconds to allow the foam to drain into the cup. Finish the fill by letting it settle to 0.25 inch below the lip and then start filling again if the liquid level is not within 7/20 inch of the container lip (t
80. The method of claim 79, comprising the step of .op off). 81. The method of claim 52, comprising operating the control step on selected half-cycles of the AC power source. 82. The method of claim 51, comprising at least partially defining the shape of the transmitted beam of ultrasound energy with a plurality of ultrasound energy absorbing walls. 83. The method of claim 51, comprising blocking ultrasound energy from going directly from the transmitter to the receiver. 84. The method of claim 51, comprising operating the transmitting step on selected half-cycles of the AC power source. No. 85, a method for automatically filling a container with a beverage, comprising: (a) transmitting ultrasonic energy downwardly from an ultrasonic transmitter toward a container support surface positioned below a beverage dispensing nozzle; (b) receiving reflected ultrasound energy back from the direction of the surface by an ultrasound receiver and generating a corresponding signal; (c) controlling the filling of the container with beverage from the nozzle; (d) using a crystal for at least one of the transmitter and receiver and detecting from the bottom of the crystal; A method comprising the steps of attaching a plastic lens to a surface to couple the crystal to air and lensing the crystal. No. 86, a method for automatically filling a container with a beverage, comprising: (a) transmitting ultrasonic energy downwardly from an ultrasonic transmitter toward a container support surface positioned below a beverage dispensing nozzle; (b) receiving reflected ultrasound energy back from the direction of the surface by an ultrasound receiver and generating a corresponding signal; (c) controlling the filling of the container with beverage from the nozzle; (d) determining the height of ice in the container placed on such surface and determining the height of the ice; is compared to an allowable ice height for the container height, and proceeds to fill the container only if the determined ice height is less than the allowable ice height. A method characterized by comprising: No. 87, a method for automatically filling a container with a beverage, comprising: (a) transmitting ultrasonic energy downwardly from an ultrasonic transmitter toward a container support surface positioned below a beverage dispensing nozzle; (b) receiving reflected ultrasound energy back from the direction of the surface by an ultrasound receiver and generating a corresponding signal; (c) controlling the filling of the container with a beverage from the nozzle, and (d) detecting the presence of the container and controlling the filling of the container detecting the presence of the container lip. A method comprising using a high gain during the step of detecting and using a low gain during the step of detecting a rising liquid level and masking the container lip. No. 88, a method for automatically filling a container with a beverage, comprising: (a) transmitting ultrasonic energy downwardly from an ultrasonic transmitter toward a container support surface positioned below a beverage dispensing nozzle; (b) detecting the presence of a container placed on the surface and below the nozzle; (c) controlling the filling of the container with a beverage from the nozzle; and (d) the step of controlling the filling of the container includes calculating a maximum period of time for filling the container, A method comprising the step of measuring time and terminating filling if the filling time exceeds the maximum time. No. 89, a method for automatically filling a container with a beverage, comprising: (a) transmitting ultrasonic energy downwardly from an ultrasonic transmitter toward a container support surface positioned below a beverage dispensing nozzle; (b) detecting the presence of a container placed on the surface and below the nozzle; (c) controlling the filling of the container with a beverage from the nozzle, and (d) the step of controlling the filling of the container starts filling the container with a time fill cycle and increases the A method comprising: stabilizing the container before monitoring the liquid level with ultrasonic energy. 90, a method for automatically filling a container with a beverage, comprising: (a) transmitting ultrasonic energy downwardly from an ultrasonic transmitter toward a container support surface positioned below a beverage dispensing nozzle; (b) receiving reflected ultrasound energy back from the direction of the surface by an ultrasound receiver and generating a corresponding signal; (c) controlling the filling of the container with a beverage from the nozzle, and (d) the step of controlling the filling of the container detecting a surface above a surface of the container lip. and terminating the filling if it is determined that such a surface exists. No. 91, a method for automatically filling a container with a beverage, comprising: (a) transmitting ultrasonic energy downwardly from an ultrasonic transmitter toward a container support surface positioned below a beverage dispensing nozzle; (b) detecting the presence of a container placed on the surface and below the nozzle; (c) controlling the filling of the container with a beverage from the nozzle; and (d) the step of controlling the filling of the container includes monitoring a rising liquid level by a signal generated from the receiver. and the recei-ved back within about 0.25 inch of the container lip.
A method comprising the step of ignoring echoes. No. 92, a method for automatically filling a beverage container, comprising: (2) transmitting ultrasonic energy downwardly from each valve assembly by an ultrasonic receiver on each valve assembly spaced apart from the transmitter; receiving reflected ultrasound energy back from the direction and generating a corresponding signal; (3) detecting the presence of a container when placed on the surface and below the nozzle; and (4) operating each pair of adjacent valve assemblies by controlling the filling of the container with beverage from the nozzle;
) operating the adjacent valve assemblies separately in time by synchronizing the operation of the adjacent valve assemblies to different half-cycles of the AC power source to prevent interference therebetween; How to characterize it. No. 93, a method for automatically filling a beverage container, comprising: (2) transmitting ultrasonic energy downwardly from the surface and receiving reflected ultrasonic energy from the direction of the surface by an ultrasonic receiver on each valve assembly and generating a corresponding signal; detecting from the signal the presence of a container placed on a surface and below the nozzle; and (3) controlling filling of the container with beverage from the nozzle; and (4) at least one of the transmitter and receiver. each pair of adjacent valve assemblies by using a crystal for one and attaching a plastic lens to the bottom surface of the crystal to couple the crystal to air and lensize the crystal. and (b) operating the adjacent valve assemblies to prevent interference therebetween by synchronizing the operation of the adjacent valve assemblies to different half-cycles of the AC power source. A method characterized by: 94, a transducer assembly for use in automatic filling of containers with beverages, comprising: (a) a housing; (b) a transmitter crystal having a first lens connected to a lower surface thereof; another receiver crystal having a second lens connected to its lower surface; (d) the transmitter crystal and the first lens are positioned within the first non-ferrous metal tube; (e) the receiver crystal and the second lens are positioned within the second non-ferrous metal tube but not in contact with the second non-ferrous metal tube; and (f) the first and a second metal tube is positioned within the housing; (g) polyurethane foam substantially fills the remaining space within the housing and the tube; and the polyurethane foam substantially fills the remaining space within the housing and the tube; a transducer assembly comprising: holding the transducer assembly in place within the transducer assembly; 95, including first and second electrical wires extending out of the form from the top of the assembly, the first wires each being connected to metal plating on opposing surfaces of the transmitter crystal; The first lead includes a first lead, a second lead, and a third lead connected to the first metal tube, and the second wire is connected to the metal plating on both sides of the receiver crystal. 95. The assembly of claim 94, including a second lead and a third wire connected to the second tube. 96, the lens is approximately 3/4 inch wide and approximately 2 (1/2)
95. The assembly of claim 94, wherein the assembly is shaped to produce a beam having a footprint of 12 inches in length. 97, the crystal is PZT-4 or PZT-5a 1
95. The assembly of claim 94, wherein the lens is a ceramic crystal made from one of ABS or acrylic plastic. 98. The assembly of claim 97, wherein each of said lenses is bonded to a respective one of said crystals. 99. The assembly of claim 94, wherein the crystal and lens are circular disks approximately 1/2 inch in diameter. 100, including an ultrasonic energy absorbing wall extending downwardly below the transmitter crystal, the wall being adapted to absorb ultrasonic energy transmitted toward the wall. Assembly according to paragraph 94. 101. The assembly of claim 94, wherein each of the crystals is recessed in a cavity in the lower surface of the foam.
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