CN105078239A - 浓缩咖啡机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种咖啡机，包括储水器、适于接纳咖啡过滤器支架的组头组件、位于储水器与组头组件之间并使储水器与组头组件流体连通的调制路径装置，以及控制器。调制路径装置包括用于将水从储水器泵送至组头组件的泵、对通过的水进行预热的第一热块以及与第一热块相关联的第一温度传感器。调制路径装置还包括位于第一热块的下游并且构造成对通过的水进行加热的第二热块以及与第二热块相关联的第二温度传感器。调制路径装置还包括位于泵的下游并且提供沿调制路径的温度参数和流量参数中的至少一者的至少一个管线内传感器。控制器适于响应于来自温度传感器和管线内传感器中的一者或更多者的传感器测量值调节组头组件处的水的温度。

Description

浓缩咖啡机

发明领域

本发明涉及浓缩咖啡式咖啡机。

背景技术

浓缩咖啡机用于制作浓缩咖啡以及相关的热饮料。这种机器产生用于制作咖啡的热水并且例如经由蒸汽棒产生蒸汽，该蒸汽可被用于对牛奶进行蒸汽处理。另外，咖啡机可以分配热水。

人们对制作高质量咖啡的咖啡机的需求日益增强以至于许多家庭现在拥有家用咖啡机。为了满足此需求，咖啡机的制造商已经寻求提供对于许多家庭而言能够负担的起但仍制作出高质量咖啡的咖啡机。影响正被调制的咖啡的质量的因素包括咖啡的研磨、过滤器中的咖啡的密度、以及通过组头分配的水的温度和压力二者。

在过去已经提出了各种类型的咖啡机构型。然而，仍存在对可以适于家庭使用并制作高品质咖啡的咖啡机的需求。

理想的是制造具有改进的功能性的家用咖啡机，或可替代地为公众提供针对现有咖啡机的有用的替代方案。

在本说明书中对任何现有技术的参考并不是承认或示意此现有技术构成了任何管辖区的公知常识的一部分或者该现有技术可以合理地期望被本领域技术人员理解、认为是相关的和/或与现有技术的其他方面结合。

发明内容

一方面，本发明提供了下述咖啡机，该咖啡机包括：

储水器；

组头组件，该组头组件适于接纳咖啡过滤器支架；

调制路径装置，该调制路径装置提供了储水器与组头组件之间的流体连通，调制路径装置包括泵、第一热块、第一温度传感器、第二热块、第二温度传感器以及至少一个管线内传感器，泵用于将水从储水器泵送至组头组件，第一热块构造成对通过该第一热块的水进行预热，第一温度传感器与第一热块相关联，第二热块位于第一热块的下游并且构造成对通过该第二热块的水进行加热，第二温度传感器与第二热块相关联，上述至少一个管线内传感器位于泵的下游，并且提供沿调制路径装置的水温参数和流量参数中的至少一者；以及

控制器，传感器能够对温度传感器和管线内传感器做出响应并且适于响应于来自温度传感器和管线内传感器中的一者或更多者的传感器测量值来调节组头组件处的水的温度。

可以通过控制第一热块的温度、第二热块的温度以及水的流率中至少一者来调节水的温度。

上述至少一个管线内传感器可以包括位于第二热块下游的下游管线内温度传感器。上述至少一个管线内传感器可以包括位于第一热块与第二热块之间的上游管线内温度传感器。管线内温度传感器可以是负温度系数(NTC)传感器。上述至少一个管线内传感器可以还包括流量计。

控制器可以包括存储器并且可以还适于：对在一次或更多次咖啡斟倒期间获得的传感器测量值进行存储；处理所存储的传感器测量值以确定趋势和平均参数；以及响应于该趋势或平均参数来调整下述方面中的至少一者：温度传感器中的至少一个温度传感器的指定温度阈值，以及水的流率。

咖啡机可以还包括蒸汽出口和蒸汽路径，蒸汽路径包括蒸汽热块并且提供储水器与蒸汽出口之间的流体连通；其中，咖啡机还包括自第一热块至蒸汽热块的预热水路径，以向蒸汽热块提供经预热的水。

