具有研磨咖啡剂量的重量控制装置的咖啡研磨机
文献发布时间:2023-06-19 11:39:06
技术领域
本发明涉及一种咖啡研磨机,该咖啡研磨机具有用于控制每次研磨咖啡剂量的重量的装置。特别地,本发明涉及这种类型的机器,其中通过被容纳在咖啡研磨机内的称重装置来直接对各个剂量执行重量控制。
背景技术
长期以来,咖啡店的市场要求咖啡研磨机能够在消费时研磨咖啡豆,以便在咖啡(特别是所谓的浓缩咖啡)的制备期间充分释放香气。众所周知,事实上,粉末状的研磨咖啡允许与沸水的接触程度更高,并且因此更好且更完整地提取各种成分;然而,粉末状咖啡会迅速散发味道和香气,因此建议仅在使用前不久研磨咖啡豆。“在此刻”并因此紧接在咖啡的制备之前执行的研磨构成至关重要的步骤,其中所获得粉末的粒度测量及其均匀性构成所有后续操作成功的决定性因素,以便将咖啡豆的特性尽可能最大程度地转移到浓缩咖啡的咖啡杯中。
为了满足该要求(最初出现在美食咖啡店领域,并因此在整个咖啡世界中迅速共享),允许技术进步进入市场,创新的咖啡研磨机不仅能够执行研磨咖啡的期望粒度测量的微调,而且能够确保始终随时间输送相同量的咖啡,在下文中也定义为“剂量”。实际上,由于研磨咖啡的粉末的粒度测量分布曲线受到外部环境变量(诸如特别是湿度和温度)的显著影响,所以在制备研磨咖啡剂量时必须准备实时控制系统,从而尽管所述环境条件不断变化也能够给予消费者具有完美恒定感官特性的浓缩咖啡。
然后,市场推动咖啡研磨机的生产,其能够以最高可能的精度分配精确地期望重量(例如7克单剂量)的咖啡剂量,以最合适的方式管理研磨过程中出现的变量以及由于环境工作条件(诸如温度和湿度)变化以及所使用的咖啡混合物的干燥类型和程度以及其它类似变量而引起的问题。
在下文中,简要评论了咖啡研磨机的最新技术状态的最具代表性的文献的显著特征。
EP2694216(2-2014)描述了一种咖啡研磨机,该咖啡研磨机包括在过滤器保持器的篮上输送的咖啡剂量的称重系统,其支撑叉直接连接到布置在机器结构内部的称重传感器。
EP3019057(5-2016)描述了一种具有与先前专利中描述的称重系统类似的称重系统的咖啡研磨机,其中提供了用于过滤器保持器的支撑系统,该支撑系统允许在施加高外力的情况下保护称重传感器的行进极限止动件,因此也允许通过将研磨咖啡撞击装置的表面来实现其在过滤器中的沉淀功能。
EP3097831(11-2016)描述了一种咖啡研磨机,其称重传感器布置在结构的外部、在研磨咖啡的容器的支撑表面下方。所述称重传感器连接到调节研磨时间的处理单元。剂量的校准实际上是基于平均研磨速度值来确定的。然后,根据用户的要求,基于自调节过程定期更新所述值,该自调节过程计划执行一定次数的输送,这些输送具有不同的持续时间并因此具有不同的称重,从而处理所得的重量以确定(以g/s)所述称重速度的平均值。因此,处理单元基于该新值来自动校准。
EP3158902(4-2017)描述了一种咖啡研磨机,该咖啡研磨机提出了在过滤器保持器的叉与称重传感器之间的杠杆系统。所述杠杆系统包括称重传感器的自由端的行进限制装置,以在过载的情况下保护称重装置。
EP3167782(5-2017)描述了一种咖啡研磨机,该咖啡研磨机在机器的正常操作期间执行连续校准,每次获得预定次数的不同类型的称重。然后,校准系统基本上遵循在如上所述的以同一申请人的名义的先前专利EP3097831中描述的相同程序。
在当前的现有技术中,咖啡研磨机因此配备有校准系统,其中取决于研磨时间间接地计算研磨剂量的重量,而实际上达到过滤器保持器的研磨咖啡的最终剂量的称重仅在进行校准以计算平均研磨速度时使用。因此,不是直接对每次沉积在过滤器保持器内部的咖啡的重量执行研磨咖啡的重量的测量,因为直到现在为止,这种类型的直接测量尚不能允许足够的精度。
