用于校准烘焙设备的系统的制作方法

1.本发明涉及咖啡豆烘焙设备和用于校准此类设备的装置。


背景技术：

2.咖啡豆的烘焙包括将咖啡豆引入烘焙室中以及将热量施加到所述豆。
3.通常，烘焙设备包括用于容纳咖啡豆的室、加热向室供应的空气的加热装置、用于调节由加热装置供应的温度的温度探头和与温度探头和加热装置进行操作性通信的控制器。控制器操作以激活和去激活加热装置。控制器在其中存储有预定义烘焙曲线，其包括对应于特定时间和温度的多个数据点。控制器在周期性的基础上操作以读取烘焙控制信号值，将该烘焙控制信号值与烘焙曲线相关连并且控制加热装置的操作，以便根据烘焙曲线来维持咖啡豆的温度。
4.这种预定义烘焙曲线通常针对特定类型的咖啡豆限定并且由咖啡专家限定。烘焙曲线被限定为提供这种类型的咖啡豆的最佳烘焙，并且再现该烘焙曲线确保了不浪费咖啡豆。
5.为了再现该烘焙曲线，烘焙设备能够恰好应用烘焙曲线的所需温度是必不可少的。这通常通过调节在咖啡豆床内部的烘焙室本身内部的温度来获得。例如，us6053093提供了具有浸没在烘焙室内部的热传感器的烘焙设备。
6.然而，根据烘焙设备的类型，并非总是期望或可能在烘焙室内部引入温度传感器以测量咖啡豆床内部的温度。
7.首先，不期望在室和咖啡豆床内部具有温度传感器，因为该传感器可能会快速变脏并且提供错误的测量或者需要频繁的清洁或维护操作。并且，在温度传感器定位在室的可保护其免于产生污垢的一部分中(其避开与咖啡豆直接接触)的情况下，该测量不太可靠。其他传感器可存在于室的出口处，但仍在室外部，如在wo2018021081或us6770315中所述。
8.其次，在一些设备中，难以提供这种内部温度传感器，特别是在必须从设备中移除以进行引入和排空咖啡豆的操作的室中。由于温度需要连接到设备的处理单元，因此每次烘焙操作将需要断开传感器。在每次烘焙操作时拔出温度传感器的插头将是复杂的或使设备变得易碎。在这种类型的设备中，优选地用至少一个固定传感器来调节温度，该至少一个固定传感器定位在室外部，优选地靠近加热装置，该加热装置靠近室内部的热空气入口。
9.利用这种类型的包括位于烘焙室外部的温度探头的烘焙设备，对于每种类型的咖啡豆，用主设备限定特定的烘焙曲线。用主设备限定的这种特定烘焙曲线对应于由加热装置提供的热空气的并由定位在室外部的所述至少一个温度探头调节的温度。
10.当制造了一系列相同的烘焙设备时，已观察到，即使通过操作每个设备的加热装置，以便基于对用经正确校准的温度探头测量的温度的调节来应用与如用主设备所限定的相同烘焙曲线，在相同的设备中烘焙相同的咖啡豆也并不总是一致：咖啡豆的颜色和香气不同。在新制造的烘焙设备与主设备之间在再现类似的烘焙曲线方面缺乏一致性，但在同
一系列的两个烘焙设备之间也存在这种情况。
11.本发明的目的是提供对这种问题的解决方案来在不同烘焙设备中一致地烘焙出相同的烘焙曲线。
12.将有利的是，提供一种解决方案来测量每个烘焙设备中的豆所感受到的温度，以便验证施加到豆的烘焙在不同的烘焙设备中是类似的。
13.将有利的是，提供一种解决方案来测量每个烘焙设备中的豆所感受到的温度，而不必将豆引入烘焙设备内部。


技术实现要素：

14.在本发明的第一方面，提供了一种咖啡豆烘焙系统，该咖啡豆烘焙系统包括：
[0015]-咖啡豆烘焙设备，所述设备包括：
[0016]
专用烘焙室，该专用烘焙室用于容纳咖啡豆，
[0017]
加热装置，该加热装置用于向该室供应热空气流，
[0018]
至少一个第一温度探头，该至少一个第一温度探头用于调节由该加热装置供应的空气的温度，所述第一温度探头定位在该室外部，
[0019]
控制系统，该控制系统被配置成控制该加热装置并且被配置成再现烘焙曲线，所述烘焙曲线中的每条烘焙曲线提供点集(t
@ti
；
ti
)，该点集表示要分别在离散的相继时间ti施加的温度，该加热装置的所述控制基于由该至少一个第一温度探头调节的温度t
reg
，和
[0020]-至少一个第二温度探头，该至少一个第二温度探头被配置成被临时引入该烘焙设备内部以测量该烘焙室内部的温度，以及
[0021]-用于进行以下操作的装置：临时模拟在烘焙操作期间在该室内部存在咖啡豆的情况，并且被配置成在该室没有咖啡豆时产生热空气流的压力损失。
[0022]
该系统首先包括咖啡豆烘焙设备，该咖啡豆烘焙设备至少包括：用于容纳咖啡豆并且专用于烘焙的室、加热装置、用于调节由该加热装置供应的温度并且定位在该室外部的至少一个第一温度探头，以及控制系统。
[0023]
该烘焙设备使得其在烘焙咖啡豆的操作期间不在该室内部包括任何探头，特别是被配置成测量该室内部的温度以提供温度作为调节反馈回路中的输入的任何探头。在系统的某些实施方案中，该烘焙设备可在烘焙室内部包括测量探头，但仅在校准操作期间。
[0024]
该室被设计成在烘焙操作期间容纳咖啡豆。在室中，咖啡豆被加热并且优选地混合以使通过豆的加热均匀化。
[0025]
混合可用热空气的流化床或用搅拌叶片或通过转筒的旋转机械地获得。
[0026]
优选地，烘焙设备为热空气流化床室。在此类室内，以足够的力迫使加热的空气通过咖啡豆下方的筛网或穿孔板以提升豆。当豆在此流化床内翻滚和循环时，热量被传递到豆。
[0027]
另选地，烘焙设备可为筒室，其中咖啡豆在加热环境中翻滚。筒室可由沿着水平轴线旋转的筒组成，或者筒室可包括搅拌叶片以在加热环境中使咖啡豆翻滚。
[0028]
室包括出口，在烘焙操作期间产生的烟雾可从该出口排放。
[0029]
加热装置加热向室供应的空气，以便加热室中容纳的咖啡豆。
[0030]
优选地，加热装置被配置成产生热空气流，所述热空气流被引导至容纳在室中的
咖啡豆以便加热该咖啡豆。通常，加热装置至少包括空气驱动器和用以加热由空气驱动器产生的空气流的加热器。
[0031]
加热装置可以包括由天然气、液化石油气(lpg)或甚至木材进料的燃烧器(意指燃烧)。另选地，加热装置可包括电阻器、陶瓷加热器、卤素源、红外源和/或微波源。
[0032]
优选地，加热装置是电动的，使得在烘焙期间产生的空气污染物是仅由咖啡豆本身的加热产生的污染物，而不是由在加热源是使用天然气、丙烷、液化石油气(lpg)或甚至木材的气体燃烧器时发生的气体燃烧产生的污染物。
[0033]
设备包括用于调节由加热装置供应的温度的至少一个第一温度探头。由此探头测量的温度用作反馈回路控制中的控制系统的输入数据。优选地，该第一温度探头定位在室外部，这意味着其在烘焙操作期间不接触咖啡豆。优选地，该第一探头定位在设备中，位置在加热装置与室之间，以便测量向室供应的热空气的温度。该位置在室上游，防止探头被豆和由豆生成的烟雾弄脏。
[0034]
为了提高对向室供应的热空气的测量的准确度，设备可包括至少两个第一温度探头。这些第一探头可定位在被配置成将热空气流从加热装置驱动到室的导管中，优选地定位在所述导管的局部横向收缩部中，每个探头定位在所述局部横向收缩部中的不同径向位置处。
[0035]
任选地，设备可包括位于室下游的另一个第一探头。然而，由于与烟雾发射的烘焙操作接触，位于室下游的此探头下游的此位置是不太优选的，从而导致污染和对准确测量温度的影响。
[0036]
设备的控制系统可操作为控制加热装置以便再现烘焙曲线，所述烘焙曲线提供至少一个点集(t
@ti；ti
)，该至少一个点集表示要分别在离散的相继时间ti施加的温度。加热装置的这种控制基于由反馈回路控制中的至少一个第一温度探头调节的温度t
reg
。
[0037]
如果设备包括多于一个第一探头，则控制系统可使用所有所述探头的测量值的平均值作为反馈回路控制中的温度t
reg
。
[0038]
其次，系统包括至少一个第二温度探头，该至少一个第二温度探头被配置成仅被临时引入烘焙设备内部以测量烘焙室内部的温度。该至少一个第二探头的临时存在使得能够在烘焙设备的校准过程期间测量室内部或临时性室内部的温度。
[0039]
可在烘焙设备内部引入一个或几个第二探头。当使用多于一个第二探头时，这些探头可定位在室的不同区处。优选地，这些探头定位在室的相同横向横截面中。
[0040]
第三，系统包括被配置成进行以下操作的至少一个装置：在室没有咖啡豆时在该室内部临时产生热空气流的压力损失，以便模拟在烘焙操作期间在室内部存在咖啡豆的情况。
[0041]
这种装置模拟了热空气流当被引入烘焙室内部的咖啡豆床中时的行为。在正常烘焙操作期间，在烘焙室的入口处引入的空气流受到其通过和移动的咖啡豆的存在的影响：在那里，空气流经历压力损失。
[0042]
模拟装置旨在再现通过没有豆的室的热空气流的这种压力损失。
[0043]
因此，在该至少一个临时性探头处测量的温度反映了就像在室中存在咖啡豆时在室中提供的温度。
[0044]
临时引入第二温度探头和临时模拟豆的存在使得能够独立于咖啡豆的使用来测
量烘焙设备的室内部的温度，并且因此可独立于咖啡豆的存在来实施对烘焙设备的加热装置的校准。
[0045]
在系统的一个实施方案中：
[0046]-烘焙设备的加热装置包括空气流驱动器和加热器，并且烘焙设备的控制系统被配置成操作所述空气流驱动器来调整空气流，并且
[0047]-被配置成在室没有咖啡豆时在该室内部产生热空气流的压力损失的装置是空气流驱动器。
[0048]
利用烘焙设备的这种类型的加热装置，空气流可操作为在室的入口的方向上产生空气流。在烘焙操作期间，所生成的流被配置为加热豆并搅拌和提升豆。具体地讲，空气流驱动器可以是由马达供电的风扇。加热器可操作为加热由空气流驱动器生成的空气流，使得空气流在其进入室以加热并提升豆之前被加热。在本实施方案中，烘焙设备的控制系统被配置成使得能够控制由空气流驱动器生成的空气流。
[0049]
当室没有咖啡豆时，可通过控制空气驱动器来获得对存在咖啡豆的情况的模拟。
[0050]
在另一个实施方案中，被配置成在室没有咖啡豆时产生热空气流的压力损失的装置包括至少一个可移除装置，该至少一个可移除装置被设计成限制室内部和/或下游的热空气流。
[0051]
这种限制空气流的装置会产生与咖啡豆在存在于烘焙室内部时所产生的一样的反压或压力损失。
[0052]
所谓可移除，这意味着该装置可能易于临时定位在烘焙设备内部，然后被移除。
[0053]
限制空气流的该装置可包括网格、网状结构、具有至少一个孔的板和/或具有文丘里管设计的管道。
[0054]
可手动或自动地引入和移除该装置。
[0055]
在该最后一个实施方案的一种模式下，被设计成限制室内部和/或下游的热空气流的该至少一个可移除装置是咖啡豆烘焙设备的集成且可移动的部分，并且
[0056]
该烘焙设备包括被配置成移动该至少一个装置并且将所述装置临时且可移除地定位在该烘焙设备的室的出口内部和或该出口处的装置。
[0057]
在最后一个实施方案的另一种模式下：
[0058]-咖啡豆烘焙设备的专用烘焙室是可从该烘焙设备中移除的，并且
