用于在飲料分配機中進(jìn)行自動檢測的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于飲料分配機的自動檢測系統(tǒng)，所述飲料分配機適于接收至少一個第一和第二類型的可更換供應(yīng)包(9；113)，可更換供應(yīng)包(9；113)適用于容納在系統(tǒng)的運行中要提供的產(chǎn)品，系統(tǒng)配備了自動執(zhí)行檢測供應(yīng)存在的裝置(1)。更具體地，在飲料分配機中的可更換供應(yīng)包(9；113)的存在和物質(zhì)的檢測是自動的。一種包到位檢測通過發(fā)射光并在光檢測器(7，75)上測量發(fā)射光的存在而提供，該系統(tǒng)確定供應(yīng)包的缺失或正確/不正確的放置。一種產(chǎn)品可用性檢測是通過利用另一個光檢測器(5；65，69；143，145)檢測透過第一類型供應(yīng)包(9)的透明元件的光的強度而提供的，該系統(tǒng)確認(rèn)了在第一類型供應(yīng)包(9)中的產(chǎn)品存在程度，同時在具有第二類型供應(yīng)包(113)的情況下，產(chǎn)品可用性沒有檢測并假定為可用。
【專利說明】用于在飲料分配機中進(jìn)行自動檢測的系統(tǒng)
[0001] 本發(fā)明涉及一種包括飲料分配機的系統(tǒng)，所述飲料分配機適合于接受至少一種第 一類型可更換供應(yīng)包，所述第一類型可更換供應(yīng)包包括第一類型定量加料器，該系統(tǒng)包括 用于對第一類型可更換供應(yīng)包和在第一類型可更換供應(yīng)包中產(chǎn)品的存在進(jìn)行自動檢測的 裝置，以及至少一個第二類型供應(yīng)包，所述第二類型供應(yīng)包包括第二類型定量加料器。
[0002] 飲料服務(wù)提供者主要通過在辦公室、公共場所和其它地點的自動分配機分發(fā)飲 料。這樣的飲料分配機可以包括用于準(zhǔn)備熱飲料的咖啡機，或混合果汁分配機，或出售此類 產(chǎn)品的自動售貨機。提高操作這些飲料分配機時的簡便性，不僅對消費者，對供應(yīng)商也是至 關(guān)重要的。在供應(yīng)過程中，為了成本、效率和故障減少的原因，服務(wù)提供者收到挑戰(zhàn)，以便盡 量減少人為干預(yù)，最大程度提高自動化程度。本發(fā)明為了支持供應(yīng)飲料的自動過程提供了 一個強大的、易于使用的、故障保護(hù)的和成本劃算的系統(tǒng)。
[0003] 在幾個文件中披露了在飲料機中進(jìn)行包和供應(yīng)的識別，例如DE102008055949和 US2005/022674。每個現(xiàn)有技術(shù)的供應(yīng)檢測裝置都是合理有效的，這些都需要花費大量的努 力在傳感器和涉及的電子系統(tǒng)上，所述傳感器需要是靈敏和準(zhǔn)確的。這樣的傳感器和電子 系統(tǒng)的缺點是它們都是相對昂貴的，并需要非常關(guān)注細(xì)節(jié)，不僅在它們被合并到設(shè)備的過 程中，還要考慮到它們必須兼顧的產(chǎn)品供應(yīng)包。
[0004] 因此，本發(fā)明的一個目的是提出一種自動執(zhí)行供應(yīng)檢測（例如檢測包定位(包到 位)和產(chǎn)品可用性）的改進(jìn)的系統(tǒng)。在更一般的意義上，本發(fā)明的一個目的是克服或改善現(xiàn) 有技術(shù)的至少一個缺點。本發(fā)明還有一個目的是提供組裝和操作不那么麻煩，并且可以相 對便宜地制造的替代系統(tǒng)。
[0005] 為了此目的，本發(fā)明提供了一種在附加的權(quán)利要求中限定的系統(tǒng)。這種供應(yīng)檢測 裝置具有相對簡單和可靠的優(yōu)點。當(dāng)使用發(fā)射器時，本發(fā)明進(jìn)一步提供了在第一和第二檢 測器產(chǎn)生的各自信號之間的區(qū)分，這個區(qū)分是可靠的并且還可能是故障保護(hù)的。
[0006] 更具體的，本發(fā)明提供了包括飲料分配機的系統(tǒng)，所述飲料分配機適于接收至少 一個第一類型可更換供應(yīng)包，所述第一類型可更換供應(yīng)包包括第一類型定量加料器和將在 所述系統(tǒng)運行中提供的產(chǎn)品，所述系統(tǒng)包括用于至少自動檢測存在所述第一類型可更換供 應(yīng)包和所述第一類型可更換供應(yīng)包中的所述產(chǎn)品的一個或多個檢測裝置，所述裝置包括：
[0007] 第一接口，包含在機械中；
[0008] 所述第一類型可更換供應(yīng)包的所述第一類型定量加料器上的第二接口，能夠操作 地連接到所述第一接口；
[0009] 所述第一接口上的發(fā)射器，用于發(fā)射輻射；
[0010]所述第一接口上的第一檢測器，用于檢測所述第一類型可更換供應(yīng)包中的所述產(chǎn) 品的存在；
[0011]所述第一接口上的第二檢測器，用于檢測所述第一類型可更換供應(yīng)包的存在，并 且
[0012]其中，所述第一類型定量加料器上的所述第二接口能夠在所述發(fā)射器與所述第一 和第二檢測器之間接收，以干擾由所述發(fā)射器發(fā)射的輻射，所述第一類型定量加料器的所 述第二接口包括：
[0013] 第一基本透明元件，在使用中設(shè)置于所述發(fā)射器和所述第一檢測器之間；以及
[0014] 第二基本不透明元件，在使用中設(shè)置于所述發(fā)射器和所述第二檢測器之間，并且
[0015] 其中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括至少一個第二類型供應(yīng)包，所述第二類型供應(yīng)包包括 第二類型定量加料器，所述第二類型定量加料器用作能夠操作地連接到所述第一接口的第 二接口，并且所述系統(tǒng)具有能夠在所述發(fā)射器與所述第一和第二檢測器之間接收的第一和 第二元件，并且適于干擾由所述發(fā)射器發(fā)射的輻射，所述第二類型定量加料器具有基本不 透明的第一元件和第二元件兩者。
[0016] 具有兩種不同類型的定量加料器的系統(tǒng)(尤其是包括這樣的第二類型定量加料器 和可更換供應(yīng)包)提供了許多吸引人的優(yōu)點。當(dāng)機器提供了包到位檢測(PIP)和產(chǎn)品可用性 檢測(PAD)兩者時，產(chǎn)品可用性檢測是可選的。這里所描述的飲料系統(tǒng)的用戶，通過在飲料 分配機所分配的飲料中明顯缺乏飲料材料，也將注意到空的供應(yīng)包。在半透明的飲料材料 的情況下，甚至不可能使用第一個檢測器檢測定量加料器中的產(chǎn)品可用性。而且，不透明的 第一元件與第一元件是透明或半透明的相比，可以提供經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢。例如，利用不透明第 一元件，第二類型定量加料器和供應(yīng)包仿制產(chǎn)品始終是可用的。當(dāng)將第二定量加料器和供 應(yīng)包是可反復(fù)填充時，或當(dāng)?shù)诙考恿掀鹘M裝與重置容器殼體裝配，從而能形成新鮮的 第二類型供應(yīng)包時，這種可替代的特征可以是方便的。因此，根據(jù)情況，為系統(tǒng)提供第二類 型供應(yīng)包可能是有利的。
[0017] 也可以考慮在一個特殊的實施例中，某些液體飲料材料不允許使用棱鏡和設(shè)置在 垂直于光源和第一檢測器之間的軸線的第三光學(xué)檢測器。而且在這樣的條件下，替代的第 二類型定量加料器可能是系統(tǒng)適當(dāng)運行的前提條件。
[0018] 進(jìn)一步，當(dāng)飲料機是用來填充咖啡壺而不是單一的消耗品服務(wù)時，將空包檢測 (PAD裝置)投入運行也可能是不方便的。而且在這種情況下，替代的第二類型供應(yīng)包可以是 有用的。
[0019] 本發(fā)明還提供了一個部件裝備，包括第二類型定量加料器和容器殼體，其中第二 類型定量加料器是的本發(fā)明的系統(tǒng)的第一類型定量加料器的替代物，并且包括：
[0020] 位于第二類型定量加料器底面上的驅(qū)動端口和材料出口端口；以及
[0021] 突出的基本不透明的殼體部。
[0022] 該突出的基本不透明殼體部不同于突出殼體部(例如標(biāo)準(zhǔn)的第一類型定量加料器 的樣品室，就第一類型定量加料器的突出殼體部的一部分是透明的來說）。
[0023] 也可以通過改變第一類型可更換供應(yīng)包(通過使第一基本透明元件(例如第一類 型的定量加料器的上部或樣品室)吸收光)而得到替換的第二類型可更換供應(yīng)包。例如，這 可以通過對相關(guān)的透明部分提供黑色的外涂層或遮蓋物，通過提供光吸收層，或能蓋住機 器接口的傳感器的其他裝置實現(xiàn)。
[0024] 這樣的第二類型定量加料器，除了包括在第二類型供應(yīng)包中之外，也可以作為獨 立單元提供，通過允許其從已使用的供應(yīng)包的容器殼體拆卸并且利用可更換容器殼體重復(fù) 使用以形成新鮮的第二類型供應(yīng)包，所述獨立單元是可回收的。重復(fù)使用第二類型定量加 料器可以通過節(jié)省浪費和原材料，來對環(huán)境有益。
[0025] 該系統(tǒng)包括飲料分配機和可更換供應(yīng)包，所述可更換供應(yīng)包包括定量加料器，可 更換供應(yīng)包適用于容納將在系統(tǒng)運行中提供的產(chǎn)品。系統(tǒng)自動對飲料分配機中的第一類型 可更換供應(yīng)包的存在和物質(zhì)進(jìn)行檢測。系統(tǒng)可以使用光檢測，以便自動檢測包定位和產(chǎn)品 可用性。系統(tǒng)的一個優(yōu)點是第一和第二接口之間沒有物理上的接觸。
[0026] 系統(tǒng)使用輻射，例如用于自動檢測和識別的光。更具體的是，系統(tǒng)可以包括與作為 第一類型定量加料器的一部分的透明和不透明元件相結(jié)合的多個光源和檢測器。
[0027] 包定位檢測(Pack-in-lace detection)
[0028] 通過發(fā)射光并在光檢測器上測量發(fā)射光的存在，系統(tǒng)確定供應(yīng)包的缺失或正確/ 不正確的放置。更具體的是，當(dāng)光無阻礙地通過時，供應(yīng)包缺失或沒有正確放置。這對于本 發(fā)明中的第一和第二類型定量加料器都可用。
[0029] 產(chǎn)品可用性檢測(Product availability detection)
[0030] 通過檢測穿過第一類型定量加料器的透明元件的光強度，系統(tǒng)確定在第一類型供 應(yīng)包中產(chǎn)品的存在程度。
[0031] 用于包和產(chǎn)品存在判斷的組件
[0032] 所提出的用于供應(yīng)檢測的裝置使用兩個光檢測器。第一類型定量加料器的透明元 件設(shè)置在發(fā)射器和第一檢測器之間。定量加料器的不透明元件位于發(fā)射器和第二檢測器之 間。測量提供了用于第一和第二檢測器生成的各個信號之間的具有保障保護(hù)的區(qū)分。發(fā)射 器的不例包括紅外（IR)光發(fā)射器或發(fā)光二極管(LED)。
[0033] 系統(tǒng)可以被安排以驗證第一檢測器產(chǎn)生的信號是否低于或高于預(yù)定閾值。也可以 設(shè)置為當(dāng)?shù)谝粰z測器檢測到輻射高于所述預(yù)定閾值并且第二檢測器基本沒有信號產(chǎn)生時， 激活以后過去的一段時間被考慮，以確定包是空的還是充滿的但還未開封。
[0034] 將檢測分為兩個傳感器相對于單一的傳感器(需要非常準(zhǔn)確，因此是昂貴的）實現(xiàn) 了成本效益好、可靠并且簡單的檢測方法。
[0035] 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品可用性的結(jié)束可以在液體產(chǎn)品被分配時，由液體產(chǎn)品中空氣的存 在來物理地表示。檢測系統(tǒng)利用傳送進(jìn)入栗時，液體和空氣之間的折射率的變化，來放大液 體中空氣的存在。因此，第一定量加料器的透明元件是光學(xué)元件是優(yōu)點的，憑借這個只需要 該光學(xué)元件可以用來改變照射到光學(xué)元件上的光的方向。光學(xué)元件可以是利用液體和空氣 的折射率的差異的任何形狀或形式。在第一定量加料器的透明元件中的液體的存在使得發(fā) 射器發(fā)出的光繼續(xù)進(jìn)入液體并由第一檢測器檢測。當(dāng)空氣存在于透明元件中時，光的方向 被改變了。偏轉(zhuǎn)的光優(yōu)選被第三檢測器檢測。優(yōu)選地，然后第一檢測器基本與發(fā)射器在公共 軸上對準(zhǔn)，并且第三檢測器然后與公共軸垂直。更優(yōu)選的是，光學(xué)元件是棱鏡。最優(yōu)選的是， 棱鏡包括多個棱鏡小平面(71)。第三檢測器可以是反射傳感器
[0036] 系統(tǒng)使用可更換供應(yīng)包，其包括針對用戶在飲料制備中使用的液體物質(zhì)。液體物 質(zhì)可包括但不限于咖啡提取物、茶提取物、巧克力飲料、牛奶、香料、果汁和/或它們的濃縮 液。
[0037] 可更換供應(yīng)包的示例是盒中袋式的包或如W02011/049446中披露硬質(zhì)容器的。定 量加料器的示例是如W02011/037464中披露的。定量加料器的整個殼體可用作第二接口。替 換的，只有部分定量加料器包括第二接口。
[0038]在進(jìn)一步的實施例中，第一類型可更換供應(yīng)包還可以被提供可移除的或可刺穿的 密封件，其將第一類型定量加料器與形成實際液體容器的可更換供應(yīng)包的主體分隔開。這 種密封件蓋住了實際液體容器的出口開口，并且在定量加料器與機器接口完全接合時，自 動被機器刺穿打孔或推到可移除密封件外。這種自動打孔系統(tǒng)被發(fā)表于2011年4月12日的 互聯(lián)網(wǎng)公開http: //pdf cast · org/pdf/auto-broaching所披露。當(dāng)替換容器與第二類型定 量加料器組裝在一起時，第二類型可更換供應(yīng)包可以準(zhǔn)備好被打孔或手動打孔。替換的，機 器提供了一種替代的打孔裝置。
[0039] 在另一個實施例中，定量加料器和可更換供應(yīng)包可以是兩個獨立的元件，這樣定 量加料器可連接到可更換供應(yīng)包上。
[0040] 本發(fā)明的系統(tǒng)由為包括定量加料器的可更換供應(yīng)包使用供應(yīng)檢測裝置來描述。然 而，飲料分配機可以包括一個以上的可更換供應(yīng)包。因此，本發(fā)明的系統(tǒng)可以包括一個或多 個用于根據(jù)系統(tǒng)中可更換供應(yīng)包的數(shù)量來自動檢測的設(shè)備。
[0041] 使用"基本透明"和"基本不透明"的表達(dá)，不應(yīng)被解釋為限制本發(fā)明。這里使用的 這些表達(dá)被理解為指各自的看透的可能性，允許光從那里傳送穿過，并有效地阻止所有的 光。在廣義上說，這些術(shù)語意味著第一元件比第二元件能夠通過更多的輻射。另一個透明的 術(shù)語可以是半透明的。另一個不透明的術(shù)語可以是反射的。
[0042] 本發(fā)明的詳細(xì)的方面和進(jìn)一步的優(yōu)點將參考附圖來進(jìn)行解釋，其中：
