CN116033852A - 能够在咖啡萃取过程中感测数据的波塔过滤器及利用其的咖啡萃取过程控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明为能够在咖啡萃取过程中感测数据的波塔过滤器及利用其的咖啡萃取过程控制方法，该波塔过滤器包括：波塔过滤器头部，其能够收容粉碗；至少一个传感器，其形成于上述波塔过滤器头部；通信单元；及控制单元，上述控制单元可构成为通过上述通信单元将通过上述至少一个传感器感测的感测数据发送到外部电子装置。

Description

能够在咖啡萃取过程中感测数据的波塔过滤器及利用其的咖啡萃取过程控制方法

技术领域

本发明涉及一种能够感测咖啡萃取过程的波塔过滤器及利用其的咖啡萃取过程控制方法，具体地，涉及一种如下的方法：通过提供包括一个以上的传感器及通信单元的波塔过滤器来测量萃取咖啡的过程中的温度、压力、浓度，并基于利用上述波塔过滤器感测的温度、压力、浓度数据控制上述咖啡萃取过程，从而改善咖啡味道的品质，保持一定的味道。

背景技术

在现代社会中，人们在生活中喝各种饮料，其中许多人喜欢喝的饮料当中有一种就是咖啡。

咖啡有浓缩咖啡、美式咖啡、卡布奇诺、拿铁、玛奇朵等多种种类，其中，浓缩咖啡是指使加热的水通过咖啡粉末并施加热和压力来冲出的液体形态的咖啡。

1906年首次开发了用于萃取上述浓缩咖啡的装置，通常设计为如下：压力为9个大气压左右、温度为90～100℃左右、在20～30秒内萃取约25～30ml的咖啡。

如上所述的浓缩咖啡萃取装置包括装有咖啡粉末的容器，即波塔过滤器，并包括用于加热水的锅炉及以规定压力对在上述锅炉中加热至预先设定的温度的热水进行加压，将加压的高温水供应到上述波塔过滤器的泵。

在上述波塔过滤器，具体地，在波塔过滤器内的粉碗中放入经过烘焙及研磨的咖啡粉末，并使加压的高温水通过其中时，可萃取具有固有的味道和香味的浓缩咖啡。此时，上述浓缩咖啡的味道和香味受到咖啡豆的粗细程度和量、烘焙及研磨程度的影响，但是，在上述萃取过程中的压力、温度、萃取时间及所萃取的浓缩咖啡的浓度会带来最大的影响。

因此，为了规定地萃取出味道和香味较好的高品质的浓缩咖啡，需要非常细致地控制压力、温度、水的量、萃取时间、浓度等，如上所述，由于浓缩咖啡萃取过程存在如上所述的各种变量，因此需要通过规定水平以上的技术来萃取浓缩咖啡。进而，为了改善成高品质，需要积累相当多的经验。

但是，对于经营咖啡店或咖啡专门店或在家或办公室萃取咖啡喝的大部分人而言，由于不具有熟练的技术，因此，在维持规定的咖啡味道或改善品质的方面存在很大的困难，进而，为了解决这种问题，雇佣专门咖啡师的方法也因较高的人工费等而无法实现，从而面临现实性问题。

因此，处于需要用于解决如上所述的问题的具体方法的情况。

发明内容

发明所要解决的问题

用于解决如上所述的问题的本发明的目的在于，提供一种用于测量使水通过装在波塔过滤器的粉碗内部的咖啡粉末来萃取咖啡的瞬间的压力、温度以及浓度的方法。

用于解决如上所述的问题的本发明的另一目的在于，提供一种基于所测量的压力、温度及浓度数据，设定及控制用于萃取咖啡的环境及条件，从而改善咖啡味道的品质，保持一定的味道的方法。

用于解决如上所述的问题的本发明的另一目的在于，提供一种包括用于如上所述的方法的一个以上的传感器及通信单元的波塔过滤器装置。

用于解决问题的方案

根据用于实现上述目的的本发明的一实施例的波塔过滤器包括：波塔过滤器头部，其能够收容粉碗；至少一个传感器，其形成于上述波塔过滤器头部，通信单元以及控制单元，上述控制单元可包括：通过上述通信单元将通过上述至少一个传感器感测的感测数据发送到外部电子装置。

在根据本发明一实施例的波塔过滤器中，上述波塔过滤器还包括把手，上述控制单元及上述通信单元可位于在与上述波塔过滤器头部相连接的把手内形成的空间。

在根据本发明一实施例的波塔过滤器中，上述至少一个传感器可包括温度传感器、压力传感器及浓度传感器中的至少一个。

在根据本发明一实施例的波塔过滤器中，上述波塔过滤器还包括用于驱动上述控制单元、上述至少一个传感器及上述通信单元的电池单元，上述电池单元可位于在与上述波塔过滤器头部相连接的把手内形成的空间。

在根据本发明一实施例的波塔过滤器中，还包括：连接部，其沿长度方向延伸形成在上述波塔过滤器头部的一侧，上述波塔过滤器头部及上述把手通过上述连接部实现连接，在上述波塔过滤器头部的内侧壁面的一侧、上述连接部的中心部及上述把手的一侧中心部分别形成有孔(hole)，各个上述孔可相互连通。

在根据本发明一实施例的波塔过滤器中，发送到上述外部电子装置的一个以上的感测数据显示在上述外部电子装置的屏幕上，上述显示可包括根据上述一个以上的感测数据的时间经过的变化。

在根据本发明一实施例的波塔过滤器中，发送到上述外部电子装置的一个以上的感测数据可存储于上述外部电子装置来建立数据库。

在根据本发明一实施例的咖啡萃取过程控制方法中，可包括：基于通过包括在波塔过滤器中的至少一个传感器感测的感测数据，上述外部电子装置生成指南的步骤，以及向用户显示所生成的上述指南的步骤。