咖啡机可以还包括从包括下述方面的组中的一者提供热水的热水出口：蒸汽热块、第一热块和第二热块。

如本文中所使用的，除非上下文另有要求，否则术语“包括(comprise)”及该术语的变型比如“包括”(“comprising”)，“包括”(“comprises”)以及“所包括的”(“comprised”)并不意在排除其他附加物、部件、整体或步骤。

根据通过示例并且参照附图给出的以下描述，在前述段落中描述的本发明的其他方面以及这些方面的其他实施方式将变得明显。

附图说明

图1示出浓缩咖啡机的第一实施方式的前视立体图；

图2示出在图1的浓缩咖啡机中所使用的加热系统的功能框图；

图3A示出适于与图1的咖啡机一起使用的管道部件的图示；

图3B示出图3A中示出的实施方式的控制流程图；

图4示出根据另一实施方式的管道部件的图示；

图5示出根据又一实施方式的管道部件的图示；

图6示出根据再一实施方式的管道部件的图示；

图7示出根据另一实施方式的管道部件的图示；

图8示出根据再一实施方式的管道部件的图示；以及

图9示出将没有使用主动控制装置时组头组件中的温度与使用温度传感器的具有主动控制装置的组头组件中的温度进行比较的曲线图。

具体实施方式

参照图1，浓缩咖啡机100具有基部102和本体104。基部102支承收集盘106(诸如滴水盘)。本体104容置储水器118，该储水器118在该实例中是可以滑入/滑出本体104的抽屉。本体104的顶部上是可以用于储存杯子、茶托以及其它用具的表面108。在一些实施方式中，表面108可被加温。

机器100具有包括组头出口的组头组件110，热水在压力下通过该组头出口而被分配以便制作咖啡。组头组件110接纳可移除的过滤器组件150。机器100包括呈蒸汽棒112的形式的蒸汽出口。机器100可以由用户操作以通过蒸汽棒112排放蒸汽，该蒸汽可被用于例如加热诸如牛奶之类的液体。蒸汽棒112枢转地并且可旋转地附接至机器100以使蒸汽棒112的端部相对于机器100是易于灵活操作的。蒸汽棒112可以包括温度感测装置(未示出)，该温度感测装置对通过蒸汽棒112而变成蒸汽的任何液体的温度进行感测。温度传感器可以与电子控制器200(下面参照图2描述的)进行通信，并且可以将感测到的温度传输至该电子控制器200以允许控制器200显示该感测到的温度和/或自动地控制蒸汽棒112的操作。机器100还包括呈热水棒的形式的热水出口114，受控的热水流可以经由该热水出口114被分配。

机器100具有包括显示器132的控制面板130。显示器132连接至电子控制器200并且可被控制成显示机器100的各种操作参数。作为非限制性示例，显示器132可以被控制成显示涉及下述一个或更多个方面的信息：由用户选择的操作设置；水压；水温；储水器118的水位；在机器100可供使用以前的估计时间；经由蒸汽棒112变成蒸汽的液体的温度；蒸汽出口路径加热器的温度；一个或两个调制路径加热器的温度；蒸汽出口路径泵的流率；调制路径泵前面和/或后面的流率；以及错误或维护信息。例如，显示器132可以包括一个或更多个LCD(液晶显示)屏幕、LED(发光二极管)屏幕、LED、转盘或类似设备。显示器132可以同时显示机器100的多个不同的操作参数，和/或可以提供允许用户在示出不同信息的不同显示屏幕之间滚动或以其它方式导航的控制装置(下面讨论)。

控制面板130包括模拟转盘显示器140，该模拟转盘显示器140可以是直接连接至压力传感器(未示出)的机械压力显示器，以便显示分配咖啡时在组头处感测到的压力。

机器100包括多个用户控制装置，用户通过该用户控制装置控制机器100的操作。在该实例中，用户控制装置包括多个按钮134，按钮134连接至控制器200并且在由用户激活时致使控制器200执行多种任务。例如，按钮134可以包括：单杯按钮、双杯按钮以及水启动/停止按钮，该单杯按钮致使控制器操作机器100以供应足够的水通过组头组件110以制备一杯咖啡；该双杯按钮致使控制器供应足够的水通过组头组件110以制备两杯咖啡；该水启动/停止按钮致使控制器开启/中断通过组头组件110的水流。控制按钮134还可以包括用于滚动显示器132上的不同显示选项的导航控制装置(例如，上、下、左、右控制装置)。在一些实施方式中，这种导航按钮还可以或者替代性地允许用户滚动如以上描述的在显示器132上显示的各种控制选项，并且通过“进入”按钮或类似装置选择期望的控制选项。

