具有光学测量设备的饮料自动装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于在使用颗粒（5）的情况下制造饮料的饮料自动装置，其包括用于容纳颗粒（5）的容器（4）、用于将颗粒（5）填充到容器（4）中的填充单元（9）和饮料制备单元（3），其特征在于，饮料自动装置包括用于光学测距的设备（1），所述设备设计用于：基于光辐射（2）的行程以间距值的形式测量容器（4）中的填充水平。本发明专利技术此外涉及一种用于填充高度测量的相应的方法。

【技术实现步骤摘要】
具有光学测量设备的饮料自动装置
本专利技术涉及一种用于在使用颗粒的情况下制造饮料的饮料自动装置，其具有用于容纳颗粒的容器、用于将颗粒填充到容器中的填充单元和饮料制备单元（3）。本专利技术此外还涉及一种用于运行饮料自动装置的相应的方法，其具有如下步骤：提供容器、填充容器和借助光学间距测量来测量容器中的填充水平。
技术介绍
WO201095937A1描述了咖啡制备装置，其具有单独的计量室。在咖啡豆到达煮室之前，咖啡豆被输送至计量室。在计量室中，咖啡豆的必需的量借助水平的和竖直的光辐射测量。
技术实现思路
本专利技术的任务在于提供一种用于在使用颗粒的情况下制造饮料的饮料自动装置和一种方法，饮料自动装置或方法能够实现颗粒的改进的填充量测量。该任务通过根据独立权利要求的饮料自动装置解决和根据权利要求9的方法解决。根据本专利技术的用于在使用颗粒的情况下制造饮料的饮料自动装置包括用于容纳颗粒的容器、用于将颗粒填充到容器中的填充单元和饮料制备单元。在此，饮料自动装置尤其是用于制造咖啡饮料的自动装置，优选是咖啡全自动装置（KVA），其中另外的饮料自动装置，例如蛋白质混合饮料自动装置根据应用同样是优选的。如上面已经列举的那样，概念“颗粒”包括粒状的材料或制备物和粉状的材料，例如咖啡粉。颗粒的之前确定的根据饮料选择必要时改变的量在制备饮料之前被填充到容器中。颗粒不必强制性地以其为了饮料制备期望的形式存储在饮料自动装置中。颗粒能够从外部输送，或者也以更粗糙的形式存在，颗粒为了饮料制备而被捣碎。例如，在咖啡自动装置中为了味道而有利的是，咖啡以咖啡豆的形式存储，并且预设的量的豆只有在咖啡制备时才在研磨工具中研磨。研磨工具在此是填充单元的一部分，或者填充单元至少与研磨工具连接，用于将研磨材料输送到容器中。被研磨的咖啡粉到达容器，容器在制造热饮料时被称为煮锅。制备饮料在饮料制备单元中进行，其在制造热饮料时被称为煮单元。为此，容器通常在填充后被带到饮料制备单元中。本专利技术的特征在于，饮料自动装置包括用于光学间距测量的设备，其设计用于基于光辐射的行程以间距值的形式测量容器中的填充水平。这种用于光学间距测量的设备总是包括光源（尤其是激光二极管）和光电传感器，尤其是光电二极管或光电晶体管。设备以如下方式测量间距或距离：获知光辐射的行程的长度。光辐射的行程产生间距值。为了光学间距测量通常使用激光辐射，因此，设备也被称为激光测距仪。为了简单起见，随后使用概念“测距仪”，其在此仅涉及光学测距仪。间距值是从之前确定的出发点到反射用于测量的激光辐射的点的间距。用于测量的光辐射随后被称为“激光辐射”，而不会因此排除另外的可能的光辐射。为了确定距离，通常必要时利用调制的激光辐射执行运行时间测量或相位测量。关于间距值，在激光测距仪中总是明确地确定辐射的出发点的相对方位。通常，间距值是发射的和反射的光辐射的行程的一半。例如当在内部考虑到相对于容器底部或容器的上棱边的间距值时，间距值能够附加地增大或减小之前确定的常数。因此，所使用的测量方法原则上不同于基于另外的光学方法（例如借助光栅）的填充高度确定。由测距仪得到的间距值此外提供了如下认识：容器究竟是否在测量定位上存在，这是因为在其存在的情况下，与当没有容器位于该定位上时相比，被测量的间距值明显更小。根据优选的实施方式，激光测距仪包括半导体激光器，尤其是激光二极管。通常，半导体激光器是边缘发射器或表面发射器，例如垂直腔面发射激光器（VerticalCavitySurfaceEmittingLaser，VCSEL）。与边缘发射器相比，表面发射器具有如下优点：制造成本是很小的，并且其具有比较小的电流消耗。此外，VCSEL是单模可用的，并且关于波长是可调整的，这对于间距测量的精确度来说是有利的。根据本专利技术的另外的有利的设计方案，测距仪的光源和光电传感器以唯一的电子构件的形式存在。激光源和光电传感器在激光测距仪中尤其是在唯一的电子构件中实施，尤其是在半导体构件上实施。优选地，激光发射器装备有监测传感器。带有集成的监测二极管的激光二极管是特别优选的。关于VCSEL，纵向集成的监测传感器尤其是优选的，尤其是在后面的镜子的下方集成的光电二极管，或者横向集成的监测传感器是优选的，尤其是用于在半导体上相邻的表面发射器的光的谐振光电二极管是优选的。