TWI403274B - 漿體製造裝置及其控制方法 - Google Patents

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Sun Chen Yang
Chen Ting Li
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Description

漿體製造裝置及其控制方法
本發明關於一種漿體製造裝置及其控制方法，特別關於一種可防止漿體液位太高、並可防止漿體乾燒以及漿體溢出的漿體製造裝置及其控制方法。
現在的科技發達，相對地使人們在生活上愈講求便利性，因此，生活中常會利用一些小家電，以滿足日常生活的所需。例如小型的家用豆漿機，因其體積小、方便移動，且製作豆漿的過程簡便快捷，因此非常受到人們的青睞。
豆漿機在製作豆漿時，先將黃豆原料置於豆漿機的容器內並加入適量的水，再進行打碎和加熱烹煮等動作後，過濾掉殘渣即可得到美味的豆漿。如果水量加入太多，將使豆漿的味道太淡。另外，在豆漿的打碎、攪拌及加熱烹煮過程中，漿液也可能會因加熱烹煮而溢出，因此，豆漿機也會有防止豆漿液體溢出的控制。
習知豆漿機防止豆漿液體溢出的控制流程包括以下步驟：在容器的開口附近利用防溢用金屬電極對漿體進行偵測而得到電壓訊號，並根據電壓訊號判斷漿體是否已上升至容器的開口附近。如果漿體已上升至容器的開口附近而快要溢出，豆漿機則進行溢出處理。溢出處理例如可停止加熱，之後，再重複上述步驟。
然而，在上述豆漿機加水的過程中，可能會加入太多水而使漿體的液位太高。另外，上述的豆漿機只利用一只防溢用金屬電極來進行防溢，因此，在防止豆漿機因加熱烹煮時豆漿液體泡沫或漿液的溢出方面並不完備，而且也無法防止豆漿機因液位太低而造成乾燒的問題。
有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種可防止因加入太多液體而使得漿體的液位太高之漿體製造裝置及其控制方法。
有鑑於上述課題，本發明之另一目的為提供一種可防止漿體因液位太低而造成乾燒以及因加熱烹煮而漿液溢出之漿體製造裝置及其控制方法。
為達上述目的，依據本發明之一種漿體製造裝置包括一容器、一加熱元件、一第一感測元件、一第二感測元件、一第三感測元件以及一控制單元。容器用以收納一漿體。加熱元件用以加熱漿體。第一感測元件設置於容器，並用以感測漿體，以產生一第一電壓訊號。第二感測元件設置於容器，並用以感測漿體，以產生一第二電壓訊號，第一感測元件的設置位置低於第二感測元件的設置位置。第三感測元件設置於容器，並用以感測漿體，以產生一第三電壓訊號，第二感測元件的設置位置低於第三感測元件的設置位置。控制單元與第一感測元件、第二感測元件、第三感測元件及加熱元件連接，控制單元依據第一電壓訊號及第二電壓訊號之電壓差或第二電壓訊號來決定是否啟動漿體製造裝置之一打漿程序，並依據第一電壓訊號及第三電壓訊號之電壓差來控制加熱元件是否對漿體加熱。
在本發明之一實施例中，漿體製造裝置更包括一蓋體，其覆蓋於容器之一開口，控制單元係設置於蓋體。
在本發明之一實施例中，容器具有一內層與一外層，加熱元件設置於內層與外層之間，且加熱元件接觸內層。
在本發明之一實施例中，當第一電壓訊號與第二電壓訊號之電壓差小於一第一設定值，或第二電壓訊號大於或等於一第三設定值時，控制單元不啟動打漿程序。當第一電壓訊號與第二電壓訊號之電壓差大於或等於一第一設定值，或第二電壓訊號小於一第三設定值時，控制單元啟動打漿程序。
在本發明之一實施例中，當第三電壓訊號與第一電壓訊號之電壓差大於或等於一第二設定值時，控制單元控制加熱元件加熱漿體。當第三電壓訊號與第一電壓訊號之電壓差小於一第二設定值時，控制單元控制加熱元件中止加熱漿體並發出另一警示訊號。
