DE10111210A1 - Verfahren zur Steuerung der Spülung eines Urinals - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Steuerung der Spülung eines Urinals durch Messen der Leitfähigkeit der im Geruchsverschluß befindlichen Flüssigkeit mittels mindestens zwei Elektroden und Auslösung eines Spülvorganges nach dem Unterschreiten oder Überschreiten eines vorgegebenen Leitfähigkeitswertes der Flüssigkeit, kann die Signalauswertung vereinfacht und die Betriebszuverlässigkeit erhöht werden, wenn eine Elektrode als Bezugselektrode auf der Einlaufseite des Geruchsverschlusses, eine weitere Elektrode ebenfalls auf der Einlaufseite und eine dritte Elektrode jenseits des Überlaufniveaus des Geruchsverschlusses auf dessen Auslaufseite angeordnet wird. Je nach den Benetzungszuständen der Elektroden und in Abhängigkeit vom Verlauf der Änderung der Leitfähigkeit zwischen diesen, werden in allen in der Praxis auftretenden Betriebszuständen Spülvorgänge ausgelöst oder ausnehmsweise (im Verstopfungsfall) auch unterdrückt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Spü­ lung eines Urinais durch Messen der Leitfähigkeit der im Ge­ ruchsverschluß befindlichen Flüssigkeit mittels mindestens zwei Elektroden und Auslösung eines Spülvorganges nach dem Unterschreiten oder Überschreiten eines vorgegebenen Leitfä­ higkeitswertes der Flüssigkeit.

Aus der DE 44 10 993 A1 ist eine berührungslos arbeitende Urinalspülung bekannt, die auf der Messung der Temperatur der im Geruchsverschluß befindlichen Flüssigkeit des Urinals beruht und dabei bestimmte Zeitkonstanten des Temperatur­ anstieges oder -abfalls berücksichtigt.

Aus der DE 197 55 998 A1 ist ein Verfahren der einleitend angegebenen Gattung bekannt. Dieses Verfahren arbeitet mit drei in die Flüssigkeit im Geruchsverschluß eintauchenden Elektroden, von denen eine als sogenannte Abgriffelektrode so angeordnet ist, daß bei homogener Flüssigkeit zwischen der einen Elektrode und dieser Abgriffelektrode die Hälfte der Spannung abfällt, die zwischen der gleichen Elektrode und der anderen Elektrode liegt. Bei Benutzung des Urinals wird die Flüssigkeit und damit deren Leitfähigkeit inhomo­ gen, wodurch sich die Spannungsverteilung zwischen den Elektroden ändert. Die Elektroden sind Teil einer Brücken­ schaltung, in deren Diagonalzweig dann eine Spannung ent­ steht, die als Kriterium für die Auslösung der Spülung ausgewertet wird. Die in den verschiedenen Benutzungsfällen zwischen den drei eintauchenden Elektroden entstehenden Teilspannungen sind jedoch sowohl nach ihrer Höhe als auch nach ihrem zeitlichen Verlauf großen Schwankungen unter­ worfen. Dies erschwert die Signalauswertung und kann die Zuverlässigkeit der Auslösung eines Spülvorganges beein­ trächtigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, das die Signal­ auswertung vereinfacht und die Betriebszuverlässigkeit der Steuerung erhöht.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Elektrode als Bezugselektrode auf der Einlaufseite des Geruchsverschlusses und die andere Elektrode jenseits des Überlaufniveaus des Geruchsverschlusses auf dessen Auslauf­ seite angeordnet wird.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, im einfachsten Fall mit nur zwei Elektroden auszukommen, von denen die zweite Elek­ trode nur bei Benutzung des Urinals benetzt wird, so daß es auf den absoluten Betrag des jeweiligen Leitfähigkeitswertes einer Flüssigkeitsverbindung zwischen der Bezugselektrode und der zweiten Elektrode nicht ankommt.

