测量咖啡磨所分配的咖啡量的方法及包括该咖啡磨的装置的制作方法

专利名称：测量咖啡磨所分配的咖啡量的方法及包括该咖啡磨的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及泡制咖啡装置的领域，更具体地涉及包括咖啡豆磨的意
式浓缩咖啡(espresso)型装置领域。
本发明特别涉及一种利用电动机驱动旋转的咖啡磨砂轮分配一定剂量 咖啡的方法。
背景技术：
在上述类型的装置中，分配一定剂量的咖啡的方法都基于计算咖啡磨砂 轮的转数。从法国专利文献FR2648035中人们了解到一种装置，其包括由 电动机驱动的咖啡磨。分配一定剂量咖啡的方法是基于利用传感器计算砂轮 的转数，当达到预定的转数时该传感器控制由电动机停止。
这种公知的分配一定剂量咖啡的方法是基于这样一种假设，即，不管咖 啡磨的使用条件如何，由于砂轮旋转所生成的咖啡量是一样的。超出意料之 外，申请者却强调了由于砂轮转动所生产的咖啡量变化很大。

发明内容
本发明的目的是提出一种测量所分配咖啡量的方法以及一种采用该方 法以便分配精确剂量的咖啡并且可重复进行的装置。
本发明的另一个目的是4是出一种用于泡制咖啡的装置，其包括利用咖啡 磨砂轮分配一定剂量咖啡的方法，其可以筒单且非常经济地实施。
为此，本发明涉及一种测量由咖啡磨砂轮按照预定的砂轮转数Ni或按 照预定的时间间隔Ti所分配的咖啡量MN,或Mtj的方法，所述砂、轮由电动机 驱动旋转，所述方法的特征在于
-按照转数1^或按照时间间隔Ti测量砂1仑的平均转速Vi;
-以此根据转速Vi，利用所存储的经实验获得的对应关系表(Vi， MNl) 或(Vi, MTl),推导出按照转数N,所分配的咖啡量或质量Mm或者推导出按照时间间隔Ti所分配的咖啡的质量MTi。 该方法的优点在于，可以精确地确定按照砂轮的预定转数或者按照预定 的时间间隔由咖啡磨砂轮所分配的磨碎咖啡量，这是由于本方法创新地考虑响。
本发明还涉及一种分配一定剂量咖啡的方法，其中利用上述方法来测量 所分配的咖啡量，其特征在于
-使砂4仑按有规律的时间间隔Ti运行；
-按照时间间隔Ti测量砂4仑的平均转速Vi;
画以此利用所存储的经实验获得的对应关系表(Vi， Mi)，推导出按照
时间间隔Ti所分配的咖啡量或质量Mi; -当质量Mi的总和达到了称之为剂量的预定阈值Mo或期望质量时，
1吏电动机停止。
这种方法可以重复分配精确剂量的磨碎咖啡，这是因为考虑到了在咖啡 的整个分配循环过程中，砂、轮转速将会对于时间间隔内所生产咖啡的量产生 影响。
本发明的另一个具体实施方案涉及一种利用由电动机驱动旋转的咖啡 磨砂轮分配一定剂量咖啡的方法，其特征在于 -使砂-轮在时间1内运行；
-利用所述第一种方法测量平均转速Vp然后测量咖啡的质量M^
-根据预定剂量Mo,计算要分配的剩余质量M产Mo-M^
-利用所存储的对应关系表(Vi， MTi),并考虑到砂轮将按转速Vt转
动，来计算用于分配质量Mr的砂轮剩余转数Nr; -使砂轮转动剩余的转数N^
该方法为前述方法的简化方式。在咖啡分配循环的开始阶H通过测量 转速来考虑转速对所生产的咖啡量的影响，并且"^人为在分配循环结束时，所 测的转速不变。这种假设已由申请者进行了实验性验证。
该方法使得咖啡磨的控制电路结构丰支为简单，因为只需要少量的计算。 有利地，时间Ti在咖啡的一个分配循环的期望时间To的一半与To的 7/8之间，优选为To的3/4。
这种设置允许针对一定剂量咖啡分配循环的绝大部分进行转速测量，并 因此而能够得到精确剂量的磨碎咖啡，即使在分配循环结束时将不再测量转速。
有利地，时间间隔Ti在10毫秒与十分之一秒之间，优选为20毫秒。 这种20毫秒的采样较容易实现，因为其对应于50Hz电网频率下的
供电周期。在网络频率为60Hz的情况下，时间间隔Ti优选为16.666毫秒。
此外，本发明还涉及一种用于泡制咖啡的装置，其包括咖啡磨，所述咖 啡磨可利用本发明内容的方法分配一定剂量的咖啡。
这种装置包括带有砂轮的咖啡磨，所述咖啡磨可借助本发明内容的方法 分配一定剂量的咖啡，所述装置能够以重复的方式供纟^#确剂量的咖啡。
有利地，所述装置包括存储器，其内存储有转速Vi与按照转数Ni所分 配的咖啡质量MM之间或者转速Vi与按照时间间隔Ti所分配的咖啡质量Mii 之间的、经实验获得的对应关系表。
这种设置允许所述一定剂量咖啡的分配方法与砂轮的特性相适合，以获 得供给剂量的高精确性。


本发明将可在研读了附图中所示的实施方案后得到更好地理解，这 些实施方案是作为非限制性示例而给出的，其中
图1是根据本发明一个具体实施方案的、驱动咖啡磨砂轮的电动机 的控制电路示意图2示出了砂轮旋转一圈所分配咖啡量随着咖啡磨砂轮转速而变化的 对应关系表的示例；
图3示出了 20毫秒时间所分配咖啡量随着咖啡磨砂轮转速而变化的对 应关系表的示例；
图4示出了根据本发明第一种实施方案的、用于分配一定剂量咖啡的 方法的运行算法的示例；
图5示出了根据本发明第二种实施方案的、用于分配一定剂量咖啡的 方法的运行算法的示例。
本文中仅示出了理解本发明所必需的元件。
本发明涉及一种包含咖啡磨的咖啡制备装置。咖啡磨包括经由減速
器由电动机驱动的砂轮，减速器的减速比为例如40 。
图1示意性地示出了驱动咖啡磨砂轮的交流供电电动机2的控制电 路1。所述控制电路1包括电动机2的控制元件4和电动机2的转数计数装 置5。有利的是，电动机的控制部件是三端双向可控硅开关元件4。电动机 2的转数计数装置是传感器5，并且可以是用于测量随着转速或其它因素而 变化的电动机电参数的类型。电动机2所达到的转数可以经过减速器的减速 比减少为砂轮所达到的转数。
当该装置连接到供电电网时，电动机2和控制电路1通过两个端子L 和N承受交流供电电压。
在控制电路l中接入有微控制器3，微控制器3中包含有可控制装置 不同功能的程序。微控制器3在输入端接收并在输出端输出不同的信息。 在输入端6，微控制器3按有规律的时间间隔接收电动机所达到的转数值。 电动机2所达到的转数可以通过微控制器控制减速器减速比，减到砂轮所达 到的转数。在另一输入端7，微控制器3接收供电电压U的图像；这就可 以使所述微控制器3测量电压值并且确定在哪一时刻电压等于零，即称 为零区(z6rosecteur)的时刻。微控制器3由输出端8控制三端双向可控 石圭开关元件4。
图4示出了根据本发明第一种实施方案的、使得咖啡磨能够分配一定 剂量的磨碎咖啡的连续步-骤，所述咖啡磨的砂、4仑由电动才几驱动；即，直 至咖啡磨的砂轮已分配了预定质量的咖啡。
图4的流程图中所示的第一个步骤100主要是启动咖啡磨。实际上， 为了完成该步骤，使用者可操纵开关型控制机构，该控制机构能够在确 保咖啡磨的容器中装有足够的咖啡豆以后，准许向控制电路l供电。
第二个步骤101是^f效控制器3的程序初始化步骤。该步骤还包括微 控制器3中的计数器回零。该计数器的单位时间T优选为20毫秒，这对 应于50Hz电网频率下的供电周期。该计数器借助于可接收供电电压图像 的输入端7，利用微控制器3进行计时。零区是指每个新单位时间Ti开
7
始的时刻，而i是随着各个新单位时间开始而增加的增量下标。在该步骤
中，微控制器3通过其输出端8控制三端双向可控硅开关元件4来启动 电动才几2。
步骤102对应于利用微控制器3通过下标i进行的计数器的递增，这 可以实现时基的节律性并且可使咖啡磨的研磨循环按每个单位时间前 进。
步骤103是测量单位时间1\内转速Vi的步骤。利用在其输入端6上所 接收的、来自于传感器5的关于电动机所达到转数的信息，微控制器3确定 单位时间Ti内砂轮的转速Vi。
步骤104是确定时间间隔T,内所供给的质量MTi的步骤。
正如前面所描述的那样，申请者已强调指出，由于砂、轮旋转所产生的咖 啡量4艮明显是随砂轮转速而变化的，并且已经实验性地建立了根据指定砂轮 类型的如下对应关系表，即，按照砂轮转数Ni所分配的咖啡量Mm随着砂 轮转速Vi而变化的对应关系表(Vi， MNi)(图2，其中N产l转)。
由上述对应关系表可推导出"t要照预定时间间隔Ti所分配的咖啡量MTi 随着砂轮转速Vi而变化的对应关系表(Vi， MTi)(图3,其中T产20毫秒)。 MNi与MTi的关系式是如下形式
MT产(MNixTiX Vi)/Ni
微控制器3利用所存储的对应关系表(Vi， MTi)计算时间间隔Ti内所
供给的质量MTi。
步骤105为检测步骤，用于探测一定剂量咖啡的分配循环过程的结束。 微控制器3包括可计算质量MTi总和的计数器，以及对应于一定剂量磨碎咖 啡期望质量的存储值M。。例如，M。等于7克。
微控制器将质量MTi的总和与存储值Mo进行比较如果ZMTi < M0, 孩i控制器重新回到步骤102。如果ZMtj〉Mq,则已达到一定剂量咖啡的质 量M。，微控制器3利用其输出端8控制电动机2停止。
图5示出了根据本发明第二种实施方案的、使得咖啡磨能够分配一定 剂量的磨碎咖啡的连续步骤，所述咖啡磨的砂、4仑由电动机驱动。
步骤200(启动装置)、201 (初始化及启动电动机)、202(计数器增量) 和203 (测量转速Vi)与前述步骤100、 101、 102、 103相同。
步骤204为检测步骤，用于检验是否已达到所存储的时间T1(>时间l
是用于实现一个磨碎咖啡分配循环所需时间To的一部分，例如T尸^To-4
4
秒。时间Ti应该足够长，但是需小于用于实现一个磨碎咖啡分配循环的最 少时间，也就是在最大转速条件下执行的时间。
微控制器3包括可求出时间Ti总和的计数器。微控制器3将时间T,的 总和与存储值Ti进行比较如果ZTi〈T^孩史控制器3重新回到步骤202。 如果Z^ 〉 ！\ ，则已达到时间T！,凝:控制器3转到步骤205。
步骤205是计算步骤，用于计算在时间Ti之后由砂轮所要转动的剩余 转数，以便分配一定剂量磨碎咖啡的期望质量Mo。
首先，微控制器3利用在输入端6上所接收的、来自于传感器5的关于 电动机所达到转数的信息，确定时间1内砂轮的转速Vj。
此后，微控制器3利用所存储的对应关系表(Vi, MTi)计算时间间隔 Tj内所提供的咖啡的质量Mi。
然后，微控制器3计算为了达到一定剂量咖啡的期望质量M。而待分配 的剩余咖啡质量M^ M尸M。-M^最后，微控制器3根据所存储的对应关系 表(Vi， MNi),并考虑到在咖啡分配循环结束时Vi等于V!，来确定分配质 量MJ斤需要进行的剩余转数Np
微控制器3初始化下标i并且执行与步骤202相同的步骤206。
步骤207是计算时间间隔Ti内转数Ni的步骤。微控制器3利用在输入 端6上所接收的、来自于传感器5的关于电动机所达到转数的信息，进行所 述计算。
步骤208为检测步骤，用于检测分配一定剂量咖啡的循环过程结束。微 控制器3包括可计算转数Ni总和的计数器。
