具有填充水平测量的饮料设备的制作方法

本发明涉及一种用于家用目的的饮料制备设备，尤其是咖啡全自动装置，其具有用于在饮料制备期间放置杯子或另外的饮料器皿的杯子放置面并且具有用于检测杯子放置面上的容器的存在和/或填充水平的激光扫描单元。

背景技术

de102014217840示出了一种饮料提供器，其具有：用于获知饮料填充水平的装置；用于在重力方向上沿笛卡尔坐标系的z轴输出饮料的饮料出口；水平的放置面，所述放置面在坐标系的xy平面中布置在饮料出口下方；发送器，发送器沿投影方向将直线投影到放置面的xy平面中；接收器，接收器相对于投影方向以一定的角度指向放置面并且检测相同的被投影的直线在放置面上的描绘区段，并且检测相对于在位于上方的平行的平面内显得平行地移动了一定的间距的描绘区段；以及评估单元，评估单元获知由接收器检测的描绘区段之间的距离，并且由此确定平面之间的沿z轴的方向的距离。

技术实现要素：

本发明的任务在于，对检测饮料制备设备的容器的存在和填充水平进行改进。

该任务在开头提到的制备设备中根据本发明通过用于利用相同的激光扫描单元来检测制备设备的多个在用户侧能操作的静态的容器的填充水平和/或存在的器件解决。根据本发明，存在的和自身公知的检测单元也用于另外的检测任务。本发明在此利用如下观察：激光扫描单元产生扇形辐射，其通常在最大大约90º的角度中扇形展开，以便在其完全的宽度中检测杯子放置面。剩余的角度范围能够根据本发明用于检测另外的容器和其填充水平。为此，扇形辐射能够展开，并且其由此获得的角度范围根据本发明得到使用。

作为待监控的另外的容器尤其是考虑到饮料制备设备的在用户侧可取出的或至少在用户侧可填充的容器。这种容器能够例如被填充以饮料添加物，如新鲜水、任意类型的饮料粉、牛奶或类似物。豆子容器例如能够属于不可取出的，但在用户侧可填充的容器。如下这种容器也能够是待监控的容器，其接收饮料制备的残渣，尤其是剩水或例如果渣。最后也能够检测如下容器，其容纳饮料制备的不用于饮料制备本身的辅助物质，例如清洁物质。

根据本发明，当容器和/或其填充水平被检测时，容器在检测过程期间在容器在其特定方位上不运动地存在时是静止的。就此而言，检测本身也能够被说明是静止的，这是因为针对检测容器或其填充水平不需要容器的运动。本发明成功实现更好地充分利用存在的激光检测装置，从而例如针对水容器、牛奶罐或果渣托盘的单独的检测装置能够取消。因此，制备设备的结构能够得到简化，这提供了成本优点。

激光扫描单元通常检测饮料容器和其填充水平。根据本发明的另外的有利的设计方案，激光扫描单元也能够用于至少检测在用户侧可取出的设备组成部分的存在，设备组成部分不必强制性地包括上面的意义中的容器。在咖啡全自动装置中例如提供的是：检验尤其是为了清洁目的可取出的煮单元的存在。其存在对于饮料制备来说不仅在逻辑上是强制必需的，而且其缺失也会导致咖啡全自动装置的设备内部的不必要的污染。

扇形辐射能够原则上通过可摆转的激光扫描单元或通过可摆转的镜子产生，静止的激光扫描单元的检测辐射指向镜子。根据本发明的另外的有利的设计方案，制备设备能够具有用于激光扫描单元在扇形辐射的一侧的角度范围内的检测辐射的光学转向器件，以便检测另外的容器。存在的可摆转的镜子也能够属于光学转向器件，镜子的摆转范围增大超过用于公知的扇形辐射的摆转范围。在任何情况下，镜子，但还有棱镜适用作另外的光学转向器件，其在公知的扇形辐射以外利用检测辐射。由于激光辐射作为单色光，所以光栅或衍射光栅也能够得到使用，其具有用于光的衍射的周期性结构。至少通过多个光学转向器件的串联，检测辐射能够被转向至制备设备的几乎每个区域，以便在那里检测容器或状态。在此不排除，而是同样可想到的是：激光扫描单元本身也可运动地设计。在任何情况下，由此能够达到制备设备的甚至很偏远的区域。

