本發(fā)明屬于飲料制備裝置，具體而言是涉及一種研磨粉量控制系統(tǒng)及方法。

背景技術：

1、咖啡是一種廣泛流行的飲料，適量飲用咖啡對健康有益，咖啡的制作工藝中最為重要的一環(huán)就是咖啡豆的研磨，研磨出的咖啡粉的粗細以及粉量直接決定了咖啡的萃取方法，而不同的萃取方法又產(chǎn)生不同的風味和口感?？Х鹊妮腿∈侵赣盟崛】Х确壑械奈兜篮拖銡獾倪^程，常見的萃取方法包括：1、意式濃縮咖啡：使用高壓和熱水快速萃取，通常萃取時間為25-30秒，其需要非常細的咖啡粉。2、手沖咖啡：使用滴濾杯和濾紙，熱水慢慢滴落通過咖啡粉，可以手動控制水流速度和萃取時間，其需要的咖啡粉粗細度通常為中等。3、冷萃咖啡：使用冷水或室溫水長時間浸泡咖啡粉，其通常不涉及加熱過程，需要的咖啡粉粗細度為中等至粗?？Х确鄣拇旨毧赏ㄟ^粉末的顆粒度大小衡量，咖啡粉的粉量可通過粉末的密度與粉末的體積計算得出?，F(xiàn)有技術中公開的咖啡豆研磨系統(tǒng)，采用手動或時間控制磨粉量，但是由于粉末的粗細不一致，會導致粉量克重變化大，造成萃取咖啡無油脂，無香味。

技術實現(xiàn)思路

1、為克服現(xiàn)有的研磨粉量控制系統(tǒng)的粉量克重變化大，造成萃取咖啡無油脂，無香味這一技術問題，本發(fā)明提供如下技術方案：

2、一種研磨粉量控制系統(tǒng)，包括：動磨輪組件、設置于所述動磨輪組件外的定磨輪組件，以及設置于所述定磨輪組件下的底座傳動箱；

3、所述定磨輪組件包括最外層的定磨輪旋轉(zhuǎn)殼，設置于所述定磨輪旋轉(zhuǎn)殼內(nèi)的定磨輪升降殼，以及設置于所述定磨輪升降殼內(nèi)的定磨輪；

4、所述定磨輪升降殼與定磨輪旋轉(zhuǎn)殼通過螺紋連接，所述定磨輪卡設于定磨輪升降殼中；所述底座傳動箱包括底座主體，密封所述底座主體下端的傳動箱下蓋；

5、所述底座主體上表面設置有外筒形凸臺和內(nèi)筒形凸臺，所述定磨輪旋轉(zhuǎn)殼固定于外筒形凸臺上；所述定磨輪升降殼固定于內(nèi)筒形凸臺上；

6、所述底座主體上表面還設置有電位器，所述電位器用于監(jiān)測所述定磨輪旋轉(zhuǎn)殼的旋轉(zhuǎn)角度，進而監(jiān)測磨輪間隙。

7、所述動磨輪組件包括動磨輪以及上端穿設于所述動磨輪中的動磨輪軸；所述內(nèi)筒形凸臺的中部開設有底座軸孔，所述動磨輪軸的下端穿設于所述底座軸孔中并通過軸套連接有動力齒輪，所述動力齒輪上設置有信號發(fā)射件；所述傳動箱下蓋上固定有信號接受件。

8、進一步的，所述定磨輪升降殼下端面豎直設置有升降殼限位板，所述外筒形凸臺的內(nèi)壁與內(nèi)筒形凸臺的外壁之間通過肋筋形成升降殼限位槽，所述升降殼限位板插入升降殼限位槽中，實現(xiàn)定磨輪升降殼水平方向的限制。

9、進一步的，所述定磨輪旋轉(zhuǎn)殼的底面內(nèi)收形成環(huán)形凸緣，所述外筒形凸臺和內(nèi)筒形凸臺間繞設有若干螺柱槽，所述環(huán)形凸緣的直徑大于所述螺柱槽所在圓的直徑，所述環(huán)形凸緣置于所述外筒形凸臺上沿，并在環(huán)形凸緣上通過螺柱壓緊安裝有固定環(huán)板，從而實現(xiàn)定磨輪旋轉(zhuǎn)殼豎直方向的固定，所述電位器上端安裝有齒輪撥盤，所述定磨輪旋轉(zhuǎn)殼的下端外壁繞設有若干齒形凸起，所述電位器通過齒輪撥盤與所述齒形凸起嚙合，檢測定磨輪旋轉(zhuǎn)殼的轉(zhuǎn)動角度，并通過引腳與mcu通信，進而監(jiān)測磨輪間隙。

10、進一步的，所述定磨輪包括定磨輪刀體以及定磨輪刀架，所述定磨輪刀體外壁與定磨輪刀架內(nèi)壁緊密配合固定；所述定磨輪升降殼的內(nèi)壁設置有安裝凸起，所述安裝凸起中開設有限位柱槽；所述定磨輪刀架的外壁開設有相互連通的封閉槽和開放槽，所述封閉槽內(nèi)還設置有限位柱。

11、進一步的，所述信號發(fā)射件為磁鐵，所述信號接收件為霍爾傳感器。

12、一種研磨粉量控制方法，包括如下步驟：

13、s1-磨輪間隙變化量δd以及磨輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)h的監(jiān)測：

14、將磨輪間隙變化量δd以及磨輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)h的物理信號映射為電信號，通過電信號的變化確定磨輪間隙變化量δd以及磨輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)h；

