CN112888345A - 饮料制备机 - Google Patents

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Abstract

饮料制备机包括用于将制备流体(通常是水)输送至容纳所述分份包装(20)的冲泡室的泵(5)，以及用于测量流入所述冲泡室内的流体的流量计(3)。机器电子装置(9)激活所述泵(5)且获取流量测量结果，以便例如在达到限定的输送流体量之后关闭所述泵。根据本发明的一个方面，所述电子装置(9)被构造成评估测得的流量且从该评估在第一状态“以插入的分份包装冲泡”和第二状态“没有插入的分份包装而水通流”之间进行区分，以便检测在所述冲泡室中分份包装(20)的存在。

Description

饮料制备机
技术领域
本发明涉及用于从分份包装中制备饮料等的饮料制备机，该分份包装由包含在分份包装中的萃取物形成。
背景技术
由存在于分份包装中的萃取物(例如颗粒咖啡或茶叶)制备饮料等的萃取装置例如作为咖啡机或意式浓缩咖啡机或泡茶机是已知的。胶囊，也就是所谓的粉囊包，作为分份包装是已知的。
为分份包装提供由咖啡机的识别模块读取的代码是已知的，该咖啡机被构造用于此，例如为了制作冲泡，该冲泡在读取之后以取决于识别到的分份包装的类型的方式进行。除了取决于类型的可能的冲泡参数选择的优点以外，胶囊识别(这是说其它分份包装的识别；本文中的“胶囊识别”通过表示合适的分份包装的识别而被使用)提供了另外的优点。胶囊识别数据尤其可用于物流和便利。因此，例如可以记录一台机器上已经消耗了多少胶囊，并且若记录的胶囊供应耗尽，则可以开始胶囊的重新输送。此外，可以设定忠诚度计划等，根据该计划，消费者可以在一定数量的已消耗胶囊之后以一定折扣获得另外的胶囊，等等。
然而，胶囊识别模块具有机械复杂且使萃取装置更加昂贵的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种萃取装置，其至少具有机器胶囊识别的一些优点，但是与带有用于读取分份包装上的例如光学代码的胶囊识别模块的萃取装置相比，该装置在制造上不太复杂且更加经济。
该目的通过如专利权利要求中所限定的发明来实现。
所要求保护类型的饮料制备机包括用于将制备流体(通常是水，可能具有添加剂)输送至容纳分份包装的冲泡室的泵，以及布置在流体管道上且经由该泵通向冲泡室的流量计，使得它可以直接或间接地测量被地输送至冲泡室内的流体的输送体积。机器电子装置激活泵并且获取该测量结果，以便例如在达到限定输送的总输送体积之后关闭该泵。根据本发明一个方面，该电子装置被构造成评估流量计的测量数据且根据评估在第一状态“以插入的分份包装冲泡”和第二状态“没有插入的分份包装而水通流”之间进行区分，以便检测在所述冲泡室中分份包装的存在。
叶轮式流量计常被用作家用电器中的流量计。这样叶轮每转一圈就向电子装置传递一个脉冲。脉冲的数量是输送体积的特征，然后流量(每单位时间的体积)可以由还包括时钟的控制器通过除法来确定。这样的流量计的使用也是本发明的一种选择。然而，本发明不限于这种类型的流量测量。相比之下，任何可用于测量输送体积或直接测量流量的测量方法都可以应用。
电子装置因此机器电子装置被“构造”成实施如本文所述的方法的事实意味着在电子装置上实现特定措施，从而当满足相应条件(例如如果饮料制备过程已经被激活)时，则实施该方法。因此，为了实施该方法，电子装置能够是可编程的是不够的，但是它们必须被专门编程或相应地以另一种方式(如通过应用同时包含功能的专用集成电路)构造/设置。在许多实施例中，电子装置的构造通过上传各自的固件来实现。
如果在本文中，通过饮料制备机实施的方法来描述饮料制备机，则总是意味着该机器尤其是电子装置被构造成实施该方法。