[0043]圖1是根據(jù)本發(fā)明的完全、正確地插入包括定量加料器的可更換供應(yīng)包的供應(yīng)檢 測裝置的示意圖；
[0044] 圖2是具有未被插入的包括定量加料器的可更換供應(yīng)包的檢測裝置的機器接口的 示意圖；
[0045] 圖3是具有還未完全被插入的包括定量加料器的可更換供應(yīng)包的機器接口的示意 圖；
[0046] 圖4是具有被完全、正確地插入的包括定量加料器的可更換供應(yīng)包的機器接口的 示意圖；
[0047]圖5是插入空的或已被耗盡的包括定量加料器的第一類型可更換供應(yīng)包的示意 圖，；
[0048] 圖6是在第一類型可更換供應(yīng)包中具有沒有被打開的可移除密封的進(jìn)一步的實施 例的不意圖；
[0049] 圖7顯示了為第一類型定量加料器的包到位檢測(PIP)和產(chǎn)品可用性檢測(PAD)的 檢測器讀數(shù)隨時間變化的示意圖；
[0050] 圖8顯不了本發(fā)明的另個實施例的側(cè)視圖；
[00511圖9是圖8的實施例的透視視圖；
[0052]圖10是根據(jù)本發(fā)明的供應(yīng)檢測裝置；
[0053]圖11是顯示了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的第一類型定量加料器的替換形式的主要部件 的分解圖；
[0054] 圖12顯示的是組合后的圖11的定量加料器，其配有作為飲料分配設(shè)備的一部分的 光學(xué)檢測裝置；
[0055] 圖13是表示與空氣(A)、與水(B)作用的棱鏡的示意圖，以及階梯棱鏡設(shè)計(C)的細(xì) 節(jié)圖；
[0056] 圖14是圖12的光學(xué)系統(tǒng)的總體布置的頂視圖；
[0057]圖15是引流器的放大細(xì)節(jié)剖面圖；
[0058]圖16顯示了作為承載了光學(xué)傳感器裝置的飲料分配設(shè)備的一部分的定量加料器， 其沒有供應(yīng)包在初始位置插入；
[0059] 圖17是用于包接近檢測的檢測凸起的局部透視細(xì)節(jié)圖；
[0060] 圖18是將與飲料設(shè)備的驅(qū)動軸嚙合的小齒輪的部分剖面圖；以及
[0061] 圖19圖示出定量加料器降低到較大(A)和較小(B)接近距離的位置；
[0062]圖20顯示了另一個第二類型定量加料器和供應(yīng)包的仰視圖；
[0063]圖21顯示了飲料分配機的接受加載通道的細(xì)節(jié)；
[0064] 圖22顯示了類似于圖8的本發(fā)明的替代的第二類型的定量加料器的側(cè)視圖；以及
[0065] 圖23是類似于圖9的，圖22中的第二類型定量加料器的透視圖。
[0066]本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，為了檢測產(chǎn)品位置和產(chǎn)品可用性，使用光束(例如由單 個發(fā)射器發(fā)射的紅外（IR)光束）的雙重檢測。這明顯意味著在光譜中其它頻率范圍內(nèi)的發(fā) 射器和傳感器也是可以使用的。
[0067] 如圖1所示，合適的檢測裝置可以是具有單一 IR發(fā)射器3以及第一和第二檢測器5， 7(而不是像在常見的系統(tǒng)中那樣只有一個檢測器)的IR檢測組件1。用于檢測產(chǎn)品可用性的 第一檢測器(或上檢測器)5連同紅外發(fā)射器3是已證實的技術(shù)，并且在過去已被用于檢測系 統(tǒng)中。第二檢測器(或下檢測器)7用于檢測包括定量加料器11的可更換供應(yīng)包9是否到位。 檢測組件1是系統(tǒng)的一部分，該系統(tǒng)包括飲料分配機(未示出，但卻是常規(guī)的）和至少一個包 括定量加料器11的可更換供應(yīng)包。該機器包括至少一個第一接口（或機器接口）13，用于在 至少一個位置接收至少一個可更換供應(yīng)包9。定量加料器11包括液體連接器和配量機構(gòu)(例 如栗(未示出）），并且作為第二接口（或包接口）。
[0068] 使用圖1所示的組件，可以如參考圖2至6討論的那樣進(jìn)行檢測。圖2和隨后的圖3至 6中，在發(fā)射器3和第一和第二檢測器5、7處描述的箭頭將圖示地表明發(fā)射器或各檢測器的 活動。
[0069] 在圖2中，展示了包括定量加料器11的充滿的可更換供應(yīng)包9尚未被接受到發(fā)射器 3與第一和第二檢測器5和7之間的情況。在第一和第二檢測器中的每一個現(xiàn)在都暴露在發(fā) 射器3的無阻擋的輻射中。這是不存在包的情況下的特征。為了與第一接口（或機器接口）13 協(xié)同操作，定量加料器11用為第二接口（或包接口）。
[0070] 在圖3中，展示了充滿的可更換供應(yīng)包9,其中供應(yīng)包9的定量加料器11部分插入發(fā) 射器3和第一個檢測器5之間。定量加料器11具有基本透明的上部11A。定量加料器11進(jìn)一步 具有下部11B。定量加料器的下部11B是基本不透明的。如圖3所示，當(dāng)?shù)谝粰z測器5沒有檢測 到任何來自發(fā)射器的輻射，并且同時第二檢測器7檢測到來自發(fā)射器3的無阻擋輻射時，那 么可以確定包9沒有正確插入。
[0071] 如圖4所示，充滿的包9被正確地插入，上部11A面對第一檢測器5并且下部11B面對 第二檢測器7。在這種情況下，包9是充滿的，因此充滿了液體產(chǎn)品。在這種情況下，上部11A 充滿了包9的液體物質(zhì)。從發(fā)射器3發(fā)射的光通過基本透明的上部11A和半透明液體后，被第 一檢測器5檢測。這導(dǎo)致第一個檢測器產(chǎn)生的信號是低于通常用于液體檢測（產(chǎn)品可用性） 的閾值的。由于定量加料器11的下部11B不透明度，第二檢測器7沒有接收到發(fā)射器3發(fā)射的 輻射。這可以解釋為充滿的包被正確地插入。
[0072] 在圖5中顯示了與圖4所示的相同的情況，只是在這里包9已達(dá)到空的狀態(tài)。這里， 部分半透明的液體產(chǎn)品已降到第一檢測器5的水平位置以下，現(xiàn)在接收到的來自發(fā)射器3的 輻射只是被上部11A透明的外壁阻擋。這導(dǎo)致第一檢測器5產(chǎn)生不同的信號，該信號高于通 常用于空的上部11A的預(yù)定義的閾值。
[0073] 在圖6所示的變化中，包9還設(shè)置有可移除或可刺穿的密封件15,其將上部11A與形 成實際的液體容器的包9的主體分離。密封件15覆蓋實際的液體容器的出口開口，并且在定 量加料器11與機器接口 13完全接合時，自動被機器刺穿打孔或?qū)⒖梢瞥芊饧?5推出來。 如圖6所示，密封件15沒有被正確的移除，并且因此沒有液體進(jìn)入上部11A。這導(dǎo)致第一和第 二檢測器5和7聯(lián)合讀數(shù)與圖4中的情況不同，因此可以檢測到包9的不成功的刺穿?；镜?一和第二檢測器5和7的聯(lián)合讀數(shù)是與空包的情況相同（圖5)，但是未刺穿的診斷可以與直 接前一個的包插入動作相關(guān)，直接前一個的包插入動作已經(jīng)導(dǎo)致檢測器讀數(shù)的各種變化。 [0074]可用性檢測器讀數(shù)匯總在表1中。
[0075] 表1:
[0076]
[0077] 如表1所示，存在雙重條件。也可以利用與機器的包艙(pack compartment)的門或 艙口的相互作用來區(qū)分這些條件。因此當(dāng)這個檢測器讀數(shù)出現(xiàn)時，可以利用這樣的正被關(guān) 閉的門或處于啟動中的機器，給"未刺穿"的條件更高的優(yōu)先級。甚至當(dāng)包密封件已經(jīng)在較 早的階段刺穿了，也可能激活機器重新嘗試對包密封件刺穿。當(dāng)在例如兩秒之后，沒有液體 進(jìn)入上部11A的加料空間時，生成確認(rèn)的結(jié)論，即包9是空的。