為達上述目的，依據本發明之一種漿體製造裝置的控制方法包括以下步驟：在漿體製造裝置之一容器之一第一深度處感測一漿體而產生一第一電壓訊號；在容器之一第二深度處感測漿體而產生一第二電壓訊號，其中第一深度處低於第二深度處；依據第一電壓訊號及第二電壓訊號之電壓差或第二電壓訊號來決定是否啟動漿體製造裝置之一打漿程序；在容器之一第三深度處感測漿體而產生一第三電壓訊號，其中第二深度處低於第三深度處；以及依據第一電壓訊號及第三電壓訊號之電壓差判斷是否對漿體加熱。
在本發明之一實施例中，控制方法更包括：當第一電壓訊號及第二電壓訊號之電壓差小於一第一設定值時，不啟動打漿程序；以及當第一電壓訊號及第二電壓訊號之電壓差大於或等於第一設定值時，啟動打漿程序。
在本發明之一實施例中，控制方法更包括：當第一電壓訊號及第三電壓訊號之電壓差小於一第二設定值時，中止加熱漿體；以及當第一電壓訊號及第三電壓訊號之電壓差大於或等於第二設定值時，繼續加熱漿體。
在本發明之一實施例中，控制方法更包括：當第一電壓訊號及第二電壓訊號之電壓差小於一第一設定值、或第二電壓訊號大於或等於一第三設定值時，不啟動打漿程序；以及當第一電壓訊號及第二電壓訊號之電壓差大於或等於第一設定值時、或第二電壓訊號小於一第三設定值時，啟動打漿程序。
承上所述，依據本發明之漿體製造裝置及其控制方法，因控制單元是依據第一電壓訊號與第二電壓訊號之電壓差小於第一設定值來控制是否啟動漿體製造裝置之打漿程序，藉此，可避免因加入太多液體而使得漿體液位太高的問題。另外，控制單元又依據第三電壓訊號與第一電壓訊號之電壓差小於第二設定值來中止加熱元件加熱漿體，藉此，可防止漿體製造裝置容器內的漿體因烹煮而溢出，也可防止容器內的漿體因液位太低而乾燒。因此，本發明之漿體製造裝置及其控制方法可防止因加入太多液體而使得漿體液位太高的問題，另外，又可防止漿液因液位太低而造成乾燒以及因加熱烹煮而漿液溢出的問題。
以下將參照相關圖式，說明本發明較佳實施例之漿體製造裝置及其控制方法。
請參照圖1A所示，其為本發明較佳實施例之一種漿體製造裝置1之剖視圖。本發明之漿體製造裝置1係用以產生一漿體。而漿體的原料係採自米類、麥類、豆類、或五殼雜糧類，當然也可是上述原料之組合。其中，可將上述原料加入水或其它液體，並以漿體製造裝置1打碎、攪拌及加熱烹煮後，即可得到漿體。
漿體製造裝置1包括一容器11、一加熱元件12、一第一感測元件13、一第二感測元件14、一第三感測元件15以及一控制單元16。漿體製造裝置1更可包括一蓋體17以及一絞碎攪拌單元18。
容器11係用以容納漿體，而加熱元件12係用以加熱容器11內之漿體。其中，如圖1A所示，加熱元件12例如可設置於蓋體17並延伸入容器11內，或者，也可如圖1B所示，漿體製造裝置1a之容器11具有一內層111與一外層112，而加熱元件12a設置於內層111與外層112之間，且加熱元件12a接觸於內層111，以對內層111內之漿體加熱。
請再參照圖1A所示，第一感測元件13設置於容器11，並在容器11之一第一深度d1 處感測漿體之液位而產生一第一電壓訊號V1 ，而第二感測元件14設置於容器11，並在容器11之一第二深度d2 處感測漿體液位而產生一第二電壓訊號V2 ，第三感測元件15設置於容器11，並在容器11之一第三深度d3 處感測漿體之液位而產生一第三電壓訊號V3 ，其中，第一感測元件13的設置位置低於第二感測元件14的設置位置，第二感測元件14的設置位置低於第三感測元件15的設置位置，亦即，第一深度d1 大於第二深度d2 ，第二深度d2 係大於第三深度d3 。
