利用流量计脉冲实现压力控制的预警系统及预警方法与流程

本发明属于固体饮料饮品设备技术领域，具体涉及一种利用流量计脉冲实现控制胶囊压力的预警系统及其预警方法。

背景技术：

目前，大多数的胶囊冲泡或者胶囊饮品的萃取设备，都是利用电磁泵或者类似电磁泵的方式给胶囊或者饮品的萃取容器注入水，水在胶囊或者容器内对水进行阻流的方式让胶囊或者容器内形成一定的压力，得到不同饮品的食材所需的压力萃取出一杯饮品；同时，大多数的胶囊或者类胶囊式的饮品机都没有考虑到胶囊或者类胶囊产品的堵塞情况；因胶囊产品的质量或者各种各样的外部条件原因导致胶囊堵塞或者不能正常出水的情况，导致胶囊或者饮品机内部存在非常高的压力，经过实验发现，这个压力能达到15-20bar，存在对人身安全的巨大隐患；再者，现有技术中的液体压力传感器，体积较大，很少能够在现有家电类的饮品机上安装，同时也导致了饮品机的复杂性，组装工艺更加复杂。

中国实用新型专利“胶囊咖啡机”(授权公告号：cn203873569u；公告日：2014.10.15)公开了一种胶囊咖啡机，包括带有水箱的外壳，外壳的一侧设有出水组件，出水组件上设有胶囊座，外壳内设有流量计、水泵、锅炉、电磁阀和控制单元，流量计的入水口与水箱相连，流量计的输出口依次与流量计、水泵、锅炉、电磁阀相连，电磁阀设于胶囊座的上方，电磁阀通过回水管与水箱相连，控制单元包括相互连接的按键模块和控制电路板，控制电路板分别与流量计、水泵、锅炉、电磁阀相连，胶囊座上设有容置槽，容置槽底部与出水组件连通，容置槽中放置有胶囊咖啡或者方剂杯,回水管的通路上设有用于限制电磁阀返回水和蒸汽流速的阻水机构。该实用新型虽然简化了饮品机的结构，使得组装工艺变得简单，但是，对于因胶囊产品的质量或者各种各样的外部条件原因导致胶囊堵塞或者不能正常出水的情况，导致胶囊或者饮品机内部存在非常高的压力，存在对人身安全的巨大隐患这个问题始终没有得到解决。

因此，本领域技术人员致力于设计一种能够通过流量计脉冲来实现控制胶囊压力的预警系统以及使用该预警系统的预警方法，来解决因胶囊产品的质量或者各种各样的外部条件原因导致胶囊堵塞或者不能正常出水时内部压力升高的问题，对保证使用者的人身安全具有重大意义。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的主要目的在于提供一种能够通过流量计脉冲来实现控制胶囊压力的预警系统以及使用该预警系统的预警方法，旨在解决因胶囊产品的质量或者各种各样的外部条件原因导致胶囊堵塞或者不能正常出水时内部压力升高的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种能够通过流量计脉冲来实现控制胶囊压力的预警系统，包括内部设置有可编程控制器的控制面板、电源以及通过输水管依次串联连接的水箱、流量计、电磁泵、锅炉、萃取部、泄压阀和废水箱；所述控制面板、电磁泵及所述锅炉与所述电源连接；所述水箱、流量计、锅炉及所述萃取部均与所述控制面板电性连接。

进一步，所述电源上还连接有报警装置；所述报警装置为光报警、声报警和声光报警中的任意一种。

进一步，所述控制面板上还设置有显示屏及输入按键；所述输入按键与所述显示屏与控制面板内的可编程控制器电性连接。

优选地，所述可编程控制器为plc可编程控制器。

优选地，所述显示屏为液晶显示屏和触摸屏中的任意一种。

通过上述预警系统来实现利用流量计脉冲控制胶囊压力的预警方法，其具体步骤包括：

f)、打开电源，根据不同的饮品种类，通过控制面板设定不同的压力设定值α；根据流量脉冲特性图对可编程控制器进行编程得到预设运算程序，将预设运算程序存储在可编程控制器内；

g)、控制面板内的可编程控制器根据预设运算程序控制锅炉进行预热，达到预设时间后，程序控制电磁泵开始工作；

h)、流量计开始进行脉冲侦测，并将脉冲信号传送至控制面板内的可编程控制器内，可编程控制器根据预设运算程序进行程序运算得出实时压力值β，并将实时压力值β与步骤a中的压力预设值α进行比较判定；若实时压力值β小于压力预设值α，则控制面板控制电磁泵根据电磁泵压力流量关系曲线自动加快电磁泵流速实现加大泵送流量，从而加大萃取压力，达到胶囊饮品所需的压力值，保证萃取压力的恒定；

i)步骤c中运算得出实时压力值β若大于压力预设值α，则控制面板控制泄压阀打开进行实时压力的调节，并控制电磁泵根据电磁泵的流速和压力曲线关系自动降低电磁泵流速实现减小泵送流量，从而减小实时压力，通过调节后流量计重新进行脉冲侦测，预设运算程序再次运算得出实时压力值β1，将实时压力值β1与压力预设值α重新进行比较判定；

j)、步骤d中运算得出的实时压力值β1若小于压力预设值α,则重复步骤c；若实时压力值β1大于压力预设值α，则报警装置发出报警信号，同时控制面板控制电磁泵、流量计及锅炉停止工作。