借助光学转向器件，激光扫描单元的检测辐射能够针对相应的检测任务适当地转向。只要仅应该检测容器或设备单元的存在，那么其能够从几乎每个任意的方向指向待监控的设备单元。设备单元的存在能够以如下方式获知：用于激光扫描单元与常规地使用的设备单元之间的距离的测量值在工厂侧被检测，并且在设备侧存储。如果在运行时检测到更高的测量值，那么这表明了被监控的设备单元的缺失。评估检测在此能够以比较高的公差设计，从而设备单元的不同的原则上有效的安装定位能够在没有干扰通知的情况下接受。由此得到很好的操作舒适性，其能够位于检测装置的高的公差阈值内。借助激光扫描单元的检测提供如下优点：公差范围根据待监控的设备单元能够在工厂侧调节，并且必要时还能够后来进行再调整。

针对检测填充水平，而提供了辐射转向件，其将检测辐射从上侧指向上侧敞开的器皿。牛奶容器的填充水平例如能够以该方式直接通过检测辐射探测。根据本发明的有利的设计方案，饮料设备然而包括液体容器中的漂浮物，其能够通过激光扫描单元的检测辐射检测。通过检测辐射和漂浮物的共同作用，例如水储备容器或剩水托盘的填充水平也能够可靠地得到探测。

单个检测辐射通常足以用于检测容器的存在或其填充水平。在检测液体填充水平时，能够从平坦的液体表面出发，其能够在每个任意的点上或必要时借助漂浮物正确地检测。根据本发明的有利的设计方案，饮料制备设备具有用于产生附加的扇形辐射的器件。因此，在存在的扇形辐射一侧并且必要时也局部不依赖于扇形辐射地能够实现线轮廓的检测，其能够用于检测固体物质容器的填充水平。作为这种固体物质容器能够在咖啡全自动装置中例如使用果渣容器、用于未研磨的咖啡豆的豆子容器或用于饮料粉的粉盒。因为在其中通常不形成平坦的填充物质表面，所以检测填充物质表面的线轮廓能够提供用于估计填充水平的很好的近似。附加的扇形激光能够原则上通过存在的用于产生公知的扇形辐射的器件产生。

替选地或附加地，饮料制备设备能够根据本发明的另外的有利的设计方案具有附加的用于产生附加的扇形辐射的器件。为此能够使用附加的可摆转的转向器件或可摆转的激光扫描单元（如果不存在）或其组合。由此必要时能够减小检测单元的复杂性，但附加的扇形辐射在任何情况下能够更精确地在相应的检测位置上产生。

根据本发明的另外的有利的设计方案，饮料制备设备能够具有用于形成由扇形辐射的多个被测量的距离值构成的平均值的器件。为此，扇形辐射的每个检测辐射的相应的测量值相加，并且除以检测辐射的数量。由此得到的平均值是用于获知容器的填充高度的很好的近似，因为容器的尺寸，尤其是其底面的尺寸是公知的。

根据本发明的另外的有利的设计方案，饮料制备设备具有用于构造二维的扇形辐射的器件，例如可通过多个轴线摆转的镜子，或者具有两个串联的镜子，镜子可分别围绕一个轴线摆转，其彼此垂直。通过检测另外的线轮廓（其优选相对第一线轮廓正交地延伸），被检测的容器的填充水平的获知能够通过形成轮廓交叉来改进。该方法提供了相关的填充高度的更准确的计算结果，这是因为在被检测的第一线轮廓以外的随机的高度误差能够更可靠地检测。两个线轮廓的交叉不必强制性地位于被监控的固体物质容器的几何中心，而是能够匹配于其填充情况地也位于中心以外。在交叉的区域中得到对固体物质容器的表面的最准确的检测。

根据本发明的另外的有利的设计方案，饮料制备设备能够具有用于产生锥形辐射的器件。借助锥形辐射能够检测被监控的固体物质容器的填充物质表面的完整的外形或至少主要的部分。由此能够最准确地计算出实际的填充水平。其细节可从同一申请人于同一天的具有申请号201604572的申请中得到，该申请与此相关地也作为本专利申请的内容。

根据本发明的另外的有利的设计方案，饮料制备设备包括用于检测煮室中的咖啡粉的填充水平的器件。为此，激光扫描装置能够指向煮室的开口和填充侧。因此，不仅能够检验用于饮料制备的基本条件，如煮装置的存在或足够的新鲜水填充水平。更多地，每个饮料订购的制备过程在正确的粉量方面能够被监控，并且必要时被再调整。其细节同样能够从同一申请人于同一天的具有申请号201604572的上述申请中得到，该申请与此相关地也作为本专利申请的内容。

附图说明

本发明的原理随后借助附图示例性地详细阐述。在附图中：

图1示出了咖啡全自动装置的示意图；

图2示出了扇形激光和被监控的容器的示意性的描绘图；并且

图3示出了被记录的距离轮廓的测量值图示。

具体实施方式

图1提供了作为饮料制备设备的咖啡全自动装置1的示意性的描绘图。在咖啡全自动装置的面对用户的杯子放置面2上，饮料器皿4能够放在咖啡全自动装置1的未示出的饮料出口下方。针对饮料制备，咖啡全自动装置1包括具有容器底部15并且由于填充具有水表面14的新鲜水容器5，其提供针对基于咖啡的饮料的煮水。为了制备拿铁玛奇朵、卡布奇诺和类似咖啡，咖啡全自动装置1具有牛奶容器7，其具有容器底部16并且在填充时具有液体或牛奶表面13。牛奶容器7能够在侧面对接在咖啡全自动装置1上。滴水托盘6容纳来自咖啡制备的剩水，但也容纳在杯子放置面2上洒出的饮料，滴水托盘布置在杯子放置面2下方。新鲜水容器5和滴水或剩水托盘6和牛奶容器7能够从咖啡全自动装置1取下，以便被填充或排空。其存在和新鲜水容器5和牛奶容器7中的足够高的填充水平以及剩水托盘6中的足够小的填充水平对于成功的制备过程来说是需要的。

咖啡全自动装置1包含自身公知的激光扫描单元3，其通过三个转向镜子21、22、23作用到可摆转的中心镜子20上。借助中心镜子，扇形辐射或扇形激光12指向杯子放置面2，以便在那里检测饮料器皿4。器皿4能够如示出的那样放在中间，但或者放在左边或右边。因此，饮料出口能够成功地指向饮料器皿4，或者位于其旁边。如果饮料器皿4正确定位，那么其填充水平应该被监控，以便阻止过度填充和因此溢出饮料器皿4。所有这些信息能够根据期望借助扇形激光12以自身公知的方式获得，并且必要时处理为用户指示。

根据本发明，咖啡全自动装置1具有另外的转向镜子24...27（或根据图2的24...33）。因此，单个激光辐射10能够在扇形激光12以外指向容器2、5、6、7。从中心镜子20出发，转向镜子27使辐射转向至牛奶容器7，并且在那里到达牛奶表面13上，其能够直接被探测。咖啡全自动装置1由此获得距离值，其与针对容器底部16的公知的和在设备侧存储的距离值一起处理为针对牛奶容器7的填充水平的值。更高的距离值相反地评估为没有牛奶容器7，并且处理为对咖啡全自动装置1的用户的相应的通知。

转向镜子24、25将另外的辐射10转向至新鲜水容器5中，在那里，该另外的辐射撞击到水表面14上的漂浮物11上。不透明的牛奶表面13能够借助激光直接检测，而漂浮物11对于检测新鲜水容器5中的水表面14来说是必需的。漂浮物在未示出的引导管中引导，其与转向镜子25的布置有关，从而只要使用水容器5，辐射10就可靠地撞击到漂浮物11上。

转向至新鲜水容器5中的激光辐射导致距离参量，其将漂浮物11相对于激光扫描单元3的相对方位说明为距离值。用于在空的新鲜水容器5的情况下位于容器底部15上的漂浮物11的距离值是公知的，并且存储在设备侧。由此出发，当前测量的值能够得到评估：更小的距离值指出了新鲜水容器5的填充，并且因此能够推断出填充水平。更大的距离值意味着的是：新鲜水容器5没有被使用，并且因此在使用的但是空的新鲜水容器5的情况下与漂浮物11下方的参考点的更大的距离被测量。

转向镜子26使另外的激光辐射10指向剩水托盘6。如果该另外的激光辐射在那里撞击到不依赖于当前的填充水平的参考面上，并且其与激光扫描单元3的距离是公知的，那么能够推断出存在剩水托盘6。如果测量出相对更大的值，那么可能没有剩水托盘6，随后输出对咖啡全自动装置1的用户的相应的通知。

因此实现利用仅唯一的激光扫描单元3评估咖啡全自动装置1的另外的容器2、5、6、7的存在和其填充水平，所述激光扫描单元首先仅设置用于监控和检测饮料器皿4的填充水平。因此，能够在没有大的设计费用的情况下省去相应的探测器，这使咖啡全自动装置1的制造更廉价。

图2示意性地示出以常规方式使用的扇形辐射12，其在中心镜子20下方张开。扇形辐射作为具有零线18的半圆17的一部分示出，在半圆上说明了中心镜子20的至少理论上可能的在0º至180º之间的摆转角度。中心镜子20的常规使用的摆转区域在45º至135º之间，并且因此经过90º。其保留的迄今未使用的区段在0º至45º之间或在135º至180º之间。根据本发明，其现在用于监控和检测另外的容器5至9，因此，除了图1以外，也检测果渣容器8和粉抽屉9。

