用于控制调制的饮料质量的方法和设备的制作方法

专利名称：用于控制调制的饮料质量的方法和设备的制作方法
用于控制调制的饮料质量的方法和设备
背景技术：
咖啡制备，就是说，使用咖啡豆生产饮料的过程，通常要求执行4个基本步骤(i )原始咖啡豆被烘焙；(ii)烘焙的咖啡豆被研磨；(iii)研磨的咖啡豆被调制，即，与热水混和一定时间周期jP(iv)液体咖啡饮料被从不需要的研磨物中分离。另外的步骤可以包含，例如，向调制的液体添加牛奶、甜味剂、调味剂、和/或其他添加剂。通常，在世界的许多地方，烘焙的咖啡豆由用户购买，然后用户执行其余的步骤。各种不同的咖啡调制系统，本领域是熟知的，从诸如滴落咖啡制作器(drip coffee makers)和法式滤压器(Frenchpresses)的个人调制器,到用于生产基于提味浓咖啡(flavored espresso-based)的饮料的五光十色系列的大型商品化系统。研磨的咖啡可以按许多不同方式调制，这些方式可以被分类为四种基本方法(如在 http://en. wikipedia. org/wiki/Coffee preparation 中所讨论)。该四种方法是(I)煮 沸，例如，把研磨的咖啡放进杯中并把热水倒在该研磨物上，让该研磨物沉淀；(2)浸溃，例如，把研磨的咖啡放进法式滤压壶，并在压下过滤的柱塞和把调制的液体倒进杯中之前，等待数分钟；(3)过滤,例如滴落调制(drip brewing),其中该研磨的咖啡被放进过滤器夹持器，而热水则滴到咖啡研磨物上，进入饮料瓶之类；和(4)压力方法，用于制作浓咖啡，其中通常在91° C和96° C之间的热水在8和9个大气压之间的压力下被强制通过精细地研磨咖啡的疏松包装的基质或“帕克(puck) ”。不同的调制方法有各种不同缺点。例如，煮沸和浸溃方法要求一些时间，通常是4-7分钟，以产生最佳味道的饮料。过滤方法可以更快，但不产生许多消费者偏好的浓郁(full bodied)咖啡，和/或可以要求更多咖啡研磨物以产生可接受的味道。浓咖啡可以相对地快，但要求相对地高的压力(8-9大气压)。此外，高压力通常用蒸汽产生，而相对高的温度和压力，产生一些消费者可能不喜欢的非常强和特别的的味道。类似的考虑可应用于其他可调制饮料，诸如可以被同样调制的茶之类。因此，需要一种用于调制咖啡和其他饮料的系统和方法，该系统和方法用与压力调制方法相关联的快速调制，保存与调制悬浮在加热的水中的咖啡研磨物相关联的好处。对消费者和生产商同样重要的，是能生产一贯的高质量的调制饮料，例如咖啡饮料。调制的咖啡的质量取决于许多不同的且常常是相关的参数。调制的咖啡的质量，通常将取决于调制的液体中咖啡可溶物成分的量以及存在何种咖啡可溶物成分二者。如果咖啡调制不充分，则例如某种想要的味道和芳香成分不可能从咖啡豆中获得，得到低劣的产品。相反，如果咖啡调制过头，则某种不想要的苦的可溶物成分可能被溶解在液体中，再次得到低劣的产品。按照惯例，调制的咖啡液体的质量，由在调制的饮料中测量总溶解固体表征，并确定从咖啡提取的可用的可溶物的百分比。但是，提取的比率不是恒定的，所以现有技术的质量确定，是根据最后调制的产品做出。要在最后产品中获得这些参数，可能是困难或不方便的，该最后产品通常是向末端用户提供的，并可以在分配时包含调味剂或其他添加剂。在现有技术的调制设备中，调制的产品质量的客观评价，即使都有，通常也只能每天、每周、每月之类获得。因此，咖啡产品的生产商可能没有及时注意，是否需要调整调制周期或维护调制设备。特别有利的是，能自动地监控和调整调制的产品的质量，以便“金杯”标准能够一贯地达到，从而满足消费者的期望和建立品牌忠诚。在现有技术的调制设备中，还难以或不可能识别是咖啡的特定混合品还是品牌与该设备一道被使用，当该设备根据特定咖啡品牌将被使用的期望向消费者提供时，该设备可能是重要的。为了这些和另外的理由，使调制设备具有用于规则地监控调制的饮料的质量的装置，不必分析最后的调制的产品，应当是有好处的。

发明内容
本“发明内容”被提供，是为了按简化形式介绍选择的概念，这些概念在下面的“具体实施方式
”中进一步被描述。本“发明内容”不企图指出权利要求的主题的关键特性，也不企图被用于帮助确定权利要求的主题的范围。·一种调制系统被公开，该调制系统包含可调制产品的源，例如研磨的咖啡或茶；加热的水的源；以及用于在加热的水中调制该产品的调制室。一种用于控制该调制系统的操作的电子系统被提供，最好包含计算机处理器、通信设施和相关的数据存储能力。该系统还包含联机传感器，被放置成拦截从调制室排出的液体流，并测量该液体流的一种或多种性质，其中该传感器产生对应于被测量的一种性质或多种性质的时间相关数据。例如，该传感器可以测量调制的液体中的总溶解固体。该数据被传递到控制器，该控制器可以使用该数据，以便连续地或周期地调整调制参数，例如，通过调整研磨机时间以调整被接受进调制室的可调制产品的量。在一具体实施例中，该时间相关的传感器数据，被用于识别可调制产品，以识别被使用的咖啡的特定品牌或混合品。在一具体实施例中，该控制器使用传感器数据监控调制系统的操作，并识别是否需要维修或维护。在一具体实施例中，该调制系统包含研磨机和导电率传感器，而该控制器使用来自该导电率传感器的时间相关数据控制该研磨机的操作。在一具体实施例中，该调制系统包含圆柱形室调制室、被附着于第一直线致动器并可密封地与调制室敞开的底部端啮合的下活塞、被附着于第二直线致动器并可密封地和可释放地与调制室敞开的上端接合的上活塞组件、以及被附着于第三直线致动器并可操作以便在调制室的上敞开端上滑动的滑动臂组件。在一具体实施例中，该调制系统包含显示器，用于根据传感器测得的调制的液体的性质，显示调制的饮料的总溶解固体或其它质量。在本发明的另一方面中，公开一种用于产生可调制饮料的方法，该方法包含向调制室提供一定量的可调制产品和加热的水，以产生调制的饮料；强制来自该室的调制的液体成为液体流以及当该液体流在固定位置旁边流过时，在该固定位置上测量调制的液体的性质，以产生对应于测得性质的液体流的时间相关数据组。


本发明前述各方面和许多伴随的优点，当结合附图参考下面的详细描述时，将随本发明变得更好地被理解而变得更容易明白，附图中图I是按照本发明的饮料调制系统的正面-向右透视环绕视图；图2是图I所示饮料调制系统被移除一些外部面板以露出内部部件的平面视图；图3是透视图，画出图I所示饮料调制系统的调制组合；图4是图3所示上活塞组件的断面图；图5是图3所示下活塞组件的断面图；图6A-6E画出在调制周期期间的各种不同位置中，调制室被部分地切去的图3所示调制组合； 图7画出咖啡调制控制图表；图8是图I所示调制系统的简化方框图；图9以曲线图方式画出来自图9所示系统的传感器阵列实施例的输出数据，该系统包含TDS计；和图10画出来自图9传感器阵列的TDS曲线，表明不同咖啡混合品的曲线；
具体实施例方式按照本发明的调制系统的具体实施例，现在将参照附图描述，其中相同的数字指相同零件。一个或多个本发明的发明人，也是有关的和共同待决的2011年3月I日递交的美国专利申请No. 13/038，195的发明人，该专利申请所公开内容在此全文收录，供参考。图I按照本发明，画出调制系统100的透视环绕视图，该调制系统100有被布置在系统100顶部的储料器102、并把饮料瓶90夹持在分配区域104中。饮料选择和/或控制面板106 —般被示出在分配区域104上方。应当预料到，储料器102可以定义多个可选择隔间，这些隔间含有不同的可调制材料，例如不同类型或种类的咖啡豆。例如，饮料选择面板106除饮料选择(如，常规咖啡、脱咖啡因的咖啡、茶)之外，和/或除调味剂或其他添加剂选项(如，奶油、甜味剂、糖浆风味)之外，可以向用户给出选择饮料大小(如，12、16或20盎司)的选项。饮料选择面板106还可以允许调制的饮料的参数选择(如，浓烈度(strength))，和/或提供关于调制的饮料质量的反馈。该调制系统100可以适合用于调制各种不同可调制材料，诸如研磨的咖啡、茶之类。虽然下面的讨论可以专门指现场的咖啡调制系统，但应当理解，本发明的教导同样可以应用于其他调制系统，包含茶调制系统。图2画出具有储料器102和被移除以露出内部部件的某些其他部分的调制系统100的顶视图。在该实施例中，调制系统100包含调制组合控制器110、电源112、任选调味控制器116和水加热器/容器114。研磨机组件120包括两个研磨机122、124，被放置成从储料器102接受例如咖啡豆产品。