DE102006004340A1

DE102006004340A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung einer Verkalkung eines Behälters, insbesondere eines Gargeräts

Info

Publication number: DE102006004340A1
Application number: DE200610004340
Authority: DE
Inventors: Bruno Maas; Erwin Schuller
Original assignee: Rational AG
Current assignee: Rational AG
Priority date: 2006-01-30
Filing date: 2006-01-30
Publication date: 2007-08-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Verschmutzung eines Behälters, insbesondere eines Gargeräts, in Form einer Erkennung einer Ablagerungsschicht innen an einer Wand des Behälters während eines zumindest teilweisen Auffüllens des Behälters mit einer Flüssigkeit, umfassend die folgenden Schritte: a) Erfassen eines ersten Zeitpunkts, an dem die Flüssigkeit in Wechselwirkung mit zumindest einem ersten, berührungslosen, außen an einer Wand des Behälters oder außen an einer Zuleitung zu dem Behälter angebrachten Sensor tritt, über eine Veränderung eines ersten Ausgangssignals des zumindest einen ersten Sensors; b) Erfassen eines zweiten Zeitpunkts, an dem die Flüssigkeit in Wechselwirkung mit zumindest einem zweiten, berührungslosen, außen an einer Wand des Behälters angebrachten Sensor tritt, über eine Veränderung eines zweiten Ausgangssignals des zumindest einen zweiten Sensors, wobei beim Befüllen des Behälters die Flüssigkeit zuerst in Wechselwirkung mit dem zumindest einen ersten Sensor und anschließend in Wechselwirkung mit dem zumindest einen zweiten Sensor tritt, so daß der zweite Zeitpunkt zeitlich hinter dem ersten Zeitpunkt liegt; und c) Bestimmen des Vorhandenseins und/oder zumindest einer Eigenschaft der Ablagerungsschicht in Abhängigkeit von dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt; und eine Vorrichtung zum Durchführen solch eines Verfahrens, insbesondere als Teil eines Gargerätes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung einer Verschmutzung, insbesondere in Form einer Verkalkung, eines Behälters, insbesondere eines Gargeräts.

Im Stand der Technik ist es beispielsweise aus der US 3,937,920 bekannt, über zwei Elektroden, die in einem Behälter angeordnet sind, einen Verkalkungsgrad festzustellen, nämlich über einen Stromfluß zwischen den Elektroden durch sich in dem Behälter befindliches Was ser. Die Meßmethode basiert auf der Feststellung, daß verkalktes Wasser eine höhere Leitfähigkeit als nicht verkalktes Wasser aufweist.

Nachteilig an dem bekannten Verfahren ist, daß die Elektroden in dem Behälter eingebracht werden müssen, so daß für diese Elektroden spezielle Öffnungen in dem Behälter vorhanden sein müssen. Zudem besteht der Nachteil, daß die Elektroden durch das Wasser angegriffen werden können, so daß unter Umständen die Elektroden nach einer gewissen Zeit ausgetauscht werden müssen. Nachteilig ist es insbesondere, daß sich durch den unmittelbaren Kontakt mit dem Wasser und bei hohen Temperaturen (100°C) Kalkschichten an den Elektroden ablagern können, die zur Abschwächung der Signalerfassung bis hin zum Nichterkennen des Wasserstandes führen. Ferner kann mit dem Verfahren der US 3,937,920 auch nur ein Verkalkungsgrad von Wasser an sich gemessen werden und nicht das Vorhandensein oder gar die Dicke einer Kalkschicht auf einer Behälterwand. Im übrigen beeinflussen mehrere Parameter die Leitfähigkeit zwischen zwei Elektroden, nämlich zumindest der Wasserstand und der Verkalkungsgrad, was die Auswertung des bekannten Verfahrens erschwert.

Ferner ist es aus der WO 03/052933 A2 bekannt, zur berührungslosen Messung eines Wasserstands in einem Behälter einen kapazitiven Sensor zu verwenden. Ein solcher Wasserstandssensor weist zum einen gegenüberliegende Kondensatorplatten auf, zwischen denen Wasser aus dem Behälter eindringen kann, so daß sich je nach Wasserstand die Kapazität eines die Kondensatorplatten umfassenden Kondensators ändert. Über diese Kapazitätsänderung wird der Wasserstand festgestellt. Allerdings weist die Vorrichtung den Nachteil auf, daß nicht nur ein komplizierter Aufbau vorliegt, sondern auch eine Kalkablagerung an einer Wand des Behälters nicht festgestellt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung einer Verschmutzung, insbesondere Verkalkung, zu liefern, das besonders einfach und verläßlich arbeitet bzw. einen robusten und einfachen Aufbau aufweißt, der zudem jederzeit nachrüstbar ist.

Die das Verfahren betreffende Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Erkennung einer Verschmutzung eines Behälters, insbesondere eines Gargeräts, in Form einer Erkennung einer Ablagerungsschicht innen an einer Wand des Behälters während eines zumindest teilweisen Auffüllens des Behälters mit einer Flüssigkeit, umfassend die folgenden Schritte:

a) Erfassen eines ersten Zeitpunkts, an dem die Flüssigkeit in Wechselwirkung mit zumindest einem ersten, berührungslosen, außen an einer Wand des Behälters oder außen an einer Zuleitung zu dem Behälter angebrachten Sensor tritt, über eine Veränderung eines ersten Ausgangssignals des zumindest einen ersten Sensors;
b) