CN102238891A - 监控配料特性的液体食品或饮料机 - Google Patents

Abstract

容器(1)包括用于存储可分配物质例如食品或饮料配料的空腔，以及用于测量所述可分配物质的一个或多个特性并用于将这样的特性发射到空腔外部的设备(10)。所述设备(10)包括发射器(15，16)，所述发射器设置成用于将代表测定的特性的信号、特别是声和/或电磁波信号无线传输到所述空腔外部。

Description

监控配料特性的液体食品或饮料机

技术领域

本发明的领域涉及设置成容纳应对其特性进行控制/监控的物质、特别是食品或饮料配料的容器，例如可用于液体食品或饮料制备机中的容器。

背景技术

液体食品和饮料制备机无论在家中还是在办公室均变得非常受欢迎。需要能够制备和输运不同饮料产品、特别是基于咖啡和/或奶的饮料的机器。

WO 2006/044782中公开了一种简单的饮料分配器。该分配器具有用于容纳饮料的罐。该罐具有浸入饮料中的电容式液位传感器。该电容式传感器经由电线从内侧向外侧连接罐与位于分配器外侧上的显示单元。

例如，存在既提取咖啡胶囊或易理包又输运奶泡沫从而提供可能制备浓咖啡、卡布奇诺咖啡(cappuccino)和玛奇朵咖啡(macchiato)的机器。

一般而言，使用家用或办公室用机器制备含奶的液体食品或饮料存在两种可能。可以使用奶粉或鲜奶进行此制备。

公知各种用于在这样的机器内调制鲜奶、特别是使奶起泡的系统。这样的现有技术系统例如在DE 1131372、DE 1554670、DE 19611450、DE19624648、DE 19719784、DE 4037366、DE 8915094、DE 202007009537、DE 102004063285、EP 0 344 859、EP 0 480 928、EP 607 759、EP 0 813 834、EP 0 858 757、EP 1 197 175、EP 1 223 839、EP 1 597 992、EP 1 716 796、EP 1 731 065、EP 1 827 188、FR 769 848、FR 2 708 185、US 2,932,493、US 3,182,975、US 3,356,349、US 4,162,855、US 4,537,332、US 4,479,908、US 5,133,247、5,265,519、US 5,295,431、US 5,473,972、US 6′318′247、US6,712,497、US 7,322,282、US2002/0134248、WO 90/10411、WO 96/22830、WO03/003888、WO2004/043213、WO2006/050900、WO2006/122916、WO 2008/046837和PCT/EP08/056349中所公开的。

更特别地，EP 0 344 859和EP 0 813 834公开了一种起泡系统，该起泡系统具有开口的奶器皿或容器，其中蒸汽-空气管道装置浸入奶并抽吸奶以用于起泡。EP 0 480 928公开了一种卡布奇诺咖啡机，其具有用于容纳奶盒的箱，所述奶盒用于向机器的奶起泡装置供应奶。

为了避免通常被常温保存的奶在这样的系统中变质，可以使用保温瓶在更长的时间段将奶保持在可接受的温度。通过对这样的保温瓶充装处于4℃的奶，可将奶保存约8小时。但是，在实践中，用户难以在一定时间段获知被容纳在保温瓶内的奶是否仍可饮用。

US 5,473,972中公开了另一种技术方案。此专利公开了一种具有起泡设备的卡布奇诺咖啡机，该起泡设备与奶容器相结合，该奶容器可从机器移去使得其在两次卡布奇诺咖啡制备期间可被放入冰箱内以防止奶腐坏。但是，此技术方案未对用户提供其所使用的奶由于在一定时间段被保留在冰箱外部过长时间而未腐坏的保障。

FR 2 708 185教导可通过使卡布奇诺咖啡机包括用于奶容器的致冷系统来防止奶腐坏。此技术方案包括使用专门用于咖啡机的致冷系统，因而比较昂贵，并且还需要比较高的永久能量消耗。

