CN111793931A - 家用洗衣机或洗碗机及其光学传感器 - Google Patents

家用洗衣机或洗碗机及其光学传感器 Download PDF

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Abstract

本申请尤其公开了一种家用洗衣机，包括光学测量装置，该光学测量装置用于获得测量值，该测量值表示在用于清洁纺织品的洗衣机运行期间使用的洗涤液的光谱透射特征；和控制装置，该控制装置适用于基于获得的光谱透射特征关于洗涤液中包含的清洁剂的化学性质对清洁剂进行分类，并且根据分类结果来控制洗衣机的操作。分类结果可以表明，例如，含有漂白剂的重垢型清洁剂与另一种不含漂白剂的清洁剂之间的区别。

Description

家用洗衣机或洗碗机及其光学传感器
技术领域
本发明涉及一种家用洗衣机及其光学传感器。特别地，本发明涉及用于对洗衣机的清洁剂分类，该清洁剂用于关于其化学性质来清洁纺织品，并且本发明涉及根据所确定的清洁剂类别来控制洗衣机的操作。
背景技术
在家用洗衣机中，使用其化学性质彼此不同的清洁剂，该清洁剂适用于不同类型的衣物。所谓的重垢型清洁剂特别适用于浅色，特别是白色的沸腾洗涤衣物(例如床单，桌布或毛巾)，沸腾洗涤衣物的特征在于存在荧光增白剂或/和漂白剂，荧光增白剂或/和漂白剂确保衣物保持其浅色，明亮的色泽且不会发黄或变灰。另一方面，对于有色衣物，通常建议使用所谓的有色清洁剂，该有色清洁剂通常不包含荧光增白剂或漂白剂，并且可以保持衣物的颜色强度而不会使颜色经过一段时间而褪色。另外，所谓的中性清洁剂也是常见的，中性清洁剂特别适用于诸如羊毛或丝绸之类的精细材料。
总是希望用适合于所讨论的衣物类型的清洁剂洗涤衣物。尽管错误地将中性清洁剂用于沸腾洗涤或有色衣物可能无害，但可以预料的是，将无法实现所需的清洁效果。相反，如果错误地使用了重垢型清洁剂，它甚至可能对精细的纺织品有害。
US2013/0278921A1描述了在洗衣机中使用所谓的浊度传感器，以便确定是否已将粉末清洁剂或液体清洁剂添加到洗衣机的洗涤水中。由此描述了一个实施例，其中浊度传感器的透光部分能够发射不同波长的光，即红外范围内的波长和可见范围内的波长。
在JP2009-240546A中进一步描述了一种能够将红外范围和可见光范围内的光传输到测量部分上的浊度传感器。借助该浊度传感器的测量值，餐具上的污垢的类型(油脂或其他)要在洗碗机中探测。
在JP2009-028113A中另外描述了一种浊度传感器，该浊度传感器在洗衣机中使用红色、绿色和蓝色的原色来工作。
DE19806559A1公开了一种用于洗碗机的多色浊度传感器。浊度传感器的颜色尤其包括红外光。
发明内容
本发明的目的是提供一种家用洗衣机，该家用洗衣机能够探测已引入的清洁剂的(化学)类别，并且能够根据所确定的清洁剂类别来控制洗衣机的操作。
本发明的另一个目的是提供一种光学传感器，该光学传感器被提供以用于安装在家用洗衣机中，并且配备有合适的测量装置，该测量装置通过光学测量允许获得测量值，可以基于该测量值确定清洁剂的 (化学)类别。
根据一些实施例，本发明提供一种家用洗衣机，该家用洗衣机包括光学测量装置和控制装置。光学测量装置用于获得测量值，该测量值代表在用于洗涤纺织品的洗衣机的操作期间所使用的洗涤液的光谱透射特征。该控制装置适于基于所获得的光谱透射特征，关于洗涤液的化学性质将洗涤液中所含的清洁剂(洗涤剂)进行分类，并根据该分类结果来控制洗衣机的操作。
在一些实施例中，洗衣机是仅具有洗涤功能的洗衣机。在其他实施例中，洗衣机是所谓的洗衣机干燥器，洗衣机干燥器不仅提供洗涤功能，而且还提供作为衣物干燥器的功能。本发明不仅可以用在用于衣物的洗衣机中，而且例如也可以用在家用洗碗机中。因此，术语“洗衣机”可以泛化为带有水的家用清洁设备，其中该清洁设备可以采用例如洗衣机的形式，或者(如前所述)采用洗碗机的形式。在这方面，术语洗涤功能可以泛化为用于非常不同类型的物品(例如，衣物，碗碟)的清洁功能。
光谱透射特征表示表征洗涤液在不同波长处的光学透射率的信息。该光学测量装置能够将不同波长或不同波长范围的光透射到穿过洗涤液的测量部分上(更准确地说，透射到穿过洗涤液在洗衣机操作期间所通过的空间的测量部分上)，并针对每个波长或每个波长范围，测量光沿着测量部分所经历的光强度的衰减程度。衰减越大，透射率越低。相反，光在测量部分上衰减的越少，透射率就越大。因此，可以通过将在测量部分的端部处接收的光强度与引入到测量部分中的光强度相关联来获得透射率的测量值。在电量水平上，可以通过将光探测器(例如光电二极管)发出的探测电流与光发射器(例如发光二极管)的馈电电流相关联来获得透射率的测量值。透射特征可以由多个值表示，这些值分别是针对不同波长或不同波长范围通过确定接收量与透射量的商而获得的，其中透射量表示透射到测量部分上的光强度，并且接收量代表仍存在于测量部分的端部处的光强度。
在一些实施例中，如果透射特征仅代表两个不同波长或波长范围的透射率值，则可能就足够了。在其他实施例中，透射特征可以更全面，并且代表两个以上，例如三个或四个不同的波长或波长范围的透射率值。
