專利名稱：測量咖啡磨所分配的咖啡量的方法及包括該咖啡磨的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及泡制咖啡裝置的領(lǐng)域，更具體地涉及包括咖啡豆磨的意
式濃縮咖啡(espresso)型裝置領(lǐng)域。
本發(fā)明特別涉及一種利用電動機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的咖啡磨砂輪分配一定劑量 咖啡的方法。
背景技術(shù)：
在上述類型的裝置中，分配一定劑量的咖啡的方法都基于計算咖啡磨砂 輪的轉(zhuǎn)數(shù)。從法國專利文獻FR2648035中人們了解到一種裝置，其包括由 電動機驅(qū)動的咖啡磨。分配一定劑量咖啡的方法是基于利用傳感器計算砂輪 的轉(zhuǎn)數(shù)，當達到預定的轉(zhuǎn)數(shù)時該傳感器控制由電動機停止。
這種公知的分配一定劑量咖啡的方法是基于這樣一種假設(shè)，即，不管咖 啡磨的使用條件如何，由于砂輪旋轉(zhuǎn)所生成的咖啡量是一樣的。超出意料之 外，申請者卻強調(diào)了由于砂輪轉(zhuǎn)動所生產(chǎn)的咖啡量變化很大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種測量所分配咖啡量的方法以及一種采用該方 法以便分配精確劑量的咖啡并且可重復進行的裝置。
本發(fā)明的另一個目的是4是出一種用于泡制咖啡的裝置，其包括利用咖啡 磨砂輪分配一定劑量咖啡的方法，其可以筒單且非常經(jīng)濟地實施。
為此，本發(fā)明涉及一種測量由咖啡磨砂輪按照預定的砂輪轉(zhuǎn)數(shù)Ni或按 照預定的時間間隔Ti所分配的咖啡量MN,或Mtj的方法，所述砂、輪由電動機 驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，所述方法的特征在于
-按照轉(zhuǎn)數(shù)1^或按照時間間隔Ti測量砂1侖的平均轉(zhuǎn)速Vi;
-以此根據(jù)轉(zhuǎn)速Vi，利用所存儲的經(jīng)實驗獲得的對應(yīng)關(guān)系表(Vi， MNl) 或(Vi, MTl),推導出按照轉(zhuǎn)數(shù)N,所分配的咖啡量或質(zhì)量Mm或者推導出按照時間間隔Ti所分配的咖啡的質(zhì)量MTi。 該方法的優(yōu)點在于，可以精確地確定按照砂輪的預定轉(zhuǎn)數(shù)或者按照預定 的時間間隔由咖啡磨砂輪所分配的磨碎咖啡量，這是由于本方法創(chuàng)新地考慮響。
本發(fā)明還涉及一種分配一定劑量咖啡的方法，其中利用上述方法來測量 所分配的咖啡量，其特征在于
-使砂4侖按有規(guī)律的時間間隔Ti運行；
-按照時間間隔Ti測量砂4侖的平均轉(zhuǎn)速Vi;
畫以此利用所存儲的經(jīng)實驗獲得的對應(yīng)關(guān)系表(Vi， Mi)，推導出按照
時間間隔Ti所分配的咖啡量或質(zhì)量Mi; -當質(zhì)量Mi的總和達到了稱之為劑量的預定閾值Mo或期望質(zhì)量時，
1吏電動機停止。
這種方法可以重復分配精確劑量的磨碎咖啡，這是因為考慮到了在咖啡 的整個分配循環(huán)過程中，砂、輪轉(zhuǎn)速將會對于時間間隔內(nèi)所生產(chǎn)咖啡的量產(chǎn)生 影響。
本發(fā)明的另一個具體實施方案涉及一種利用由電動機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的咖啡 磨砂輪分配一定劑量咖啡的方法，其特征在于 -使砂-輪在時間1內(nèi)運行；
-利用所述第一種方法測量平均轉(zhuǎn)速Vp然后測量咖啡的質(zhì)量M^
-根據(jù)預定劑量Mo,計算要分配的剩余質(zhì)量M產(chǎn)Mo-M^
-利用所存儲的對應(yīng)關(guān)系表(Vi， MTi),并考慮到砂輪將按轉(zhuǎn)速Vt轉(zhuǎn)