用户控制装置还包括蒸汽控制转盘116和热水控制转盘(未示出)，该蒸汽控制转盘116在由用户进行操作时允许蒸汽通过蒸汽棒112排放，热水控制转盘在由用户进行操作时允许水通过热水出口114而被提供。例如，这些控制转盘可以是电磁阀，也可以是机械龙头，该电磁阀或机械龙头允许或是直接手动操作或是经由控制器200间接操作。在替代性实施方式中，通过蒸汽出口和热水出口的蒸汽流和水流可以由诸如按钮的其它控制界面直接或间接地(即，经由电子控制器200)控制。

在一些实施方式中，除了上面描述的控制面板130之外，机器100的用户界面包括通信界面用以无线地连接(例如，经由蓝牙或Wi-Fi(无线上网技术))至用户的移动设备，比如智能手机。该移动设备包括用于选择和/或定制包括压力、时间、容量以及温度的萃取属性的应用。移动设备应用还允许用户选择正在使用的咖啡豆的品牌和烘焙度，并且从互联网下载用于该特定烘焙度的最佳萃取属性。从机器100向移动设备应用提供了对萃取工艺的反馈，从而在需要的情况下提供用于改进的建议，以及记录并且显示每个萃取的详细历史，包括杯数、萃取属性的名称、各杯咖啡的日期和时间、萃取分析(压力、时间、水流量、体积以及温度)。也可以从移动设备将诸如图像、视频、广告以及文本之类的内容下载至浓缩咖啡机。

在一些实施方式中，用户界面(包括控制面板130和/或移动设备应用)使用户能够在机器100的操作期间调整萃取属性作为预设属性，或是实时地调整萃取属性。该用户可调整的萃取属性可以是温度属性、压力属性或流率属性中的一个或更多个。所有属性在时间范围上(例如，在30秒的平均斟倒的持续时间上)或者在体积范围上(例如，在42ml的平均单杯斟倒量上)是可调整的。温度属性在0-100摄氏度范围的可能的范围上、优选地自90-95度开始、更优选地在92-93摄氏度的范围上是可调整的。压力属性在0-18巴的范围上，优选地在5-15巴的范围上是可调整的。对浓缩咖啡而言流率属性在0-10ml/s的范围上(例如，取决于所使用的咖啡调制方法)、优选地在0.25-1.5ml/s的范围上是可调整的。

在参照图3至图9对更加具体的细节(以及参照具体实施方式)进行描述之前，现在将参照图2对咖啡机100的其它部件进行大致描述。

咖啡机100包括与机器100的各个部件(诸如用户控制装置、显示器、泵、加热器、传感器、流量计以及阀)进行通信的电子控制器200。控制器200被编程为用以控制机器100的部件的操作以便经由用户控制装置根据用户输入来操作咖啡机100。机器100还包括对电子控制器200供电的电源(未示出)以及机器100的其它相关部件(例如，用户控制装置、显示器、加热器、泵、传感器、流量计以及阀)。

电源的额定功率通常是2,000-3,000W，优选地在240V的AC(交流电)下为2,400W。为了避免总电流消耗超过10A，使用电流限制装置。这可以是由用户重新设定的断路器、一旦将电源从机器移除就重新设定的自保持断路器、或者用户可替换的电流熔断器。

如本文中所述，控制器200包括比例积分微分(PID)控制器。使用合适的控制器(诸如微控制器)或处理器(诸如微处理器或数字信号处理器DSP)来实现PID控制器。控制器200还包括用于在加工之前、期间或者之后储存数据(例如，传感器测量数据)的存储器。

咖啡机100包括从储水器118引出的两个独立的流动路径：被称为蒸汽路径202的路径，通过该路径蒸汽被供给至蒸汽棒112；以及被称为调制路径204的路径，通过该路径水被供给至组头110。如下文所述，每条路径包括专用泵、加热系统以及管道(管和阀)。

蒸汽路径202包括蒸汽路径泵206、压力释放阀208、水加热器——在此例中为蒸汽热块210、以及蒸汽阀212。调制路径204具有第一流量计214，该第一流量计214后面是调制泵216。可选择地，第二流量计218可被包括于调制路径204中位于调制泵216之后。从第一流量计和/或第二流量计214、218接收的流量参数提供了调制路径204中的流率的指标。