进一步，步骤d中的泄压阀处于常闭状态。

进一步，步骤d中从泄压阀排出的水或溶液流入废水箱内。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

本发明通过能够通过流量计脉冲来实现控制胶囊压力的预警系统来对胶囊实时压力的预警方法，利用流量计的脉冲信号加以运算出压力在饮品机内部的压力值，实现压力侦测；利用电磁泵的流速和压力曲线关系来修正压力偏差的问题；利用侦测出来的压力实时控制管路中的泄压管路及泄压开关，控制饮品机的最大安全压力；利用压力侦测来实现胶囊饮品所需的压力值，以保证萃取压力的恒定，从根本上解决了因胶囊产品的质量或者各种各样的外部条件原因导致胶囊堵塞或者不能正常出水时内部压力升高的问题，保证了使用者的人身安全，消除了安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明中的利用流量计脉冲实现压力控制的预警系统的控制线路图；

图2为利用图1中的能够通过流量计脉冲来实现控制胶囊压力的预警系统进行压力预警的工作流程图；

图3为电磁泵的流速和压力曲线关系图；

图4为流量计的流量脉冲特性图；

图5为流量脉冲信号图。

需要说明的是，图1中粗实线为水路连接线路，细实线为控制连接线路，虚线为电源连接线路；图3、图4为根据现有技术作出的曲线图。

附图标记说明：1-水箱；2-流量计；3-电磁泵；4-锅炉；5-萃取部；6-泄压阀；7-废水箱；8-控制面板；9-电源。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例一

如图1所示，本实施例中的利用流量计脉冲实现压力控制的预警系统，包括内部设置有plc可编程控制器的控制面板、电源以及通过输水管依次串联连接的水箱、流量计、电磁泵、锅炉、萃取部、泄压阀和废水箱；所述控制面板、电磁泵及所述锅炉与所述电源连接；所述水箱、流量计、锅炉及所述萃取部均与所述控制面板电性连接；所述电源上还连接有报警装置；本实施例中所述报警装置为声光报警；所述控制面板上还设置有液晶显示屏及输入按键；所述输入按键与所述显示屏与控制面板内的可编程控制器电性连接；

作为进一步优选，所述显示屏也可用触摸屏。

实施例二

如图2所示，通过实施例1所述的预警系统来实现利用流量计脉冲控制胶囊压力的预警方法，其具体步骤包括：

a)、打开电源，根据不同的饮品种类，通过控制面板设定不同的压力设定值α，如意式浓缩咖啡的压力设定值α为9.5bar；根据图4所示的流量脉冲特性图对可编程控制器进行编程，将预设运算程序存储在可编程控制器内；

b)、控制面板内的可编程控制器根据预设运算程序控制锅炉进行预热，达到预设时间后，程序控制电磁泵开始工作；

c)、流量计开始进行脉冲侦测，得到如图5所示的脉冲信号，并将脉冲信号传送至控制面板内的可编程控制器内，可编程控制器根据预设运算程序进行程序运算得出实时压力值β，并将实时压力值β与步骤a中的压力预设值α进行比较判定；若实时压力值β小于压力预设值α，则控制面板控制电磁泵根据图3所示的电磁泵流速和压力曲线自动加快电磁泵流速实现加大泵送流量，从而加大萃取压力，达到胶囊饮品所需的压力值，保证萃取压力的恒定；

d)步骤c中运算得出实时压力值β若大于压力预设值α，则控制面板控制处于常闭状态的泄压阀打开进行实时压力的调节，其中从泄压阀排出的水或溶液流入废水箱内，控制面板同时控制电磁泵根据图3所示的电磁泵流速和压力曲线关系自动降低电磁泵流速实现减小泵送流量，从而减小实时压力，通过调节后流量计重新进行脉冲侦测，预设运算程序再次运算得出实时压力值β1，将实时压力值β1与压力预设值α重新进行比较判定；

e)、步骤d中运算得出的实时压力值β1若小于压力预设值α,则重复步骤c；若实时压力值β1任然大于压力预设值α，则报警装置发出报警信号，同时控制面板控制电磁泵、流量计及锅炉停止工作。

根据流量计开始进行脉冲侦测，得到如图5所示的脉冲信号，并将脉冲信号传送至控制面板内的可编程控制器内，可编程控制器根据预设运算程序进行程序运算得出实时压力值β，实现了利用流量计的脉冲信号加以运算出胶囊实时压力，达到实时压力侦测的目的；将实时压力值β与步骤a中的压力预设值α进行比较判定，当实时压力值β与压力预设值α有偏差时，控制面板控制电磁泵自动调节修正其自身的流速，从而实现利用电磁泵的流速和压力曲线关系来修正压力偏差问题的目的；同时，在实时压力值β大于压力预设值α的情况下，控制面板还会控制处于常闭状态下的泄压阀打开进行实时压力的调节，保证胶囊内的压力在最大安全压力范围内；当实时压力值β小于压力预设值α时，则控制面板控制电磁泵根据图3所示的电磁泵流速和压力曲线自动加快电磁泵流速实现加大泵送流量，从而加大萃取压力，达到胶囊饮品所需的压力值，保证萃取压力的恒定；当通过电磁泵连续两次修正以及泄压阀的调节，胶囊压力的实时压力值β任然大于压力预设值α时，则报警装置发出报警信号，同时控制面板控制电磁泵、流量计及锅炉停止工作，，控制胶囊压力不再升高，保证使用者的人身安全。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。