CN104053625A - 用于饮料制备装置的储罐出口连接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种储罐出口连接装置(2),用于连接在饮料制备装置的液体储罐的储罐出口上,具有一穿过储罐出口连接装置(2)导引的流体路径(4)。在储罐出口连接装置(2)里面组合传感器装置(14),它具有至少一液位传感器(18)和一流量传感器(16)并且这样构成,通过它们可以检测连接在储罐出口连接装置(2)上的液体储罐内部的液位以及通过储罐出口连接装置(2)的液体流量。
Description
技术领域
本发明涉及一个储罐出口连接装置,用于连接在饮料制备装置的液体储罐的储罐出口上。该储罐出口连接装置具有一穿过储罐出口连接装置导引的流体路径。
背景技术
饮料制备装置经常具有液体储罐、尤其水罐,通过饮料制备装置为了制备饮料从水罐取出液体、尤其水。液体罐通常设计成可取下的或者说可简单拆卸的零部件,由此对于使用者能够方便且快速充满水罐。为了制备饮料通常在液体罐部位检测多个运行重要的参数,尤其在饮料制备装置中通常通过液位传感器监控液体罐内部的液位,液位是否位于足够高的水平,用于在执行饮料制备时防止抽吸空气。必要时可以给使用者发出信号,如果液位不再足够的时候。此外通常测量在制备饮料期间从液体储罐取出的液体量和/或通过相应的取出管的流量,由此保证正确地制备各种饮料。此外在液体储罐部位还存在其它运行重要的参数,它们要根据饮料制备装置的结构检测。它们例如是通过温度传感器检测位于液体储罐里面的液体温度,这尤其在热饮制备装置中是重要的,和/或通过储罐识别传感器检测,液体储罐是否装配在饮料制备装置内部。
在饮料制备装置内部供使用的空间通常是有限的。相应地一方面存在需求,节省空间地安置在液体储罐部位设有的传感器和其从属的布线。此外要这样安置传感器,在取出以及安装液体储罐时使损伤相关传感器和/或其布线的隐患最小。附加地在饮料制备装置的可靠使用特性和成本有利地制造方面期望简单的构造。在这些要求方面在目前液体储罐部位中对于不同位置存在的传感器还存在改善需求。
发明内容
因此本发明的目的是,对于饮料制备装置提供方便且快速任意的以及在使用特性方面可靠的结构,通过它可以检测至少一部分运行重要的、在液体罐部位要确定的参数。
这个目的通过如权利要求1所述的储罐出口连接装置得以实现。在从属权利要求中给出有利的改进方案。
按照本发明提供一种储罐出口连接装置,它这样构成,它可以连接在饮料制备装置的液体储罐的储罐出口上。所述储罐出口连接装置具有一穿过储罐出口连接装置导引的流体路径和一组合到储罐出口连接装置里面的传感器装置。该传感器装置具有至少一液位传感器和一流量传感器并且这样构成,通过它们可以检测连接在储罐出口连接装置上的液体储罐内部的液位以及通过储罐出口连接装置的液体流量。
通过按照本发明的组合到储罐出口连接装置里面的液位传感器和流量传感器,它们(在装配的液体储罐时)位于紧靠液体储罐附近。在取出和/或安装液体罐时损伤传感器装置的隐患是微小的,因为它们安置在受保护的位置。尤其通常这样布置,使所述储罐出口位于底部或者在液体罐的下部并且至少向上从饮料制备装置中取出所述液体罐。本发明还能够,快速且无问题地执行在液体罐部位的饮料制备装置部件的组装。尤其减少用于液位测量和流量测量所需的传感器布线所需的传感器,因为它至少可以在这些传感器方面直接在储罐出口连接装置上实现。在维修情况下也易于执行修理。