每个实施方式的调制路径204中所使用的第一流量计214适当地可以是数字流量计，其包括通过水流而旋转的转子并且将转子的运动转换为数字信号。诸如激光流量计之类的替代性的流量计当然是可行的。在使用了第二流量计218的实施方式中(例如，如图4和图5中所示)，第二流量计218是高压流量计，例如，Sensirion^TMSLG64流量计。

在流量计214、218之后，调制路径204于是包括两个调制路径加热器220、224，二者均为热块。第一调制路径热块220将水预热至合适的调制温度(通常是92摄氏度)或接近调制温度的温度(例如，80-90摄氏度)。其通常是700-1200W的热块，例如，900W的热块。第二调制路径热块224接纳被预热的水并且通过确保将水加热至合适的调制温度——例如，92摄氏度——而完成加热过程。第二调制路径热块224通常是150-350W的热块，例如，200W的热块。

在一些实施方式中，这两个调制热块是相同的，例如，可以使用两个1100W的热块。在这些实施方式中，使用功率共享布置，凭借该功率共享布置将由电源供给至两个热块的总计1100W中的一部分提供给第一调制热块(例如，900W)，并且将1100W的总功率中的一部分提供给第二调制热块(例如，200W)。当蒸汽热块同时可用时，例如在咖啡斟倒期间，该功率共享布置得以实现。当蒸汽热块被禁用时(例如，在达到待机温度之前的机器的初始升温期间)，电源向两个调制热块二者均提供1100W的功率。

调制路径上的各加热器设置有测量各热块加热器的块体(casting)的温度的块体负温度系数(NTC)传感器，从而提供水温的估计值。第一块体温度传感器222与第一热块220相关联，并且第二块体温度传感器226与第二热块224相关联。可选择地，可在第一和/或第二加热器之后使用一个或更多个附加的管线内(inline)传感器以测量水的温度。

块体NTC传感器和管线内NTC传感器二者均是合适的快速响应热敏电阻。可以使用的NTC传感器的示例是104H-CT-4-4267GSensorbase^TMNTC热敏电阻。

出于多种原因，使用热块产生热水(用于组头组件110和/或热水出口114)和/或用于蒸汽棒112的蒸汽可以是有利的。例如，热块从环境温度升温快于锅炉从环境温度升温，使得机器更快地准备好供使用；由于通常的热块一次仅保存大约15ml，因此来自热块的输出水总是新鲜的，而锅炉保存300ml或更多，使得新鲜的水与已经在锅炉中的水混合；通过从储水器118中泵送脱钙溶液，热块易于脱钙；并且热块通常比锅炉成本低并且在发生故障或失效的情况下可以相对容易地进行替换或修理。此外，热块能够具有良好的温度控制并且可以提供热水或蒸汽的连续供给(当然，假设储水器118不空)。

如图2中所示，可以将传感器测量值230从各个流量计和温度传感器中的一者或更多者提供至控制器200。控制器200对温度测量值(并且在一些实施方式中连同从一个或两个流量计接收的流量参数)进行处理以确定温度参数。温度参数可以包括，例如，温度传感器的指定温度阈值(例如，92摄氏度)与测量的温度之间的差异，或者一个或两个流量计处的流率阈值与测量的流率之间的差异。响应于温度参数，控制器200通过调整调制泵216的操作、第一热块220的温度和/或第二热块224的温度来调节调制路径中的水温。使用用于交流电(TRIAC)开关的快速三极管对泵216和热块220、224进行控制，快速三极管足够快以便足够快地对泵216和/或热块220、224进行控制，以便在斟倒1杯或2杯调制品的时间内(通常是20-30±5秒，优选地25±5秒)使水温保持处于期望的温度。优选地，需要响应时间在5-10秒内。

当用户希望制作咖啡时，控制器200对泵216进行操作以将所需体积的水(例如，一杯使用30ml、两杯使用60ml)泵送通过调制路径热块220、224。然后将加热的水在压力下泵送通过组头组件110中的出口。第一流量计214，以及可选择地、第二流量计218，测量由调制路径泵216泵送的水的体积，并且可以根据在整段时间上流经流量计的水的体积通过控制器200来计算调制路径204中的压力。计算出的压力可以通过控制器200显示在显示器132上。在调制路径204中可以设置有一个或更多个压力传感器(未示出)以允许将调制路径204中的压力直接传达给控制器200。然后，根据感测到的压力来控制泵以获得0至15巴之间、优选地9至12巴之间的水压。在一些实施方式中，测量的压力显示在用户界面上，例如，显示器132上或者模拟转盘显示器140上。

