유체 검출장치 및 검출방법{Systems and methods for detecting fluids}
본 발명은 식염수와 같은 유체가 콘택트렌즈를 저장하기 위한 패키지(package)와 같은 용기에 있는지 여부를 결정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
콘택트렌즈는 플라스틱 패키지의 형태로 된 용기로서 소비자에게 공급되는 것이 보통이다. 통상적인 패키지는 콘택트렌즈를 보유하기에 적절한 하나 이상의 컵을 형성하고 있다. 각각의 컵은 보통 콘택트렌즈를 적시는 식염수로 채워지며 콘택트렌즈를 수화상태로 유지한다. 컵은 콘택트렌즈와 식염수가 컵 속에 주입된 후에 패키지에 적용된 알루미늄 포일 또는 기타 적절한 재료에 의하여 덮인다. 패키징(packaging) 과정은 통상 프로그램가능 논리 제어기 또는 기타 적절한 제어장치에 의하여 중앙에서 제어되는 자동화 설비를 사용하여 실시될 수 있다. 패키지의 컵은 식염수의 계량된 적정량(metered dose)을 배달하는 펌프를 사용하여 채워질 수 있다. 중앙 제어장치는 각각의 펌프가 식염수의 적정량을 관련된 컵에 배달하는지 여부를 검사하도록 프로그램될 수 있다. 제어기는 컵이 펌프로부터 식염수를 받아들이는 위치에 있는 동안 펌프가 작동하는지 여부를 감시함으로써 이러한 검사기능을 실시할 수 있다. 컵이 덮여서 밀봉되기 전에 식염수가 컵에 배달되었는지 확인하기 위해 2차 검사가 수행될 수 있다. 2차 검사는 컵을 향해 적외선을 방출하는 광전자 근접센서를 사용하여 실시될 수 있다. 식염수가 컵에서 일정 레벨보다 위에 있다면 적외선을 반사할 것이다. 다음에 근접센서가 예정된 강도의 반사광을 검출할 수 있고, 근접센서에 의해 측정한 그대로, 식염수가 컵에서 일정레벨 예로서, 절반이 차있는 표시(half-full mark)보다 위에 있다는 것을 나타내는 지시로서 해석될 수 있다. 센서의 동작은 센서와 컵의 정렬에 의존한다. 특히, 센서에서 방출된 적외선은 식염수가 컵 속에 있는지를 나타내는 정확한 지시를 제공하기 위해 근접센서를 위한 식염수의 메니스커스(meniscus)의 정점에 정확하게 초점이 맞추어질 필요가 있다. 근접센서가 최적의 조건으로 기능하기 위해 필요한 정렬 정도는 생산환경에서 달성하여 유지하기가 어렵다. 또한 근접센서의 동작은 식염수의 메니스커스의 방향에 의존할 수 있다. 예를 들어, 기포가 컵을 채우는 동안에 메니스커스에서 가끔 형성되고, 메니스커스의 방향을 변경시킬 수 있어서, 근접센서의 빔(beam)이 메니스커스의 정점에 초점이 맞추어지지 않는다. 센서는 그러한 상황에서 판독 오류를 일으킬 수 있다. 특히, 센서는 패키지가 식염수를 담고 있지 않다는 것을 실수로 지시할 수 있어서 패키지 및 관련 콘택트렌즈를 불필요하게 거절할 수 있다.
