CN109312520A - 用于改进控制带水运行的家用器具的方法和适于该方法的家用器具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于操作带水运行的家用器具(1)的方法，所述带水运行的家用器具具有用于容纳待处理物品的滚筒(3)，所述滚筒(3)具有：至少一个周边，其具有至少一个辐射通道(30，35)；控制设备(18)；光谱仪(21)，其包括至少一个辐射源(5，27)、至少一个辐射检测器(7，28)和微计算机(6)，其中，微计算机(6)和控制设备(18)被设计成在彼此之间交换信息，从而能够在光谱仪(21)和控制设备(18)之间交换数据，其中，该方法包括以下步骤：(b)从光谱仪(21)的所述至少一个辐射源(5，27)在从λ1到λ2的波长区发射辐射(31)通过所述至少一个辐射通道(30，35)，以使得辐射(31)施加于滚筒(3)中的物品(22，34)，且所述至少一个辐射检测器(7，28)在至少一个时间间隔Δτ内记录通过所述至少一个辐射通道(30，35)由物品(22，34)反射的辐射(32)作为测量信号；(c)将测量信号发送到微计算机(6)，使用存储在微计算机(6)中的评价处理程序来评价处理测量信号，并将经评价处理的测量信号发送到控制设备(18)；和(d)控制设备(18)关于经评价处理的测量信号选择和/或调节操作程序；其中，步骤(b)‑(d)进行一次或更多次。本发明还涉及一种适用于执行该方法的家用器具。

Description

用于改进控制带水运行的家用器具的方法和适于该方法的家 用器具
技术领域
本发明涉及一种用于操作带水运行的家用器具的方法，所述带水运行的家用器具具有用于容纳待处理物品的滚筒，所述滚筒具有：至少一个周边，其具有至少一个辐射通道；控制设备；光谱仪，其包括至少一个辐射源、至少一个辐射检测器和微计算机，微计算机和控制设备被设计成在彼此之间交换信息，从而可在光谱仪和控制设备之间交换数据。本发明还涉及一种适于执行所述方法的家用器具。
背景技术
洗涤剂和清洁剂通常用于清洁带水运行的家用器具中的物品。这种洗涤剂和清洁剂的组分通常是复杂的，除了活性洗涤物质(称为表面活性剂)之外，通常还包括漂白剂、酶、水软化剂等。然而，在清洁过程中，表面活性剂尤其极为重要，因为它们降低了水-油脂边界处的表面张力，因此对于例如从织物中最佳地去除污渍来说是重要的。基本上有三类表面活性剂，特别是离子、非离子和酸碱两性表面活性剂。阴离子表面活性剂，主要是烷基苯磺酸盐，尤其用于洗涤剂和清洁剂中。
例如，通常通过将表面活性剂施加到污渍上来实现去除含有油脂的污渍。然后污渍被表面活性剂包围并作为表面活性剂/污渍聚集体而溶解，换句话说，油脂污渍例如以油脂/水乳液的形式溶解在水中，且可用洗涤水或清洁液带走。
通常无法预测最佳清洁过程所需的洗涤剂或清洁剂(以下统称为处理剂)的量，因为这随比如污染的性质和程度、负载量、甚至待处理物品的材料(例如织物的类型)等因素而变化。当处理剂通常用于标准家庭环境时，目前没有具体确定实际需求。用户经常过量使用，例如高估污染或负载量。结果由于过量处理剂消耗而导致不必要的高水平环境污染。过量的配给也会导致清洁后物品上残留有不需要的残留物，这尤其对于过敏的人可能会成为问题。
尤其在清洁和/或干燥精细织物时也容易发生损坏，例如，如果用户错误地混合精细和非精细的织物或者如果所述用户不熟悉织物护理。因此，希望能够监测和干预带水运行的家用器具中的处理过程的进展。
例如由于微生物或有机杂质的污染，在带水运行的家用器具中也会产生难闻的气味。这也可能导致清洁物品时不卫生。通常，这种污染发生在家用器具中难以被用户直接接近或看到的位置。因此，希望能够快速且容易地确定卫生问题，以便能够采取适当的措施。
用挥发性化学物质(例如丙烷气体)操作的带水运行的家用器具也具有相对较高的安全风险。因此，也希望能够及早发现泄漏或故障。
具有改进控制的带水运行的家用器具是已知的。
公开文件DE102012017323A1描述了一种带水运行的家用器具，尤其用于洗涤衣物的洗衣处理器具，具有处理区域、配给泵、至少一个处理剂容器和显示设备，处理剂容器用于容纳一定量的流体处理剂，其足以用于处理区域中的多个处理。由配给泵输送的处理剂的量由显示设备显示和/或处理剂容器中剩余的处理剂的量由显示设备显示。
公开文件DE102010002773A1描述了一种配给系统，其包括：配给装置，该配给装置可定位在带水运行的家用器具内，用于将至少一种制剂输出到带水运行的家用器具内；托盒，其可耦接到配给装置，以用于供应至少一种流体制剂；和电导率传感器，其定位在配给装置中或配给装置上，使得可在带水运行的家用器具操作期间确定洗涤水或漂洗水的电导率。配给系统还包括控制单元，所述控制单元至少耦接到电导率传感器，其中，所述至少一种制剂的电导率为至少500μS/cm，优选至少750μS/cm，特别优选至少1000μS/cm，最特别优选至少2500μS/cm，且配给装置配置成：使得在带水运行的家用器具操作期间，至少20ml、优选至少30ml、特别优选至少50ml的所述制剂从配给装置输出到带水运行的家用器具内。