Zweckmäßig wird der Spülvorgang ausgelöst, sobald der Leit­ fähigkeitswert nach einem Anstieg wieder sinkt (Anspruch 2). Dieses Sinken des Leitfähigkeitswertes zeigt das Ende der Benutzung des Urinals an. Voraussetzung für die Auslösung eines Spülvorganges ist also, daß ein bestimmter Leitfähig­ keitswert zunächst überschritten und anschließend unter­ schritten wird. Selbstverständlich kann nach dem Eintritt dieses Kriteriums eine Zeitverzögerung vorgesehen sein, bis der Spülvorgang durch Ansteuerung eines Magnetventils im Wasserzulauf eingeleitet und für eine ebenfalls vorgegebene Zeit aufrechterhalten wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird eine dritte Elektrode einlaufseitig über dem Niveau der Bezugselektrode und unter dem Überlaufniveau angeordnet (Anspruch 3).

Durch zusätzliche Auswertung der Änderung der Leitfähigkeit der Flüssigkeit zwischen der Bezugselektrode und dieser dritten Elektrode kann deshalb ein Spülvorgang auch dann ausgelöst werden, wenn der Flüssigkeitsspiegel auf der Einlaufseite des Geruchsverschlusses, z. B. infolge Verdun­ stung, so weit unter das Überlaufniveau gefallen ist, daß die Urinmenge nicht ausreicht, um die Flüssigkeit überlaufen zu lassen, in welchem Fall die zweite Elektrode unbenetzt bleibt.

Diese Ausführungsform ermöglicht es andererseits auch, einen Spülvorgang dann auszulösen, wenn nach längerer Nichtbenut­ zung der Flüssigkeitsspiegel auf der Einlaufseite so weit gefallen ist, daß der Leitfähigkeitswert zwischen der Be­ zugselektrode und der dritten Elektrode unter einen vor­ gegebenen Wert sinkt (Anspruch 4), insbesondere die dritte Elektrode nicht mehr mit Wasser benetzt ist. Der Spülvorgang füllt dann den einlaufseitigen Flüssigkeitsvorrat wieder auf, damit die Funktion des Geruchsverschlusses erhalten bleibt.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung besteht weiter darin, daß das Auslösen eines Spülvorganges verhindert oder ein ausgelöster Spülvorgang abgebrochen wird, wenn der Leitfä­ higkeitswert zwischen der Bezugselektrode und der zweiten Elektrode während einer vorgegebenen Zeit oberhalb eines vorgegebenen Wertes bleibt (Anspruch 5). Dadurch wird ver­ hindert, daß das Urinalbecken bei verstopftem Ablauf über­ läuft.

Vorteilhafte Verfahren zur Auswertung der sich in den jeweiligen Benutzungszuständen ergebenden Leitfähigkeitsänderun­ gen zwischen der Bezugselektrode und der zweiten Elektrode und der Bezugselektrode und der dritten Elektrode sind in den Ansprüchen 6 bis 9 angegeben.

Das Verfahren nach der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen einlaufseitig mit Flüssigkeit ge­ füllten Geruchsverschluß eines Urinais im Schnitt,

Fig. 2 den selben Geruchsverschluß, jedoch mit überlaufender Flüssigkeit,

Fig. 3 den selben Geruchsverschluß, jedoch mit stark abgesunkenem Flüssigkeitsniveau,

Fig. 4 ein Beispiel einer Auswerte- und Steuer­ schaltung.

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Geruchsverschluß eines Urinals umfaßt wie üblich ein Gehäuse G mit einem Einlauf­ stutzen E, der mit dem Auslauf des nicht dargestellten Uri­ nalbeckes verbunden ist, einem Auslaufstutzen A und einem Überlauf Ü auf dem Niveau hx.

In Fig. 1 ist die Einlaufseite bis knapp unter das Niveau hx mit dem als Geruchsverschluß dienenden Restwasser W gefüllt. In diesem Bereich ist eine erste oder Bezugselektrode 2 so tief angeordnet, daß sie sich normalerweise stets in dem Restwasservorrat befindet. Auslaufseitig von dem Überlauf Ü ist eine zweite Elektrode 3 angeordnet. Sie wird gemäß Fig. 2 nur bei Benutzung des Urinals, wenn die Flüssigkeit das Niveau hx erreicht und überschreitet, benetzt. Einlaufseitig ist zwischen der Bezugselektrode 2 und dem Niveau hx eine dritte Elektrode 4 angeordnet, die normalerweise ebenfalls von dem Restwasser W umspült ist, es sei denn, der Wasser­ spiegel sinkt nach längerer Nichtbenutzung des Urinals durch Verdunstung so weit ab, wie in Fig. 3 dargestellt.