[0059]-咖啡豆烘焙设备包括被设计成接收和保持所述可移除的专用烘焙室的区域，并且
[0060]-被设计成限制室内部和/或下游的热空气流的该至少一个可移除装置是校准室的一部分，所述校准室被配置成被可移除地引入保持和接收区域内部以取代该专用烘焙室。
[0061]
优选地，该系统包括烘焙设备，其中该室是热空气流化床室。可从该设备中移除该室，以引入要烘焙的豆或移除经烘焙的豆。通常，这种室不包括定位在室内部的任何温度探头，因为需要频繁地从设备中移除室。
[0062]
在该模式下，系统包括类似于专用于烘焙操作的室的校准室，不同之处在于该校准室包括被设计成限制室内部和/或下游的热空气流的该至少一个可移除装置。
[0063]
因此，当需要模拟在烘焙室内部存在咖啡豆的情况时，专用于烘焙的室被从设备
中移除并被替换为校准室。
[0064]
在最后一个实施方案的另一种模式下，被配置成在室没有咖啡豆时产生热空气流的压力损失的装置包括颗粒惰性物体，所述颗粒惰性物体被设计成模拟咖啡豆。
[0065]
所谓惰性，这意味着这些物体具有在向它们施加热量时不会发生化学反应的性质。在优选的实施方案中，这些颗粒惰性物体是玻璃珠。
[0066]
这些颗粒惰性物体的优点在于不会在系统的设备的烘焙室内部产生污垢。
[0067]
优选地，烘焙设备包括被配置成将该至少一个第二探头临时且可移除地定位在该烘焙设备的室的出口内部或该出口处的装置。
[0068]
在一种模式下，该至少一个第二温度探头可以是咖啡豆烘焙设备的集成部分，并且该烘焙设备可包括用于将所述至少一个第二探头移动到连接到室的出口的导管中的装置。在那种模式下，该烘焙设备永久地包括该至少一个第二温度探头，但所述探头仅当其移动为定位在连接到烘焙室的出口的导管中时才可临时操作。
[0069]
尽管该第二温度探头不定位在烘焙室内部，但其提供接近室内部的温度t
cal
的测量值。由于该探头可移动为定位在连接到烘焙室的出口的导管内部，然后移动远离该导管，因此可保护该探头使其免受在烘焙操作期间发射的烟雾的影响，并且仅在适当条件下在校准操作期间使用该探头。
[0070]
在另一种模式下，该至少一个第二温度探头是咖啡豆烘焙设备外部的装置，并且该咖啡豆设备包括开口，该开口被设计成以气密方式将该至少一个第二温度探头引入室内部，或者引入连接到室的出口的导管中。
[0071]
在那种模式下，该至少一个第二温度探头不是烘焙设备的一部分。它是单独的装置。
[0072]
烘焙设备包括开口，以将该至少一个第二温度探头滑动到室内部。例如借助于紧密的弹性密封件，一旦探头被引入开口中，探头与开口之间的连接就是气密的。
[0073]
优选地，一旦该至少一个第二探头已被引入室内部，该至少一个第二探头就定位在该室的上半部分中。在该位置，通过室的底部引入的热空气流比室的入口处更均匀，并且更精确地反映室内部的温度。
[0074]
在另一种模式下：
[0075]-咖啡豆烘焙设备的专用烘焙室是可从该烘焙设备中移除的，并且
[0076]-咖啡豆烘焙设备包括被设计成接收和保持可移除的专用室的区域，并且
[0077]-该至少一个第二温度探头是校准室的一部分，所述校准室被配置成被临时引入保持和接收区域内部以取代专用烘焙室。
[0078]
因此，当需要将至少一个第二温度探头定位在烘焙室内部时，专用于烘焙的室被从设备中移除并被替换为保持该至少一个第二温度探头的校准室。
[0079]
在一个实施方案中，咖啡豆烘焙设备包括：
[0080]-室，该室专用于校准，所述校准室包括：
[0081]
该至少一个第二温度探头，
[0082]
以及任选地，至少一个装置，该至少一个装置被设计成限制空气流，以便模拟在烘焙操作期间在室内部存在咖啡豆的情况，以及
[0083]-用于进行以下操作的装置：将由加热装置供应的热空气流引导到专用于烘焙咖
啡豆的室或专用于校准的室。
[0084]
在该实施方案中，系统在单一咖啡豆烘焙设备中体现，该单一咖啡豆烘焙设备包括专用于在常规烘焙操作期间烘焙咖啡豆的一个室和专用于仅在特定校准模式期间校准加热装置的一个室。空气加热装置根据模式向烘焙室或校准室供应热空气。设备包括交替地向一个室或另一个室提供热空气的装置。
[0085]
校准室包括第二温度探头，并且最终包括至少一个机械装置以模拟如上所述存在咖啡豆的情况。另选地，如果烘焙设备的控制系统被配置成操作空气流驱动器来调整/修改/更改/改变空气流，则可在没有此类机械装置的情况下产生对存在咖啡豆的情况的模拟。
[0086]
在所有模式和实施方案中，可引入若干第二探头。当使用多于一个第二探头时，这些探头可定位在室和出口导管的不同区处。
[0087]
无论模式如何，烘焙设备的控制系统均可被配置成：
[0088]-接收由所述至少一个第二温度探头测量的温度的输入，以及
[0089]-基于所述输入来实施烘焙设备的加热装置的校准过程。
[0090]
在该系统中，该至少一个第二温度探头仅在设备的校准模式期间存在于烘焙室内部并在该烘焙室内部可操作。在正常烘焙操作期间，该第二探头不定位在室中或烘焙室下游。
[0091]
专用烘焙室没有定位在室内部或烘焙室下游并且被配置成在烘焙期间提供温度作为加热装置的调节反馈回路中的输入的任何温度探头。
[0092]
优选地，设备包括用户界面，并且控制系统可被配置成使校准模式实施可经由用户界面访问的校准过程。
[0093]
在校准模式下，控制系统可被配置成请求操作员将至少一个第二温度探头引入室内部或将该室替换为校准室，所述校准室包括至少一个第二温度探头。用户界面可显示说明引入临时性第二温度探头或临时性校准室的操作的图解。
[0094]
在第二方面，提供了一种校准室，该校准室被配置成被引入以取代咖啡豆烘焙设备的烘焙室，所述咖啡豆烘焙设备包括：
[0095]
烘焙室，该烘焙室用于容纳咖啡豆，所述室是可移除的，
[0096]
加热装置，该加热装置用于向该室供应热空气流，
[0097]
至少一个第一温度探头，该至少一个第一温度探头用于调节由该加热装置供应的空气的温度，所述第一温度探头定位在该室外部，
[0098]
控制系统，该控制系统被配置成控制该加热装置并且被配置成再现烘焙曲线，所述烘焙曲线中的每条烘焙曲线提供点集(t
@ti；ti
)，该点集表示要分别在离散的相继时间ti施加的温度，加热装置的所述控制基于由该至少一个第一温度探头调节的温度t
reg
，
[0099]
所述校准室包括：
[0100]-至少一个第二温度探头。
[0101]
该校准室被配置成在所述设备的加热装置的校准操作期间替换烘焙设备的烘焙室。该校准室被设计成以与专用烘焙设备相同的方式紧密地配合在烘焙设备内部。
[0102]
相同的校准室可用于一系列类似的烘焙设备。
[0103]
优选地，校准室的内部设计围绕纵向竖直轴线对称。优选地，该至少一个第二温度
探头沿着所述轴线定位/定位在所述轴线上。
[0104]
这种对称设计使得能够在不影响通过室的底部入口将热空气流引入室内部并且不影响由第二温度探头测量的温度的情况下，在烘焙设备内部的任何位置引入校准室。
[0105]
在一种模式下，校准室包括被设计成限制所述校准室内部的热空气流的至少一个装置。该装置被配置成产生对空气流的阻碍。
[0106]
在一个优选的校准室中，被设计成限制在校准室内部的热空气流的该至少一个装置可包括：
[0107]-第一板，该第一板穿了孔并且定位在校准室的底部处，
[0108]-第二板，该第二板穿了孔并且定位在该至少一个第二温度探头下游，这些孔被设计成引导空气流汇聚到该至少一个第二温度探头，
[0109]-第三板，该第三板穿了孔并且定位在第一板与该至少一个第二温度探头之间。
[0110]
在另一种模式下，校准室是管，所述管呈现出小于烘焙设备的烘焙室的横向截面的横向截面，任选地，所述管包括：
[0111]-第一板，该第一板穿了至少一个孔并且定位在校准室的底部处，和/或
[0112]-第二板，该第二板穿了至少一个孔并且定位在该至少一个第二温度探头(3)下游。
[0113]
在该模式的一个特定具体实施中，第一板和/或第二板可包括用于调整孔的自由区段的装置，比如隔膜。
[0114]
在第三方面，提供了一种用于校准如上文所述的系统的烘焙设备并且包括以下步骤的方法：
[0115]
a-将该至少一个第二温度探头临时引入烘焙设备内部，
[0116]
b-当室没有豆时，控制加热装置来再现预设曲线r
set
，所述预设曲线提供点集(t
set@ti；ti
)，该点集表示要分别在预设对应相继时间t1、t2、...、t
最终
施加的温度t
set@t1
、t
set@t2
、...、t
set@t最终
，所述控制基于由该至少一个第一温度探头(5)测量的温度t
reg
，
[0117]
并且产生热空气流的压力损失，以便模拟在预设曲线r
set
的所述再现期间在室内部存在咖啡豆的情况，
[0118]
c-在预设曲线r
set
的再现期间，在该至少一个第二温度探头处测量室内部随时间而变的温度t
cal
，从而使得能够确定至少一个点集(t
cal@ti；ti
)，
[0119]
d-将在至少一个时间ti测量的温度t
cal@ti
与在用主烘焙设备(m)获得的预先确定的参考曲线r
ref
的所述相同时间ti的温度t
ref@ti
进行比较，所述参考曲线r
ref
表示在控制主设备的加热装置来再现所述预设曲线r
set
时在特定主设备(m)的室中测量的温度t
ref
，
[0120]
e-基于该比较，通过将校正应用于反馈回路调节，优选地通过将校正应用于由第一温度探头(5)测量的温度t
reg
，或者通过将校正应用于要由烘焙设备(x)再现的烘焙曲线提供的温度t
@ti
，来校准烘焙设备(x)。
[0121]
该过程涉及校准咖啡豆烘焙设备(x)，以便使其在再现用一个特定主烘焙设备(m)限定的咖啡豆烘焙配方时保持一致。通常，针对特定类型的咖啡豆或由操作一种特定烘焙设备的咖啡专家产生的不同咖啡豆的特定共混物来限定烘焙配方。专家已经定义了烘焙配方的这种烘焙设备被定义为主烘焙设备。
[0122]
该校准过程旨在使得能够用通常为特定主烘焙设备(m)的制造复制品的其他设备
(x)一致地再现用特定主烘焙设备(m)限定的咖啡豆烘焙配方。
[0123]
根据系统，在第一步骤a)中，该校准过程可包括：
[0124]-将至少一个第二临时性温度探头引入要校准的烘焙设备的室的出口内部或该出口处，或者
[0125]-将所述室替换为临时性校准室，所述临时校准室包括至少一个第二温度探头。
[0126]
在这两种模式下，该至少一个第二探头的存在使得能够在校准过程期间测量室或临时性室内部的温度t
cal
。
[0127]
另外，为了产生热空气流的压力损失，以便模拟在预设曲线r
set
的再现期间室内部存在咖啡豆的情况，并且根据系统，在第一步骤a)中，该校准过程可包括：
