CN105979831B - 具有麦克风传感器的用于制备饮料的机器 - Google Patents

具有麦克风传感器的用于制备饮料的机器 Download PDF

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Abstract

机器包括：酿造组件(10)，适合于接收一定量或剂量的物质(11)，用于制备饮料；泵(4)，配备有电动机(8)，用于朝着酿造组件(10)抽运液体流并使液体流通过酿造组件(10)；流速检测器(6)，与泵(4)相关联；麦克风传感器(20)，适合于提供表示在操作期间由机器(1)产生的噪声的响度的电信号；以及控制电路(ECU，15)，连接至麦克风传感器(5)、流速检测器(6)以及泵(4)，并且被设计成根据由麦克风传感器(20)以及由流速检测器(6)提供的信号，激活泵(4)，用于制备饮料。控制电路(ECU，15)被设计成驱动泵(4)的电动机(8)，以便降低所述噪声的响度。

Description

具有麦克风传感器的用于制备饮料的机器
技术领域
本发明总体上涉及用于制备饮料的机器。
背景技术
在德国专利申请No.DE 102009045069 A1中描述了这种类型的机器。在根据先有技术的该机器中，提供连接至微控制器的麦克风传感器。微控制器被设计成在激活泵之后，根据对麦克风传感器的信号的分析，检测泵(柱塞式泵)的第一冲程，并且确定在激活与所述第一冲程之间的时间间隔的持续时间。根据该信息，微控制器推断出泵所生成的流动的流速，从而避免使用(为了该目的)流量计(这是比较昂贵的装置)。
用于使用或者不使用包含预先包装好的剂量的胶囊(capsules)或荚(pods，胶囊)制备饮料(尤其是热饮，例如，咖啡)的这些机器广泛用于家庭环境中，并且用于公共场所中，例如，用于办公室等内。
在这些机器中，为了制备饮料，激活(例如)振动型泵，这必然生成声音噪声，在某些情况下，该噪声的水平会有些令人讨厌。
在根据DE 10 2009 045069 A1的机器中，麦克风传感器还可以用于检测在泵的操作期间生成的噪声，并且驱动泵，以便减少所生成的讨厌的噪声。
在用于制备饮料的这种机器中使用的泵必然经受尺寸公差和用于其元件的机械和/或电气特征的公差。由于元件的这些公差以及组装公差，所以在由具有预定特征的电流激励时，相同类型的单独泵通常产生具有不同特征的噪声，并且生成具有不同流速的液体流。
这具有以下效果：名义上相同的并且装有名义上相同的泵的机器会产生具有彼此明显不同的特征的饮料。
发明内容
本发明的一个目的在于，提供一种用于制备饮料的机器，该机器能够克服根据先有技术的机器的所述缺点。
根据本发明，由机器实现该目标以及其他目标，提供了一种用于制备饮料的机器，包括：酿造组件(10)，适合于容纳一定量或剂量的预先包装的用于制备饮料的物质(11)；泵(4)，配备有交流电动机(8)，用于朝着酿造组件(10)抽运液体流并使液体流通过酿造组件(10)；麦克风传感器(20)，适合于提供表示在操作期间由机器(1)产生的噪声的响度的电信号；以及控制电路装置(ECU，15)，连接至麦克风传感器(20)和泵(4)，并且被设计为以控制噪声的响度的方式驱动泵(4)的电动机(8)来制备饮料；机器的特征在于，进一步包括电动流速检测器(6)，电动流速检测器被设置成提供表示在泵(4)的上游或下游的液体的流速的电信号，并且在于，控制电路装置(ECU，15)被设计为：分析由麦克风传感器(20)和电动流速检测器(6)提供的信号，在酿造组件(10)处于预定状况下时，在机器(1)的测试期间，向泵(4)的电动机(8)施加具有预定特征的激励交流电，并且通过麦克风传感器(20)和电动流速检测器(6)，相应地检测噪声的响度以及由泵(4)产生的流动的流速，并且检测噪声的响度和流动的流速与相应的预定参考值的差值，并且在机器(1)的使用期间，根据检测到的差值修改随后施加于泵(4)的电动机(8)的激励电流的至少一个特征。