本发明基于以下发现：在家用洗衣机中常用的清洁剂(清洁剂) 的领域中，不同的清洁剂类型可以具有不同的透射光谱，这些透射光谱以特性方式彼此不同。在本文中提到不同的清洁剂类型时，这是指清洁剂的化学性质不同，而不是清洁剂的形式(液体，粉末，凝胶) 不同。特别地，在本发明的范围内已经表明，许多重垢型清洁剂的透射光谱(在从紫外波长到红外波长的范围内，例如从大约200nm到大约1200nm的范围内)经常以特性方式与彩色清洁剂和中性清洁剂的透射光谱不同。例如，已经发现，在市场上可买到的许多重垢型清洁剂中，透射率显示出在约500nm至约700nm之间的波长范围内的极大下降，这在市场上可买到的彩色清洁剂和中性清洁剂中无法观察到。也在紫外范围到可见光谱的较低范围内，与普通的彩色清洁剂和中性清洁剂相比，在市场上可以买到的一些重垢型清洁剂中，在透射性能方面也可以观察到极大差异。如开始时所解释的，重垢型清洁剂 (有时也称为通用清洁剂)通常包含荧光增白剂或/和漂白剂，而彩色清洁剂和中性清洁剂通常不包含此类荧光增白剂和漂白剂。荧光增白剂旨在促进紫外线的吸收和与荧光有关的蓝光发射。漂白剂旨在通过氧化(例如借助于过氧化氢)分解染料分子并具有杀菌作用。据推测，增白剂和漂白剂主要是造成一方面重垢型清洁剂与另一方面中性清洁剂之间的透射光谱中的所提到的极大差异的主要原因。同时，已经发现，在红外范围内，许多重垢型清洁剂的透射光谱与常见的彩色清洁剂和中性清洁剂的透射光谱相比没有任何显著差异，或者至少没有显著差异。
本发明如下利用上述发现，即在适当选择的波长或/和波长范围内，确定代表洗涤液的透射率的测量值，并基于如此获得的洗涤液的透射特征得出关于其中所含清洁剂的类型的结论。为此，可以将所确定的透射特征与预先确定的合适的参考特征进行比较，并且所确定的透射特征例如以表格形式或通过公式被存储在控制装置的存储器中。例如，控制装置可以确定所确定的透射特征与一个或多个参考特征的相似程度，并且基于计算出的相似程度，将洗涤液中所含的清洁剂分类，即将清洁剂分类例如为重垢型清洁剂或非重垢型清洁剂。在此提到将获得的透射特征与参考特征进行比较的情况下，该比较例如可以包括透射特征的光谱分量与参考特征的相应光谱分量的绝对值比较或/和透射特征的不同光谱分量的至少一个振幅比与参考特征的对应光谱分量的振幅比的比较。
在一些实施例中，为了确定透射特征而使光学测量装置在其上执行其测量的洗涤液是水/清洁剂混合物，也就是说，清洁剂用水稀释。在其他实施例中，洗涤液仅由未稀释的清洁剂组成，如出售给消费者的清洁剂。光学测量装置可以相应地(在一些实施例中)直接在清洁剂上执行其特征测量，或者(在其他实施例中)它可以在液体介质上进行特征测量，仅将清洁剂添加到已引入洗衣机中的水中时形成该液体介质。在后一种情况下，由光学测量装置测量的洗涤液可以是例如容纳在洗衣机的衣物桶(液体容器)中的洗涤水(液体)，或者可以从该洗涤水中得到。可替代地，所测量的洗涤液可以是在冲洗含有清洁剂的配量腔时形成的混合物，并且该混合物例如在从配量腔通向液体容器的清洁剂配量通道中发现。配量腔可以例如形成在配量抽屉中，该配量抽屉可以由用户根据需要用清洁剂填充。在前一种情况下(直接在清洁剂上进行特征测量)，光学测量装置可以执行特征测量，例如，在将清洁剂存储在洗衣机中的存储容器中(其中清洁剂是洗涤凝胶或液体清洁剂)或清洁剂通过配量装置配量地从此类存储容器中除去的情况下。
现在在市场上可以买到洗衣机，该洗衣机可以配备有存储容器，在该存储容器中可以以足以进行大量洗涤操作的量存储清洁剂。此外，在市场上可买到的洗衣机具有多个这样的存储容器(例如两个)，以在每个情况下分别用于不同的清洁剂。在这种情况下，其可以被提供以在仍未稀释清洁剂，即未与水混合时执行特征测量，或者可以在将清洁剂从存储容器中(或从多个存储容器中的一个中)去除后并在将水加入已去除的清洁剂中之后进行特征测量。
在一些实施例中，控制装置适于基于所获得的光谱透射特征，关于荧光增白剂或/和漂白剂的存在对洗涤液中包含的清洁剂进行分类。
在一些实施例中，控制装置适于基于获得的光谱透射特征将洗涤液中包含的清洁剂分类为多个清洁剂类别中的一个，其中清洁剂类别至少包括重垢型清洁剂类别和彩色清洁剂类别。
在一些实施例中，控制装置适于基于获得的光谱透射特征的不同光谱分量的相对振幅比，关于其化学性质将洗涤液中包含的清洁剂分类。例如，控制装置可以使在第一波长处的透射特征的光谱振幅与在第二波长处的透射特征的光谱振幅关联，不同清洁剂类型的透射光谱，特别是具有增白剂或/和漂白剂的那些清洁剂类型的透射光谱以及不具有增白剂或/和漂白剂的清洁剂类型的透射光谱在第一波长处显著不同，在所讨论的清洁剂类型的透射光谱在第二波长处没有明显不同。应当理解，控制装置可以可替代地或另外地计算透射特征的光谱振幅的相对比，该透射特征的光谱振幅属于所讨论的清洁剂类型的透射光谱显著不同时所在的波长。