[0128]-引入被设计成限制室内部和/或下游的热空气流的至少一个可移除装置，或者
[0129]-将室替换为临时性校准室，所述临时性校准室包括被配置成产生热空气流的压力损失的至少一个装置，
[0130]-将颗粒惰性物体引入要校准的烘焙设备的室内部，所述颗粒惰性物体被设计成模拟咖啡豆。
[0131]
在另一个步骤b)中，该校准过程包括控制设备(x)的加热装置来再现预设曲线r
set
，所述预设曲线提供点集(t
set@ti；ti
)，该点集表示要分别在预定义对应相继时间t1、t2、...、t
最终
施加的温度t
set@t1
、t
set@t2
、...、t
set@t最终
，所述控制基于由该至少一个第一温度探头调节的温度t
reg
。
[0132]
如果在该系统中，烘焙设备的加热装置包括空气流驱动器和加热器，并且烘焙设备的控制系统被配置成操作所述空气流驱动器来调整空气流，则在步骤b)期间，空气流驱动器可被调整为产生热空气流的压力损失，以模拟在烘焙操作期间室内部存在咖啡豆的情况。
[0133]
在预设曲线r
set
的再现期间，在同时的步骤c)中，该校准过程包括在该至少一个第二温度探头处测量室内部随时间而变的温度t
cal
。因此，该步骤c)使得能够确定至少一个点集(t
cal@ti；ti
)。
[0134]
在步骤d)中，该校准过程包括将在至少一个时间ti测量的温度t
cal@ti
与在用主烘焙设备(m)获得的预先确定的参考曲线r
ref
的所述同一时间ti的温度t
ref@ti
进行比较。该校准曲线r
ref
表示在控制主设备的加热装置来再现相同的预设曲线r
set
时在主设备(m)的室中测量的温度t
ref
。
[0135]
如下文进一步描述的，该步骤d)可在步骤b)和步骤c)之后或与这两个步骤同时实施。
[0136]
然后，在步骤e)中，基于由步骤d)产生的比较，该校准过程包括通过将校正应用于反馈回路调节来校准烘焙设备(x)。优选地，将这种校正应用于：
[0137]-设备(x)的控制系统中的所测量温度t
reg
。此处，这意味着，在控制系统中，基于在步骤d)中建立的比较，在加热装置的反馈回路调节中校正由该至少一个第一探头测量的温度的值。
[0138]
或
[0139]-由在烘焙设备的控制系统内部要再现的烘焙曲线提供的温度t
@ti
。此处，这意味着，在控制系统中，基于在步骤d)中建立的比较，在加热装置的反馈回路调节中校正要由加
热装置再现的温度的值。
[0140]
根据设备的类型、加热的类型(诸如，仅加热器或仅风扇或风扇和加热器两者的变化)，校正可以是乘法因数、乘法因数与偏移的组合、基于多项式公式的校正、基于对数型公式的校正或仅偏移。通常，可经由众所周知的数学回归方法确定校正，从而建立t
cal@t
i和t
ref@ti
之间的关系。
[0141]
在校准过程的一个实施方案中：
[0142]-步骤d)与步骤c)同时发生，以及
[0143]-在步骤c)中，在预设曲线r
set
的再现期间，在预定义时间t
ref i
，将对应的温度t
ref@trefi
和t
cal@trefi
进行比较，并且立即将校正应用于反馈回路调节，优选地将校正应用于由第一温度探头调节的温度t
reg
，或者将校正应用于由预设曲线r
set
提供的温度t
set@ti
，
[0144]-在步骤e)中，基于步骤c)中的最后一次校正，通过将所述最后一次校正应用于反馈回路调节，优选地通过将所述最后一次校正应用于由第一温度探头测量的温度t
reg
，或者通过将所述最后一次校正应用于要由烘焙设备(x)再现的烘焙曲线提供的温度t
@ti
，来校准烘焙设备(x)。
[0145]
优选地，在该校准过程中，在步骤c)与步骤d)之间：
[0146]-在步骤c)处在该至少一个第二温度探头处测量的温度t
cal@ti
的值可被调整为调整值t
cal@ti-调整
，所述调整值取决于被引入要校准的烘焙设备的室内部的第二温度探头或取决于替换要校准的烘焙设备的室的临时性校准室，
[0147]
并且
[0148]-在步骤d)中，可将该调整值t
cal@ti-调整
与温度t
ref@ti
进行比较。
[0149]
已经观察到，通过在烘焙室内部引入不同的第二温度探头以及用所述不同的第二温度探头中的每个第二温度探头来操作校准过程，获得了对烘焙设备的反馈回路的不同校正。实际上，尽管不同探头的测量值的差异非常小，相差几度，但这些差异直接影响校准过程。实际上，已知几摄氏度的差异通过数个ctn值(纽豪斯颜色测试(color test neuhaus))直接影响经烘焙豆的最终颜色，并显然影响最终经烘焙咖啡豆的味道。为了尽可能再现主设备中应用的烘焙曲线，优选地在校准过程期间考虑这些测量值差异。
[0150]
这些差异可与第二温度探头在临时性校准室内部的位置、由于组装准确度的缺乏、生产线方差、部件方差、部件老化而造成的临时性校准室的机械构造的小差异相关。
[0151]
通常，这种调整是在第二临时性温度探头本身的先前校准操作中预先确定的。第二临时性温度探头的这种校准通过与已调整的探头的比较来实现。
[0152]
可根据两个探头的温度之间的关系来应用不同类型的调整。
[0153]
在一个优选过程中：
[0154]
t
cal@ti-调整
＝k
2探头
.(t
cal@ti
)2 k
1探头
.t
cal@ti
t
探头
[0155]
其中：
[0156]
t
探头
对应于预设温度偏移，或者默认等于0，所述预设温度偏移是针对被引入要校准的烘焙设备的室内部的该至少一个第二临时性温度探头特别预先确定的，或者是针对替换要校准的烘焙设备的室的临时性校准室特别预先确定的，
[0157]k1探头
对应于预设温度比率，或者默认等于1，所述预设温度比率是针对被引入要校准的烘焙设备的室内部的该至少一个第二临时性温度探头特别预先确定的，或者是针对替
换要校准的烘焙设备的室的临时性校准室特别预先确定的，
[0158]k2探头
对应于预设温度比率，或者默认等于0，所述预设温度比率是针对被引入要校准的烘焙设备的室内部的该至少一个第二临时性温度探头特别预先确定的，或者是针对替换要校准的烘焙设备的室的临时性校准室特别预先确定的，
[0159]
在调整温度的过程中，在步骤c)中，在预设曲线r
set
的再现期间，t
探头
的值和/或k
1探头
的值和/或k
2探头
的值可随时间和/或温度而变化。
[0160]
已经观察到，两个温度探头之间的测量值的差异在更高温度下增大。因此，系数t
探头
、k
1探头
和k
2探头
的值可在步骤c)的预设曲线r
set
的再现期间随着温度改变而改变。
[0161]
上述优选模式使用基于多项式的温度调整，但也可应用其他类型的调整。
[0162]
在校准过程的上述实施方案的一个特定模式下：
[0163]-步骤d)与步骤c)同时发生，以及
[0164]-在步骤c)期间，在预设曲线r
set
的再现期间，在预定义时间t
refi
，计算对应的比率t
ref@trefi
/t
cal@trefi
，并立即将校正应用于：
[0165]
由要再现的烘焙曲线提供的温度t
set
，所述校正是如下限定的乘法因数ki：
[0166][0167]
其中k0是预设的，或者默认等于1，
[0168]
或
[0169]
由第一温度探头(5)测量的温度t
reg
，所述校正是乘法因数
[0170]-在步骤e)中，基于步骤c)中的最后限定比率ki，通过以下操作来校准烘焙设备(x)：
[0171]
将所述校正因数ki应用于要由烘焙设备(x)再现的烘焙曲线提供的温度t
@ti
，或者
[0172]
将所述因数应用于由第一温度探头测量的温度t
reg
。
[0173]
k0通常对应于针对一系列类似制造设备特别预先确定的预设因数。
[0174]
实际上，要校准的烘焙设备通常是一系列类似制造设备的一部分。该系列类似制造设备可以是包括以相同方式组装的相同元件、对应于例如设备的特定模型或设计或甚至对应于相同的生产批次的设备。
[0175]
如果该系列的第一设备已经被校准，并且其乘法因数校正ki是预先确定的，则可将所述校正或所述校正的舍入值立即作为预设因数k0应用于该系列的其他设备的校准过程中。优点在于，校准的方法变得更简短了。
[0176]
如果该预设因数k0是未知的，例如再加上制造新类型的烘焙设备，或者由于在制造中使用新装置(新空气流驱动器、新加热器)，则将k0设置为1。
[0177]
另选地，k0可对应于相对于环境条件(诸如烘焙设备(x)外部的温度或湿度)限定的预设因数。如果在校准过程期间，环境条件对应于常规环境条件，诸如包括在20℃与25℃之间的温度和约60％的湿度，则可将该因数设置为1。基于在不同环境条件下相同设备的初步校准，可针对随环境条件而变的该因数预先确定不同的值，并将其存储在查找表中，以用
于校准的进一步操作。
[0178]
最后，k0可对应于针对一系列设备特别预先确定的上述预设因数和相对于环境条件限定的上述预设因数的组合，该组合是乘法。
[0179]
如上所提及，在上述特定模式下，在步骤c)处在该至少一个第二温度探头处测量的温度t
cal@ti
的值可被调整为调整值t
cal@ti-调整
，该调整值取决于在烘焙设备的校准过程期间使用的第二临时性温度探头或临时性校准室。
[0180]
在上述特定模式下，在步骤c)中，如果对于相继t
refi
，对应的所计算比率t
ref@trefi
/t
cal@trefi
会聚到一个固定值，例如t
ref@trefi
/t
cal@trefi
与t
ref@trefi-1
/t
cal@trefi-1
相差小于2％，则可停止步骤c)，并且可将最后计算的校正因数ki用作步骤d)中的最后限定比率。
[0181]
实际上，这意味着已经达到对调节回路中的温度的校正，并且继续该操作将不会提供更好的校正。
[0182]
在该特定模式下，在步骤c)中，如果对于相继t
refi
，在步骤c)中，对应的所计算比率t
ref@trefi
/t
cal@trefi
不会聚到一个固定值，特别是与先前的所计算比率t
ref@trefi-1
/t
cal@trefi-1
和下一个所计算比率t
ref@trefi 1
/t
cal@trefi 1
相差很大，则可停止校准过程。
[0183]
当对应的所计算比率t
ref@trefi
/t
cal@trefi
不会随时间而会聚，例如摆动，这意味着可确定调节回路中的温度未被校正。无法实施校准过程。
[0184]
在这种情况下，校准过程可重新开始以验证其是否是临时性问题以及校准过程是否可成功地实施。如果不是，则校准的默认值可反映烘焙设备存在缺陷的事实，尤其是在加热装置的控制中存在缺陷。
[0185]
优选地，预设曲线r
set
提供点集(t
set@tseti；tseti
)并且相继地包括：
[0186]-在第一阶段中，温度t
set
在固定温度t