附图说明
参考附图，通过仅仅通过非限制性示例提供的以下详细描述，本发明的进一步特征和优点变得清晰，其中：
图1是定性示出根据本发明的用于制备饮料的机器的结构的部分具有方框图形式的示图；以及
图2是用于制备各种饮料的根据沿着x轴示出的时间t示出应用于根据本发明的机器的泵中的电功率P的三个不同进展的一系列示图。
具体实施方式
图1示出了总体上由1表示的根据本发明的用于制备饮料的机器。
在通过示意性形式显示的实施方式中，机器1包括储存槽2，用于容纳足以制备几个饮料的大量液体3，尤其是水。
储存槽2通过导管5连接至电动泵4的输入或入口侧，沿着该导管，设置电动流速传感器6。该传感器6是本身已知类型的传感器，例如，包括涡轮机7的类型的传感器，在导管或管道5的内部流动的液体的流速变化时，该涡轮机能够以可变速度旋转地操作。
泵4可以方便地是振动型泵，包括旨在供应有交流电压的励磁绕组8。
通过导管9，泵4的输出或传输连接至总体上由10表示的酿造组件。
酿造组件10是本身已知类型的酿造组件，例如，用于使用包含预先包装好的剂量的物质的胶囊、荚等酿造，来制备饮料(例如，研磨的焙炒咖啡)。在属于相同申请人的国际申请WO2010/076760中描述了这种类型的酿造组件的一个示例。
可替换地，酿造组件10可以是本身已知的各种类型中的一种，其中，在每个容器内通过散装的形式(即，未预先包装)装入用于制备饮料的物质。例如，在同样属于相同申请人的国际申请WO2011/095026中描述了这种类型的酿造组件。
在图1中示出的极端示意图中，11表示酿造组件10中用于制备饮料的物质，将饮料分配到收集容器(例如，杯子或玻璃12)内。
电加热装置(例如，在图1中，总体上由13表示的装置)可以方便地设置在泵4与酿造组件10之间。
机器1进一步包括已知类型的选择/控制装置14，例如，按钮，该装置可以由用户操作，以便激活所选择的饮料的制备。
这些控制和选择装置14连接至总体上由ECU表示的电子控制和调节单元10。流速传感器装置6还连接至所述单元ECU。
机器1还包括电功率变化器装置，在图1中由15表示。该装置具有：电源输入15a，旨在连接至交流电源，例如，连接至以230V、50Hz(60Hz)工作的供电网络；以及输出15b，连接至泵4的励磁绕组8。
例如，使用所谓的调光器(具有可变触发相位角的交流电压变化器)形成功率变化器装置15，并且该功率变化器装置还具有控制输入15c，其旨在从控制和调节单元ECU中接收能够造成供应给泵4的电功率变化的可变调节信号。
机器1进一步包括麦克风型电传感器，在图1中由20表示。
该传感器20被设计成提供表示在操作期间由机器1并且主要由电动泵4生成的噪声的响度的电信号。
禁用装置19也连接至电子控制和调节单元ECU，禁用装置19的功能将在下文描述。该禁用装置19可以包含在上面描述的控制和选择装置14内。
控制和调节单元ECU尤其被设计成获取在操作期间麦克风传感器20发射的信号，并且评估机器1在操作期间生成的噪声的水平或响度。
该单元ECU还被设计成向功率变化器装置15的控制输入15c施加调节信号，用于根据由麦克风传感器20的信号表示的所生成的声音噪声的水平，激活给泵4供应可变的电功率，以便易于保持该噪声的响度低于预定的阈值。
在机器1用于公共场所(例如，办公室)的情况下，该特征特别有利，以便大幅减少在操作期间可能由于其噪声而出现的不便。
优选地，虽然并非必须，但是单元ECU被设计成在开始制备饮料之前通过麦克风传感器20检测周围噪声的响度，并且在制备饮料时根据在所检测的噪声的瞬时响度与在开始制备饮料之前所检测的噪声的响度之间的差值，驱动泵4的绕组8，以便减小该差值。