公开文件DE102010039611A1描述了一种洗碗机，尤其家用洗碗机，其具有控制设备，控制设备中存储至少一个用于执行包括多个洗涤子循环的洗涤循环的洗涤程序，以用于清洁和/或干燥物品；且具有用于输入控制设备的操作命令的操作设备。可在操作设备处输入至少一个用于对洗涤程序中的至少一个执行一个或多个调节措施的操作命令，从而在基于调节的洗涤程序执行洗涤循环时，改善对待洗物品上的污渍的避免和/或对待洗物品的干燥结果。
公开文件DE102014212294A1描述了一种带水运行的家用器具，其具有：用于执行多个洗涤程序的多个致动器；用于选择洗涤程序之一的用户界面；传感器，其用于提供传感器信号，以指示用于洗涤待洗物品的洗涤液的参数；确定单元，其用于根据传感器的多个预定传感器设置来确定传感器设置；控制单元，其设计成用于控制致动器，以使用传感器信号借助于信号处理来执行所选择的洗涤程序；和调节单元，其用于根据所确定的传感器设置来调节信号处理。
已知使用辐射传感器(例如IR传感器)来检测洗衣机和滚筒式干燥机的滚筒中的织物类型、填充水平和水量。
公开文件WO2001/046509A1描述了一种用于处理织物的器具，其具有用于检测织物的性质的设备，该设备包括用于发送和接收电磁辐射的至少一个发送元件和至少一个接收元件，以及连接至接收元件的评价处理电路，由发送元件发送的并由织物反射和/或发送的辐射可由接收元件接收并在评价处理电路中评价处理。
公开文件DE102015100395A1描述了一种光谱仪，尤其用于结合在具有辐射源和以下部件的传感器模块中，所述部件限定光束路径或沿光束路径布置：用于待查流体的样本室，第一透镜，衍射元件，第二透镜和检测器。在样本室和衍射元件之间设置限制孔，用于限制照射衍射元件的光束的有效直径。
公开文件EP0816551B1公开了一种用于滚筒干燥机控制器的红外温度传感器，尤其干燥机，其具有：用于容纳和旋转待干燥的潮湿物品的旋转滚筒；用于加热物品的加热装置；用于使空气通过滚筒中的物品的风扇单元；和红外传感装置，其提供对应于滚筒中物品的温度的控制信号。还公开了一种用于检测干燥机中干燥操作的完成度的方法，该干燥机具有旋转滚筒和红外传感装置，红外传感装置提供滚筒中物品的温度测量值。
公开文件EP1242665B1描述了一种用于处理织物的器具，其具有用于检测织物的类型和/或洗涤物的潮湿度的评价处理电路。该器具使用发射和接收元件来发射和接收电磁辐射，以及连接到接收元件的评价处理电路。还描述了一种用于检测例如在洗衣机或滚筒式干燥机中的织物的性质的方法。
美国专利No.5,396,715描述了一种微波滚筒式干燥机和一种具有防火功能的方法，其中，通过IR传感器记录滚筒内的温度，且当达到指示衣物燃烧的预定值时，停止干燥机的操作。
发明内容
在此背景下，本发明的目的是提供一种能够改进对带水运行的家用器具的控制的方法。还应优选地实现家用器具的更环保且更安全的操作。还应提供一种适于执行所述方法的家用器具。
根据本发明，该目的通过一种用于操作带水运行的家用器具的方法和一种适于执行该操作的家用器具来实现。本发明的家用器具的优选实施例对应于本发明方法的优选实施例，反之亦然，即使这里没有明确说明。
因此，本发明的主题是一种用于操作带水运行的家用器具的方法，所述带水运行的家用器具具有用于容纳待处理物品的滚筒，所述滚筒具有：至少一个周边，其具有至少一个辐射通道；控制设备；光谱仪，其包括至少一个辐射源、至少一个辐射检测器和微计算机，微计算机和控制设备被设计成在彼此之间交换信息，从而能够在光谱仪和控制设备之间交换数据，其中，该方法包括以下步骤：
(b)从光谱仪的所述至少一个辐射源在从λ1到λ2的波长区发射辐射通过所述至少一个辐射通道，以使得辐射施加于滚筒中的物品，且所述至少一个辐射检测器在至少一个时间间隔Δτ内记录通过所述至少一个辐射通道由物品反射的辐射作为测量信号；
(c)将测量信号发送到微计算机，使用存储在微计算机中的评价处理程序来评价处理测量信号，并将经评价处理的测量信号发送到控制设备；和
(d)控制设备关于经评价处理的测量信号来选择和/或调节操作程序；
其中，步骤(b)-(d)进行一次或更多次。
术语“辐射通道”或“辐射可透过的”应该广义地解读。在本发明的含义内的“辐射可透过的”可指整个光谱波长区中的辐射的透过性，或者可涉及例如光谱的一个或多个限定的波长区，例如红外辐射或UV辐射。
所述至少一个辐射通道的配置不受本发明的限制。它可以是滚筒的材料中的切口，或例如由辐射可透过的材料制成的嵌体，换句话说是石英玻璃或塑料制成的嵌体。根据本发明，辐射通道通常布置在侧滚筒壁上。
辐射通道的形状也不受本发明的限制；它可以是圆形孔或椭圆形切口，甚至是矩形或周边跨度环形嵌体。类似地，仅基本上限制尺寸，以用于限定操作的适当的或允许的尺寸。
在根据本发明的任何情况下，所述至少一个辐射通道用于保证来自辐射源的辐射可到达滚筒的内部，且反射的辐射可从滚筒返回。
本发明不限制在执行该方法期间滚筒是保持静止还是运动，换句话说是旋转或反转。原则上，本发明的方法既可在滚筒静止时也可在滚筒运动时进行。