15、s2-粉末總克重m的測定：

16、在不同磨輪間隙變化量δd下，使磨輪轉(zhuǎn)動h圈，測定粉末總克重m；

17、s3-關系擬合：

18、擬合磨輪間隙變化量δd、粉末總克重m以及磨輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)h之間的關系；

19、s4-目標克重的設置：

20、根據(jù)目標萃取方式設置所需的目標克重m1；

21、s6-粉末總克重m的控制:

22、根據(jù)步驟s3-關系擬合中確定的磨輪間隙變化量δd、粉末總克重m以及磨輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)h之間的關系，控制磨輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)h，使出粉量達到目標克重m1。

23、進一步的，所述步驟磨輪間隙變化量δd以及磨輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)h的監(jiān)測中；

24、設置電位器，通過監(jiān)測電位器的電阻變化監(jiān)測研磨機構(gòu)的磨輪間隙；

25、設置霍爾傳感器，通過監(jiān)測霍爾元件的磁場信號監(jiān)測研磨機構(gòu)轉(zhuǎn)動的圈數(shù)。

26、進一步的，所述步驟磨輪間隙變化量δd以及磨輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)h的監(jiān)測中；

27、設置光電傳感器，通過監(jiān)測脈沖信號出現(xiàn)的次數(shù)監(jiān)測研磨機構(gòu)轉(zhuǎn)動的圈數(shù)；

28、設置編碼器，通過監(jiān)測編碼器反饋的二進制信號監(jiān)測研磨機構(gòu)的磨輪間隙。

29、進一步的，所述步驟s3-關系擬合中，以檔位d代替磨輪間隙變化量δd，通過pid算法擬合轉(zhuǎn)動圈數(shù)n、粉末總克重m以及檔位d之間的如下關系：h＝m/(0.3+d/300)。

30、進一步的，所述步驟s6-粉末總克重m的控制中，通過將步驟s3-關系擬合中確定的關系送入mcu中計算，通過計算結(jié)果控制磨輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)h,進而控制粉末達到目標克重m1。

31、本發(fā)明通過將與粉末總克重有關的磨輪間隙變化量以及磨輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)這樣的物理量映射成電信號，通過mcu計算映射出的電信號，從顆粒度和總量兩方面對粉末總克重進行計算控制，能精確控制研粉末總量。

技術特征：

1.一種研磨粉量控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：動磨輪組件、設置于所述動磨輪組件外的定磨輪組件，以及設置于所述定磨輪組件下的底座傳動箱；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨粉量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述定磨輪升降殼下端面豎直設置有升降殼限位板，所述外筒形凸臺的內(nèi)壁與內(nèi)筒形凸臺的外壁之間通過肋筋形成升降殼限位槽，所述升降殼限位板插入升降殼限位槽中，實現(xiàn)定磨輪升降殼水平方向的限制。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨粉量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述定磨輪旋轉(zhuǎn)殼的底面內(nèi)收形成環(huán)形凸緣，所述外筒形凸臺和內(nèi)筒形凸臺間繞設有若干螺柱槽，所述環(huán)形凸緣的直徑大于所述螺柱槽所在圓的直徑，所述環(huán)形凸緣置于所述外筒形凸臺上沿，并在環(huán)形凸緣上通過螺柱壓緊安裝有固定環(huán)板，從而實現(xiàn)定磨輪旋轉(zhuǎn)殼豎直方向的限制，所述電位器上端安裝有齒輪撥盤，所述定磨輪旋轉(zhuǎn)殼的下端外壁繞設有若干齒形凸起，所述電位器通過齒輪撥盤與所述齒形凸起嚙合，檢測定磨輪旋轉(zhuǎn)殼的轉(zhuǎn)動角度，并通過引腳與mcu通信，進而監(jiān)測磨輪間隙。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨粉量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述定磨輪包括定磨輪刀體以及定磨輪刀架，所述定磨輪刀體外壁與定磨輪刀架內(nèi)壁緊密配合固定；所述定磨輪升降殼的內(nèi)壁設置有安裝凸起，所述安裝凸起中開設有限位柱槽；所述定磨輪刀架的外壁開設有相互連通的封閉槽和開放槽，所述封閉槽內(nèi)還設置有限位柱。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨粉量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述信號發(fā)射件為磁鐵，所述信號接收件為霍爾傳感器。

6.一種研磨粉量控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的研磨粉量控制方法，其特征在于，所述步驟磨輪間隙變化量δd以及磨輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)h的監(jiān)測中；

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的研磨粉量控制方法，其特征在于，所述步驟磨輪間隙變化量δd以及磨輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)h的監(jiān)測中；

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的研磨粉量控制方法，其特征在于，所述步驟s3-關系擬合中，以檔位d代替磨輪間隙變化量δd，通過pid算法擬合轉(zhuǎn)動圈數(shù)h、粉末總克重m以及檔位d之間的如下關系：h＝m/(0.3+d/300)。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的研磨粉量控制方法，其特征在于，所述步驟s6-粉末總克重m的控制中，通過將步驟s3-關系擬合中確定的關系送入mcu中計算，通過計算結(jié)果控制磨輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)h,進而控制粉末達到目標克重m1。

技術總結(jié)
本發(fā)明公開了一種研磨粉量控制系統(tǒng)及方法，通過將與粉末總克重有關的磨輪間隙變化量以及磨輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)這樣的物理量映射成電信號，通過MCU計算映射出的電信號，從顆粒度和總量兩方面對粉末總克重進行計算控制，能精確控制研粉末總量。

技術研發(fā)人員：劉青松
受保護的技術使用者：上海精炯科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6