[0078]作為一個選擇，未刺穿和空包的診斷也可以是與在設(shè)備被最后打開之后已經(jīng)經(jīng)過 的時間段相關(guān)。
[0079] 通過隨時間變化繪制第一和第二檢測器5和7的信號，可以確定包是否被放置或移 除。這顯示在圖7中，其中顯示如圖所示的隨時間變化的檢測器的讀數(shù)用于包到位檢測 (PIP)、產(chǎn)品可用性檢測(PAD)和結(jié)果診斷。
[0080] 附加要求是要以故障保護(hù)的方式，對錯誤放置的包執(zhí)行上面說明的產(chǎn)品可用性 和/或包到位檢測。為了使檢測具有故障保護(hù)，有效檢測的范圍在〇%到100%之間，這是常 見的這類檢測器的故障模式?？梢酝ㄟ^傳感器或發(fā)射器的斷開來提供合適的測試程序。為 了在其中創(chuàng)造故障保護(hù)的途徑，進(jìn)一步提出對于包存在檢測，所述定量加料器不是100%阻 擋光，而是例如遮擋70%。當(dāng)檢測到100%遮擋時，可能發(fā)生了其它的事情，就象檢測器或發(fā) 射器有故障。在表2中給出示例，其中還包括常見的檢測器故障模式。
[0081]
[0082]很明顯，當(dāng)在故障模式下，發(fā)射器不再發(fā)射任何光或者傳感器不再檢測到光時，當(dāng) 存在加料包的部分的光衰減是例如60至70%，而不是100%時，這在系統(tǒng)中是可檢測到的。 [0083]圖8和圖9顯示了替代實施例的側(cè)視圖和透視圖。這個實施例是根據(jù)W02011/ 037464披露的原理的定量加料器。兩個所需元件設(shè)置在定量加料器入口和出口旁邊，所述 定量加料器包括液體連接器和配量機構(gòu)(例如栗(未示出））。定量加料器11具有基本透明的 上部11A，并且上部11A充滿了包9的液體物質(zhì)(未示出）。定量加料器11進(jìn)一步具有下部11B。 定量加料器11的下部11B基本不透明。圖9顯示了將定量加料器11連接到可更換供應(yīng)包的嘴 17。圖10顯示了根據(jù)本發(fā)明的供應(yīng)檢測組件1，其中根據(jù)圖8和圖9的定量加料器與其匹配。 它清楚地顯示了發(fā)射器3和第一和第二檢測器5，7。
[0084]圖11中示出了另一種定量加料器31?？梢钥吹降谝换就该髟驑悠肥?9從定 量加料器31的右手側(cè)凸出。階梯/鋸齒結(jié)構(gòu)51提供了系統(tǒng)的光學(xué)元件，如下面將要解釋的那 樣。定量加料器進(jìn)一步包括底部殼體39、栗殼體41和頂蓋43。底部殼體39是定量加料器31的 主殼體。容納在栗殼體41里面的栗是具有一對相互嚙合的小齒輪45、47的齒輪栗。齒輪對中 的小齒輪45、47中的一個被設(shè)置為耦接到飲料分配機的驅(qū)動軸。
[0085]栗殼體41為栗提供了齒輪栗和用于齒輪栗的入口和出口孔兩者的主體。在具體的 實施例中，如在這里描述的，可以看到液體流動路徑53中的延長部55在栗殼體41的右手側(cè) 上。延長部55作為引流器工作。引流器55保證產(chǎn)品通過第一基本透明元件(在本圖中是樣品 室49)抽入栗，并且因此如下所述通過光學(xué)系統(tǒng)的視場。然而應(yīng)當(dāng)理解，對于光學(xué)系統(tǒng)的運 行而言，引流器是可選的元件而不是必需的。
[0086]頂蓋43安裝到底部殼體39上。頂蓋43用于將定量加料器31連接到可更換供應(yīng)包 (未示出，但卻是常規(guī)的）。
[0087]圖12顯示了在裝配狀態(tài)下并且關(guān)于檢測組件的位置的圖11中的定量加料器31。在 定量加料器31的可選擇的實施例中，產(chǎn)品可用性(液體的存在）的結(jié)束，是通過在分配時液 體產(chǎn)品中存在空氣而被物理地指示出來的。當(dāng)傳送進(jìn)入栗時，檢測系統(tǒng)利用液體和空氣之 間的折射率變化來放大液體中空氣的存在。這種光學(xué)效應(yīng)的示例如在圖13中所示。
[0088]來自外部光源57的光被朝向棱鏡59引導(dǎo)，該棱鏡59形成樣品室49的一部分。在這 里，棱鏡59用作光學(xué)元件，其可以是利用液體和空氣的折射率差的任何形狀或形態(tài)的元件。 僅要求該光學(xué)元件可用來改變落在光學(xué)元件上的光的方向。當(dāng)空氣在樣品室49時，來自光 源57的光穿過外壁61，但是從內(nèi)部的內(nèi)墻63反射(參見圖13A)。反射光然后從棱鏡59出射， 在這里它被第三檢測器(例如反射傳感器65)檢測。
[0089]在樣品室49中液體的存在(參見圖13B)改變了內(nèi)部的內(nèi)壁63處的折射率，使光線 繼續(xù)進(jìn)入液體而不是被反射。從遠(yuǎn)室壁67出射的光由第一檢測器或上檢測器(例如透射傳 感器69)檢測。
[0090] 為了降低成本和提高生產(chǎn)力，示意圖13(A和B)所示的固體棱鏡59被圖13C中所示 出的一系列更小的多個小平面71取代。在所描述的實施例中，在樣品室49的內(nèi)壁63的外部， 小平面71形成階梯鋸齒結(jié)構(gòu)51。在其它能想到的示例中，定量加料器的整個殼體可以用作 樣品室，并且小平面合并到殼體側(cè)壁中。
[0091] 當(dāng)空氣存在于內(nèi)側(cè)壁63上時，小平面71用于通過將光線向反射傳感器65切換，放 大樣品室中空氣的存在。改進(jìn)檢測的進(jìn)一步的方法是在栗循環(huán)期間的各種傳感器的監(jiān)測。 通常這樣的內(nèi)部反射傳感器65可以用作靜態(tài)設(shè)備，在該靜態(tài)設(shè)備中，空氣的存在只在分配 循環(huán)之前或之后檢測。
[0092] 粘稠的和非均質(zhì)的一些液體(尤其是液體咖啡)使得該方法變得問題重重。在栗運 行的同時，通過監(jiān)測反射和透射傳感器65、69,可以檢測到夾帶在液體中的氣泡。通過精心 設(shè)計定量加料器31，可以保證夾帶的氣泡通過傳感器視場。進(jìn)一步的設(shè)計考慮將確保氣泡 被迫與每一個小平面71的內(nèi)壁63接觸。這同時提高了檢測和行為以便清潔形成的產(chǎn)品的內(nèi) 表面。
[0093]在上面所描述的示意性示例中，參考圖13(A和B)，固體三角形棱鏡59用作系統(tǒng)中 的光學(xué)元件。內(nèi)壁63的角度根據(jù)空氣和待測液體的不同折射率而選擇。通過光學(xué)分析確定 角度。在樣品室49中有空氣的理想條件下，所有的光都反射到與入射光成90度放置的反射 傳感器65上。利用各種成型工藝的試驗表明，表面特征急劇減少相對而言不會影響光學(xué)性 能。因此，檢測技術(shù)也可以使用固體棱鏡。圖13C顯示了使用多個小平面71的階梯棱鏡的設(shè) 計。在實際中，優(yōu)選的使用少量的塑料。固體棱鏡59已使用一系列較小的三角形小平面71來 實施。這些小平面71構(gòu)成如圖13C所示的階梯特征51。再一次，內(nèi)表面或內(nèi)壁63的角通過分 析被優(yōu)化。階梯的大小是根據(jù)光出射源57的出射角和反射傳感器65的入射角。小平面階梯 71通常是在90度(如果需要可以優(yōu)化）。表面加工應(yīng)該平整、光滑，以防止表面散射/透鏡化。 分析表明，在任一個或兩個表面上的一定程度上的圖案并沒有對其性能有顯著的影響。由 于制造公差，這個設(shè)計對于變形是合理寬容的。
[0094]在本實施例中的引流器55是可以隨意使用的，以確保正確的運行，其中產(chǎn)品在栗 輸送時必須在檢測系統(tǒng)的前面通過。引流器55已經(jīng)加裝在栗的流路53中以確保產(chǎn)品被抽吸 通過樣品室49。引流器55不影響已有的栗的入口尺寸。圖15中示出的引流器的側(cè)視圖。引流 器55提供了幾個優(yōu)點，其中：