带有相对于公知的光学测距系统的组合构件的实施方案的优点是产生被发送的光波和几乎在相同的地方探测或叠加由测量物体反射的光波。通过发送器和接收器的几乎完全的地方的一致性，在另外的工艺中由发送器和接收器的空间分离形成的几何挑战被系统性地回避。此外，仅一个光学路径，即从传感器到物体的路径必须保持为没有障碍物和干扰。根据本专利技术的另外的有利的设计方案，用于光学测距的设备的光辐射为了获知间距值而借助光学元件转向。这具有如下优点：用于光学测距的设备不必强制性地定位在容器上方，而是安置地方的选择能够更自由地设计，例如在容器的侧面，或者在壳体中的几乎任意的自由的位置中。优选的光学转向元件是由镜子和棱镜构成的小组的元件。能够使用唯一的元件，或者必要时例如在光辐射的多次转向中也使用多个元件。因为颗粒是松散的，所以容器通常在上侧是敞开的，从而颗粒遵循重力地能够从上侧填充。因此，在大多应用情况下进行光辐射从容器的上侧的射入。在容器相对于垂线翻转时，光辐射能够相应倾斜地落入容器中。颗粒在填充被检测的容器后通常没有形成平坦的表面。一维的检测因此可能是不精确的。根据优选的实施方式，饮料自动装置因此包括运动单元，其设计用于使测距仪的辐射相对于容器运动，从而在测量间隔内能够测量与容器的不同的区域的多个间距值。在此，测距仪或使辐射转向的光学元件或容器能够运动。但其中这些元件中的两个或所有三个元件也能够同时运动，以便实现二维的检测。运动能够是测距仪或光学元件或容器的移动、翻转或枢转，或者这些元件的运动的组合。利用简单的例如单轴的枢转运动，颗粒表面的外形的线轮廓或截面图能够被检测，并且因此能够实现相对于检测单个或少量的单个值的更高的精确度。辐射或相关的元件能够围绕垂直于辐射的发射方向的第一轴线翻转，或者平行于该轴线地移动。优选地，辐射或相关的元件围绕垂直于辐射的发射方向和第一轴线的第二轴线翻转，或者平行于该轴线地移动。填充高度确定的精确度能够以如下方式得到改进：另外的线轮廓沿与第一线轮廓的延伸正交的方向被检测。利用激光辐射相对于容器的单轴的移动，“激光幕帘”，即“扇形激光”能够利用单轴的枢转产生，以便检测线轮廓。根据本专利技术的另外的有利的设计方案能够实现围绕两个彼此不同的轴线的运动，从而利用多轴的枢转能够检测“锥形激光”，并且在多轴的移动中能够检测“长方体激光”、三维的面轮廓或颗粒表面的整个或重要的区段的外形。它能够提供用于获知被检测的容器的填充体积的最精确的数据基础。根据本专利技术的另外的设计方案，不仅唯一的，而且还有多个容器原则上需要通过激光辐射来监控。为此，光学转向器件能够将激光辐射转向到饮料装置的几乎每个区域中，以便例如检测新鲜水容器、剩余水容器、残渣杯或牛奶容器和豆子容器。其详细的细节从同一申请人的带有申请号201604573的于同一天的申请中得到，该申请与此相关地也作为本申请的内容。用于激光辐射相对于容器的必需的相对运动的运动单元优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在使用颗粒（5）的情况下制造饮料的饮料自动装置，其包括用于容纳颗粒（5）的容器（4）、用于将颗粒（5）填充到容器（4）中的填充单元（9）和饮料制备单元（3），其特征在于，所述饮料自动装置包括用于光学测距的设备（1），所述设备设计用于：基于光辐射（2）的行程以间距值的形式测量容器（4）中的填充水平。

【技术特征摘要】
2017.05.30 DE 102017209018.91.一种用于在使用颗粒（5）的情况下制造饮料的饮料自动装置，其包括用于容纳颗粒（5）的容器（4）、用于将颗粒（5）填充到容器（4）中的填充单元（9）和饮料制备单元（3），其特征在于，所述饮料自动装置包括用于光学测距的设备（1），所述设备设计用于：基于光辐射（2）的行程以间距值的形式测量容器（4）中的填充水平。2.根据权利要求1所述的饮料自动装置，其特征在于，用于光学测距的设备（1）借助发射的光辐射（2）的运行时间测量和/或相位测量确定间距值。3.根据前述权利要求中任一项所述的饮料自动装置，其特征在于，用于光学测距的设备（1）包括垂直腔面发射激光器（VCSEL）。4.根据前述权利要求中任一项所述的饮料自动装置，其特征在于，光源（1a）和光电传感器（1b）尤其是作为激光二极管（1a）和光电半导体元件（1b）在唯一的电子构件中存在。5.根据前述权利要求中任一项所述的饮料自动装置，其特征在于光学元件（6），所述光学元件用于使用于光学测距的设备（1）的光辐射（2）转向，以获知间距值。6.根据前述权利要求中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：S夫雷德，A马特斯，R贝克，R施特罗布尔，
申请(专利权)人：BSH家用电器有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE