CN101377431A - 测量咖啡磨所分配的咖啡量的方法及包括该咖啡磨的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及测量咖啡磨所分配的咖啡量的方法及包括该咖啡磨的装置，具体包括一种测量由咖啡磨砂轮按照预定的砂轮转数N_i或按照预定的时间间隔T_i所分配的咖啡量M_Ni或M_Ti的方法，所述砂轮由电动机驱动旋转，该方法的特征在于：按照转数N_i或按照时间间隔T_i测量砂轮的平均转速V_i；以此根据转速V_i，利用所存储的经实验获得的对应关系表(V_i，M_Ni)或(V_i，M_Ti)，推导出按照转数N_i所分配的咖啡量或质量M_Ni或者推导出按照时间间隔T_i所分配的咖啡的质量M_Ti。

Description

测量咖啡磨所分配的咖啡量的方法及包括该咖啡磨的装置

技术领域

本发明涉及泡制咖啡装置的领域，更具体地涉及包括咖啡豆磨的意式浓缩咖啡(espresso)型装置领域。

本发明特别涉及一种利用电动机驱动旋转的咖啡磨砂轮分配一定剂量咖啡的方法。

背景技术

在上述类型的装置中，分配一定剂量的咖啡的方法都基于计算咖啡磨砂轮的转数。从法国专利文献FR2648035中人们了解到一种装置，其包括由电动机驱动的咖啡磨。分配一定剂量咖啡的方法是基于利用传感器计算砂轮的转数，当达到预定的转数时该传感器控制由电动机停止。

这种公知的分配一定剂量咖啡的方法是基于这样一种假设，即，不管咖啡磨的使用条件如何，由于砂轮旋转所生成的咖啡量是一样的。超出意料之外，申请者却强调了由于砂轮转动所生产的咖啡量变化很大。

发明内容

本发明的目的是提出一种测量所分配咖啡量的方法以及一种采用该方法以便分配精确剂量的咖啡并且可重复进行的装置。

本发明的另一个目的是提出一种用于泡制咖啡的装置，其包括利用咖啡磨砂轮分配一定剂量咖啡的方法，其可以简单且非常经济地实施。

为此，本发明涉及一种测量由咖啡磨砂轮按照预定的砂轮转数N_i或按照预定的时间间隔T_i所分配的咖啡量M_Ni或M_Ti的方法，所述砂轮由电动机驱动旋转，所述方法的特征在于:

-按照转数N_i或按照时间间隔T_i测量砂轮的平均转速V_i；

-以此根据转速V_i，利用所存储的经实验获得的对应关系表(V_i，M_Ni)或(V_i，M_Ti)，推导出按照转数N_i所分配的咖啡量或质量M_Ni或者推导出按照时间间隔T_i所分配的咖啡的质量M_Ti。

该方法的优点在于，可以精确地确定按照砂轮的预定转数或者按照预定的时间间隔由咖啡磨砂轮所分配的磨碎咖啡量，这是由于本方法创新地考虑到了砂轮转速对于利用砂轮旋转或利用时间间隔所分配的咖啡量产生的影响。

本发明还涉及一种分配一定剂量咖啡的方法，其中利用上述方法来测量所分配的咖啡量，其特征在于:

-使砂轮按有规律的时间间隔T_i运行；

-按照时间间隔T_i测量砂轮的平均转速V_i；

-以此利用所存储的经实验获得的对应关系表(V_i，M_i)，推导出按照时间间隔T_i所分配的咖啡量或质量M_i；

-当质量M_i的总和达到了称之为剂量的预定阈值M₀或期望质量时，使电动机停止。

这种方法可以重复分配精确剂量的磨碎咖啡，这是因为考虑到了在咖啡的整个分配循环过程中，砂轮转速将会对于时间间隔内所生产咖啡的量产生影响。

本发明的另一个具体实施方案涉及一种利用由电动机驱动旋转的咖啡磨砂轮分配一定剂量咖啡的方法，其特征在于:

-使砂轮在时间T₁内运行；

-利用所述第一种方法测量平均转速V₁，然后测量咖啡的质量M₁；

-根据预定剂量M₀，计算要分配的剩余质量M_r＝M₀-M₁；

-利用所存储的对应关系表(V_i，M_Ti)，并考虑到砂轮将按转速V_I转动，来计算用于分配质量M_r的砂轮剩余转数N_r；

-使砂轮转动剩余的转数N_r。

该方法为前述方法的简化方式。在咖啡分配循环的开始阶段，通过测量转速来考虑转速对所生产的咖啡量的影响，并且认为在分配循环结束时，所测的转速不变。这种假设已由申请者进行了实验性验证。

该方法使得咖啡磨的控制电路结构较为简单，因为只需要少量的计算。

有利地，时间T₁在咖啡的一个分配循环的期望时间T₀的一半与T₀的7/8之间，优选为T₀的3/4。

这种设置允许针对一定剂量咖啡分配循环的绝大部分进行转速测量，并因此而能够得到精确剂量的磨碎咖啡，即使在分配循环结束时将不再测量转速。

有利地，时间间隔T_i在10毫秒与十分之一秒之间，优选为20毫秒。

这种20毫秒的采样较容易实现，因为其对应于50Hz电网频率下的供电周期。在网络频率为60Hz的情况下，时间间隔T_i优选为16.666毫秒。

此外，本发明还涉及一种用于泡制咖啡的装置，其包括咖啡磨，所述咖啡磨可利用本发明内容的方法分配一定剂量的咖啡。

这种装置包括带有砂轮的咖啡磨，所述咖啡磨可借助本发明内容的方法分配一定剂量的咖啡，所述装置能够以重复的方式供给精确剂量的咖啡。

有利地，所述装置包括存储器，其内存储有转速V_i与按照转数N_i所分配的咖啡质量M_Ni之间或者转速V_i与按照时间间隔T_i所分配的咖啡质量M_Ti之间的、经实验获得的对应关系表。

这种设置允许所述一定剂量咖啡的分配方法与砂轮的特性相适合，以获得供给剂量的高精确性。

附图说明

本发明将可在研读了附图中所示的实施方案后得到更好地理解，这些实施方案是作为非限制性示例而给出的，其中:

图1是根据本发明一个具体实施方案的、驱动咖啡磨砂轮的电动机的控制电路示意图；

图2示出了砂轮旋转一圈所分配咖啡量随着咖啡磨砂轮转速而变化的对应关系表的示例；

图3示出了20毫秒时间所分配咖啡量随着咖啡磨砂轮转速而变化的对应关系表的示例；

图4示出了根据本发明第一种实施方案的、用于分配一定剂量咖啡的方法的运行算法的示例；

图5示出了根据本发明第二种实施方案的、用于分配一定剂量咖啡的方法的运行算法的示例。

具体实施方式

本文中仅示出了理解本发明所必需的元件。

本发明涉及一种包含咖啡磨的咖啡制备装置。咖啡磨包括经由减速器由电动机驱动的砂轮，减速器的减速比为例如40。

图1示意性地示出了驱动咖啡磨砂轮的交流供电电动机2的控制电路1。所述控制电路1包括电动机2的控制元件4和电动机2的转数计数装置5。有利的是，电动机的控制部件是三端双向可控硅开关元件4。电动机2的转数计数装置是传感器5，并且可以是用于测量随着转速或其它因素而变化的电动机电参数的类型。电动机2所达到的转数可以经过减速器的减速比减少为砂轮所达到的转数。

当该装置连接到供电电网时，电动机2和控制电路1通过两个端子L和N承受交流供电电压。

在控制电路1中接入有微控制器3，微控制器3中包含有可控制装置不同功能的程序。微控制器3在输入端接收并在输出端输出不同的信息。在输入端6，微控制器3按有规律的时间间隔接收电动机所达到的转数值。电动机2所达到的转数可以通过微控制器控制减速器减速比，减到砂轮所达到的转数。在另一输入端7，微控制器3接收供电电压U的图像；这就可以使所述微控制器3测量电压值并且确定在哪一时刻电压等于零，即称为零区(z6ro secteur)的时刻。微控制器3由输出端8控制三端双向可控硅开关元件4。