一般在饮料制备装置中为了连接液体罐与在饮料制备装置中用于连接液体罐的管道(取出管道),不仅在液体罐出口上而且在管道上设有相应的连接部件。在此将位于液体罐上的连接部件称为出口部件。位于相应管道上的连接部件在此称为罐出口连接装置,连接部件用于连接液体罐的出口部件。在此所述罐出口连接装置(和相应地出口部件也)最好这样构成,使穿过罐出口连接装置导引的流体路径在连接状态处于与液体罐的罐内容的流体连接。液体罐本身尤其设计成可取出的零部件。为了快速且方便地从饮料制备装置中取出液体罐并且也能够相应快速且方便地安装液体罐,最好这样构成出口部件和罐出口连接装置,使它们能够快速且方便地相互耦联和相互断耦联。尤其这样构成它们,使方便地通过插入罐出口连接装置到出口部件里面实现耦联或者反之。罐出口连接装置在这种情况下尤其具有连接管。所述出口部件尤其具有阀门,它通过耦联罐出口连接装置打开,并且它自动地在取出罐出口连接装置或断耦联时关闭。
所述罐出口连接装置尤其形成用于制备热饮、如咖啡、可可、茶、汤等的热饮制备装置的部件。所述热饮制备装置尤其通过咖啡自动机、杯饮机(用于利用相应的杯制备饮料)或者热茶机构成。
所述液体罐可以用于容纳那些用于制备饮料所使用的液体、如水、奶、糖浆、果汁等。所述液体罐优选是水罐。穿过罐出口连接装置导引的流体路径尤其通过封闭的、从入口导引到出口的流体通道构成。原则上在与此相关所述的传感器中存在可能性,使两个或多个传感器相互组合,由此根据运行状态和/或控制通过同一传感器可以检测不同的参数。
这样构成液位传感器,通过这个传感器(根据所使用的测量方法)可以检测表征液位的测量参数,然后由这个参数通过传感器电路或者通过上级的设备电路直接求得液位或者换算成液位的参数(例如充满量等)。这种液位传感器例如可以利用超声波测量、压力测量或者电容式地求得液位或者换算成液位的参数。相应地这样构成流量传感器,通过它(根据所使用的测量方法)可以检测表征流量的测量参数,然后由这个参数通过传感器电路或者通过上级的设备电路直接求得容积流量或者换算成容积流量(例如在制备状态期间取出的总容积、质量流、流速等)。例如对于流量传感器尤其可以使用叶轮计数器、具有组合的涡流计的传感器,其转速例如利用位于定子上的霍尔元件检测,可以使用热技术的风速传感器,可以使用一种传感器,通过它可以执行超声波测量方法并且可以评价耦入信号的频率位移,还可以使用一种传感器,通过它可以执行在狭窄位置上的压力差测量等等。
本发明还涉及一种储罐出口连接系统,它具有安置在储罐出口上的出口部件和连接在出口部件上的储罐出口连接装置。所述出口部件尤其具有阀门,它通过插入储罐出口连接装置段打开,并且自动地在储罐出口连接装置与出口部件断耦联时关闭。
按照一改进方案,所述传感器装置具有温度传感器,通过它可以检测位于流体路径上的液体温度。这尤其在温度传感器的简单且节省空间的结构原理方面是有利的。此外通常这样构成在液体罐上的储罐出口连接装置接头,使储罐出口连接装置的流体路径与储罐内容处于流体连接。因此位于流体路径中的液体温度基本等于位于液体罐里面的液体温度。也可以选择这样构成传感器装置的温度传感器,通过这个传感器可以检测位于连接在储罐出口连接装置上的液体罐里面的液体温度。温度传感器尤其在热饮制备装置中是必需的,用于确定对于饮料制备所需的、用于制备饮料取出的液体量的温度升高。取出的液体量的加热通常在液体罐和储罐出口连接装置下游实现。尤其为了加热取出的液体量设有在液体罐下游设置的通过式加热器。这个加热器尤其在能量效率方面、而且也在正确的且可重复的饮料制备方面是有利的。对于这种通过式加热器进行液体的温度测量是特别有利的,因为其加热功率可以对应于所需的温度升高进行调节。对于通过式加热器备选地也可以在液体罐下游设有电加热锅,通过它使液体容积保持在给定的温度上。此外作为另一备选方案也可以在液体罐下游设有加热模块,用于加热在饮料制备期间从液体罐中取出的液体。加热模块可以是被取出的液体通流的零部件,具有相对较高的热容量,它在饮料制备投入使用之前预热并且将在饮料制备期间的热量传递到通流加热模块的、事先已经从液体罐里面取出的液体上。