调制路径204包括倾泄阀228。一旦咖啡已经制好，就可以操作倾泄阀228(通常通过作为咖啡周期的一部分的控制器自动地操作)以通过将管道中过量的水倾泄至收集盘106来释放调制路径204中的压力。

在每个实施方式中，蒸汽路径202中的蒸汽阀212和调制路径204中的倾泄阀228可以例如或是电磁阀或是机械龙头。这些电磁阀或机械龙头可以是用户可直接手动操作的(例如，通过转动龙头的手柄或类似装置)。替代性地，可以由用户通过激活控制装置(例如，按钮或转盘)来间接地操作阀212、228，该控制装置向控制器200发送信号，该控制器200进而操作相关的阀/龙头。替代性地，作为更广泛的用户命令(例如，制作咖啡等)的一部分，或者响应于超过预定值的压力，可以由控制器200自动地操作阀212、228。

如以上指出的，机器100还可以包括用于分配热水的热水出口114，其未在图2中示出。如下面参照图3至图8所描述的，机器100可以构造成或从蒸汽热块210或从调制路径加热器中的任一者供给热水出口114。

对于蒸汽路径202和调制路径204两者而言，可以使用铜管。

操作概述

为了设定咖啡机100，储水器118可以从机器100中被移除以进行填充或在原来位置经由漏斗进行填充。出于预期的目的选择正确尺寸的过滤器(即，单杯过滤器或双杯过滤器156)，将其放置在过滤器组件150的过滤器托架的内侧，并且使用磨碎的咖啡对其进行填充并且压实。然后通过将过滤器组件150紧固至组头组件110的卡口环中来将过滤器组件150紧固至机器100。

当打开机器100时，控制器200向加热器210、220以及224的电阻元件供电。一旦加热器210、220以及224达到它们各自的待机温度，机器100就准备好供使用。此时，控制器200可以对加热器210、220以及224断电(并且如果加热器210、220以及224的温度降到阈值之下则对它们重新供电)。用户可以经由显示器132注意到机器100的准备状态。

为了制作咖啡，用户激活相关的控制按钮134——例如，一杯、两杯、或手动操作。在接收到或者一杯命令或者两杯命令时，控制器200操作调制路径泵216以在压力下将所需体积的水泵送通过调制路径204至组头组件110的出口(其中，迫使期望量的水通过滤器组件150中的咖啡粉并且进入杯子中)。

替代性地，用户可以选择手动操作，在这种情况下，控制器200将泵216操作成将水连续地泵送至组头组件110的出口，直到用户输入命令而停止(例如，通过再次按压同一按钮)或者直到达到手动操作时间阈值为止。在已经泵送了所选体积的水之后，控制器200关闭泵216。

为了产生蒸汽，用户激活蒸汽控制装置(例如，蒸汽转盘或按钮)。这既打开蒸汽路径202中的蒸汽阀212又致使控制器200激活蒸汽路径泵206并对蒸汽热块210进行控制以将水加热至大约170℃(+/-5℃)。水被泵送通过加热器208——在加热器208处水被加热成蒸汽——并且之后经由蒸汽棒112排放。当用户希望停止产生蒸汽时，沿相反方向转动蒸汽转盘(或激活相关的按钮)，并且控制器200使蒸汽路径泵206的操作停止并且将蒸汽热块210温度降低至待机温度。

如果用户选择经由水出口114产生热水，控制器根据机器100构造成是经由蒸汽路径202还是调制路径204输送水来操作相关的泵(206或216)和加热器(210、220或224)，如下所述。