分份包装可以是胶囊。它包括饮料成分，例如萃取物比如咖啡粉或茶。然而，饮料成分也可以是或包含萃取材料或例如奶粉；并且进一步例如水溶性成分比如糖或另一种甜味剂也可以包含在分份包装中。
该电子装置例如包括分份计数器，在冲泡过程激活后(例如通过致动致动按钮)，如果已经确定第一状态(检测到分份包装)，则该分份计数器然后只增加“增加。
因此，本发明建议不将用于计数饮料制备的计数器或发生饮料制备的大致信息仅仅与激活过程相联，而是实际上与评估结果相关联。通过这种本身非常简单的措施，确保了信息不被掺杂，因为用户无需插入分份包装即可激活明显的饮料制备，例如用于预热饮料容器或由于错误。尽管如此，该解决方案是便宜的，并且实际上在任何情况下仅使用通常存在于饮料制备机中的元件。
该评估利用这样的事实，通过冲泡模块的流动阻力，即一方面的冲泡模块的入口侧和出口侧之间的压差与另一方面的流量(每单位时间的输送体积)的比率取决于是否插入有分份包装。如果存在分份包装，则通流阻力变大，因为流体需要流过包装。通流阻力有时也被称为“流动阻力”，尽管它的定义不同于物体(如运输工具)通过流体运动时受到的流动阻力。
例如，在给定基本恒定的泵压情况下，由泵输送的流体的流量(因此可能由流量计评估的测量结果)可以直接评估是否插入有分份包装。这是因为通过冲泡模块的通流阻力实际上取决于是否插入有分份包装，并且通过从水箱至倾倒部的流体路径的所有其它部段的流动阻力是恒定的。泵压通常可以被假设为基本恒定，即使它应该例如由于较大的流量稍微下降，这也不会改变流量是是否存在分份包装的量度的事实。
此外，在评估中包括表征泵压或泵功率例如泵的耗电量的测量数据。
评估以适当的方式利用这样的事实，即当分份包装被插入时，流量特性不同于如果没有插入分份包装的情况。这可以例如通过在某个时间点或在打开泵后达到限定的流体体积之后将流量值与阈值进行比较来实现。如果流量高于阈值或等于阈值，则没有分份包装插入。可以设想在某个时间段上或在输送一定体积期间(例如在输送第一个x毫升之后直至输送下一个y毫升)检测和评估流量的变型。例如，可以确定在输送第一个x毫升之后输送另一个y毫升所需要的时间，并将其与阈值进行比较，或者可以形成在输送第一个x毫升之后和输送另一个y毫升之后的流量之间的差值并将其与阈值进行比较。关于这样的过程，x[毫升]的典型值在3和7之间，例如约5，并且y[毫升]的典型值在5和24之间，尤其是在8和18之间，例如约12。
也可以检查与时间或输送体积相关的流量是否具有特征曲线，即代替比较绝对值，比较流量的发展模式是可能的。例如，这可以包括时间导数或根据所获取的输送体积的导数，并与取决于时间或体积的限定值或比较函数进行比较。用于检测特征模式和/或特征曲线的其它方法是可以想到的并且不被排除的，这些方法发展为人工智能的方法。例如，根据这些方法，向数据处理单元提供大量测量值，以及这样的测量值是否对应于有或没有分份包装的测量值的细节是已知的。由此，电子装置然后确定将数据考虑在内的区分标准。算法以及实施这样算法的机器学习方法是已知的。
作为根据本发明的过程的结果，得出关于在处理期间是否插入分份包装的信息。特别地，这可以用于饮料制备(尤其是冲泡)的计数。然而，该信息也可用于机器控制。例如，在给定流体输送之后的不规则性(阻塞等)情况下，由机器控制施加的措施可以取决于在之前的流体输送期间冲泡室中是否存在分份包装。
特别是，饮料制备机的电子装置可以包括通信模块。根据本发明的分份包装的检测结果可以经由该通信模块传递至外部设备和/或网络。具体地，可以使用饮料制备的计数结果。