对于液位传感器、流量传感器和-如果存在-对于温度传感器和/或其它组合到储罐出口连接装置里面的传感器通常有利的是,这些传感器感应地耦联在储罐出口连接装置的流体路径上。
按照一改进方案,所述传感器装置具有储罐识别传感器,通过它可以识别,所述储罐出口连接装置是否连接在液体储罐上。这个改进方案能够,将相应的信息给到设备电路上并且相应地控制饮料制备,用于防止,起动了饮料制备过程,但是没有连接液体罐。在此所述储罐识别传感器尤其可以以机械识别原理为基础,例如通过相应地机械开关等实现,或者以磁识别原理为基础,例如通过霍尔传感器或者通过簧片继电器实现。备选或附加地也可以使传感器装置具有其它传感器。尤其也可以设有用于其它零部件、例如用于煮室门、钵壳等的识别传感器。
在简单布线方面一般有利的是,所述传感器装置的至少两个传感器具有公共的传感器电路和公共的供电和通讯接头。尤其所有的组合到储罐出口连接装置里面的传感器装置的传感器具有公共的传感器电路和公共的供电和通讯接头。因此在组装时只需很少的电缆集中添加在连接点上并且连接在连接点上。这种电缆布线在快速装配方面、在节省空间的安置方面以及在避免电缆损坏方面是有利的。根据各种传感器的结构和测量原理除了公共的传感器电路以外相关的传感器还可以具有附加的电路部件,它们与公共的传感器电路分开地构成。公共的传感器电路尤其以公共电路板的形式构成。公共的供电和通讯接头最好具有正好一个用于总线通讯的通讯接头(例如按照生产者特有的通讯协议,CAN总线等)和两个用于供电流的供电接头(一个用于供电电压,一个用于接地)。在此通过通讯接头的总线通讯尤其用于,将由相关的传感器测得的数据(它们必要时也可以通过传感器电路继续处理)传递到上级的设备电路。此外通过这个总线通讯可以由上级的设备电路控制各个传感器。尤其可以根据各自的运行状态控制它们,用于执行相应的感应的检测。
按照一改进方案,所述流量传感器通过热技术的风速传感器构成。这能够节省空间地安置传感器。此外无需运动的零部件,这尤其在易于维修方面是有利的。可电加热的电阻加热元件称为热技术的风速传感器,例如NTC元件(NTC:negative temperature coefficient;德语,被动温度系数元件)、PTC元件(PTC:positive temperature coefficient;德语:主动温度系数元件)或者其它的电阻加热元件(例如具有基本恒定的热阻),它为了执行流量测量以电流加载并由此加热。通过以液体绕流热阻元件将热量传递到流动的液体里面。这种热传递与液体的流速或者流量直接有关。通常在热技术的风速传感器中需要事先标定,它尤其可以在组装的状态、即在安装到饮料制备装置里面以后进行。
按照一改进方案,所述热技术的风速传感器具有NTC电阻加热元件或PTC电阻加热元件。这能够实现相对简单构成的测量方法,因为通过求得其电阻可以直接确定流速或流量(在事先进行标定以后)。此外在PTC电阻加热元件中其电阻随着温度增加的特性在避免元件过热方面是有利的。如同在专业领域所公知的那样,原则上除了NTC或PTC电阻加热元件以外也可以使用其它电阻加热元件。在这里测量方法将更加费事地构成。
按照一改进方案,所述热技术的风速传感器为了执行流量测量这样构成,使得通过其电阻加热元件调整恒定的电流。这个改进方案尤其有利的是,其电阻加热元件通过NTC或者PTC电阻加热元件构成,因为由在电阻加热元件上的电压降可以直接求得流量。但是备选地也可以实现其它测量方法,例如在电阻加热元件上调节恒定的电压降等。
按照一改进方案,所述热技术的风速传感器可以这样运行,通过这个传感器可以执行位于(储罐出口连接装置)流动路径里面的液体的温度测量。通过这种方式可以节省零部件。这种通过热技术的风速传感器的温度测量尤其可以在运行状态中执行,在运行状态中储罐出口连接装置的流动路径以静止的液体充满。因此尤其可以执行这种温度测量,当正好不从液体罐取出液体的时候。尤其在正好不进行饮料制备的时候是这种情况。热技术的风速传感器的相应控制可以通过上级的设备电路实现。在这个改进方案中特别有利的是,热技术的风速传感器具有NTC或者PTC电阻加热元件。