在本實施例中，第一感測元件13、第二感測元件14及第三感測元件15分別為金屬電極，而且第一感測元件13為一防乾燒用之金屬電極，第二感測元件14為一偵測液位太高之金屬電極，而第三感測元件15為一防溢用之金屬電極。因此，第一感測元件13位於容器11內的較低位置，第二感測元件14位於容器11內第一感測元件13及第三感測元件15之間，而第三感測元件15位於容器11內之最高位置，使得第一深度d1 大於第二深度d2 ，且第二深度d2 大於第三深度d3 。
如圖1A所示，第一感測元件13、第二感測元件14及第三感測元件15可同時位於一棒體19上，且可藉由電性絕緣的塑膠套管(圖未顯示)隔開感測元件13、14及15，以避免感測元件13、14及15彼此之間短路；或者如圖1C所示，第一感測元件13b、第二感測元件14b及第三感測元件15b可分別是三根金屬探針；或者如圖1D所示，第一感測元件13c、第二感測元件14c及第三感測元件15c可同時設置於容器11的內壁上；或者如圖1E所示，第一感測元件13d及第二感測元件14d可設置於容器11的內壁上而第三感測元件15d可設置於蓋體17。本發明並不限制第一感測元件、第二感測元件及第三感測元件的設置位置，只要可以感測容器11內不同深度處的液位，並分別產生第一電壓訊號V1 、第二電壓訊號V2 及第三電壓訊號V3 的目的即可。
請再參照圖1A所示，控制單元16與第一感測元件13、第二感測元件14、第三感測元件15及加熱元件12連接。控制單元16係依據第一感測元件13與第二感測元件14所產生的第一電壓訊號V1 及第二電壓訊號V2 之電壓差ΔV1 來決定是否啟動漿體製造裝置1之一打漿程序，控制單元16並依據第一電壓訊號V1 及第三電壓訊號V3 之電壓差來控制加熱元件12是否對容器11內之漿體加熱。其中，控制單元16可例如為一單晶片之微控制器(micro control unit,MCU)，或為一般的控制電路，於此，係以微控制器並設置於蓋體17為例。
此外，蓋體17係覆蓋於容器11之開口，以與容器11配合而形成容置空間，而絞碎攪拌單元18係設置於蓋體17並與控制單元16連接。絞碎攪拌單元18用以絞碎及攪拌容器11內之漿體。
其中，當打開蓋體17時，蓋體17可與容器11完全分離，或者，蓋體17也可例如藉由一樞軸單元與容器11樞接，於此，並不加以限制。此外，因感測元件13、14及15與控制單元16連接，因此，若感測元件13、14及15之其中之一設置於容器11時，其可透過導線及連接端子與控制單元16連接。
請參照圖2所示，其為本發明之感測元件13、14及15產生之電壓訊號V1 、V2 及V3 輸入控制單元16之連接示意圖。其中，第一感測元件13、第二感測元件14及第三感測元件15產生的第一電壓訊號V1 、第二電壓訊號V2 及第三電壓訊號V3 分別藉由限流電阻R1 、R2 及R3 與一正電壓VCC 連接，且第一電壓訊號V1 、第二電壓訊號V2 及第三電壓訊號V3 分別藉由電阻Ra 、Rb 及Rc 輸入控制單元16。因此，控制單元16可藉此接收第一電壓訊號V1 、第二電壓訊號V2 及第三電壓訊號V3 並可計算其電壓差。
由於漿體及其泡沫具有導電性，而容器11可視為接地狀況，因此，當漿體及其泡沫碰觸到感測元件13、14或15時，可視為控制單元16的輸入與容器11等電位而為接地狀況，亦即輸入控制單元16之電壓為低位準電壓；另外，當漿體及其泡沫未觸碰到感測元件13、14或15時，正電壓VCC 將通過限流電阻R1 、R2 或R3 以及電阻Ra 、Rb 或Rc 輸入至控制單元16，因此，輸入控制單元16之電壓為高位準電壓。
請同時參照圖1A及圖3以說明本發明較佳實施例之漿體製造裝置1的控制方法。其中，圖3為本發明之漿體製造裝置1之控制流程圖。
漿體製造裝置1之控制方法包含以下步驟S01至S10。