图4示出了根据本发明第一种实施方案的、使得咖啡磨能够分配一定剂量的磨碎咖啡的连续步骤，所述咖啡磨的砂轮由电动机驱动；即，直至咖啡磨的砂轮已分配了预定质量的咖啡。

图4的流程图中所示的第一个步骤100主要是启动咖啡磨。实际上，为了完成该步骤，使用者可操纵开关型控制机构，该控制机构能够在确保咖啡磨的容器中装有足够的咖啡豆以后，准许向控制电路1供电。

第二个步骤101是微控制器3的程序初始化步骤。该步骤还包括微控制器3中的计数器回零。该计数器的单位时间T优选为20毫秒，这对应于50Hz电网频率下的供电周期。该计数器借助于可接收供电电压图像的输入端7，利用微控制器3进行计时。零区是指每个新单位时间T_i开始的时刻，而i是随着各个新单位时间开始而增加的增量下标。在该步骤中，微控制器3通过其输出端8控制三端双向可控硅开关元件4来启动电动机2。

步骤102对应于利用微控制器3通过下标i进行的计数器的递增，这可以实现时基的节律性并且可使咖啡磨的研磨循环按每个单位时间前进。

步骤103是测量单位时间T_i内转速V_i的步骤。利用在其输入端6上所接收的、来自于传感器5的关于电动机所达到转数的信息，微控制器3确定单位时间T_i内砂轮的转速V_i。

步骤104是确定时间间隔T_i内所供给的质量M_Ti的步骤。

正如前面所描述的那样，申请者已强调指出，由于砂轮旋转所产生的咖啡量很明显是随砂轮转速而变化的，并且已经实验性地建立了根据指定砂轮类型的如下对应关系表，即，按照砂轮转数N_i所分配的咖啡量M_Ni随着砂轮转速V_i而变化的对应关系表(V_i，M_Ni)(图2，其中N_i＝1转)。

由上述对应关系表可推导出按照预定时间间隔T_i所分配的咖啡量M_Ti随着砂轮转速V_i而变化的对应关系表(V_i，M_Ti)(图3，其中T_i＝20毫秒)。M_Ni与M_Ti的关系式是如下形式:

M_Ti＝(M_Ni×T_i×V_i)/N_i

微控制器3利用所存储的对应关系表(V_i，M_Ti)计算时间间隔T_i内所供给的质量M_Ti。

步骤105为检测步骤，用于探测一定剂量咖啡的分配循环过程的结束。微控制器3包括可计算质量M_Ti总和的计数器，以及对应于一定剂量磨碎咖啡期望质量的存储值M₀。例如，M₀等于7克。

微控制器将质量M_Ti的总和与存储值M₀进行比较:如果∑M_Ti<M₀，微控制器重新回到步骤102。如果∑M_Ti>M₀，则已达到一定剂量咖啡的质量M₀，微控制器3利用其输出端8控制电动机2停止。

图5示出了根据本发明第二种实施方案的、使得咖啡磨能够分配一定剂量的磨碎咖啡的连续步骤，所述咖啡磨的砂轮由电动机驱动。

步骤200(启动装置)、201(初始化及启动电动机)、202(计数器增量)和203(测量转速V_i)与前述步骤100、101、102、103相同。

步骤204为检测步骤，用于检验是否已达到所存储的时间T₁。时间T₁是用于实现一个磨碎咖啡分配循环所需时间T₀的一部分，例如 $T_1=\frac{3}{4}$ T₀＝4秒。时间T₁应该足够长，但是需小于用于实现一个磨碎咖啡分配循环的最少时间，也就是在最大转速条件下执行的时间。

微控制器3包括可求出时间T_i总和的计数器。微控制器3将时间T_i的总和与存储值T₁进行比较:如果∑T_i<T₁，微控制器3重新回到步骤202。如果∑T_i>T₁，则已达到时间T₁，微控制器3转到步骤205。