然而,上述已知系统具有固有地与所选择的间接计算方法相关的缺点,这些缺点在研磨咖啡剂量的重量的计算中不能允许获得令人满意的精度结果。
关于这一点,申请人实际上首先在执行的研究和实验中发现,在研磨的初始过渡期中,实际研磨速度与在机器的校准期间计算出的平均研磨速度明显不同(取决于与预热时间的持续时间、研磨机的形状、研磨机上方的咖啡豆的布置以及已经部分插入在研磨机上方与研磨机的最终特定停止位置之间的咖啡豆的布置相关的随机误差),因此,即使在相同的研磨时间下,也要确定研磨剂量的实际重量中不可忽略的异质性。
然后,第二个缺点源自以下事实:研磨时间的测量实际上限定了紧接在研磨机下游并且因此在将研磨咖啡朝向过滤器保持器传递的通道的上游的剂量。这涉及以下可能性:在该路径期间,特别是在最后的配量步骤中,研磨咖啡的残留物也可能在所述通道的微小表面不平整处停止,因此减少了在单个剂量操作中到达过滤器保持器的咖啡的实际量,并相应地增加以下剂量操作的量:在该剂量操作中,停止在通道中的研磨咖啡的残留物与这种后续剂量中的研磨咖啡一起被拖入过滤器保持中。
因此,本发明要解决的问题是找到一种没有前述缺点的研磨咖啡的称重模式,并且因此能够实现比目前市场上的咖啡研磨机所给予的更高的重量精度和研磨剂量的一致性。
在这个问题的范围内,本发明的第一目的是提供一种咖啡研磨机,其中研磨咖啡剂量被直接测量,即,优选地通过在研磨咖啡到达过滤器保持器的同时测量重量。
然后,本发明的第二个目的是提供一种咖啡研磨机,其中在以下剂量中有效且连续地控制研磨咖啡剂量的实际重量,以取决于影响研磨结果的许多外部条件来维持咖啡研磨机的完美校准。
本发明的另一目的是允许取决于以下方式来确定研磨咖啡剂量:取决于在过滤器保持器中拾取的咖啡的重量,此外,可替代地或组合地,取决于研磨机的激活时间,其优选地以提供重量测量的模式操作,但包含从基于重量确定剂量到基于研磨机的激活时间确定剂量的手动或自动切换。
发明内容
通过具有所附权利要求1中限定的特征的咖啡研磨机,解决了该问题并且实现了这些目的。在从属权利要求中限定了本发明的咖啡研磨机的其它优选特征。
本发明的实施例与称重传感器结合提供了时钟,该时钟用于针对基于由称重传感器检测到的重量测量的预定剂量在咖啡的研磨步骤期间测量研磨机的激活时间;
切换单元,该切换单元被手动或自动驱动,使控制单元在两个替代操作条件之间切换,一个条件是基于由称重传感器检测到的重量来确立咖啡剂量,另一个条件是基于激活时间来确定咖啡剂量。
根据优选实施例,如权利要求1所限定,基于预定的Δ值的可靠性评估该切换发生,该预定的Δ值对应于在电动马达的停机瞬态期间到达过滤器保持器的研磨咖啡的重量。
例如,如从属权利要求2至7中一项或更多项所述确定这种可靠性。
仍根据可能的实施例,提供了所述可靠性条件的检测器,所述可靠性条件的检测器与切换单元的手动控制单元结合,以执行从通过测量在过滤器保持器中的咖啡的重量来确定咖啡剂量的操作模式到取决于研磨机的激活时间来确定剂量的模式的切换,反之亦然。
可以并行提供的实施例提供了,控制微处理器执行固件,其中取决于Δ参数的可靠性条件自动执行所述两种模式之间的切换。
仍根据可以与给予用户的任何特征中的一个或更多个相结合提供的有利特征,至少基于以下条件还允许在一系列参数化和/或可参数化选项之间进行选择的可能性:
-咖啡研磨机的操作条件,参考操作装置所在的环境参数,诸如温度、湿度、大气压力,即,操作海拔;
-所使用的原材料的特性(例如咖啡的类型),已知咖啡的类型可能在不同的生产商之间和/或不同的批次之间变化,且/或因用于制备输注物的水的矿化度而变化。