按照一改进方案,所述液位传感器通过压力传感器构成。通过这种方式可以在不从液体罐中取出液体的运行状态中测量压力,并由此确定在液体罐内部的液位。在这里仍然通过上级的设备电路实现压力传感器的相应控制。如同在专业领域所公知的那样,存在不同的构成压力传感器的可能性。例如为了测量压力可以具有薄膜、压电元件等。在此已经证实使用弹性薄膜是特别有利的。
本发明还涉及一个饮料制备装置,具有至少一按照本发明的储罐出口连接装置,用于连接液体储罐在饮料制备装置上,其中所述储罐出口连接装置也可以按照上述变化中任一项所述的构成。在此所述液体罐尤其设计成在饮料制备装置内部可取出的部件,由此为了充满可以从装置中取出液体罐。所述饮料制备装置尤其是热饮制备装置。所述液体罐尤其形成水罐。
按照一改进方案所述饮料制备装置具有一与传感器装置处于通讯连接的设备电路。通过所述设备电路尤其控制饮料的制备。此外所述设备电路尤其用于接收传感器装置的传感器信号并且用于发送控制信号到传感器装置。按照一改进方案,所述设备电路这样构成,通过这个电路可以根据各种运行状态控制传感器装置。按照一改进方案,所述设备电路这样构成,通过这个电路可以根据储罐出口连接装置是否连接在液体罐上,和/或根据是否从液体罐取出液体控制传感器装置。按照一改进方案,所述设备电路这样构成,通过这个电路为了执行液位测量和/或温度测量只能在不从液体储罐中取出液体的时候控制传感器装置。通过这种方式保证,不会由于取出液体产生的流动影响液位和/或温度的测量。这尤其有利的是,通过压力传感器构成液位传感器和/或通过热技术的风速传感器构成温度传感器。按照一改进方案,所述设备电路这样构成,通过这个电路为了执行流量测量在从液体储罐取出液体的时候控制传感器装置。因此尤其在取出液体期间为了测量流量和在不取出液体期间为了测量温度使用热技术的风速传感器。最好至少当执行饮料制备或者为了执行时进行检验,从属的液体罐是否连接在储罐出口连接装置上。由此尤其可以防止,为了制备饮料代替液体抽吸空气。为此可以设有独立的储罐识别传感器。但是这种监控也可以通过热技术的风速传感器进行。因为其电阻加热元件以电流加载并且这个热元件不被流动的液体包围(而是例如被空气包围),因此可以比在被流动的液体包围的情况更快速且更剧烈地加热。因此这种快速加热(例如通过评价温度升高的梯度)或者过度加热(例如在超过给定的温度极限值时)检测为没有液体罐。尤其按照一改进方案,所述流量传感器通过热技术的风速传感器构成并且所述设备电路和传感器装置这样构成,在热技术的风速传感器的电阻加热元件发热超过给定的极限值的情况下可以检测为没有液体罐。
附图说明
由下面借助于附图的实施例描述给出其它优点和改进方案。
图1是按照本发明第一实施例的储罐出口连接装置的示意横剖面;
图2是通过热技术的风速传感器实现流量测量和温度测量的电路图;和
图3是按照本发明第二实施例的储罐出口连接装置的局部剖视立体图。
具体实施方式
在图1中示出按照本发明的第一实施例的储罐出口连接装置2的横剖面。储罐出口连接装置2以连接管的形式构成,流体路径4穿过连接管导引。储罐出口连接装置2的端部段5可以连接在相应的、位于储罐出口孔里面的出口部件(未示出)上,如同下面还要详细解释的那样。储罐出口连接装置2的背面端部段6可以连接在相应的液体管道上。