通过改变供应给泵的励磁绕组8的交流电(电压)的波形的调节和/或该电流(电压)的频率的变化，可以获得供应给泵4的电功率的变化。
通过用户，必要时，通过操作禁用装置19可以可选地排除在驱动泵4的马达8时单元ECU的控制活动。
电子控制和调节单元ECU方便地被设计成在酿造组件10处于预定的状况中时，在机器1的测试期间，向泵4的绕组8施加具有预定特征的激励交流电，并且通过麦克风传感器20和流速检测器6，相应地检测由泵4产生的所述噪声的响度以及流动的流速，并且检测其与相应的预定的已储存的参考值的差值。因此，单元ECU还被设计成根据所述干扰确定在机器的使用期间随后向泵4的绕组8施加的电压的特征(例如，触发相位角、幅度以及频率)。
由于这些特征，所以能够大幅减少因其制造公差而造成的在泵的操作特征之间的差异，并且相应减小所生产的饮料的特征之间的差异。
控制和调节单元ECU还可以方便地被设计成向功率变化器装置15的控制输入15c施加调节信号，该调节信号能够在饮料制备期间激活向泵4供应电功率，所供应的电功率根据由控制和选择装置14和/或流速传感器6提供的信号而变化。
因此，根据取决于通过泵4和酿造组件10的液体流速的已检测的值和/或用户所选择的饮料的类型的预定关系，可以向泵4供应随着时间变化的电功率。
在图2中，A、B以及C表示向泵4施加的电功率P的三个可能的时间进展，用于制备三种不同类型的饮料。
例如，由A表示的进展对应于制备被轻微压缩或者根本不不压缩的少量的可溶物质的饮料。利用该物质，在酿造组件10内部提供给由泵4供应的水流的水压阻力相对较小。因此，该流动相当强，使得分配时间相对较短。
由B表示的进展反而对应于使用具有紧凑形式的相对大量物质11制备饮料，使得相应较高的水压阻力对抗水的流动。因此，施加给泵4的电功率P以及激活该泵的持续时间增大。
由C表示的进展表示在酿造组件内部使用对水流提供低阻力的少量物质11制备“长”饮料。在这种情况下，施加于泵4的电功率大幅减小，但是激活泵并且因此分配饮料的持续时间会略微更长。
控制和调节单元ECU可以被设计成根据流速传感器6的信号或者控制和选择装置14的信号或者由流速传感器6和控制和选择装置14提供的信号，驱动功率变化器装置15。
由流速传感器6提供的信号允许调节和控制单元ECU“识别”用于制备饮料的物质11的特征。实际上，例如，在制备咖啡的情况下，如果使用研磨的焙炒咖啡，则大量地并且通过非常紧凑的形式，泵4引起的水流在酿造组件10内部遭遇明显的阻力，并且由流速传感器6提供的信号表示弱流。在这种情况下，调节和控制单元ECU驱动功率变化器装置15，以便增大应用于泵4的电功率，以便相应增大流动。
另一方面，在使用少量未压缩的物质11时，由泵4引起的水流在酿造组件10内部遭遇更小的阻力。在这种情况下，流速传感器6用信号通知更强的流动，并且调节和控制单元ECU驱动功率变化器装置15，以便减小施加于泵4的电功率，以便相应减小流动的流速。
由于“调制”施加于泵4的电功率的可能性，所以在每种情况下和/或根据用户所选择的饮料的类型，可以通过最佳的方式使操作适合于所使用的物质11的特征，从所制备的饮料的感官特性的角度来看，具有改进的结果。
显然，在不改变本发明的原理的情况下，实施方式和构造细节可以相对于仅仅通过非限制性示例描述和示出的实施方式和构造细节大幅改变，而不因此背离在所附权利要求书中限定的本发明的范围。
因此，例如，流速传感器6可以位于泵4的下游，而非上游。而且，调节和控制单元ECU可以被设计成不仅根据由流速传感器6和/或由控制和选择装置14提供的信号，而且根据由机器1所具有的其他传感器提供的进一步信号，驱动功率变化器装置15，所述其他传感器例如是用于位于加热器13下游的液体的温度的传感器、用于包含在储存槽2内的水的硬度的传感器等。