在下文中更好地描述的目的中,对于上述内容,提供了人机界面(优选地为双向),该人机界面允许咖啡研磨机与用户之间的交互。
参考前述实施例和以下描述的那些目标,控制微处理器还可以承担切换单元的功能,提供了由处理器本身执行的对应程序,并且该对应程序包含用于作为切换装置操作的指令。
可替代地,所有电子操作单元或其至少一部分由专用于执行对应功能的硬件构成。
附图说明
然而,通过以下对仅通过非限制性示例提供并且在附图中描绘的本发明的咖啡研磨机的优选实施例的详细描述,将更好地理解本发明的咖啡研磨机的其它特征和优点,在附图中:
图1是根据本发明的咖啡研磨机的透视图;
图2是图1的咖啡研磨机的正视立面图;
图3是沿着图1的平面A-A的截面图;
图4是沿着图1的平面B-B的截面图;并且
图5和图6分别是称重组件的前视透视图和后视透视图;
图7是表示待研磨量的称重和校正操作的流程图;
图8是表示在研磨之前的预备操作的流程图;
图9是表示在研磨下游的称重值的验证操作的流程图。
具体实施方式
本发明的咖啡研磨机1(特别是在图1至图3中很好地描绘)具有带有八角形基座1a的直棱柱的大致形状,该咖啡研磨机包括支撑框架2,电动马达3安装在该支撑框架上。马达3的轴朝向咖啡研磨机的顶部延伸,以驱动被容纳在研磨室5内的研磨机的组4。研磨室5在顶部具有开口,该开口使研磨室5与咖啡豆的装载料斗6连通。然后,在前位置中,设置被连接到研磨室5的侧部的输送通道7,用于输送在过滤器保持器的支撑叉8的方向上倾斜的研磨咖啡。叉8在与马达3相邻的位置中完全布置在咖啡研磨机1的本体中形成的隔室9内。料斗6由也是八角形的盖10封闭,该盖10的边缘无间断地连接到咖啡研磨机1的侧表面。在隔室9上方,在咖啡研磨机1的前壁上,优选地布置触摸屏类型的显示屏12,并且该显示屏12被连接到电子卡13,该电子卡13在背部嵌入在咖啡研磨机1的壁内。
如在仅描绘了在咖啡研磨机1的基座内容纳的称重本体的图5和图6中清楚地描绘,叉8的后端经由刚性杆14连接到与称重传感器16的自由端成一体的压力棒15。称重传感器16具有伸长的平行六面体形状,并且在其另一端16a处被约束到与咖啡研磨机1的框架2成一体的支撑件。优选地,压力棒15具有在称重传感器16的上表面的整个宽度上倚靠的形状,使得施加在叉8上的载荷均匀地分布在整个称重传感器上,因此允许更准确地且更精确地检测被沉积在过滤器保持器的篮15中的咖啡剂量的重量,而不会引起在所述称重传感器16上形成扭矩。称重传感器16和上方的压力棒15容纳在咖啡研磨机1的基座内,并且优选地在隔室9下方且在电动马达3侧延伸。有利地,被容纳在腔室内而不是被暴露的事实为所述称重传感器16的重量测量提供了更高的稳定性,并减少了操作咖啡研磨机所在的环境条件的影响;此外,研磨中涉及的本体(例如电动马达3、研磨室5和研磨机组4)的至少一个减振系统的存在促进了重量测量的所述稳定性。
微控制器17管理咖啡研磨机1的整个操作,并且可操作地连接到管理触摸屏12的电子卡13、控制称重传感器16的操作的电子卡、管理电动马达3和研磨机4的可变位置的控制系统的电源板,并且最终连接到冷却系统和相对恒温器。
叉8适于容纳任何类型的过滤器保持器,特别是单过滤器保持器、双重过滤器保持器或没有底部和下部喷嘴的(也称为术语“裸露的”)过滤器保持器。应当注意,叉8在隔室9内的特定地点除了赋予咖啡研磨机1特别紧凑的设计外,还允许相对于已知类型的咖啡研磨机实现重要的优点,该已知类型的咖啡研磨机具有被布置在咖啡研磨机的本体外部的过滤器保持器叉。实际上,这种布置允许将称重传感器16恰好放置在叉8的下方,并因此使施加在叉8上的力的合力处于就称重传感器的平面而言的重心,并因此称重传感器不受扭矩影响。