本发明的具体实施方式

参照图3至图8，将对以上概述的总体机器结构的具体实施方式进行描述。在图3至图8中，为了便于参照，对于咖啡机100的相关部件仍采用图1和图2中的附图标记。

实施方式1——温度传感器

参照图3A，示出了具有二级加热系统的咖啡机100的第一具体实施方式300。在此实施方式中：蒸汽路径泵206是振动泵；蒸汽加热器210是热块；调制路径泵216是振动泵；并且第一调制路径加热器220和第二调制路径加热器224均是热块。在一些实施方式中，蒸汽热块210可以是锅炉。调制路径泵216可以包括气穴安全阀322以通过提供返回至T形接头(虚线所指示的)——该T形接头中，水通过调制路径泵216而被泵送返回——的可选的流动路径来辅助使泵起动并避免气穴。

在此描述的实施方式中，振动泵被用于蒸汽路径泵206和调制路径泵216二者。振动泵、也被称为电磁泵，比如由Ceme(Ulka)或ChinaStar制造的振动泵，适于用在这些实施方式中。振动泵是有利的，因为振动泵是能够满足浓缩咖啡机的使用需求的相对便宜的部件。此外，它们不容易形成气穴并且能够保持高压。

在这些实施方式中，振动泵将有利地定位成使得振动泵的进水口位于储水器118的下方。假设储水器118不会变干，这确保了泵总是被浸没，这进而减少了形成气穴的可能性。

在一些实施方式中，可以使用转动叶片泵，比如由Procon制造的转动叶片泵(例如，ProconMicroPRORV泵)。转动叶片泵可以是有利的，因为它们操作起来相对安静，提供相对恒定的流量并且通常具有较长寿命。而且，转动叶片泵能够提供通常可以调整(例如，通过调整设置在泵上的内置螺钉或类似元件)的基本上瞬时并且一致的压力。此外，正如振动泵，转动叶片泵不容易形成气穴并且能够保持相对高的压力。

在图3A中示出的调制路径204中，调制路径装置包括第一、上游的流量计214、具有空穴安全阀322的调制路径泵216以及随后的通向组头组件110的两个热块。第一热块220将水预热至在80摄氏度与100摄氏度之间、优选地在85摄氏度与95摄氏度之间、更优选地大约92摄氏度的预热温度。第一热块220具有测量热块温度的温度传感器222，例如，块体NTC传感器。第二热块224将预热的水进一步加热至在90摄氏度与95摄氏度之间的调制温度，优选地以保持水处于大约92摄氏度。第二热块224具有测量热块温度的温度传感器226，例如，块体NTC传感器。

图3A中示出的实施方式具有两个管线内温度传感器。第一管线内温度传感器332在第一热块与第二热块之间，并且该第一管线内温度传感器332测量热块之间的水温。第二管线内温度传感器334在第二热块334的下游、邻近阀330，该阀330向组头组件110提供用于调制的热水。(如上所述，三通阀330还能够操作成控制流至热水出口114的水的流量。)

来自第二管线内温度传感器334的传感器测量值通过控制器200而被用于调节水的温度，使得提供至组头组件110的用于调制的热水处于合适的温度，例如，92摄氏度。控制器调整至泵216的功率和/或热块220、224中的一者或两者的温度，以便调节水温。

在其它实施方式中，来自流量计214、块体NTC温度传感器222、226或管线内NTC温度传感器332、334中的一者或更多者的传感器测量值的组合可以通过控制器200而被用于调节水的温度。

参照图3B中的流程图340可以进一步理解此实施方式的操作。

在步骤342中将咖啡机100开启之后，在步骤344中使第一热块220和第二热块224二者均升温。在步骤346中块体温度传感器222、226二者向控制器200(例如，PID控制器)提供温度传感器测量值，该控制器200进而控制一个或更多个TRIAC开关以基于传感器的指定温度阈值调节热块220、224中的一者或两者的温度。步骤348评估热块220、224中每一者的待机温度是否已经达到各自传感器的指定温度阈值。通常对两个热块而言，指定温度阈值将在90摄氏度与100摄氏度之间，例如，92摄氏度。对于每个热块，一旦待机温度已经达到指定温度阈值，就在步骤350中通过块体温度传感器222、226和控制器200保持待机模式。一旦斟倒咖啡，在步骤352中接收用户输入，在步骤354中通过调制泵216将环境温度水从储水器118泵送至第一热块220。

