CN103269624B - 用于在溶剂中冲泡成分的具有发光***的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在溶剂中冲泡成分的方法和装置，所述装置包括：用于容纳所述成分的容器；用于测量所述溶剂的特性的传感器；用于产生向所述容器传播的光束(LB)的发光***(6)，所述发光***包括用于基于被测量的特性改变所述光束的发光属性的电路。利用这样的发明，视觉指示直接基于正在被准备的饮品的特性，从而为用户提供更准确的关于准备的状态的视觉信息，并且大大改进使用本装置的人的用户体验。

Description

用于在溶剂中冲泡成分的具有发光***的装置和方法
技术领域
本发明涉及用于在溶剂中冲泡成分的装置。
本发明可以被用在饮品准备的领域中。
背景技术
通过在溶剂中冲泡(未加工的)成分来准备饮品是已知的过程。例如，茶是通过在用作溶剂的热/煮沸的水中冲泡(即注入)用作成分的茶叶(或茶包)而被准备的。当用诸如各种草药、植物叶子或植物根茎之类的不同成分准备饮品时，可以使用相同的过程。
在给定的时间段之后，从溶剂中取出成分，并且所得到的溶剂对应于所准备的饮品。这样的饮品通常是利用专用的家用器具(例如茶壶)来准备的。为了方便用户得到关于这些家用器具的工作状态的信息，器具通常包括一些视觉指示。例如，最基本的指示使用当家用器具开启时开启的绿灯，并且使用当家用器具关掉时开启的红灯。
用于显示视觉指示的更复杂的解决方案也是已知的，例如已公布的专利申请WO/2003020096A1中所公开的。该文档公开了一种包括液体腔室的家用器具，例如水壶、咖啡壶和烤炉等，所述液体腔室设置有灯以传播通过液体，并且所述灯的光可以通过腔室的壁的外壁中的透明或透光部分看到。所述灯可以被控制以显示器具的不同工作状态并且提供指示工作状态的可视区域。例如，发出特定颜色的第一个灯在水被加热元件加热期间被开启。当水达到沸点时，加热元件被完全关掉或者降低功率来简单地保持水中的热量。在这个时期，第二个灯可以被用于在水中传播不同的颜色以向用户提供关于工作状态变化的即时视觉指示。
然而，虽然那些用于显示视觉指示的高级解决方案可以帮助用户理解器具正工作在哪个工作状态下，但是那些解决方案仍然是受限制的，因为所提供的视觉指示基于预先设定的操作模式，这意味着用户不能得到任何直接与被准备的饮品的特性相关联的视觉指示。因而，那些视觉指示不是非常准确。
发明内容
本发明的目的在于提出用于在溶剂中冲泡成分的装置，包括用于提供改进的视觉指示的发光***。
为此，根据本发明的***包括：
-用于容纳所述成分的容器，
-用于测量所述溶剂的特性的传感器，
-用于产生向所述容器传播的光束的发光***，所述发光***包括用于基于被测量的特性改变所述光束的发光属性的电路。
根据这样的发明，视觉指示直接基于正在被准备的饮品的特性，这为用户提供更准确的关于准备的状态的视觉信息，并且还大大改进使用本装置的人的用户体验。
本发明还涉及包括由根据本发明的装置执行的各个步骤的方法。
下面将提供本发明的详细说明和其它方法。
附图说明
现在将参考结合附图考虑的下文中所描述的实施例说明本发明的具体方面，在附图中，同样的部件或子步骤用相同的方式表示：
图1A和图1B示出了用于在溶剂中冲泡成分的根据本发明的装置，
图1C和图1D示出了用于在溶剂中冲泡成分的根据本发明的装置，
图3图示了用在根据本发明的装置中的LED的强度变化的示例，
图4图示了用在根据本发明的装置中的LED的强度变化的示例，
图5示出了在容器中的溶剂中冲泡成分的过程期间生成视觉指示的根据本发明的方法。
具体实施方式
图1A和图1B示出了用于在溶剂3中冲泡成分2的根据本发明的装置1。该装置包括：
-用于容纳所述成分的容器4，
-用于测量所述溶剂的特性的传感器5，
-用于产生向所述容器传播的光束的发光***6，所述发光***包括用于基于测得的特性改变所述光束的发光属性的电路7。
例如，成分可以对应于任何类型的茶叶、咖啡、草药、根、水果或者那些成分的混合。例如，溶剂可以对应于水、矿泉水、自来水、盐水、酒精或那些溶剂的混合。溶剂可以被置于容器(未示出)的底部的加热***加热。