GB 2 417 116公开了一种药物分配系统，其具有配备有生物计量用户身份认证系统的锁定机构。该系统具有通过RFID存储和发射数据的控制设备。由该分配系统容纳的药物通过RFID标签进行身份认证，使得只有被授权和通过用户认证的人员才能接近由该系统经其标签被识别的药物。

DE 20 2005 015 851公开了一种具有用于承载食品托盘的隔热传送器的文件系统。传送器和托盘由能够进行感应的多层材料制成并且包括具有RFID应答器(transponder)的温度传感器。RFID应答器根据请求提供结合和寄存有应答器的传送器的ID或传送器内部的当前温度测量值。

US 2006/0191919公开了一种用于容纳被加热的食品并设有温度传感器和用于显示感测温度的显示器的杯、碗、瓶、壶或盆。

发明内容

本发明的一个优选目的是提供一种用于容纳诸如奶的可变质物质的系统，该系统设置成防止使用变质后的这种物质。

本发明的另一个优选目的是提供一种可在现有的用于容纳诸如奶的可变质液体食品的系统中进行改装的系统，该系统设置成防止使用变质的这种液体食品。

更一般地，本发明涉及一种容器，该容器包括：用于存储可分配物质例如食品或饮料配料、特别是诸如奶或其它可由于温度导致变质的(temperature degradable)物质之类的液体的空腔；以及用于测量可分配物质的一个或多个特性并将这样的特性发射到空腔外部的设备。

根据本发明，该设备包括发射器(transmitter)，该发射器设置成用于将代表这样的测定特性的信号、特别是声和/或电磁波信号无线传输到空腔外部。例如，可以使用超声波信号进行无线传输。所述电磁波信号可具有低频、高频或超高频，典型的频率范围为30kHz至3GHz，特别是从100kHz至1000kHz，例如从120kHz至150kHz。例如，可以选择125kHz或135kHz左右的频率。

通常，该空腔被大致封闭或可封闭以将空腔内部的物质与环境隔离。例如，该封闭的空腔通常具有出口，例如结合有管道或与管道连接的出口，特别是可封闭的出口，以用于根据请求供应物质。该封闭的空腔也可以具有用于对空腔充装或再充装物质的可封闭的盖子或入口。在这种情况下，所述设备可被完全封装在该封闭或可封闭的空腔内。

与无线信号传输相符，该设备通常设有无线供电系统。

通过提供这样的用于从容器的空腔内部至外部进行无线传输的设备，可以在不必干预或开启容器的空腔或使用从空腔外部伸入空腔内部的设备如经由传输或供电线缆的情况下监控空腔内部的物质。因此，不会或基本上不会由于对物质的特性进行测量而使物质受到容器的空腔外部的因素的污染、改变或干扰。此外，可在不更改或明显更改容器的现有结构的情况下在现有容器中改装这样的测量和发射设备。

例如，所述发射器包括用于传输无线电信号的天线。所述发射器可包括光电子元件以传输光学信号，该光学信号可为可视区内的光信号或者红外线或紫外线光信号。

在一个实施例中，该设备设置成由容纳在设备内的自主(autonomous)电源例如电池供电。通常，该电池适合于对发射器和测量装置供电。例如，可将通过无线超声波传输进行操作的设备与这样的自主电源相结合。

在另一个实施例中，该设备设置成由来自空腔外部的输入电磁信号、特别是无线电信号所感生的电流供电。还预期通过光学输入信号感生电流。同样，该输入电流可以用来对发射器和测量装置供电。通常，输入电流在发射器中感生然后被传输至该设备中的测量装置。

例如，该发射和测量设备结合有类似于RFID的电源和信号传输技术。通过经由该设备的天线输入的无线电频率(或通过经由该设备的光电转换器输入的光学信号)所感生的电流提供对该设备的测量装置供电并经由天线(或光源)使代表测定特性的信号返回容器外部所需的电力。通常，该设备包括设置成处理输入和输出信号的集成电路，例如CMOS电路。在一个变型中，该设备可包括与无线声波或超声波传输装置相结合的电磁感应供电装置，例如RFID型供电装置。

