本發(fā)明涉及用于測量在器皿、罐或容器中包含的液體的體積的測量設備。可以特別在飲料分配機中應用所述測量設備。這樣的飲料分配機器的例子是手動的、半自動的、全自動的和任何類型的單杯咖啡和/或濃縮咖啡機。然而，所提出的測量設備不限于在這樣的器具中的使用。

背景技術：

飲料分配機常常配備有液體容器，例如通常位于機器的后側上的水罐。那些液體容器包含規(guī)定量的液體，根據所選擇的配方，可以用該液體制造幾份飲料，例如咖啡飲料。這些液體容器常常配備有最低液位傳感器以避免用于從液體容器提取液體的泵開始干轉。這些最低液位傳感器通常還將指示液體容器是空的且需要被再填滿的信號發(fā)送給用戶。

現今的咖啡機常常使用包括具有與霍爾傳感器有關的磁鐵的浮標的最低液位傳感器。霍爾傳感器位于水罐的最低液位處，使得設備可以用信號通知該配方、即由用戶選擇的咖啡的類型是否可使用在水罐中可用的水含量來制造。

前面提到的最低液位傳感器的問題是它們不是非常精確的。此外，這些傳感器通常位于與使用機器可能有的最大飲料/配方的體積有關的最低液位處。在一些情況下，可能因此發(fā)生用戶只選擇小飲料（例如濃縮咖啡），其中器具指示水罐需要被再填滿，即使這實際上不是必要的。如果最低液位例如被設置到180ml，則系統將不允許沖泡任何咖啡或濃縮咖啡，即使由用戶定購的配方只需要80ml。

因為水罐通常位于機器的后側上，用戶在視覺上判斷罐的水含量也很難。因此，需要以精確的方式測量水罐的體積并且如果可用水含量適合于沖泡由用戶選擇的咖啡或濃縮咖啡的種類則允許機器沖泡咖啡或濃縮咖啡。

常規(guī)手動咖啡機常常使用布置在流體地連接到水罐的立管處的人工刻度讀數。從ep1514500a1示例性地已知這樣的系統。其中所示的系統包括流體地連接到彼此作為連通器皿的主罐和立管。立管包含浮標，用戶可借助于該浮標在視覺上識別在主罐內的水位。然而，這樣的系統只幫助指示在主罐內的相對水位，但不解決用戶應被通知的上面提到的問題：在主罐中的剩余水位是否對他/她選擇的配方是足夠的,以及應電子地防止主罐在咖啡沖泡期間變空使得泵干轉。

當然，還有在市場上可買到的更復雜的測量設備和傳感器，其滿足上面提到的要求并允許以非常精確的方式測量在水罐內的水的體積。然而，這些測量設備和傳感器在大部分時間需要相當昂貴的設備，其將不成比例地增加制造成本。

wo98/27853a1公開了煮咖啡機，其包括水儲器、用于將熱水供應到過濾器設備的水加熱和供應設備，所沖泡的咖啡從過濾器設備流到容器。煮咖啡機包括用于檢測在儲器中的水位的液位檢測電路，且這個水位用于控制沖泡過程，以便根據在儲器中的液位來改變熱水到過濾器設備的流動。液位可用于控制在連續(xù)加熱器中的加熱元件的功率，或可用于控制在泵送系統中的泵的操作。

us2004/118292a1公開了用于制備熱飲的器具。器具包括具有容器出口的水容器，由加熱設備加熱的水可經由加熱設備和立管從容器出口供應到混合設備。在立管中的特定水位高度可由恒定液位保持設備保持為至少在很大程度上是恒定的。

gb2320093a公開了用于合計由一組泵泵送到器皿或從器皿泵送的液體的體積的方法。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是提供用于測量在器皿中包含的液體的體積的測量設備，其中測量設備在飲料分配機中是可應用的。特別是，本發(fā)明的目的是提供測量設備，其允許在器皿內的液體含量的相當精確的測量，但關于它的制造成本是成本節(jié)約的。

在本發(fā)明的第一方面中，提出了用于測量在器皿中包含的液體的體積的測量設備，其包括：

-主器皿，其用于接納液體；

-參考器皿，其具有比主器皿小的體積，其中主器皿和參考器皿可流體地連接到彼此作為連通器皿；

-泵，其連接到主器皿和參考器皿，用于從主器皿和參考器皿提取液體；

-最低液位傳感器，其配置成如果在參考器皿內的最低液位被達到則發(fā)送參考信號；

-第一閥，參考器皿經由第一閥流體地連接到泵，其中第一閥配置成如果在參考器皿內的最低液位被達到則被關掉；以及

-控制單元，其連接到最低液位傳感器，且泵配置成測量在泵的啟動和參考信號的接收之間的參考時間，其中控制單元還配置成基于參考時間和泵的流速來計算在主器皿內的液體體積和/或在主器皿和參考器皿一起內的總液體體積。