在本发明方法的一个优选实施例中，该方法还包括：步骤(a)，以预定速度Dz旋转滚筒。
当滚筒旋转时，根据滚筒的速度Dz的水平，所述至少一个辐射通道通常将通过一位置，该位置在本发明方法的步骤(b)中允许辐射以限定的频率ΔνS进入和离开滚筒。当滚筒反转时也是如此。该位置在下文中也称为对应位置。
在本发明方法的一个优选实施例中，滚筒在步骤(a)中以20至200rpm的速度Dz旋转，更优选地以40至80rpm的速度Dz旋转。
在本发明方法的步骤(b)中，从至少一个辐射源在从λ1到λ2的波长区中发射辐射。
在本发明方法的一个优选实施例中，在步骤(b)中持续地发射辐射。
在该上下文中，持续地地意味着光谱仪的所述至少一个辐射源在执行本发明方法期间不间断地发射辐射。这保证了，当滚筒不依ΔνS运动时，如果至少一个辐射通道处于相应位置，辐射也被辐射到滚筒的内部。
在本发明方法的另一优选实施例中，在步骤(b)中以预定的辐射脉冲频率ΔνE发射辐射。
脉冲频率的水平不受本发明的限制。然而，如果滚筒例如以速度Dz旋转，则优选地选择辐射脉冲频率ΔνE，以使得其对应于频率ΔνS，所述至少一个辐射通道以该频率ΔνS通过对应位置。因此，在本发明方法的一个优选实施例中，链路存储在控制设备中，使辐射脉冲频率ΔνE与频率ΔνS同步，其是滚筒Dz的速度的函数。此处还优选考虑滚筒的预定起始位置。
本发明不限制在步骤(b)中是否也在从λ1到λ2的整个波长区中和/或在所述波长区内的多个单独波长和/或子区域中发射辐射。
根据本发明，辐射检测器在至少一个时间段Δτ内记录由存在于滚筒中的物品反射的辐射作为测量信号。时间段Δτ的长度在本发明方法中不受限制。然而，它随各种变量而变化。
时间段Δτ的长度尤其可以随滚筒静止还是运动而变化。例如，如果滚筒以速度Dz旋转，从而所述至少一个辐射通道以频率ΔνS通过该位置，其中，在本发明方法的步骤(b)中该位置允许辐射进入和离开滚筒，则时间段Δτ的长度可靠地取决于该频率。在此，当频率ΔνS较高时，Δτ的长度可减小，也就是速度Dz增加。
然而，如果所述至少一个辐射通道的尺寸增加，则时间段Δτ的长度也可增加。如果例如所述至少一个辐射通道更大，但滚筒的速度Dz保持不变，则Δτ也将更长，因为反射的辐射可在更长的时间段从滚筒的内部传递到所述至少一个辐射检测器。
时间段Δτ的长度当然也将随辐射检测器的技术设计而变化，技术质量更高的辐射检测器能够在相对较短的时间段内以高精度检测测量信号。
所述至少一个时间段Δτ的长度特别优选地在1ms至100ms的范围内。然而，Δτ最特别优选在1ms至10ms的范围内。
然而，时间段Δτ的长度也可基于Allan方差。Allan方差将在长度Δτ的第一时间间隔i中获得的测量信号的平均值与在长度Δτ的第二时间间隔i+1中获得的测量信号的平均值和时间间隔数M根据下面的公式(1)相关联：
在此随时间间隔长度Δτ的变化，测量信号的统计噪声可降低到1/f噪声。这使得能够通过将时间间隔Δτ的长度改变到tAllan来有利地设置信噪比，从而提高测量信号的质量。
在任何情况下，由存在于滚筒中的物品反射的辐射被所述至少一个辐射检测器记录为测量信号。
然而，还应注意，本发明还能够确定带水运行的家用器具中的水性液体、例如洗涤液或气相的性质。这里可利用这样的事实：发射的辐射中的一些被滚筒反射，换句话说，不通过辐射通道。然后原则上可从水性液体或气相的组分方面来评价处理从滚筒反射的辐射。
在带水运行的家用器具中处理之前、期间和/或之后，可使用本发明的方法测量滚筒中的物品。这里的测量意味着施加来自光谱仪的所述至少一个辐射源的辐射，且至少一个辐射检测器在至少一个时间段Δτ内记录测量信号。
处理前的物品包括尚未在带水运行的家用器具中进行任何处理的物品。因此，待处理的物品可以是需要更新的物品，例如具有一种或多种类型的污渍等。待处理的物品通常是至少部分干燥的物品。根据污染的类型和/或程度，还可想到在例如由于饮料泼洒而导致的液体污染的情况下，也可能存在一定的潮湿度。
相反，处理期间和/或之后的物品包括所有在家用器具中经历和/或已经历至少一种处理的物品。这里应广义地理解术语处理。根据本发明，在受到控制设备监测的情况下进行处理。这可以是以预定量的水WF润湿或者部分或完全地执行处理程序。
物品的类型不受本发明的限制。然而，物品特别优选是洗涤物。
本发明意义内的处理程序是可在带水运行的家用器具中执行的操作程序的一部分。这里的处理程序可以是在工厂中在带水运行的家用器具中实施的处理程序，一个或多个附加选项或用户定义的处理程序。因此，术语处理程序也应在此广义地解释。根据带水运行的家用器具的类型和配置，不同数量的处理程序存储在控制设备中。例如，昂贵的家用器具将比较便宜的家用器具具有更多的处理程序。
根据本发明，有利的是，与存在于滚筒中的物品的至少一种织物类型、或者优选地多种织物类型的依赖于波长的反射行为相关的数据存储在控制设备中和/或外部服务器中，使得它可用于本发明方法的步骤(b)中的测量和步骤(c)中的评价处理。