在根据本发明一实施例的咖啡萃取过程控制方法中，还可包括：基于上述感测数据，上述外部电子装置生成用于控制与上述波塔过滤器结合的咖啡机的信号，并将上述信号发送到上述咖啡机的步骤。

发明效果

根据本发明，提供一种用于测量使水通过装在波塔过滤器的粉碗内部的咖啡粉末来萃取咖啡的瞬间的压力、温度以及浓度的方法。

根据本发明，提供一种基于所测量的压力、温度及浓度数据，设定及控制用于萃取咖啡的环境及条件，从而改善咖啡味道的品质，保持一定的味道的方法。

根据本发明，提供一种包括用于如上所述的方法的一个以上的传感器及通信单元的波塔过滤器装置。根据本发明，虽然具有如上所述的效果，但是本发明提供的效果并不局限于以上效果。

附图说明

图1是示出用于咖啡萃取的波塔过滤器的图。

图2是示出根据本发明的一实施例的波塔过滤器的图。

图3是示出根据本发明的一实施例的波塔过滤器的粉碗及附着在内部的传感器和固定夹的图。

图4是示出根据本发明的一实施例的波塔过滤器的粉碗及附着在外部的传感器的图。

图5是示出根据本发明的另一实施例的波塔过滤器的粉碗及附着在外部的传感器的图。

图6是示出根据本发明的另一实施例的波塔过滤器的粉碗及形成在下表面的探头和传感器的图。

图7是用于说明根据本发明的一实施例的需要消除应变仪和波塔过滤器的粉碗通过温度而受到的影响的必要性及方法的图。

图8是示出根据本发明的一实施例的构成咖啡萃取过程控制系统的浓缩咖啡机、波塔过滤器、测量传感器及外部电子装置相互之间收发数据的例子的图。

图9是示出根据本发明的一实施例的外部电子装置的例子的图。

图10是示出根据本发明的一实施例的形成于连接部及把手的孔(hole)的图。

图11是示出根据本发明的一实施例的形成于连接部及把手的孔(hole)的另一图。

图12是示出根据本发明的一实施例的咖啡萃取过程控制系统的图。

图13是示出根据本发明的一实施例的咖啡萃取过程控制系统的另一图。

具体实施方式

本发明可以进行多种改变，并可以具有多种实施例，并且在附图中示出了特定实施例，并对其进行详细的说明。但是，本发明的特定实施例不限定特定的实施方案，而是应当被理解为包括本发明的思想以及技术范围中所包括的所有改变、同等物或替代物。在描述每个附图时，相似的附图标记用于相似的结构要素。

第一、第二、A、B等术语可用于描述多种结构要素，但上述结构要素并不受限于上述术语。上述术语仅用于区分一个结构要素和另一个结构要素。例如，在不脱离本发明的权利要求范围的情况下，第一结构要素可以被命名为第二结构要素，并且类似地，第二结构要素可以被命名为第一结构要素。所谓“和/或”的术语包括多个相关记载项目的组合或者多个相关记载项目中的某个项目。

当一个结构要素与另一结构要素“连接”或“耦合”时，上述一个结构要素可以直接与另一个结构要素相连接或耦合，但是应当被理解为两者之间还存在其他结构要素。相反，当一个结构要素与另一个结构要素“直接连接”或“直接耦合”时，应当被理解为两者之间不存在其他结构要素。

在本申请中使用的术语仅仅是为了说明特定的实施例而使用的，并不是限定本发明的意图。单个表现只要在文脉上没有明确指出不同意思就包括多个表现。在本申请中，“包括”或者“具有”等的术语是指定记载于说明书上的特征、数字、步骤、动作、结构要素、组件或者它们的组合的存在，而且应当被理解为不会预先排除一个或一个以上的不同特征或数字、步骤、动作、结构要素、组件或者它们的组合的存在或者附加可能性。

在不进行其他定义的情况下，包括技术用语或科学用语的、本申请中所使用的全部用语具有与本领域技术人员的常规理解的意思相同的含义。与事先定义的用语相同，常规用语要理解为与相关技术的文脉表达的含义相同，在本申请中没有明确定义的前提下，不能理解为理想化或者过度形式化的含义。

下面，参照附图对本发明的优选实施例进行更加详细的说明。在说明本发明时，为了容易理解整体，对于附图的相同的结构要素，使用相同的附图标记，对于相同的结构要素，省略重复的说明。

图1是示出用于咖啡萃取的波塔过滤器100的图。首先，参照图1，波塔过滤器100可以包括波塔过滤器头部101、波塔过滤器粉碗102、波塔过滤器连接部103及波塔过滤器把手104，以下，为了便于说明，分别用头部、粉碗、连接部、把手等名称来表示。

头部101形成为上部和下部连通的圆形框架形状，以便能够收容粉碗102。粉碗102可以与上述头部101进行装卸，具体地，可以通过将粉碗102从头部的上部向下部方向推入到头部101的上部和下部连通的区域中的方法来实现结合，相反地，可以通过向上部方向拉动上述推入的粉碗102的方法，从头部101分离上述粉碗102。

此时，在上述粉碗102与头部101结合时，为了保持粉碗102的结合状态，可以在上述头部101的上部外周面形成放置部，其中，该放置部具有包围整个上述外周面的形状，上述粉碗102能够紧密固定在该放置部。与此不同地，上述放置部也可以形成为凹陷的槽形状。

另一方面，为了连接上述头部101和作为波塔过滤器100的另一结构的把手104，可以在上述头部101的一侧形成连接部103，具体地，如图1及图2所示，连接部103可以沿长度方向突出形成在上述头部101的一个区域。