set-stab
(优选地约40℃)下的平稳期，然后
[0187]-在第二阶段中：温度t
set
从t
set-stab
到更高温度t
set-high
的增加，然后
[0188]-在第三阶段中，温度t
set
在所述温度t
set-high
下的平稳期。
[0189]-任选地在比t
set-high
更高的温度下第二阶段和第三阶段的再现。
[0190]
在第一阶段中，固定温度t
set-stab
优选地被限定为无论在使用烘焙设备的房间的环境温度如何该烘焙设备都可易于达到的温度。根据在世界上的位置(炎热或寒冷的地理区域)和商店类型(对外开放或在具有调节空气的房间中)，约40℃的温度t
set-stab
可被限定为可易于通过冷却高于40℃的环境温度而达到并且可易于通过加热低于40℃的环境温度而达到。
[0191]
在第二阶段中，增加可取决于在烘焙设备中使用的加热装置的类型，并且特别是取决于提供给加热装置的功率的调节类型。
[0192]
优选地，上述预设曲线包括冷却的最终阶段，其中停止加热直到温度降低回并达到t
set-stab
。
[0193]
当在校准过程中使用具有至少三个阶段的上述预设曲线时，其中：
[0194]-步骤d)与步骤c)同时发生，以及
[0195]-在步骤c)中，在预设曲线r
set
的再现期间，在预定义时间t
refi
，将对应的温度t
ref@trefi
和t
cal@trefi
进行比较，并且立即将校正应用于由烘焙设备的控制系统内部的第一温度探头测量的温度t
reg
，或者应用于由要在烘焙设备的控制系统内部再现的预设曲线r
set
提供的温度t
set@ti
，
[0196]
并且
[0197]-在步骤e)中，基于步骤c)中的最后一次校正，通过将所述校正应用于由烘焙设备的控制系统内部的第一温度探头测量的温度t
reg
，或者应用于要由在烘焙设备的控制系统内部再现的烘焙曲线提供的温度t
@ti
，来校准烘焙设备，
[0198]
然后：
[0199]
该至少一个预定义时间t
refi
被限定在包括平稳期的曲线r
set
的部分中，优选地一个预定义时间t
refi
被限定在第一阶段中，并且至少两个预定义时间t
refi
被限定在第三阶段中，并且任选地至少两个预定义时间t
refi
被限定在比t
set-high
更高的温度下第二阶段和第三阶段的再现中。
[0200]
当在校准过程中使用具有至少三个阶段的上述预设曲线时，其中：
[0201]-步骤d)与步骤c)同时发生，以及
[0202]-在步骤c)期间，在预设曲线r
set
的再现期间，在预定义时间t
refi
，计算对应的比率t
ref@trefi
/t
cal@trefi
，并立即将校正应用于：
[0203]
由要再现的烘焙曲线提供的温度t
set
，所述校正是如下限定的乘法因数ki：
[0204][0205]
其中k0是预设的，或者默认等于1，
[0206]
或
[0207]
由第一温度探头测量的温度t
reg
，所述校正是乘法因数
[0208]-在步骤e)中，基于步骤c)中的最后限定比率ki，通过以下操作来校准烘焙设备(x)：
[0209]
将所述校正因数ki应用于要由烘焙设备(x)再现的烘焙曲线提供的温度t
@ti
，或者
[0210]
将所述因数应用于由第一温度探头测量的温度t
reg
。
[0211]
然后优选地，在步骤c)期间：
[0212]
如果在第一阶段期间，对于相继t
refi
，对应的所计算比率t
ref@trefi
/t
cal@trefi
会聚，例如t
ref@trefi
/t
cal@trefi
与先前的所计算比率t
ref@trefi-1
/t
cal@trefi-1
相差小于2％，则缩短第一阶段。
[0213]
在这种情况下，更早应用预设曲线的第二阶段。
[0214]
类似地，优选地，在步骤c)期间，如果在第三阶段期间，对于相继t
refi
，对应的所计算比率t
ref@trefi
/t
cal@trefi
会聚，例如t
ref@trefi
/t
cal@trefi
与先前的所计算比率t
ref@trefi-1
/t
cal@trefi-1
相差小于2％，则缩短第三阶段。
[0215]
在那种情况下，并且如果预设曲线包括至少一个另外的阶段，则更早应用所述另外的阶段。
[0216]
类似地，优选地，在步骤c)期间，如果在第三阶段中，对于相继t
refi
，对应的所计算比率t
ref@trefi
/t
cal@trefi
不会聚到一个固定值，则延长第三阶段。
[0217]
无论具体实施如何，校准过程都可包括获得关于环境条件(诸如烘焙设备外部的
温度和/或湿度)的信息的步骤，并且：
[0218]-在步骤e)中，可基于所述信息来修改校正。例如，校正包括偏移。
[0219]
或
[0220]-通过将偏移应用于温度来修改预设曲线。例如，如果该预设曲线在第一阶段呈现平稳期，则该平稳期被偏移。
[0221]
无论具体实施如何，优选地在校准过程中，在再现预设曲线r
set
的步骤c)之后，将烘焙设备冷却到约40℃的温度。
[0222]
该冷却步骤确保烘焙设备恢复到使得能够进行后续烘焙操作或另一个校准操作的状态。这种冷却通常通过停止加热来获得，但保持了室内部的空气流。
[0223]
无论具体实施如何，校准方法可按需实施，特别是在制造烘焙设备之后或在所述设备的修复或维护操作之后(因为这些最后的操作可能对加热装置及其与设备内部的室的关系具有直接影响)或在设备的移动或运输(在此期间，设备可能遭受冲击)之后的第一时间实施。
[0224]
校准过程可自动实施，例如以固定时间间隔或在特定使用时间之后实施。烘焙设备的一些零部件(比如垫圈或密封件)可能会在一定操作时间之后损坏，特别是在热烘焙环境中，这将直接影响设备的校准。
[0225]
设备的控制系统可被配置成在那时显示警报以促使操作员操作校准过程。
[0226]
在校准操作结束时，如果校准由于无法确定校正而失败，则设备的控制系统可被配置成显示警报以促使操作员重新开始校准过程并且/或者控制设备并最终修复该设备。
[0227]
如果设备包括用于与远程资源通信的通信接口，则如果需要，操作员可显示警报。
[0228]
优选地，设备包括用户界面，并且控制系统可被配置成使校准模式实施可经由用户界面访问的校准过程。
[0229]
在校准模式下，控制系统可被配置成请求操作员将至少一个第二温度探头引入室内部或将该室替换为校准室，所述校准室包括至少一个第二温度探头。用户界面可显示说明引入临时性第二温度探头或临时性校准室的操作的图解。
[0230]
该方法可直接在烘焙设备的控制系统中或在计算机上或在移动设备(比如智能电话)上或桌面应用程序上实施，这些装置连接到烘焙设备。连接可以是远程的或有线的。
[0231]
优选地，在烘焙设备的加热装置包括空气流驱动器和加热器的实施方案中，那么在实施校准过程的步骤a)之前，校准空气流驱动器。
[0232]
校准包括将在烘焙设备中供应的空气流的值调整为在主烘焙设备中供应的空气流的值的步骤。
附图说明
[0233]
现将参考以下附图以举例的方式进一步描述本发明的具体实施方案。
[0234]-图1是根据本发明的系统的烘焙设备的示意图，
[0235]-图2a示出了根据图1的用于烘焙操作的设备的控制系统的框图，
[0236]-图2b示出了温度调节的反馈回路，
[0237]-图3a、图3b、图3c示出了涉及在烘焙设备内部临时引入至少一个第二温度探头以测量烘焙室内部的温度的系统的不同实施方案，
[0238]-图4a、图4b、图4c、图4d示出了涉及被配置成在室没有咖啡豆时在室内部临时产生热空气流的压力损失以便模拟豆存在的情况的装置的系统的不同实施方案，
[0239]-图5a至图5d示意性地示出了不同的校准室，
[0240]-图6a和图6b分别示出了根据本发明的在烘焙中和在校准操作中的系统，
[0241]-图7a和图7b分别示出了根据本发明的在烘焙中和在校准操作中的具有集成专用校准室的烘焙设备，
[0242]-图8示出了利用包括根据图1的设备的系统进行的校准方法的实施，
[0243]-图9示出了用于使得能够实施校准方法的图8的系统的控制系统的框图，
[0244]-图10a至图10d示出了利用根据本发明的系统进行的校准方法的实施，
[0245]-图11a至图11d示出了可在图10a和图10b所示的实施方案中使用和获得的另选曲线，
[0246]-图12a示出了在图10b和图11a至图11d所示的校准过程期间温度调节的闭合反馈回路，
[0247]-图12b示出了在图12a中实施的校准方法的替代校准方法，
[0248]-图13a和图13b示出了作为图11d所示的曲线的替代的曲线。
具体实施方式
[0249]
烘焙设备
[0250]
图1示出了烘焙设备10的示例性侧视图部分。在功能上，烘焙设备10可操作以借助于引入室1内的热空气流烘焙保持在该室中的咖啡豆。在第一层级处，该设备包括：壳体4、烘焙单元和控制系统80。现在将按顺序描述这些部件。
[0251]
烘焙设备的烘焙单元
[0252]
烘焙单元可操作以接收并烘焙咖啡豆。
[0253]
烘焙单元通常在烘焙设备10的第二层级处包括：室1和加热装置2，将按顺序描述这些部件。
[0254]
室1被配置成接收和保持由操作者引入的咖啡豆。在优选的实施方案中，室1可从壳体4移除。室可放在烘焙设备旁边：
[0255]-用于引入或移除咖啡豆，或者
[0256]-用于在移除咖啡豆后清洁和维护室，或者
[0257]-用于清洁室后面的竖直壳体部件43。
[0258]
室的底部开口11被配置成使空气能够穿过，具体地讲，其可包括穿孔板，豆可位于穿孔板上并且空气可通过穿孔板向上流动。室1包括柄部，以便使得用户能够从壳体移除室并在壳体外部握住室。
[0259]
麸皮收集器15通过接收麸皮的烟雾导管14与室出口12流体连通，麸皮逐渐与豆分开的并且由于他们的轻密度而被用烟雾吹到麸皮收集器。
[0260]
加热装置2包括空气流驱动器21和加热器22。
[0261]
空气流驱动器21可操作以在室的底部11的方向上生成空气流(虚线箭头)。所生成的流被配置成加热豆并搅拌和提升豆。因此，豆被均匀地加热。具体地讲，空气流驱动器可以是由马达供电的风扇。空气入口42可设置在壳体的基部内，以便将空气送入壳体的内部，
空气流驱动器如虚线箭头所示在室1的方向向上将该空气通过通道23吹送到空气出口孔41。
[0262]
加热器22可操作以加热由空气流驱动器21生成的空气流。在具体例示的实施方案中，加热器是定位在风扇21与室的底部开口11之间的电阻，其结果是空气流在进入室1之前被加热以加热并提升豆。可以使用其他类型的加热器，诸如电阻器、陶瓷加热器、卤素源、红外源和/或微波源。
[0263]
加热器22和/或空气流驱动器21可操作以将烘焙曲线应用于豆，该烘焙曲线被定义为温度相对于时间的曲线。
