布置在饮料分配机的储液器上的重量传感器的校准方法与流程

阅读：评论：0

1.本发明涉及饮料分配机的一般技术领域，所述饮料分配机包括配有重量传感器的储液器，所述重量传感器允许测量代表储液器和储液器中存在的液体的重量的值。

背景技术：

2.从文献kr0146177已知一种饮料分配机，其包括框架、可移动地安装在框架中的储液器、液体泄流装置和控制系统。重量传感器布置在储液器和框架之间以确定代表储液器和储液器中存在的液体的重量的值并将其发送到控制装置。
3.然而，在这种机器中使用的经济型重量传感器，尤其是应变仪，在不同传感器中具有显著的测量离散差。此外，这种重量传感器具有随时间出现的离散差。因此，为了获得储液器中存在的液体的重量的准确测量，有必要在将重量传感器安装在机器中时就对其进行校准操作，并在饮料分配机使用期间周期性地进行校准。
4.但是这种重量传感器的校准操作经常是复杂且高成本的。

技术实现要素：

5.本发明旨在弥补这些缺点。
6.本发明的技术问题在于提出一种布置在饮料分配机的储液器上的重量传感器的校准方法，该方法允许准确地知道储液器中存在的液体体积或分配的液体体积，这贯穿于饮料分配机的整个使用寿命。
7.本发明的另一个目的是提出一种布置在饮料分配机的储液器上的重量传感器的校准方法，该方法实施起来简单且经济。
8.为此，本发明的主题是一种布置在饮料分配机上的重量传感器的校准方法，该饮料分配机包括框架、可移动地安装在框架中的储液器、液体泄流装置和控制系统，所述重量传感器布置在储液器和框架之间以确定代表储液器中存在的液体重量的值并将其发送到控制装置，其特征在于，储液器在竖直方向上包括具有横截面s1的第一部分和具有横截面s2的第二部分，并且所述方法包括以下步骤：
[0009]-a)用液体填充储液器，
[0010]-b)启动液体泄流装置，
[0011]-c)将由重量传感器在每个时间段ti测量的值vi记录在控制系统的存储器中，以确定曲线c：vi＝f(ti)，
[0012]-d)确定曲线c的对应于第一部分的泄流的第一直线dr1的斜率p1和曲线c的对应于第二部分的泄流的第二直线dr2的斜率p2，
[0013]-e)从第一直线和第二直线的交点pi确定重量传感器的测量值v1，
[0014]-f)通过将测量值v1与包含在第一部分中的液体的重量相关联来校准重量传感器。
[0015]
泄流装置应当理解为在运行中泄流装置以基本恒定的流速将液体泄流。
[0016]
应当理解，根据重量，控制系统可以确定储液器中存在的液体的体积，并且根据重量变化，控制系统可以确定已分配的液体的体积。
[0017]
应当理解，步骤b)至f)由控制系统实施。
[0018]
因此，在储液器泄流期间，对应于第二部分和第一部分之间的截面变化曲线c上的交点pi被清楚地识别并且允许执行传感器的第一校准操作。
[0019]
重量传感器的校准可以首次在工厂中执行，然后，当用户要求的一个或多个配方使用储液器中所含的液体体积时，重量传感器的校准可以在饮料分配机的整个使用寿命内由控制系统周期性地执行。重量传感器的校准也可以由控制系统向用户请求。
[0020]
应当理解，由于储液器的重量是固定的并且精确地已知，所以由重量传感器发送的值vi的信号代表储液器中存在的液体的重量或体积。
[0021]
有利地，该方法包括以下步骤：
[0022]-g)从曲线确定当储液器为空时重量传感器的测量值v2，
[0023]-h)通过将测量值v2与等于零的液体重量相关联来校准重量传感器。
[0024]
因此，在储液器泄流期间，对应于空储液器的曲线上的点被清楚地识别，并允许执行传感器的第二校准操作。
[0025]
优选地，s1与s2之比小于0.8。
[0026]
因此，对应于第一部分的泄流的曲线的第一直线d1的斜率p1与对应于第二部分的泄流的曲线的第二直线d2的斜率p2之间的差异足够大，以很好地识别第一直线和第二直线的交点pi。
[0027]
有利地，储液器可围绕水平旋转轴线在框架中旋转运动。
[0028]
旋转是一种使储液器相对于框架可动的可靠且经济的解决方案。
[0029]
优选地，储液器具有侧壁，旋转轴线沿侧壁布置。
[0030]
因此，在水平平面上的竖直投影中，旋转轴线、第一部分的重心和第二部分的重心可以相距足够远。
[0031]
有利地，旋转轴线靠近侧壁的上边缘布置。
[0032]
有利地，储液器具有底壁，重量传感器布置在底壁和框架之间。
[0033]
有利地，传感器布置在底部的第一边缘上，该第一边缘与连接到侧壁的底部的第二边缘相对，旋转轴线设置在所述侧壁上。
[0034]
因此，在水平平面上的竖直投影中，旋转轴线和重量传感器可以相距足够远，第一部分的重心和第二部分的重心位于旋转轴线和重量传感器之间。
[0035]
优选地，储液器的第一部分布置在第二部分下方。
[0036]
因此，储液器可以容易地由塑料材料通过注塑成型，储液器易于脱模。
[0037]
有利地，储液器的第一部分具有高度h1并且储液器的第二部分具有高度h2，h1与h2之比大于0.5。
[0038]
因此，对应于储液器的第一部分的泄流的第一直线段足够长以很好地限定斜率p1。
[0039]
优选地，重量传感器包括布置在金属体上的应变仪，该金属体在储液器中存在的液体重量的作用下发生变形。
[0040]
重量传感器的这种结构特别经济。
[0041]
有利地，饮料分配机是过滤式咖啡机或制茶机，并且液体泄流装置包括双管煮沸器。
[0042]
因此，通过定期校准重量传感器，机器的控制系统可以准确地分配与配方所要求的液体重量或体积一致的重量或体积的液体。
附图说明
[0043]
本发明的目的、方面和优点将从以下作为非限制性示例呈现的本发明的具体实施方式的描述中并参考附图得到更好的理解，其中：
[0044]
图1是包括重量传感器的饮料分配机的示意图，该饮料分配机实施根据本发明具体实施方式的重量传感器的校准方法。
[0045]
图2是图1所示饮料分配机的储液器的立体示意图。
[0046]
图3是表示代表由重量传感器检测到的重量的值随时间变化的曲线图，重量传感器布置在图1所示的饮料分配机中。
具体实施方式
[0047]
仅表示了理解本发明所必需的元素。为了便于阅读附图，相同的元件从一个附图到另一个附图具有相同的附图标记。
[0048]
应当注意，在本文件中，用于描述饮料分配机的术语“水平”、“竖直”、“下”、“上”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“纵向”、“横向”是以这种饮料分配机在使用状态下搁置在工作台上为参考。
[0049]
在图1至图3所示的实施例中，饮料分配机是过滤式咖啡机1。过滤式咖啡机1包括框架2、储液器10、重量传感器30、双管煮沸器5、喷头3、过滤器支架4和控制系统50。储液器10用于接收由水形成的液体。储液器10可围绕水平旋转轴线11在框架2中旋转运动。
[0050]
储液器10包括第一部分12，其具有长度l、宽度l1和高度h1(图2)。因此，第一部分12具有等于l
×
l1的横截面s1。储液器10包括第二部分13，其具有长度l、宽度l2和高度h2。因此，第二部分13具有等于l
×
l2的横截面s2。第二部分13布置在第一部分12上方。储液器10具有在竖直平面中延伸的侧壁14。侧壁14包括属于第一部分12的第一部件14a和属于第二部分13的第二部件14b。第一部件14a与第二部件14b对齐。侧壁14具有上边缘15。旋转轴线11靠近上边缘15布置。储液器10的第一部分12包括底壁16。重量传感器30布置在框架2和底壁16之间，靠近与侧壁14相对的边缘17，旋转轴线11布置在该侧壁14上。因此，重力向储液器10和储液器10中所含的水施加扭矩，该扭矩在重量传感器30上产生代表储液器10和储液器10中所含的水的重量的力。由于储液器10的重量是固定的且是已知的，所以重量传感器30发送的信号代表储液器10中存在的水的重量或体积。
[0051]
根据图1，过滤式咖啡机1的双管煮沸器5包括连接在一起的水管6和管状加热元件7，从而将加热元件7产生的热流传递到在水管6中流通的水中。一旦加热元件7通电，双管煮沸器5形成液体泄流装置，其将容纳在储液器10中的水转移到布置在过滤器支架4上方的喷头3。过滤器支架4用于接纳过滤器和咖啡粉。计量咖啡粉的量以制作对应于包含在储液器10中的全部水量的整壶咖啡或制作若干杯咖啡。在这种情况下，控制系统50控制双管煮沸器5以分配对应于所要求的咖啡杯数的热水量。重量传感器50发送的信号使得控制系统50
能够确定何时储水器10中泄流的水量对应于制作所要求的咖啡杯数所需的水量。
[0052]
重量传感器30包括布置在金属体32上的应变仪31，该金属体32连接到框架2(图1)。储液器10的底壁16靠在金属体32上。金属体32在储液器10中包含的水的重量的作用下发生变形。该变形被发送到应变仪31，应变仪31发出代表储液器10中包含的水的重量pi的信号。该信号是以毫伏表示的电压值vi。可以将每个值vi与储液器10中包含的水的重量pi相关联。控制系统50包括连接到应变仪31的微控制器51。微控制器51包括存储器52，其中存储了vi/pi对应表。
[0053]
从图1可见，储液器10充满水，第一部分12具有重心cg1，其距穿过旋转轴线11的竖直平面的距离为d1，该竖直平面具体表现为侧壁14。第一部分12中包含的水的重量对重心cg1施加力f1。力f1等于：h1
×
s1
×d×
g。d是水的密度，等于1。g对应于地球表面的重力加速度，等于9.81m/s2。第二部分13具有重心cg2，其距穿过旋转轴线11的竖直平面的距离为d2。第二部分13中包含的水的重量对重心cg2施加力f2。力f2等于：h2
×
s2
×d×