此时，上述连接部103为了与把手104实现连接，可以在内侧形成有螺栓(例如，六角螺栓、盘头螺栓等)或者与此对应的槽。

上述把手104是指当使用者要使用波塔过滤器100时握持的部分，可以通过连接部103与头部101结合，具体地，如上所述，可以在一侧形成有螺栓或与此对应的槽。

例如，如图2所示，在把手104的一侧形成有螺栓的情况下，在连接部103形成有与上述螺栓对应的槽，反之亦然。此时，如果使上述螺栓和该槽相互抵接之后，以规定的方向(例如，顺时针方向)进行旋转，则可以通过连接部103来固定上述把手104和头部101，如果再次以相反方向(例如，逆时针方向)进行旋转，则能够解除上述固定。

另一方面，参照图1，可拆卸于波塔过滤器头部101的上述粉碗102在内侧形成有规定大小的空间且在下部底面形成有多个孔眼，以便能够盛装咖啡粉末且能使水通过。

粉碗102的直径一般是56mm和58mm，主要使用58mm，但本发明并不限于此。并且，粉碗102的内壁面的形状或装咖啡的容量可以根据每个产品而不同，因此，在本发明中，粉碗102内部的壁面形状或咖啡容量不受特别限制。

另一方面，如上所述，即使存在萃取过程的细微的差异，咖啡也会在味道和香味方面发生很大差异，因此，只有积累相当多的经验的专家才能保持一定的咖啡味或将咖啡味改善成高水平。

但是，大部分人不具有熟练的技术，雇佣专门咖啡师也因较高的人工费等问题，不能成为现实的改善方向。

因此，为了使如上所述的改善方向更加普及化，专家的经验知识需要通过技术来实现，具体地，直接测量在波塔过滤器内的粉碗102中水通过咖啡粉末的瞬间的物理化学变化，有必要积累并分析上述测量的数据来确认哪些原因对咖啡的味道和香味带来哪些结果及影响。

对此，根据本发明的一实施例，可拆卸于波塔过滤器头部101的粉碗102可以包括用于感测多种状态的至少一个传感器。

以下，为了便于说明，描述为上述粉碗102包括温度传感器、压力传感器、浓度传感器，但不限于此，可以结合目前开发或者将来开发的各种传感器。

并且，以下，以温度传感器、压力传感器、浓度传感器分别单独位于粉碗102的内部、外部、下表面等的区域为前提进行说明，但这是为了便于说明，传感器的种类和位置也可以相互变更或者形成于相同的位置。

首先，可以在上述粉碗102结合温度传感器，上述温度传感器用于在咖啡机内锅炉中加热到预设的温度之后，以规定的压力加压的高温水(以下，水)施加到上述粉碗102时，测量上述水通过咖啡粉末的瞬间的瞬间温度。

此时，上述传感器可以如图3所示位于上述粉碗102的内部，与此不同地，也可以如图4、图5所示位于上述粉碗102的外部表面，或者如图6所示位于排出通过上述咖啡粉末的咖啡的粉碗的下表面。然而，由于温度传感器301用于测量水通过咖啡粉末的瞬间的瞬时温度，因此，从准确度角度来看，优选地位于上述粉碗102的内部。

然而，当上述传感器位于上述粉碗102的内部时，由于上述传感器在测量水温的过程中直接与水接触，而且水处于被加热到高温(约100度)且施加高压(约9bar)的状态，因此可能存在传感器发生腐蚀或故障的问题。

因此，根据本发明的一实施例，上述温度传感器可以是直到预设的温度极限(例如，120度)为止正常工作的传感器，进而，如图3所示，上述传感器可以是可附着/可拆卸于上述粉碗的内部壁面(或者底面)的薄膜型温度传感器301。

此时，当薄膜型温度传感器301附着在上述粉碗102的内部壁面时，为了限制并固定薄膜型温度传感器301的移动，并且使由外部因素引起的影响(传感器破损、传感器故障、感测错误、不正确的感测等)最小化，如图3所示，可以进一步结合固定夹302。

即，上述固定夹302覆盖附着于上述粉碗102的壁面的薄膜型温度传感器301，并可以形成为能够卡接固定在上述粉碗102的外周面的如图3所示的形状。

因此，如果上述薄膜型温度传感器301具有比粉碗102的内部壁面更长的长度，则可能会发生上述薄膜型温度传感器301越过粉碗102的外部壁面的问题，但上述固定夹302形成为覆盖上述薄膜型温度传感器301，因此上述固定夹302限制并固定上述薄膜型温度传感器301的移动，如上所述，能够使得由外部因素引起的影响(传感器破损、传感器故障、感测错误、不正确的感测等)最小化。

另一方面，浓缩咖啡可以被称为水通过装有咖啡粉末的粉碗时所形成的提取物，此时，浓缩咖啡的味道和香味可以受到水通过装有咖啡粉末的粉碗102的流动的影响。

例如，只有水均匀地通过装有咖啡粉末的粉碗102才能萃取具有较好的味道和香味的咖啡，如果在规定区域存在妨碍水的流动的因素，则水会以仅接触咖啡粉末的一部分的状态通过粉碗102，从而咖啡的味道和香味可能会发生变化。

如上所述，为了测量水通过咖啡粉末的瞬间的温度，在上述粉碗102的内部壁面附着薄膜型温度传感器301，如果进一步结合固定夹302，从水的角度来看，在粉碗102的内部壁面形成突出的障碍物，因此这有可能成为妨碍通过粉碗102内的咖啡粉末的水的流动的因素。

因此，根据本发明的一实施例，上述粉碗102的内部壁面的一个区域，具体地，上述薄膜型温度传感器301和/或固定夹302附着/结合的粉碗102的内部壁面的全部或部分区域可以形成有以预设的厚度(例如，0.3mm)凹陷的空间303，如图3所示。

此时，上述凹陷的空间303的厚度可以被设计为对应于上述薄膜型温度传感器301及固定夹302的结合体的厚度，对于上述厚度而言，如果上述薄膜型温度传感器301及固定夹302的结合体的厚度为0.3mm，则形成于上述粉碗102的内部壁面的一个区域的凹陷的空间303的厚度也可以是0.3mm。