这里的织物类型是例如棉、丝、聚酯、亚麻、丙烯酸或甚至混合纤维。因此，本发明的方法使得能够例如基于经评价处理的测量信号识别存在于滚筒中的各种织物。
与依赖于波长的反射行为相关的数据在此优选地存储为：使得从λ1到λ2的波长区内的几个单独的波长和/或子区域包括至少一个波长，在所述至少一个波长中，没有辐射被反射。还优选的是，从λ1到λ2的波长区内的几个单独的波长和/或子区域在此包括至少五个波长或波长区。
在本发明方法的一个优选实施例中，波长区λ1至λ2处于红外区。
在本发明方法的一个优选实施例中，从λ1到λ2的波长区包括至少一种织物类型的至少一个吸收带。
特别有利的是，与至少一种织物类型的依赖于波长的反射行为相关的数据在控制设备和/或外部服务器中被存储以用于至少两种潮湿度，因此它可用于本发明方法的步骤(b)中测量和步骤(c)中的评价处理。
如果带水运行的家用器具例如是洗衣/干衣两用机，则这使得能够在期望的残余潮湿度方面非常精确地控制干燥过程。当然也可确定干燥过程开始之前的潮湿度，从而还可基于织物类型和潮湿度来非常精确地调节干燥程序。
根据本发明，还有利的是，与至少一种处理剂的依赖于波长的反射行为相关的数据存储在控制设备中和/或外部服务器中，以用于存在于滚筒中的物品，因此它可以用于本发明方法的步骤(b)中的测量和步骤(c)中的评价处理。
于是，从λ1到λ2的波长区优选地包括处理剂的至少两个吸收带。这使得能够更精确地确定处理剂含量。
术语“处理剂”根据本发明应广义地解释。它包括任何固体和/或液体制剂，其适于在带水运行的家用器具中的待处理的物品上产生处理结果。因此，处理剂是例如洗涤剂或清洁剂。通常，在这些制剂中表面活性剂、尤其阴离子表面活性剂(如烷基苯磺酸盐)的比例很高，通常高于80％。因此，例如，表面活性剂浓度可用于确定处理剂的量。
存在许多不同的处理剂，它们尤其在其分子的振荡行为方面也不同。因此，测量信号非常依赖于处理剂。至少一种、优选多种处理剂的反射和吸收性质有利地存储在控制设备和/或外部服务器中，使得所述性质可用于步骤(b)中的测量和步骤(c)中的评价处理。
为简化起见，还可将本发明方法的执行限制在特别广泛使用的处理剂、尤其洗涤剂中，并在适当时将这些作为处理剂的量的参考点。
烷基苯磺酸盐(LAS＝直链烷基苯磺酸盐)是特别广泛使用的表面活性剂。它们具有与苯环结合的磺酸基。因此，从λ1到λ2的波长区特别优选地包括在1100nm，1400nm，1700nm，1900nm，2100nm的区域中或2300到2500nm的区域中(尤其两个)的振荡带。这使得能够特别地对所述表面活性剂进行良好的定量检测。
还有利的是，用于至少一个、优选多个标准污染类型的、与依赖于波长的反射行为相关的数据存储在控制设备和/或外部服务器中，从而它可用于本发明方法的步骤(b)中的测量和步骤(c)中的评价处理。
本发明意义上的标准污染是指其性质覆盖了待处理物品上的整个可能污染范围的污染。因此，标准污染例如是来自食物残渣的油脂或油，来自例如番茄、红葡萄酒或草的污渍，蛋白质污渍、例如蛋黄等。
还特别有利的是，将对于至少一种、优选多种毒素和/或过敏原的、与依赖于波长的反射行为相关的数据存储在控制设备和/或外部服务器中，以便可使用户例如通过显示设备意识到这些物质的存在，且控制设备可在本发明方法的步骤(d)中调节处理程序，例如通过在洗衣机中增加另外的漂洗步骤。
还特别优选的是，用户能够通过操作单元选择要检测的过敏原。这还使得所述用户能够基于他/她的要求修改本发明的方法。
还有利的是，与对于至少一种、优选多种挥发性物质的、依赖于波长的反射行为相关的数据存储在控制设备和/或外部服务器中，从而它可用于本发明方法的步骤(b)中的测量和步骤(c)中的评价处理。
挥发性物质可以是例如由有机杂质或微生物释放的有气味物质。在这种情况下，例如在本发明方法的步骤(d)中，可通过控制设备选择或相应地调节自动清洁程序，以消除这些杂质并使用户意识到卫生不足。
挥发性物质也可以是可用于热泵型干燥器中的气体，例如丙烷气体。在这种情况下，例如在本发明方法的步骤(d)中可中断正在进行的程序，且可向用户输出警告。然后可通过显示器，也就是说通过文字和/或图像，来可视地发出这种警告，和/或借助于光信号或通过警告音来发出这种警告。
如果本发明的家用器具集成在无线网络中，则还可例如通过app或SMS向用户尤其发出安全警告，或者可通知消防服务。
在步骤(d)中在任何情况下，本发明的方法使控制设备基于在步骤(c)中评价处理和传输的测量信号，相对于经评价处理的测量信号对于存在于滚筒中的物品选择和/或调节操作程序。
这里应更广义地地解释术语操作程序，其方式与上述术语处理程序相同。操作程序包含处理程序以及带水运行的家用器具中除了处理程序之外实施的程序序列。因此，操作程序也可以是例如自动清洁程序，但是例如通过显示设备向用户输出信息，或例如通过作为网络连接的一部分的无线数据连接传输信息，在此包含在术语操作程序中。因此，操作程序包括在本发明的家用器具中可通过控制设备执行的所有动作。