步驟S01：在漿體製造裝置1之容器11之第一深度d1 處感測漿體而產生第一電壓訊號V1 。
步驟S02：在漿體製造裝置1之容器11之第二深度d2 處感測漿體而產生第二電壓訊號V2 ，其中，第一深度d1 處低於第二深度d2 處。
步驟S03：計算第一電壓訊號V1 與第二電壓訊號V2 之電壓差ΔV1 ，即ΔV1 =V2 -V1 。
步驟S04：比較電壓差ΔV1 與一第一設定值VS1 。
步驟S05：當電壓差ΔV1 小於第一設定值VS1 時，控制單元16不啟動漿體製造裝置1之打漿程序。當然，控制單元16亦可發出一警示訊號，而警示訊號可為聲音或燈光訊號。
換言之，當電壓差ΔV1 小於第一設定值VS1 時，表示漿體的液位已碰觸第二感測元件14，因此，控制單元16可根據電壓差ΔV1 判斷漿體製造裝置1係處於液位太高的狀態，因此，控制單元16將不啟動漿體製造裝置1之打漿程序並且發出警示訊號，以避免因加入太多液體而使漿體之液位太高的問題。接著，再重覆步驟S01。
步驟S06：當電壓差ΔV1 大於或等於第一設定值VS1 時，控制單元16啟動漿體製造裝置1之打漿程序，並在容器11之一第三深度d3 處感測漿體而產生一第三電壓訊號V3 ，其中第二深度d2 處低於第三深度d3 處。換言之，當電壓差ΔV1 大於或等於第一設定值VS1 時，控制單元16判斷漿體製造裝置1之容器11之液位係位於第二感測元件14之以下，藉以確保漿體的液位不致太高，並可進行後續的打漿及製作程序。
步驟S07：計算第一電壓訊號V1 與第三電壓訊號V3 之電壓差ΔV2 ，即ΔV2 =V3 -V1 。
步驟S08：：比較電壓差ΔV2 與一第二設定值VS2 。
步驟S09：當電壓差ΔV2 小於第二設定值VS2 時，控制單元16控制加熱元件12中止加熱。當然，控制單元16亦可發出另一警示訊號，而警示訊號亦可為聲音或燈光訊號。
換言之，當電壓差ΔV2 小於第二設定值VS2 時，表示漿體的泡沫或其液位已碰觸第三感測元件15，因此，控制單元16可根據電壓差ΔV2 判斷漿體製造裝置1係處於將要溢出的狀態，因此，加熱元件12可立即停止加熱並發出警示訊號。接著，再重覆步驟S06。
步驟S10：當電壓差ΔV2 大於或等於第二設定值VS2 時，控制單元16控制加熱元件12繼續對容器11內的漿體加熱。換言之，當電壓差ΔV2 大於或等於第二設定值VS2 時，控制單元16判斷漿體製造裝置1之容器11之液位係位於第三感測元件15以下，藉以確保加熱元件12對漿體持續加熱並不會導致漿體溢出的情況。
於此要再說明的是，當加熱元件12持續對漿體加熱一段較長時間後，若電壓差ΔV2 仍然持續大於第二設定值VS2 ，也就是容器11內漿體持續被加熱但一直沒有溢出的狀況，這也表示持續被加熱一段較長時間後可能也會發生液位太低而乾燒的情況，因此，控制單元16也可根據加熱元件12持續對漿體加熱一段較長時間而電壓差ΔV2 仍然持續大於第二設定值VS2 的狀況下，判斷容器11內之液位可能低於第一感測元件13以下而漿體製造裝置1會有乾燒的可能，因此也可停止加熱元件12的加熱，以防止乾燒情況。
此外，請同時參照圖1A及圖4以說明本發明較佳實施例之漿體製造裝置1的另一控制方法。其中，圖4為本發明之漿體製造裝置1之另一控制流程圖。
漿體製造裝置1之另一控制方法包含步驟S11至S20。其中，步驟S11至S13與上述步驟S01至S03相同，於此不在贅述。
步驟S14為：比較電壓差ΔV1 與第一設定值VS1 ，或者比較第二電壓訊號V2 與一第三設定值VS3 。
步驟S15：當電壓差ΔV1 小於第一設定值VS1 ，或者當第二電壓訊號V2 大於或等於第三設定值VS3 時，控制單元16不啟動漿體製造裝置1之打漿程序。當然，控制單元16亦可發出一警示訊號，而警示訊號可為聲音或燈光訊號。