当将粉碗102的内部壁面形成为具有以如上所述的方式凹陷的空间303时，如果在上述凹陷的空间303附着/结合上述薄膜型温度传感器301及固定夹302，即使附着/结合上述薄膜型温度传感器301及固定夹302，上述粉碗102的内部壁面也可以形成为具有平坦的表面而全部区域没有障碍物，从而具有消除妨碍通过粉碗102内的咖啡粉末的水的流动的因素的效果。

另一方面，上述固定夹302可以卡接固定在上述粉碗301的外周面，此时，上述固定夹302的一部分可以从上述粉碗301的外周面向外侧突出，上述突出的固定夹302的一部分与上述头部101的外周面或形成在上述头部101的外周面的槽(未示出)插接结合，从而还能起到将上述粉碗102固定为在与上述头部101结合的状态下不会左右移动的作用。并且，如上所述，粉碗102可与头部101结合或分离，在咖啡萃取过程中，需要在上述粉碗102与头部101结合的状态下施加摇晃或冲击的情况较多。因此，在这些部件之间需要完整且牢固的固定，但是，由于没有形成单独的固定单元或固定部件，因此，当施加如上所述的摇动或冲击时，可能会出现粉碗102意外地从头部101分离的情况。根据本发明，固定夹302可以卡接固定在粉碗102的外周面，此时，由于固定夹302的一部分从粉碗102的外周面向外侧突出，因此上述突出的固定夹302的一部分与上述头部101的外周面或者形成在头部101的外周面的槽插接结合，从而可以提供上述粉碗102在与头部101结合的状态下不会分离或者左右移动的效果。

另一方面，参考图4及图5，根据本发明的一实施例，可以在上述粉碗102结合压力传感器401，上述压力传感器401用于在对水进行加热的锅炉中加热到预设的温度之后，以规定的压力加压的高温水(以下，水)施加到上述粉碗102时，测量上述水通过咖啡粉末的瞬间的压力。

上述压力传感器401用于测量在水通过咖啡粉末的瞬间所施加的压力，当上述压力传感器401位于上述粉碗102的内部时，由于传感器在测量过程中直接与水接触，而且上述水处于被加热到高温(约100度)且施加高压(约9bar)的状态，因此可能存在上述压力传感器401发生腐蚀或故障的问题。

由于这种理由，上述压力传感器401可以位于上述粉碗102的外部表面，但是，对于压力传感器401而言，只有直接将压力传递到感测部才能实现测量，因此，仍然存在如下问题：只有在粉碗102的内部测量在粉碗102的内部水通过咖啡粉末的瞬间所施加的压力时才能实现准确的测量。

因此，根据本发明的一实施例，如图4所示，上述压力传感器401可以结合/附着于上述粉碗102的外部表面，上述压力传感器401可以是与上述温度传感器401一样可附着/可拆卸于上述粉碗102的外部壁面的薄膜型压力传感器。

并且，上述压力传感器401可以是当物体变形为外力时测量其变形程度并将其用电信号来表示的应变仪(StrainGauge)。

因此，根据本发明的一实施例，可以在上述粉碗102的外部表面结合/附着作为压力传感器401的例子的上述应变仪。此时，如果水在粉碗102的内部通过咖啡粉末，则因施加于上述粉碗102内部的压力而上述粉碗102的外形发生变形(例如，扩大或长度变化等)，结合于上述粉碗102的外部表面的上述应变仪可以对在上述粉碗102的外形发生的变形定量化并进行测量。

此时，可以通过比较上述粉碗102的外形发生变形之前和上述粉碗102的外形发生变形之后来测量施加于上述粉碗102内部的压力。

另一方面，上述应变仪作为模拟传感器的一例，模拟传感器受到要测量的物理量的影响而产生模拟电信号。

然而，由于模拟传感器提供的上述模拟电信号不是要通过上述传感器测量的物理量本身，因此需要通过解释受到上述物理量的影响而产生的模拟电信号来推定上述要测量的物理量。

但是，在如上所述的过程中，还存在受到除了上述要测量的物理量以外的其他物理量的影响的情况，在这种情况下，在上述产生的模拟电信号中排除上述其他物理量的影响，从而可以推定上述要测量的物理量，因此，当受到上述其他物理量的影响时，需要考虑排除上述其他物理量的影响的算法。

如上所述，在本发明中，如果水在粉碗102的内部通过咖啡粉末，则因施加于上述粉碗102内部的压力而上述粉碗102的外形发生变形，结合于上述粉碗102的外部表面的上述应变仪可以测量在上述粉碗102的外形发生的变形，此时，上述应变仪除了基于压力的粉碗102的外形变形以外，还可以受到基于温度变化的影响，这是因为应变仪作为电阻较小的电阻器，也受到温度的影响。

因此，在本发明中，通过应变仪测量在上述粉碗102的外形发生的变形，进而，为了准确地测量施加于上述粉碗102内部的压力，如图7所示，需要消除上述应变仪受到的上述温度的影响。

为此，需要确认上述应变仪如何反映施加于上述粉碗102内部的温度和压力来生成测量结果(例如，模拟电信号)，进而，在单独收集仅反映温度来生成的测量结果(例如，模拟电信号)之后进行使用或者仅单独收集温度信息并进行使用时，可以解除应变仪受到的上述温度的影响，并可以导出仅反映压力来生成的应变仪的测量结果(例如，模拟电信号)。

并且，为了提高测量结果的准确度，还可以通过反复如上所述的过程来构建数据库或大数据之后进行使用，由此还可以构建关于上述应变仪如何反映施加于上述粉碗内部的温度和压力来产生测量结果(例如，模拟电信号)的测量模型。并且，还可以通过模糊逻辑(fuzzylogic)融合多个测量模型。如上所述，基于数据构建测量模型，基于所构建的测量模型导出压力时，可以更加准确地测量在水在粉碗102中通过咖啡粉末的瞬间所施加的压力。