例如，库存管理可以根据关于此的第一种可能性来实现。这可以通过饮料制备机、可能的外部设备(如移动电话，尤其是智能手机)和/或可能的经由网络与机器连接的服务(如分份包装的供应商的服务器)来实现。为此，机器或装置或服务包括库存信息，该库存信息可以由用户主动提供和/或基于电子执行的订单等。饮料制备的计数可以用于不断更新库存且例如在需要时启动措施，比如自动重新输送分份包装，或向用户提供供应即将耗尽的信息。
根据另一种可能性，传递至服务或外部设备的计数也可以用于促销和/或客户关系目的，例如忠诚度计划等。
因此，除了饮料制备机之外，本发明还包括一种系统，该系统除了该机器之外还包括软件，该软件可以安装在外部，例如安装在移动电话和/或计算机上，例如分份包装供应商的服务器上，并且允许对已经在该机器上有效实施的饮料制备的数量进行核算。
执行的饮料制备的计数也可以在机器本身中使用，例如用于维护目的、将要实施的清洁或除垢循环的信息等。
除了饮料制备机之外，操作饮料制备机的方法也是本发明的主题。
在独立方法权利要求中规定的方法可以利用从属于独立装置权利要求的从属装置权利要求中描述的装置特征或相应的方法特征来进一步发展。
附图说明
本发明的实施例在以下通过附图描述。在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的元件。在下图中示出：
图1是饮料制备机尤其是咖啡机的示意图；
图2是输送体积-时间图；
图3是流量-时间图；和
图4是流量-输送体积图。
具体实施方式
图1示出饮料制备机尤其是咖啡机的示意图。供水包括水箱1和流体管道，特别是从水箱至冲泡模块10的供水管道2。水通过泵5被输送且在它流入冲泡模块之前流过热水器，在此描绘为连续式加热器7。流量计3被布置在泵的上游且测量通过供水管道的水的流量，并且因为供水管道2在流量计的下游没有分支，因此也测量流入冲泡模块10的流量。对于“容积式流量计”类型的流量计，例如叶轮式流量计，这样的测量通过计算体积单位来实现的，例如在机器电子装置中，见下文，或者在其自身的电子装置中，通过体积单位除以时间单位来确定流量。
流量计在泵的上游的布置具有这样优点，即流量计没有布置在受压区域，并且也没有布置在高温区域。然而，在给定流量计的合适设计的情况下，在流动方向上在泵的下游或甚至在热水器的下游或在热水器中的布置不会先验地被排除。流量计集成至泵内也是一种选择。在所有情况下，它应当布置成使得由它(直接地，或例如在给定上述的叶轮式流量计的情况下，经由电子装置的评估间接地)测量的流量允许确定进入冲泡室内的流体流量，该冲泡室在给定封闭的冲泡模块的情况下形成并且可能包含插入的胶囊20。每个时间单位流动的流体量(例如表示为每个时间单位的体积或质量)被认为是(流量计的位置处)流量或(进入冲泡室)流体流量。
如本身已知的，冲泡模块包括用于将水引入至分份胶囊20的注入器11，以及用于将流体引出胶囊20进入倾倒部13的排放装置12(或萃取装置)。
机器包括电子装置9，该电子装置除了用于机器的控制器S和可选的通信模块C和输入单元或可选地输入/输出单元I/O之外还形成评估单元A。这些单独的功能可以集成至单独模块中地存在，这些模块至少部分彼此通信连接，或在共用的通信数据处理和输入/输出单元中。元件比如输入/输出单元(其可以包括按钮等和/或触摸屏)在此不再详细解释，因为它们对于饮料制备机是已知的并且不是本发明的主题。
电子装置9激活泵5并且还可能激活热水器。由流量计3测量的流量值以及可能地由可选的温度传感器8确定的温度值用作控制器的输入变量。
这样的温度传感器8如所描绘地可以布置成在热水器之后、在热水器自身中或在热水器上与供水管道2接触。该控制器可以被配置为使得其形成用于温度的控制回路，这是通过控制热水器来实现的，以使得由温度传感器8测量的温度总是在某个窗口内移动。对于温度的闭环控制，还可以包括其它测量值、特别是测得的流量。
在这些由用户输入的参数和/或程序中，其它的输入变量也可以供至电子装置9并影响控制器。
通过图2的示例绘出与时间相关的输送体积V(附图标记30)。尤其是在过程的开始处(在图2中以虚线形式包围的区域中)的特征曲线用于随后描述的评估结果。
流量测量的结果用于评估。如图3中示意性绘出的，在给定恒定的泵功率的情况下，在打开泵之后，与时间相关的流量31dV/dt，即每时间单位的输送体积V可以很快下降，因为胶囊(或其它分份包装)填充有流体并形成通流阻力。流量降低的精确曲线和程度可以取决于胶囊，尤其是内容物(研磨细度、填充量等)以及胶囊材料、胶囊性质和容纳胶囊的冲泡模块的性质等，然而将确定总是显著的降低。
如果胶囊没有插入，则流量相反地保持大致恒定(图形32)或与时间相关地仅稍后下降且以不太明显的方式下降，因为确实没有由于分份包装中存在的萃取材料(或可能的萃取物)而产生流动阻力。
这可以被用于评估。一个可能性是在例如根据经验确定时间t1之后，检查流量是否高于或低于例如类似地根据经验确定的阈值FS：如果流量低于阈值，则存在胶囊。
如在本文所述的所有实施例中，在过程期间如果确定存在胶囊(或其它分份包装)，则在计数器Z中获取的计数值增加一次。如果没有，则不计数胶囊。
当需要时，通过在时间跨度[t2，t3]上积分的流量(即在两个时间点t2和t3之间输送的输送体积)，或等效地平均值(例如来自若干流量测量的算数平均值)作为使用的比较变量而不是某个时间点t1处的流量，可以使该方法更加稳健地进行。如果该比较变量高于某个阈值，则接下来没有胶囊插入。另一种可能性是流量差，即在两个时间点之间的流量降低，或者被评估的流量的时间导数。组合也是可行的。
在一些饮料制备机中，可能由于胶囊特性的公差，因此存在时间不确定性，这导致胶囊开始填充流体的精确时间点在胶囊打开阶段(如胶囊被刺穿以便引入水)是未知的。
对于这样的情形，作为与时间相关的评估的替代方案，建议根据图4所示的已输送体积V(输送体积)来评估流量。当插入胶囊时，流量41在达到某个值之后也与输送体积相关地而显著降低。没有插入胶囊时就不是这种情况(图形42)。
对于该替代方案，首先可能比较在输送一定体积V1之后测量的流量与阈值FS：如果流量小于阈值，则胶囊插入，反之则没有。取决于分份包装(作为咖啡胶囊通常将具有6克至10克之间的填充量)，特别好进行区分的体积V1可以为约12毫升至约25毫升之间的固定值，尤其是15毫升至20毫升之间的值。
上述与时间相关的评估的变型也存在与体积相关的评估。例如，人们可以评估达到限定体积V2的时间点和达到另一限定体积V3的时间点之间的时间间隔，或者可以比较流量差或时间导数或根据输送体积的流量的导数
Figure BDA0003015724820000071
结合饮料制备机与另一装置和/或网络，即与电子装置的通信模块交换数据的可能性，本发明的过程是尤其有利的，这也从随后的说明中变得清楚。
基于评估计数的结果可例如如下使用：
首先，饮料制备机可以将执行的饮料制备的计数用于维护目的。为此，例如可以设想在一定数量的计数饮料制备之后，提示用户进行清洁和/或除垢等。饮料制备的数量也可以被读取，并向服务技术人员提供某一部分将被更换的指示等。
其次，饮料制备的计数可用于监控分份包装的库存。为此，根据第一选择，例如在购买之后，将库存数据读入饮料制备机。如果购买是通过电子辅助手段(如作为网上订单)进行的，这可以自动实现。然后计数的结果允许监控库存，并且饮料制备机可以例如在库存处于耗尽危险时通知用户和/或可以立即提供订购的可能性。为此目的，例如，在机器上可以存在专用键，所述键激活所限定的分份包装购物车的订购，或者这样的订单可以经由菜单输入来实现。