在一些实施例中，控制装置适于关于在可见光波长范围内或/和紫外波长范围内是否存在明显的局部振幅波谷来测试获得的光谱透射特征，并且根据是否存在这种明显的局部振幅波谷对洗涤液中包含的清洁剂进行分类。这些实施例基于以下发现：在用于洗衣机或洗碗机的清洁剂的情况下，由化学成分引起的显著差异可自身表现为，在水中的在其给定浓度下的第一清洁剂的透射光谱在可见光波长范围内(例如，在约500nm至约700nm之间)或/和在紫外线波长范围内 (例如，在约250nm至约380nm之间)可显示出显著的局部最小值 (即最小透射率)，而在水中的在相同给定浓度下的具有不同化学成分的第二清洁剂的透射光谱特别地在上述波长范围内不会显示出该显著的局部最小值。例如，对于市场上一些用于洗衣机的重垢型清洁剂，可以粗略近似地在大约600nm的范围内找到明显的局部透射率最小值，但是对于不含荧光增白剂和漂白剂的某些彩色清洁剂却找不到这种局部透射率最小值。在局部最小值(波谷点)的两侧，也就是说，在朝较短的波长和较长的波长的两侧上，这种重垢型清洁剂的光谱振幅都显著增加。测试已经针对某些显著振幅波谷的存在(或不存在)而获得的光谱透射特征的实施例可以相应地提供有关所讨论的清洁剂的类型的信息。振幅波谷也可以称为反转点，在该点处，透射率曲线的斜率从正变为负。
在一些实施例中，控制装置适于将分类结果与用户在洗衣机上设定的洗涤程序的类型相关联，并且控制装置适于在分类结果和所设定程序的类型的组合由控制装置确定为错误组合时执行预定的错误动作。错误组合例如可以限定为在洗衣机上设定精细的洗涤程序(用于羊毛，丝绸等)，并结合探测含有荧光增白剂或/和漂白剂的清洁剂(重垢型清洁剂)。从用户的角度来看，这种洗涤程序和清洁剂类别的组合可能是不希望的，因为清洁剂中所含的增白剂或/和漂白剂可能会永久损坏由精细材料制成的衣服。探测到用户已经在洗衣机上设定了精细的洗涤程序，使得控制装置假定用户已经将精细的纺织品装载到洗衣机中。由于存在损坏纺织品的潜在风险，如果控制装置同时探测到提供了不合适的清洁剂，尤其是重垢型清洁剂，以执行清洁程序，则可能需要采取适当的预防措施。预定的错误动作可以包括例如以下动作中的至少一个：视觉警告的传递，声音警告的传递，所设定的洗涤程序的执行的中断、终止或阻止。
替代地或附加地，在一些实施方式中，控制装置适于基于分类结果来控制至少一种清洁剂的配量操作。上面已经说明，市场上有一些洗衣机，用户可以为该洗衣机配备用于不同清洁剂的多个存储容器。不能排除用户会以不正确的布置方式(如果制造商指定了特定的布置方式)将清洁剂错误地放入洗衣机中。在这种情况下，有利的是，洗衣机的配量装置不仅仅根据制造商规定的容器的布置方式从存储容器中去除清洁剂，但是如果确定没有按照制造商指定的布置方式将存储容器插入洗衣机中，则洗衣机的配量装置能够适当地改变配量操作。然而，也可能是有利的是，不依赖于在洗衣机中安装用于不同清洁剂的多个存储容器的可能性，而基于分类结果来控制清洁剂的配量操作。例如，可以想到的是，如果在洗衣机上设定了彩色洗涤程序并且同时探测到了含漂白剂的清洁剂(即重垢型清洁剂)，则控制装置将减少 (与探测到无漂白清洁剂的情况相比减少)加入到液体容器中的液体中的清洁剂的量。彩色衣物通常不会因使用重垢型清洁剂而受到威胁，因此最好不要停止彩色洗衣程序的执行。然而，与在彩色清洁剂的情况下相比，使用较小剂量的重垢型清洁剂可能是有利的。
在一些实施例中，光学测量装置适于针对多个波长或/和波长范围中的每一个确定测量值，该测量值代表洗涤液在所讨论的波长或波长范围处的光学透射率。
在一些实施例中，光学测量装置包括特别是使用LED技术的、多个能够单独控制的、不同颜色的光发射器，以及光探测器，该光探测器布置成探测每个光发射器的光。该控制装置适于控制光发射器以相对于彼此在时间上偏移的方式发射光，并基于光探测器的探测值确定洗涤液的光谱透射特征。因此，在这些实施例中，可以使用单个光探测器，该光探测器可以是宽带探测器的形式，宽带探测器的探测灵敏度覆盖所有光发射器的波长。可以想到的是，在这种情况下，宽带探测器的探测灵敏度对于不同的波长是不同的。例如，可以通过在控制装置中相应地配置用于评估测量值的评估程序来考虑探测灵敏度的任何波长依赖性。以时移的方式操作光发射器确保然而可以测量光谱分辨的强度值。
在一些实施例中，多个光发射器中的所有光发射器使得其主透射波长具有至少80nm或至少100nm或至少150nm的互谱距离。
在一些实施例中，多个光发射器包括其主透射波长位于从约 780nm开始的红外波长范围内的光发射器。
在一些实施例中，多个光发射器包括其主透射波长在高达约 380nm的紫外波长范围内的光发射器。
在一些实施例中，多个光发射器包括其主透射波长位于约380nm 至约780nm之间的可见光波长范围内的至少一个光发射器。
在一些实施例中，多个光发射器包括其主透射波长分别位于可见光波长范围内的不同位置处的两个光发射器。
多个光发射器中的至少两个光发射器可以相互无光谱重叠。
在一些实施例中，多个光发射器中的至少两个光发射器，特别是所有光发射器，被组合在多芯片发光二极管部件中。多芯片发光二极管部件是单个分立部件，该单个分立部件可以安装在印刷电路板上并且该单个分立部件的各个芯片(每个芯片形成一个发光二极管)可以被单独控制。使用多芯片技术的多色LED结构元件可商购获得。