動，來計算用于分配質(zhì)量Mr的砂輪剩余轉(zhuǎn)數(shù)Nr; -使砂輪轉(zhuǎn)動剩余的轉(zhuǎn)數(shù)N^
該方法為前述方法的簡化方式。在咖啡分配循環(huán)的開始階H通過測量 轉(zhuǎn)速來考慮轉(zhuǎn)速對所生產(chǎn)的咖啡量的影響，并且"^人為在分配循環(huán)結(jié)束時，所 測的轉(zhuǎn)速不變。這種假設(shè)已由申請者進行了實驗性驗證。
該方法使得咖啡磨的控制電路結(jié)構(gòu)豐支為簡單，因為只需要少量的計算。 有利地，時間Ti在咖啡的一個分配循環(huán)的期望時間To的一半與To的 7/8之間，優(yōu)選為To的3/4。
這種設(shè)置允許針對一定劑量咖啡分配循環(huán)的絕大部分進行轉(zhuǎn)速測量，并 因此而能夠得到精確劑量的磨碎咖啡，即使在分配循環(huán)結(jié)束時將不再測量轉(zhuǎn)速。
有利地，時間間隔Ti在10毫秒與十分之一秒之間，優(yōu)選為20毫秒。 這種20毫秒的采樣較容易實現(xiàn)，因為其對應(yīng)于50Hz電網(wǎng)頻率下的
供電周期。在網(wǎng)絡(luò)頻率為60Hz的情況下，時間間隔Ti優(yōu)選為16.666毫秒。
此外，本發(fā)明還涉及一種用于泡制咖啡的裝置，其包括咖啡磨，所述咖 啡磨可利用本發(fā)明內(nèi)容的方法分配一定劑量的咖啡。
這種裝置包括帶有砂輪的咖啡磨，所述咖啡磨可借助本發(fā)明內(nèi)容的方法 分配一定劑量的咖啡，所述裝置能夠以重復的方式供纟^#確劑量的咖啡。
有利地，所述裝置包括存儲器，其內(nèi)存儲有轉(zhuǎn)速Vi與按照轉(zhuǎn)數(shù)Ni所分 配的咖啡質(zhì)量MM之間或者轉(zhuǎn)速Vi與按照時間間隔Ti所分配的咖啡質(zhì)量Mii 之間的、經(jīng)實驗獲得的對應(yīng)關(guān)系表。
這種設(shè)置允許所述一定劑量咖啡的分配方法與砂輪的特性相適合，以獲 得供給劑量的高精確性。


本發(fā)明將可在研讀了附圖中所示的實施方案后得到更好地理解，這 些實施方案是作為非限制性示例而給出的，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個具體實施方案的、驅(qū)動咖啡磨砂輪的電動機 的控制電路示意圖2示出了砂輪旋轉(zhuǎn)一圈所分配咖啡量隨著咖啡磨砂輪轉(zhuǎn)速而變化的 對應(yīng)關(guān)系表的示例；
圖3示出了 20毫秒時間所分配咖啡量隨著咖啡磨砂輪轉(zhuǎn)速而變化的對 應(yīng)關(guān)系表的示例；
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第一種實施方案的、用于分配一定劑量咖啡的 方法的運行算法的示例；
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明第二種實施方案的、用于分配一定劑量咖啡的 方法的運行算法的示例。
本文中僅示出了理解本發(fā)明所必需的元件。
本發(fā)明涉及一種包含咖啡磨的咖啡制備裝置?？Х饶グń?jīng)由減速
器由電動機驅(qū)動的砂輪，減速器的減速比為例如40 。
圖1示意性地示出了驅(qū)動咖啡磨砂輪的交流供電電動機2的控制電 路1。所述控制電路1包括電動機2的控制元件4和電動機2的轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)裝 置5。有利的是，電動機的控制部件是三端雙向可控硅開關(guān)元件4。電動機 2的轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)裝置是傳感器5，并且可以是用于測量隨著轉(zhuǎn)速或其它因素而 變化的電動機電參數(shù)的類型。電動機2所達到的轉(zhuǎn)數(shù)可以經(jīng)過減速器的減速 比減少為砂輪所達到的轉(zhuǎn)數(shù)。