根据第二种选择，这样的库存管理在饮料制备机外部实现，例如在外部设备51(尤其是移动电话)中和/或经由网络52在服务器上或云中实现。为此目的，对于每次饮料制备，在规则间隔或给定某些事件下，饮料制备机可以将执行的饮料制备的数量传递至外部设备或网络。取决于用户已经实施的设置，可以自动激活重新订购，或者可以以适当方式(可选地也可以经由饮料制备机)使用户意识到低库存和订购的可能性。
再次，计数还可以用于促销和/或客户关系目的。例如，机器可以以直接方式和/或经由外部设备51将信息传递至网络52，据此再次实施一定数量的饮料制备。然后，取决于以直接方式实施的设置、取决于另一事件等，这可以激活向用户派发忠诚度礼物、优惠等。

Claims (10)

1.一种饮料制备机，其包括用于形成设计用于容纳带有饮料物质的分份包装(20)的冲泡室的冲泡模块(10)、用于将制备流体通过流体管道(2)输送入所述冲泡室的泵(5)、布置在所述流体管道(2)上的流量计(3)、以及用于控制所述泵(5)且用于获取所述流量计(3)的测量数据的机器电子装置(9)，其特征在于，所述机器电子装置(9)被构造成评估所述流量计(3)的测量数据并从所述评估区分出第一状态和第二状态以检测在所述冲泡室中是否有分份包装，第一状态对应于分份包装插入所述冲泡室内的状态，第二状态对应于所述冲泡室内未插入有分份包装的状态。
2.根据权利要求1所述的饮料制备机，其中所述机器电子装置(9)包括饮料制备的计数器，在激活饮料制备过程之后，该计数器仅在已经确定所述第一状态时增加一个值。
3.根据权利要求1或2所述的饮料制备机，其中所述机器电子装置(9)被构造成将测得的流量与阈值进行比较，并且如果所述流量低于所述阈值，则推断出所述第一状态，如果所述流量高于所述阈值或对应于所述阈值，则推断出所述第二状态。
4.根据权利要求3所述的饮料制备机，其中将在相对于饮料制备过程激活的一个预定时间间隔内测量的流量与所述阈值进行比较。
5.根据权利要求3所述的饮料制备机，其中将在达到预定的输送体积后所测的流量与所述阈值进行比较。
6.根据权利要求3至5中之一所述的饮料制备机，其中关于一个时间间隔所积分的流量被用于与所述阈值的比较。
7.根据前述权利要求之一所述的饮料制备机，其中所述电子装置包括通信模块，以便与网络(52)和/或直接与外部设备(51)交换数据。
8.根据权利要求7所述的饮料制备机，其中所述机器电子装置(9)设立用于将评估结果传输至所述外部设备或能经由所述网络取得的服务。
9.一种系统，其包括根据权利要求7或8所述的饮料制备机以及能够安装在外部设备(51)或外部计算机上的软件，该外部设备能够直接与所述饮料制备机通信连接，该外部计算机能够经由所述网络(52)与所述饮料制备机通信连接，所述软件能够使该设备或该计算机掌控由所述饮料制备机实施的饮料制备数量的数据。
10.一种用于操作饮料制备机尤其是根据权利要求1至8之一所述的饮料制备机的方法以便用于从包含在分份包装(20)中的饮料物质制备饮料，其中冲泡模块(10)用于形成用于所述分份包装的冲泡室，其中水通过泵(5)被供给至所述冲泡室，且被供给的水的流量被测量，其特征在于，评估测得的流量且从该评估中区分第一状态和第二状态以便检测在所述冲泡室中是否有分份包装，第一状态对应于分份包装插入所述冲泡室内的状态，第二状态对应于所述冲泡室内未插入有分份包装的状态。
CN201980067234.9A 2018-10-18 2019-10-17 饮料制备机 Active CN112888345B (zh)

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