g。重量传感器30测量由底壁16在距穿过旋转轴线11的竖直平面距离dc处施加的力fc。力fc由以下方程定义：fc
×
dc＝(f1
×
d1)+(f2
×
d2)＝((h1
×
s1
×
d1)+(h2
×
s2
×
d2))
×
9.81。
[0054]
如图3所示，在储液器10泄流期间，重量传感器30将受到力fci，该力将随时间ti变化，取决于第二部分13中水的高度h2i的下降，然后取决于第一部分12中水的高度h1i的下降。在第二部分13泄流期间，重心cg2的位置将沿竖直轴线演变，该竖直轴线位于距穿过旋转轴线11的竖直平面的距离d2处。在第一部分12泄流期间，重心cg1的位置将沿着竖直轴线演变，该竖直轴线位于距穿过旋转轴线11的竖直平面的距离d1处。如果我们考虑第二部分13的泄流，则力fci由以下方程定义：fci＝((h1
×
s1
×
d1)+(h2i
×
s2
×
d2))
×
9.81/dc。只有值h2i在时间ti期间变化。因此，给出与第二部分13中包含的水的流动相对应的随时间ti变化的力fci的方程是斜率为p2的直线。如果考虑第一部分12，则高度h2等于0并且力fci由以下方程定义：fci＝(h1i
×
s1
×
d1
×
9.81)/dc。只有值h1i在时间ti期间变化。因此，给出与第一部分12中包含的水的流动相对应的随时间ti变化的力fci的方程是斜率为p1的直线。
[0055]
在所述实施方案的过滤式咖啡机1中，横截面s1等于40cm2，横截面s2等于60cm2，高度h1等于7.5cm，高度h2等于12.5cm，距离d1等于1cm，距离d2等于2.5cm，距离dc等于2cm。因此，s1与s2之比等于0.66，且h1与h2之比大于0.6。第一部分中所含的水量的重量等于300克。
[0056]
根据包括以下步骤的方法在过滤式咖啡机1中校准重量传感器30：
[0057]-a)由用户用液体(即水)填充储液器10，
[0058]-b)一旦用户启动过滤式咖啡机1，通过控制系统50启动双管煮沸器5，
[0059]-c)将由受到力fci的重量传感器30在每个时间段ti测量的值vi记录在控制系统50的存储器52中以确定曲线c：vi＝f(ti)。图3示出了曲线c。在横坐标上，时间以秒为单位。时间段ti等于15秒。在纵坐标上，由重量传感器测量的值vi以毫伏为单位，
[0060]-d)一旦储液器10的第一部分12和第二部分13被放空，确定曲线c的对应于第一部分12的泄流的第一直线dr1的斜率p1和曲线c的对应于第二部分13的泄流的第二直线dr2的斜率p2，
[0061]-e)从第一直线和第二直线的交点pi确定重量传感器30的测量值v1。如图3所示，
v1等于70mv，
[0062]-f)通过将测量值v1与第一部分12中包含的液体的重量相关联来校准重量传感器30。第一部分12中包含的液体的重量等于300g。
[0063]
下表表示存储在存储器中的vi/pi对应表，其对应于重量传感器30的最后校准：
[0064]
[表1]
[0065]
时间(s)传感器值(vi)(mv)水重量(pi)(g)024096015234936302108404517369260142568751054209076304105512041203212813514561505016550
[0066]
在该对应表中，可以确定与重量传感器30的70mv的测量值v1相关联的水的重量等于280g。对于300g的水重量，因此缺少20g，这对应于5mv的差。因此，为了校准重量传感器30，在一个新的表格中将等于300g的水的重量与等于75mv+5mv＝80mv的测量值v1相关联。
[0067]
因此，仅通过将vi值的标度相对于水的重量pi移动5mv，以获得将被存储在存储器52中的新的vi/pi对应表，就可以从存储在存储器52中的vi/pi对应表校准重量传感器30。
[0068]
然而，重量传感器30的校准方法还包括以下步骤：
[0069]-g)从曲线c确定由重量传感器30的测量值v2，该值对应于当储液器10为空时的点pv。在图3中可以看出，从点p2开始，曲线c是水平的，这对应于空的储液器10。从点pv开始，对应于水的重量为零的测量值v2等于5mv，
[0070]-h)通过将测量值v2与等于零的水重量相关联来校准重量传感器30。
[0071]
因此，可以重新定义由重量传感器30的校准产生的新的vi/pi对应表，该对应表将存储在存储器52中，并且控制系统50将根据该表控制双管煮沸器5以分配与所要求的咖啡杯数相对应的热水量。
[0072]
[表2]
[0073]
[0074][0075]
当然，本发明决不限于仅作为示例给出的所描述和说明的实施方案。不脱离本发明的保护范围的情况下，修改仍然是可能的，特别是从各种元件的构成或通过替换技术等效物的角度来看。
[0076]
因此，在未示出的变型实施方案中，饮料分配机是浓缩咖啡机并且液体泄流装置包括泵。

技术特征：

1.一种布置在饮料分配机(1)上的重量传感器(30)的校准方法，所述饮料分配机包括框架(2)、可移动地安装在框架(2)中的储液器(10)、液体泄流装置(5)和控制系统(50)，所述重量传感器(30)布置在储液器(10)和框架(2)之间以确定代表储液器(10)中存在的液体重量的值并将所述值发送到控制装置(50)，其特征在于，储液器(10)在竖直方向上包括具有横截面s1的第一部分(12)和具有横截面s2的第二部分(13)，并且所述方法包括以下步骤：a)用液体填充储液器(10)，b)启动液体泄流装置(5)，c)将由重量传感器(30)在每个时间段ti测量的值vi记录在控制系统(50)的存储器(52)中，以确定曲线c：vi＝f(ti)，d)确定曲线c的对应于第一部分(12)的泄流的第一直线dr1的斜率p1和曲线c的对应于第二部分(13)的泄流的第二直线dr2的斜率p2，e)从第一直线和第二直线的交点pi确定重量传感器(30)的测量值v1，f)通过将测量值v1与包含在第一部分(12)中的液体的重量相关联来校准重量传感器(30)。2.根据权利要求1所述的重量传感器(30)的校准方法，其特征在于，它包括以下步骤：g)从曲线c确定当储液器为空时重量传感器(30)的测量值v2，h)通过将测量值v2与等于零的液体重量相关联来校准重量传感器(30)。3.根据权利要求1至2中任一项所述的重量传感器(30)的校准方法，其特征在于，s1与s2之比小于0.8。4.根据权利要求1至3中任一项所述的重量传感器(30)的校准方法，其特征在于，所述储液器(10)能够围绕水平旋转轴线(11)在所述框架(2)中旋转运动。5.根据权利要求4所述的重量传感器(30)的校准方法，其特征在于，所述储液器(10)包括侧壁(14)，所述旋转轴线(11)沿所述侧壁(14)布置。6.根据权利要求1至5中任一项所述的重量传感器(30)的校准方法，其特征在于，所述储液器(10)包括底壁(16)，所述重量传感器(30)布置在所述底壁(16)和所述框架(2)之间。7.根据权利要求1至6中任一项所述的重量传感器(30)的校准方法，其特征在于，所述储液器(10)的第一部分(12)布置在所述第二部分(13)下方。8.根据权利要求1至7中任一项所述的重量传感器(30)的校准方法，其特征在于，所述储液器(10)的第一部分(12)具有高度h1并且所述储液器(10)的第二部分具有高度h2，h1与h2之比大于0.5。9.根据权利要求1至8中任一项所述的重量传感器(30)的校准方法，其特征在于，所述重量传感器(30)包括布置在金属体(32)上的应变仪(31)，所述金属体在储液器(10)中存在的液体的重量的作用下发生变形。10.根据权利要求1至9中任一项所述的重量传感器(30)的校准方法，其特征在于，所述饮料分配机是过滤式咖啡机(1)或制茶机，并且所述液体泄流装置包括双管煮沸器(5)。

技术总结

本发明涉及一种布置在饮料分配机(1)上的重量传感器(30)的校准方法，所述饮料分配机包括可移动地安装在框架(2)中的储液器(10)。根据本发明，储液器(10)包括第一部分(12)和第二部分(13)，并且所述方法包括以下步骤：-确定对应于第一部分(12)的泄流的第一直线Dr1的斜率P1和对应于第二部分(13)的泄流的第二直线Dr2的斜率P2，-从第一直线和第二直线的交点PI确定重量传感器(30)的测量值V1，-通过将测量值V1与包含在第一部分(12)中的液体的重量相关联来校准重量传感器(30)。联来校准重量传感器(30)。联来校准重量传感器(30)。