在一些实施例中，光学测量装置包括：测量壳体，该测量壳体伸入用于洗涤液的冲洗空间中；印刷电路板装置，该印刷电路板装置布置在测量壳体中并且在其上安装有多个光发射器和光接收器；和光导结构，该光导结构布置在测量壳体中并且由透明材料制成，并且限定至少一个第一光入射点、第一光出射点、第二光入射点和第二光出射点。多个光发射器相对于光导结构布置成使得多个光发射器的光在至少一个第一光入射点处进入光导结构并在其中被引导到第一光出射点。光导结构限定了光测量路径，该光测量路径从第一光出射点延伸到第二光入射点，并且从第二光入射点在光导结构内部延伸到第二光出射点。光测量路径在位于第一光出射点和第二光入射点之间的部分上另外延伸通过测量壳体外部的冲洗空间。另外，光接收器相对于光导结构布置成使得在第二光出射点处从光导结构射出的光入射到光接收器中。
在此提到的用于洗涤液的冲洗空间，是指在没有包含冲洗的特定动力的情况下，当按照预期使用洗衣机时洗涤液被冲洗通过的空间。冲洗空间例如可以形成在洗衣机的液体容器中，冲洗空间可以由辅助空间形成，该辅助空间从液体容器分支出来并且来自液体容器的洗涤液进入该辅助空间中，或者冲洗空间可以由软管或管道形成，稀释或未稀释的清洁剂通过该软管或管道在朝着液体容器的方向上被引导。因为在填充和排空时该存储室也被清洁剂冲洗，所以从这个意义上说，在其中可以存储足以满足洗衣机的多个操作周期的清洁剂供应源的存储室也可以是冲洗空间。
在一些实施例中，光导结构具有第一光入射点，该第一光入射点是多个光发射器中的所有光发射器共用的。在其他实施例中，光导结构具有多个单独的第一光入射点，每个第一光入射点与多个光发射器中的至少一个不同的光发射器相关联。所有这些实施例确保了每个光发射器的光在光导结构中被引导到第一光出射点，而不管哪个第一光入射点是所讨论的光发射器的光进入光导结构时所在的光入射点，使得所有光发射器的光在基本相同的横截面区域内穿过冲洗空间。因为每个光发射器的光沿着冲洗空间内的基本上相同的路径行进，因此可以在很大程度上消除导致测量不精确性的、通常不能排除的清洁剂在冲洗空间中的局部浓度变化。在总共两个光发射器的情况下，光导结构可以例如在第一光出射点之前的区域中以Y的方式构造，Y的顶部的两个Y分支分别终止于第一光入射点并且Y的底部的Y分支终止于第一光出射点。
如所解释的，本发明构思不仅可以用在洗衣机中，而且可以用在家用洗碗机中。在洗碗机中，也可以使用不同化学成分的清洁剂。例如，当清洁剂由多种化学物质组成时，例如该多种化学物质可以通过自动配量系统从各个物质供应源中以各自确定的量去除，就是这种情况。当使用已压制成片剂(所谓的清洁片)形式的各种化学物质的组合物时也是这种情况，其中根据片剂，可以存在不同的化学成分。与用于洗衣机的清洁剂一样，用于洗碗机的清洁剂也会根据其化学成分在其透射光谱上表现出特性差异。在此，表述“用于洗碗机的清洁剂”不仅包括含有表面活性剂的试剂，而且还包括例如漂洗助剂或洗碗机盐。取决于它们的化学性质，这些物质在其透射光谱方面也可以表现出特性差异。通过在适当选择的波长处的透射率测量，可以获得有意义的光谱透射特征，从中可以得出关于在特定情况下使用的清洁剂的化学成分或化学性质的一般结论。
因此，根据一些实施例，本发明还提供一种家用洗碗机，该家用洗碗机包括用于获得测量值的光学测量装置，该测量值表示在用于清洁餐具的洗碗机的操作期间使用的清洁液的光谱透射特征；控制装置，所述控制装置适于根据获得的光谱透射特征关于清洁剂的化学性质对包含在清洁液中的清洁剂进行分类，并根据分类结果来控制洗碗机的操作。所确定的清洁剂的类别可以用于例如控制洗涤液的温度。如果例如探测到含有酶的清洁剂，则控制装置可以适于将洗涤液的温度保持为不超过预定温度(例如约50℃)。较高的温度可能会破坏酶或削弱其作用。另一方面，如果探测到不含酶的清洁剂，则控制装置可适于将洗涤液的温度升高至预定温度以上，例如最高约70℃。应当理解，可以想到用于控制洗碗机的操作的其他措施。
根据一些实施例，本发明另外提供一种用于安装在含水家用清洁设备中的光学传感器。清洁设备可以是例如洗衣机或洗碗机。光学传感器包括：光学测量装置，该光学测量装置用于获得测量值，该测量值代表在清洁设备的操作期间使用的清洁液的光谱透射特征；以及处理器，该处理器适于根据获得的光谱透射特征关于其化学性质对包含在清洁液中的清洁剂进行分类，并提供相应的分类结果。该处理器可适于与清洁设备的单独的主控制单元协作，并将分类结果提供给主控制单元。
附图说明
下面将参考附图更详细地解释本发明，其中：
图1显示了两种不同清洁剂的示例性透射光谱，
图2以示意性形式示出了根据示例性实施例的家用洗衣机，
图3以示意图形式示出了根据示例性实施例的家用清洁设备的部件的电路图，以及
图4示出了根据示例性实施例的通过光学传感器的截面图。
具体实施方式
首先参考图1。在该图中，示出了两种不同清洁剂在约200nm至约1100nm之间的波长范围内的示例性透射光谱。第一清洁剂的光谱由曲线10表示并由实线指示，第二清洁剂的光谱由曲线12表示并由虚线指示。第一清洁剂例如是用于家用洗衣机的商业用重垢型清洁剂，而第二清洁剂是用于家用洗衣机的商业用彩色清洁剂。重垢型清洁剂通常与彩色清洁剂的主要区别在于，它含有荧光增白剂或/和漂白剂。两条曲线10、12代表所讨论的相同浓度的清洁剂，即纯净的或相对于水以限定的相对比例的清洁剂。