如果本发明的带水运行的家用器具例如是洗衣机，且用户无意中将丝绸洗涤物与棉洗涤物一起包括在滚筒中的洗涤物中，且选择并已经开始相应的棉处理程序，则控制设备可例如相应地调节处理程序以处理丝绸，以防止损坏所述洗涤物。这可通过例如调节温度和/或旋转速度和/或旋转节奏来完成。
然而，控制单元也可在开始之前向用户输出丝绸的检测结果，并建议柔和程序。于是，用户还可选择再次从滚筒中取出丝绸洗涤物。
例如，用户还可将单个洗涤物置入滚筒中以识别织物类型。这尤其在例如洗涤物上没有护理标签的情况下是有利的。于是，控制设备还可建议相应的处理程序。
为了在步骤(c)中评价处理测量信号，微计算机通常首先从光谱测量信号产生至少一个光谱。产生的光谱数量不受本发明的限制；然而，它尤其也随时间间隔Δτ的数量和长度而变化。
为了能够进行光谱的定量评价处理，通常将光谱标准化为标准。这使得能够将所记录的光谱例如与校准光谱匹配，但是多个记录的光谱也可彼此匹配，例如以监测限定量的物质的减少。
如果波长区λ1到λ2是红外，则优选使用Spectralon(耐用与高反射材料)作为标准。
在执行本发明方法之前，还可有利地记录基线。尤其通过从经评价处理的测量信号中减去基线，可实现更准确的分析。
尤其当载荷较大时，为了获得滚筒中多个物品的尽可能完整的光谱图，优选在每次实施该方法后滚筒短暂地反转。这使得滚筒中的物品能够充分混合，从而提供良好的测量统计。然后优选地重复该方法，直到评价处理的测量结果不再显著变化。
如果带水运行的家用器具是洗衣机或洗衣/干衣两用机，则相应配置的搅动器也可布置在滚筒中，以更充分地混合衣物。
用于光谱的定性和定量评价处理的评价处理程序通常是不同的，且通常随所获得的测量信号而变化。因此，评价处理程序也不受本发明的限制。优选地，基于朗伯比尔定律(Lambert Beer law)使用多变量数据分析进行评价处理，换句话说，例如使用非线性迭代偏最小二乘算法的主成分分析，然后进行偏最小二乘回归，给出响应矩阵。
控制设备还有利地设计用于存储经评价处理的测量信号。因此，控制设备还可收集经验值，该经验值可用于以进行中的方式优化带水运行的家用器具的操作。这使得能够单独考虑用户的需求，且可实现家用器具的最环保操作。
在本发明方法的一个优选实施例中，该方法还包括：步骤(e)，清洁光谱仪。
清洁光谱仪光学系统的方式在此不受本发明的限制。如果本发明的家用器具是例如洗衣机或洗衣/干衣两用机，则可例如通过在处理程序期间使其与含水液体接触来进行清洁。
也可将冲洗液体例如通过管路直接施加到光谱仪光学系统上，以单独冲洗它。
海绵或类似的软材料也可连接到滚筒外表面上的合适位置，当光谱仪光学系统由于滚筒的旋转而经过时擦拭光谱仪光学系统。
本发明的主题还是一种用于操作带水运行的家用器具的方法，所述带水运行的家用器具具有用于容纳待处理物品的滚筒，所述滚筒具有：至少一个周边，其具有至少一个辐射通道；控制设备；光谱仪，其包括至少一个辐射源、至少一个辐射检测器和微计算机，微计算机和控制设备被设计成在彼此之间交换信息，从而能够在光谱仪和控制设备之间交换数据，其中，控制设备被设计成能执行一种方法，该方法包括以下步骤：
(b)从光谱仪的所述至少一个辐射源在从λ1到λ2的波长区发射辐射通过所述至少一个辐射通道，以使得辐射施加于滚筒中的物品，且所述至少一个辐射检测器在至少一个时间间隔Δτ内记录通过所述至少一个辐射通道由物品反射的辐射作为测量信号；
(c)将测量信号发送到微计算机，使用存储在微计算机中的评价处理程序来评价处理测量信号，并将经评价处理的测量信号发送到控制设备；和
(d)控制设备关于经评价处理的测量信号来选择和/或调节操作程序；
其中，步骤(b)-(d)进行一次或更多次。
根据本发明，带水运行的家用器具优选地选自包括洗衣机、洗衣/干衣两用机、滚筒式干燥机和洗碗机的组。带水运行的家用器具优选是洗衣机或洗衣/干衣两用机。带水运行的家用器具最特别优选是洗衣机。
本发明的家用器具通常具有处理剂容器，且优选地还具有配给单元。配给单元的类型和配置不受本发明的限制。它可以是用于手动配给处理剂的配给单元或自动配给单元。
在本发明的带水运行的家用器具的一个优选实施例中，配给单元是自动配给单元，其连接到控制设备且可由控制设备控制，以便在例如水平低于最佳配给量Copt时，配给处理剂。
在本发明的家用器具的另一优选实施例中，滚筒具有预定的启动/停止位置。
在带水运行的家用器具中实现滚筒的启动/停止位置的方式不受本发明的限制。它可以是例如机械设计，或者可将限定的滚筒位置存储在控制设备中，该控制设备例如在执行本发明方法之前被启用。
光谱仪在带水运行的家用器具中的布置在本发明所受的限制仅在于，它使得能够通过所述至少一个辐射通道在λ1到λ2的波长区内施加辐射，且由存在于滚筒中的物品反射的辐射通过所述至少一个辐射通道在至少一个时间间隔Δτ内被记录。该布置可根据家用器具的实施例而变化，且尤其随带水运行的家用器具的类型和结构而变化。
在一个优选实施例中，带水运行的家用器具是洗衣机或洗衣/干衣两用机，其具有桶和用于容纳洗涤物的滚筒，且光谱仪布置在桶壳中的切口中。
于是，光谱仪优选地也以可枢转的方式布置，且光谱仪的对准可由控制设备控制，以使得可优选地检测滚筒的多个周边，通常垂直于周边彼此相距一距离，每个优选地具有多个辐射通道、尤其孔。
所述至少一个辐射通道的配置不受本发明的限制。
在本发明的带水运行的家用器具的一个优选实施例中，所述至少一个辐射通道是圆形孔。在本发明的带水运行的家用器具的另一优选实施例中，孔的直径沿着滚筒的外面、也就是尤其沿着滚筒壳表面为2至8mm。
滚筒还可沿着至少一个周边具有多个孔。在本发明的带水运行的家用器具的一个优选实施例中，所述至少一个周边构造为穿孔环。滚筒特别优选地具有多个这样的穿孔环。
在本发明的带水运行的家用器具的另一优选实施例中，所述至少一个辐射通道是椭圆形孔。
半长轴的长度为≤10mm，尤其2至5mm，半短轴的长度优选为≤2mm。
在本发明的带水运行的家用器具的另一优选实施例中，所述至少一个辐射通道是透明塑料嵌体。
透明塑料嵌体的形状和尺寸在此不受本发明的限制。它可以是延伸的椭圆形或延伸的矩形，较长的延伸部分优选地相应地沿周边方向布置。然而，塑料嵌体也可以是例如塑料环。
用于嵌体的塑料特别优选是IR可透过的。
根据本发明，选择所述至少一个辐射源和所述至少一个辐射检测器相对于彼此的布置，以使得反射的辐射可被检测到。
然而，所述至少一个辐射源在此不受本发明的限制，因此例如可使用红外(IR)、紫外(UV)或UV-VIS(紫外和可见区)辐射源。
所述至少一个辐射源可以是宽带源、可调辐射源或窄带辐射源，例如IR-LED。该辐射源也可具有光学辅助器件，例如聚焦光学系统、滤波板、滤波膜或涂覆层或MOEMS法布里-珀罗(Fabry-Perot)频率滤波器，该频率滤波器可实现波长区设置。该光谱仪也可具有多个这种辐射源，所述多个这种辐射源也可以是不同的。
在本发明的带水运行的家用器具的一个优选实施例中，所述至少一个辐射源是用于发射红外区中的辐射的宽带源。
用于发射辐射的辐射源优选地用于近红外区域，且选自包括钨-卤素灯和MOEMS黑体发射器的组。
所述至少一个辐射检测器也不受本发明的限制。辐射检测器可以例如是宽带检测器，具有至少一个敏感检测器表面N。然而，辐射检测器也可具有多个敏感表面N，或例如成像素的形式线性阵列的检测器表面N。检测器也可具有光学辅助器件，例如MOEMS法布里-珀罗频率滤波器、窄带滤波器或色散楔。制造辐射检测器的材料也不受本发明的限制。然而，辐射检测器优选地由至少半导体材料制成。
如果光谱仪是IR光谱仪，则辐射源可以是钨-卤素灯，其具有用于窄带激发的5个滤光板。于是，辐射检测器通常具有5个敏感检测器表面，以检测反射回的辐射。
在IR光谱仪的情况下，辐射源还可包括窄带IR-LED，优选地以多路复用提供5个这种LED。于是，辐射检测器具有N个敏感检测器表面，且至少部分地由砷化铟镓制成。
光谱仪的辐射源也可以是MOEMS黑体发射器。于是，辐射检测器优选地由一个敏感检测器表面N组成，且具有MOEMS法布里-珀罗频率滤波器。这使得能够通过宽带执行窄带频率扫描。
辐射源也可以是DFB激光器，且辐射检测器可具有一个敏感检测器表面N。这里的敏感检测器表面优选地至少部分地由锗制成。这优选地实现了基于时间的测量。
在具有联网器具的家庭中，尤其带水运行的家用器具优选地还具有用于无线数据传输的接口，于是微计算机和控制设备被设计成在彼此之间无线地交换信息。于是，微计算机可优选地是外部服务器或在外部服务器上实现。这意味着带水运行的家用器具也适于在网络中操作，且它可借助于外部操作单元、例如移动电话和/或平板电脑，优选地通过app来操作。
因此，带水运行的家用器具特别优选地还与至少一个另外的家用器具集成在家庭网络中。于是，用于控制操作程序的信息可有利地从一个器具传输到另一个器具。
如果带水运行的家用器具是例如洗衣机，则可将检测到的洗涤过的洗涤物中的残余潮湿度传送到家庭网络中的干燥机，然后可基于残余潮湿度来准确地调节待开始的干燥程序。
通常，家用器具具有至少一个显示单元，其可被配置为能输出成文本、图像和/或字符形式的彩色和/或黑白的、静态和/或动画的信息。可通过显示设备优选地将信息和/或警告输出给用户。显示设备最特别优选地是外部显示设备，例如智能电话或平板电脑的触摸屏。
本发明具有许多优点。到目前为止，即使在滚筒运动期间也不可能用光谱仪测量带水运行的家用器具的滚筒中的仅短距离远的物品。相比之下，本发明使得能够仅用短的“样本到检测器”距离进行直接确定。这使得正在进行的处理程序能够被单独控制，并因此例如节省处理剂，因为在配给阶段基于当前条件、也就是例如负载量和洗涤物的污染程度来单独调节处理剂的量，因为已经证明用户倾向于过量地配给处理剂。这使得通过本发明能够以更环保的方式处理比如洗衣机的带水运行的家用器具中的物品。
织物类型的确定也可防止在用户装载不正确的情况下破坏织物，例如，在无意中将丝绸与羊毛一起洗涤的情况。还提高了用户安全性，因为可通过本发明的方法检测在丙烷气体热泵型干燥器运行期间可释放的挥发性物质，例如丙烷气体。通过确定微生物相关的物质，还可改善家用器具的卫生。确定潮湿度还使得能够实现洗涤和干燥程序的定制性能。
附图说明
本发明的其他细节将从以下非限制性实施例的描述中体现。参考图1和2进行描述。