Die sich zwischen den Elektroden 2, 3 und 4 in den verschie­ denen Benutzungszuständen einstellende Leitfähigkeit wird durch die Schaltung in Fig. 4 wie folgt ausgewertet:

• a) Im Regelfall überschreitet bei Benutzung des Urinals der Flüssigkeitsspiegel auf der Einlaufseite das Ni­ veau hx. Dadurch entsteht eine leitende Verbindung zwischen der Bezugselektrode 2 und der Elektrode 3. An diesen Elektroden liegt die Spannung eines Generators 5 mit einer Frequenz von beispielsweise 15 kHz über einen Widerstand 6 und Kondensatoren 7 und 8 an. Es entsteht eine kapazitive Spannungsteilung. Die Span­ nung an der Elektrode 3 wird über die Dioden 9, 10 gleichgerichtet und lädt einen Kondensator 11, dem ein Entladewiderstand 12 parallelgeschaltet ist. Die Span­ nung über dem Kondensator 11, die etwa dem Scheitel­ wert der Spannung an der Elektrode 3 entspricht, wird in einen Komparator 13 mit einer Referenzspannung ver­ glichen. Die Referenzspannung wird von einer Span­ nungsquelle 14 erzeugt, die über einen Mikrokontroller 23 steuerbar ist. Das Ausgangssignal des Komparators 13 ändert seinen logischen Zustand, wenn die Spannung am Kondensator 11 infolge einer Zunahme der Leitfähig­ keit der Flüssigkeit zwischen den Elektroden 2, 3 kleiner als die Referenzspannung wird. Daraufhin führt der Mikrokontroller 23 die Referenzspannung über die Spannungsquelle 14 der Spannung an dem Kondensator 11 nach, uzw. solange, bis die Spannung an dem Kondensa­ tor 11 wieder ansteigt. Dies ist der Fall, wenn die Leitfähigkeit der Flüssigkeit zwischen den Elektroden 2 und 3 sinkt, weil mit dem Ende der Benutzung des Urinals der Flüssigkeitsstrom auf der Auslaufseite des Sifons abnimmt und endet, wenn der Flüssigkeitsspiegel auf der Einlaufseite wieder auf das Niveau hx gefallen ist. Infolge dieser Trendumkehr der Spannung über dem Kondensator 11 kehrt das Ausgangssignal des Kompara­ tors 13 in seinen vorherigen logischen Zustand zurück. Daraufhin erzeugt der Mikrokontroller 23 eine mittels eines Potentiometers 26 einstellbare Verzögerungszeit. Nach deren Ablauf schließt der Mikrokontroller 23 für eine mittels eines Potentiometers 27 einstellbare Spülzeit einen Schalter 24, der ein Magnetventil 25 öffnet, das im Wasserzulauf des Urinals liegt. Nach Ablauf der Spülzeit öffnet der Mikrokontroller 23 den Schalter 24 und unterdrückt die weitere Signalauswer­ tung für eine mittels eines Potentiometers 28 ein­ stellbare Sperrzeit, die etwas länger als die Spülzeit bemessen ist, damit der Ablauf des Wassers beendet ist, bevor eine neue Signalauswertung beginnt.
• b) Bei sehr geringer Urinmenge oder wenn nach längerer Nichtbenutzung der Flüssigkeitsspiegel auf der Ein­ laufseite erheblich unter das Niveau hx gefallen ist, überschreitet der Flüssigkeitsspiegel auf der Einlauf­ seite dieses Niveau hx auch bei Benutzung des Urinals nicht. In jedem Fall erhöht sich jedoch die Leitfähig­ keit zwischen der Bezugselektrode 2 und der dritten Elektrode 4. Wie die Fig. 4 zeigt, erfolgt die Aus­ wertung weitgehend analog wie im Fall a). Die Spannung eines weiteren Generators 51 liegt über einen Wider­ stand 56 und Kondensatoren 57 und 58 an der Bezugs­ elektrode 2 und der dritten Elektrode 4 an. Es ent­ steht eine kapazitive Spannungsteilung. Die Spannung an der Elektrode 4 wird über die Dioden 17, 18 gleich­ gerichtet und lädt einen Kondensator 19, dem ein Ent­ ladewiderstand 20 parallelgeschaltet ist. Die Spannung über dem Kondensator 19, die etwa gleich dem ScheitelWert der Spannung an der Elektrode 4 ist, wird in ei­ nem Komparator 21 mit einer Referenzspannung vergli­ chen. Die Referenzspannung wird von einer Spannungs­ quelle 22 erzeugt, die über den Mikrokontroller 23 auf einen Wert eingestellt ist, der kleiner als die Span­ nung an dem Kondensator 19 ist, die