콘택트렌즈 패키지와 같은 용기에 저장되는 식염수와 같은 유체는 용기에 초음파 에너지를 지향시켜 상기 초음파 에너지의 복귀 반사(return reflection)를 수신함으로써 검출될 수 있다. 상기 초음파 에너지 및 복귀 반사는 공기 흐름으로부터 상기 초음파 에너지 및 복귀 반사를 실질적으로 격리시키는 보호덮개(shroud)를 통해 전파될 수 있다. 장치의 양호한 실시예는 식염수를 담고 있는 컵을 형성하는 표면을 구비하는 용기와; 음파 에너지를 상기 표면으로 지향시켜서 상기 음파 에너지의 복귀 반사를 검출하는 초음파 센서를 포함한다. 양호한 방법은 식염수를 담고 있는 컵을 형성하는 용기의 표면에 음파 에너지를 지향하는 단계와; 음파 에너지의 복귀 반사를 검출하는 단계와; 음파 에너지를 표면에 지향하는 시간과 음파 에너지의 반사를 검출하는 시간 사이의 경과시간에 기초하여 음파 에너지의 원점과 음파 에너지의 반사점 사이의 거리를 결정한다. 장치의 다른 양호한 실시예는, 컵을 형성하는 표면과, 상기 컵에 담긴 유체를 갖는 용기; 상기 표면으로 음파 에너지를 지향하고, 음파 에너지와 유체 사이의 접촉에 의해 발생한 복귀 반사를 검출하고, 음파 에너지를 용기의 표면에 지향하는 시간과 복귀 반사를 검출하는 시간 사이의 경과시간에 기초하여 출력을 발생하는 초음파 센서; 및 상기 초음파 센서에 연결된 보호덮개를 포함한다. 다른 양호한 방법은, 콘택트렌즈를 용기의 컵 안에 배치하는 단계; 패키지를 펌프 부근의 제1위치로 운반하는 단계; 펌프를 사용하여 식염수를 컵 안으로 유입시키는 단계; 패키지가 제1위치에 있는 동안에 펌프가 작동되는지 여부를 결정하는 단계; 패키지를 초음파 센서 부근의 제2위치로 운반하는 단계; 및 음파 에너지를 컵으로 지향하여, 용기가 제2위치에 있는 동안 초음파 센서를 사용하여 음파 에너지의 반사를 측정하는 단계를 포함한다.
상기 개요 및 아래의 상세한 설명은 첨부한 도면을 참고하여 읽을 때 더욱 잘 이해될 것이다. 본 발명을 예시하기 위해 도면은 양호한 실시예를 도시하고 있다. 그러나 본 발명은 도면에 나타난 특정 구성을 제한하지 않는다. 도 1은 패키지내의 유체를 검출하기 위한 장치의 양호한 실시예를 도시하는 사시도. 도 2는 도 1에 도시된 장치의 측면도. 도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 장치의 평면도. 도 4는 도 2의 도면에서 대략 90도로 회전시킨, 도 1 내지 도 3의 장치의 측면도. 도 5는 도 1 내지 도 4에 도시된 장치의 초음파 센서와 상기 초음파 센서를 위한 보호덮개를 도시한 사시도. 도 6은 도 5에 도시된 보호덮개의 상단 사시도. 도 7은 도 5 및 도 6에 도시된 보호덮개의 종단면도. 도 8은 식염수로 채워져 있으며 도 1 내지 도 4에 도시된 장치에 사용하기에 적합한 패키지의 단면도. 도 9는 콘택트렌즈를 포장하기 위한 장치의 일부분으로서 설치된, 도 1 내지 도 4에 도시된 장치의 측면도. 도 10은 도 9에 도시된 장치의 여러 구성부품을 도시한 블록 선도.
도면들은 용기 또는 패키지(12)에서 유체를 검출하기 위한 장치(10)의 양호한 실시예를 도시한다. 패키지(12)는 최종 수요자에게 콘택트렌즈(14)를 운반하는 동안 콘택트렌즈(14)를 저장하는데 사용될 수 있다. 패키지(12)는 도 8에 도시된 바와 같이 반구형 접시 또는 컵(16)을 형성한다. 컵(16)은 콘택트렌즈(14)를 보유한다. 컵(16)은 콘택트렌즈(14)를 적시는 식염수(18)로 채워지며 콘택트렌즈(14)를 수화상태로 유지한다. 컵(16)은 콘택트렌즈(14)와 식염수(18)가 컵(16) 속에 주입된 후에 알루미늄 포일(20)의 조각에 의하여 덮여 밀봉될 수 있다. 패키지(12)의 특별한 세부사항은 여기서 실례로서만 공개된다. 