来自研磨机组件120的可调制产品通过共用的滑槽基座126和滑槽组件160被排出。在图3中更详细展示的调制组合130被垂直放置以便从容器114接受热水，并被配置成从研磨机组件120接受可调制产品。该调制组合130包含圆柱形调制室132，目前用被布置在块状组件131中的圆柱形套管形成。调制室132被放置成从研磨机组件120接受咖啡研磨物。在目前的优选实施例中，该调制室定义的圆柱形体积的直径在2英寸和3. 5英寸之间，并且高度在2. 5英寸和5. O英寸之间。但是，该包含调制室132的调制组合，可以容易地按比例缩放到其他大小。滑动臂组件134可滑动地被布置在调制室132之上，并被配置成推动用过的研磨物或其他调制的材料离开块状组件131。在该实施例中，滑动臂组件134包含跨越调制室132宽度伸延的C形臂134A。该C形臂134A的下横向边缘被斜削。该臂134A可驱动地被附着于驱动臂子组件134B。驱动臂子组件134B可由致动器134C直线地移动，以便该C形臂134A可控地跨越块状组件131的上表面移动。在该当前的实施例中，致动器134C包括以有齿皮带的电动机驱动的涡轮系统(未画出)，该有齿皮带可驱动地与驱动臂子组件134B( 合。虽然本发明不要求，但致动器134C和下面讨论的活塞致动器，最好配置有编码器(未画出)，以使各种不同元件能精确定位。在当前的实施例中，旋转的传感器/编码器，被设在驱动电动机上，而线性传感器/编码器被设在驱动轴上，以便能实现精确的位置控制。示例性传感器是有磁铁的霍尔效应传感器。示出的滑动臂组件134的新颖方面，是该组件的灵活性，它提供非常可靠和有效 的机构，用于移除用过的咖啡研磨物，如在下面的讨论。尤其是，驱动臂子组件134B沿致动器134C的上表面滑动，并包含弹簧承载的铰接连接134D。驱动臂子组件134B的一部分在C形臂134A后面伸延，并用枢轴134E与之连接。滑动臂组件134的灵活性提供非常可靠的机构，用于从块状组件131刮除用过的研磨物。调制组合130包含上活塞组件140，可回转地被附着于上支承臂142，该上支承臂142被附着于第一直线致动器146。上活塞组件140可在承载活塞(在图3中示出)和调制位置之间移动，其中该上活塞组件140从调制室132敞开的顶端密封地与该调制室132啮合。该上活塞组件140包含分配调制的饮料的分配管141。该上活塞组件140下面更详细描述。调制组合130还包含下活塞组件150，可回转地被附着于下支承臂152，该下支承臂152可回转地被附着于第二直线致动器156。该下活塞组件150被做成一定大小并被配置成从调制室132敞开的底端密封地与该室132啮合，且包含供水管151。该第一和第二直线致动器146、156还包含导槽135和抗旋转销136 (图3中只有抗旋转装置135、136之一可见)，以确保对应的活塞只纵向移动。图4画出上活塞组件140的断面。该上活塞组件140定义具有第一活塞单元140A的活塞，该第一活塞单元140A被配置成可回转地附着于上支承臂142，并包含固定的把手臂140B以利于使活塞组件140回转。通道140C被定义为从第一活塞单元140A的前表面开始，并伸延至下表面。分配管141用半卡盘配件140D和0形环140E附着于第一活塞单元140A，以便在液体上(f Iuidly)密封地与通道140C啮合。异形凹座140F定义第一活塞单元140A的下表面。第二活塞单元143A被配置成与异形凹座140F套叠并啮合。多个通道143C伸延通过第二活塞单元143A，并在液体上使通道140C啮合到第一活塞单元140A中。0形环143D被提供，以密封通道140C和该多个通道143C之间的连接。通道140CU43C由此协同地定义多个液体路径，这些液体路径从第二活塞单元143A的下表面伸延到分配管141。多孔板148用紧固螺钉149可拆卸地附着于第二活塞单元143A的底部表面。图5画出下活塞组件150的断面图。该下活塞组件150包含被配置成附着于下支承臂152的第一活塞单元150A。通道150C从第一活塞单元150A中的下开孔伸延到上表面。供水管151用半卡盘配件150D和O形环150E附着于第一活塞单元150A，以便在液体上密封地与通道150C啮合。