[0095]-它在反射傳感器65的前面引導(dǎo)產(chǎn)品流，尤其是空氣氣泡；
[0096]-它具有在一個軸向上的尺寸，以確?？諝鈿馀輰⒔佑|小平面71的內(nèi)壁63;
[0097]-它不干擾傳感器的視野，因為它允許光傳導(dǎo)直接通過引流器55的清澈的塑料到 達(dá)透射傳感器69,從而降低系統(tǒng)的信噪比；和/或
[0098] -它的形狀和位置經(jīng)過設(shè)計，以實現(xiàn)上述優(yōu)點，并通過引導(dǎo)液體與小平面的內(nèi)側(cè)接 觸，對小平面的內(nèi)側(cè)提供"清洗"動作。
[0099] 如上所述，定量加料器31形成了可更換供應(yīng)包的一部分，該可更換供應(yīng)包是通過 盒中袋式消耗品的形式具體實施的。包被放置到咖啡機/分配器中，其中設(shè)置了光學(xué)檢測系 統(tǒng)。如圖16中示出了定量加料器31與分配設(shè)備的接口部73連接。從而定量加料器31用作包 接口。加載手柄和其它機器結(jié)構(gòu)沒有顯示以簡化圖16。光學(xué)元件位于分配器接口部73中，該 分配器接口部73包圍容納具有小平面71的樣品室49的腔74。參見圖16B的右手側(cè)，光源57位 于小平面71的右側(cè)，正如結(jié)合圖12和14所理解的。當(dāng)透射傳感器69位于小平面71的左側(cè)時， 反射傳感器65直接位于小平面71的上方(如圖16B所示）。
[0100]光學(xué)系統(tǒng)的進(jìn)一步的功能是確認(rèn)可更換供應(yīng)包已被正確加載到分配器設(shè)備中。在 這方面，獨立的包到位(Pack-in-Place，PIP)傳感器75位于透射傳感器69的下方，在棱鏡小 平面71左側(cè)，如圖12所示。
[0101] 因此，分配器設(shè)備包括如圖12所示的檢測系統(tǒng)，并且包含如下所描述的一些有利 的特征。用于檢測系統(tǒng)的透射光源57可以是發(fā)光二極管(LED)。為了提供最大的產(chǎn)品滲透， 優(yōu)選紅外LED(波長~880納米）。然而，系統(tǒng)也可在其它波長，并且在650納米的測試已經(jīng)成 功。一般地，發(fā)光二極管(LED)的波長在500納米至950納米的范圍內(nèi)，優(yōu)選在650納米至880 納米的范圍內(nèi)。
[0102] 優(yōu)選的波長是根據(jù)產(chǎn)品的光譜吸收特性的。對于更常用的僅僅透射型的系統(tǒng)(通 過產(chǎn)品而閃光），所述波長將被調(diào)整使得當(dāng)存在產(chǎn)品時實現(xiàn)最大衰減。正如前面提到的，在 側(cè)壁上的產(chǎn)品形成可以使這種方法產(chǎn)生問題。
[0103] 對于提出的檢測系統(tǒng)，選擇波長使得可以實現(xiàn)最大透射。這允許光進(jìn)入樣品室49， 以便穿透可能在其后面隱藏空隙的任何存在的膜。紅外光源的一個進(jìn)一步的優(yōu)點是，消費 者在更換包的時候不容易感覺到它。
[0104]透射LED的第二個方面是它的輸出光束角。用廣角光源照射樣品室49的側(cè)壁會導(dǎo) 致光傳播進(jìn)入定量加料組件31的清澈塑料側(cè)壁中及其周圍，這種光可以用不受控制的方式 在定量加料器的不同部分從側(cè)壁出射，并且可能以不受控制的方式進(jìn)入傳感器中。其結(jié)果 是，在事實上什么也不應(yīng)該存在的時候，傳感器檢測到某種形式的信號（降低的信噪比）。為 了解決這個問題，LED的輸出角應(yīng)盡可能窄，并且優(yōu)選在大約+/3度(總的半功率波束寬度6 度）。增大輸出角可能會導(dǎo)致由不受控制的光散射而引起的性能降低。
[0105]當(dāng)空氣接觸小平面71的內(nèi)壁63而存在時，將發(fā)生內(nèi)反射，從而導(dǎo)致光從LED光源57 轉(zhuǎn)向90度朝向反射傳感器65。其中產(chǎn)品的膜存在于空氣和側(cè)壁之間，反射會發(fā)生在膜/空氣 邊界處。雖然在膜/空氣界面將發(fā)生一些衰減和散射，系統(tǒng)的性能仍然足夠提供可靠的指示 指明氣泡正在穿過系統(tǒng)。內(nèi)壁63和引流器55之間的空間對于確保氣泡向側(cè)壁施加足夠的力 (以確保產(chǎn)品的膜是光學(xué)意義上的薄)是至關(guān)重要的。
[0106] 圖14是光學(xué)系統(tǒng)的細(xì)節(jié)圖。反射傳感器65被選擇以匹配LED光源57的波長。檢測角 度應(yīng)該是合理地寬的，以允許集成來自棱鏡內(nèi)表面63的信號。然而接收角度不應(yīng)寬到允許 從定量加料器31的其它部分收集到雜散光。接收角度推薦為16至24度(對應(yīng)于:+/-8至+/-12度半功率)。
[0107] 為了獲得最佳的系統(tǒng)性能，LED光源57、反射和透射傳感器65、69應(yīng)在同一水平面 上對齊。反射傳感器應(yīng)與LED軸線成90度（圖12)。應(yīng)優(yōu)化傳感器在水平面上的準(zhǔn)確位置。
[0108] 當(dāng)存在液體產(chǎn)品時，透射傳感器69收集任何通過樣品室49的光。透射傳感器69的 參數(shù)類似于反射傳感器65的參數(shù)，涉及波長和接受角度。再一次為了最佳性能，透射傳感器 69應(yīng)與LED光源57位于同一軸線上。
[0109] 同時檢測反射和透射，允許對產(chǎn)品作出更詳細(xì)的評估。例如，相對透明的產(chǎn)品（如 薄液意大利濃咖啡)將主要由透射傳感器69檢測。具有高不透明度和散射特性的產(chǎn)品（如牛 奶)也將在反射傳感器65上顯示一些信號。這些特性的變化(無論是動態(tài)或靜態(tài)狀態(tài)）可能 使識別可更換供應(yīng)包中包含的產(chǎn)品成為可能。這反過來又可以讓消費者將包放置在多包分 配器的任何位置，該多包分配器接受多個可更換供應(yīng)包。分配器可以從呈現(xiàn)的光信號中確 定產(chǎn)品類型。
[0110] 當(dāng)沒有定量加料器31在分配器設(shè)備（即其接口部73處)時，透射傳感器69直接檢測 到LED光源57的輸出，而反射傳感器65將接收不到信號。這種傳感器讀數(shù)可以被自動校準(zhǔn)軟 件使用，來查看最大信號電平的變化，其中變化可以代表系統(tǒng)可能的污染。
[0111] 空的定量加料器31的存在會導(dǎo)致反射傳感器65接收到最大信號電平，并且透射傳 感器69接收到最小信號。再一次地，可以在這一點上進(jìn)行自動校準(zhǔn)。此條件也可用于初始化 栗啟動順序。
[0112]其中已使用的包被放置在機器中，反射和透射傳感器65、69中的任一個或二者將 接收到降低的信號電平。在這種情況下，栗啟動順序不需要初始化。
[0113]動態(tài)測量是與定量加料器31協(xié)同運作的檢測系統(tǒng)的另一個特點。已知的液體產(chǎn)品 可用性傳感器系統(tǒng)使用靜態(tài)的測量系統(tǒng)。一個示例是液體容器中的浮動傳感器。在這樣的 系統(tǒng)中，只要有足夠的液體能夠保持浮動開關(guān)關(guān)閉，傳感器就允許栗運行。與本發(fā)明有關(guān)的 可更換供應(yīng)包中使用的液體產(chǎn)品的性質(zhì)阻礙了簡單的靜態(tài)檢測系統(tǒng)。在定量加料周期（可 能是幾天)之間，產(chǎn)品的厚膜可以形成在樣品室49的側(cè)壁上。這種厚的形成可以使透射檢測 器69的檢測模糊，導(dǎo)致產(chǎn)品可用性的錯誤指示。