步骤205是计算步骤，用于计算在时间T₁之后由砂轮所要转动的剩余转数，以便分配一定剂量磨碎咖啡的期望质量M₀。

首先，微控制器3利用在输入端6上所接收的、来自于传感器5的关于电动机所达到转数的信息，确定时间T₁内砂轮的转速V₁。

此后，微控制器3利用所存储的对应关系表(V_i，M_Ti)计算时间间隔T₁内所提供的咖啡的质量M₁。

然后，微控制器3计算为了达到一定剂量咖啡的期望质量M₀而待分配的剩余咖啡质量M_r:M_r＝M₀-M₁。最后，微控制器3根据所存储的对应关系表(V_i，M_Ni)，并考虑到在咖啡分配循环结束时V_i等于V₁，来确定分配质量M_r所需要进行的剩余转数N_r。

微控制器3初始化下标i并且执行与步骤202相同的步骤206。

步骤207是计算时间间隔T_i内转数N_i的步骤。微控制器3利用在输入端6上所接收的、来自于传感器5的关于电动机所达到转数的信息，进行所述计算。

步骤208为检测步骤，用于检测分配一定剂量咖啡的循环过程结束。微控制器3包括可计算转数N_i总和的计数器。

微控制器将转数N_i的总和与要进行的剩余转数的存储值N_r进行比较。如果∑N_i<N_r，微控制器重新回到步骤206。如果∑N_i>N_r，则已达到完成一定剂量咖啡的分配所需的砂轮转数，微控制器3转到步骤209，利用其输出端8控制电动机停止。

当然，本发明不仅仅限于作为示例描述的以及示出的实施方案。可以对本发明进行修改，尤其是从不同元件的组成方面来考虑，或进行等同技术的置换，但它们都不超出本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种测量由咖啡磨砂轮按照预定的砂轮转数N_i或按照预定的时间间隔T_i所分配的咖啡量M_Ni或M_Ti的方法，所述砂轮由电动机驱动旋转，所述方法的特征在于:

-按照转数N_i或按照时间间隔T_i测量砂轮的平均转速V_i；

-以此根据转速V_i，利用所存储的经实验获得的对应关系表(V_i，M_Ni)或(V_i，M_Ti)，推导出按照转数N_i所分配的咖啡量或质量M_Ni或者推导出按照时间间隔T_i所分配的咖啡的质量M_Ti。

2.一种分配一定剂量咖啡的方法，其中利用如权利要求1所述方法来测量所分配的咖啡量，其特征在于:

-使砂轮按有规律的时间间隔T_i运行；

-按照时间间隔T_i测量砂轮的平均转速V_i；

-以此利用所存储的经实验获得的对应关系表(V_i，M_i)，推导出按照时间间隔T_i所分配的咖啡量或质量Mi；

-当质量M_i的总和达到了称之为剂量的预定阈值M₀或期望质量时，使电动机停止。

3.一种利用由电动机驱动旋转的咖啡磨砂轮分配一定剂量咖啡的方法，其特征在于:

-使砂轮在时间T₁内运行；

-利用权利要求1所述的方法，测量平均转速V₁，然后测量咖啡的质量M₁；

-根据预定剂量M₀，计算要分配的剩余质量M_r＝M₀-M₁；

-利用所存储的对应关系表(V_i，M_Ti)，并考虑到砂轮将按转速V₁转动，来计算用于分配质量M_r的砂轮剩余转数N_r；

-使砂轮转动剩余的转数N_r。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于:所述时间T₁在咖啡的一个分配循环的期望时间T₀的一半与T₀的7/8之间，优选为T₀的3/4。

5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于:所述时间间隔T_i在10毫秒与十分之一秒之间，优选为20毫秒。

6.一种用于泡制咖啡的装置，包括咖啡磨，所述咖啡磨能够利用权利要求2至5之一所述的方法分配一定剂量的咖啡。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于:所述装置包括存储器，其内存储有转速V_i与按照转数N_i所分配的咖啡质量M_Ni之间或者转速V_i与按照时间间隔T_i所分配的咖啡质量M_Ti之间的、经实验获得的对应关系表。

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