光束在图1B中由从发光***6向外的大箭头LB示出，并且光束LB在容器4内部传播。优选地，容器4由诸如玻璃或PVC之类的透明材料制成，以使得光束LB对于在看着或使用装置1的用户来说是可见的。
在第一实施例中，传感器5是pH传感器，并且被测量的特性是溶剂的pH值。如本领域中所公知地，pH是测量给定溶剂的酸性/腐蚀性的量度。在当前示例中，pH传感器专用于测量溶剂的pH值。在冲泡期间，当从成分中提取的固体/化合物的量(浓度)随时间而增大时，溶剂的pH值可能随时间而降低。任何类型的已知的pH传感器都可以使用。pH传感器例如沿容器4的壁放置，并且被连接到电路7，例如如果pH传感器被适配为传送反映溶剂的pH值的电压/电流信号，则pH传感器被电连接到电路7。所述电压/电流信号例如可以与溶剂的pH值成比例。电路7被适配为基于所述电压/电流信号改变光束LB的发光属性。光束LB可以用任何类型的灯L生成，只要那些灯所产生的光束LB的属性可以被电路7修改即可。优选地，发光***包括发光二极管(LED)以产生光束LB。例如，三个LED(未示出)放置成彼此挨着：一个红色LED、一个绿色LED、一个蓝色LED。当这三个LED同时被开启时，独立地改变每个LED的强度将导致光束的发光属性的改变。在当前示例中，电压/电流信号直接被电路7用于改变(提高或降低)LED的强度。
被改变的发光属性可以对应于光束LB的颜色。图2图示了取决于溶剂的pH值的两个LED(一个红色LED(R)和一个蓝色LED(B))的强度变化的示例。在时间t1(冲泡过程开始)处，pH值为pH1，红色LED的强度为I＝Imin＝0，并且蓝色LED的强度是I＝Imax，导致光束LB呈现蓝色。在时间t2(冲泡过程结束)处，pH值为pH2，红色LED的强度为I＝Imax，并且蓝色LED的强度是I＝Imin＝0，导致光束LB呈现红色。在t1与t2之间，所得到的光束的颜色逐渐从蓝色变为红色。有了这种光模式的变化，用户可以直接观察到冲泡过程的状态随时间的变化。
被改变的发光属性也可以对应于光束的强度。图3图示了取决于溶剂的pH值的一个绿色LED(G)的强度变化的示例。在时间t1(冲泡过程开始)处，pH值为pH1，绿色LED的强度为I＝Imin，导致光束LB具有低强度的绿色。在时间t2(冲泡过程结束)处，pH值为pH2，绿色LED的强度为I＝Imax，导致光束LB具有高强度的绿色。在t1与t2之间，所得到的光束的强度逐渐从低强度的绿色变为高强度的绿色。可以优选使用具有与成分相同的主导颜色的LED，例如如果成分对应于绿茶茶叶，则可以使用绿色的LED。有了这种光束强度的变化，用户可以直接观察到在冲泡期间溶剂的浓度随时间的变化。
被改变的发光属性也可以对应于光束的光模式：例如，基于针对图3给出的描述，光模式可以对应于当溶剂的pH值达到pH2时突然的LED强度的闪烁，或者闪烁频率随pH值变化的渐变的闪烁(例如在时间t1处的低闪烁频率逐渐变为在时间t2处的高闪烁频率)。有了这种光模式的变化，用户可以直接观察到冲泡过程的状态随时间的变化。
被改变的光属性也可以对应于光束的方向。在示出了基于图1A和图1B中的装置1的装置的图1C和图1D中所示的第一示例中，灯L被分成两个独立的模块：灯L1和L2，这两个模块被置于容器4的不同部分上。L1被置于容器的水平底部上，而L2沿容器的垂直壁被放置。L1意图产生沿垂直方向延伸的光束LB1，而L2意图产生沿水平方向延伸的光束LB2。在这种情况下，只有当溶剂的pH值在给定阈值(例如预先设定的值)以上时，电路7才开启灯L1，并且只有当溶剂的pH值低于这个给定阈值时才开启灯L2。光束的方向从垂直到水平(或者反过来)的变化向用户提供了关于冲泡状态的视觉指示，例如如果当冲泡要结束时则发生这种光束方向的改变。