换句话说，该设备可以包括用于进行远程无线供电的装置。

这样的感应供电装置具备若干优点。特别地，该设备无需任何电池(或外部电缆)进行操作并且任何时候均不需要由用户来更换电池。该设备可被容易地封装或制成完全防水的，例如以使清洁简化，因为任何时候均不需要用户进入设备内部，因此根本不必提供这样的进入。此外，对设备供电无需机械接触，这降低了磨损速度。

这对在用于容纳可分配物质的现有容器中改装该设备特别有利，这是因为该设备仅需初始设置，然后实际上用户无需进行专门用于处理该改装设备的进一步操作。因此，用户通常像之前一样继续使用该系统，同时系统本身提供了进一步的优点，特别是与可分配物质的质量控制有关的优点。

可用于无线传输装置的主动和被动RFID技术在跟踪物品、物体、动物甚至人类、特别是跟踪和监控销售货物的领域中是众所周知和广泛使用的。参见例如US 4,384,288、5,874,896和6,172,609。

通常，发射器包括天线，以从测量和发射设备传输无线电信息和/或将无线电信息传输至测量和发射设备，和/或用于向该设备供应无线电供电能量。

在一个实施例中，测量和发射设备包括用于测量所述一个或多个特性的液位传感器和/或温度传感器，特别是位于封闭的空腔的底部中的温度传感器和/或液位传感器。

空腔可具有用于从空腔输出物质的通道，特别是可封闭的通道。此外，该空腔可具有用于输入物质的开口，特别是覆盖有可移去的盖子的开口。测量和发射设备可被固定在该可移去的盖子上。例如，该容器具有用于物质、通常为诸如液体食品或饮料物质之类的液体的管状出口。

该空腔可隔热以将物质维持在高于或低于环境温度的温度。该空腔特别是形成在真空瓶如类似于保温瓶的器皿内。

本发明的另一方面涉及一种分配器，例如液体食品或饮料分配器，特别是茶和/或咖啡机。

例如，该分配器为咖啡、茶或汤机器，特别是用于通过使热水或冷水或其它液体经过含有诸如研磨咖啡之类的待被供应的饮料或液体食品的配料的胶囊而供应饮料或液体食品的机器。术语“胶囊”意味着任何类型的适合于被插入提取/泡制室的、容纳有分成小份的食品配料的适当包装物，例如密封的铝或塑料胶囊和/或过滤易理包。

容纳在容器的空腔内的物质可为在使用分配器制备液体食品或饮料的过程中所使用的可由于温度导致变质的食品物质，例如液体奶。便利地，所述测量和发射设备设置成测量可变质食品物质的温度和液位，并且当其在空腔中的液位已达到不容许液体食品或饮料的进一步制备时或当其温度已达到引起变质的水平——例如对于奶来说为超过10℃或15℃的温度——时停止分配包括这样的可变质食品物质的液体食品或饮料。

该分配器包括：如上所述的用于供应可分配的物质、特别是诸如奶或其它可由于温度导致变质的物质之类的液体的容器；以及应答器，其位于容器的空腔外部并设置成从位于容器空腔内部的发射器接收代表所述一个或多个特性的无线信号，特别是声和/或电磁波信号。

该分配器的应答器可包括天线，以从所述容器的发射器接收无线电信号。如上所述，也可以在发射器与应答器之间设置光学信号传输。

在一个优选实施例中，该设备设置成由从空腔外部输入的电磁信号、特别是无线电信号所感生的电流供电，输入的电磁信号特别是由分配器的应答器发出。

该分配器可设置成例如包括控制器或处理器，以监控物质的特性并且当监控的特性达到阈值时容许或阻止从容器分配可分配物质。通常，该分配器设置成当物质达到空腔内的最低液位时和/或当物质的温度超过最高或最低温度时阻止可分配物质从容器的分配。该分配器可设置成永久地或定期地监控这样的特性，或者间歇地、特别是根据对可分配物质进行分配的请求监控这样的特性。