當該裝置連接到供電電網(wǎng)時，電動機2和控制電路1通過兩個端子L 和N承受交流供電電壓。
在控制電路l中接入有微控制器3，微控制器3中包含有可控制裝置 不同功能的程序。微控制器3在輸入端接收并在輸出端輸出不同的信息。 在輸入端6，微控制器3按有規(guī)律的時間間隔接收電動機所達到的轉(zhuǎn)數(shù)值。 電動機2所達到的轉(zhuǎn)數(shù)可以通過微控制器控制減速器減速比，減到砂輪所達 到的轉(zhuǎn)數(shù)。在另一輸入端7，微控制器3接收供電電壓U的圖像；這就可 以使所述微控制器3測量電壓值并且確定在哪一時刻電壓等于零，即稱 為零區(qū)(z6rosecteur)的時刻。微控制器3由輸出端8控制三端雙向可控 石圭開關(guān)元件4。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第一種實施方案的、使得咖啡磨能夠分配一定 劑量的磨碎咖啡的連續(xù)步-驟，所述咖啡磨的砂、4侖由電動才幾驅(qū)動；即，直 至咖啡磨的砂輪已分配了預定質(zhì)量的咖啡。
圖4的流程圖中所示的第一個步驟100主要是啟動咖啡磨。實際上， 為了完成該步驟，使用者可操縱開關(guān)型控制機構(gòu)，該控制機構(gòu)能夠在確 ?？Х饶サ娜萜髦醒b有足夠的咖啡豆以后，準許向控制電路l供電。
第二個步驟101是^f效控制器3的程序初始化步驟。該步驟還包括微 控制器3中的計數(shù)器回零。該計數(shù)器的單位時間T優(yōu)選為20毫秒，這對 應(yīng)于50Hz電網(wǎng)頻率下的供電周期。該計數(shù)器借助于可接收供電電壓圖像 的輸入端7，利用微控制器3進行計時。零區(qū)是指每個新單位時間Ti開
7
始的時刻，而i是隨著各個新單位時間開始而增加的增量下標。在該步驟
中，微控制器3通過其輸出端8控制三端雙向可控硅開關(guān)元件4來啟動 電動才幾2。
步驟102對應(yīng)于利用微控制器3通過下標i進行的計數(shù)器的遞增，這 可以實現(xiàn)時基的節(jié)律性并且可使咖啡磨的研磨循環(huán)按每個單位時間前 進。
步驟103是測量單位時間1\內(nèi)轉(zhuǎn)速Vi的步驟。利用在其輸入端6上所 接收的、來自于傳感器5的關(guān)于電動機所達到轉(zhuǎn)數(shù)的信息，微控制器3確定 單位時間Ti內(nèi)砂輪的轉(zhuǎn)速Vi。
步驟104是確定時間間隔T,內(nèi)所供給的質(zhì)量MTi的步驟。
正如前面所描述的那樣，申請者已強調(diào)指出，由于砂、輪旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的咖 啡量4艮明顯是隨砂輪轉(zhuǎn)速而變化的，并且已經(jīng)實驗性地建立了根據(jù)指定砂輪 類型的如下對應(yīng)關(guān)系表，即，按照砂輪轉(zhuǎn)數(shù)Ni所分配的咖啡量Mm隨著砂 輪轉(zhuǎn)速Vi而變化的對應(yīng)關(guān)系表(Vi， MNi)(圖2，其中N產(chǎn)l轉(zhuǎn))。
由上述對應(yīng)關(guān)系表可推導出"t要照預定時間間隔Ti所分配的咖啡量MTi 隨著砂輪轉(zhuǎn)速Vi而變化的對應(yīng)關(guān)系表(Vi， MTi)(圖3,其中T產(chǎn)20毫秒)。 MNi與MTi的關(guān)系式是如下形式
MT產(chǎn)(MNixTiX Vi)/Ni
微控制器3利用所存儲的對應(yīng)關(guān)系表(Vi， MTi)計算時間間隔Ti內(nèi)所
供給的質(zhì)量MTi。
步驟105為檢測步驟，用于探測一定劑量咖啡的分配循環(huán)過程的結(jié)束。 微控制器3包括可計算質(zhì)量MTi總和的計數(shù)器，以及對應(yīng)于一定劑量磨碎咖 啡期望質(zhì)量的存儲值M。。例如，M。等于7克。