在本發(fā)明的另一方面中，提出包括上面提到的測量設備的飲料分配機。

當前的測量設備利用兩個連通器皿，即主器皿和參考器皿。主器皿代表器具的主液罐，而參考器皿可以在立管的形式中實現。由于作為兩個連通器皿的這兩個器皿的液壓連接，液體將在這兩個器皿中衡消，而不考慮這些器皿的形狀和體積。這樣的連通器皿的物理原理有時也被表示為流體靜壓佯謬。換句話說，這意味著液位的高度在這兩個器皿中是相同的，因為可假設環(huán)境壓力（例如大氣壓力）在這兩個器皿中是相同的。

此外注意到參考器皿比主器皿具有更小的體積以及這兩個器皿都連接到泵很重要。參考器皿的體積優(yōu)選地比主器皿的體積小得多。參考器皿的體積可以例如是主器皿的體積的大約20%或更小，甚至更優(yōu)選地大約10%或更小。泵的致動因此使參考器皿比主器皿快得多地變空。

因為泵流體地連接到這兩個器皿，泵在開始時將從這兩個器皿提取液體，直到參考器皿是空的為止。其后，泵可以只從主器皿提取體液。根據在泵開始工作之前在主器皿和參考器皿中包含的液體體積，直到參考器皿是空的時將因此花費一定量的時間。所提出的測量設備包括在參考器皿處或內布置的最低液位傳感器。這個最低液位傳感器檢測在參考器皿內的最低液位，例如，如果參考器皿是空的話。因為最低液位傳感器只必須配置成測量參考器皿是否是空的，可使用相當簡單的和成本節(jié)約的傳感器。最低液位傳感器一檢測到參考器皿是空的，它就向控制單元發(fā)送出信號（在本文被表示為參考信號）。因為控制單元也連接到泵并控制泵，控制單元也知道在什么時間泵被啟動?？刂茊卧梢虼藴y量在泵的激活/啟動和指示參考器皿是空的參考信號的接收之間的時間（在本文被表示為參考時間）。這個測量的參考時間表示倒空參考器皿所花費的時間。

因為可假設泵提供隨著時間的過去不變的流速，參考時間可用于計算最初在參考器皿中（在泵的啟動之前）的液體體積。這容易從下面的事實得出：在泵的激活之前，參考時間與在參考器皿內的液體體積近似地或甚至確切地成比例。所述泵可因此被如下計算：

vref=θpumpxtref（1）

其中vref表示在開始時在參考器皿中的液體體積，θpump表示泵的流速，以及tref表示參考時間。應注意，這個計算根據在本文提出的測量設備的實施例是或多或少精確的。如果泵的流速隨著時間的過去是恒定的且如果確保液體在開始時只從參考器皿被提取直到它是空的為止，則這個計算是絕對準確的。然而，如果液體直接從參考器皿和主器皿提取，則也可以用準確的方式計算參考體積vref，因為可接著假設相同量的液體離開主器皿和參考器皿，直到參考器皿是空的為止。因此只須使用離開主器皿的液體的量相對于離開參考器皿的液體的量之比來校正測量的參考時間tref。如果例如假設在開始時從每個器皿提取相同量的液體，tref在上面提到的計算中僅僅需要除以2。還應注意，如果泵的流速隨著時間的過去不是絕對恒定的，則可給出相對好的近似。在這種情況下，平均流速可用作θpump。測量設備還可包括用于測量液體流速的裝置，借助于泵利用該裝置從主器皿和參考器皿提取液體。然而，如果泵具有規(guī)定的流速，則這樣的裝置并不是絕對必要的。

由于連通器皿的上面提到的原理，此外由此可見，在致動泵之前在參考器皿內的體積vref與在致動泵之前在主器皿內的體積vmain與成比例（vref～vmain）且也與在致動泵之前在整個測量設備中（在主器皿和參考器皿一起內）的總液體體積vtotal成比例（vref～vtotal）。基于泵的參考時間和流速，控制單元可因此不僅計算在參考器皿的液體體積，而且計算在主器皿內的液體體積vmain和/或在主器皿和參考器皿一起內的總液體體積vtotal。總的說來，這意味著測量設備能夠計算在水罐（主器皿）內的液體體積和/或在設備內的總液體體積，其中只需要相當簡單和成本節(jié)約的傳感器（最低液位傳感器）。所提出的測量設備因此可在任何類型的飲料分配機中被應用，容易實施且在生產中是成本節(jié)約的。

根據實施例，測量設備還可包括用于選擇在提取事件期間將借助于泵從主器皿和參考器皿提取的液體量的選擇器，其中提取事件表示在泵的啟動和隨后去啟動之間的事件。

在咖啡機中，這樣的提取事件可以因此是一種咖啡的沖泡過程。用戶可直接或間接地選擇待用于咖啡的液體量?？蓹C械地或電子地實現選擇器。還應注意，選擇待提取的液體量等于在沖泡過程/提取事件期間啟動泵的時間，只要泵的恒定（平均）流速被達到。

選擇器優(yōu)選地還連接到控制單元，使得控制單元可相應地控制泵?？刂茊卧梢栽谶@種情況中配置成此外基于液體的選定量來計算在主器皿內的液體體積和/或總液體體積。換句話說，因為控制單元于是也知道在提取事件期間提取的液體的量，控制單元可計算在提取事件之后在主器皿內的液體體積：

vmain(t2)=vmain(t1)-vdose（2）

其中vmain(t2)表示在提取事件之后在主器皿內的液體體積，vmain(t1)表示在提取事件之前在主器皿內的液體體積，以及vdose表示在提取事件期間從主器皿和參考器皿一起提取的選定體積。應注意，上面提到的方程需要vref比vmain小得多，使得vmain≈vtotal。如果不是這種情況，我們必須此外考慮在提取事件之前（vref(t1)）和在提取事件之后（vref(t2)）在參考器皿中的體積vref。方程2接著必須被修改如下：

vmain(t2)=vmain(t1)-vdose-(vref(t2)-vref(t1))（2’）

其中可基于上面指示的方程1來計算vref(t1)和vref(t2)。然而，對于基于方程1的vref(t2)的計算，需要第二提取步驟，其中測量tref(t2)。

用于通過利用在vref和vmain之間的上面提到的比例來計算在主器皿內的液體體積的一個可能性是通過利用主器皿和參考器皿的幾何尺寸。

根據實施例，控制單元可配置成此外基于主器皿和參考器皿的幾何尺寸來計算在主器皿內的液體體積和/或總液體體積。這可示例性地如下工作：如上面提到的，泵的參考時間tref和流速θpump可用于計算在參考器皿內的液體體積vref。由于在作為連通器皿的主器皿和參考器皿之間的連接，我們還知道液位的高度h在主器皿和參考器皿內是相同的。這導致下面的方程：

vref=hxaref（3）

vmain=hxamain（4）

vmain=xamain=xamain（5）

在上面提到的方程中，amain表示主器皿的橫截面面積，以及aref表示參考器皿的橫截面面積。主器皿和參考器皿的橫截面面積amain和aref因此只必須在控制單元內被編程。在最早的情況中，amain和aref沿著每個器皿的高度保持不變。然而，即使amain和aref沿著器皿的高度是恒定的，上面提到的方程也是有效的。在這種情況下，amain和aref只須在控制單元內根據兩個器皿的高度而被編程?？扇菀淄ㄟ^合計vmain和vref來計算總液體體積vtotal。

根據另一實施例，控制單元可配置成基于下列項來計算在主器皿內的液體體積和/或總液體體積：（i）在第一提取事件期間測量的參考時間，（ii）在第一提取事件之后的第二提取事件期間測量的參考時間，（iii）泵的流速，（iv）為第一提取事件選擇的液體量，以及（v）為第二提取事件選擇的液體量。

在這種情況下，控制單元確定在從主器皿和參考器皿的兩個隨后的液體提取之后在主器皿和參考器皿內的總液體體積。然而，基于參考時間和泵的流速計算在主器皿內的液體體積和/或總液體體積的基本原理仍然保持相同?？刂茊卧ㄟ^使平均流速θpump與參考時間tref(t1)相乘來計算在第一提取事件期間從參考器皿泵送的體積vref(t1)?？刂茊卧獙ref(t1)與為第一提取事件選擇的液體量vdose(t1)保存在一起。一單下一隨后的提取事件出現，例如當提取第二杯咖啡的液體時，將再次基于θpump和tref(t2)來計算參考體積vref(t2)。可接著基于下面的方程來計算在主器皿和參考器皿（一起）內的總液體體積：

（6）

（7）

（8）

其中vtotal(t1)是在第一提取事件之前在主器皿和參考器皿（一起）內的總液體體積；vtotal(t2)是在第二提取事件之前（在第一提取事件之后）在主器皿和參考器皿（一起）內的總液體體積；vref(t1)是在第一提取事件期間從參考器皿提取的液體體積（如果參考器皿在每個提取事件期間被完全倒空），vref(t1)還表示在第一提取事件之前在參考器皿中的液體體積；vref(t2)是在第二提取事件期間在參考器皿內提取的液體體積（在第一提取事件之后和在第二提取事件之前在參考器皿中的液體體積）；vdose(t1)是在第一提取事件期間從主器皿和參考器皿一起提取的液體體積。

應注意，上面的方程6基于下面的考慮因素：在器具內的總體積相對于在提取之前的總體積vtotal(t1)的變化δvtotal等于在參考器皿內的液體體積相對于在提取之前在參考器皿內的液體體積vref(t1)的變化δvref。