장치(10)는 패키지(12)와는 다른 구성으로 된 패키지를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 패키지(12)는 콘택트렌즈(14)가 컵(16)에 배치된 후에 펌프 스테이션(26)에서 식염수(18)로 채워진다. 패키지(12)는 콘택트렌즈(14) 및 식염수(18)가 컵(16) 안에 도입될 때 팔레트(pallet: 21)에서 지탱될 수 있다. 팔레트(21)는 도 1, 도 2 및 도 9에 도시되어 있다. 팔레트(21)는 5개씩 2줄로 배열된 10개의 패키지(12)를 수용할 수 있다. 팔레트(21)는 컨베이어(22)에 의하여 펌프 스테이션(26)을 향하여 운반되며 펌프 스테이션에서 멀리 이동될 수 있다. 펌프 스테이션(26)은 도 9에 도시된 바와 같이 식염수(18)의 적정량을 패키지(12)의 컵(16) 속에 넣기 위해 다수의 펌프(28)를 포함한다. 식염수(18)의 공칭 적정량은 대략 컵(16)의 상단부의 1.0 mm(0.039 인치)까지 컵(16)을 채운다. 도 10에 도시된 바와 같이, 펌프(28)와 컨베이어(22), 및 콘택트렌즈(14)의 패키징과 관련된 기타 장비들은 프로그램가능 논리 제어기(PLC)(30)와 같은 중앙 제어기에 통신가능하게 연결될 수 있다. PLC(30)는 콘택트렌즈(14)를 위한 전체 패키징 공정을 조절할 수 있다. PLC(30)는 식염수(18)가 펌프(28)에 의하여 팔레트(21)상의 각 패키지(12)에 유입되었는지 여부의 초기 검사를 실시할 수 있다. 특히, PLC(30)는 팔레트(21)가 펌프 스테이션(26) 아래에 배치될 때 각각의 펌프(28)가 작동하는지 여부를 검사하도록 프로그램될 수 있다. PLC(30)는 하나 이상의 펌프(28)가 작동하지 않았다고 판정하면, 특별한 팔레트(21)상의 모든 패키지(12)를 불량품으로서 분류하도록 프로그램될 수 있다. 불량품으로서 지적된 패키지(12)는 이어서 폐물로서 폐기될 수 있다. 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 장치(10)는 다수의 초음파 센서(23), 및 장착구조물(24)을 포함한다. 센서(23)는 각 패키지(12)내의 식염수(18)의 레벨이 예정된 레벨보다 높은지 검증할 수 있다. 이에 의해 센서(23)는 식염수(18)가 특정 팔레트(21)상의 각 패키지(12)에 추가되었음을 검사하는 2차검사로서 작용할 수 있다. 필요하면, PLC(30)는, PLC(30)에 의하여 실시된 초기의 채우는 검사(fill check) 도중에 불량품으로서 지적된 패키지(12)에 상기 2차 검사가 실시되는 것을 방지하도록 프로그램될 수 있다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 센서(23)는 장착구조물(24)의 평판부재(27)에 장착된다. 센서(23)는 평판부재(27)에 장착되었을 때 어레이(29)를 형성한다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 센서(23)는 예를 들어, 관련된 센서(23)의 하우징(108)에 형성된 상보형(complementary) 나사와 결합하는 나사를 갖는 너트(31)를 사용하여 장착될 수 있다. 장치(10)는 예를 들어 5개씩 2줄로 배열된 10개의 센서(23)를 포함할 수 있어서, 10개의 패키지(12)에 있는 식염수(18)의 각 레벨이 동시에 측정될 수 있다. 어레이(29)에서 10개의 센서(23)를 사용하는 것은 단지 실례를 든 것이다. 본 발명의 원리는 10개 이상 또는 10개 이하의 센서를 갖는 센서 어레이와 단일 센서에 적용될 수 있다. 컨베이어(22)는, 컵(16)이 펌프 스테이션(26)에서 채워진 후(도 1 및 도 9), 센서(23)의 어레이(29) 아래의 위치로 팔레트(21)를 이동시킨다. 