微控制器将转数N,的总和与要进行的剩余转数的存储值H进行比较。 如果ZNi〈Nr,微控制器重新回到步骤206。如果ZNi〉Nr,则已达到完成 一定剂量咖啡的分配所需的砂轮转数，微控制器3转到步骤209，利用其输 出端8控制电动机停止。
当然，本发明不仅仅限于作为示例描述的以及示出的实施方案。可 以对本发明进行修改，尤其是从不同元件的组成方面来考虑，或进行等 同技术的置换，但它们都不超出本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种测量由咖啡磨砂轮按照预定的砂轮转数Ni或按照预定的时间间隔Ti所分配的咖啡量MNi或MTi的方法，所述砂轮由电动机驱动旋转，所述方法的特征在于:-按照转数Ni或按照时间间隔Ti测量砂轮的平均转速Vi；-以此根据转速Vi，利用所存储的经实验获得的对应关系表(Vi，MNi)或(Vi，MTi)，推导出按照转数Ni所分配的咖啡量或质量MNi或者推导出按照时间间隔Ti所分配的咖啡的质量MTi。
2. —种分配一定剂量咖啡的方法，其中利用如权利要求1所述方法来 测量所分配的咖啡量，其特征在于-使砂轮按有规律的时间间隔Ti运行；-按照时间间隔TJ则量砂轮的平均转速Vi;-以此利用所存储的经实验获得的对应关系表(Vi， Mi),推导出按照时间间隔Ti所分配的咖啡量或质量Mi; -当质量Mi的总和达到了称之为剂量的预定阔值Mo或期望质量时，4吏电动积J亭止。
3. —种利用由电动机驱动旋转的咖啡磨砂轮分配一定剂量咖啡的方 法，其特征在于-使砂轮在时间1\内运行；-利用权利要求1所述的方法，测量平均转速Vp然后测量咖啡的质 量M!;-根据预定剂量Mo,计算要分配的剩余质量M产Mo-M"-利用所存储的对应关系表(Vi, MTl),并考虑到砂轮将按转速V!转动，来计算用于分配质量Mr的砂轮剩余转数Nr;-使砂轮转动剩余的转数Nr。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述时间Ti在咖啡的一 个分配循环的期望时间To的一半与TQ的7/8之间，优选为To的3/4。
5. 根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于所述时间间隔 Ti在10亳秒与十分之一秒之间，优选为20毫秒。
6. —种用于泡制咖啡的装置，包括咖啡磨，所述咖啡磨能够利用权利 要求2至5之一所述的方法分配一定剂量的咖啡。
7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述装置包括存储器， 其内存储有转速Vi与按照转数Ni所分配的咖啡质量MNi之间或者转速Vj 与按照时间间隔Ti所分配的咖啡质量JVTn之间的、经实验获得的对应关系表。
全文摘要
本发明涉及测量咖啡磨所分配的咖啡量的方法及包括该咖啡磨的装置，具体包括一种测量由咖啡磨砂轮按照预定的砂轮转数N_i或按照预定的时间间隔T_i所分配的咖啡量M_Ni或M_Ti的方法，所述砂轮由电动机驱动旋转，该方法的特征在于按照转数N_i或按照时间间隔T_i测量砂轮的平均转速V_i；以此根据转速V_i，利用所存储的经实验获得的对应关系表(V_i，M_Ni)或(V_i，M_Ti)，推导出按照转数N_i所分配的咖啡量或质量M_Ni或者推导出按照时间间隔T_i所分配的咖啡的质量M_Ti。
文档编号A47J31/42GK101377431SQ20081014641
公开日2009年3月4日 申请日期2008年8月28日 优先权日2007年8月29日
发明者吉勒·勒布菲, 迈克尔·伯拉 申请人:Seb公司