[0264]
当室被安装到壳体时，室的底部紧密连接到空气出口孔41以避免热空气流的流在连接处泄漏。
[0265]
室的顶部开口12连接到烟雾和颗粒排出装置(未示出)。
[0266]
尽管本发明是用实施热空气流化床的烘焙机来描述的，但本发明不限于该特定类型的烘焙设备。可使用筒式烘焙机和其他类型的烘焙机。
[0267]
烘焙设备包括用于调节由加热装置2供应的空气的温度的至少一个第一温度探头5。该第一温度探头定位在导管23内部、室1外部，位置在室的上游，该导管将由加热装置2供应的热空气引导到室的底部11。
[0268]
在另选的不太优选的模式下，用于调节由加热装置2供应的空气的温度的至少一个第一温度探头51可定位在室的下游。在烘焙期间，这些探头可能会被烟雾弄脏。
[0269]
在另一种另选的不太优选的模式下，设备可包括用于调节由加热装置2供应的空气的温度的两个第一温度探头5、51。测量的温度的平均值用于调节加热装置2。
[0270]
烘焙设备10通常包括使得能够显示和输入信息的用户界面6。
[0271]
烘焙设备可包括代码读取器7以读取与例如存在于咖啡豆包装上的咖啡豆类型相关联的代码。优选地，该代码读取器定位在设备中，使得操作者能够容易地将代码定位在其前面。其优选地定位在设备的前面，例如靠近设备的用户界面6。因此，由代码提供的信息可通过位于一旁的用户界面6的显示器立即显示。
[0272]
烘焙设备的控制系统
[0273]
参考图1、图2a和图2b，现在将考虑控制系统80：控制系统80可操作以控制设备的部件来烘焙咖啡豆。控制系统80通常在烘焙设备的第二层级处包括：用户界面6、处理单元8、外部温度探头5、功率源9、存储器单元63、任选地数据库62、传感器19、用于远程连接的通信接口61、代码读取器7或这些装置的任何组合。
[0274]
用户界面6包括使得用户能够借助于用户界面信号与处理单元8进行交互的硬件。更具体地，用户界面接收来自用户的命令，用户界面信号将所述命令作为输入传输到处理单元8。命令例如可以是执行烘焙过程和/或调节烘焙设备10的操作参数和/或对烘焙设备10通电或断电的指令。处理单元8还可将反馈输出到用户界面6作为烘焙过程的一部分，例如以指示已经启动烘焙过程或已经选择与过程相关联的参数或指示该过程期间参数的演变或形成警报。
[0275]
此外，用户界面可以用于发起烘焙设备的校准模式。
[0276]
用户界面的硬件可包括任何合适的装置，例如，硬件包括以下各项中的一个或多个：按钮(诸如操纵杆按钮、旋钮或按压按钮)、操纵杆、led、图形或字符ldc、带触摸感测的
图形屏幕和/或屏幕边缘按钮。用户界面6可被形成为一个单元或多个离散单元。
[0277]
当设备设置有如下所述的通信接口61时，用户界面的一部分也可以位于移动应用程序上。在该情况下，输入和输出的至少一部分可以通过通信接口61传输到移动装置。
[0278]
传感器19和温度探头5可操作以将输入信号提供给处理单元8，以用于调节烘焙过程和/或烘焙设备的状态。输入信号可为模拟或数字信号。传感器19通常包括至少一个温度传感器5和任选地以下传感器中的一者或多者：与室1相关联的料位传感器，空气流速传感器，与室和/或麸皮收集器相关联的位置传感器。
[0279]
代码读取器7可以被提供并且可操作以读取例如咖啡豆封装上的代码，并且自动提供输入，该输入是引入室1中的类型cn咖啡豆的标识。
[0280]
处理单元8通常包括被布置为集成电路(通常为微处理器或微控制器)的存储器、输入及输出系统部件。处理单元8可包括其他合适的集成电路，诸如：asic、可编程逻辑装置(诸如pal、cpld、fpga、psoc)、片上系统(soc)、模拟集成电路(诸如控制器)。对于此类装置，在适当的情况下，上述程序代码能够被认为是编程逻辑或另外包括编程逻辑。处理单元8还可包括上述集成电路中的一者或多者。后者的示例是若干集成电路以模块化方式被布置成彼此通信，例如：用于控制用户界面6的从集成电路与用于控制烘焙设备10的主集成电路通信。
[0281]
功率源9可操作以向所述受控部件和处理单元8供应电能。功率源9可包括各种器件，诸如电池或用以接收和调节主电源的单元。功率源9可操作地连接到用户界面6的用于使烘焙设备10通电或断电的部分。
[0282]
处理单元8通常包括用于存储指令作为程序代码和任选地数据的存储器单元63。为此，存储器单元通常包括：用于存储程序代码和操作参数作为指令的非易失性存储器，例如eprom、eeprom或闪存，用于临时数据存储的易失性存储器(ram)。存储器单元可包括单独或集成的(例如在半导体管芯上)的存储器。对于可编程逻辑设备，指令可被存储为编程逻辑。
[0283]
存储在存储器单元63上的指令可被理想化为包括咖啡豆烘焙程序。
[0284]
控制系统80可操作为通过通常使用外部温度探头5的信号控制加热装置2(即，在图1的特定例示的实施方案中，空气流驱动器21和/或加热器22)来应用该咖啡豆烘焙程序。
[0285]
咖啡豆烘焙程序可以使用在代码上编码的提取信息和/或可以作为数据存储在存储器单元63上或通过通信接口61从远程源存储的其他信息和/或经由用户界面6提供的输入和/或传感器19的信号来实现对所述部件的控制。
[0286]
具体地，控制系统80被配置成应用烘焙曲线r，该烘焙曲线r提供分别要在离散的相继时间t1、t2、...、t
最终
处施加的温度t
@t1
、t
@t2
...t
@t最终
。
[0287]
为此，处理单元8可操作为：
[0288]-接收外部温度探头5的输入t
reg@ti
，
[0289]-根据烘焙曲线r处理该输入，
[0290]-提供输出，该输出为烘焙曲线r。更具体地，输出包括至少加热器22和空气流驱动器21的操作。
[0291]
由温度探头5测量的温度用于更改反馈回路中的加热器22的功率和/或空气驱动器21的功率，以便将烘焙曲线应用于豆，例如，如图2b所示。
[0292]
在所示的闭合反馈回路中，在外部温度探头5处测量的温度t
reg@ti
与要再现的烘焙曲线的温度t
@ti
进行比较。根据差异，操作加热装置2以补偿差异。
[0293]
根据在烘焙机中应用的控制的类型，可以按一个预定功率向加热器22供电，这意味着其温度是恒定的，并且在该情况下，可以基于在探头5处调节的温度来控制空气驱动器21的功率，以便改变通过加热器的流动空气在其移动期间的接触时间。
[0294]
另选地，可以按一个预定功率向空气驱动器21供电，这意味着空气的流速是恒定的，并且在该情况下，可以基于在探头5处调节的温度来控制加热器22的功率，以便在空气穿过加热器期间加热更多或更少的空气。
[0295]
在最后的另选方案中，可以基于探头5对温度的调节来控制加热器22和空气驱动器21两者。
[0296]
控制系统80可以包括用于烘焙设备10与另一个装置和/或系统(诸如服务器系统、移动装置和/或物理分离的测量设备3)进行数据通信的通信接口61。通信接口61可以用于供应和/或接收与咖啡豆烘焙过程相关的信息，诸如烘焙过程信息、豆的类型、豆的量。通信接口61可以包括用于同时与若干装置进行数据通信或经由不同介质进行通信的第一通信接口和第二通信接口。
[0297]
通信接口61可以被配置用于缆线介质或无线介质或他们的组合，例如：有线连接，诸如rs-232、usb、i2c、由ieee 802.3定义的以太网，无线连接，诸如无线lan(例如ieee 802.11)或近场通信(nfc)，或蜂窝系统，诸如gprs或gsm。通信接口61借助于通信接口信号与处理单元8交接。通常，通信接口包括用于控制通信硬件(例如，天线)与主处理单元8交互的单独处理单元(其示例在上文提供)。然而，可使用较不复杂的构型，例如，用于直接与处理单元8进行串行通信的简单有线连接。
[0298]
处理单元8使得能够访问不同的预定义烘焙配方(rma、rmb...)，配方适用于烘焙特定类型的咖啡豆或咖啡共混物(ca、cb...)，并且优选地特定量(ma、mb...)的所述豆或共混物。
[0299]
这些配方可以存储在处理单元8的存储器63中。另选地，这些数据可以存储在远程服务器中，并且可以通过通信接口61、直接或间接地通过在远程服务器与处理单元之间建立连接的移动装置向处理单元8提供对该远程服务器的访问。
[0300]
控制系统80可包括存储关于咖啡豆(特别是关于用于烘焙特定咖啡豆的操作条件)的信息的数据库62，如下所述。数据库12可本地存储在烘焙设备的控制系统的存储器63中或远程存储在可通过通信接口63进行访问的服务器中。
[0301]
在一个另选的实施方案中，在代码读取操作期间可向控制系统提供烘焙配方rmn(以及根据实施方案，提供其相关联的特定量mn)，这些信息片段在代码内部被编码并且由控制系统解码。
[0302]
适用于烘焙特定类型的咖啡豆或咖啡共混物和特定重量的所述豆的预定义烘焙配方(rma、rmb、...)是在限定为主烘焙设备(m)的特定烘焙设备内部烘焙这些特定豆的初始操作期间限定的。通常，此操作由咖啡专家实施，该咖啡专家基于他/她在烘焙方面的专业知识，能够限定温度和时间的参数以最佳地烘焙特定豆，并且因此限定烘焙配方，该烘焙配方提供点集(t
@ti；ti
)，该点集表示要分别在预定义的对应相继时间t1、t2、...应用的温度t
@t1
、t
@t2
、...。
[0303]
一旦用主烘焙设备预先定义了这些烘焙配方，就可以用类似于主烘焙设备的烘焙设备自动再现这些烘焙配方。
[0304]
在逻辑上，从相同的豆开始并且在类似于主烘焙设备的烘焙设备中应用相同的烘焙配方，应该获得相同的烘焙咖啡豆。然而，已经观察到烘焙的再现不是系统地一致的。尽管温度探头5被完全校准以测量正确的温度，但在类似的烘焙设备之间观察到相同的豆的烘焙的非一致性。
[0305]
在本发明的过程中，怀疑在制造期间每个设备之间出现了小差异。这些差异可涉及设备的不同关键部件(风扇、加热器、温度传感器)的使用、进一步涉及供应源的变化或涉及每个设备的组件中的小差异，例如在各个位置处产生非常小的空气泄漏，或由于关键元件的相对位置与另一个元件的相对位置的小差异。
[0306]
因此，尽管在室内部引入的空气流呈现了如由温度探头5测量的正确温度，但是这种热空气流在室内部以对豆的烘焙的直接影响而以不同方式被接收。
[0307]
为了解决这个问题，已经开发了一种系统和方法来使得能够校正任何新制造的烘焙设备，以便所述设备可一致地再现用特定主烘焙设备限定的烘焙配方。
[0308]
除了要校准的烘焙设备之外，该系统还包括：
[0309]-至少一个第二温度探头，该至少一个第二温度探头被配置成被临时引入烘焙设备内部以测量该烘焙室内部或该烘焙室的出口处的温度；以及
[0310]-被配置成进行以下操作的装置：在室没有咖啡豆时在该室内部临时产生热空气流的压力损失，以便模拟在烘焙操作期间在室内部存在咖啡豆的情况。