异形凹座150F定义第一活塞单元150A的下表面。第二活塞单元153A被配置成与异形凹座150F套叠并啮合，且可拆卸地附着于其上。多个通道153C伸延通过第二活塞单元153A，并在液体上使通道15C啮合到第一活塞单元150A中。0形环153D被提供以密封该连接。通道150C、153C由此协同地定义多个流体路径，这些流体路径从供水管151伸延到第二活塞单元153A的上表面。多孔板158用紧固螺钉159可拆卸地附着于第二活塞单元153A。调制组合130的操作，现在将参照图6A-6E描述，这些图画出被切去一部分调制室132的孤立的调制组合130在调制周期中各个不同工位。应当预料到，调制系统100的部件的操作，将响应用户从饮料选择面板106输入的指定饮料请求，由控制器110和有关系统自动地控制。用于输入饮料请求的另外装置同样被考虑到，例如，使用远程饮料输入系统，该输入系统与调制系统100无线地(如，使用RF、蓝牙 之类)或使用读卡系统等进行信号通 f目。图6A画出位于接受可调制材料，例如从研磨机组件130接受研磨的咖啡位置中的调制组合130。下活塞组件150密封地与调制室132啮合，该下活塞组件150被第二直线致动器156定位在调制室132的下端附近。上活塞组件140被第一直线致动器146向上定位在远离调制室132，并回转到承载位置之上。来自研磨机组件120的可调制材料被接受进调制室132中。如图6B所示，上活塞组件140被移到调制位置，以密封地与调制室132的上端啮合。随着上活塞组件140向下移动，它回转至竖直取向或调制位置。应当预料到，下活塞组件150的竖直位置也可以被调整为，例如适应选定的饮料大小。例如，如果“小”或“8盎司”饮料被选择，则下活塞组件150可以在调制室132中向上移动。阀门(未画出)被放置成封闭液体从调制室132的出口，并使加热的水容器114在液体上连接到供水管151。这样开始使热水通过下活塞组件150流动，并进入调制室132。最好是，水压被维持在需要的值，以优化调制质量和/或速度。可取的是，范围在10和IOOpsig之间的标称压力被维持，更可取的是，对咖啡是在20-60psig的范围，而对其他可调制产品，诸如茶，是在10-50psig的范围。当需要的水量和需要的压力已经被提供时，水源可以任选地停止，以便提供调制需要的时间。本领域熟练技术人员应当清楚，加压的调制室132，尽管压力比浓咖啡制作器低，但无论如何，比起其中的调制室不加压的现有技术系统，将加速调制过程。在当前的实施例中，来自加热器/容器的加压水源被调节，以提供需要的压力。应当预料到，被调节的压力可以在10和IOOpsig之间。在系统100的操作的第一实施例或模式中，水流被重新开始(或维持)，而分配阀门(未画出)被打开，以使调制的饮料开始通过上活塞组件通道140CU43C流到分配管141，然后最终被分配到杯、饮料瓶、或其他容器90。在操作的另外第二模式中，下活塞组件150被向上移动，通过调制室132，以引起调制的液体流动通过上活塞组件140，并到达分配管141。图6C画出的调制组合130，其中下活塞组件150已经向上移动部分路径通过调制室132。在操作的第一模式中，一个或多个阀门(未画出)重新引导流体到排出口，该排出口最好垂直进入系统100。在操作的第二模式中，下活塞组件150向上运动分配调制的液体。无论哪种模式，现在用过的调制材料在上活塞组件140和下活塞组件150之间被压缩，以便显著部分的水被移除。现在参考图6D，上活塞组件140被向上移动，与调制室132脱离，并回转到承载位置。下活塞组件150被向上移动，以便使该活塞大致与块状组件131的上表面齐平。被压缩的用过的研磨物由此被置于被移除的位置，而上活塞组件140被从滑动臂组件134的路径移开。图6E画出使C形臂134A在调制室132上滑动，以移除用过的研磨物之后的滑动臂组件134。系统100可以包含内部储藏室或滑槽用于用过的研磨物，或者可以被放置在被定位用于接受该研磨物的外部储藏室上。然后，滑动臂组件134可以缩回去，以便回到图6A所示准备位置。 从以上所述应当清楚，当前的优选系统提供流过调制室132的液体，该调制室132由通过在调制室132底部上的下活塞组件150进入的加热的水启动，而调制的液体通过上活塞组件140离去。