相对于零线18转向5º的辐射10撞击到镜子24、25上并且因此撞击到水储备罐5中的漂浮物11上，因此，其距离值以所描述的方式评估。在大约20º时，激光辐射10撞击到转向镜子33上，转向镜子使激光辐射转向至果渣容器8中。如果其在那里获知比在设备侧针对空的果渣容器8存储的值更小的值，那么果渣容器8被填充。如果其获知比代表果渣容器8的容器边缘34的高度方位的距离值更小的值，那么果渣容器8是满的，并且必须被排空。为此输出相应的通知。

在45º至135º之间，自身公知的扇形激光12张开，以便检测杯子放置面2上的饮料器皿4的定位和填充水平。

在通过中心镜子20转向大约150º时，激光辐射10撞击到转向镜子28、29、30上，转向镜子将激光辐射指向另外的漂浮物11，另外的漂浮物漂浮在滴水托盘6中的液位19上。漂浮物11以和新鲜水容器5的漂浮物相同的方式引导，以便一旦滴水托盘6安装在咖啡全自动装置1中（参加图1），那么就与镜子30共同作用并且得到检测。在大约160º的情况下，转向镜子27将激光辐射10转向至牛奶容器7，并且到达那里的表面13上。在175º的情况下，激光辐射10最终撞击到转向镜子31和32上，转向镜子将激光辐射在侧面转向至粉抽屉9上。因为粉抽屉9能够容纳用于仅唯一的饮料份额的咖啡粉，所以饮料粉的存在的检测是足够的，不必获知具体的填充水平。因此，激光辐射10在175º的情况下能够以光栅的方式使用，因此，所使用的但是空的粉抽屉9能够借助第一和在设备侧存储的间距值来探测。为此，激光辐射10在175º的情况下通过透明的盘穿过粉抽屉9的侧壁35，以便在空的粉抽屉9的情况下撞击到对置的侧壁36上。粉抽屉9的缺失利用更大的测量值获知，并且粉抽屉的填充借助更小的测量值获知。因为激光辐射10在175º的情况下从侧面撞击到粉抽屉9上，所以被测量的更小的距离值仅是关于粉抽屉9的填充水平的定性的、而非定量的说明。

图3描绘了中心镜子20的从0º至180º的摆转的测量顺序的结果。因此，在横坐标上说明了中心镜子的0º至180º的摆转角度，在纵坐标上说明了获知的距离值。得到具有基础值a的连续的测量线a，基础值代表被监控的容器5...9的存在。基础值a在工厂侧被获知，并且存储在咖啡全自动装置1中。低于基础值意味着的是：容器5...9中的一个容器不存在。

测量线a在5º时以测量值b的偏移示出了新鲜水容器5在纵坐标上的大约三个单位的填充水平。果渣容器8在20º时被检测，并且提供大约2个单位的测量值c作为填充水平。随后实现公知的扇形辐射12，扇形辐射在其撞击在杯子放置面2上时提供基础值a。在饮料容器4存在时，得到用于容器边缘的测量值d和用于容器4中的填充水平的相对更小的测量值e。在偏转135º一侧时，另外的容器被监控，因此在150º时，滴水托盘6导致大约2.5个单位的液位的测量值f。牛奶容器7导致大约3个单位的测量值g。用于粉抽屉9的最后一个测量值h没有评估其高度，而是仅得到如下指示：粉抽屉9被填充以咖啡粉，并且因此煮室为了下一制备过程可由此供应。

因为之前的详细描述的咖啡全自动装置是实施例，所以其能够以常见的方式由本领域技术人员在广泛的范围内修改，而不会离开本发明的保护范围。转向镜子的具体的布置尤其是也能够以与在此描述的形式中不同的形式实现。当由于空间原因或设计原因是必需的时，中心镜子本身或其定位同样能够以另外的形式设计。此外，不定冠词“一个”或“一种”的使用不排除相关的特征也能够多次或多重地存在。

附图标记列表：

1咖啡全自动装置

2杯子放置面

3激光扫描单元

4饮料器皿

5新鲜水容器

6剩水托盘

7牛奶容器

8果渣容器

9粉抽屉

10激光辐射

11漂浮物

12扇形辐射

13牛奶表面

14水表面

15容器底部

16容器底部

17半圆

18零线

19剩水表面

20中心镜子

21至33转向镜子

34果渣容器8的容器边缘

35粉抽屉9的侧壁

36侧壁

a基础值

b...h测量值

a测量线。