DE10146086A1

DE10146086A1 - Sensor für Wasserenthärter

Info

Publication number: DE10146086A1
Application number: DE10146086A
Authority: DE
Inventors: Klaus Zucholl
Original assignee: Aweco Appliance Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Aweco Appliance Systems GmbH and Co KG
Priority date: 2001-09-19
Filing date: 2001-09-19
Publication date: 2003-04-03

Abstract

Es wird ein Sensor zur Überwachung und Regelung von Wasserenthärtungsanlagen, insbesondere in Geschirrspülmaschinen und Waschmaschinen, auf der Basis von Leitfähigkeitsmessungen vorgeschlagen, der eine vereinfachte und störsichere Leitwertmessung beinhaltet. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das Sensorelement aus einer Ionenaustauschmembran besteht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor zur Überwachung und Regelung von Wasserenthärtungsanlagen, insbesondere in Geschirrspülmaschinen und Waschmaschinen.
Aus EP 0900765 A2 ist ein Sensor bekannt, der die Leitfähigkeitsänderung des Ionenaustauschers in Abhängigkeit von seinem Beladungsgrad mit Härtebildnern mißt. Zur Auswertung wird ein mathematisches Ersatzschaltbild berechnet und die Störgrößen der Leitwertmessung, wie die Änderung der Leitfähigkeit mit der Temperatur oder eine wechselnde Wasserleitfähigkeit herausgerechnet.
Nachteilig am Stand der Technik ist der relativ große meßtechnische Aufwand, der bei Haushaltgeräten durch die meist nicht vorhandene elektrische Netztrennung mitverursacht wird, sowie der störende Einfluß von Luft in der Enthärterschüttung, die durch die wasserseitige Netztrennung (Luftstrecke) in den Wasserstrom eingesaugt wird. Dies führt zu stark schwankenden Leitwertmessungen, die softwaremäßig geglättet werden müssen.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen in einer vereinfachten, störsicheren Leitwertmessung.
Die Vorteile werden dadurch erreicht, daß dem Enthärter ein Sensormodul nachgeschaltet wird und hierin die Leitwertänderung einer Ionenaustauschermembran bestimmt wird. Der Einsatz einer Membran oder einer anderen, homogen Ionenaustauscherform (Stab, Platte etc.) bewirkt eine hohe Störsicherheit insbesondere gegenüber Luft, da es hierin keine makroskopischen Korngrenzen gibt, in die sich Luft einlagern kann. Weiterhin findet an dem Sensor nur ein sehr geringer Druckabfall während des Wasserdurchflusses statt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, aus denen sich weitere wichtige Merkmale ergeben.
Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Ausführungsform der Erfindung.
Der Sensor besteht aus einer Ionenaustauschermembran (1) die mit zwei Elektroden (2) und (3) an den Enden kontaktiert wird und in einem Gehäuse (4) mit Wassereinlaß (8) und Wasserauslaß (9) angeordnet ist. Optional können im Gehäuse (5) ein weiteres Elektrodenpaar (5, 6) sowie ein Temperaturfühler (7) angebracht sein. Der Sensor wird dem Wasserenthärter vorzugsweise nachgeschaltet. Die Ionenaustauschermembran ist chemisch ähnlich wie der Ionenaustauscher des Enthärters zusammengesetzt. In der Regel werden hier Sulfongruppen als Austauschzentren eingesetzt.
Nach Inbetriebnahme des Enthärters liefert dieser am Ausgang ein Wasser mit einer sehr geringen Konzentration an Härtebildnern. Die Ionenaustauschermembran befindet sich in der elektrisch gut leitenden Na-Form. Sobald der Wasserenthärter erschöpft ist, steigt die Konzentration an Härtebildnern stark an und dies bewirkt die Umwandlung der Ionenaustauschermembran in die Ca- bzw. Mg-Form, die elektrisch weniger leitfähig ist. Diese deutliche Leitfähigkeitsänderung wird an den Elektroden (3, 4) gemessen und zur Regelung des Enthärters herangezogen. Da die Leitfähigkeit jedoch stark temperaturabhängig ist, und die Wasserleitfähigkeit den Meßwert ebenfalls beeinflußt, kann diese Störung durch Messung der Temperatur und des Wasserleitwerts mit dem Elektrodenpaar (5, 6) und Anwendung eines Ersatzschaltbilds analog zu EP 0900765 A2 ausgewertet werden.
Alternativ können die beiden Meßstrecken (3, 4) und (5, 6) auch in einer Brückenschaltung angeordnet sein. Da beide Meßstrecken den gleichen Störgrößen ausgesetzt sind, mitteln sich diese heraus und aus der Brückenverstimmung kann die Beladung der Austauschermembran mit Härtebildnern berechnet und zur Enthärterregelung herangezogen werden.
Alternativ können weiterhin zwei Sensorelemente zur Enthärterüberwachung eingesetzt werden, wobei eines vor und das andere nach dem Enthärter angeordnet ist. Da auch hier die Störgrößen auf beide Sensoren gleichermaßen wirken, werden diese wirksam unterdrückt, wenn man das Verhältnis der Leitwerte der beiden Sensoren für die Enthärterregelung auswertet.
Wenn der Wasserenthärter mit Kochsalz regeneriert wird, wird die Ionenaustauschermembran ebenfalls wieder in die Na-Form überführt und kann für den nächsten Betriebszyklus genutzt werden.
Es ist leicht einsehbar, daß die Ionenaustauschermembran beliebig ausgeformt sein kann, z. B. an der Gehäusewandung umlaufend anliegend oder daß ein stabförmiges Ionenaustauschermaterial eingesetzt wird.

Claims

1. Sensor für Wasserenthärter, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement aus einer Ionenaustauschermembran besteht.

2. Sensor für Wasserenthärter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement zur Leitwertmessung mit Elektroden kontaktiert wird.

3. Sensor für Wasserenthärter nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Referenzstrecke zur Messung der Wasserleitfähigkeit enthalten ist.

4. Sensor für Wasserenthärter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturfühler enthalten ist.

5. Sensor für Wasserenthärter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus zwei Sensorelementen nach einem der Ansprüche 1 bis 4 besteht, einem vor und einem nach dem Wasserenthärter, gebildet wird.

6. Sensor für Wasserenthärter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Enthärter nachgeschaltete Sensorelement durch die Regenerierflüssigkeit des Enthärters regeneriert wird.