在端部段5上在内侧设有密封环8。在连接的状态出口部件的相应连接段在内侧插到端部段5里面,它在此管状地构成,由此使密封环为了建立密封功能顶压到一起。在端部段5里面中心地设有端部向前伸出的凸起10。在储罐出口连接装置2连接在出口部件上时,出口部件的阀门通过凸起10顶压。因此在连接状态中流体路径4与连接的液体罐的储罐内容处于流体连接。相反,在断耦联时凸起10再从出口部件的阀门中拉出来,由此使出口部件的阀门又自动关闭。在所示的实施例中凸起10在端部从在流体路径4上延伸的筛网12突出来。
储罐出口连接装置2还具有组合到储罐出口连接装置2里面的传感器装置14。传感器装置14具有热技术的风速传感器16,其电阻加热元件17伸进到流体路径4里面。传感器装置还具有压力传感器18,它用于测量连接在储罐出口连接装置2上的液体罐内部的液位。压力传感器18具有被流体路径4顶回的且与流体路径处于流体接通的薄膜19,它根据作用的压力伸展。传感器装置14还具有储罐识别传感器20,它在所示的实施例中具有机械的开关21和相应的电路,开关可以通过为其规定的液体罐段转换接通,通过电路可以识别开关21的位置。在图1中还示出另一可选择的储罐识别传感器22,在该传感器中电磁地实现储罐识别。可选择的储罐识别传感器22尤其具有霍尔传感器24。在液体罐上在这个选择方案中设有相应的电磁段。因此在连接液体罐时霍尔传感器24的电感与取出液体罐时的电感是不同的。所有组合到储罐出口连接装置2里面的传感器16,18,20,22具有公共的传感器电路26,它在此通过电路板28和微处理器30构成。电路板28同时满足设置在其上的传感器16,18,20,22的固定功能。
测量信号的处理和传感器装置14的各个传感器部件的控制和/或供电集中地由传感器电路26实现。这个扩展结构在布线和电接头结构方面也是有利的,因为对于传感器装置14的所有传感器使用公共的布线和公共的连接插头。为此传感器装置14具有集成地在电路板28中构成的边缘卡插头32。尤其设有两个电接头,其中为了传感器供电在一个电接头上连接供电电压,在另一电接头上接地。此外设有用于连接单线总线系统的单线总线导线的接头。在此单线总线系统用于在传感器装置14与各自的饮料制备装置的上级设备电路之间的数据传递。也可以选择,设有其它总线系统,它必要时可以具有两个或者多个数据导线。
图1仅仅是储罐出口连接装置2的实施例的示意图。各个部件的布置也可以与此不同。也还可以设有其它部件。必要时也可以设有外壳,它包围传感器装置14。
下面解释按照本发明的储罐出口连接装置以在图1中所示的储罐出口连接装置2为例在(未示出的)饮料制备装置中的使用。饮料制备装置在此通过咖啡自动机构成,具有可取出的、以水充满的(未示出的)液体罐。在此按照本发明的储罐出口连接装置2用于连接在液体罐上。饮料制备装置还具有(未示出的)设备电路,通过它可以控制和/或监控热饮的制备以及饮料制备装置的其它过程。通过与上级设备电路的通讯连接(在此:总线连接)尤其将由传感器获得的传感器装置14的测量数据传递到设备电路。此外设备电路根据饮料制备装置的各种运行状态控制传感器装置14的各个传感器。
与目前通常使用的液位传感器相比,它们分别具有浮漂和相应的干簧触点或霍尔元件,通过压力传感器18确定液位能够实现明显更简单的结构。如果由水作为介质,则这个水柱的压力为每100mm(毫米)水柱高度为980.7帕斯卡(相对于9,807mbar,毫巴)。在假设液体罐通常具有150-300mm高度的条件下,压力传感器18最好设计为0至35mbar的压力范围,用于覆盖所考虑的液位范围。在压力传感器作为液位传感器时一般要考虑,在从液体罐取出液体期间,这尤其在饮料制备期间进行,通过泵运行(为了从液体罐抽吸液体)产生冲击波,它可能干扰压力测量。因此这样构成设备电路,它只在(通过传感器电路26)为了确定充满高度的时间中控制压力传感器18,在这个时间内不从液体罐取出液体。尽管如此也可以在取出液体期间确定液体罐内部的液位,通过由事先作为液位获得的数值并且从其中减去在取出液体期间直到所涉及时刻所取出的液体量,它通过流量传感器16获得。