在图4中所示的第二示例中，除了参考图1所描述的元件以外，该装置还包括置于容器4中的注入器IF，并且该注入器要容纳成分2。在容器4的底部，放置了泵P，并且泵的出口被连接到到达注入器IF的上部的管道PP。所述泵(例如电泵)要被用于从容器4的下部将溶剂3泵到注入器的上部。离开管道PP的溶剂(如箭头A1所示)落入注入器IF中，在注入器IF中进行对成分的冲泡。注入器IF中的溶剂然后落回容器4中，如箭头A2所示。从容器4将溶剂泵入管道PP中，随后将注入器IF中的成分注入容纳在注入器中的溶剂中，以及之后注入器中的溶剂落回到容器中的这些步骤构成了闭合的冲泡循环，这个冲泡循环一直持续到冲泡过程停止为止。在这种情况下，只有当溶剂的pH值在给定阈值(例如预先设定的值)以上时，电路7才开启灯L1，反映冲泡需要继续进行这一事实，并且只有当溶剂的pH值低于这个给定阈值时才开启灯L2，反映冲泡结束这一事实。光束的方向从第一水平方向到第二水平方向的转变向用户提供关于冲泡状态的视觉指示。
在如图1A和图1B中所示的装置的第二实施例中，传感器5是电导率(EC)传感器，并且被测量的特性是溶剂的EC值。如本领域中所已知的，EC测量给定溶液传导电流的能力。在当前示例中，EC传感器专用于测量溶剂的EC值。在冲泡期间，当从成分中提取的固体/化合物的量(即浓度)随时间而增大时，溶剂的EC值随时间增大。本领域中已知的任何类型的EC传感器都可以使用，例如基于所谓的伏安法的电极型传感器、基于感应原理的电感型传感器。EC传感器例如沿容器4的壁放置，并且被连接到电路7，例如如果EC传感器被适配为传送反映溶剂的EC值的电压/电流信号的话。所述电压/电流信号例如可以与溶剂的EC值成比例。电路7被适配为基于所述电压/电流信号改变光束LB的发光属性。光束LB可以用任何类型的灯L产生，只要那些灯所产生的光束的属性可以被电路7修改即可。优选地，发光***包括发光二极管(LED)以产生光束LB。例如，三个LED(未示出)放置成彼此挨着：一个红色LED、一个绿色LED、一个蓝色LED。当这三个LED同时被开启时，每个LED的强度的变化将导致光束LB的发光属性的改变。在当前示例中，电压/电流信号直接被电路7使用以改变(提高或降低)LED的强度。
这种类型的传感器可以按与pH传感器类似的方式使用以改变光束LB的发光属性，即颜色、强度、光模式或方向。
在如图1A和图1B中所示的装置的第三实施例中，传感器5是颜色传感器，并且被测量的特性是溶剂的颜色值(例如被表示为三元RGB(红色/绿色/蓝色)的颜色值)。在当前示例中，颜色传感器专用于测量溶剂的颜色值。在冲泡期间，当从成分中提取的固体/化合物的量(浓度)随时间而增大时，溶剂的颜色值随时间增大。任何类型的已知的颜色传感器都可以使用。颜色传感器例如沿容器4的壁放置，并且被连接到电路7，例如如果颜色传感器被适配为传送反映溶剂的颜色值的电压/电流信号的话。所述电压/电流信号例如可以与溶剂的颜色值成比例。电路7被适配为基于所述电压/电流信号改变光束LB的发光属性。光束LB可以用任何类型的灯L产生，只要那些灯所产生的光束的属性可以被电路7修改即可。优选地，发光***包括发光二极管(LED)以产生光束LB。例如，三个LED(未示出)放置成彼此挨着：一个红色LED、一个绿色LED、一个蓝色LED。当这三个LED同时被开启时，每个LED的强度的变化将导致光束的发光属性的改变。在当前示例中，电压/电流信号直接被电路7用于改变(提高或降低)每个LED的强度。
被改变的光束的发光属性可以是光束LB的颜色。例如，电路7可以将LED的RGB组分的强度设置为与颜色传感器所生成的RGB组分相同的值，以产生具有与溶剂相同的颜色的光束。电路7也可以将LED的RGB组分的强度设置为与颜色传感器所生成的RGB组分互补的值(例如根据标准的公知的“RYB色环”)，以产生颜色与溶剂的颜色互补的光束。
被改变的光束的发光属性也可以是光束LB的强度。例如，电路7可以设置LED的RGB组分的强度以在颜色传感器为溶剂指示暗色的情况下产生具有高强度的光束，或者如果颜色传感器为溶剂指示亮色则产生具有低强度的光束。
被改变的光束的发光属性也可以是光束的光模式。例如，电路7可以周期性地以给定频率开启LED以在溶剂的颜色达到给定阈值时造成闪烁，或者它可以使这个频率与颜色传感器所指示的颜色值成比例以使闪烁可以在冲泡期间随时间而加快。