換言之，若電壓差ΔV1 小於第一設定值VS1 時，表示容器11內漿體的液位已碰觸第二感測元件14，因此，控制單元16可根據電壓差ΔV1 判斷漿體製造裝置1係處於液位太高的狀態；或者，若第二電壓訊號V2 大於或等於第三設定值VS3 時，表示漿體的液位是低於第一感測元件13。因此，控制單元16可判斷漿體製造裝置1的液位係處於太高或太低的狀態而不啟動漿體製造裝置1之打漿程序。接著，再重覆步驟S11。
步驟S16：當電壓差ΔV1 大於或等於第一設定值VS1 時，或者當第二電壓訊號V2 小於第三設定值VS3 時，控制單元16啟動漿體製造裝置1之打漿程序，並在容器11之第三深度d3 處感測漿體而產生第三電壓訊號V3 ，其中第二深度d2 大於第三深度d3 。
換言之，當電壓差ΔV1 大於或等於第一設定值VS1 ，或者當第二電壓訊號V2 小於第三設定值VS3 時，控制單元16判斷漿體製造裝置1之容器11之液位係位於第一感測元件13與第二感測元件14之間，藉以確保漿體的液位不致太高或太低，並可進行後續的打漿及製作程序。
接著，步驟S17至S20與上述步驟S07至S10相同，於此亦不在贅述。
綜上所述，依據本發明之漿體製造裝置及其控制方法，因控制單元是依據第一電壓訊號與第二電壓訊號之電壓差小於第一設定值來控制是否啟動漿體製造裝置之打漿程序，藉此，可避免因加入太多液體而使得漿體液位太高的問題。另外，控制單元又依據第三電壓訊號與第一電壓訊號之電壓差小於第二設定值來中止加熱元件加熱漿體，藉此，可防止漿體製造裝置容器內的漿體因烹煮而溢出，也可防止容器內的漿體因液位太低而乾燒。因此，本發明之漿體製造裝置及其控制方法可防止因加入太多液體而使得漿體液位太高的問題，另外，又可防止漿液因液位太低而造成乾燒以及因加熱烹煮而漿液溢出的問題。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
1、1a、1b、1c、1d．．．漿體製造裝置
11．．．容器
111．．．內層
112．．．外層
12、12a．．．加熱元件
13、13b、13c、13d‧‧‧第一感測元件
14、14b、14c、14d‧‧‧第二感測元件
15、15b、15c、15d‧‧‧第三感測元件
16‧‧‧控制單元
17‧‧‧蓋體
18‧‧‧絞碎攪拌單元
19‧‧‧棒體
d1 、d2 、d3 ‧‧‧深度
R1 、R2 、R3 ‧‧‧限流電阻
Ra 、Rb 、Rc ‧‧‧電阻
S01~S10、S11~S20‧‧‧步驟
VCC ‧‧‧正電壓
V1 ‧‧‧第一電壓訊號
V2 ‧‧‧第二電壓訊號
V3 ‧‧‧第三電壓訊號
圖1A至圖1E為本發明較佳實施例之漿體製造裝置之剖視圖；
圖2為本發明之感測元件產生之電壓訊號輸入控制單元之連接示意圖；
圖3為本發明之漿體製造裝置之控制流程圖；以及
圖4為本發明之漿體製造裝置之另一控制流程圖。
1．．．漿體製造裝置
11．．．容器
12．．．加熱元件
13．．．第一感測元件
14．．．第二感測元件
16．．．控制單元
17．．．蓋體
18．．．絞碎攪拌單元
19．．．棒體
d1 、d2 、d3 ．．．深度

Claims (11)

  1. 一種漿體製造裝置，包括：一容器，用以容納一漿體；一加熱元件，用以加熱該漿體；一第一感測元件，設置於該容器，並用以感測該漿體，以產生一第一電壓訊號；一第二感測元件，設置於該容器，並用以感測該漿體，以產生一第二電壓訊號，該第一感測元件的設置位置低於該第二感測元件的設置位置；一第三感測元件，設置於該容器，並用以感測該漿體，以產生一第三電壓訊號，該第二感測元件的設置位置低於該第三感測元件的設置位置；以及一控制單元，連接該第一感測元件、該第二感測元件、該第三感測元件及該加熱元件，該控制單元依據該第一電壓訊號及該第二電壓訊號之電壓差或該第二電壓訊號來決定是否啟動該漿體製造裝置之一打漿程序，該控制單元並依據該第一電壓訊號及該第三電壓訊號之電壓差來控制該加熱元件是否對該漿體加熱，當該第一電壓訊號與該第二電壓訊號之電壓差小於一第一設定值，或該第二電壓訊號大於或等於一第三設定值時，該控制單元不啟動該打漿程序。