sich ergibt, wenn die Flüssigkeit in dem Geruchsverschluß nicht mit Urin vermischt ist. Bei Vermischung auch mit einer nur ge­ ringen Urinmenge erhöht sich die Leitfähigkeit der Flüssigkeit zwischen den Elektroden 2 und 4. Infolge­ dessen sinkt die Spannung über dem Kondensator 19. Unterschreitet sie den Wert der Referenzspannung, so ändert das Ausgangssignal des Komparators 21 seinen logischen Zustand. Daraufhin erzeugt der Mikrokontrol­ ler 23 die mittels des Potentiometers 26 einstellbare Verzögerungszeit. Nach deren Ablauf schließt wie im Fall a) der Mikrokontroller für die mittels des Poten­ tiometers 27 einstellbare Spülzeit den Schalter 24, der das Magnetventil 25 öffnet. Nach Ablauf der Spül­ zeit unterdrückt der Mikrokontroller 23 auch in diesem Fall die weitere Signalauswertung für die mittels des Potentiometer 28 einstellbare Sperrzeit.
• c) Nach länger dauernder Nichtbenutzung des Urinals ver­ liert der Geruchsverschluß durch Verdunstung der auf der Einlaufseite stehenden Flüssigkeit seine Wirkung. Um dies zu verhindern, wird mittels der Bezugselek­ trode 2 und der dritten Elektrode 4 nicht nur - wie im Fall b) - die Überschreitung eines bestimmten Leitfä­ higkeitswertes sondern auch dessen Unterschreitung ausgewertet uzw. mit den gleichen Schaltungsteilen, die die Signalauswertung im vorstehenden Fall b) be­ sorgen. In vorgegebenen Zeitabständen setzt der Mikro­ kontroller 23 hierzu die Spannungsquelle 22 für kurze Zeit auf einen höheren Referenzwert als im Fall b) Solange die dritte Elektrode 4 benetzt ist, wechselt das Ausgangssignal des Komparators 21 seinen logischen Zustand. Wenn die dritte Elektrode nicht mehr benetzt ist, steigt die Spannung über dem Kondensator 19 und überschreitet den Referenzwert. Dann wechselt das Aus­ gangssignal des Komparators 21 erneut seinen logischen Zustand. Daraufhin schließt der Mikrokontroller 23 für die mittels des Potentiometers 27 einstellbare Spül­ zeit den Schalter 24 für das Magtnetventil 25, wodurch der Wasservorrat auf der Einlaufseite des Geruchsver­ schlusses wieder aufgefüllt wird. Nach Ablauf der Spülzeit kann der Mikrokontroller 23 auch in diesem Fall die weitere Signalauswertung für die mittels des Potentiometers 28 einstellbare Sperrzeit unterdrücken.
• d) Falls der Wassereinlauf in den Geruchsverschluß oder der Wasserablauf aus letzterem erheblich behindert oder unmöglich ist, kommt es zu einem Spülwasserrück­ stau im Urinalbecken. Dann ist entweder der Geruchs­ verschluß ganz mit Wasser gefüllt oder es hat sich im oberen Bereich (über dem Überlauf Ü in Fig. 1) ein Luftpolster gebildet. Im ersten Fall werden alle drei Elektroden von der Flüssigkeit im Geruchsverschluß be­ netzt, im zweiten Fall ist die Elektrode 3 nicht be­ netzt. Der Mikrokontroller überwacht, ob einer dieser Zustände vorliegt und verhindert dann weitere Spülun­ gen und damit ein Überlaufen des Urinalbeckens. Im ersten Fall ist das überwachte Kriterium ein Anstieg der Spannung an der Elektrode 3 innerhalb eines sich an die Auslösung jedes Spülvorganges anschließenden Zeitfensters, das gleich der Sperrzeit sein kann. Bleibt der Spannungsanstieg aus, weil der Geruchsver­ schluß ablaufseitig mit Wasser gefüllt bleibt, so blockiert der Mikrokontroller das Auslösen weiterer Spülungen. Im zweiten Fall ist das überwachte Kriteri­ um, daß umgekehrt die Spannung an der zweiten Elektro­ de 3, die dann unbenetzt ist, während der Spülzeit hoch bleibt oder vor dem Ende der Spülzeit oder der Nachlaufzeit bereits wieder ansteigt, weil sich in dem Geruchsverschluß ein Luftpolster gebildet hat. Auch wenn dieser Fall eintritt, läßt der Mikrokontroller keine weiteren Spülungen mehr zu. In beiden Fällen muß der Mikrokontroller nach Behebung der Störung des Was­ serabflusses von Hand zurückgesetzt werden.