热技术的风速传感器16根据控制形成温度传感器,用于确定在液体罐内部的液体温度以及形成流量传感器,用于确定通过储罐出口连接装置流动的液体流量(液体容积/时间)。在用于测量流量的热技术的风速传感器16中一般充分利用这个效应,在其电阻加热元件17加热时由加热元件给到流动的液体的热量取决于液体流速(或者说取决于流量)。因此在事先标定以后通过热技术的风速传感器16可以确定在管道里(或者说在这里在储罐出口连接装置的流动路径里面)通流的液体流量。通过自取出开始测量的流量在时间上的积分可以求得取出的液体总量。在不取出液体期间热技术的风速传感器16可以用于测量液体温度。下面详细解释两种热技术的风速传感器16的使用变化,其中首先描述流量测量。
关于流量测量,由电阻加热元件17传递到液体的热功率Q(dQ/dt)通过下面的等式(1)描述:
(1) 。
在等式(1)中通过Rth表示热阻(单位K/W;K:开尔文;W:瓦特)与电阻加热元件17对液体的热功率的关系。这个热阻Rth取决于流动的液体流量并且附加地取决于电阻加热元件的特有材料特性和液体,其中它们可以作为常数使用。TW1是加热的电阻加热元件17的温度,TF1是周围液体的温度。因此流量(单位时间的液体容积dV/dt)可以表示为热阻Rth的函数,如同由下面的等式(2)给出的那样。这种函数关系尤其可以通过标定获得。它可以以查询表格的形式(表格,在其中对于不同的Rth值寄存相应的流量值)在传感器电路26中或者必要时也可以在上级的设备电路中提供。
(2) dV/dt=f(Rth)。
如果由等式(1)解出Rth,则得到下面的等式(3):
(3) 。
在此在等式(3)中传递的热功率Q(dQ/dt)可以通过在电阻加热元件17上施加的电压UW1与通过电阻加热元件17流动的电流IW1的乘积计算,如同在下面的等式(4)中表示的那样。
(4) 。
如果所使用的电阻加热元件17具有与温度相关的电阻RW1,则可以由电阻RW1值分别求得电阻加热元件17的实际温度TW1并且在等式(3)中使用。在此尤其可以由在电阻加热元件17上施加的电压并且由通过电阻加热元件17流动的电流IW1求得电阻加热元件17的电阻RW1,如同在下面的等式(5)表示的那样。
(5) 。
电阻加热元件17的电阻RW1的温度关系可以试验地获得(并且例如以查询表格的形式储存)或者通过适合的等式表达。下面示例地借助于电阻加热元件17解释后一种情况,在此电阻加热元件通过以钛酸钡为基础的PTC电阻加热元件构成。这个加热元件在工作范围具有指数特性曲线,如同在下面的等式(6)中表示的那样。
(6) 。
在此将在等式(6)中通过TN表示电阻加热元件17的额定温度(它是恒定的),通过RN表示电阻加热元件17在额定温度TN时的额定电阻并且通过b表示表征电阻加热元件17的材料常数。如果将在等式(5)给出的关系在等式(6)中使用并且还从等式(6)中解出TW1,则得到下面的等式(7)。
(7) 。
如果将在等式(4)和(7)中给出的关系在等式(3)中使用,则对于热阻Rth得到在下面的等式(8)中给出的关系:
(8) 。
因此可以由下面的在使用中获得的参数求得热阻Rth:
-在电阻加热元件17上施加的电压UW1,
-通过电阻加热元件17流动的电流IW1,
-流动的液体的温度TF1。
在等式(8)中的其它参数形成恒定的参数,它们可以事先求得。作为流动液体的温度TF1最好使用利用组合到储罐出口连接装置里面的温度传感器测量的温度。在此这个温度传感器最好通过热技术的风速传感器16构成并且在不从液体罐中取出液体的时间期间实现温度测量,如同在上面已经解释的那样。此外优选,热技术的风速传感器16这样运行,为了执行流量测量其电阻加热元件17分别由恒定的电流通流,即,IW1分别调节到恒定的值上。