从图1中可以看出，曲线10与曲线12明显不同。尽管两个曲线 10、12在约950nm至约1000nm之间的红外范围内具有值得注意的但不太显著的局部最小值，但是与第一清洁剂相关联的曲线10在约 450nm至约700nm之间的范围内，即在可见光波长范围内，呈现出另一局部地较显著的透射率下降。所讨论的波长的确切数值并不重要；最重要的是，在可见光波长范围内，即特别是在约780nm的人类能见度长波极限以下的透射率曲线10、12的明显不同的定性曲线。虽然透射率曲线12显示出第二清洁剂进入在大约400nm处的蓝色范围内的非常强的但只有很小的变化的透射率，但是第一清洁剂的透射率曲线10显示出作为黄绿色范围内的粗略估算值的透射率的显著下降。透射率曲线10的光谱振幅在此落入一个明显的振幅波谷(在大约 650nm处)，并且在该振幅波谷的两侧再次显著上升(其中该上升在朝较短波长的方向上被另一较轻微的下降中断，这导致透射率曲线 10的约在600nm处或正好在600nm以下的局部第二最小值)。
尽管在图1所示的示例中，第一清洁剂在约600nm至约650nm 的范围内比第二清洁剂具有更大的吸收率，但两种清洁剂在约800nm 以上的近红外范围内的透射能力没有实质性的不同。在曲线10、12 在约1000nm或略低于1000nm处表现出明显下降的情况也是如此。即使在该点处的局部透射率最小值的区域中，两种清洁剂的透射能力的绝对值也没有显著不同，至少与两种清洁剂在约600nm和约650nm 之间的范围内显示出的差异不能相比。
在黄绿色范围内的透射能力显著下降之后，第一清洁剂的透射能力再次朝着蓝色波长增加，其中第一清洁剂的透射能力大致在大约 450nm至大约500nm之间达到局部最大值，这又不同于，或至少没有以与黄绿色范围内相似的显著方式不同于，第二清洁剂在那些波长处的透射能力。
因此，仅示例性地描述的区分第一清洁剂和第二清洁剂的一种可能方式是，在至少两个波长处进行单独的透射率测量，这些波长被适当地选择以允许在特定情况下从在那些波长处获得的透射率值中得出关于潜在的清洁剂的结论。例如，进行透射率测量的第一波长可以在第一清洁剂在黄绿色范围内表现出吸收率的明显增加的范围内，即例如在大约600nm和约650nm之间。作为参考，然后可以在第二波长处进行透射率测量，在该第二波长处，第一清洁剂和第二清洁剂的透射能力基本没有不同，或者与黄绿色范围内的情况相比至少相差不大。例如，可以在大约800nm至大约1100nm之间的红外范围内执行这种第二透射率测量。然后可以计算在第一波长处测量的透射率值与在第二波长处测量的透射率值的相对比。这样确定的商可以给出潜在的清洁剂是第一清洁剂还是第二清洁剂的可靠指示。参照图1的示例性曲线，如果黄绿色范围内的透射率值与红外范围内的透射率值的商具有明显小于1的值，则这表示第一清洁剂。另一方面，如果商具有为1或甚至大于1的值，则这表示第二清洁剂。
通过选择更大数量的波长，在每个波长处执行透射率测量，可以增加测量值的意义，并且可以提高分类结果的可靠性(即，它是哪种类型的清洁剂？)。再次参考图1的示例性透射率曲线，可以在可见蓝光范围内的波长处进行第三透射率测量，其中第一清洁剂的透射能力在其于黄绿色处的下降后再次显著提高，也就是说，例如在约 450nm至约500nm之间再次显著提高。在该第三波长处测量的透射率值又可以与在其他波长处测量的透射率值中的一个或多个相关联。以这种方式，可以计算出一组数个商值，由此可以确定清洁剂的类型。
应当理解，可以进一步增加波长的数量，在每个波长处执行透射率测量。例如，可以想到在四个、六个或甚至八个波长中的每个波长处进行透射率测量。在透射率测量中考虑的波长越多，所测试的清洁剂的最终透射特征的光谱分辨率越高，并且可以更精确地确定清洁剂的类型。
现在将另外参考图2。图中所示的洗衣机被设计用于私人家庭，并总体被指示为14。在所示的示例中，它是前置式洗衣机，包括机械壳体16，在机械壳体16中装有液体容器18。在液体容器18中，洗涤滚筒20绕水平转动轴线可转动地安装。以铰接方式附接到机械壳体16的门22用于关闭和打开通向洗涤滚筒20的内部的通道。
为了在洗衣机14运行期间对收集在液体容器18中的洗涤液进行透射光谱测量，使用光学传感器(透射率传感器)24，该光学传感器通过两个传感器指部26、28伸入液体容器18的被指示为30的内部中，内部30被液体冲洗。传感器24的示例性构造将在下文中结合图4更详细地解释，传感器24产生特定波长的测量光，该特定波长的测量光在传感器指部26、28中的一个处在朝向另一个传感器指部的方向上离开传感器24，并在两个传感器指部26、28之间的路径上通过液体空间30。如果洗涤液已被收集在液体空间30中，则测量光会在测量路径的延伸通过液体空间30的部件上被洗涤液衰减。到达另一个传感器指部的光的量在传感器24中按照强度进行评估。衰减程度，以及洗涤液的透射率或吸收率，可以由发射强度和接收强度之间的比确定。传感器24分别针对不同波长的测量光执行该透射率确定，为此，传感器24将不同波长(或更普遍地，具有不同光谱成分)的测量光透射到两个传感器指部26之间的测量部分上。例如，传感器 24可以被配置为将蓝色测量光、绿色或黄绿色测量光和红外测量光交替地透射到两个传感器指部26、28之间的测量部分上。因此，在此处描述的示例性实施例中，传感器24不将宽带测量光发射到待测量的洗涤液中，该宽带测量光将包含从蓝色到红外范围的光谱分量。相反，所发射的测量光是颜色受限的，其中传感器被配置为发射不同的光颜色。这使得可以在接收器侧使用宽带探测器，其中例如可以通过评估程序中的软件来考虑光探测器的任何光谱不同的探测灵敏度。