센서(23)는, 팔레트(21)가 어레이(29) 아래에 위치할 때, 각각의 센서(23)가 관련된 패키지(12)와 정렬되도록 평판부재(27)에 배열된다. 대표적인 실례를 들면, 동일한 줄에서 인접한 센서(23)들 사이의 중심간 거리는 대략 30.00 mm(1.181 인치)이고, 두 줄 사이의 중심간 거리는 팔레트(21)상의 패키지(12)의 간격과 실질적으로 일치하도록 대략 50.00 mm(1.969 인치)이다. 장착구조물(24)은 팔레트(21) 위에서 브라켓 부재(27)와 센서(23)의 어레이(29)를 지지한다. 아래에 설명한 바와 같이, 브라켓 부재(27)의 위치는 팔레트(21)에 대하여 조절될 수 있어서 센서(23)가 해당하는 패키지(12)에 대하여 최적상태로 배치될 수 있다. 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 장착구조물(24)은 양호하게 2개의 브라켓 조립체(50), 및 2개의 베이스부재(52)를 포함한다. 각각의 브라켓 조립체(50)는 체결구(56)와 같은 적절한 수단에 의하여 관련된 베이스부재(52)에 부착되는 실질적으로 L 자형 하부브라켓(54)을 포함할 수 있다. 체결구(56)는 각각의 하부브라 켓(54)에 형성된 슬롯(58)에 의해 수용될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 슬롯(58)은 평판부재(27)의 길이방향에 대해 실질적으로 직각인 제1방향으로 연장한다. 이러한 형태는 팔레트(21)(및 패키지(12))에 대하여 센서(23)의 위치를 제1방향으로 조정할 수 있도록 허용한다. 장착구조물(24)은 추가로 2개의 실질적으로 L 자형 상부브라켓(60)을 포함한다. 각각의 상부브라켓(60)은 하부브라켓(54)을 베이스부재(52)에 부착하는데 사용된 체결구(56)와 유사하거나 실질적으로 동일한 체결구(56)와 같은 적절한 수단에 의하여 대응하는 하부브라켓(54)에 부착된다. 각각의 하부브라켓(54)은 상기 체결구(56)(도 1, 도 4 및 도 9)를 수용하기 위해 하부브라켓의 상단부 근방에 형성된 슬롯(62)을 구비한다. 슬롯(62)은 각각 수직방향(도 4를 바라볼 때)과 실질적으로 일치하는 제2방향으로 연장한다. 이러한 형태는 상부브라켓(60)(및 평판부재(27) 및 센서(23))의 위치를 제2방향(수직방향)으로 팔레트(21)에 대하여 조정할 수 있도록 허용한다. 각각의 상부브라켓(60)은 하부브라켓(54)을 베이스부재(52)에 부착하는데 사용된 체결구(56)와 유사하거나 실질적으로 동일한 체결구(56)와 같은 적절한 수단에 의하여 평판부재(27)의 대응하는 단부에 부착된다. 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 평판부재(27)는 관련된 체결구(56)를 수용하기 위해 형성된 슬롯(66)을 구비한다. 슬롯(66)은 각각 평판부재(27)의 길이방향과 실질적으로 일치하는 제3방향으로 연장한다. 이러한 형태는 팔레트(21)에 대하여 센서(23)의 위치를 제3방향으로 조정할 수 있도록 허용한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 각각의 센서(23)는 진동소자(100), 및 상기 진동소자(100)에 통신가능하게 연결된, 마이크로프로세서와 같은 프로세서(102)를 포함할 수 있다. 진동소자(100) 및 프로세서(102)는 센서(23)의 하우징(108) 안에 장착될 수 있다. 하우징(108)은 예를 들어 통 모양의 하우징이 될 수 있다. 전력 및 신호들은 센서(23)와 관련된 케이블(109) 및 커넥터(111)를 통해 센서(23)로 송수신될 수 있다. (여러 개의 센서(23)와 관련된 케이블(109) 및 커넥터(111)는 명료성을 위해 도 2 및 도 3에는 도시되어 있지 않다.) 센서(23)는 음파 에너지를 전송 및 수신한다. 