在主器皿內的液體體積vmain可最終被計算如下：

vmain(t1)=vtotal(t1)–vref(t1)（9）

vmain(t2)=vmain(t1)–vdose(t1)（10）

vmain(t3)=vmain(t2)–vdose(t2)（11）

其中vmain(t1)表示在第一提取事件之前在主器皿內的液體體積；vmain(t2)表示在第一提取事件之后且在第二提取事件之前在主器皿內的液體體積；vmain(t3)表示在第二提取事件之后在主器皿內的（當前）體積；vdose(t2)表示在第二提取事件期間從主器皿和參考器皿（一起）提取的液體的選定量。應注意，上面提到的方程10和11需要vref比vmain小得多，使得vmain≈vtotal。如果不是這種情況，我們必須也通過考慮vref以與上面對修改的方程2’解釋的相似的方式修改方程10和11。

還應注意，上面提到的對vtotal(t1)的計算可類似地直接基于參考時間tref(t1)和tref(t2)，而不是首先計算參考體積vref(t1)和vref(t2)：

（12）

其中tref(t1)是在第一提取事件期間測量的參考時間，以及tref(t2)是在第二提取事件期間測量的參考時間。所以在這個實施例中，我們可使用方程8或方程12來計算vtotal(t1)。以這兩種方式，然后從方程9到11得到在主器皿內的液體體積vmain。

根據另一實施例，測量設備還可包括連接到控制單元的存儲器單元，其中控制單元配置成將主器皿的所計算的液體體積存儲在存儲器單元中。這允許在每個提取事件之后將主器皿的所計算的液體體積vmain存儲在存儲器單元中。所計算的液體體積vmain可因此從存儲器單元被調用用于進一步的計算。

特別優(yōu)選地，控制單元配置成將主器皿的所計算的液體體積vmain和/或所計算的總液體體積vtotal連同測量的參考時間tref一起存儲在存儲器單元中。如果這在每個提取事件之后進行，則存儲器單元將在多個提取事件之后包括表格，在表格中多個測量的參考時間tref映射到主器皿的分別計算的液體體積vmain和/或映射到分別計算的總液體體積vtotal。這再次意味著在校準階段之后，控制單元不再需要以上面提到的方式之一計算在主器皿內的液體體積vmain和/或總液體體積vtotal，但可直接查找對應于在存儲在存儲器單元中的所述表格中的某個參考時間tref的主器皿的所計算的液體體積vmain和/或總液體體積vtotal。這此外提供下面的優(yōu)點：控制單元可在每個提取事件之后立即識別正確的vmain和/或vtotal，即使用戶以前例如通過（部分地）再填滿或（部分地）倒空主器皿來改變在主器皿內的液體體積。存儲在存儲器單元中的這樣的表格此外提供下面的優(yōu)點：越多的提取事件發(fā)生，即越多的咖啡被沖泡，則測量變得越來越確切。

根據另一實施例，測量設備還包括用于限制從主器皿到泵的液體流的限制元件。這個限制元件提供下面的優(yōu)點：在每個提取事件期間泵將最初從參考器皿提取大部分液體，直到參考器皿是空的為止。這導致測量的另一準確度，因為參考時間tref的測量于是不再包括從主器皿提取的液體的任何影響或從主器皿提取的液體的至少較小的影響。參考器皿一變成空的，泵就將從主器皿提取該提取事件所需的液體的所有其余部分?？捎稍趯⒅髌髅筮B接到泵的軟管/管內的縮口或借助于布置在主器皿和泵之間的閥來實現限制元件。

根據另一實施例，測量設備可包括第一閥和第二閥，其中參考器皿經由第一閥流體地連接到泵，其中主器皿經由第二閥流體地連接到泵，其中第一閥配置成一旦最低液位傳感器檢測到在參考器皿內的最低液位被達到就被關閉，以及其中第二閥配置成一旦最低液位傳感器檢測到在參考器皿內的最低液位被達到就被打開。

換句話說，這兩個閥控制到泵的液體供應，使得在每個提取事件開始時，參考器皿將首先被倒空，同時沒有液體從主器皿被提取。一旦參考器皿是空的或幾乎空的，第一閥就關閉在參考器皿和泵之間的連接，而第二閥同時打開在主器皿和泵之間的連接，使得提取事件所需的其余液體只來自主器皿。與限制元件的提供比較，這個實施例提供甚至更準確的測量，但另一方面需要稍微更復雜的和成本密集的設備（兩個額外的閥）。