虽然不是优选的，但本领域熟练技术人员应当清楚，用简单明了的变化，本发明可以按沿相反方向流动的液体实施。图7画出归功于E.E. Lockhart博士的常用咖啡调制控制图表60。该控制图表60涉及调制的咖啡液体中可溶物的浓度或浓烈度62 (液体中总溶解固体的度量)对可溶物的出产或从产生该咖啡液体的咖啡的提取64。在该控制图表下，有小于I. 15%可溶物浓度的咖啡液体将有“淡”的味道，而有大于I. 35%可溶物浓度的咖啡液体将有“浓”的味道。如果从调制的咖啡中提取的可溶物小于18%，那么咖啡液体的味道将是“不足(underdeveloped)”的，但如果从调制的咖啡中提取的可溶物大于22%，那么该味道将是“苦”的。因此，该控制图表定义“理想”的味道区在这些边界之内。对角的曲线指出特定的“调制配方”，即，研磨的咖啡(如，按盎司)对调制的水(如，按加仑)的比值。例如，线66对应于7. 5盎司咖啡对一加仑水的比值。在线66右边和下面的线，指出逐步地降低的咖啡对水的比值配方,而在线66左边和上面的线，指出逐步地升高的咖啡对水的比值配方。因此，如果该调制配方已知，且调制的液体中总溶解固体(“TDS”)已知，则控制图表60上的饮料位置能够被精确地确定。应当清楚，该控制图表提供用于生产高质量咖啡饮料的指南，而较可取的咖啡液体浓烈度和提取参数，不一定在控制图表中“理想”方框的中心。在实践中，需要做的是，对具体的咖啡混合品确定优化的浓烈度和提取参数，如，控制图表60上某一优选位置，然后控制调制周期参数，瞄准这些优化值。还应当清楚，个人的偏好可能不同。例如，某一个人可能偏好更接近“理想”方框顶部的饮料，而另一用户可能偏好“理想”方框中相对较低的饮料。应当清楚，如上面所说，调制的饮料的浓烈度和提取率(extraction)，可以通过调制过程中不同参数被控制或修改，例如，通过调整如下的一个或多个参数(i)咖啡对水的配方，(ii)调制时间，(iii)水温，(iv)水压，(V)研磨的大小，等等。优化的浓烈度和提取率目标还将一般地取决于咖啡的具体混合品或品牌。虽然控制图表60是专门针对调制咖啡的，但应当预料到，非常类似的方法，可以被用于表征其他调制液体的质量，例如，尤其是茶。
在自动的调制系统，诸如系统100中使用控制图表60的一个困难是，控制图表中的调制的液体中的浓烈度或TDS，是调制周期末端的最后的或一次配料值(batch value)。该一次配料值通常是不方便或难于获得的。图8画出调制系统100的简化方框图，展示储料器102、水容器114、研磨机组件120和上述的调制组合130。联机的传感器或传感器阵列200在液体上被连接到分配管141，以便使调制的液体流过传感器阵列200旁边或流动通过传感器阵列200。(如在本文所使用，传感器阵列可以包含单个传感器或多个传感器。)当调制的液体从调制组合130向着分配的容器90流动时，该传感器阵列200在沿流体路径的特定联机位置上测量调制的液体的性质。因此，传感器阵列200将产生时间相关输出，表明当液体流流动时，被传感器阵列200测得的它的性质。在当前的实施例中，传感器阵列200被定位在沿调制组合130的液体路径的下游不远处，虽然其他位置也可以考虑，其中包含调制的液体的分配工位。传感器阵列200提供关于可以被使用的调制液体质量的专门数据，例如，用于监控饮料的质量。该数据提供可以被用于系统100的初始配置的特定设置的反馈，和/或监 控每一调制，以便提供可以被用于调整调制参数的反馈，以维持优化的产品质量。在本实施例中，包含可编程处理器212、存储器模块214、多个数据输入端口 216、控制信号发生器218和程序接口模块220的控制器210，与传感器阵列200信号通信。该控制器210另外可以与调制系统的其他部件信号通信，如图8中的虚线所示。传感器阵列200最好在调制液体通过传感器阵列200或在传感器阵列200旁边通过的整个周期上，产生不稳定的或时间相关信号。该信号代表调制液体被测量的性质。该不稳定信号被发送到控制器210。另外的数据，例如来自其他系统部件，诸如研磨机120，水源114等等的数据，也可以被发送到控制器210。