[0114]使用棱鏡59(即棱鏡小平面71)和引流器55的已開發(fā)的動態(tài)系統(tǒng)主要依靠產(chǎn)品中 夾帶的氣泡的檢測。這些通過傳感器系統(tǒng)的氣泡接觸地掃過棱鏡小平面71的內(nèi)壁63，導(dǎo)致 朝向反射傳感器65折射的光的短脈沖。這些脈沖在栗循環(huán)過程中很容易被檢測到。
[0115]在栗周期中，動態(tài)測量算法檢查傳感器系統(tǒng)，并估計包含空氣的栗周期的百分比。 可調(diào)節(jié)的閾值確定不可接受的空氣量何時通過系統(tǒng)。在這個時間點上，產(chǎn)品標(biāo)記為不再可 用(包用完）。
[0116] 定量加料器31的另一個特征是用于擺動和PIP感測的第二基本不透明元件77(圖 17)。當(dāng)包放入分配機后，分配器栗驅(qū)動的花鍵驅(qū)動軸79必須與定量加料器31的栗機構(gòu)的小 齒輪45嚙合（圖18)?？梢源_定一個問題，即驅(qū)動部件（例如齒輪栗的小齒輪45)必須被壓成 與花鍵軸79嚙合，所述花鍵軸79將驅(qū)動被動小齒輪45。兩個驅(qū)動軸79和小齒輪45具有適當(dāng) 程度的摩擦。當(dāng)花鍵軸79的花鍵81不與小齒輪45上的匹配結(jié)構(gòu)83對齊時，需要方案能夠?qū)?二者對齊而不破壞任何一個部件的花鍵81或匹配結(jié)構(gòu)83。如果驅(qū)動軸79在大約+/-40度前 后震蕩或"擺動"（與圖18中的箭頭85、87-致），則在這種嚙合更容易。根據(jù)提出的方案，PIP 傳感器75檢測小齒輪45何時接近驅(qū)動軸79,并且在這種情況下時，驅(qū)動軸79稍微擺動幾度。 在圖中的檢測凸起77(圖17)的過程中，在PIP傳感器75通過第二基本不透明元件檢測到小 齒輪45的存在后，驅(qū)動軸79的稍微擺動持續(xù)一秒鐘。為了簡化驅(qū)動和被動元件79、45而選擇 的解決方案在沒有人為的關(guān)注是有效的。圖17顯示了用于驅(qū)動軸靠近和啟動"擺動"的檢測 凸起(detection tab)77。為了幫助對定量加料器31接近設(shè)備的花鍵驅(qū)動軸79進(jìn)行早期檢 測，檢測凸起77位于樣品室49的底部。檢測凸起77的尺寸和位置被確定以確保在花鍵驅(qū)動 軸79與定量加料器31的小齒輪45嚙合之前，從LED光源57到透射傳感器69的光在下降期間 被遮蔽。檢測凸起77被PIP傳感器75用于檢測包的接近。當(dāng)包被放入分配器設(shè)備時，分配器 驅(qū)動軸79的驅(qū)動花鍵81必須與定量加料器31的栗小齒輪45嚙合。當(dāng)定量加料器31與相關(guān)的 花鍵81嚙合時，如果驅(qū)動軸79前后轉(zhuǎn)動幾度，這種嚙合更容易實現(xiàn)。這個振蕩旋轉(zhuǎn)參考上文 提到的"擺動"。
[0117] LED光源的57和透射傳感器69的另一個方面是，它們應(yīng)該被定位以允許LED光源的 57和透射傳感器69在花鍵軸79與栗機構(gòu)嚙合之前，檢測定量加料器的樣品室49的底部。這 個檢測啟動擺動動作。凸起77是不透明的或處理為不透明的，并且添加到樣品室49的底部， 以確保透射傳感器69在降低周期中，在正確的位置檢測到殼體。
[0118] 花鍵軸79和定量加料器殼體39之間的嚙合在圖18和19中示出。當(dāng)定量加料器31位 于其主位置上方8.8mm的第一距離時(在這個示例中），軸79與定量加料器底表面吻合。只有 在代表下降周期的最后(在這個示例中）3.9mm的第二距離時，軸79上的花鍵81與小齒輪45 嚙合。擺動需要在第一和第二距離之間開始。嚙合順序在下面更詳細(xì)的描述。
[0119] 圖18說明了定量加料器31的栗小齒輪45的花鍵嚙合。而后續(xù)的包到位檢測在圖19 中示出。作為系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒的最后檢查，進(jìn)一步的PIP傳感器75放置在透射傳感器69下方。 當(dāng)定量加料器31位于完全加載的主位置時，該傳感器被激活。PIP傳感器75被定為使得當(dāng)包 不到位時，能夠檢測到來自LED光源57的足夠的光線。當(dāng)適當(dāng)定位時，樣品室49的底部上設(shè) 置的凸起77將遮擋PIP傳感器75,從而提供指示表明包是完全加載的，并且能夠被操作（參 見圖17)。
[0120] 如上所述，透射傳感器69和LED光源57應(yīng)在同一軸線上。以允許足夠的光線到達(dá) PIP傳感器75,并確保它在正確的位置被激活，可能需要稍微移動透射傳感器69離開軸線。 在這種情況下應(yīng)該特別小心，以確保產(chǎn)品可用性檢測(PAD)系統(tǒng)的性能沒有降低。建議在測 試之前進(jìn)行光線跟蹤，以確保系統(tǒng)保留所需的PAD性能。
[0121] 具有定量加料器31的包的下降順序（用于觸發(fā)擺動動作，并且表明包已就位)在圖 17-19示出。在主位置上方10mm的第三距離處(在這個示例中），前往透射傳感器69的光已經(jīng) 被樣品室49的凸起77阻擋。如前所述，軸79在這一點上已經(jīng)與殼體39吻合。
[0122] 在圖19中，顯示了定量加料器31下降位于10mm的第三距離的位置處（圖19A)，以及 下降位于5mm的第四距離處（在這個示例中）（圖19B)。通過約5毫米，透射傳感器69完全阻 擋，但仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)位于3.8mm的第二距離(在該第二距離驅(qū)動軸與小齒輪45嚙合)之前。PIP傳 感器75現(xiàn)在也開始在這一點被遮擋。在2.5mm的第五距離(在這個示例中），PIP傳感器75已 經(jīng)完全阻擋。加載手柄(未顯示，但很常規(guī))可以方便的具有加載彈簧的"過中心"操作，并且 這樣將協(xié)助驅(qū)動定量加料器31進(jìn)入完全下降的主位置。
[0123] 如圖20所示，替代的第二類型供應(yīng)包或盒113的突出的第二類型定量加料器119具 有設(shè)置在相對兩個側(cè)面的橫向樞軸螺栓凸起121、123。替代的第二類型可更換供應(yīng)包113具 有安排用于容納將在系統(tǒng)運行中供應(yīng)的產(chǎn)品的容納殼體115。驅(qū)動端口 125和原料排出端口 127在定量加料器119的底面上。原料排出端口 127具有柔性彈性環(huán)形密封件129。定量加料 器119進(jìn)一步包括突出的殼體部131。與上面所述的樣品室49或標(biāo)準(zhǔn)定量加料器的透明的上 部11A不同，突出的殼體部131基本是不透明的。突出的殼體部131形成定量加料器119的上 部，定量加料器119的上部基本是不透明的，并且適于填充將要提供的產(chǎn)品。定量加料器119 進(jìn)一步具有下凸起132,其也基本不透明，并且從屬于突出部分131。下凸起132形成定量加 料器119的基本不透明的下部，類似于本文上面描述的第二基本不透明元件11B和77。參考 圖22和23可以更充分地理解其細(xì)節(jié)。