應注意，測量設備只可選地配備有上面提到的兩個閥。根據另一實施例，測量設備可以只包括第一閥，其布置在參考器皿和泵之間。第一閥可配置成一旦最低液位傳感器檢測到在參考器皿內的最低液位被達到就關閉。第一閥可在這種情況中借助于控制單元來關閉或自動關閉。最低液位傳感器可例如包括配置成如果在參考器皿內的最低液位被達到就關閉第一閥。第一閥還可包括接納元件（例如一種類型的碗），其配置成接納浮標，即適合于浮標的形狀，并布置在參考器皿的底部處或附近。一旦在參考器皿內的流體體積達到最低液位，浮標就耦合到接納元件并從而關閉第一閥。

最低液位傳感器還可包括第一接觸傳感器，其布置在第一閥處或附近并配置成檢測浮標與第一閥的接觸。最低液位傳感器和第一接觸傳感器的功能以智能和相對成本節(jié)約的方式與此組合。

根據又一實施例，測量設備可包括：（i）布置在參考器皿內并配置成防止浮標在參考器皿內的預定高度之上浮動的止動器；以及（ii）布置在止動器處或附近并配置成檢測浮標與止動器的接觸的第二接觸傳感器。

所述止動器可以例如布置在第一閥之上在參考器皿的高度的10%或更小處。止動器和第二接觸傳感器的組合提供幾個優(yōu)點：1.當用戶用手倒空兩個器皿時，止動器防止浮標從參考器皿落出。2.第二接觸傳感器可充當用于檢測主器皿和/或參考器皿是否正確地安裝在設備中的檢測器。如果主器皿未正確地連接到參考器皿，則沒有液體流入參考器皿內，使得浮標將保持在參考器皿的底部處，而不接觸第二接觸傳感器。一旦主器皿正確地連接到參考器皿，液體就流入參考器皿內并逆著止動器向上推浮標。這可借助于第二接觸傳感器來檢測到。3.第二接觸傳感器此外可充當用于檢測在主器皿內的最低液位的檢測器。止動器可此外布置在參考器皿內在對應于在主器皿內的高度的高度處，在主器皿內的該高度處主器皿內的液體體積例如小于對通常使用飲料分配器分配的最大可能的飲料的需要。

在從屬權利要求中定義了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。應理解，所要求保護的方法具有與所要求保護的設備和如在從屬權利要求中定義的相似和/或相同的優(yōu)選實施例。

附圖說明

這些和其它方面將根據并且參考在下文中所述的實施例變得清楚并得以闡明。在下面的附圖中，

圖1示出根據本發(fā)明的測量設備的第一實施例，其中圖1a示出在第一操作位置上的測量設備，圖1b示出在第二操作位置上的測量設備，圖1c示出在第三操作位置上的測量設備，以及圖1d示出在第四操作位置上的測量設備；

圖2示出根據本發(fā)明的測量設備的第二實施例；以及

圖3示出在根據本發(fā)明的測量設備的存儲器單元內存儲的查找表的例子。

具體實施方式

圖1示出根據本發(fā)明的測量設備的第一實施例。測量設備在其中整個地由參考數字10表示。

測量設備10包括主器皿12、參考器皿14和泵16。如果測量設備10在飲料分配機器中被應用，則主器皿12由機器的主液罐實現，且參考器皿14可被實現為立管。主器皿12和參考器皿14都可具有任何任意設計和形狀。唯一重要的事情是，參考器皿14具有比主器皿12更小的體積。在一般布置中，參考器皿14的體積將為主器皿12的體積的大約10%或更小或甚至5%或更小。

此外主器皿12和參考器皿14流體地連接到彼此作為兩個連通器皿很重要。一旦相同的壓力（大氣壓力）施加到在主器皿12的液體和參考器皿14內的液體，液體就在這兩個器皿12、14中衡消到同一水平h1。

泵16流體地連接到這兩個器皿12、14。泵16可因此從這兩個泵12、14提取液體。慣常的泵可通常用于泵16。然而，使用具有恒定流速的泵16是優(yōu)選的，因為這便于測量設備10的測量，如下面更詳細概述的。

根據圖1所示的第一實施例，主器皿12經由限制元件18連接到泵16。這個限制元件18配置成限制從主器皿12到泵16的液體流。然而，應注意，限制元件18必須配置成只部分地限制液體流，因為兩個連通器皿12、14的功能原理將以另外方式被阻止。太強的限制另一方面也將阻止借助于泵16從主器皿12提取液體。限制元件18可例如被實現為在將主器皿12連接到泵16的管或軟管內的縮口。然而，限制元件18還可包括閥，其限制或阻止從主器皿12到泵16的液體流直到參考器皿14是空的為止，并接著再次打開在主器皿12和泵16之間的連接。