下面参照图2解释热技术的风速传感器16的电路图34,通过它不仅执行流量测量,也执行温度测量。在此,只要存在一致性,就使用与在图1中相同的附图标记。电路图34具有两个电源接头36,38(用于连接在相应的电缆上),其中在一个电源接头36上施加供电电压UV并且在另一电源接头38上接地。电路图34具有另一控制接头40,在其上(例如由传感器电路26)施加控制电压US。控制接头40通过第一电阻R1连接在第一晶体管T1的基极上。第一晶体管T1的集电极通过两个串联电阻R2和R3与用于供电电压的电源接头36连接,而第一晶体管T1的发射极接地。在两个串联的电阻R2与R3之间连接第二晶体管T2的基极。第二晶体管T2的集电极与第一晶体管T1并联地与用于供电电压的电源接头36连接,而其发射极通过电阻加热元件17接地。电阻加热元件17通过PTC电阻加热元件构成,它在所考虑的温度范围中例如具有100-300Ω范围的电阻。与第二晶体管T2并联且与电阻加热元件17串联地设有用于电阻加热元件17的前置电阻RV,它对于执行温度测量是必需的。在电阻加热元件17上下降的电压UW1可以通过接头42(相对于大地)检测。
下面首先解释流量测量的执行。为此在控制接头40上施加控制电压US,如同在图2中简示的那样。通过施加控制电压US控制第一晶体管T1(即,电流从其集电极流到其发射极),由此又控制第二晶体管T2,即实现从其集电极至其发射极的电流。通过第一晶体管T1和第二晶体管T2以及通过第一至第三电阻R1-R3形成的电路在施加供电电压在电源接头36上时形成恒流源。因此与随着流量变化的电阻加热元件17的电阻RW1无关地调节恒定的、通过电阻加热元件17流动的电流IW1(例如50mA),其中通过与其并联的前置电阻RV可以附加地考虑(微小的)影响。实际在电阻加热元件17上降落的电压UW1通过接头42(相对大地)测量。因此由这些参数可以求得流量,如同上面解释的那样。由测得的流量又可以通过时间上的积分求得在饮料制备期间取出的液体量。
为了执行温度测量在控制接头40上不施加控制电压,这导致,不仅第一晶体管T1而且第二晶体管T2都截止。电流仅仅通过前置电阻RV流动,由此限制电流。在此这样选择前置电阻,避免通过电阻加热元件17明显加热液体,但是相反还可以在电阻加热元件17上测量足够的电压信号。由测得的、在电阻加热元件17上降落的电压可以(以公知的方式)确定液体温度。
液体罐具有罐盖,它在液体罐的安装状态不能打开,由此可以避免位于液体罐里面的液体温度在执行温度测量以后和饮料制备之前由于通过使用者添加液体到储罐里面而变化的问题。此外设备电路和/或控制电路可以这样构成,在每次取出和安置液体罐以后首先执行温度测量。
此外要指出,通过评价热技术的风速传感器16的跃变应答可以推断饮料制备装置的钙化度。
对于在图1中所示的结构备选地并且对于在图2中所示的电路图备选地还能够实现用于实现本发明的其它变化。尤其也可以规定,传感器装置14也还具有其它或备选的传感器。例如流量传感器可以通过叶轮计数器构成,它尤其可以具有配备磁铁的叶轮和空间上与其靠近设置的用于评价的霍尔元件。
下面参照图3解释储罐出口连接装置44的第二实施例。在此主要解释与第一实施例的差别。
储罐出口连接装置44也具有穿过它导引的流体路径46,其中端部段48(它具有安装的密封环50)用于连接在(未示出的)液体罐出口部件上。中心地在端部段48里面又设有凸起51,它用于打开从属的(未示出的)出口部件的阀门。背侧端部段52(它在此折弯地构成)连接在液体管道54(取出管道)上。流入到储罐出口连接装置44里面的液体首先流到过滤室56,它通过隔离壁58与储罐出口连接装置44的流出段分开。靠近隔离壁58并且在储罐出口连接装置44的外壳内部设有传感器装置62,它在此具有设计成压力传感器64的液位传感器、设计成热技术的风速传感器的流量传感器和温度传感器以及通过电路板构成的传感器电路66。压力传感器64的薄膜67在此组合到过滤室56的隔离壁58里面。传感器装置62的传感器在图3中没有详细示出。传感器电路66具有三个接头68,其中两个接头用于供电,一个接头用于通讯。在接头68上连接相应的电缆70。