步骤356监测并且调节咖啡斟倒期间的水温。特别地：

i)第一管线内温度传感器332向控制器提供用于对供至第一热块220的元件的功率进行控制的温度传感器测量值，使得水的输出温度与指定温度阈值大致相等，例如，92摄氏度。

ii)第一块体温度传感器222向控制器提供用于对供至第一热块的元件的功率进行控制的温度传感器测量值，使得热块220的温度不超过100摄氏度。

iii)第二管线内温度传感器334向控制器提供用于对供至第二热块224的元件的功率进行控制的温度传感器测量值，使得水的输出温度与传感器334的指定温度阈值大致相等，例如，92摄氏度。

iv)第二块体温度传感器226向控制器200提供用于对供至第二热块224的元件的功率进行控制的温度传感器测量值，使得热块224的温度不超过100摄氏度。

在一些实施方式中，步骤356还可以包括机器学习过程。机器学习过程需要对在一次或更多次咖啡斟倒(例如，2、3、4、5或更多次咖啡斟倒)期间获得的传感器测量值进行存储，然后处理来自第二管线内传感器334的温度测量值以确定趋势或平均参数。例如，趋势或平均参数可以包括指定温度阈值(例如，92摄氏度)与实际温度之间的平均差值ΔT，或者最佳流率与在一个或两个流量计处的测量的流率之间的平均差值。基于全部前述一次或更多次咖啡斟倒(例如，2、3、4、5或更多次咖啡斟倒)计算平均值。响应于这个趋势或平均参数，控制器200调整一个或两个热块的指定温度阈值。

步骤358评估是否已经斟倒所需体积的咖啡，并且在步骤360中一旦咖啡斟倒已经停止，机器就返回至步骤350的待机模式直到在步骤352中发起另一次斟倒为止，或者直到机器被关闭。

图9为示出了在咖啡饼中期取得的三个温度测量值的曲线图900：

902-当在单个热块上使用单个块体温度传感器时；

904-当热块温度在待机和咖啡斟倒期间通过两个热块上的块体传感器进行控制时；

906-当热块温度在待机期间通过两个热块上的块体传感器进行控制并且在咖啡斟倒期间通过位于两个热块附近的管线内传感器进行控制时。

可以看到借助于用于控制温度的温度传感器而获得的增大的温度稳定性，例如，大约10秒进入第一调制。特别地，当只使用单个块体温度传感器时(902)，随着斟倒开始温度在恢复前经历最初的下降908，然后在恢复之后没有达到期望的92度。然而，两个热块都具有温度传感器(具有或不具有管线内传感器)的情况下，咖啡饼中所测的温度在整个水流出的最初25秒期间非常接近或处于期望的92度。(应当指出的是，大约55秒之后的温度下降是将咖啡饼从过滤器中移除的时候。)实施方式2和3——两个流量计

图4示出了浓缩咖啡机100的第二实施方式400。在其他方面与图3A中示出的第一实施方式300类似，第二实施方式400包括位于调制泵216下游的附加的第二流量计218，该附加的第二流量计218将下游流量测量值提供至控制器200。控制器200使用下游流率测量值连同来自管线内温度传感器332、334的温度测量值来确定温度参数，该温度参数用于通过对调制泵216、第一热块220和第二热块224中的一者或更多者进行控制来调节水温。

在图5中示出的第三实施方式500中，如在实施方式400中那样地使用两个流量计，即第一流量计214和第二流量计218。如图所示，仅使用了块体温度传感器222、226，而没有使用管线内温度传感器。

将理解的是可以使用块体温度传感器、管线内温度传感器以及流量计的各种组合来向控制器200提供用于控制机器100的操作并且用于调节调制路径中的水的温度的传感器测量值。例如，在一些实施方式中，可以在第一热块220之前使用附加的管线内温度传感器来测量输入水温。

这些实施方式的操作类似于如以上参照图3A和图3B描述的第一实施方式的操作。另外，两个流量计有助于以下附加的控制参数。

温度传感器(块体的和管线内的)提供了连同流量计测量值使用的温度测量值。如果温度测量值落入传感器的指定阈值左右的温度间隔内，例如如果管线内温度传感器334测量出在90摄氏度与94摄氏度之间，则所测量的(例如通过第二流量计218测量的)流率用于调节供至第一和/或第二热块220、224的元件的功率。如果测量的流率在第一流率阈值之上，则接通供至元件的电力；如果测量的流率在第一流率阈值之下，则关断供至元件的电力。