參考器皿14根據第一實施例經由閥20連接到泵16。閥20布置在參考器皿14內。根據圖1所示的示例性實施例，這個閥20被實現為浮標操作的閥。它包括配置成在參考器皿14中包含的液體內浮動的浮標22。浮標22因此應由具有比在測量設備10內使用的液體的密度小的密度的材料制成（如果測量設備10在飲料分配機中被應用，液體通常是水）。閥20在這個例子中此外包括配置成接納浮標22的接納元件24。這個接納元件24可被實現為適合于浮標22的形狀的一類碗。接納元件24優(yōu)選地布置在參考器皿14的下端處或附近，即在參考器皿14內的最低液位的區(qū)域中。

示例性示出的浮標操作的閥20如下工作：如果在參考器皿14中包含的液體高于最低液位，則浮標22將在液體內浮動，使得它不連接到接納元件24。一旦在參考器皿14內的液位落在最低液位之下，浮標22就連接到接納元件24并從而關閉閥20，即關閉在參考器皿14和泵16之間的連接。在后一情況下，閥20也關閉在主器皿12和參考器皿14之間的連接。一旦閥20打開，主器皿12和參考器皿14就因此只與彼此連通。

測量設備10還包括檢測在參考器皿14內的最低液位的最低液位傳感器26。它可例如檢測參考器皿14是否是空的。根據圖1所示的示例性實施例，所述最低液位傳感器26與閥20組合。最低液位傳感器26可包括布置在閥20的接納元件24處或附近的接觸傳感器28。所述接觸傳感器28配置成檢測浮標22與閥20/接納元件24的接觸。一旦浮標22與閥20的接觸借助于接觸傳感器20被檢測到，最低液位傳感器26就將產生在本文被表示為參考信號的信號。

應注意，本發(fā)明不限于浮標操作的閥和包括如在圖1的示例性實施例中所示的接觸傳感器的最低液位傳感器的使用。相同的功能原理也可借助于電子致動的閥20和最低液位傳感器26實現，最低液位傳感器26光學地、機械地、電感地或電容地檢測在參考器皿14內的最低液位。

所提出的測量設備10還包括用于控制設備10的操作的控制單元30。這個控制單元30可被實現為處理器或微控制器，其具有存儲在其上的用于控制測量設備10的各種元件的軟件。控制單元30優(yōu)選地連接到泵16和最低液位傳感器26，如這在圖1中借助于虛線被指示那樣。在控制單元30、泵16和最低液位傳感器26之間的連接可被實現為無線連接或硬連線連接。

現在參考圖1a-1d詳細解釋測量設備10的操作。

圖1a示出初始情況，其中液體被填充到主器皿12內，且液體在主器皿12和參考器皿14之間被衡消。在這兩個器皿12、14內的液體因此在同一高度h1處。閥20在其打開位置上，使得泵16可從主器皿12和參考器皿14提取液體。用戶現在可啟動泵16以開始液體提取。這可借助于用戶接口32來完成，用戶接口32包括顯示器34和選擇器36。在飲料分配機器內的應用中，用戶可例如選擇應全部從主器皿12和參考器皿14提取的液體量vdose。選擇器36因此可包括允許用戶選擇所述液體量vdose的機械底部或觸摸屏。然而應注意，飲料分配機的用戶并不總是直接選擇待提取的某個量的液體vdose，但更確切地選擇一種類型的預定配方（例如濃縮咖啡、小咖啡或大咖啡）?？刂茊卧?0在這樣的情況下計算vdose或從存儲在連接到控制單元30的存儲器單元38中的查找表獲取它?？刂茊卧?0接著也將計算泵16需要被啟動的時間tpump，以便提取量vdose。這個信息也可存儲在存儲器單元38中的查找表中，使得它不一定需要每次都基于泵16的流速θpump來計算。

當啟動時，泵16將接著開始從主器皿12和參考器皿14提取液體。由于限制元件18，大部分液體將在開始時從參考器皿14被汲取。參考器皿14因此將首先是空的。根據在參考器皿14內的液位，這將花費某個量的時間，且將借助于最低液位傳感器26被通知。一旦在參考器皿14內的液位達到最低液位，浮標22就接觸閥20并從而關閉它（見圖1b）。接觸傳感器28將檢測到這個接觸并將參考信號發(fā)送到控制單元30。在參考器皿14和泵16之間的連接然后被關閉，使得泵16將繼續(xù)只從主器皿12提取液體（見圖1c）。泵16將繼續(xù)提取液體，直到選定量vdose被全部提取為止。即使液體接著通過限制元件18被提取，泵16繼續(xù)將流速保持在恒定水平處。泵16可例如配置成自動適應這個限制變化。一旦選定量vdose被全部提取，控制單元30就將停止/去啟動泵16并從而結束提取事件。提取事件表示在泵16的啟動和隨后的去啟動之間的事件，即用于從系統提取選定量的液體vdose的全循環(huán)。一旦泵16被控制單元30去啟動，閥20就自動打開，因為浮標22將在參考器皿14內升高。主器皿12和參考器皿14可接著再次與彼此連通，使得在這兩個器皿12、14內的液位將再次衡消（見圖1d）。在這兩個器皿12、14內的液位接著在高度h2處，其中h2<h1（比較圖1a和圖1d）。