Claims (15)
1.一种储罐出口连接装置,用于连接在饮料制备装置的液体储罐的储罐出口上,具有一穿过储罐出口连接装置(2;44)导引的流体路径(4;46),其特征在于组合到储罐出口连接装置(2;44)里面的传感器装置(14;62),它具有至少一液位传感器(18;64)和一流量传感器(16)并且这样构成,通过它们可以检测连接在储罐出口连接装置(2;44)上的液体储罐内部的液位以及通过储罐出口连接装置(2;44)的液体流量。
2. 如权利要求1所述的储罐出口连接装置,其特征在于,所述传感器装置(14;62)具有温度传感器(16),通过它可以检测位于流体路径(4;46)和/或连接在储罐出口连接装置(2;44)上的液体储罐里面的液体温度。
3. 如权利要求1或2所述的储罐出口连接装置,其特征在于,所述传感器装置(14;62)具有储罐识别传感器(20,22),通过它可以识别,所述储罐出口连接装置(2;44)是否连接在液体储罐上。
4. 如上述权利要求中任一项所述的储罐出口连接装置,其特征在于,所有组合到储罐出口连接装置(2;44)里面的传感器装置(14;62)的传感器(16,18,20,22;64)具有公共的传感器电路(26;66)和公共的供电和通讯接头(68)。
5. 如上述权利要求中任一项所述的储罐出口连接装置,其特征在于,所述流量传感器(16)通过热技术的风速传感器(16)构成。
6. 如权利要求5所述的储罐出口连接装置,其特征在于,所述热技术的风速传感器(16)具有NTC电阻加热元件或PTC电阻加热元件(17)。
7. 如权利要求5或6所述的储罐出口连接装置,其特征在于,所述热技术的风速传感器(16)为了执行流量测量可以这样运行,使得通过其电阻加热元件(17)调整恒定的电流。
8. 如权利要求5至7中任一项所述的储罐出口连接装置,其特征在于,所述热技术的风速传感器(16)可以这样运行,通过这个传感器可以执行位于流动路径(4;46)里面的液体的温度测量。
9. 如上述权利要求中任一项所述的储罐出口连接装置,其特征在于,所述液位传感器通过压力传感器(18;64)构成。
10. 一种饮料制备装置具有至少一如上述权利要求中任一项所述的储罐出口连接装置(2;44),用于连接液体储罐在饮料制备装置上。
11. 如权利要求10所述的饮料制备装置,其特征在于,这个饮料制备装置具有一与传感器装置(14;62)处于通讯连接的设备电路。
12. 如权利要求11所述的饮料制备装置,其特征在于,所述设备电路这样构成,通过这个电路可以根据各种运行状态控制传感器装置(14;62)。
13. 如权利要求11或12所述的饮料制备装置,其特征在于,所述设备电路这样构成,通过这个电路为了执行液位测量和/或温度测量只能在不从液体储罐中取出液体的时候控制传感器装置(14;62)。
14. 如权利要求11至13中任一项所述的饮料制备装置,其特征在于,所述设备电路这样构成,通过这个电路为了执行流量测量在从液体储罐取出液体的时候控制传感器装置(14;62)。
15. 如权利要求14所述的饮料制备装置,其特征在于,所述流量传感器通过热技术的风速传感器(16)构成并且所述设备电路和传感器装置(14;62)这样构成,在热技术的风速传感器(16)的电阻加热元件(17)发热超过给定的极限值的情况下可以检测为没有液体罐。
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