Claims (12)

1.一种用于制备饮料的机器，包括：
酿造组件(10)，适合于容纳一定量的预先包装的用于制备饮料的物质(11)；
泵(4)，配备有交流电动机(8)，用于朝着所述酿造组件(10)抽运液体流并使液体流通过所述酿造组件(10)；
麦克风传感器(20)，适合于提供表示在操作期间由所述机器(1)产生的噪声的响度的电信号；以及
控制电路装置(ECU，15)，连接至所述麦克风传感器(20)和所述泵(4)，并且被设计为以控制所述噪声的响度的方式驱动所述泵(4)的电动机(8)来制备饮料；
所述机器的特征在于，进一步包括电动流速检测器(6)，所述电动流速检测器被设置成提供表示在所述泵(4)的上游或下游的所述液体的流速的电信号，并且在于，所述控制电路装置(ECU，15)被设计为：
分析由所述麦克风传感器(20)和所述电动流速检测器(6)提供的信号，
在所述酿造组件(10)处于预定状况下时，在所述机器(1)的测试期间，向所述泵(4)的所述电动机(8)施加具有预定特征的激励交流电，并且通过所述麦克风传感器(20)和所述电动流速检测器(6)，相应地检测所述噪声的响度以及由所述泵(4)产生的流动的流速，并且检测所述噪声的响度和所述流动的流速与相应的预定参考值的差值，并且
在所述机器(1)的使用期间，根据检测到的所述差值修改随后施加于所述泵(4)的所述电动机(8)的激励电流的至少一个特征。
2.根据权利要求1所述的机器，进一步包括指示器装置，所述指示器装置适合于向所述控制电路装置(ECU，15)提供表示要制备的饮料的至少一个特征的电信号，并且其中，所述控制电路装置(ECU，15)被设计成根据由所述指示器装置提供的信号和/或由所述麦克风传感器(20)提供的信号，以预定的方式激活向所述泵(4)的所述电动机(8)供应可变的电功率(P)。
3.根据权利要求2所述的机器，其中，所述控制电路装置包括电功率变化器装置(15)，所述电功率变化器装置具有：电源输入(15a)，旨在连接至交流电源；输出(15b)，连接至所述泵(4)的电动机(8)；以及控制输入(15c)，旨在接收可变调节信号；以及
电子调节单元(ECU)，连接至所述麦克风传感器(20)、所述电动流速检测器(6)、所述指示器装置、以及所述电功率变化器装置(15)的所述控制输入(15c)，并且被设计为向所述电功率变化器装置(15)的所述控制输入(15c)施加调节信号，用于通过预定的方式激活向所述泵(4)的所述电动机(8)供应可变的电功率(P)。
4.根据权利要求3所述的机器，其中，所述电功率变化器装置(15)包括具有可变触发相位角和/或可变频率的交流电压变化器。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的机器，其中，所述控制电路装置(ECU，15)被设计为在开始制备饮料之前通过所述麦克风传感器(20)检测周围噪声的响度，并且在制备饮料时，根据在所检测的噪声的瞬时响度与在开始制备饮料之前所检测的周围噪声的响度之间的差值，驱动所述泵(4)的所述电动机(8)。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的机器，其中，所述指示器装置包括控制和选择装置(14)，用户可以操作所述控制和选择装置(14)用于开始制备所选择的饮料。
7.根据权利要求3或4所述的机器，包括禁用装置(19)，所述禁用装置连接至所述控制电路装置(ECU，15)并且能够根据来自所述麦克风传感器(20)的信号禁止调节所述泵(4)的所述电动机(8)的驱动。
8.根据权利要求7所述的机器，其中，所述禁用装置(19)包含在所述指示器装置内。
9.根据权利要求2所述的机器，包括禁用装置(19)，所述禁用装置连接至所述控制电路装置(ECU，15)并且能够根据来自所述麦克风传感器(20)的信号禁止调节所述泵(4)的所述电动机(8)的驱动。
10.根据权利要求9所述的机器，其中，所述禁用装置(19)包含在所述指示器装置内。
11.根据权利要求3或4所述的机器，其中，所述电子调节单元(ECU)被设计成根据所述指示器装置所提供的信号驱动所述电功率变化器装置(15)，使得在制备饮料时，根据取决于至少一个参数的已检测的值和/或用户所选择的饮料的类型的预定的关系(A、B；C…)，向所述泵(4)供应随着时间(t)变化的电功率(P)。
12.根据权利要求8所述的机器，其中，所述电子调节单元(ECU)被设计成改变激活所述泵(4)的持续时间。
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