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之漿體製造裝置，更包括：一蓋體，覆蓋於該容器之一開口，該控制單元設置於該蓋體。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之漿體製造裝置，其中該容器具有一內層與一外層，該加熱元件設置於該內層與該外層之間，且該加熱元件接觸該內層。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之漿體製造裝置，其中當該第一電壓訊號與該第二電壓訊號之電壓差大於或等於一第一設定值，或該第二電壓訊號小於一第三設定值時，該控制單元啟動該打漿程序。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之漿體製造裝置，其中當該第三電壓訊號與該第一電壓訊號之電壓差大於或等於一第二設定值時，該控制單元控制該加熱元件加熱該漿體。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之漿體製造裝置，其中當該第三電壓訊號與該第一電壓訊號之電壓差小於一第二設定值時，該控制單元控制該加熱元件中止加熱該漿體。
  7. 一種漿體製造裝置的控制方法，包括：在該漿體製造裝置之一容器之一第一深度處感測一漿體而產生一第一電壓訊號；在該容器之一第二深度處感測該漿體而產生一第二電壓訊號，其中該第一深度處低於該第二深度處；依據該第一電壓訊號及該第二電壓訊號之電壓差或該第二電壓訊號來決定是否啟動該漿體製造裝置之一打漿程序；在該容器之一第三深度處感測該漿體而產生一第三電 壓訊號，其中該第二深度處低於該第三深度處；以及依據該第一電壓訊號及該第三電壓訊號之電壓差判斷是否對該漿體加熱。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之控制方法，更包括：當該第一電壓訊號及該第二電壓訊號之電壓差小於一第一設定值時，不啟動該打漿程序；以及當該第一電壓訊號及該第二電壓訊號之電壓差大於或等於該第一設定值時，啟動該打漿程序。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之控制方法，更包括：當該第一電壓訊號及該第三電壓訊號之電壓差小於一第二設定值時，中止加熱該漿體；以及當該第一電壓訊號及該第三電壓訊號之電壓差大於或等於該第二設定值時，繼續加熱該漿體。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之控制方法，其中判斷是否啟動該漿體製造裝置之該打漿程序之步驟係依據該第一電壓訊號及該第二電壓訊號之電壓差、或依據該第二電壓訊號來判斷。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之控制方法，更包括：當該第一電壓訊號及該第二電壓訊號之電壓差小於一第一設定值、或該第二電壓訊號大於或等於一第三設定值時，不啟動該打漿程序；以及當該第一電壓訊號及該第二電壓訊號之電壓差大於或等於該第一設定值時、或該第二電壓訊號小於該 第三設定值時，啟動該打漿程序。
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