在一个实施例中，该分配器具有壳体，分配器的应答器设置在该壳体内。通常，这样的分配器被制造成具有集成的应答器。

在另一个实施例中，该分配器具有壳体，分配器的应答器位于该壳体外部。通常，在制造分配器之后的后续阶段将分配器的应答器改装在分配器中或分配器上。

本发明的又一方面涉及一种用于测量物质的一个或多个特性并用于传输这样的特性的设备，特别是用于上述容器或上述分配器的设备。根据本发明，该设备包括发射器，该发射器设置成用于将代表这些特性的信号、特别是声和/或电磁波信号无线传输到该设备外部。

附图说明

现将参照示意图描述本发明，其中：

-图1示出根据本发明的容器的透视图；

-图2示出图1所示容器的盖子的透视图，测量和发射设备被固定在该盖子上；

-图2a示出带有图2所示的测量和发射设备的容器的盖子的分解图；

-图3示出图2和图2a所示的测量和发射设备的透视图；

-图4至图5a示出被容装在根据本发明的分配器内的容器；以及

-图6至图7a示出被容装在根据本发明的另一分配器内的容器。

具体实施方式

图1示出根据本发明的容器1，该容器具有界定出封闭的内腔的盖子2。容器1包括用于容纳诸如奶的可由于温度导致变质的液体的真空瓶，例如类似于保温瓶的器皿。

例如，容器的空腔可被充装来自冰箱的、用于饮料制备机例如茶或咖啡机中的约4℃的鲜奶，该饮料制备机包括分配热或冷、起泡或未起泡奶或者含奶饮料中的热或冷、起泡或未起泡奶的选择。为了避免食物中毒或简单地分配变质的奶，一旦这样的奶的温度已超过10至15℃则其不应当被使用。在真空瓶内，这样的奶通常可维持在可接受的温度下约8小时。为了避免分配变质的奶，容器包括用于监控容器的封闭空腔内的奶的温度的设备。

此外，容器的盖子2具有延伸到盖子2的外顶面上的大致凹槽2a内的大致管状的垂直排出通道3，该大致管状的垂直排出通道3为了从容器的空腔排出液体的吸管或吸入管(未示出)而设定。优选地，这样的吸管延伸至空腔的底部。吸管或吸入管可与文氏管(venturi)或泵装置配合，以促进来自容器1的液体的循环。

如图2和图2a所示，界定出容器的内腔的上部的盖子2的内表面保持一设备10，该设备10用于测量可分配物质的一个或多个特性和用于将这些特性发射到容器1外部。所测量的特性通常为物质例如奶的温度，及其在容器空腔内的液位。

如图2a所示，设备10具有基座11，该基座11与盖子2的内侧相匹配并通过被装配在盖子2的相应螺纹管3上的管状螺纹部件12固定在盖子2上。或者，基座11可被夹固或压配合至盖子2。优选地，设备10可从盖子2拆卸以便进行清洁。

因此，当被盖子2覆盖时，设备10被完全封装在容器的空腔内。换句话说，设备10无零件、无连接件伸出容器1。相反，设备10被完全隐藏在容器1内部并且不需要任何穿过容器的壁或盖子2与容器1外部连接的通道。

图3更详细地示出该测量和发射设备10。根据本发明，设备10包括发射器，该发射器具有形成环并与集成电子电路16连接的天线15。

诸如基于热电偶的、基于热阻的或基于热敏电阻的传感器之类的温度传感器17或者任何其它容许测量温度的系统以及液位传感器18也与电路16连接。温度和液位传感器17、18可为用于测量容器的空腔内的温度和液位——作为容纳在容器1内的液体的特性——的标准传感器。例如，液位传感器18为电容式传感器并检测容器的空腔内的液体的液位何时低于液位传感器18。

发射器15、16设置成用于将代表这些特性、即容器1内的液体的温度和液位的无线电信号无线传输到容器的封闭空腔外部。

此外，设备10设置成通过从容器的空腔外部输入的无线电信号在天线15中感生然后被传导至电路16的电流供电。该感生的电流不仅用于对发射器15、16供电，而且用于对传感器17、18供电，从而能够使发射器15、16经由天线15发射代表通过传感器17、18测量的温度和液位的无线电信号。