研磨机4的系统以本身已知的方式由圆锥形研磨机和平面研磨机的复合体构成;具有自主控制系统的带螺纹的环形螺母允许在所述研磨机4之间根据需要调节测微距离,以改变研磨咖啡的粒度测量分布曲线。最后,在研磨室5附近布置恒温器和冷却系统,该恒温器和冷却系统由机动风扇构成,在这里本身也是已知的;所述冷却系统旨在防止研磨机4过热,以便避免热传递给正在研磨的咖啡豆,否则这可能会改变咖啡的感官特性并可能劣化装置的性能从而可能缩短其工作寿命。
为了最大程度可能地减少研磨咖啡的残留物在研磨机4与过滤器保持器之间停止,研磨室5形成为严格邻近于研磨机4的外周,而输送通道7优选地由没有接头或锋利边缘的抛光(lapped)金属材料构成,以便一旦将研磨咖啡的粉末带入通道7中,就实现研磨咖啡的粉末的最佳下落。仍为此目的,由通道7的轴线相对于水平平面形成的角度是足够大的角度,优选地在40°与60°之间,例如50°的角度。
有利地,所述通道7可以包括至少一个机构,所述至少一个机构防止在咖啡的路径中形成团块和/或促进其在在研磨室5与出口隔室9之间的路径中分支的空气和粉末流中的溶解。申请人拥有的所述机构的可能实施例包括:至少两个箔片,所述至少两个箔片适于定位成部分地阻塞研磨室5与输送通道7之间的出口;以及至少一个流出调节元件,所述至少一个流出调节元件在所述输送通道7内沿着在面向出口隔室9的端部的方向上具有增大截面的路径具有纵向展开构型。
在这样的实施例中,所述至少两个箔片成形为生成由于材料的弹性而产生的力,该力与由从研磨室流出的空气和粉末流生成的力相反,导致所述箔片从搁置位置迁移,因此在阻碍研磨咖啡站立在孔边缘上的运动中增加了所述粉末的通路处的有用表面的尺寸。
所述至少两个箔片还由矩形板构成,该矩形板由不同材料制成,每一个矩形板均设置有凹口,该凹口具有倾斜90°的三段,以形成“U”形,从而在所述板的内部限定凸片,
所述凹口以使前述凸片平行于板定位的方式限定,
所述凹口被限定为使得将被约束成线性轮廓的所述凸片保留于所述板081,该线性轮廓构成所述凸片的弯折线,该弯折线可以进一步在垂直于弯折线定向的上边缘与平行于所述弯折线定向的凸片的边缘之间设置有倒角。
此外,所述凸片还可以在垂直于弯折线定向的底边缘与平行于所述弯折线定向的凸片的边缘之间设置有倒角。
特别地,在该实施例中,取决于所使用的材料,凸片0810通过雕刻和/或印刷和/或冲压由板081制成单件。
如所提及的,该实施例提供了至少两个箔片:所述至少两个箔片具有不同尺寸的类似形状,并且被设计成在研磨室5的出口附近重叠,以部分的且受控的方式阻塞朝向咖啡输送通道7的研磨咖啡粉末的流动。
在粉末状咖啡遵循的路径中,从研磨室5流出,在上述至少两个箔片的下游,还设置有至少一个流出调节元件,所述至少一个流出调节元件在所述输送通道7内沿着在面向出口隔室9的端部的方向上具有增大截面的路径具有纵向展开形状。在该实施例中,所述流出调节元件的特征在于几何形状类似于从柱体(优选地具有圆形基座)与以下平面相交得到的椭圆扇形(优选沿着主轴线为180°):法线相对于所述柱体的对称轴线倾斜预定角度的平面;以及法线位于从所述相交得到的区域中的第二平面。
所述至少一个机构(如前所述,其包括所述至少两个箔片和所述至少一个流出调节元件)的作用显著地有助于实现本发明的目的,特别是因为通过避免咖啡粉末的结块或团块的形成,过滤器中的咖啡流变得更加规则,并且因此由称重传感器16检测的重量测量变得更加线性和可预测,其具有提高研磨咖啡的期望量和如下所述的称重过程的准确性的益处。
