[發(fā)明專利]一種濃縮咖啡品質(zhì)的軟測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810993679.7
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN109238353B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邵之江;張舵;朱晟華;劉樂文
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 33200 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 劉靜;邱啟旺<國際申請>=<國際公布>=

1.一種濃縮咖啡品質(zhì)的軟測量方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)在咖啡機上搭建具有用戶界面的傳感信息測量系統(tǒng)，所述傳感信息測量系統(tǒng)包括稱重模塊、熱電阻、熱電偶、壓力表和視覺傳感器；所述稱重模塊用于測量從咖啡機流出的咖啡液的重量；所述熱電阻用于測量鍋爐外壁溫度；所述熱電偶用于測量咖啡機出口的咖啡液溫度；所述壓力表用于測量泵出口壓力；所述視覺傳感器用于獲取出口咖啡液顏色信息；

(2)對單次完整沖煮過程的傳感器測量信息進行處理，計算出沖煮過程多種指標(biāo)，包括平均鍋爐溫度、平均出口溫度、出口溫度達到穩(wěn)定的時間、出水時間、沖煮時長、平均壓力、平均流量、流量達到平穩(wěn)的時間、咖啡出口顏色變化；所述平均鍋爐溫度是指沖煮階段熱電阻測量值穩(wěn)定后的鍋爐溫度的平均值；所述平均出口溫度指沖煮階段熱電偶溫度達到平穩(wěn)后溫度的平均值，先根據(jù)沖煮階段后半段出口溫度線性擬合出一條直線，然后以熱電偶測量曲線接近這條直線的時間作為出口溫度達到穩(wěn)定的時間；所述出水時間指沖煮開始到稱重模塊檢測到咖啡液的時間；所述沖煮時長指整個沖煮過程的時間長度；所述平均壓力指沖煮階段壓力的平均值；所述平均流量指沖煮階段流量達到平穩(wěn)后流量的平均值，先根據(jù)沖煮階段后半段的流量線性擬合出一條直線，然后以流量測量曲線接近這條直線的時間作為流量達到平穩(wěn)的時間；所述咖啡出口顏色變化指視覺傳感器獲取的咖啡流出液顏色黃色分量的變化；

(3)通過傳感器測量信息的歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)和咖啡萃取過程機理，確定指標(biāo)的上下限參考范圍；

(4)結(jié)合先驗的統(tǒng)計知識對濃縮咖啡品質(zhì)進行軟測量：通過判斷傳感器測量曲線是否存在形狀異常以及各沖煮指標(biāo)是否超出上下限參考范圍，對濃縮咖啡進行缺陷診斷和品質(zhì)評估。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濃縮咖啡品質(zhì)的軟測量方法，其特征在于，所述稱重模塊固定在咖啡出口處，對盛有咖啡的杯子稱重，和空咖啡杯重量相減得到咖啡重量；通過咖啡重量信息換算得到咖啡體積；對咖啡體積前后兩時刻的測量值進行差分運算得到咖啡流量；

所述視覺傳感器安裝在咖啡機出口處，測量從咖啡機中流出的咖啡液的顏色；使咖啡液流經(jīng)一段不透光的白色管道，管道兩端用帶有篩孔的金屬片封住；管道內(nèi)在管道中段開兩個孔，照相機通過其中一個孔拍攝咖啡的照片，以獲取咖啡顏色，以RGB值表示；另一個孔處放置LED燈，進行照明。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濃縮咖啡品質(zhì)的軟測量方法，其特征在于，所述步驟(2)中，進行數(shù)據(jù)處理前，先對傳感器的原始測量信息進行剔除野值和低通濾波的預(yù)處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濃縮咖啡品質(zhì)的軟測量方法，其特征在于，所述步驟(3)中，對于商品咖啡機，指標(biāo)的上下限參考范圍由出廠前的測試得到；或使用者根據(jù)自己的喜好對指標(biāo)的上下限參考范圍進行調(diào)整。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濃縮咖啡品質(zhì)的軟測量方法，其特征在于，所述步驟(3)中，為確定各指標(biāo)的參考范圍，先使用咖啡機根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)操作流程沖煮出一杯滿意的咖啡，并將這杯咖啡沖煮時所用的條件定為標(biāo)準(zhǔn)條件；使用標(biāo)準(zhǔn)條件沖煮出50杯咖啡，得到的測量值數(shù)據(jù)記為A組；在標(biāo)準(zhǔn)條件的基礎(chǔ)上，對各參數(shù)進行微小調(diào)整，沖煮出50杯與標(biāo)準(zhǔn)操作略微不同的咖啡，得到的測量數(shù)據(jù)記為B組；將A組和B組的共100組歷史數(shù)據(jù)作為確定各指標(biāo)范圍的統(tǒng)計樣本；計算各指標(biāo)在統(tǒng)計樣本上的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，以均值±2×標(biāo)準(zhǔn)差作為各指標(biāo)的參考范圍。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濃縮咖啡品質(zhì)的軟測量方法，其特征在于，所述步驟(4)中，由傳感器測量曲線鑒別的缺陷包括磨粉過粗或過細(xì)、放粉過多或過少、管路密閉性下降、過度萃取或萃取不足、預(yù)熱不充分、壓粉缺陷。