另一方面，根据本发明的一实施例，如图4或图5所示，当上述压力传感器(或应变仪)结合/附着于上述粉碗102的外部表面时，水或使用者的手不会接触，为了保护传感器并提高耐久性，可以形成具有包围上述粉碗的外部表面的形状的壳体402。

此时，上述壳体402由预设的厚度(例如，0.2mm等)的不锈钢材质形成，为了防水及防冲击，可以追加进行硅材质的密封，但是厚度及材质仅仅是示例，并不限于此。

上述壳体402可以佩戴为包围上述粉碗102的外部表面，此时，上述壳体402可以完全覆盖结合/附着于上述粉碗102的外部表面的传感器401，由此，能够保护结合/附着于上述粉碗102的外部表面的传感器401，并且提高耐用性。作为另一个例子，在将上述传感器401结合/附着于上述壳体402的内侧之后，在内侧结合/附着有上述传感器401的壳体402能够以围绕上述粉碗102的外部表面的方式夹紧。

另一方面，参考图6，根据本发明的一实施例，可以在上述粉碗102结合浓度传感器601，上述浓度传感器601用于在水流入到粉碗102的内部并通过咖啡粉末后向上述粉碗102的外部导出的过程中，测量上述导出的瞬间液体(例如，浓缩咖啡)的瞬间浓度。

上述浓度传感器601用于测量水通过咖啡粉末后向粉碗102的外部导出的瞬间液体的瞬间浓度，因此需要位于上述粉碗102的外部下表面，但是，如果上述浓度传感器601直接与上述粉碗102的外部下表面抵接而附着/设置，则不仅妨碍上述导出的液体的流动，而且上述浓度传感器601直接与水接触，因此可能存在传感器发生腐蚀或故障的问题。

因此，由于这种理由，如图6所示，本发明可以包括：探头602，其连接固定于上述粉碗102的外部下表面的一端和/或另一端，并与上述粉碗102的外部下表面隔开规定间隔而形成。

此时，上述探头602可以形成为两个平行的杆状，但并不局限于此，例如，也可以形成为1个以上的杆状，也可以形成为上述1个杆仅连接于上述粉碗102的外部下表面的一端或另一端中的任一端的形状。即，探头602的形状没有限制，只要是与上述粉碗102的外部下表面隔开规定间隔而固定的形状，则任何形状都可以使用。

在本发明中，为了固定上述探头602，在上述粉碗102的外部下表面的一端和/或另一端可以形成有上述探头602的一侧末端或两侧末端能够固定结合的至少一个区域。

并且，浓度传感器601可以附着/设置在上述探头602，在本发明中，为了在液体向上述粉碗102的外部导出的瞬间，准确地测量液体的瞬间浓度，上述浓度传感器601能够以朝向上述粉碗102的外部下表面的中心的方式附着/设置在上述探头601。

另一方面，向粉碗102的外部导出的液体(例如，浓缩咖啡)的浓度可通过在饮用液体时能感觉到的重量感来表示。

然而，与如上所述的向外部导出的液体的常规浓度测量不同地，在萃取咖啡的过程中，在水向粉碗102的外部导出的瞬间，所测量的液体的瞬间浓度可以成为表示提取多少咖啡内所含的成分的重要指标。

因此，若在向粉碗102的外部导出的瞬间，能将液体的瞬间浓度测量或收集为数据(例如，日志数据等)，则由于在萃取后半部产生很多不好的杂味，因此基于上述瞬间浓度，可在到达萃取后半部之前停止萃取，从而能够提高或者恒定保持味道的水平。

并且，若过快停止萃取，则有可能浪费仍残留在咖啡粉末中的好的成分，因此，基于上述瞬间浓度，在到达产生杂味的萃取后半部之前，能够最大限度地进行萃取，因此可以具有节省费用的效果。

为此，如图6所示，在本发明中，上述浓度传感器601以朝向上述粉碗102的外部下表面的中心的方式附着/设置在上述探头602，由此，在水向粉碗102的外部导出的瞬间，测量上述液体的瞬间浓度。

此时，上述浓度传感器601可以是用于测量溶于水中的固形物的浓度的电阻测量型浓度测量装置(TDS：TotalDissovelSolid)，但并不局限于此。

在利用上述浓度传感器601测量浓度的方式中，光学式、化学式的测量速度较慢，因此，优选地，利用电测量方式，但并不局限于此。

然而，当使用电测量方法时，需要用于测量浓度的两个电极，在本发明中，如上所述，与粉碗102的外部下表面隔开规定间隔而固定的探头602可以起到两个电极的作用。

另一方面，在咖啡萃取过程中，向粉碗102的外部导出的液体的量并不恒定，因此电极与液体的接触面积时时刻刻发生变化，从而可能存在测量的再现性消失的问题。

因此，在本发明中，为了保持探头602的液体接触面积恒定，在上述探头602中，除与上述粉碗102的外部下表面中心部分对应的部分以外的剩余部分可被绝缘处理为较厚，由此，当每小时萃取的液体量超过预设的量时，能够保持恒定的接触面积。

如上所述，在本发明的粉碗102的内部和/或者外部分别包括温度传感器301、压力传感器401和浓度传感器601，如图8所示，通信单元可以通过网络将通过传感器测量的感测数据发送到外部电子装置801至804，上述外部电子装置可以是包括服务器802、803的概念。

另一方面，参照图8，本发明还可以包括：测量传感器805，其用于测量在波塔过滤器内的粉碗102中水通过咖啡粉末后向粉碗102的外部导出的液体(例如，浓缩咖啡)的糖度、酸度、重量等。

上述测量传感器805可以是能够测量向粉碗102的外部导出的液体(例如，浓缩咖啡)的溶液的氢离子指数(即，用指数来表示氢离子浓度的PH)的传感器，此时，可以测量上述液体的酸性度。

并且，上述测量传感器805可以是测量向粉碗102的外部导出的液体(例如，浓缩咖啡)的糖度的传感器，此时，将表示溶于100克(g)溶剂的1克(g)溶质的白利糖度(Brix，或白利糖百分比)作为单位，可以测量溶于100克(g)水的1克(g)的咖啡或砂糖等多种溶质的程度。

上述测量传感器805可以是测量溶于向粉碗102的外部导出的液体(例如，浓缩咖啡)中的物质(例如，溶解固形物质)的量的传感器，具体地，将毫克每升(mg/L)、克每升(g/L)等作为单位，可以测量包含矿物成分的固形物质溶于水中的量。

并且，上述测量传感器805可以是测量向粉碗102的外部导出的液体(例如，浓缩咖啡)的重量或质量的传感器，可以将克(g)或千克(kg)作为单位进行测量。

因此，在本发明中，在萃取咖啡的过程中，包括于上述粉碗102的内部和/或外部的温度传感器301、压力传感器401、浓度传感器601可以分别测量可称为化学变量(或原因变量)的温度、压力、浓度，进而，上述粉碗102外部的测量传感器805可以分别测量作为直接受到上述化学变量(或原因变量)的变化影响而改变其值的物理变量(或结果变量)的糖度、酸度、重量等。由此，根据本发明，具有如下效果：可以实现根据化学变量(温度、压力、浓度等)的调节/控制的物理变量(糖度、酸度、重量等)的变化/改善，与此不同地，基于物理变量(糖度、酸度、重量等)的结果，可以决定化学变量(温度、压力、浓度等)的调节/控制水平。

即，根据本发明，在波塔过滤器内的粉碗102中水通过咖啡粉末的瞬间，测量化学变量，之后，利用向粉碗102的外部导出的液体来测量物理变量，可以通过积累并分析上述测量的数据来确认哪些原因对咖啡的味道和香味带来哪些结果及影响，结果，能够具体确认为了所需的咖啡的味道和香味，应当对哪些原因进行多大程度的调节/控制。由此，可以改善及保持咖啡的味道和香味。

另一方面，如图8所示，通信单元可以通过网络将通过上述各种传感器测量的感测数据发送到外部电子装置801至804，上述外部电子装置可以是包括服务器802、803的概念。

上述服务器802、803是指能够通过有线/无线通信网络环境与至少一个其他电子装置进行数据收发的对象，在本发明中，上述服务器除了数据库服务器(Databaseserver)802及网页服务器(WebServer)803之外，还可以包括中介服务器和/或客户端服务器。

并且，作为上述服务器802、803的一例，可以包括云(Cloud)服务器、IP多媒体子系统(IPMultimediaSubsystem，IMS)服务器、电话应用(Telephony Application)服务器、即时通讯(InstantMessaging，IM)服务器、媒体网关控制功能(MediaGatewayControlFunction，MGCF)服务器、消息网关(Messaging Gateway，MSG)服务器、呼叫会话控制功能(CallSessionControlFunction，CSCF)服务器，上述服务器还可以通过指称个人计算机(PersonalComputer，PC)、笔记本电脑、平板电脑(TabletPersonalComputer)等能够收发数据的客体的装置来实现。上述服务器还可以包括数据库(DB)，其存储通过上述各个结构收集或传递的感测数据。

并且，上述外部电子装置801至804可以包括移动终端装置、个人计算机(PersonalComputer，PC)、笔记本电脑、平板电脑(TabletPersonalComputer)、终端(Terminal)、移动站(MobileStation，MS)、移动用户站(MobileSubscriber Station，MSS)、用户站(SubscriberStation，SS)、高级移动站(AdvancedMobile Station，AMS)、无线终端(WirelessTerminal，WT)、机器类型通信(Machine-Type Communication，MTC)装置、机器对机器(Machine-to-Machine，M2M)装置、设备到设备(Device-to-Device，D2D)装置。

当然，这仅仅是示例，本发明中的外部电子装置801至804应当被解释为除上述示例之外，还包括如图9所示的目前已被开发实现商用化或后续要开发的能实现数据或信号的收发且能显示(display)上述收发的信号的所有装置的概念。

并且，上述网络是指用于在上述通信单元、服务器、外部电子装置之间发送和接收各种类型的数据(诸如文本(Text)、数字图像、数字视频、数字音频信息等)的数据通信网，其类型没有特别限制。

例如，可以是通过互联网协议(IP)提供大容量数据的收发服务的IP(IP：InternetProtocol)网或整合互不相同的IP网的全IP(AllIP)网。

并且，上述网络300可以是包括有线网、无线宽带(WirelessBroadband，Wibro)网、WCDMA的移动通信网、包括高速下行链路分组接入(HighSpeed DownlinkPacketAccess，HSDPA)网及长期演进(LongTermEvolution，LTE)网络的移动通信网、包括LTEadvanced(LTE-A)的移动通信网、无线区域网(Bluetooth)、卫星通信网及无线保真(Wi-Fi)网络中的一个，或者可以通过结合其中的至少一个来构成。

另一方面，如上所述，在本发明中，通信单元通过网络将通过包括在波塔过滤器的粉碗的内部和/或外部的温度传感器、压力传感器、浓度传感器测量的感测数据发送到外部电子装置801至804，因此可以包括能够收发有线或无线连接所需的连接信息的通信单元(RadioCommunicationunit)、存储单元、用于供电的电池单元以及控制单元(或者处理器、控制器等)，这仅仅是示例，除了这些结构以外，还可以包括其他结构，与此不同地，也可以省略这些结构中的一部分来实现。对此，将在以下图10至图11中进行后述。