洗衣机14还具有控制装置32，该控制装置控制洗衣机14(包括传感器24)的操作。在图2所示的示例中，控制装置32以示意性形式示出为单个功能方框，但是可以容易地将控制装置32的功能分配给不同的、分开布置的控制子装置(关于此，参见下面与图3有关的说明)。
在图2中还示出了存储容器34，每个存储容器能够存储一定量的衣物清洁剂。例如，一个存储容器34可用于存储重垢型清洁剂，而另一个存储容器34可用于存储彩色清洁剂或中性清洁剂。将理解的是，图2中描绘的总共两个存储容器34的表示仅是示例性的，并且任何其他数量的存储容器34都是可能的(例如，单个存储容器34 或两个以上的存储容器34)。每个存储容器34足够大，以容纳足以用于洗衣机14的大量操作循环的清洁剂的量。洗衣机14可以包含在图2中未更详细地示出的配量装置，配量装置可以由控制装置32控制，并且可以通过配量装置从存储容器34中取出清洁剂，并且在没有用户帮助的情况下以配量方式将清洁剂引入到液体容器18中。
尽管制造商可以向用户指定他应将哪种类型的清洁剂放入到哪个存储容器34中，或者应如何将具有不同类型的清洁剂的存储容器 34布置在洗衣机14中，但是仍然不能排除用户错误地将储物容器34 以不正确的布置放入洗衣机14中或向储物容器中填充了与预期使用的清洁剂不同类型的清洁剂。因此，控制装置32可以被设计为不仅控制将清洁剂从存储容器34配量添加到液体容器18中，而且可以在配量添加期间探测特定类型的清洁剂。例如，控制装置32可以首先将来自存储容器34中的第一存储容器的规定的相对较小量的清洁剂以计量方式放入到液体容器中，并通过传感器24进行类型探测。然后，控制装置32可以配量地添加来自存储容器34中的第二存储容器的限定量的清洁剂，并通过透射光谱法检查容纳在液体容器18中的液体介质的透射特征是否改变以及以何种方式改变。基于透射特征的这种变化，控制装置32能够推断出第二存储容器34中存在哪种类型的清洁剂。在其它的实施例中，代替与液体容器18相关联的单个传感器24，洗衣机可以包括单独的透射率传感器，每个单独的透射率传感器与存储容器34中的一个相关联并且以其传感器指部26、28突出到进送软管中，例如，所讨论的存储容器34通过进送软管与液体容器18联接。
现在将另外参考图3和图4。在图3中示出了透射率传感器24，透射率传感器24总共具有三个光发射器36、38、40，每个光发射器可以是发光二极管的形式并且每个光发射器可以发出不同颜色的光 (可见光、紫外光或红外光)。可以将光发射器36、38、40在结构上组合在共用的发光二极管部件42(图4)中，该发光二极管部件42 可以安装在印刷电路板44上(再次参见图4)。各个光发射器36、38、 40可以分别由单独的发光二极管芯片形成，使得发光二极管部件42 总共包含多个这样的发光二极管芯片。例如，发光二极管芯片可以以直线或二维阵列布置在发光二极管部件42中。适合于发出不同颜色的该多芯片发光二极管部件本身可商购获得。发光二极管部件42被构造成使得可以单独地控制各个发光二极管芯片，使得发光二极管部件42能够根据需要发出不同的颜色。
透射率传感器24另外包括光接收器46，该光接收器例如由光电二极管或光电晶体管形成。如已经说明的那样，光接收器是宽带接收器，宽带接收器在由光发射器36、38、40发射的每个(主透射)波长处具有足够的灵敏度，以传递可以有意义地被处理的探测信号。光接收器46也可以安装在板44上。
在所示的示例中，传感器24另外包括处理器48(图3)，该处理器48负责控制光发射器36、38、40和向光发射器36、38、40供电，并接收光接收器46的接收信号(探测信号)。处理器48可以根据输入的接收信号确定代表在所讨论的波长处的透射率的测量值。这些测量值代表被测介质的光谱透射特征。
在一些实施例中，处理器48本身可以关于被测介质的分类，即它是什么类型的清洁剂，来评估所确定的光谱透射特征。在其他实施例中，处理器48可以将光谱透射特征，即潜在的测量值，转发到洗衣机或者通常是家用清洁设备的中央控制单元50(图3)，其中中央控制单元50然后执行清洁剂的分类。如果处理器48本身被设计为基于所获得的光谱透射特征来执行清洁剂的分类，则处理器48将其分类结果传递给控制单元50，控制单元50基于分类结果来控制清洁设备的操作。处理器48和控制单元50一起是图2的控制装置32的一部分，或者一起形成控制装置。处理器48可以安装在传感器24的同一板44上，发光二极管部件42和光接收器46也安装在该板上。
如果控制单元50确定例如所设定的洗涤程序和先前已被指定为不正确的探测到的清洁剂类型的组合，则控制单元50可以根据分类结果以激活例如视觉或/和声音警告传递单元52(图3)。例如，可以预先将精细洗涤程序的设定与重垢型清洁剂的探测结合起来指定为错误的组合(错误组合)。在这种情况下，控制单元50可以适于在视觉和/或听觉上向用户发出相应的警告。替代地或附加地，控制单元 50可以防止执行所设定的洗涤程序。
如果清洁设备配备有用于自动配量清洁剂的可控制的配量装置，该配量装置被存储在一个或多个存储容器34中(这种配量装置在图 3中以示意图的形式在54处示出)，则控制单元50可以适于根据分类结果控制配量装置54。例如，控制单元50可以基于分类结果确定在多个存储容器34中的哪一个中存在所需的清洁剂，然后借助于配量装置54从“正确的”存储容器34去除在其中存在的所需量的清洁剂。
图4示出了透射率传感器24的示例性详细构造。传感器24包括传感器壳体(测量壳体)56，在所示的示例中该传感器壳体分为两部分，由壳体底部58和壳体顶部60组成。两个壳体部分58、60例如通过卡扣配合连接可释放地连接在一起。已经提及的印刷电路板(板44)被容纳在传感器壳体56中，在该印刷电路板上安装有发光二极管部件42和光接收器46。传感器壳体56在其壳体顶部60中形成有两个壳体指部62、64，两个壳体指部62、64形成图2所示的传感器指部26、28。
插入到传感器壳体56中的透明材料的光导主体66形成有两个光导指部68、70，每个光导指部伸入壳体指部62、64中的一个中。光导指部68、70在其自由指部端部的区域中具有平面端面72、74，平面端面72、74相对于指部纵向定成一定角度，该平面端面72、74用于使在相应的光导指部68、70中被引导的光束偏转。光导主体66的两个光导指部68、70通过光导主体66的盘状基板76连接在一起，从而光导主体66是因此易于操作的单件式部件。
在基板76上形成有与发光二极管部件42相关联的会聚透镜78，该会聚透镜78在光导主体66中形成用于由发光二极管部件42发射的光束的光入射点。会聚透镜78使从发光二极管部件42发出的发散光束准直，特别是使发散光束平行化。在进入光导主体66之后，光束在光导指部68中通过全反射被引导到端面72，在那里光束通过端面72处的全反射以直角偏转。光束然后离开壳体指部62并穿过壳体指部62、64之间的空间，然后进入壳体指部64和光导指部70中。在光导指部70的端面74处，光束再次通过全反射以直角偏转，并且通过全反射在光导指部70中在朝向另一会聚透镜80的方向上被引导，该会聚透镜80形成在光导主体66的基板76上并且构成用于光束的光出射点。会聚透镜80将从光导主体66射出的光束会聚在光接收器 46处。
光束的从发光二极管部件42到光接收器46的路径在图4中由虚线82示出。沿着该路径(测量路径)，光束穿过光导主体66的两个光入射点和两个光出射点。如所解释的那样，第一光入射点由会聚透镜78形成。在端面72处被偏转之后，光束从光导指部68射出；在那里出射点形成第一光出射点。在光束离开壳体指部62并进入壳体指部64中之后，光束进入光导指部70中。在光导指部70处的入射点形成第二光入射点。最后，会聚透镜80形成第二光出射点。
图4示出了将传感器24安装在壁部84中的安装状态。壁部84 例如是图2的液体容器18的底壁的一部分。可选地，壁部84可以是进送线路的一部分，成纯净形式或与水混合的形式的清洁剂通过所述一部分被引导至液体容器18。传感器84如此安装在壁部84中，以使壳体指部62、64之间的空间被待测试的液体冲洗。具有光导主体 66的实施例确保，不管当前发射的光的颜色如何，测量光总是穿过相同的测量点，从而清洁剂的依赖位置的浓度变化不会对测量结果产生任何影响。就时间而言，发光二极管部件42在不同的光颜色之间足够快地切换，使得清洁剂的任何短期浓度变化同样对测量结果没有影响或至少没有较大影响。例如，发光二极管部件42的光颜色可以以大约10Hz至大约1000Hz之间的时钟频率改变。

Claims (22)

1.一种家用洗衣机，包括：
-光学测量装置，所述光学测量装置用于获得测量值，所述测量值代表在用于清洁纺织品的洗衣机的操作期间使用的洗涤液的光谱透射特征，以及
-控制装置，所述控制装置适于基于所获得的光谱透射特征，关于洗涤液中所含的清洁剂的化学性质对所述清洁剂进行分类，并根据分类结果来控制洗衣机的操作。
2.根据权利要求1所述的家用洗衣机，其中，
控制装置适于基于所获得的光谱透射特征，关于荧光增白剂或/和漂白剂的存在对洗涤液中包含的清洁剂进行分类。
3.根据权利要求1或2所述的家用洗衣机，其中，
控制装置适于基于获得的光谱透射特征将洗涤液中包含的清洁剂分类为多个清洁剂类别中的一个，其中清洁剂类别至少包括重垢型清洁剂类别和彩色清洁剂类别。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的家用洗衣机，其中，
控制装置适于基于获得的光谱透射特征的不同光谱分量的相对振幅比，关于洗涤液中包含的清洁剂的化学性质对所述清洁剂进行分类。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的家用洗衣机，其中，