例如温度传感器(如，调制室温度热电偶)可以提供对解释来自传感器阵列200的数据有用的信息。同样，当前研磨机的设置可以被发送到控制器210。在一具体实施例中，外部数据也可以向控制器210提供。例如，咖啡混合品和/或品牌，可以用从咖啡包装获得数据的阅读器(如，条码或RF系统等等)提供，并把数据发送到控制器210。控制器210处理接收的数据，并使用该数据产生控制信号，以调整一个或多个调制参数，用于获得需要的和一贯的调制质量。例如，研磨时间(即，研磨的咖啡的量)、研磨的大小、热水温度、调制压力和调制时间，全都是潜在的可调整的参数。控制器210还可以包含通信端口 94，例如，用有线或无线连接到网络(未画出)，以便使传感器阵列200数据和有关信息(如，TDS/浓烈度，调制配方，提取率等等)及各种不同调制参数的状态，可以被向外报告。例如，每种调制的饮料的质量(如，浓烈度和提取率)可以被报告并记录，以证实需要的质量一贯地维持在图7的“金杯”方框中。图9以曲线图方式画出从包含TDS计的传感器阵列200实施例输出的数据，该TDS计例如是导电率计，被校准以便指示该液体流中总溶解固体的水平。在该例子中，这些单独的曲线涉及在饮料分配周期中被传感器阵列200测量的作为时间304函数的被测量的TDS302。这些曲线表明对不同的调制配方的测量结果，其中沉积进调制室132的研磨的咖啡的量是变化的。在该示例性曲线图中，曲线306表明使用14. 9g咖啡的不稳定TDS测量、曲线308表明使用18. 5g咖啡的不稳定TDS测量、曲线310表明使用22. 5g咖啡的不稳定TDS测量、曲线312表明使用26. Og咖啡的不稳定TDS测量、而曲线314表明使用29. 7g咖啡的不稳定TDS测量，全都用预定的水量。应当看到，调制的液体中TDS的一次配料值，能够通过对流量加权(flow-weighted)测量的TDS在时间上适当的积分而被确定。例如，如果流体速率在分配周期测量期间的是恒定的，那么一次配料TDS将是被测量的TDS在分配周期中的平均。应当预料到，传感器阵列200还可以包含温度传感器。当导电率传感器被使用时，温度能够影响测量的TDS，从而为了改进精度，TDS的导电率测量可以计及温度而被调整。还应当清楚，时间相关曲线的形状,或“咖啡图谱(coffeesignature ) ”数据,提供关于咖啡和调制的咖啡液体的附加信息。该曲线的形状提供有关固体从咖啡基质溶解速率的信息。该咖啡图谱数据可以被用于指导调制周期中各个不同参数的哪一个，应当为改进调制液体的质量而被调整。例如，为了使系统移向控制图表60上需要的点，该系统要么可以选取添加更多的咖啡到调制配方，要么可以调整到咖啡的更精细的研磨。自动的优化策略可以容易地被试探性地确定，然后被编程进控制器210中用于随后的调制。应当清楚，试 探性方程式，例如可以独立地对不同咖啡混合品导出。还应当预料到，咖啡图谱数据可以被用于确定系统100中存在的咖啡的专门类型、混合品、或品牌。例如，来自传感器阵列200的数据，可以被用于在不同咖啡豆种类之间进行区分，诸如阿拉比卡种咖啡豆(coffea Arabica)(一般亦称“Arabica”)和罗布斯塔种咖啡豆(coffea canephora)(—般亦称“Robusta”)，以及用于识别咖啡的亚变种、类型和特定混合品。图10画出来自传感器阵列200的TDS曲线，其中曲线320是一种咖啡混合品，而曲线322是另一种不同的咖啡混合品。调制参数和调制配方对两条曲线320、322是相同的。来自传感器阵列200的数据，因此可以被用于识别所使用的咖啡混合品。识别咖啡混合品还可以被用于使特定咖啡混合品的调制参数定制和优化(对随后的调制周期)。在一具体实施例中，存储器模块214配有咖啡图谱曲线或曲线族的数据库，而处理器212把测得的咖啡图谱数据与曲线的数据库比较，以识别咖啡混合品，和/或确定该咖啡混合品是否在特定的群或族中。此外，识别咖啡混合品，对确保预期的咖啡混合品或品牌被用于特定调制器设备，可能是重要的。在一些经营模型中，用于按商业设置提供咖啡，例如，咖啡卖主可以低价或免费提供调制装备，依靠消费品的推销使该经营模型工作。在该调制装备中识别被使用的咖啡的能力，是来自卖主，这一点在这种情况中是重要的。