图1示出了成洗衣机形式的带水运行的家用器具的一个非限制性实施例，其适于执行本发明的方法，其中，光谱仪定位在桶壳中的切口内。
图2示出了本发明方法的测量原理的一个实施例的示意图。
具体实施方式
图1示出了带水运行的家用器具1，其被配置为洗衣机，且适于执行本发明的方法。洗衣机1具有壳体12，在所述壳体中布置有桶2，用于容纳洗涤物的滚筒3围绕垂直于图面的轴线可旋转地支承在该桶2中。桶2中可达到的最高水位25以水平的实线示意性示出。
在此所示出的实施例中，桶排放管路17连接到桶2的底部中的排放口26，桶排放管路通过绒絮分离器19引导至泵14的抽吸侧。流出管路13连接到泵14的压出侧。泵14为驱动目的连接至调速式驱动电机20，所述驱动电机20例如可配置为具有MOSFET构件和功率检测器15的永磁激励的多相同步电机。流出管路13在壳体外(在此未示出)通入房屋下水管道或地板排水装置。
图1还示出了用于处理剂的自动配给单元8，其连接到洗涤剂托盘11。可通过洗涤剂托盘11从清水管路10为桶2供应水。由控制设备18基于处理程序序列控制的截止阀9为此目的存在于清水管路10中。
切口4存在于桶2的壳体中，IR光谱仪21定位于切口4中。IR光谱仪21包括宽带辐射源5，其可发射近红外区中的IR辐射，且在该非限制性实施例中实现为钨-卤素灯。这使得IR光谱仪21能够以300nm至3μm的连续光谱发射辐射。
在该实施例中，聚酯的吸收带待借助于IR宽带源经受宽带激发。聚酯具有的吸收带尤其在1180nm，1237nm，1266nm，1285nm，1322nm，1387nm，1410nm，1483nm，1514nm，1594nm，1661nm，1908nm，1953nm，2083nm和2136nm处。其他织物也具有相应的特征吸收带，其在一些实施例中也可在该波长区经受宽带激发。
常用的表面活性剂LAS(直链烷基苯磺酸盐)的吸收带也可用于测量。它们在1100nm，1400nm，1700nm，1900nm，2100nm的区域中，或在2300至2500nm的区域中。测量区域(λ1至λ2)优选地从900nm延伸至1700nm。这使得在一些实施例中能够确定处理剂的类型和/或数量以及确定织物类型。
在其他实施例中，还可通过基于随水含量增加时织物带的减小的宽带强度叠加水带来确定潮湿度。
IR光谱仪21还具有辐射检测器7，在该非限制性实施例中，辐射检测器7是由砷化铟镓制成的非冷却单像素检测器。也可使用矩阵检测器，尤其具有线性线阵列的矩阵传感器。MOEMS法布里-珀罗频率滤波器(未示出)连接在检测器7的上游。这使得在该实施例中能够通过改变谐振器板距来获得基于时间的宽带频谱。
在该实施例中，滚筒3具有穿孔环35，孔是圆形的且在滚筒的外表面上具有2至5mm的直径，例如2mm的直径。在此，IR光谱仪21布置成使得由IR辐射源5持续地发射的IR辐射可穿过穿孔环35中的孔进入滚筒3的内部，因此发射的辐射可施加于滚筒3中的洗涤物22，辐射检测器7可记录通过孔的反射辐射作为测量信号。在该实施例中，滚筒3沿箭头23所示的旋转方向以60rpm的速度旋转。在该实施例中，辐射检测器7记录测量信号的时间段Δτ是1ms。
由辐射检测器7记录的测量信号在此被接收为随时间t而变化的传感器信号(反射)，然后可转换为宽带光谱，并借助于存储在微计算机6中的评价处理程序进行评价处理。在此，微计算机6集成在光谱仪21中。
图2示出了本发明方法的测量原理的示意图。测量原理基于反射测量。辐射源S，27用于将辐射31施加在存在于带水运行的家用器具的滚筒中的织物34上。辐射31通过滚筒外壁30中的直径为DL的孔施加，有利的是尽可能精确地辐射通过孔。当辐射与织物34相互作用时，产生漫反射辐射32，其可由朗伯比尔定律描述。于是，通过辐射检测器D，28在检测器接收角内(这里称为测量点36)检测漫反射辐射32。箭头33表示滚筒的旋转方向。如果滚筒以速度Dz旋转，则在本实施例中依据DL/U*Dz获得时间段Δτ，其中，U是滚筒的周长。因此，可通过改变速度Dz、滚筒周长U和孔直径DL的水平来改变时间段Δτ。这使得能够灵活设计不同的光谱仪类型和带水运行的家用器具。
附图标记列表
1 带水运行的家用器具，洗衣机
2 桶
3 滚筒
4 桶切口；桶中的切口
5 辐射源，IR辐射源
6 微计算机
7 辐射检测器
8 (自动)配给单元
9 截止阀
10 清水管路
11 洗涤剂托盘
12 壳体
13 流出管路
14 泵
15 功率检测器
16 显示器
17 桶排放管路
18 控制设备
19 绒絮分离器
20 驱动电机
21 光谱仪，IR光谱仪
22 洗涤物
23 滚筒的运动方向
24 搅动器
25 水位
26 桶底部的排放口
27 辐射源，IR辐射源
28 辐射检测器
29 滚筒外壁
30 滚筒中的孔，滚筒壳中的孔
31 发射的辐射，IR辐射
32 检测到的反射辐射
33 滚筒的运动方向
34 滚筒内部的洗涤物
35 穿孔环
36 检测器接收角内的测量点

Claims (15)