특히, 센서(23)의 진동소자(100)는 예정된 주파수, 예로서 500 kHz의 음파 에너지의 펄스 또는 버스트(burst)를 발생할 수 있다. 진동소자(100)는 예를 들어, 전류의 인가에 반응하여 예정된 주파수로 진동하는 압전 결정(piezoelectric crystal)이 될 수 있다. 음파 에너지는 센서(23)의 작동거리내에 있는 물체를 타격할 때 복귀 반사 또는 펄스 에코(echo)를 발생한다. 복귀 반사는 진동소자(100)에 도달하면 진동소자(100)를 진동시켜 전기출력을 발생한다. 프로세서(102)는 센서(23)의 작동거리내에 있는 물체의 출현을 계산하도록 프로그램될 수 있다. 특히, 프로세서(102)는 음파 에너지의 펄스의 전송과 진동소자(100)에 의한 복귀 반사의 수신(진동소자(100)의 전기출력에 의해 등록된 것과 같은 것) 사이의 경과시간을 등록하는 시간 클록(clock)으로 프로그램될 수 있다. 프로세서(102)는 센서(23)와 지역의 음속에 기초한 목표 물체 사이의 거리와, 음파 에너지의 전송과 복귀 반사의 수신 사이의 경과시간을 계산하도록 프로그 램될 수 있다. 프로세서(102)는 또한, 목표 물체 즉 컵(16)내의 식염수(18)의 메니스커스(19)가 센서(23)의 작동거리내에 있다는 것이 판정될 때에만 출력을 발생하도록 프로그램될 수 있다. 센서(23)의 특정 세부사항은 단지 실례를 들어 설명되어 있다. 음파 에너지의 발생과 복귀 반사의 수신이 별개의 소자에 의해 실시되는 초음파 센서를 포함하여 다른 형식의 초음파 센서가 대안으로 사용될 수 있다. 본 명세서와 청구범위에서 사용된 바와 같은 용어 초음파 센서는, 음파 에너지의 발생과 복귀 반사의 수신이 하나의 소자, 공통의 하우징 안에 배치된 별개의 소자들, 및 공통의 하우징 안에 배치되지 않은 별개의 소자들에 의해 실시되는 디바이스(device)를 포함하도록 계획되어 있다. 센서(23)는 도 1에서 평판부재(27)에 배치되어 있는데, 각각의 센서(23)가 대응하는 하나의 패키지(12)의 컵(16)과 실질적으로 정렬되고, 센서(23)에 의해 발생한 음파 에너지의 펄스가 컵(16)을 향하도록 지향되어 있다. 식염수(18)가 제공되면, 음파 에너지의 펄스가 컵(16)에 있는 식염수(18)의 메니스커스(19)에 충돌하여 복귀 반사를 발생한다. 전술한 바와 같이, 각 센서(23)의 프로세서(102)는, 센서(23)와 관련된 컵(16)내의 식염수(18)의 메니스커스(19) 사이의 거리가 센서(23)의 작동거리내에 있는지 여부를 결정할 수 있다. 센서(23)와 메니스커스(19) 사이의 거리가 센서(23)의 작동거리내에 있으면, 프로세서(102)는 센서(23)와 관련된 케이블(109) 및 커넥터(111)를 통해 PLC(30)로 전송되는 출력을 발생할 수 있다. PLC(30)는 상 기 출력을, 식염수(18)가 컵(16)에서 예정된 레벨보다 위에 있다는 것을 나타내는 지시로서 해석할 수 있다. 식염수(18)가 컵(16) 안에 제공되어 있는지 여부의 정확하고 신뢰할만한 지시를 발생하는 센서(23)의 능력은 센서(23)와 목표물, 즉 식염수(18)의 메니스커스(19) 사이의 간격에 의존한다. 따라서 컵(16)내의 식염수(18)를 검출하는 센서(23)의 능력은 센서(23)를 팔레트(21)로부터 특정한 수직거리에 배치함으로써 최적화될 수 있다. 이 거리는 도 2에서 참고부호 "D1"으로 지시되어 있다. 거리 D1은 장착구조물(24)상에서 평판부재(24)의 수직 위치를 상술한 바와 같이 변경함으로써 조정될 수 있다. 예를 들어, 평판부재(24)의 수직 위치는 거리 D1이 대략 51.00 mm(2.008 인치)가 되도록 조정될 수 있다. 