控制装置适于关于在可见光波长范围内或/和紫外波长范围内是否存在明显的局部振幅波谷来测试获得的光谱透射特征，并且根据是否存在这种明显的局部振幅波谷对洗涤液中包含的清洁剂进行分类。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的家用洗衣机，其中，
控制装置适于将分类结果与用户在洗衣机上设定的洗涤程序的类型相关联，并且控制装置适于在分类结果和所设定程序的类型的组合由控制装置确定为错误组合时执行预定的错误动作。
7.根据权利要求6所述的家用洗衣机，其中，
所述预定的错误动作包括以下动作中的至少一项：视觉警告的传递，声音警告的传递，所设定的洗涤程序的执行的中断、终止或阻止。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的家用洗衣机，其中，
所述控制装置适于基于所述分类结果来控制针对至少一种清洁剂的配量操作。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的家用洗衣机，其中，
为了获得所述光谱透射特征，所述光学测量装置适于针对多个波长或/和波长范围中的每一个确定代表洗涤液在所讨论的波长或波长范围处的光学透射率的测量值。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的家用洗衣机，其中，所述光学测量装置包括：
多个能够单独控制的、不同颜色的、特别使用LED技术的光发射器；以及
光探测器，所述光探测器被布置为探测每个光发射器的光，
其中，所述控制装置适于控制光发射器相对于彼此以时移的方式发射光，并基于所述光探测器的探测值确定所述洗涤液的光谱透射特征。
11.根据权利要求10所述的家用洗衣机，其中，
所述多个光发射器中的所有光发射器使得其主透射波长具有至少80nm或至少100nm或至少150nm的互谱距离。
12.根据权利要求10或11所述的家用洗衣机，其中，
所述多个光发射器包括其主透射波长位于从约780nm开始的红外波长范围内的光发射器。
13.根据权利要求10至12中的任一项所述的家用洗衣机，其中，
所述多个光发射器包括其主透射波长在高达约380nm的紫外波长范围内的光发射器。
14.根据权利要求10至13中的任一项所述的家用洗衣机，其中，
所述多个光发射器包括其主透射波长位于约380nm至约780nm之间的可见光波长范围内的至少一个光发射器。
15.根据权利要求14所述的家用洗衣机，其中，
所述多个光发射器包括其主透射波长分别位于所述可见光波长范围内的不同位置处的两个光发射器。
16.根据权利要求10至15中的任一项所述的家用洗衣机，其中，
所述多个光发射器中的至少两个光发射器是相互无光谱重叠的。
17.根据权利要求10至16中的任一项所述的家用洗衣机，其中，
所述多个光发射器中的至少两个光发射器被组合在多芯片发光二极管部件中。
18.根据权利要求10至17中的任一项所述的家用洗衣机，其中，
所述光学测量装置包括：
-测量壳体，所述测量壳体伸入用于洗涤液的冲洗空间中，
-印刷电路板装置，所述印刷电路板装置被布置在测量壳体中并且在其上安装有光接收器和所述多个光发射器，
-光导结构，所述光导结构布置在测量壳体中并由透明材料制成，所述光导结构限定至少一个第一光入射点、第一光出射点、第二光入射点和第二光出射点，
其中，所述多个光发射器相对于光导结构布置成使得所述多个光发射器的光在所述至少一个第一光入射点处进入光导结构并在所述光导结构中被引导到第一光出射点，
其中光导结构限定了光测量路径，所述光测量路径从第一光出射点延伸到第二光出射点，并且从那里在光导结构内部延伸到第二光出射点，
其中光测量路径在位于第一光出射点和第二光入射点之间的部分上延伸通过在测量壳体外部的冲洗空间，
其中光接收器相对于光导结构布置成使得在第二光出射点处从光导结构射出的光入射到光接收器中。
19.根据权利要求18所述的家用洗衣机，其中，
光导结构具有第一光入射点，所述第一光入射点是所述多个光发射器中的所有光发射器所共用的。
20.根据权利要求18所述的家用洗衣机，其中，
光导结构具有多个单独的第一光入射点，所述多个单独的第一光入射点中的每个第一光入射点与所述多个光发射器中的至少一个不同的光发射器相关联。
21.一种家用洗碗机，包括：
-光学测量装置，所述光学测量装置用于获得测量值，所述测量值代表在用于清洁餐具的洗碗机的操作期间使用的清洁液的光谱透射特征，以及
-控制装置，所述控制装置适于基于所获得的光谱透射特征，关于清洁液中所含的清洁剂的化学性质对所述清洁剂进行分类，并根据分类结果来控制洗碗机的操作。
22.一种用于安装在例如洗衣机或洗碗机的含水家用清洁设备中的光学传感器，所述光学传感器包括：
-光学测量装置，所述光学测量装置用于获得测量值，所述测量值代表在所述清洁设备的操作期间使用的清洁液的光谱透射特征，以及
-处理器，所述处理器适于基于所获得的光谱透射特征，关于清洁液中所含的清洁剂的化学性质对所述清洁剂进行分类，并提供对应的分类结果。
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