包括称重程序和校准程序的固件安装在微控制器17上,通过该固件可以获得对进入过滤器保持器的研磨咖啡的重量及其随时间的一致性特别有效的控制。因此,特别地,前述固件主要负责连续控制称重、处理剂量的连续校准、驱动电动马达3、操作研磨机4的机动调节系统、由用户设定命令(可能是用于设备的远程控制的无线或有线连接)、控制研磨室5及其冷却系统的温度。相同的固件能够通过重量或时间来管理操作模式,后者是咖啡研磨机的现有技术的一部分并且在遇到防止以直接模式(即,如下所述的借助重量)操作的异常或状况时可用。如所提及的,两个模式之间的切换(直接模式是优选的)可以在自动模式下进行,或者取决于装置的参数化而由操作员进行手动确认。
当不存在用于正确的重量确定的条件时,例如在系统异常不自动参考已知状态的情况下,可通过借助于电子卡13和触摸屏12通知和/或等待与之交互的用户进行确认,固件能够将操作切换到取决于研磨机的操作时间而确定咖啡剂量的操作模式。
此外,通过在必要时激活风扇使研磨机4冷却,微控制器17的固件通过被放置在其中的恒温器来控制研磨室5的温度,以避免研磨咖啡过热。
通过所述触摸屏,还提供了关于系统状态的广泛信息,并且还给予了配置装置的操作模式和/或装置的操作参数的更新的不同可能性。因此,例如,通过所述触摸屏,可以选择利用直接检测表征本发明的重量的操作模式,或者选择取决于研磨机的操作时间确定咖啡剂量的操作模式。
就在研磨操作之前,即,当操作员将过滤器保持器放在隔室9内的叉8上时,固件执行一系列预备控制,图8的流程图中示出了可能的实施例。首先,通过分析称重传感器16(A)的状态,基于在开始咖啡研磨之前执行的重量测量,通过将这种重量与存储在微处理器17上的可以使用的不同类型的过滤器保持器的皮重进行比较,来识别哪种类型的过滤器保持器放置在叉8上;进一步验证操作员是否相对于先前的研磨改变了其它操作参数以及系统是否发现异常(B),并且如果没有,则以先前使用的模式使咖啡研磨机可用,所述模式优选地通过如表征本发明的重量来设定。
如果不存在异常(C),则应用新参数(D),并且因此机器为研磨做好了准备。对于每种不同类型的过滤器保持器(单、双、裸),所述参数(除了前述的皮重以及用于研磨咖啡的相应剂量的选择重量之外)由用户借助于触摸屏12来设定,并且以表格的形式存储在微控制器17的存储区域中。类似地,针对不同的可能用途或针对不同的咖啡混合物,还可以对应于研磨机4之间的不同距离来设定固件,以用于改变研磨咖啡的粒度测量。
在发现异常(C)的情况下,系统还借助于触摸屏12上的视听通信来突出显示与所述异常有关的警告,并因此执行进一步的控制以取决于称重传感器16的状态(A)在微处理器17的存储器中查找可能的可用参数设定(F),并继续如下操作:
-如果未发现有效的设定并且设定了自动切换(I),则将咖啡研磨机配置成在时间模式下操作,并且因此取决于研磨组4的操作时间来确定咖啡的剂量;
-如果未发现有效的设定并且未设定自动切换,则突出显示错误(G),其可能借助于触摸屏12显示详细信息,并且系统正在等待操作员的输入动作(H)并准备进行研磨;
-如果未发现有效的设定并且设定了自动切换,则咖啡研磨机使用所述参数设定(J)并因此准备好以直接模式操作;
-如果未发现有效的设定并且未设定自动切换,则向操作员建议新的配置(K),并且在继续应用所述参数设定之前,期望来自操作员本人的确认;只要操作员未给出确认或采取其它措施,则咖啡研磨机将无法执行其工作。
然后,微控制器17的固件并入研磨咖啡剂量的创新称重程序和相对校准程序,以连续地使称重程序的参数适应可变条件,在该可变条件下执行随后的称重操作,以便使单剂量的重量尽可能维持恒定,优选地例如在初始编程的重量值的±0.1g的范围内。为此,微控制器包含一个或更多个存储区域(优选地是非易失性的),所述一个或更多个存储区域用于记录每次称重的特征值,所述值除了设定的重量和检测到的重量(并因此所述值之间的偏差)外还能够包括可以用于重建操作条件的历史的一系列信息,操作员还可以使用这些信息来指导操作模式的选择和/或最适合达到过滤器中期望的咖啡重量的参数的选择。