如果需要维护，该时间相关数据还可以被用于识别和提供诊断信息。例如，时间相关数据可以指出，研磨的咖啡没有达到需要的颗粒大小，指出研磨机可能必须维护或调整。如在上面指出，用户口味偏好会变化。大多数用户会偏好例如在图7的“理想”方框中调制的咖啡，但在该方框内被偏好的位置可能因人而异。应当预料到，如图8所示，用户可以从调制系统的控制面板106输入92某种需要的饮料。该输入可以包含用于在一定范围内选择需要的调制参数的机构。例如，用户可以选择“浓烈度”的等级以调整调制液体中的目标TDS。在另一个例子中，控制面板106可以显示诸如控制图表60 (图7)的图表，并允许用户选择调制的咖啡饮料的控制图表60上某个两维位置。然后，控制器210将接收该用户的输入，并调整调制参数以达到该目标质量。因为传感器阵列200与调制的液体被联机布置，调制系统100也可以被配置成向用户报告或显示(如，在控制面板106上)测得的结果，例如，显示测得的TDS和/或温度，或者根据传感器阵列输出和调制参数，在控制图表60上显示该位置。被公开的设备和方法是新的和唯一的，因为它为饮料分配系统描述一种方法和设备，用于感测和测量调制的液体流中物理特征的随时间连续地变化的图谱。得到的图谱(signature)给出a)用于预测杯中(in-the-cup)饮料质量的目标项(end-item)的装置(means) ;b)用于监控处理过程中(in-process)饮料生产的装置,及饮料质量的调整或者改正的装置；c)用于监控系统100性能和维护需要的装置；d)用于保护品牌整体性(integrity),诸如有咖啡烘焙器或有精制茶生产商(gourmet tea producer)的装置jPe)用于向系统100提供手动的或自动的校准的装置。应当预料到，在若干位置中的一个或多个可见和不可见光波传感器，与温度传感器一道，可以被用于提供监控饮料性质，如，温度的两种装置。尤其是，一个或多个近红外传
感器已经发现是有用的。预料到的其他合适的传感器包含声学传感器。多个相同类型的传感器，例如，两个近红外传感器，能够在阵列中被采用，以提供冗余度和改进的信噪比特征。此外，如果多个可见光传感器被采用，如果需要观察不同调制流特征，则它们可以，或不可以有相同波长。在它的当前实施例中，温度传感器还被放置，以监控诸如调制室132的装备的温度。例如，本方法可以包含如下步骤I)调制的液体流被配置成通过、或在旁边通过传感器阵列200。2)系统的电子装置捕获传感器阵列200的输出。3)随时间变化(time-based)的图谱，其后通过与已知的或需要的末端一次配料的饮料质量标准(诸如折射率计或总溶解固体)的图谱比较、数值算法、查阅表之类，被分析和/或被相关。本发明的具体实施例的另外特性和优点，包含a.到达消费者的杯中饮料质量的预测。调制系统100提供用于验证一贯性“金杯”标准饮料之类已经被生产的装置，且可以被配置成例如如果需要维护，则发送来自传感器阵列200的结果，向其他人报警。b.能实现处理过程中的监控和调整的装置，以便维持杯中饮料质量。比较图谱和/或分析结果和做出调整，诸如添加更多研磨的咖啡，或调整咖啡研磨机130，温度等等，以便一贯地获得“金杯”咖啡饮料。c.能实现用于建立系统100维护需要的先发动作装置(pro-active means)。d.品牌整体性的保护。利用本系统100的高值品牌，以它们的各种不同的咖啡烘焙，各有唯一的调制流图谱。系统100将能确定是否其他品牌、或较低质量咖啡产品被代用，并可以采取适当行动，诸如关闭系统100。e.当不同产品，诸如不同咖啡烘焙，或混合品被引入时，能实现系统100的自校准。虽然说明性实施例已经被示出和描述，但应当清楚，能够在其中作出各种不同变化，并不违背本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种调制系统，包括 可调制产品的源； 加热的水的源； 调制室，从该可调制产品的源接受可调制产品，并从该加热的水的源接受加热的水，其中该调制室被配置成以液体流方式分配由接受的可调制产品和加热的水所产生的调制的液体； 控制器，控制调制系统的操作，该控制器包括处理器、输入信号端口、输出信号端口和存储器模块； 传感器，被放置成拦截该液体流，并当调制的液体被分配时，可操作以便在固定位置上测量该调制的液体的性质，其中该传感器产生对应于被测量性质的时间相关数据，并把该时间相关数据传递到该控制器。