Claims (9)

1. Verfahren zur Steuerung der Spülung eines Urinals durch Messen der Leitfähigkeit der im Geruchsverschluß befindlichen Flüssigkeit mittels mindestens zwei Elek­ troden und Auslösung eines Spülvorganges nach dem Un­ terschreiten oder Überschreiten eines vorgegebenen Leitfähigkeitswertes der Flüssigkeit, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Elektrode als Bezugselektrode auf der Einlaufseite des Geruchsverschlusses und die an­ dere Elektrode jenseits des Überlaufniveaus des Ge­ ruchsverschlusses auf dessen Auslaufseite angeordnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spülvorgang ausgelöst wird, sobald der Leitfähig­ keitswert nach einem Anstieg wieder sinkt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß eine dritte Elektrode einlaufseitig auf einem höheren Niveau als die Bezugselektrode, jedoch unter­ halb des Überlaufniveaus des Geruchsverschlusses, an­ geordnet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spülvorgang ausgelöst wird, sobald der Leitfähig­ keitswert zwischen der Bezugselektrode und der dritten Elektrode unter einen vorgegebenen Wert sinkt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslösen eines Spülvorganges verhindert oder ein ausgelöster Spülvorgang abgebro­ chen wird, wenn der Leitfähigkeitswert zwischen der Bezugselektrode und der zweiten Elektrode während einer vorgegebenen Zeit oberhalb eines vorgegebenen Wertes bleibt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine bei steigender Leitfähigkeit zwischen der Bezugselektrode und der zweiten Elektrode fallende Spannung erzeugt und mit einer nachführbaren Referenzspannung verglichen wird und daß bei Feststel­ lung einer anschließend sinkenden Leitfähigkeit ent­ sprechend einer steigenden und den erreichten Refe­ renzwert übersteigenden Spannung nach einer Verzöge­ rungszeit ein Spülvorgang vorgegebener Dauer ausgelöst wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine bei steigender Leitfähigkeit zwischen der Bezugselektrode und der dritten Elektrode fallende Spannung erzeugt und mit einer der Leitfähig­ keit von mit Urin vermengtem Wasser entsprechenden Referenzspannung verglichen wird und daß bei Unter­ schreitung der Referenzspannung nach einer Verzöge­ rungszeit ein Spülvorgang vorgegebener Dauer ausgelöst wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine bei sinkender Leitfähigkeit zwischen der Bezugselektrode und der dritten Elektrode eine steigende Spannung erzeugt und mit einer der Leitfähigkeit zwischen der Bezugselektrode und der dritten Elektrode entsprechenden Referenzspannung ver­ glichen wird, die höher als die Spannung ist die sich einstellt, wenn die dritte Elektrode von Wasser be­ deckt ist, und daß ein Spülvorgang ausgelöst wird, wenn die Spannung zwischen der Bezugselektrode und der dritten Elektrode diese Referenzspannung übersteigt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösung des Spülvorganges nach dem Anspruch 6 mit der höchsten Priorität nach dem Anspruch 7 mit der zweithöchsten Priorität und nach dem Anspruch 8 mit der niedrigsten Priorität vor­ genommen wird.