更详细地,如图7的流程图所示,重量检测模式下的操作规定,一旦接收到研磨命令(A),首先由称重传感器16检测在叉8上倚靠的过滤器保持器的重量(B),并且因此将先前为所述过滤器保持器存储的重量作为研磨咖啡剂量的期望最终重量Pf的参考。因此,激活马达3的操作(C)以开始咖啡的研磨操作,同时由称重传感器16连续检测在叉8上倚靠的过滤器保持器的重量的逐渐变化(D)。
根据本发明的基本特征,一旦实现检测到的重量Pr(E)的值比要求剂量的重量低Δ值,其对应于在断电之后由电动马达3的固有旋转(G)以及仍在输送通道7中传送的研磨咖啡而产生的研磨咖啡的重量,就停止研磨操作(F)。因此(H):
Pr=Pf-Δ
从在对马达3的停止命令之后的研磨以及从在通道7中传送的研磨咖啡的存在得出的咖啡量Δ(I)通常由几分之一克构成。Δ值是针对每种类型的咖啡研磨机通过实验预定的,并在制造中设定为标准值。因此,在咖啡研磨机的使用期间,通过本发明的校准程序的控制逻辑,关于典型的每一个个别咖啡研磨机的恒定条件(马达和研磨机的特性、设定的粒度测量和所使用的咖啡混合物的类型)并且关于操作咖啡研磨机所在的环境的湿度和温度的可变条件,均以最高的精度对Δ值进行优化。
在对研磨操作进行研究期间,在申请人能够检测到研磨的停机瞬态相对于研磨的预热瞬态具有低得多的可变性(就研磨咖啡的重量而言)之后,微调该称重程序。由于这一发现,本发明的称重程序是基于研磨的早期停止而不是像已知类型的咖啡研磨机中那样的总研磨持续时间,因此实现了研磨咖啡剂量的非常高的重量一致性,实际上相对于期望剂量而言为大约±0.1g。然而,在这些操作期间,例如由于用户的异常动作或由于研磨操作引起的意外情况,可能存在Δ值与期望值不一致的情况;因此,所讨论的方法规定,对于每次研磨,都要对所述Δ值进行验证(J),并作为所述验证的结果来执行有针对性的操作。
因此,提出了本发明的校准程序,以基于一系列先前的重量来确定正确的Δ值。实际上,这些称重所获得的值由固件存储和使用,以为的每次后续称重分配正确的Δ值,该Δ值取决于操作条件而随时间变化。在外部条件变化的情况下,其使称重的剂量与预先存储的重量相差很大的值,则在咖啡研磨机的正常工作期间,固件会记录后续获得的剂量的重量,并使用它来计算新的Δ值。这样,固件采用了在咖啡研磨机的正常操作期间连续执行的自学习行为。如提及的,本发明的自动校准程序因此排除了用户在机器工作中所不想要的中断以继续期望剂量的校准。因此,由于物理尺寸(诸如温度、湿度和混合物类型)的变化,在每一个个别剂量,Δ值将由固件基于实际上到达在叉8上倚靠的过滤器保持器的研磨咖啡的重量进行连续校正。
前述校准程序所基于的算法提供了处理从一定次数n(K)的后续称重(例如三次)检测到的重量值,并且根据下文描述的特定算法验证每次称重的值。因此,当检测到在相同方向上与期望重量不同的三次后续称重时,该算法执行这种值的精确处理(L)(例如求平均),以用于确定新的重量值,并且所述新的重量值与参考值之间的差用于成比例修改在电动马达3的停机瞬态期间由咖啡研磨机供应的咖啡重量的Δ值。因此,从上文显而易见的是,本发明的校准程序仅考虑研磨咖啡的重量,而不考虑研磨时间。实际上,一旦达到重量Pr=Pf-Δ,咖啡研磨就会停止,并且取决于最终重量与编程的重量之间的实际测量值来校正重量的Δ值。