본 발명자는, 센서(23)와 팔레트(21)가 상기 거리만큼 이격되면 각 센서(23)가 해당 컵(16)내의 식염수(18)의 레벨이 대략 절반이 차있는 레벨(half-full level)보다 위에 있다(또는 위에 있지 않다)는 것을 나타내는 정확하고 신뢰할만한 지시를 발생한다는 것을 알게 되었다. 거리 D1에 대한 최적값은 적용에 따라 달라지며, 또한 센서(23)로서 사용되는 특정 센서, 컵의 크기 및 간격, 및 주위 환경 상태와 같은 인자에 따라 달라질 수 있다. 거리 D1에 대한 특별한 값은 단지 실례를 들어 기재된 것이다. 각 센서(23)는 센서(23)의 바닥으로부터 목표 거리, 즉 대략 51.00 mm(2.008 인치)의 지점에서 대략 10 mm(0.39 인치)의 광선 폭을 가지는 것이 바람직하다. 최적의 광선 폭은 목표 거리, 센서(23)들 사이의 간격과 같은 인자에 따라 응용예에 의해 달라질 수 있다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 초음파 센서는 예를 들어, 미국 오하이오주 데이턴 소재의 하이드 팍 일렉트로닉스 엘엘씨(Hyde Park Electronics LLC)에서 생산되는 SUPERPROX 모델 SM300 시리즈 초음파 센서로서 구할 수 있다. 케이블(109) 및 커넥터(111)로서 사용하기에 적합한 케이블 및 커넥터도 역시 하이드 팍 일렉트로닉스 엘엘씨에서 생산되는 AC134 직각 4도체 커넥터/케이블 조립체로서 구할 수 있다. 각 센서(23)는 튜브 모양의 보호덮개(tubular shroud: 76)를 구비하는 것이 바람직하다. (명료성을 위해 하나의 보호덮개(76)가 도 2에 도시되어 있다.) 보호덮개(76)는 팔레트(21)와 대면하는 센서(23)의 단부에 부착된다. 보호덮개(76)는 예를 들어 보호덮개(76)와 센서(23)에 형성된 상보형 나사들에 의하여 센서(23)에 부착될 수 있다. 각각의 보호덮개(76)는 관련된 센서(23)에 의해 발생한 음파 에너지의 펄스 및 복귀 반사가 센서(23)와 팔레트(21)의 관련 패키지(12) 사이로 전파할 수 있게 한다. 또한 보호덮개(76)는 센서(23)와 패키지(12) 사이에 나타날 수 있는 공기 흐름으로부터 실질적으로 격리되거나 또는 펄스 및 복귀 반사를 차폐한다. 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 보호덮개(76)는 축방향 연장 통로(77)를 형성한다. 통로(77)는 센서(66)의 진동소자(100)와 교통하므로, 음파 에너지의 펄스 및 복귀 반사가 통로(77)를 통하여 진동소자(100)와 관련된 패키지(12) 사이로 전파될 수 있다. 통로(77)는 양호하게도 센서(23)의 하부단부의 직경과 대략 동일한 직경 을 가진다. 보호덮개(76)는 잠재적으로 센서(23)의 기능성을 개선할 수 있다. 특히, 본 발명자는 센서(23)의 기능성이 센서(23)와 대응 패키지(21) 사이의 공기 흐름에 의해 악영향을 받을 수 있다는 것을 알았다. 센서(23)의 기능성에 악영향을 줄 수 있는 공기 흐름은 예를 들어, 장치(10)를 에워싸고 있는 봉입물(enclosure) 내부에서 발생한 층류의 기류에 의해, 또는 진공발생기와 같은 2차설비에 의해 발생할 수 있는 청정공기 배출에 의하여 발생할 수 있다. 센서(23)의 기능성은 장치(10)가 설치되어 있는 시설의 공조장치 또는 난방장치에 의하여, 또는 장치(10)에 바로 근접해 있는 사람 또는 물체의 운동에 의하여 악영향을 받을 수 있다. 그러한 공기 흐름은 각각의 센서(23)로 전파되는 음파 에너지 및 복귀 반사를 변경시킬 수 있으며, 따라서 센서(23)와 관련 패키지(12)내의 식염수(18) 사이의 거리를 정확하게 결정하는 센서(23)의 능력을 방해할 수 있다고 생각된다. 또한 본 발명자는, 센서(23)와 패키지(12) 사이의 공기 흐름에 대한 센서(23)의 감도를 감소시키면 센서(23)의 기능성에 악영향을 줄 수 있을 정도로 패키지(12)에 근접하게 센서(23)를 배치할 필요가 있다는 것을 알았다. 