Sur une période de développement de trois ans et demi, le fabricant de machines à café WMF a collaboré avec Allengra pour concevoir un capteur de débit ultrasonique destiné à sa dernière génération de machines à café entièrement automatiques. Le micro-capteur de débit est équipé d’une technologie intelligente.
Quiconque s’arrête dans une station-service pour une courte pause café s’attend à des boissons de la plus haute qualité avec le temps d’attente le plus court possible. Les machines à café installées dans les espaces de vente des stations-service sont conçues pour préparer plus de 250 tasses de café par jour. Leur popularité s’explique par leur simplicité d’utilisation et leur capacité à préparer rapidement une grande variété de cafés. Que ce soit pour un coup de fouet matinal ou une pause rafraîchissante à midi, ces machines offrent commodité et saveur aux clients pressés.
Dans ce marché très concurrentiel, seule l’innovation et une écoute constante des besoins des clients et des utilisateurs finaux permettent de survivre. Le fleuron du fabricant de machines à café basé à Geislingen s’appelle le WMF 9000 S+ et a été développé pour le secteur haute performance.
Un système ingénieux de distribution de lait propose quatre consistances différentes pour la mousse de lait chaude, ainsi que jusqu’à trois variantes pour la mousse de lait froide, ainsi que pour le lait chaud et froid.
Le besoin d’un débitmètre ultrasonique dans les machines à café
Un élément clé du processus de développement de la nouvelle série de machines à café était un débitmètre intelligent, capable de mesurer avec fiabilité et haute précision l’eau froide et chaude.
Les conditions dans une machine à café ne sont pas idéales pour un capteur de débit classique : une pression d’éclatement allant jusqu’à 32 bars, des températures pouvant atteindre 130 °C, une résistance à des produits chimiques de nettoyage puissants et l’exigence de matériaux durables et conformes au contact alimentaire ; le capteur doit donc couvrir un large éventail de propriétés techniques pour être utilisé correctement.
Le critère le plus important pour WMF était l’absence totale de pièces mobiles dans le capteur de débit, ce qui a exclu dès le départ les capteurs à turbine et à vortex.
WMF 9000 S+
Spécifications de conception pour machines à café compactes
Les spécifications de conception pour ces machines à café compactes étaient assez rigoureuses :
- Composants compacts
- Précision
- Robustesse
- Réactivité
- Détection rapide de la température
- Conformité aux normes alimentaires et de l’eau
Pourquoi WMF a choisi Allengra ?
WMF n’a pas pu trouver sur le marché un fournisseur de capteurs capable de répondre à ses exigences spécifiques. Cependant, lors de sa recherche du composant de mesure idéal pour son modèle premium, WMF a découvert Allengra GmbH.
Une entreprise spécialisée dans la création et la fabrication de débitmètres ultrasoniques, qui avait déjà collaboré avec des leaders du secteur du chauffage pour développer un capteur ultrasonique compact pour chaudières murales à gaz, produit ensuite en série.
WMF recherchait la même flexibilité et créativité qu’Allengra avait démontrées dans des projets passés pour la fabrication d’un capteur de débit pour ses machines à café automatiques haut de gamme. Le choix de WMF s’est porté sur Allengra, notamment parce que cette société était reconnue comme ayant deux ans d’avance sur ses concurrents dans ce domaine.
L’innovation d’Allengra pour les machines à café
Raul Junker, fondateur d’Allengra, a souligné que le projet fut dès le départ un partenariat, avec les ingénieurs de WMF apportant leur expertise et leur soutien à chaque étape du développement.
« Le débitmètre ultrasonique que nous avons développé surveille le débit de la pompe au fil du temps et l’ajuste si nécessaire pour compenser toute variation de performance. » – Raul Junker
Cette innovation signifie que :
- La pompe à lait ne nécessite plus d’étalonnage en usine, le capteur s’ajustant automatiquement ;
- Le volume de lait reste constant ;
- Le contrôle est précis ;
- Le capteur détecte tôt un réservoir vide pour alerter du besoin de remplissage ;
- Le capteur peut détecter les bulles d’air et est équipé d’un système d’alerte.
Les débitmètres ultrasoniques n’utilisent pas de compteurs mécaniques, il n’y a donc pas d’usure des pièces individuelles et la précision de mesure est durable.
WMF a testé intensivement le débitmètre d’Allengra et a notamment découvert que la rapidité de réponse du capteur était influencée par la température ambiante. Une mesure rapide et précise de la température (temps de réponse de 100 ms) était nécessaire pour compenser cet effet.
Allengra a mis en œuvre une solution sophistiquée combinant la mesure du temps de vol du signal ultrasonique avec les valeurs du capteur de température en platine. Cette méthode permet d’obtenir instantanément la température du liquide sans être influencée par la température ambiante.
Le capteur de débit d’Allengra est équipé de certains éléments de base qui ont déjà prouvé leur utilité dans d’autres projets : le micro débitmètre utilisé pour WMF est également doté d’une technologie intelligente.
Haute précision et détection des faibles débits
Les parties métalliques et les liquides forment rapidement de la condensation, ce qui peut affecter la précision du capteur. Pour améliorer le temps de réponse et le transfert thermique, WMF et Allengra ont testé différents matériaux pour isoler adéquatement le métal et prévenir la condensation.
Le micro débitmètre d’Allengra est désormais produit en série chez WMF et utilisé dans les modèles WMF 1500 S+, WMF 5000 S+ et WMF 9000 S+.
Le capteur aide WMF à garder tous les processus influant sur la qualité des boissons dans ses machines à café « sous contrôle » — notamment pour maintenir constantes les quantités dosées, les températures de distribution des spécialités caféinées ainsi que la consistance de la mousse de lait pendant toute la durée de fonctionnement de la machine.