并且，对于感测的数据处理、层处理等数据通信的整体过程可以通过控制单元来控制，上述存储单元、通信单元以及控制单元之间可通过有线或无线形成连接关系。

通信单元可以包括发送部和接收部，发送部和接收部可以构成为与至少一个外部电子装置801至804进行数据或信号的发送及接收。

控制单元可以与通信单元中的发送部和接收部功能性连接，因此，可以配置为上述发送部和接收部控制与外部电子装置801至804进行数据或信号的接收的过程。

并且，控制单元可以在对要发送的感测数据进行各种预处理后，发送到发送部，除此之外，还可以对接收部接收的数据进行后处理。

有必要时，控制单元还可以将包括在收发的数据中的信息存储在存储单元中。

根据本发明的一实施例，波塔过滤器可以包括通过连接部与头部相连接的把手104，如图10或图11所示，可以在上述把手104的内部形成空间。并且，在本发明中，可以在形成于上述把手104内部的空间中包括上述通信单元、电池单元、存储单元、控制单元的全部或一部分。

为此，上述把手104可以在一侧具备用于与头部连接的螺栓111，可以在另一侧形成盖住形成于上述内部的空间的盖部112，上述盖部112能够形成为可拆卸。

因此，当分离上述盖部112时，使用者可以接近包括在上述把手104内部的空间的通信单元、电池单元、存储单元、控制单元的全部或一部分中的任一个，例如，当构成电池单元的电池已经达到寿命时，使用者可以直接更换电池。

另一方面，如上所述，本发明的粉碗102的内部和/或外部分别包含温度传感器301、压力传感器401、浓度传感器601，通信单元通过网路将通过上述传感器测量的感测数据发送到外部电子装置801至804，因此分别形成于上述粉碗102的内部和/或外部的温度传感器301、压力传感器401、浓度传感器601需要与包括在上述把手104内部的空间的通信单元、电池单元、存储单元、控制单元的全部或一部分中的至少一个相连接。

此时，当上述连接通过电缆实现时，在内部和/或外部包括传感器的粉碗102与头部101结合的过程中，电缆有可能会断线，进而，在咖啡萃取结束后，去除使用的咖啡粉末的过程中，粉碗102受到晃动或者冲击，因此电缆有可能会断线。

如上所述，在本发明中，上述把手104可以通过连接部103与头部101结合，具体地，在把手104的一侧形成螺栓111(例如，盘头螺栓)，在头部101的连接部103的一侧形成与上述螺栓111相对应的槽113。

例如，在把手104的一侧形成螺栓111时，从头部101沿长度方向延伸形成的连接部103内的中央形成有与上述螺栓111相对应的槽113，也可以存在相反的情况。

此时，如果使上述螺栓111和该槽113相互抵接之后，以规定的方向进行旋转，则可以通过连接部103来固定上述把手104和头部101，如果再次以相反方向进行旋转，则可以解除上述固定，此时，如图11的(a)及图11的(b)所示，上述槽113及螺栓111的中心部分别形成有孔(hole)，由此，从头部101内侧开始经由连接部103一直到把手104内部空间可以连续连通。

因此，在本发明中，分别连接在温度传感器301、压力传感器401、浓度传感器601的电缆可以通过从上述头部101内侧开始经由连接部103一直到把手104内部空间连续连通的空间，与包括在上述把手104内部的空间的通信单元、电池单元、存储单元、控制单元的全部或一部分中的至少一个连接，其中，温度传感器301、压力传感器401、浓度传感器601分别形成在上述粉碗102的内部和/或者外部。

另一方面，根据本发明的一实施例，通过分别形成在上述粉碗102的内部和/或外部的温度传感器301、压力传感器401、浓度传感器601感测的至少一个感测数据通过通信单元发送到外部电子装置801至804，此时，如图12所示，上述外部电子装置801至804可以在屏幕上显示上述感测数据，上述显示可以包括显示根据时间经过的至少一个感测数据。

并且，如图13所示，上述外部电子装置801至804可以累积存储上述至少一个感测数据来建立数据库，基于上述至少一个感测数据或累积存储的数据库生成关于与咖啡萃取相关的一个以上的变量的控制命令，并生成用于控制与上述波塔过滤器100结合的咖啡机的各种功能的信号，可以将上述生成的信号发送到上述咖啡机。

例如，假设水的温度94℃、压力8.7bar、萃取时间28秒、萃取量28ml、浓度86％，是用于萃取所希望的咖啡的变量的必要值时，在本发明中，基于通过分别形成在上述波塔过滤器的粉碗的内部和/或外部的温度传感器、压力传感器、浓度传感器感测的至少一个感测数据来特定在与上述必要值比较时需要控制的变量后，生成用于直接控制该变量的信号，并将其发送到与上述波塔过滤器结合的咖啡机来进行控制，或者向用户显示用于控制该变量的指南或者向用户提供提示，使得用户能够调节/控制咖啡机及萃取过程。

此时，不具有对咖啡萃取熟练的技术的新用户也可以在最均衡的瞬间停止咖啡萃取，结果，可以反复萃取具有高品质且具有一定的味道和香味的咖啡。

另一方面，根据本发明的实施例的动作可以通过计算机可读记录介质的计算机可读程序或代码来实现。计算机可读记录介质包括存储有可由计算机系统读取的数据的所有种类的记录装置。并且，计算机可读记录介质可以分散在通过网络连接的计算机系统，并且能够以分散方式存储和执行计算机可读程序或代码。

并且，计算机可读记录介质可包括只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、闪存(flashmemory)等为了存储并执行程序指令而特别构成的硬件装置。程序指令不仅可以包括如由编译器(compiler)制作的机器语言代码，还可以包括使用解释器(interpreter)等而能够由计算机执行的高级语言代码。

虽然在装置的上下文中描述了本发明的一些方面，但这也可以表示根据相应方法的描述，其中，块或装置对应于方法步骤或方法步骤的特征。类似地，在方法的上下文中所描述的方面也可以表示为相应块或项目或相应装置的特征。例如，可以通过(或使用)诸如微处理器、可编程计算机或电子电路的硬件装置来执行一些或所有方法步骤。在一些实施例中，可以通过这种装置来执行最重要的一个以上的方法步骤。

在实施例中，可编程逻辑器件(例如，现场可编程门阵列)可以用于执行所描述的方法的功能的一部分或全部。在实施例中，现场可编程门阵列可以与微处理器一起工作，其中，微处理器用于执行所描述的方法之一。通常，优选地，通过任何硬件装置来执行方法。

以上，虽然参照本发明的优选实施例进行了描述，但是本领域技术人员能够理解在不脱离权利要求范围所记载的本发明的思想以及领域的前提下，可以对本发明进行多种修改以及改变。

Claims (13)

1.一种波塔过滤器，其为用于咖啡萃取的波塔过滤器，其特征在于，包括：

粉碗，所述粉碗的内侧形成有规定大小的空间，以便能够盛装咖啡粉末，并且，所述粉碗的底面形成有一个以上的孔眼，能够使得水通过；

波塔过滤器头部，其能够收容所述粉碗；

通信单元；及

控制单元，

在所述粉碗的外部表面可装卸地形成有压力传感器，所述压力传感器用于测量在水通过咖啡粉末的瞬间施加于所述粉碗的内部的压力的大小，

所述压力传感器在附着于所述粉碗的外部表面的状态下，将在水通过咖啡粉末的瞬间，所述粉碗的外形扩大或缩小的物理变形测量为定量化的数据的形式，然后基于测量的定量化的所述数据来测量施加于所述粉碗的内部的压力信息，

所述控制单元构成为通过所述通信单元将通过所述压力传感器测量的施加于所述粉碗的内部的压力信息发送到外部电子装置。

2.根据权利要求1所述的波塔过滤器，其特征在于，

在所述水通过咖啡粉末的瞬间，所述粉碗的外形扩大或缩小的物理变形包括基于压力的影响及基于温度的影响，

当基于物理变形的定量化的所述数据来测量施加于所述粉碗的内部的压力信息时，消除所述基于温度的影响。

3.根据权利要求1所述的波塔过滤器，其特征在于，

所述粉碗还包括用于测量水通过咖啡粉末的瞬间的温度的温度传感器及用于测量水通过咖啡粉末的瞬间的浓度的浓度传感器中的至少一个，

由所述压力传感器、温度传感器或浓度传感器感测的压力信息、温度信息或浓度信息通过所述通信单元发送到外部电子设备。

4.根据权利要求1所述的波塔过滤器，其特征在于，

所述波塔过滤器还包括用于驱动所述控制单元及所述通信单元的电池单元及把手，

所述控制单元、通信单元及电池单元位于在与所述波塔过滤器头部相连接的把手内形成的空间。

5.根据权利要求4所述的波塔过滤器，其特征在于，还包括：

连接部，其沿长度方向延伸形成在所述波塔过滤器头部的一侧，

所述波塔过滤器头部及所述把手通过所述连接部实现连接，在所述波塔过滤器头部的内侧壁面的一侧、所述连接部的中心部及所述把手的一侧中心部分别形成有孔，各个所述孔相互连通。

6.根据权利要求3所述的波塔过滤器，其特征在于，

发送到所述外部电子装置的温度信息、压力信息或浓度信息显示在所述外部电子装置的屏幕上，

所述显示包括根据所述温度信息、压力信息或浓度信息的时间经过的变化。

7.根据权利要求1所述的波塔过滤器，其特征在于，

发送到所述外部电子装置的温度信息、压力信息或浓度信息存储于所述外部电子装置中来建立数据库。

8.一种咖啡萃取过程控制方法，其特征在于，包括：

基于通过包括在根据权利要求1至7中的任一项所述的波塔过滤器中的温度传感器、压力传感器或浓度传感器中的至少一个传感器测量的温度信息、压力信息或浓度信息中的至少一个，所述外部电子装置生成指南的步骤；以及

向用户显示所生成的所述指南的步骤。

9.根据权利要求8所述的咖啡萃取过程控制方法，还包括：

基于所测量的所述温度信息、压力信息或浓度信息中的至少一个，所述外部电子装置生成用于控制与所述波塔过滤器结合的咖啡机的信号，并将所述信号发送到所述咖啡机的步骤。

10.一种波塔过滤器，其为用于咖啡萃取的波塔过滤器，其特征在于，包括：

粉碗，所述粉碗的内侧形成有规定大小的空间，以便能够盛装咖啡粉末，并且，所述粉碗的底面形成有一个以上的孔眼，能够使得水通过；

波塔过滤器头部，其能够收容所述粉碗；

通信单元；及

控制单元，

所述粉碗的外部下表面形成有探头，所述探头固定在所述粉碗的外部下表面的两个末端中的至少一个一端，并与所述粉碗的外部下表面隔开规定间隔，

所述探头形成有朝向所述粉碗的外部下表面的中心的浓度传感器，所述浓度传感器以电测量方式测量所述水通过咖啡粉末向粉碗的外部导出的瞬间的浓度，

所述控制单元构成为通过所述通信单元将通过所述浓度传感器测量的通过所述咖啡粉末后向粉碗的外部导出的瞬间的水的浓度信息发送到外部电子装置。

11.根据权利要求10所述的波塔过滤器，其特征在于，

当所述浓度传感器以电测量方式测量向所述粉碗的外部导出的瞬间的水的浓度时，所述探头起到能够控制电流的方向的两个电极的作用。

12.根据权利要求10所述的波塔过滤器，其特征在于，还包括：

测量传感器，其基于氢离子浓度，测量向所述粉碗的外部导出的水的酸性度。

13.根据权利要求10所述的波塔过滤器，其特征在于，

在所述探头中，除了与所述粉碗的外部下表面的中心部分对应的部分之外的剩余部分被绝缘处理，以保持与向所述粉碗的外部导出的水的接触面积恒定。

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