测量的流率也可以用于调整用于一个或更多个温度传感器的指定温度阈值。特别地，如果流率在第二流率阈值之上，则指定温度阈值可以增大以预期由于快速流动的水而导致的温度降。同样，如果流率在第二流率阈值之下，则指定温度阈值可以降低以预期因此而导致的水温的上升。

第一流率阈值和第二流率阈值可以是相同的。

测量的流率也可以用于控制调制泵216的速率以在咖啡斟倒期间获得可重复且可预测的水流。这允许热块与流率成比例地倾斜升温。

实施方式4和5—热水出口

图6示出咖啡机100的第四实施方式600。关于调制路径中的温度控制，第三实施方式600包括第一流量计214，两个块体温度传感器222、226，以及两个管线内温度传感器332、334。在此实施方式中，自蒸汽热块210经由三通阀602(例如电磁阀)而设置热水出口114，该三通阀602能够操作成控制流至热水出口114的水的流量。

在图7中示出的第四实施方式700中，自第一热块220经由三通阀702(例如电磁阀)而设置热水出口114，该三通阀702能够操作成控制流至热水出口114的水的流量。

实施方式6—蒸汽涡轮增压

图8示出了咖啡机100的第六实施方式800。图8中示出的构型用于对提供至蒸汽热块210的水中的至少一些水进行预热。蒸汽热块210经由蒸汽路径泵206接纳来自储水器118的水。蒸汽热块210经由预热水路径804接纳来自第一热块220的水，该预热水路径804经由三通阀802(例如电磁阀)连接至第一热块220。

应当理解，该说明书中公开并限定的本发明适用范围扩及两个或更多个所提及的或从正文或附图中显而易见的单独特征的替带性组合。所有这些不同的组合构成了本发明的各个替代性的方面。

Claims (9)

1.一种咖啡机，包括：

储水器；

组头组件，所述组头组件适于接纳咖啡过滤器支架；

调制路径装置，所述调制路径装置提供了所述储水器与所述组头组件之间的流体连通，所述调制路径装置包括：

泵，所述泵用于将水从所述储水器泵送至所述组头组件；

第一热块，所述第一热块构造成对通过所述第一热块的水进行预热；

第一温度传感器，所述第一温度传感器与所述第一热块相关联；

第二热块，所述第二热块位于所述第一热块的下游并且构造成对通过所述第二热块的水进行加热；

第二温度传感器，所述第二温度传感器与所述第二热块相关联；以及

至少一个管线内传感器，所述至少一个管线内传感器位于所述泵的下游并且提供沿所述调制路径装置的水温参数和流量参数中的至少一者；以及

控制器，所述控制器能够对所述温度传感器和所述管线内传感器做出响应并且适于响应于来自所述温度传感器和所述管线内传感器中的一者或更多者的传感器测量值来调节所述组头组件处的水的温度。

2.根据权利要求1所述的咖啡机，其中，通过控制下述至少一者来调节所述水的温度：所述第一热块的温度、所述第二热块的温度以及所述水的流率。

3.根据权利要求1或2所述的咖啡机，其中，所述至少一个管线内传感器包括位于所述第二热块下游的下游管线内温度传感器。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的咖啡机，其中，所述至少一个管线内传感器包括位于所述第一热块与所述第二热块之间的上游管线内温度传感器。

5.根据权利要求3或4所述的咖啡机，其中，所述管线内温度传感器是负温度系数传感器。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的咖啡机，其中,所述至少一个管线内传感器还包括流量计。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的咖啡机，其中,所述控制器包括存储器并且还适于：

对在一次或更多次咖啡斟倒期间获得的传感器测量值进行存储；

处理所存储的所述传感器测量值以确定趋势或平均参数；以及

响应于所述趋势或平均参数来调节下述至少一者：所述温度传感器中的至少一个温度传感器的指定温度阈值、以及所述水的流率。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的咖啡机，其中，所述咖啡机还包括：

蒸汽出口；以及

蒸汽路径，所述蒸汽路径包括蒸汽热块并且提供所述储水器与所述蒸汽出口之间的流体连通；

其中，所述咖啡机还包括从所述第一热块至所述蒸汽热块的预热水路径，以用于向所述蒸汽热块提供经预热的水。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的咖啡机，其中，所述咖啡机还包括从包括下述方面的组中的一者提供热水的热水出口：所述蒸汽热块、所述第一热块以及所述第二热块。