微控制器將質(zhì)量MTi的總和與存儲值Mo進行比較如果ZMTi < M0, 孩i控制器重新回到步驟102。如果ZMtj〉Mq,則已達到一定劑量咖啡的質(zhì) 量M。，微控制器3利用其輸出端8控制電動機2停止。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明第二種實施方案的、使得咖啡磨能夠分配一定 劑量的磨碎咖啡的連續(xù)步驟，所述咖啡磨的砂、4侖由電動機驅(qū)動。
步驟200(啟動裝置)、201 (初始化及啟動電動機)、202(計數(shù)器增量) 和203 (測量轉(zhuǎn)速Vi)與前述步驟100、 101、 102、 103相同。
步驟204為檢測步驟，用于檢驗是否已達到所存儲的時間T1(>時間l
是用于實現(xiàn)一個磨碎咖啡分配循環(huán)所需時間To的一部分，例如T尸^To-4
4
秒。時間Ti應(yīng)該足夠長，但是需小于用于實現(xiàn)一個磨碎咖啡分配循環(huán)的最 少時間，也就是在最大轉(zhuǎn)速條件下執(zhí)行的時間。
微控制器3包括可求出時間Ti總和的計數(shù)器。微控制器3將時間T,的 總和與存儲值Ti進行比較如果ZTi〈T^孩史控制器3重新回到步驟202。 如果Z^ 〉 ！\ ，則已達到時間T！,凝:控制器3轉(zhuǎn)到步驟205。
步驟205是計算步驟，用于計算在時間Ti之后由砂輪所要轉(zhuǎn)動的剩余 轉(zhuǎn)數(shù)，以便分配一定劑量磨碎咖啡的期望質(zhì)量Mo。
首先，微控制器3利用在輸入端6上所接收的、來自于傳感器5的關(guān)于 電動機所達到轉(zhuǎn)數(shù)的信息，確定時間1內(nèi)砂輪的轉(zhuǎn)速Vj。
此后，微控制器3利用所存儲的對應(yīng)關(guān)系表(Vi, MTi)計算時間間隔 Tj內(nèi)所提供的咖啡的質(zhì)量Mi。
然后，微控制器3計算為了達到一定劑量咖啡的期望質(zhì)量M。而待分配 的剩余咖啡質(zhì)量M^ M尸M。-M^最后，微控制器3根據(jù)所存儲的對應(yīng)關(guān)系 表(Vi， MNi),并考慮到在咖啡分配循環(huán)結(jié)束時Vi等于V!，來確定分配質(zhì) 量MJ斤需要進行的剩余轉(zhuǎn)數(shù)Np
微控制器3初始化下標i并且執(zhí)行與步驟202相同的步驟206。
步驟207是計算時間間隔Ti內(nèi)轉(zhuǎn)數(shù)Ni的步驟。微控制器3利用在輸入 端6上所接收的、來自于傳感器5的關(guān)于電動機所達到轉(zhuǎn)數(shù)的信息，進行所 述計算。
步驟208為檢測步驟，用于檢測分配一定劑量咖啡的循環(huán)過程結(jié)束。微 控制器3包括可計算轉(zhuǎn)數(shù)Ni總和的計數(shù)器。
微控制器將轉(zhuǎn)數(shù)N,的總和與要進行的剩余轉(zhuǎn)數(shù)的存儲值H進行比較。 如果ZNi〈Nr,微控制器重新回到步驟206。如果ZNi〉Nr,則已達到完成 一定劑量咖啡的分配所需的砂輪轉(zhuǎn)數(shù)，微控制器3轉(zhuǎn)到步驟209，利用其輸 出端8控制電動機停止。
當然，本發(fā)明不僅僅限于作為示例描述的以及示出的實施方案。可 以對本發(fā)明進行修改，尤其是從不同元件的組成方面來考慮，或進行等 同技術(shù)的置換，但它們都不超出本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1. 一種測量由咖啡磨砂輪按照預定的砂輪轉(zhuǎn)數(shù)Ni或按照預定的時間間隔Ti所分配的咖啡量MNi或MTi的方法，所述砂輪由電動機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，所述方法的特征在于:-按照轉(zhuǎn)數(shù)Ni或按照時間間隔Ti測量砂輪的平均轉(zhuǎn)速Vi；-以此根據(jù)轉(zhuǎn)速Vi，利用所存儲的經(jīng)實驗獲得的對應(yīng)關(guān)系表(Vi，MNi)或(Vi，MTi)，推導出按照轉(zhuǎn)數(shù)Ni所分配的咖啡量或質(zhì)量MNi或者推導出按照時間間隔Ti所分配的咖啡的質(zhì)量MTi。