在提取事件期間，控制單元30可測量在泵16的啟動和參考信號的接收之間的時間（在本文被表示為參考時間）。在（第一）提取事件之后，控制單元30可接著計算主器皿12在提取事件之前包含的液體體積vmain(t1)?？刂茊卧?0還可計算主器皿12在提取事件之后包含的液體體積vmain(t2)。這個計算可基于參考時間tref和泵16的流速θpump。

計算vmain的容易方式是通過附加考慮由用戶選擇的液體的量vdose以及主器皿12和參考器皿14的幾何尺寸。這樣的計算的例子在下面給出：

例子1：使用具有橫截面積amain=3925mm²的主器皿12，其中所述橫截面積amain沿著主器皿12的高度是恒定的。使用具有也沿著高度恒定的橫截面積aref=200mm²的參考器皿14。在提取事件期間測量到10s的參考時間tref。泵16具有4ml/s(4000mm³/s)的恒定流速θpump。采用在該描述的引言部分中提到的方程5，在主器皿12內的體積可接著被計算如下：

vmain=xamain=xamain

清楚的是，在上面提到的例子中的vmain指示在提取事件之前在主器皿12內的液體體積（vmain(t1)）。然而，如果全部提取的選定量的液體vdose也是已知的，則在提取事件之后在主器皿12和參考器皿14一起內的總液體體積vtotal(t2)可容易被計算如下：

vtotal(t2)=vtotal(t1)-vdose=vmain(t1)+vref(t1)–vdose

還清楚，只有假設所有液體也在開始時從參考器皿14被提取且在那個時間在限制元件18處沒有泄漏出現，上面提到的計算才變得精確。還應注意，只有主器皿12和參考器皿14的幾何尺寸amain和aref被示出，上面提到的示例性計算才是可能的。

如果尺寸amain和aref不是已知的，則控制單元30可以用另一方式計算vmain。這將在下面給出的例子2中示出。在例子2中的計算仍然基于測量的參考時間tref和泵的流速θpump。然而，現在在兩個隨后的提取事件之后、例如在用戶從系統取出兩杯飲料之后計算vmain。然后基于下面的考慮因素來計算vmain：在器具內的總體積的變化δvtotal除以在提取之前的總體積vtotal(t1)等于在參考器皿內的體積變化δvref除以在提取之前在參考器皿內的液體體積vref(t1)（見在該描述的引言部分中指示的方程6到8）。

例子2：由用戶在第一提取事件期間選擇的所提取的液體量vdose(t1)是vdose(t1)=120ml。平均流速θpump是4ml/s。在第一提取事件期間測量的參考時間tref(t1)是tref(t1)=3.1s。參考器皿14在第一提取事件之前包含的液體體積因此可被計算為：

vref(t1)=θpumpxtref(t1)=4ml/sx3.1s=12.4ml。

在第二提取步驟中，用戶選擇100ml的液體量vdose(t2)。在第二提取事件期間由控制單元30測量的參考時間tref(t2)是2.8s。θpump保持相同（4ml/s）。參考器皿114因此在第二提取事件之前包含體積vref(t2)：

vref(t2)=θpumpxtref(t2)=4ml/sx2.8s=11.2ml。

然后可借助于上面提到的方程8到11來計算在第一提取事件（vtotal(t1)和/或vmain(t1)）之前、在第一提取事件之后（vtotal(t2)和/或vmain(t2)）和在第二提取事件之后（vtotal(t3)和/或vmain(t3)）在主器皿12內的總液體體積vtotal和/或液體體積vmain：

vmain(t1)=vtotal(t1)–vref(t1)=1240ml–12.4ml=1227.6ml

vmain(t2)=vmain(t1)–vdose(t1)=1227.6ml–120ml=1107.6ml

vmain(t3)=vmain(t2)–vdose(t2)=1107.6ml–100ml=1007.6ml

清楚的是，也可借助于方程12而不是方程8來計算在第一提取事件之前存在于主器皿12和參考器皿14內的液體體積vtotal(t1)：

如果主器皿12和參考器皿14的幾何尺寸不是已知的，則也可計算在主器皿12內的體積?？稍陲@示器34上向用戶顯示所計算的液體體積vtotal和/或vmain。然而，根據例子2的計算需要兩個提取事件（兩杯飲料提?。淇赡苁遣焕?，因為用戶通常想要直接看到是否足夠的液體留在設備中。