공기 흐름의 악영향을 실질적으로 감소할 정도로 충분히 밀접하게 패키지(12)에 센서(23)를 배치하면 센서(23)에서 필요로 하는 거리보다 더 작은 거리 D1을 만들 수 있어서 패키지(12)내의 식염수(18)의 존재를 최적상태로 검출할 수 있다. 보호덮개(76)는 센서(23)에 의해 발생한 음파 에너지의 펄스 및 반향 에코를 센서(23) 및 패키지(12) 사이의 공기 흐름으로부터 실질적으로 격리시킬 수 있다. 보호덮개(76)를 사용함으로써 팔레트(21)로부터 충분한 거리 D1에 센서(23)를 배치할 수 있게 되어 센서(23)와 패키지(12) 사이의 공기 흐름으로 인한 감지 오류를 일으키지 않고 컵(16)내의 식염수(18)의 최적 검출을 용이하게 실행할 수 있다. 예를 들어, 각각의 보호덮개(76)는 센서(23)의 단부보다 대략 33.50 mm(1.319 인치) 아래로 연장하도록 하는 치수로 될 수 있다. 이러한 치수는 도 2에서 참고부호 "D3"로서 지칭되어 있다. 이러한 방법으로 보호덮개(76)의 치수를 정하면 거리 D1이 대략 51.00 mm 일 때 보호덮개(76)의 바닥과 팔레트(21)의 상단 사이에 대략 24.50 mm(0.9646 인치)의 틈이 발생한다. 보호덮개(76)의 바닥과 팔레트(21)의 상단 사이의 틈은 도 2에서 참고부호 "D2"로서 지칭되어 있다. 틈 D2의 최적값은 응용예에 따라 달라지며, 그리고 센서(23)로서 사용된 특정 센서, 센서(23)와 팔레트(21) 사이의 공기 흐름의 크기 및 방향, 그리고 주위환경과 같은 인자에 따라 변할 수 있다. 틈 D2를 위한 특별한 값은 단지 실례를 들어 기재되어 있다. 또한 본 발명자는, 메니스커스(19)에 기포가 존재할 때 센서(23)가 컵(16)내의 식염수(18)의 레벨을 나타내는 정확하고 신뢰성 있는 지시를 제공할 수 있다는 것을 알았다. 기포는 통상 컵(16)이 식염수(18)로 채워질 때 메니스커스(19)에서 형성된다. 메니스커스(19)내에 존재하는 기포에 따라 식염수(18)의 레벨을 검출하는 센서(23)의 능력은, 기포의 존재로 인하여 감지 오류를 겪을 수 있는 광전자 센서와 같은 다른 형식의 센서에 비하여 실질적인 이점을 제공하는 것으로 생각된다. 광전자 센서가 하나 이상의 기포의 상단을 액체 레벨로서 해석할 수 있기 때문에 기포의 출현시에 감지 오류가 발생할 수 있다. 또한 본 발명자는 센서와 목표물 사이의 부정렬로 인하여 초래되는 감지 오류에 대하여 센서(23)가 광전자 센서에 비하여 영향을 덜 받는다는 것을 알았다.
상기 기재는 설명의 목적으로 제공되며 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 양호한 실시예 또는 양호한 방법을 참고하여 설명되었지만, 여기서 사용된 용어들은 설명 및 예시의 용어이며, 제한하는 용어가 아니다. 또한, 본 발명은 특별한 구조, 방법 및 실시예를 참고하여 기재되어 있지만, 본 발명은 여기에 공개된 특정사항으로 제한할 의도는 없으며, 본 발명은 첨부한 청구범위의 범위 내에 있는 모든 구조물, 방법 및 용도로 연장하여야 한다. 본 명세서의 공개의 이점을 갖는 관련 기술의 숙련자는 여기에 기재한 바와 같은 본 발명을 여러 가지 변경을 실시할 수 있으며, 첨부한 청구범위에 의해 규정한 바와 같은 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어나지 않고 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 콘택트렌즈를 위한 패키지 외의 패키지에서, 식염수 외의 다른 유체를 검출하는데 사용될 수 있다. 또한 보호덮개(76)의 대안 실시예는 튜브 모양 이외의 형상을 가질 수 있다. |