举例来说,让我们假设已经对咖啡研磨机进行编程以获得期望剂量Pf=7g,并且通过实验确定了Δ值=0.8g。在这种情况下,一旦由称重传感器16在叉8上检测到6.2g的重量,微控制器17的固件就会向马达3发送停止命令。然后,在这些条件下,让我们假设三次后续称重的平均值实际上是7.3克,即,超出期望值0.3克,Δ值直接成比例增加,即,在这种情况下将其变为Δ=0.8g+0.3g=1.1g。基于该新的Δ值,执行随后的称重,过程以迭代的方式继续,直到以最大公差(例如相对于参考值集合为±0.1g)稳定在期望值Pf左右为止,直到外部工作条件有所变化为止,从而确定Δ值的新修改。在如此计算出的Δ值与紧接之前的Δ值相差超过1g的情形中,由此表明工作条件存在显著变化,则对固件进行编程以便重置先前重量的存储并重新开始新的一系列称重以确定Δ值。
如图9中的流程图所例示的,每次执行工作参数的变化时(例如,当研磨机4的距离修改时,或者当咖啡混合物改变时)(A),上述用于校准程序的称重检测都会自动中断。认为优选的是:通过自学习系统未检测到紧随这种变化的研磨咖啡剂量的重量图,因为该图被前述变化不可预测地影响。因此,基于在前述变化随后的第一次研磨之后执行的新的完整称重周期计算Δ值的可能修改。如果操作参数未更改,则处理目标重量Pr与由称重传感器16在研磨操作结束时测量到的最终重量Pf之间的偏差(B)(在此定义为Δp(n)),以指示第n次称重的准确称重差。
为了被认为是有效的,由固件根据一系列控制精确地分析所述Δp(n)值,这一系列控制在该实施例中至少包括:
-与在前一次研磨结束时检测到的且在下文中表示为Δp(n-1)的值进行比较:如果两个值Δp(n)和Δp(n-1)之间的差大于预设阈值s,则认为样本无效(C);
-与在前一次研磨结束时检测到的且在下文中表示为Δp(n-1)的检测值进行比较:如果两个值的符号不同,即,如果Δp(n)>0且Δp(n-1)<0,反之亦然,则认为样本无效;以另外的方式,这是用Δp(n)和Δp(n-1)之间的代数乘积表达的,并且无效条件是当Δp(n)xΔp(n-1)<0(D)时;
-Δp(n)绝对值的分析,在流程图中以t
然而,除了示例示出的检查之外,本领域技术人员还可以执行其它检查,而不排除本发明的构思。
在检查成功的情况下,认为Δp(n)值有效,并将其存储在微处理器17的存储器中(G)以用于被后续处理,以便根据图7中已经描述的内容确定系统的新的Δ值。
通过前面的描述,清楚了根据本发明的咖啡研磨机如何完全实现期望目的。实际上,由咖啡研磨机使用的称重程序用于仅检测实际上已经到达过滤器保持器的研磨咖啡的重量,从而避免了基于研磨机的操作时间而与先前的测量类型相关的所有缺点。当由此检测到的重量与期望最终值相差Δ值(其对应于研磨机的停机瞬态期间研磨咖啡的重量)时,停止研磨。Δ重量值具有在相同的工作条件下基本恒定的特性,并因此当通过本发明的校准程序改变工作条件时,可以容易地通过实验确定并不断优化。如上可见,这样的校准程序使用特别简单的算法,因此可以通过低成本电子设备有效地对其进行管理。
因此,相对于已知类型的咖啡研磨机,本发明的咖啡研磨机在研磨咖啡的剂量的高重量一致性方面、在较低的制造成本方面以及最终在极大的使用便利性和舒适性方面均给予突出的优点。在本发明的咖啡研磨机中使用的恒定校准程序不需要任何操作员干预,对于所使用的每一个个别类型的过滤器保持器,操作员的干预必须仅限于一次设定研磨咖啡的期望剂量的重量值。
应当理解,本发明不应该被认为限于上述的仅构成本发明的示例性实施例的特定布置,而在不脱离本发明本身的仅由下面的权利要求限定的保护范围的情况下,可以在本领域技术人员力所能及的范围内进行各种变化。
- 具有研磨咖啡剂量的重量控制装置的咖啡研磨机
- 设置有咖啡研磨机的咖啡机以及用于控制咖啡机的咖啡研磨机的方法