2.权利要求I的调制系统，其中该控制器使用该时间相关数据控制调制系统的至少一个调制参数。
3.权利要求2的调制系统，其中该时间相关数据被用于控制由调制室接受的可调制产品的量。
4.权利要求I的调制系统，其中该控制器使用该时间相关数据识别可调制产品。
5.权利要求I的调制系统，其中该控制器使用该时间相关数据识别是否需要维修该调制系统。
6.权利要求I的调制系统，其中可调制产品包括咖啡，而该可调制产品的源包括咖啡研磨机。
7.权利要求6的调制系统，其中该传感器测量调制的液体中的总溶解固体。
8.权利要求7的调制系统，还包括用于显示调制的液体中测得的总溶解固体的装置。
9.权利要求6的调制系统，其中该控制器与该研磨机信号通信，而且进一步其中该控制器使用时间相关数据控制该研磨机的操作。
10.权利要求I的调制系统，其中该传感器包括导电率传感器。
11.权利要求I的调制系统，其中该调制室包括圆柱形室并且是调制组合的一部分，该调制组合还包括下活塞，被附着于第一直线致动器并可密封地与调制室敞开的底部端啮合；上活塞组件，被附着于第二直线致动器并可密封地和可释放地与调制室敞开的上端啮合；以及滑动臂组件，被附着于第三直线致动器并可操作以便在调制室的上敞开端上滑动。
12.权利要求I的调制系统，其中该控制器还使用该时间相关数据识别该可调制产品的品牌。
13.权利要求6的调制系统，其中该控制器还使用该时间相关数据识别该咖啡的品牌。
14.权利要求I的调制系统，还包括用于根据被传感器测得的调制的液体的性质显示该调制的饮料的质量的装置。
15.一种用于生产可调制饮料的方法，包括 向调制室提供一定量的可调制产品； 向调制室提供一定量的加热的水； 允许该可调制广品在调制室中的加热的水中调制，以便生广调制的液体； 强制来自调制室的至少一部分调制的液体成为液体流；当该液体流在某个固定位置旁边流过时，在该固定位置上测量调制的液体的性质，以便产生对应于测得性质的液体流的时间相关数据组。
16.权利要求15的方法，其中该时间相关数据组被控制器用于评估被分配的调制的液体的质量。
17.权利要求15的方法，其中该时间相关数据组被控制器用于控制该调制系统的至少一个调制参数。
18.权利要求15的方法，其中该时间相关数据组被控制器用于识别该可调制产品的品牌。
19.权利要求15的方法，其中该时间相关数据组被控制器用于识别是否该调制系统需要维护。
20.权利要求15的方法，其中该可调制产品是咖啡，而且进一步其中该传感器测量该调制的液体中的总溶解固体。
21.权利要求20的方法，还包括步骤用研磨机研磨咖啡豆以便生产可调制产品；以及使用该时间相关数据组控制该研磨机的操作。
22.权利要求15的方法，其中该传感器是导电率计。
23.权利要求15的方法，其中该调制室是调制组合的一部分，该调制组合还包括下活塞，被附着于第一直线致动器并可密封地与调制室敞开的底部端啮合；上活塞组件，被附着于第二直线致动器并可密封地和可释放地与调制室敞开的上端啮合；以及滑动臂组件，被附着于第三直线致动器并可操作以便在调制室的上敞开端上滑动。
全文摘要
用于控制调制的饮料质量的方法和设备。一种用于调制饮料，诸如咖啡或茶的调制系统和方法被公开。该系统包含联机传感器或传感器阵列，该传感器拦截分配的液体流，并当液体被分配时，在特定位置上测量调制的液体时间相关性质。在一具体实施例中，总溶解固体被测量，以产生被发送到控制器的咖啡图谱，该控制器使用该时间相关数据，实施如下的一个或多个任务评估调制的液体的质量；为相继的调制周期控制调制过程；识别调制的产品是混合品或是品牌；和/或对该调制系统确定何时需要或合理的维护。
文档编号A47J31/56GK102869291SQ201180021381
公开日2013年1月9日 申请日期2011年3月17日 优先权日2010年3月19日
发明者J·M·麦劳林, Q·H·纽恩, C·D·科里尔, E·M·纳尔, L·A·马克思, C·M·瑞布恩 申请人:康克迪亚咖啡有限公司