[0311]
图3a、图3b、图3c示出了涉及在设备的校准操作期间在烘焙设备内部临时引入至少一个第二温度探头3以测量烘焙室内部的温度的系统的不同实施方案。
[0312]
在图3a中，开口13设置在烘焙室1的壁内部，并且温度探头3可被临时引入通过该开口以测量室本身内部的温度t
cal
校准。优选地，一旦将探头引入室内部并且在已从该室中移除该探头以便不影响室内部的热空气流之后，开口13就提供与该探头的气密连接。紧密性可在引入期间由弹性密封件提供，并且/或者在移除后由盖子提供。
[0313]
在图3b中，开口141设置在烟雾导管14的壁内部、室的出口12下游，以便临时引入温度探头3，然后移除该温度探头。以与图3a中的方式相同的方式，一旦将探头引入导管14内部并且在已从该导管中移除该探头以便不影响室1内部的热空气流之后，开口141就提供与该探头的气密连接。紧密性可在引入期间由弹性密封件提供，并且/或者在移除后由盖子提供。在这种模式下，尽管未直接在室内部测量温度，但测量值接近所述温度。由于这种探头3仅在校准操作期间被引入烟雾导管14内部，该校准操作在室没有豆，并且因此不产生烟雾时发生，因此该探头仍然适当并且提供对在室的出口处出现的热空气流的温度t
cal
的准确测量。
[0314]
在该实施方案中，所述第二探头3可以是咖啡豆烘焙设备10的集成部分，并且设备可包括在实施校准操作时在烟雾导管14中移动第二探头3的装置。该装置可手动(通过控制杆、按钮)或自动(通过马达)致动。可根据操作模式(烘焙或校准)提供传感器来检查该第二探头的位置。在烘焙操作期间，该探头不应存在于烟雾导管内部。
[0315]
图3c示出了校准室1b，该校准室包括固定地连接在其中(例如，卷曲通过室壁)的温度探头3，以便可测量室内部的温度t
cal
。如果烘焙设备的烘焙室1a可从该烘焙设备中移
除，则可引入这种校准室来取代烘焙室1a。通常，这种类型的烘焙设备包括被设计成接收和保持专用于烘焙的可移除室1a或专用于校准的另选可移除室1b的区域。
[0316]
在图3a和图3c所示的实施方案的另选方案中，如果室的壁存在至少一个透明部件，则可使用通过检测来自豆的红外发射来测量温度的ir探头，而无需在室内部引入探头。优选地，ir探头可被腔体包围，以便将测量聚焦在室内部的豆上。
[0317]
无论模式如何，由第二探头3在室内部测量的温度的值通常被供应给系统的控制系统，通常被供应给烘焙设备的控制单元8，以便校准该设备。
[0318]
当第二探头3是烘焙设备外部的装置(如在图3a和图3c中)时，探头可通过usb端口连接到烘焙设备，或者甚至可通过蓝牙或wifi远程连接。
[0319]
任选地，定位在不同位置(例如，室内部和室下游)的若干临时性探头可用于增加测量的准确度。
[0320]
图4a、图4b、图4c、图4d示出了涉及被配置成在室没有咖啡豆时在室内部临时产生热空气流的压力损失以便模拟豆存在的情况的不同装置的系统的不同实施方案。
[0321]
在图4a中，可在烟雾导管14内部引入被设计成限制空气流的装置16a，然后移除该装置。在校准操作期间，该装置(诸如，穿了孔的板)可以可移除地滑动通过该导管内部的开口141。
[0322]
这种设计被配置成模拟在室中存在豆时室内部的空气的压力损失。在该实施方案中，装置16a可以是咖啡豆烘焙设备10的集成部分，并且设备可包括用于在实施校准操作时在烟雾导管14中移动所述装置16a的装置。该装置可手动(通过控制杆、按钮)或自动(通过马达)致动。可根据操作模式(烘焙或校准)提供传感器来检查该装置的位置。在烘焙操作期间，该探头不应存在于烟雾导管内部。
[0323]
优选地，一旦将装置16a引入导管14内部并且在已从该导管中移除该装置以便不影响室1内部的热空气流之后，开口141就提供与该装置的气密连接。紧密性可在引入期间由弹性密封件提供，并且/或者在移除后由盖子提供。
[0324]
在图4b中，被配置成在室没有咖啡豆时产生热空气流的压力损失的装置是加热装置的空气流驱动器21。为了模拟室内部存在咖啡豆的情况，控制系统设置空气流驱动器(例如，如果该驱动器是风扇，则设置旋转速度或该风扇的电压的功率)，以便在室中获得类似于在存在咖啡豆的情况下获得的流(如由箭头f所表示的)。
[0325]
图4c示出了包括空气流限制装置以模拟存在空气豆的情况的校准室1b。在具体所示的实施方案中，限制装置是穿有孔的三个板。
[0326]
如果烘焙设备的烘焙室1a可从该烘焙设备中移除，则可引入这种校准室来取代烘焙室1a。通常，这种类型的烘焙设备包括被设计成接收和保持专用于烘焙的可移除室1a或专用于校准的另选可移除室1b的区域。
[0327]
在图4b中，被配置成在室没有咖啡豆时产生热空气流的压力损失的装置包括被引入室1内部以取代咖啡豆的多个颗粒惰性物体17，例如玻璃珠。
[0328]
任选地，可组合上述不同的空气流限制装置，以便改善对在烘焙操作期间室内部存在咖啡豆的情况的模拟。例如，颗粒惰性物体可与空气流驱动器的调制一起使用，或者被设计成限制空气流的可移除装置可与空气流驱动器的调制一起使用。
[0329]
用于在烘焙设备内部临时引入第二温度探头的不同实施方案中的每个实施方案
可与包括被配置成在室内部临时产生热空气流的压力损失的装置的不同实施方案中的每个实施方案组合。例如，图3a的实施方案可用图4a、图4b或图4d的实施方案来实施。
[0330]
在一个优选具体实施中，系统包括校准室1b，该校准室同时包括第二温度探头和被配置成在室内部临时产生热空气流的压力损失的装置，该室结合了图3c和图4c所示的实施方案的特征。
[0331]
图5a示意性地示出了这种校准室1b的第一实施方案。
[0332]
专用于校准的室1b被配置成替换专用于在用于烘焙的设备内部烘焙的常规室。该室包括连接装置，该连接装置被配置成与烘焙设备的对应连接装置配合并且在具有向上分配空气的空气出口孔41的底部开口处和在顶部开口处提供与烟雾导管14的连接。
[0333]
室1b包括固定地定位在室内部的第二温度探头3。优选地，室的内部设计围绕纵向竖直轴线对称，并且第二温度探头3定位在所述轴线上。因此，对于每个校准操作，室可定位在任何角位置中，而无需修改探头相对于烘焙设备的空气出口孔41的位置。
[0334]
优选地，温度探头3定位在室的上半部分中。因此，在由探头测量之前，可将在室的底部处引入的空气流均匀化，并且该测量值反映了更准确的值。
[0335]
该室包括穿了孔并且定位在校准室的底部处的第一板16a。该第一板在室内部产生空气流的第一压力损失以模拟豆存在的情况。另外，该板被配置成改善通过该第一板16a下方室的横向水平区段的子空气流a的均匀化，这意味着在上游呈现各种方向的流变得更竖直对准并且在该板下游变得更平行。由于在壳体的空气出口孔41处供应的空气流通常不对称，因此该第一板16a断开该空气流，并且通过产生多个平行的更小流来开始将该空气流均匀化。这些孔的大小被设定成、这些孔被设计成并且被分布成获得这些效果。例如，直径为2mm并且沿着板16a的整个表面分布的圆孔提供这些效果。
[0336]
该室包括穿了孔并且定位在校准室的底部处的第二板16b。该第二板在室内部产生空气流的第二压力损失以模拟豆存在的情况。该板被配置成改善室内部的均匀空气流的产生(因为目的是在温度探头处读取不是在室的一个点处特定的温度，但其事实上通过再次将在第一板处生成的空气流划分成另外的子流来提供室内部的平均温度)。这些孔的大小被设定成、这些孔被设计成并且被分布成获得这些效果。例如，直径为4mm并且沿着板16b的整个表面分布的圆孔提供这些效果。该室包括穿了孔并且定位在探头3上游的第三板16c。该板产生空气流的第三压力损失。该板优选地被设计成引导在第二板16b处产生的不同空气流汇聚到第二温度探头3。例如，该第三板包括具有直径为3mm并且仅沿着板16c的中心分布的圆孔。第三板的外环不包括孔，以便迫使空气流会聚到探头。
[0337]
图5b至图5d示出了呈现管形状的校准室的更简单的实施方案。
[0338]
在图5b中，压力损失仅是由于管的形状和其与常规烘焙室的直径相比的小直径。
[0339]
在图5c中，管包括穿了至少一个孔并且定位在管的顶部处、探头3上游的板16c。
[0340]
在图5d中，管包括穿了至少一个孔并且定位在管的底部处的板16a。
[0341]
图6a和图6b分别示出了根据本发明的在烘焙中和在校准操作中的系统。
[0342]
该设备包括分别在图3b和图4a中相对于临时引入第二温度探头3和被配置成在室没有咖啡豆时产生热空气流的压力损失的装置16所示的特征。在所示的实施方案中，该装置包括网格，但可实施其他，比如截面减小物。探头3可定位在网格16之前、之后或附近。
[0343]
在图6a中，温度探头和该装置定位在烟雾导管旁边，并且可实施烘焙咖啡豆的操
作。
[0344]
在图6b中，室没有豆，并且温度探头3和被配置成产生热空气流的压力损失的装置16被引入烟雾导管14内部以便校准设备。
[0345]
图7a和图7b分别示出了在烘焙中和在校准操作中的具有集成专用校准室的烘焙设备。
[0346]
除了烘焙室1a之外，设备还包括专用于校准操作的特定室1b。该校准室包括第二温度探头3和装置16以产生压力损失，以便模拟室内部存在咖啡豆的情况。在所示的实施方案中，该装置包括截面减小物，但可实施其他装置，比如网格。探头3可定位在截面减小物16之前、之后或内部。
[0347]
该设备包括被配置成定位在以下位置中的可移动闸板18：
[0348]-第一位置，其中该可移动护窗关闭校准室的入口，使得热空气在咖啡豆的烘焙操作期间仅能够流动到烘焙室(图7a)
[0349]-或第二位置，其中该可移动护窗关闭烘焙室的入口，使得热空气在设备的校准操作期间仅能够流动到校准室(图7b)。
[0350]
该设备提供了实现校准操作的自动实施而不需要用特定校准室替换烘焙室的优点。可在烘焙设备内实施校准操作，其中烘焙室不是可移除的或几乎不是可移除的(比如筒式烘烤机)。
[0351]
另一个优点是，与图6a和图6b的设备相比，在校准操作期间，温度是由第二探头3在总是适当的并且没有烟雾沉积的导管或室中测量的。
[0352]
由于在设备内部引入了第二温度探头，系统使得能够校准烘焙设备的加热装置。具体地，校准过程可如下并参考图8、图9和图10a至图10d来实施。
[0353]
图8示出了包括类似于图1的烘焙设备的烘焙设备10的系统，其中该烘焙设备中的烘焙室已在校准操作期间被类似于图5的室的校准室1b替换。校准旨在使得烘焙设备10能够再现用一个特定和类似的主烘焙设备m限定的咖啡豆烘焙配方。在该校准操作期间，将校准室1b临时引入烘焙设备10内部。
[0354]
所谓临时，这意味着该第二温度探头3仅在校准操作期间被引入或被引入用于其他临时操作(例如，临时维护操作，以检查加热装置的效率)，而非在烘焙咖啡豆的正常操作期间被引入。