所提出的測量設備10可被改進，使得在顯示器34上的液體體積的直接指示也是可能的?？刂茊卧?0可另外在每個提取事件之后將測量的參考時間tref連同所計算的體積vtotal和/或vmain一起存儲在存儲器38內的查找表中。如果這被進行多次，即在多個提取事件之后，則在存儲器單元38內的查找表包含足夠的數據。在這個初始化階段之后，控制單元30接著不再必須每次以上面提到的示例性方式之一計算vtotal和/或vmain，但可直接從存儲在存儲器單元38內的查找表查找vtotal和/或vmain。在圖3中示意性示出這樣的查找表的例子。圖3所示的查找表僅僅示出vmain和tref的關系。然而，很清楚，也可在查找表中包括vtotal。

上面提到的查找表因此加速測量并且還提供下面的優(yōu)點：測量在每次提取事件之后變得越來越準確。如果測量參考時間tref沒有已經被包括在所述查找表中，則可以用上面提到的方式之一計算vtotal和/或vmain，且可產生在查找表中的新條目。替代地，控制單元30可配置成插在已經被包括在存儲器單元38中的兩個接下來的最接近的參考時間tref之間。這將當然需要在tref和vtotal之間的實質上線性的關系和/或在tref和vmain之間的線性關系。

測量設備10仍可包括一些另外的改進：根據圖1所示的測量設備10的示例性實施例，測量設備10還包括布置在參考器皿14內的止動器40。這個止動器40配置成防止浮標22在參考器皿14內在預定高度之上浮動。它可由在某個高度處突出到參考器皿14內的簡單的機械止動器元件實現。測量設備10還可包括布置在止動器40處或附近并配置成檢測浮標22與止動器40的接觸的第二接觸傳感器42。這樣的止動器40和接觸傳感器42的包括提供下面的優(yōu)點：1）止動器40防止如果用戶手動地倒空兩個器皿12、14的話，浮標22非有意地從參考器皿40落出。2）第二接觸傳感器42可用于檢測主器皿12的存在。主器皿12可例如單獨地從設備10可拆卸。如果用戶拆卸主器皿12例如以再填滿它，則在參考器皿14內的液位將下降，使得浮標22將不再被推向止動器40。這可由接觸傳感器42檢測到。3）止動器40和第二接觸傳感器42也可用作最低液位檢測器，以便檢測在主器皿12內的液位是否高于某個最低閾值。

也可能將第一和第二接觸傳感器26、42和最低液位傳感器26彼此組合。止動器40必須另外布置在最低液位傳感器26附近，即極接近在參考器皿14內的最低液位。在這種情況下，第一和第二接觸傳感器26、42可被組合在僅僅一個傳感器中。

圖2示出測量設備10的第二實施例。功能原理保持與前面參考圖1所示的第一實施例解釋的相同。然而，在其中做出一些修改。不是流操作的閥20，提供由控制單元30電子地致動的閥20’。在這種情況下，控制單元30配置成當接收到參考信號時關閉閥20’。代替限制元件18，第二閥44設置在泵16和主器皿12之間。這個第二閥44優(yōu)選地也被實現為電子地可致動的閥?？刂茊卧?0可因此如下控制閥20’和44：起初兩個閥20'、44都將是打開的，使得主器皿12和參考器皿14彼此連通并使它們的液位衡消。一旦泵16啟動，第一閥20’就打開且第二閥44關閉。這確保泵16在開始僅從參考器皿14提取液體。一旦參考器皿14變成空的（由最低液位傳感器26’檢測到），第一閥20’將關閉且第二閥44將打開。第一閥20'將保持關閉直到提取事件的結束為止，并接著再次打開，使得這兩個器皿12、14可再次彼此連通。

測量仍然可進一步通過包括用于測量從主器皿12和參考器皿14提取的液體的流速的裝置來改進。這可由布置在泵16之前或之后的流量計46實現。這個流量計46也可連接到控制單元30。

應注意，第二實施例的修改的部件也可單獨地或一起在根據第一實施例的測量設備10內實施。可例如通過簡單地由第二閥44代替限制元件18來修改第一實施例。它也可通過簡單地添加流量計46和/或通過用電子致動的閥20’代替浮標操作的閥20來被修改。

雖然在附圖和前述描述中詳細示出和描述了本發(fā)明，這樣的圖示和描述應被考慮為例證性的或僅僅示例性的而不是限制性的；本發(fā)明不限于所公開的實施例。從附圖、描述和所附權利要求的研究中，對所公開的實施例的變化可由本領域中的技術人員在實施所要求保護的發(fā)明時理解并實現。

在權利要求中，詞“包括”并不排除其它元件或步驟，且不定冠詞“a”或“an”并不排除多個。單個元件或其它單元可實現在權利要求中列舉的幾個項目的功能。某些度量在相互不同的從屬權利要求中被列舉的起碼事實并不指示這些度量的組合不能被有利地使用。

在權利要求中的任何參考符號不應被解釋為限制本發(fā)明的范圍。