在优选的实施例中，代替使用包括与三个(或不同数目的)发光二极管(LED)相对应的灯L、L1、L2产生光束LB，可以使用本领域中公知的所谓的光皮(light skin)元件。光皮元件等同于二维的LED阵列，其可以按与LED屏幕显示器类似的方式单独地被电路7控制。光皮具有以一毫米为量级的非常小的厚度，并且可以被铺设(map)到不平整的结构上，例如以覆盖装置1的结构的一部分，例如发光***6的外部部分，和/或容器4的部分，如矩形L、L1和L2所示。与之前所提到的三个单独的LED的情况一样，光皮所产生的光束LB具有发光特性，取决于传感器5产生的电压/电流，所述发光属性被电路7改变，例如通过均匀地改变光束的颜色和/或强度。或者，光皮所产生的光束LB具有根据传感器5产生的电压/电流被电路7改变的发光属性，例如通过以不均匀的方式改变光束的颜色和/或强度，使得光皮的第一区域具有第一颜色/强度而光皮的第二区域具有第二颜色/强度，并且在那两个区域之间有产生颜色/强度淡入/淡出的效果的可能性。通过利用光皮元件代替灯L、L1和L2，可以产生不同的光效果以反映溶剂的冲泡状态。
图5示出了根据本发明的在容器中的溶剂中冲泡成分的过程期间产生视觉指示的方法。所述方法包括以下步骤：
-测量(S1)所述溶剂的特性，
-产生(S2)向所述容器传播的光束(LB)，所述光束具有基于被测量的特性的发光属性。
这个方法对应于在根据图1A、图1B、图1C、图1D或图4的装置中执行的步骤。
本领域技术人员通过对附图、本公开和所附权利要求的研究在实践所要求保护的发明的过程中可以理解和实现对所公开的实施例的其它变动。在权利要求中，单词“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一个”不排除复数。单一单元可以实现权利要求中所引述的若干项的功能。特定的措施在不相同的从属权利要求中被引述的这一事实不表示这些措施的组合不能被用来实现本发明的优点。权利要求中的任何标号不应当被理解为限制权利要求的范围。

Claims (8)

1.一种用于在溶剂中冲泡成分的装置(1)，所述装置包括：
-用于容纳所述成分的容器(4)，
-用于测量指示从所述成分中提取的化合物的量的所述溶剂的特性随时间的变化的传感器(5)，
-用于产生向所述容器传播的光束(LB)的发光***(6)，所述发光***包括用于基于所述被测量的特性改变所述光束的发光属性的电路(7)，其中所述传感器(5)是以下传感器中的一个传感器：
-pH传感器，所述被测量的特性是所述溶剂的pH值；
-电导率传感器，所述被测量的特性是所述溶剂的电导率值；以及
-颜色传感器，所述被测量的特性是所述溶剂的颜色值。
2.根据权利要求1所述的装置，包括发光二极管以产生所述光束(LB)。
3.根据权利要求1所述的装置，包括光皮元件以产生所述光束(LB)。
4.根据权利要求1至3中的任一权利要求所述的装置，其中所述发光属性是所述光束(LB)的颜色。
5.根据权利要求1至3中的任一权利要求所述的装置，其中所述发光属性是所述光束(LB)的强度。
6.根据权利要求1至3中的任一权利要求所述的装置，其中所述发光属性是所述光束(LB)的光模式。
7.根据权利要求1至3中的任一权利要求所述的装置，其中所述发光属性是所述光束(LB)的方向。
8.一种在容器中的溶剂中冲泡成分的过程期间生成视觉指示的方法，所述方法包括以下步骤：
-测量(S1)所述溶剂的特性，
-产生(S2)向所述容器传播的光束(LB)，所述光束具有基于所述被测量的特性的发光属性，其中所述测量(S1)步骤是以下步骤中的一个步骤：
-通过使用pH传感器测量所述溶剂的特性随时间的变化，所述被测量的特性是指示从所述成分中提取的化合物的量的所述溶剂的pH值；
-通过使用电导率传感器测量所述溶剂的特性随时间的变化，所述被测量的特性是指示从所述成分中提取的化合物的量的所述溶剂的电导率值；以及
-通过使用颜色传感器测量所述溶剂的特性随时间的变化，所述被测量的特性是指示从所述成分中提取的化合物的量的所述溶剂的颜色值。
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