因此，这样的设备10可在其制造期间被安装在容器1内，或在后续阶段在不必改变容器结构的情况下被增设或改装到容器1内。换句话说，如果在容器1内改装设备10，则无需穿过容器1钻孔或加工容器1的零件。

此外，图3中以虚线示出的电路16和传感器17、18被封装在管13中，该管13从基座11以将传感器17、18定位在靠近底部或容器的空腔的液位处的方式向容器1的空腔下部延伸。

图4至图7a示出被安装在分配器的壳体20中的根据本发明的带有如前面的图中所示的设备10的容器1，其中相同的附图标记表示相同的元件。

图4至图5a中部分示出的分配器结合有内置式射频应答器30。图4a示出沿着图4中部分示出的分配器的线AA的截面图。图5a示出由标记在图5中部分示出的分配器上的圆X界定出的细节的放大图。

分配器具有壳体20，该壳体20具有用于将容器1容纳在分配器中的空腔21。此外，壳体20具有用于用户接口如开关、按钮等(未示出)——例如总或主开关和分配开关——通过的开口22、23，以及用于与上述吸管或吸入管相配合的蒸气管道(未示出)通过的开口24，以通过例如如开头所述在现有技术中公开的文氏管装置促进来自容器空腔的液体的循环。

应答器30位于壳体20内部并具有位于容器的空腔5外部的天线31。天线31在测量和发射设备10的天线15的竖直上方定位在壳体空腔21的顶部上。

天线31与电路32连接，以解调无线电信号并经由连接器33将相应的电信号发射至分配器的控制器或处理器(未示出)。壳体20中的天线31和电路32设置成通过盖子2和壳体20与设备10的天线15和电路16交换无线电信号。

此外，天线31和电路32设置成发出用于在天线15中感生足以对电路16和传感器17、18供电以测量容器的空腔5内的液体6的期望特性的电流的信号，通过传感器17、18将这些特性转换成相应的电信号，通过电路16调制这些信号，并经由天线15向天线31发出代表它们的无线电信号。由天线31接收的信号然后被电路32解调并经由连接器33传输至分配器的控制器或处理器。

当控制器或处理器接收来自电路32的表示所测量的液体6的特性已达到临界值——例如液体6的温度过高或液体6的液位过低并已下降到传感器18以下——的信号时，分配器可设置成停止分配任何含有液体6的液体食品或饮料，直到容器1的空腔5已被重新充装具有适当特性的液体6。

图6至图7a所示的分配器示出分配器的一个变型，其中射频应答器30被改装到分配器的壳体20上。特别地，图6示出在分配器的壳体20上改装的应答器30的位置。图7a示出由在图7中的截面图中部分示出的分配器上示出的圆Y所界定出的细节的放大图。

与图4a至图5a所示的在制造分配器时被安装在壳体20内部的应答器30不同，图6至图7a所示的应答器30已在装配分配器后被改装在分配器壳体20的外侧上。

更特别地，应答器30具有天线环31，当容器1在空腔21内就位时，该天线环31例如通过胶粘被固定在壳体20的空腔21内以直接面向容器1。天线31优选地定位成大体平行于设备10的天线环15并在其竖直上方定位，以使天线15、31之间的无线电信号的传递最佳。

与前面类似，天线31与电路32连接，该电路32又经由连接器33与控制器或处理器(未示出)连接。但是，由于应答器30是被改装的，所以连接器33可经由分配器的外部接口(未示出)与分配器的控制器或处理器连接。该接口可以是任何标准接口，例如USB、RS232或IEEE接口，并且可配置成用于分配器的参数定制和维修。在这种情况下，可更新分配器的程序以加入由于设备10的存在而提供的新功能。更新过程可由应答器30或经由分配器的相同或不同接口单独初始化。