[0355]
第二温度探头3连接到烘焙设备的处理单元8，以便将室内部的温度t
cal
的测量值作为输入提供给如图9所示的控制系统。
[0356]
在发起设备x的校准过程之前，在初步阶段，用如图10a所示的主烘焙设备m建立预先确定的校准曲线r
ref
。这意味着在主烘焙设备中引入了相同的校准室1b。
[0357]
在此阶段期间，控制烘焙设备m的加热装置2以再现预设曲线r
set
，所述预设曲线提供点集(t
set@ti；ti
)，该点集表示要分别在预定义的对应相继时间t1、t2、...、t
最终
应用的温度t
set@t1
、t
set@t2
、...、t
set@t最终
。此控制是基于由第一温度探头5调节的温度t
reg
。
[0358]
在预设曲线r
set
的再现期间，在临时性第二温度探头3处测量室中随时间而变的温度t
ref
。该测量使得能够确定至少一个点集(t
ref@ti；ti
)，该至少一个点集在图10c中由曲线t
ref
示出，对应于预先确定的校准曲线r
ref
。
[0359]
以相同的方式，在图10b所示的校准过程期间，烘焙设备x的系统的加热装置2和校
准室1b被控制来再现相同的预设曲线r
set
，这种控制基于由第一温度探头5调节的温度t
reg
。
[0360]
在预设曲线r
set
的再现期间，在临时性第二温度探头3处测量室1中随时间而变的温度t
cal
。该测量使得能够确定至少一个点集(t
cal@ti；ti
)，该至少一个点集在图10c中由曲线t
cal
示出。
[0361]
在烘焙设备x的校准过程中，将温度t
cal@ti
与用主烘焙设备m在至少一个相同时间ti获得的温度t
ref@ti
进行比较。图10c示出了对应于以下各者的曲线或点集：
[0362]-预设曲线r
set
，
[0363]-在预设曲线r
set
的再现期间主烘焙设备的室中的温度t
ref@ti
，从而建立预先确定的校准曲线r
ref
；和
[0364]-在再现相同的预设曲线r
set
期间烘焙设备x的室中的温度t
cal@ti
。
[0365]
图10c使相同预设曲线r
set
的再现如何因设备而异显而易见。这种差异可以通过制造过程的差异来进行解释。
[0366]
为了要完成对烘焙设备x的校准，基于t
cal
与t
ref
之间的比较，在设备x的反馈回路调节中应用校正，以便当设备x的控制系统将再现预设曲线r
set
时，在设备x的室内部获得所需温度t
ref
，如在图10d中示意性地示出。
[0367]
可以根据t
cal
与t
ref
之间的关系来应用不同类型的校正。关系的复杂性可以取决于：烘焙设备与主烘焙设备之间的构造差异(诸如使用另一种类型的加热器、另一种形状的室、另一控制规则或算法)以控制加热器(例如在空气流驱动器和加热器上存在2度控制的情况下更复杂)，从而提供例如更灵敏的控制。
[0368]
关系通常通过回归分析来确定并且使用已知分析模型(诸如线性回归、多重回归、非线性回归、多项式回归...)经由回归分析软件来实施。
[0369]
一旦限定t
cal
与t
ref
之间的关系，校正就可应用于由反馈回路调节施加的规则或算法。根据此规则的复杂性，可以在此规则的不同步骤中应用校正。在最简单的实施方案中，优选地，将校正应用于由第一温度探头5测量的温度t
reg
或由要再现的烘焙曲线提供的温度t
@ti
。
[0370]
就图10a和图10b所示的烘焙机m和x而言，其中两个烘焙机都包括非常类似的部件，这些部件具有仅基于由温度探头5测量的温度来操作加热器22的简单反馈回路控制，可在时间t
最终
通过比率k限定校正因数：
[0371][0372]
在与反馈回路调节中的t
reg
进行比较之前，该比率可用作由要再现的烘焙曲线提供的温度t
@ti
的简单乘法因数。
[0373]
在本发明的另一个实施方案中，在由第一温度探头5测量的温度t
reg
与反馈回路调节中的t
@ti
进行比较之前，以上比率的倒数(即，)可用作此温度的乘法因数。
[0374]
校正使得设备x的控制系统能够在更接近在主设备中获得的温度t
ref
的温度下在室内部供应热空气。
[0375]
因此，进一步关于校准过程，在利用烘焙设备x进行的烘焙操作期间，用主烘焙设备m针对特定豆限定的预定义咖啡豆烘焙配方r可由控制系统准确再现，该控制系统将上述
比率应用于在第一探头5处调节的温度的测量值以控制加热装置5或应用于由要再现的烘焙曲线提供的温度t
@ti
。
[0376]
校准过程可与关于以下项的不同另选方案一起应用：
[0377]-温度t
ref
与t
cal
之间的比较的类型；和/或
[0378]-校准过程中的迭代的实施，从而用甚至更精确的校正来重新迭代该过程；和/或
[0379]-在该过程中使用的预设曲线r
set
的类型。
[0380]
这些另选方案可提高或降低校准的准确度并提供对烘焙配方的进一步一致的再现。
[0381]
图11a至图11d示出了可在图10a和图10b所示的实施方案中使用和获得的另选曲线。
[0382]
图11a示出了不需要再现与烘焙配方对应的曲线的预设曲线r
set
的优选曲线。优选地，该曲线提供了点集(t
set@tseti；tseti
)并且相继地包括：
[0383]-在第一阶段中，温度t
set
在固定温度t
set-stab
下的平稳期，然后
[0384]-在第二阶段中，温度t
set
从t
set-stab
到更高温度t
set-high
的增加，然后
[0385]-在第三阶段中，温度t
set
在所述温度t
set-high
下的平稳期，
[0386]-在第四阶段中，冷却，在该冷却期间停止加热。
[0387]
因此，该预设曲线r
set
可用三个点来限定：(t
set-stab；tstab
)、(t
set-high；thigh
)和(t
set-high,tend
)。
[0388]
如前所述，在第一阶段中，固定温度t
set-stab
优选地被限定为无论在使用烘焙设备的房间的环境温度如何该烘焙设备都可快速达到的温度，例如约40℃的温度。该第一阶段的长度必须足以使得能够加热冷的设备或冷却热的设备(如果先前已使用该设备)直到达到稳定状态为止。长度可因设备的类型而异，特别是因加热装置的功率、与外部的热交换而异。
[0389]
通常几分钟可能是足够的。
[0390]
在第二阶段和第三阶段中，要达到并保持的温度t
set-high
可再次取决于在烘焙设备中使用的加热装置的类型，并且特别是取决于提供给加热装置的功率的调节类型。对于其中空气鼓风机保持在相同速度并且通过仅更改电阻的功率来进行调节的电加热装置，温度t
set-high
优选地设置在电阻的稳定操作区中。因此，保持所述区中的电阻在调节期间不会产生重大偏差。
[0391]
在第三阶段中存在平稳期实现了温度的稳定和与沿着这个平稳期而不是在温度的快速变化(如在第二阶段开始时的增加)区中的r
cal
的更可靠的比较。
[0392]
在如图1所示的烘焙设备中，曲线r
set
可如下来限定：
[0393]-t
set-stab
＝40℃
[0394]-t
stab
在7分钟至10分钟的范围内
[0395]-t
set-high
在100℃至200℃的范围内
[0396]-t
end
在4分钟至6分钟的范围内。
[0397]
图11b示出了在第一初步阶段(如图10a所示)的实施期间获得的曲线r
ref
，在该第一初步阶段中，预设曲线r
set
在主烘焙设备m中基于用第一温度探头5测量的温度来再现，同时，温度t
ref
由校准室1b的第二临时性探头3在室中测量。校准曲线r
ref
包括点集(t
ref@ti；ti
)，
该点集表示随时间而变的t
ref
如由白点所示那样确定。优选地，在预定义时间t
refi
处确定点，这些点在曲线r
set
的包括平稳期的部分中。
[0398]
如图11b所示，至少一个预定义时间t
ref1
被限定在第一阶段中，并且至少两个预定义时间t
ref2
至t
ref7
被限定在第三阶段中。
[0399]
图11c示出了在烘焙设备x的校准过程的实施期间获得的曲线r
cal
，在该校准过程期间，设备x的加热装置被控制，以便基于用第一温度探头5对温度的测量来再现曲线r
set
，同时，温度t
cal
由第二临时性探头3在校准室1b中测量(如图10b所示)。曲线r
cal
包括点集(t
cal@ti；ti
)，该点集表示随时间而变的t
cal
如图所示那样建立，并且t
cal
是在预定义时间t
refi
测量的，从而建立点集(t
cal@trefi；trefi
)，该点集表示随时间而变的t
cal
，如由黑点所示。
[0400]
在图11c的实施方案中，在预设曲线r
set
的再现期间，在预定义时间t
refi
，可将对应的温度t
ref@trefi
和t
cal@trefi
进行比较，并且立即在烘焙设备的控制系统内部应用校正。
[0401]
在一个优选实施方案中，由图11d中的曲线所示，在设备x对预设曲线r
set
的再现期间，在预定义时间t
refi
(如图11c中所确定的)，计算对应的比率t
ref@trefi
/t
cal@trefi
，并且将校正因数立即应用于要由烘焙设备x再现的温度t
set@ti
，所述校正因数对应于如下限定的比率ki：
[0402][0403]
图11d示出了该比率ki在不同预定义时间t
refi
的演变。在每次计算比率之后立即在控制系统中应用校正，使得能够在单一校准操作中确定该比率的会聚值。
[0404]
在t
cal7
获得的该最终会聚值k7用于，通过将所述乘法因数应用于由主烘焙设备m建立并且要由烘焙设备x再现的烘焙曲线的温度t
@ti
来校准烘焙设备。
[0405]
另选地，在t
cal7
获得的最终会聚值k7可用于通过将乘法因数应用于由烘焙设备x的控制系统内部的第一温度探头5测量的温度t
reg
来校准烘焙设备。
[0406]
根据所计算比率k的会聚到固定值的演变，可更早停止校准过程。
[0407]
图12a示出了在图10b和图11a至图11d所示的校准过程期间温度调节的闭合反馈回路。
[0408]
在预设曲线r
set
的再现期间，在预定义时间t
refi
(i＝1至n)，在室中在第二温度探头3处测量温度t
cal@trefi
并将其输入控制单元8中。将其与相应的预先确定温度t
ref@trefi
进行比较，此处，该比较在于如下计算比率ki：
[0409][0410]
然后，立即将该比率ki用于校正温度调节的反馈回路内部的温度t
set
：因此，在所示的示例中，当与反馈回路中的t
reg@ti
相比时，所输入的值t
set@ti
被作为ki
×
tset@ti输入。
[0411]