[0124] 在飲料分配機或設(shè)備的盒艙中的加載通道133的細(xì)節(jié)如圖21所示。加載通道133可 以通常是在設(shè)備的前艙口的后面(未顯示，但常見）。在圖21中所示的加載通道133被布置用 于以并排的關(guān)系接收兩個供應(yīng)包或盒113,或相當(dāng)于可更換供應(yīng)包9的彼此不同的盒。每個 供應(yīng)包或盒113(或供應(yīng)包9)將與其定量加料器119(或分別地11、31)插入在一個后面的位 置，并且如圖21中所示的，加載通道133,其具有第一和第二腔135A、135B，類似于參考圖16 所示的接口部73。同樣的，第一和第二腔135A、135B是分別容納插在加載通道133的左或右 手部分的供應(yīng)包或盒113各自的定量加料器119。加載通道133的每個平行部分具有手柄 137A、137B，所述手柄137A和137B與它所面對的第一或第二腔135A、135B相關(guān)聯(lián)。左手柄 137A顯示在解鎖位置，準(zhǔn)備接收供應(yīng)包或盒113,而右手桿137B顯示在鎖定位置，但沒有盒 插入。每個腔135A、135B具有突出的驅(qū)動軸139A、139B(圖21中的驅(qū)動軸139B被手柄137B隱 藏），和凹的原料接收連接件141A、141B。驅(qū)動軸139A、139B和凹的原料接收連接件141A、 141B的每一個都被定位以便將相關(guān)的供應(yīng)包或盒113的定量加料器119的驅(qū)動端口 125和原 料出口端口 127接合。第一和第二腔135A、135B中的每一個具有凹型的延伸（類似于圖16的 接口部分73的腔74)，用于接收定量加料器119的基本不透明的殼體部131。傳感器143、145 設(shè)置在腔135A、135B的凹型延伸中，以便通過殼體部131來檢測盒的正確定位以及供應(yīng)包或 盒113的產(chǎn)品可用性。附圖標(biāo)記143所表示的傳感器是上部透射傳感器，類似于上面描述的 傳感器5或69,而附圖標(biāo)記145所表示的傳感器是類似于上面描述的傳感器65的反射傳感 器。定量加料器119的第二基本不透明元件是不透明的凸起132,其從突出的殼體部131的底 部延伸，并且被定位安裝以確保在可更換第二類型供應(yīng)包113的放置期間，機器接口 135A、 135B的發(fā)射器的輻射在突出的殼體部131與發(fā)射器和傳感器143之間的共同的軸對準(zhǔn)之前， 首先被不透明的凸起132遮擋。如上面解釋的，第二基本不透明元件132用于PIP檢測。當(dāng)?shù)?二類型供應(yīng)包113連接到飲料分配機時，分配機的相關(guān)驅(qū)動軸139A、139B必須與定量加料器 119的驅(qū)動端口 125嚙合。當(dāng)適當(dāng)?shù)夭迦霗C器接口 135A或135B時，定量加料器119的上部131 面對傳感器143的第一或上檢測器，并且下部面對傳感器143的第二或下部檢測器。第二基 本不透明的元件132,因此在使用中放置在發(fā)射器和傳感器143的第二或下檢測器之間。替 代的包或盒113與其定量加料器119 一起插入腔135A或135B的效果是基本不透明的殼體部 131將遮擋光源3、57到傳感器143和145的檢測器中的任意一個的發(fā)射。這具有這樣的效果， 替代供應(yīng)包或盒113仿制產(chǎn)品在任何時候都是可用的。當(dāng)比如替代包或盒113是在頂部再充 滿時，這種替代功能可以很方便，同時可以保持替代包或盒113連接到飲料準(zhǔn)備和分配設(shè) 備。
[0125] 也可以通過改進(jìn)第一類型的可更換供應(yīng)包9(通過使第一基本透明元件(例如第一 類型的定量加料器11、31的上部11A或樣品室49)能吸收光)來獲得第二類型的代替的可更 換供應(yīng)包113,改進(jìn)是使。這可以例如，通過對相關(guān)的透明部分提供黑色的外涂層或遮蓋物， 通過提供光吸收覆層，或以任何其它能蓋住機器接口的傳感器的方式實現(xiàn)的。
[0126] 雖然在這里所描述的示例中的各種檢測器已被描述為傳感器，在本領(lǐng)域技術(shù)人員 能理解的范圍內(nèi)，這樣的檢測器可以組裝包括透鏡、光波導(dǎo)、光學(xué)和/或電子濾波器等。同樣 的本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠明確，自動檢測是與定量液體的特定齒輪栗不是相關(guān)聯(lián)的，并且其 它形式的定量加料可以與本發(fā)明的檢測系統(tǒng)相結(jié)合。
[0127] 因此，已經(jīng)描述了用于提供飲料的自動化過程的支持裝置。特別是，在飲料分配機 中檢測可更換供應(yīng)包(9)的存在和內(nèi)容物的檢測是自動的。通過發(fā)射光并測量在光檢測器 (7、75)上存在所發(fā)射的光來提供包到位檢測，系統(tǒng)確定供應(yīng)包的缺失或正確/不正確的放 置。產(chǎn)品可用性檢測通過利用另一個光檢測器(5、69、65)來檢測穿過供應(yīng)包的透明元件的 光強度來提供，系統(tǒng)確定了供應(yīng)包中產(chǎn)品的存在程度。
[0128] 我們認(rèn)為，從之前的說明書和附圖中可以明確本發(fā)明的運行和實施。對于本領(lǐng)域 技術(shù)人員來說這是明確的，本發(fā)明不限于此處描述的任何實施例，改進(jìn)是可能的，都應(yīng)考慮 在附加的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。同時運動反演認(rèn)為在本質(zhì)上公開了，并且也在本發(fā)明的范圍 內(nèi)。在權(quán)利要求中，任何參考標(biāo)志不應(yīng)被解釋為限制權(quán)利要求。當(dāng)在說明書或附加的權(quán)利要 求中使用"包含"和"包擴"這兩個術(shù)語時，不應(yīng)被解釋為排外的或盡述的含義，而是包容的 含義。因此，在列出的任何權(quán)利要求中所使用的表達(dá)"包含"，不排除附加的其它元件或步驟 的存在。進(jìn)一步，單詞"一個"和"一個"不應(yīng)被限制為"只有一個"，而是用來表示"至少一 個"，并且不排除多個。不具體地或明確地描述或聲明的特征可以附加地在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)范 圍內(nèi)包括。例如："用于……的結(jié)構(gòu)"的表述應(yīng)被理解為："為……而配置的組件"或"……的 成員構(gòu)造"，并應(yīng)解釋為包括已公開的結(jié)構(gòu)的相等物。表達(dá)的使用，例如："關(guān)鍵"，"優(yōu)選"， "特別優(yōu)選"等，不意味著限制本發(fā)明。在本領(lǐng)域技術(shù)人員能力內(nèi)的添加，刪除，和改進(jìn)一般 可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍進(jìn)行，如權(quán)利要求確定的那樣。
【主權(quán)項】