1.一种用于操作带水运行的家用器具(1)的方法，所述带水运行的家用器具具有用于容纳待处理物品的滚筒(3)，所述滚筒(3)具有：至少一个周边，其具有至少一个辐射通道(30，35)；控制设备(18)；光谱仪(21)，其包括至少一个辐射源(5，27)、至少一个辐射检测器(7，28)和微计算机(6)，其中，微计算机(6)和控制设备(18)被设计成在彼此之间交换信息，从而能够在光谱仪(21)和控制设备(18)之间交换数据，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(b)从光谱仪(21)的所述至少一个辐射源(5，27)在从λ1到λ2的波长区发射辐射(31)通过所述至少一个辐射通道(30，35)，以使得辐射(31)施加于滚筒(3)中的物品(22，34)，且所述至少一个辐射检测器(7，28)在至少一个时间间隔Δτ内记录通过所述至少一个辐射通道(30，35)由物品(22，34)反射的辐射(32)作为测量信号；
(c)将测量信号发送到微计算机(6)，使用存储在微计算机(6)中的评价处理程序来评价处理测量信号，并将经评价处理的测量信号发送到控制设备(18)；和
(d)控制设备(18)关于经评价处理的测量信号来选择和/或调节操作程序；
其中，步骤(b)-(d)进行一次或更多次。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(b)中以预定的辐射脉冲频率ΔνE发射辐射(31)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(b)中持续地发射辐射(31)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，从λ1到λ2的波长区包括至少一种织物类型的至少一个吸收带。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，
该方法还包括：步骤(a)，以预定速度Dz旋转滚筒(3)。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，滚筒(3)在步骤(a)中以20至200rpm的速度Dz旋转。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括：步骤(e)，清洁光谱仪(21)。
8.一种带水运行的家用器具(1)，所述带水运行的家用器具具有用于容纳待处理物品的滚筒(3)，所述滚筒(3)具有：至少一个周边，其具有至少一个辐射通道(30，35)；控制设备(18)；光谱仪(21)，其包括至少一个辐射源(5，27)、至少一个辐射检测器(7，28)和微计算机(6)，其中，微计算机(6)和控制设备(18)被设计成在彼此之间交换信息，从而能够在光谱仪(21)和控制设备(18)之间交换数据，其特征在于，控制设备(18)被设计成能执行一种方法，该方法包括以下步骤：
(b)从光谱仪(21)的所述至少一个辐射源(5，27)在从λ1到λ2的波长区发射辐射(31)通过所述至少一个辐射通道(30，35)，以使得辐射(31)施加于滚筒(3)中的物品(22，34)，且所述至少一个辐射检测器(7，28)在至少一个时间间隔Δτ内记录通过所述至少一个辐射通道(30，35)由物品(22，34)反射的辐射(32)作为测量信号；
(c)将测量信号发送到微计算机(6)，使用存储在微计算机(6)中的评价处理程序来评价处理测量信号，并将经评价处理的测量信号发送到控制设备(18)；和
(d)控制设备(18)关于经评价处理的测量信号来选择和/或调节操作程序；
其中，步骤(b)-(d)进行一次或更多次。
9.根据权利要求8所述的家用器具(1)，其特征在于，家用器具(1)具有处理剂容器和用于配给处理剂的自动配给单元(8)，自动配给单元(8)连接到控制设备(18)。
10.根据权利要求8至9中任一项所述的家用器具(1)，其特征在于，所述至少一个辐射源(5，27)是用于发射处于红外区的辐射(31)的宽带源(5，27)。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的家用器具(1)，其特征在于，所述家用器具(1)是具有桶(2)的洗衣机或洗衣/干衣两用机，光谱仪(21)布置在桶壳中的切口(4)中。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的家用器具(1)，其特征在于，所述滚筒(3)具有预定的启动/停止位置。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的家用器具(1)，其特征在于，所述至少一个辐射通道(30，35)是孔(30)。
14.根据权利要求13所述的家用器具(1)，其特征在于，孔(30)是椭圆形的。
15.根据权利要求8至12中任一项所述的家用器具(1)，其特征在于，所述至少一个辐射通道(30，35)是透明塑料嵌体。
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