图12b示出了在图12a中实施的校准方法的替代校准方法。图12b示出了在图10b和图11a至图11d所示的校准过程期间温度调节的闭合反馈回路。
[0412]
在预设曲线r
set
的再现期间，在预定义时间t
refi
(i＝1至n)，在室中在第二温度探
头3处测量温度t
cal@trefi
并将其输入控制单元8中。将其与相应的预先确定温度t
ref@trefi
进行比较，此处，该比较在于如下计算比率ki：
[0413][0414]
因此然后，立即将该比率ki用于校正温度调节的反馈回路内部的温度t
reg
，在所示的示例中，当与反馈回路中的t
set@ti
相比时，测量的值t
reg@ti
被作为(treg@ti)/ki输入。
[0415]
在图10a、图10b、图11a至图11d和图12a和图12b所示的过程中，如果要校准的设备x是已经实施校准过程的一系列类似制造的设备的一部分，则可针对该系列预先确定预设因数k0。因此，为了缩短设备x的校准过程，该因数k0可用于如下计算图8d所示的校正因数：
[0416][0417]
图13a和图13b示出了两种不同的情况。
[0418]
图13a示出了相继的所计算比率t
ref@trefi
/t
cal@trefi
随时间变得更接近彼此的情况。这可被设置为，如果在一个t
refi
，对应的所计算比率t
ref@trefi
/t
cal@trefi
与先前的所计算比率t
ref@trefi-1
/t
cal@trefi-1
相差小于2％，则可停止如图11c所示的预设曲线r
set
的再现。最后一个所计算比率ki可用作设备x的校正因数。在所示的曲线中，比率t
ref@tref5
/t
cal@tref5
非常接近t
ref@tref4
/t
cal@tref4
，这意味着校准过程的步骤c)可能已经在t
cal5
停止。
[0419]
图13b示出了相继的所计算比率t
ref@trefi
/t
cal@trefi
不会聚的情况。这可被设置为，如果在相继的t
refi
，对应的所计算比率t
ref@trefi
/t
cal@trefi
增加了超过20％，则停止校准过程。在所示的曲线中，比率t
ref@trefi
/t
cal@trefi
在t6之后不会聚，这意味着无法限定因数k。校准过程失败，必须停止。这种情况表明方法未被正确操作，或者设备被破坏或出现了其无法正常操作并校准的默认值。
[0420]
可建议重新开始校准过程。如果校准过程再次失败，则应需要维护。
[0421]
可以自动方式通过设备的显示器引导操作员来实施这些不同的步骤。
[0422]
另选地，可估计，当比率达到预先确定的上限值和下限值(诸如低于0.5或高于2)时，相继的所计算比率不会聚。如果监测到此类比率，则停止该过程。
[0423]
用主设备确定的参考曲线r
ref
始终是在包括烘焙设备x的系统的校准过程中使用的相同条件下建立的，该烘焙设备x是提供相同装置来模拟豆并测量温度或使用相同校准罐的主设备。
[0424]
在校准过程的上述实施方案中，在第二温度探头3处测量的温度t
cal@ti
的值可被调整为特定于所述第二温度探头的调整值t
cal@ti-调整
。
[0425]
如果仅有单一第二临时性探头3来确定用主烘焙设备获得的预先确定的参考曲线r
ref
，并且随后校准所有烘焙设备，如图6的初步步骤6b和校准步骤6c所示，则对温度的这种调整是没有必要的。
[0426]
然而，当存在多个不同的第二临时性探头3或临时性校准室(当大量的烘焙设备被商业化时，这变成是必要的)时，将这些探头或室的测量值与原始的第二临时性探头3或另一个已经校准的第二临时性探头3的测量值进行比较。基于该比较，新的第二临时性探头3
可用于如上所述的烘焙设备的校准过程。
[0427]
优选地，
[0428]-在步骤c)处在新的第二温度探头处测量的温度t
cal@ti
的值可被调整为调整值t
cal@ti-调整
，并且
[0429]-在步骤d)中，可将该调整值t
cal@ti-调整
与温度t
ref@ti
进行比较。
[0430]
对于将新的第二临时性探头的测量值与原始的第二临时性探头3或另一个已经校准的第二临时性探头3的测量值进行比较的操作，再现了温度对时间参考曲线，例如，如图8a所示的曲线。然后，基于该比较，可限定对新的第二临时性探头的温度的测量值的调整。
[0431]
可根据两个探头的温度之间的关系来应用不同类型的调整。关系的复杂性可取决于：它们之间的构造的差异，诸如新类型的探头的使用、另一种形状的室、探头在临时性室内部的新位置...。
[0432]
关系可通过回归分析来确定并且使用已知分析模型(诸如线性回归、多重回归、非线性回归、多项式回归...)经由回归分析软件来实施。
[0433]
在一个优选过程中：
[0434]
t
cal@ti-调整
＝k
2探头
.(t
cal@ti
)2 k
1探头
.t
cal@ti
t
探头
[0435]
其中预设温度偏移t
探头
和预设温度比率k
1探头
和k
2探头
由回归分析软件来限定。
[0436]
在呈现图1的设备的特征的烘焙设备模型上实施本发明的校准过程。
[0437]
一系列烘焙设备被作为用其建立了烘焙配方的主烘焙设备的复制品而生产。在不将校准过程应用于类似于主烘焙设备的系列的烘焙设备的情况下，观察到根据相同烘焙配方烘焙相同豆在设备之间产生了不同颜色的经烘焙豆，这证明了不存在一致的烘焙。这些不同设备的室内部的温度的测量值示出了与主设备存在约10％的差异，即，当请求200℃的温度时，20℃至25℃的差异。
[0438]
通过用如图5所示的校准罐在该系列的每个烘焙设备中实施校准方法，该差异降低到约1℃，并且确认获得相同颜色的豆。
[0439]
本发明的系统呈现了使得能够在不使用豆的情况下以及在不弄脏设备的情况下校准烘焙设备的优点。
[0440]
有利地是，系统提供了外部的临时性校准温度探头，该探头可以可再现方式定位在设备内部，以在必要时校准设备。被配置成产生热空气流的压力损失以便模拟存在咖啡豆的情况的装置使得能够再现就像存在咖啡豆时的室内部的温度，并且第二温度探头能够准确地测量在应用配方时所述豆所支持的温度。与在与主设备相同的条件下测量的温度的比较使得能够通过比较来校正类似烘焙设备的加热装置。
[0441]
虽然已参考以上所示的实施方案描述了本发明，但应当理解，如权利要求书所保护的本发明不以任何方式受限于这些示出的实施方案。
[0442]
在不背离如权利要求书所限定出的本发明范围的情况下，可以做出各种变化和修改。此外，对于具体的特征如果存在已知的等同物，则应如同在本说明书中明确提到的那样来并入此类等同物。
[0443]
如本说明书中所用，词语“包括”、“包含”和类似词语不应理解为具有排他性或穷举性的含义。换句话讲，这些词语旨在表示“包括但不限于”的意思。
[0444]
附图中的标引列表：
[0445]
烘焙设备
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10
[0446]
烘焙室
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1a
[0447]
底部开口
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
11
[0448]
顶部开口
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
12
[0449]
探头开口
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
13
[0450]
校准室
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1b
[0451]
加热装置
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2[0452]
空气流驱动器
ꢀꢀꢀ
21
[0453]
加热器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
22
[0454]
通道
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
23
[0455]
第二温度探头
ꢀꢀꢀ3[0456]
壳体
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ4[0457]
空气出口孔
ꢀꢀꢀꢀꢀ
41
[0458]
空气入口
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
42
[0459]
竖直壳体部件
ꢀꢀꢀ
43
[0460]
第一温度探头
ꢀꢀꢀ
5、51
[0461]
用户界面
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ6[0462]
代码读取器
ꢀꢀꢀꢀꢀ7[0463]
处理单元
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ8[0464]
控制系统
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
80
[0465]
功率源
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ9[0466]
烟雾导管
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
14
[0467]
探头开口
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
141
[0468]
麸皮收集器
ꢀꢀꢀꢀꢀ
15
[0469]
限制装置
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
16、16a、16b、16c
[0470]
惰性颗粒物体
ꢀꢀꢀ
17
[0471]
闸板
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
18
[0472]
传感器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
19
[0473]
通信接口
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
61
[0474]
数据库
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
62
[0475]
存储器单元
ꢀꢀꢀꢀꢀ
63