1. 一種系統(tǒng)，包括飲料分配機，所述飲料分配機適于接收至少一個第一類型可更換供 應(yīng)包(9)，所述第一類型可更換供應(yīng)包包括第一類型定量加料器(11 ;31)和將在所述系統(tǒng)運 行中提供的產(chǎn)品，所述系統(tǒng)包括用于至少自動檢測存在所述第一類型可更換供應(yīng)包和所述 第一類型可更換供應(yīng)包中的所述產(chǎn)品的一個或多個檢測裝置，所述裝置包括： 第一接口（13;73;135六；1358)，包含在機械中； 所述第一類型可更換供應(yīng)包的所述第一類型定量加料器（11 ;31)上的第二接口，能夠 操作地連接到所述第一接口； 所述第一接口上的發(fā)射器(3; 57 )，用于發(fā)射輻射； 所述第一接口上的第一檢測器(5;69; 143)，用于檢測所述第一類型可更換供應(yīng)包中的 所述產(chǎn)品的存在； 所述第一接口上的第二檢測器(7;75)，用于檢測所述第一類型可更換供應(yīng)包的存在， 并且 其中，所述第一類型定量加料器（11 ;31)上的所述第二接口能夠在所述發(fā)射器(3;57) 與所述第一和第二檢測器(5，7; 69，75; 143)之間接收，以干擾由所述發(fā)射器(3; 57)發(fā)射的 輻射，所述第一類型定量加料器的所述第二接口（ 11; 31)包括： 第一基本透明元件（11A;49)，在使用中設(shè)置于所述發(fā)射器(3;57)和所述第一檢測器 (5;69)之間；以及 第二基本不透明元件（11B;77)，在使用中設(shè)置于所述發(fā)射器(3;57)和所述第二檢測器 (7;75)之間，并且 其中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括至少一個第二類型供應(yīng)包（113)，所述第二類型供應(yīng)包包括 第二類型定量加料器（119)，所述第二類型定量加料器用作能夠操作地連接到所述第一接 口（13;73;1354;1358)的第二接口，并且所述系統(tǒng)具有能夠在所述發(fā)射器(3;57)與所述第 一和第二檢測器(5,7;69,75; 143)之間接收的第一和第二元件，并且干擾由所述發(fā)射器(3; 57)發(fā)射的輻射，所述第二類型定量加料器（119)具有基本不透明的第一元件（131)和第二 元件（132)兩者。2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步還包括至少一個所述第一類型可更換供應(yīng)包(9)。3. 如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中所述發(fā)射器是紅外（IR)光發(fā)射器。4. 如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中所述發(fā)射器是發(fā)光二極管(LED)。5. 如前面任一項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步被設(shè)置以驗證所述第一檢測器（5;69; 143)產(chǎn)生的信號是否低于或高于預(yù)定閾值。6. 如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述第一檢測器(5;69; 143)檢測到輻射高于所述 預(yù)定閾值并且所述第二檢測器(7;75)基本沒有信號產(chǎn)生時，考慮激活以后過去的一段時 間，以確定放置的第一類型的包是空的還是充滿的但仍未開封。7. 如權(quán)利要求1到6中任一項所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述第一檢測器(5;69; 143)檢測到輻 射低于所述預(yù)定閾值并且所述第二檢測器(7;75)基本沒有產(chǎn)生信號時，考慮在第一和第二 定量加料器兩者中都存在產(chǎn)品。8. 如權(quán)利要求1至7之一所述的系統(tǒng)，其中所述第一接口是機器接口，并且所述第二接 口是第一類型或第二類型的包接口。9. 如權(quán)利要求1至8之一所述的系統(tǒng)，其中所述機器接口（73)進(jìn)一步包括第三檢測器 (65;145)〇10. 如權(quán)利要求1至9之一所述的系統(tǒng)，其中所述第一檢測器(5; 69)在公共軸上基本與 所述發(fā)射器(57; 3)對準(zhǔn)。11. 如權(quán)利要求9或10所述的系統(tǒng)，其中所述第三檢測器(65; 145)直接垂直于所述公共 軸，并且光學(xué)元件(59)適于與所述第一檢測器(69)和所述第三檢測器(145;65)兩者對準(zhǔn)。12. 如權(quán)利要求9、10或11所述的系統(tǒng)，其中所述第三檢測器是反射傳感器。13. 如權(quán)利要求1至12之一所述的系統(tǒng)，其中所述第一元件是突出的殼體部（131)，并且 其中所述第二基本不透明元件（132)是從所述突出的殼體部（131)的底部延伸的不透明的 凸起，所述凸起被放置并定位以確保在可更換第二類型供應(yīng)包的放置期間，在所述突出的 殼體部（131)與所述公共軸對齊之前，所述發(fā)射器(57)的輻射首先被所述不透明凸起(77) 遮擋。14. 如權(quán)利要求1到13之一所述的系統(tǒng)，其中所述第二類型定量加料器（119)包括栗，所 述栗具有被動的小栗齒輪，并且其中所述機器接口（73;135A;135B)具有用于驅(qū)動所述小栗 齒輪的驅(qū)動軸(79; 139A; 139B)。15. 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述第二類型定量加料器（119)包括栗，所述栗具 有被動的小栗齒輪，所述機器接口（73; 135A;135B)具有用于驅(qū)動所述小栗齒輪的驅(qū)動軸 (79;139A;139B)，并且其中對所述凸起的檢測（132)啟動所述驅(qū)動軸(79;139A;139B)的前 后轉(zhuǎn)動運動，以協(xié)助所述小栗齒輪與所述驅(qū)動軸(79; 139A; 139B)的嚙合。16. 如權(quán)利要求1至15之一所述的系統(tǒng)，其中在與正確連接到所述飲料分配機的所述第 一類型可更換供應(yīng)包一起使用的過程中，在所述產(chǎn)品從所述第一類型供應(yīng)包到所述飲料分 配機的定量加料周期中，動態(tài)檢測所述第一類型可更換供應(yīng)包中產(chǎn)品的存在。17. 如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中設(shè)置動態(tài)測量算法以便在定量加料周期內(nèi)估算液 體產(chǎn)品中的氣泡的量，并基于所述估算決定所述第一類型供應(yīng)包是否已達(dá)到其物質(zhì)的末 尾。18. 如權(quán)利要求1至17之一所述的系統(tǒng)，其中所述發(fā)射器是波長在500納米至950納米范 圍內(nèi)，優(yōu)選為650納米至880納米范圍內(nèi)的發(fā)光二極管(LED)。19. 如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述發(fā)射器具有約3度的輸出角。20. 如權(quán)利要求1至19之一所述的系統(tǒng)，其中所述第一檢測器(69)具有16到24度范圍內(nèi) 的接收角。21. 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述第三檢測器(65; 145)是反射傳感器，并且具有 在16到24度范圍內(nèi)的接收角。22. -種包括第二類型定量加料器和至少一個第二類型供應(yīng)包的容納殼體的部件裝 備，其中所述第二類型定量加料器是權(quán)利要求1到21之一所述的系統(tǒng)的所述第一類型定量 加料器的替代物，并且包括： 位于所述第二類型定量加料器底面上的驅(qū)動端口和材料出口端口；以及 突出的基本不透明的殼體部。23. -種第二類型可更換供應(yīng)包，在裝配的組件中包括如權(quán)利要求22所述的部件裝備。
【文檔編號】A47J31/40GK106061340SQ201480076720
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2014年12月29日
【發(fā)明人】布拉姆·克萊貝斯
【申請人】皇家戴維艾格伯茨有限公司