2. —種分配一定劑量咖啡的方法，其中利用如權(quán)利要求1所述方法來 測量所分配的咖啡量，其特征在于-使砂輪按有規(guī)律的時間間隔Ti運行；-按照時間間隔TJ則量砂輪的平均轉(zhuǎn)速Vi;-以此利用所存儲的經(jīng)實驗獲得的對應(yīng)關(guān)系表(Vi， Mi),推導出按照時間間隔Ti所分配的咖啡量或質(zhì)量Mi; -當質(zhì)量Mi的總和達到了稱之為劑量的預定闊值Mo或期望質(zhì)量時，4吏電動積J亭止。
3. —種利用由電動機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的咖啡磨砂輪分配一定劑量咖啡的方 法，其特征在于-使砂輪在時間1\內(nèi)運行；-利用權(quán)利要求1所述的方法，測量平均轉(zhuǎn)速Vp然后測量咖啡的質(zhì) 量M!;-根據(jù)預定劑量Mo,計算要分配的剩余質(zhì)量M產(chǎn)Mo-M"-利用所存儲的對應(yīng)關(guān)系表(Vi, MTl),并考慮到砂輪將按轉(zhuǎn)速V!轉(zhuǎn)動，來計算用于分配質(zhì)量Mr的砂輪剩余轉(zhuǎn)數(shù)Nr;-使砂輪轉(zhuǎn)動剩余的轉(zhuǎn)數(shù)Nr。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述時間Ti在咖啡的一 個分配循環(huán)的期望時間To的一半與TQ的7/8之間，優(yōu)選為To的3/4。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于所述時間間隔 Ti在10亳秒與十分之一秒之間，優(yōu)選為20毫秒。
6. —種用于泡制咖啡的裝置，包括咖啡磨，所述咖啡磨能夠利用權(quán)利 要求2至5之一所述的方法分配一定劑量的咖啡。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述裝置包括存儲器， 其內(nèi)存儲有轉(zhuǎn)速Vi與按照轉(zhuǎn)數(shù)Ni所分配的咖啡質(zhì)量MNi之間或者轉(zhuǎn)速Vj 與按照時間間隔Ti所分配的咖啡質(zhì)量JVTn之間的、經(jīng)實驗獲得的對應(yīng)關(guān)系表。
全文摘要
本發(fā)明涉及測量咖啡磨所分配的咖啡量的方法及包括該咖啡磨的裝置，具體包括一種測量由咖啡磨砂輪按照預定的砂輪轉(zhuǎn)數(shù)N_i或按照預定的時間間隔T_i所分配的咖啡量M_Ni或M_Ti的方法，所述砂輪由電動機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，該方法的特征在于按照轉(zhuǎn)數(shù)N_i或按照時間間隔T_i測量砂輪的平均轉(zhuǎn)速V_i；以此根據(jù)轉(zhuǎn)速V_i，利用所存儲的經(jīng)實驗獲得的對應(yīng)關(guān)系表(V_i，M_Ni)或(V_i，M_Ti)，推導出按照轉(zhuǎn)數(shù)N_i所分配的咖啡量或質(zhì)量M_Ni或者推導出按照時間間隔T_i所分配的咖啡的質(zhì)量M_Ti。
文檔編號A47J31/42GK101377431SQ20081014641
公開日2009年3月4日 申請日期2008年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月29日
發(fā)明者吉勒·勒布菲, 邁克爾·伯拉 申請人:Seb公司