电路32被容纳在盒内，该盒可被胶粘、捆绑或例如使用磁体固定在任何适当的位置、特别是壳体20外部的位置。

在这些图中所示的设备的一个变型中，对技术人员来说显而易见的是，测量和发射设备可由能够被容装在设备的基座中的电池供电，而不是由从位于分配器内或位于分配器上的相应应答器所感生的电流供电。同样，可借助于光或声信号执行无线传输。此外，如上所述，该设备可由外部光源供电。

Claims (15)

1.一种容器(1)，包括：

-空腔，所述空腔用于存储可分配物质，例如食品或饮料配料，特别是诸如奶或其它可由于温度导致变质的物质的液体；以及

-设备(10)，所述设备用于测量所述可分配物质的一个或多个特性并用于将所述一个或多个特性发射到所述空腔外部，

其特征在于，所述设备包括发射器(15，16)，所述发射器设置成用于将代表所述一个或多个特性的信号、特别是声和/或电磁波信号无线传输到所述空腔外部。

2.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述空腔是封闭的或可封闭的，所述设备被完全封装在所述空腔内。

3.根据权利要求1或2所述的容器，其特征在于，所述发射器包括用于传输无线电信号的天线。

4.根据前述权利要求中任一项所述的容器，其特征在于，所述设备设置成用于无线供电，特别是设置成由容纳在所述设备内的自主电源、例如电池供电，或设置成由从所述空腔外部输入的电磁信号、特别是无线电信号所感生的电流供电。

5.根据前述权利要求中任一项所述的容器，其特征在于，所述设备包括用于测量所述一个或多个特性的液位传感器和/或温度传感器，特别是位于所述封闭的空腔底部中的温度传感器和/或液位传感器。

6.根据前述权利要求中任一项所述的容器，其特征在于，所述空腔具有用于所述物质进入的开口，特别是覆盖有可移去的盖子的开口，所述测量和发射设备可选地被固定在该可移去的盖子上。

7.根据前述权利要求中任一项所述的容器，其特征在于，所述空腔是隔热的，所述空腔特别是形成在诸如类似于保温瓶的器皿的真空瓶内。

8.一种分配器，包括：如前述权利要求中任一项所述的用于供应可分配的物质例如食品或饮料配料、特别是诸如奶或其它可由于温度导致变质的物质的液体的容器(1)；以及应答器(30)，该应答器位于所述容器的空腔外部并设置成从位于所述容器的空腔内部的发射器(15，16)接收代表所述一个或多个特性的无线信号，特别是声和/或电磁波信号。

9.根据权利要求8所述的分配器，其特征在于，所述应答器包括天线，以用于从所述发射器接收无线电信号。

10.根据权利要求8或9所述的分配器，其特征在于，所述设备设置成由从所述空腔外部输入的电磁信号、特别是无线电信号所感生的电流供电，所述输入的电磁信号特别是由所述应答器发出。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的分配器，其特征在于，该分配器设置成监控所述一个或多个特性，并且当所述一个或多个特性中的一个特性达到阈值时容许或阻止分配所述可分配物质，所述分配器可选地设置成永久地或定期地监控所述特性，或间歇地、特别是基于分配所述物质的请求监控所述特性。

12.根据权利要求11所述的分配器，其特征在于，该分配器设置成当所述物质达到所述空腔内的最低液位时和/或当所述物质的温度超过最高或最低温度时阻止从所述容器分配所述可分配物质。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的分配器，其特征在于，该分配器具有壳体，所述应答器构建在所述壳体内或位于所述壳体外部，所述应答器特别是被改装到所述分配器内或所述分配器上。

14.根据权利要求8至13中任一项所述的分配器，其特征在于，该分配器为饮料或液体食品分配器，特别是咖啡、茶或汤机器，例如用于供应奶本身或者含奶饮料或液体食品中的奶作为所述可分配液体的机器。

15.一种设备，所述设备用于测量物质的一个或多个特性并用于传输所述一个或多个特性，特别是用于如权利要求1至7中任一项所述的容器或如权利要求8至14中任一项所述的分配器的设备，

其特征在于，所述设备包括发射器，所述发射器设置成用于将代表所述一个或多个特性的信号、特别是声和/或电磁波信号无线传输到所述设备外部。

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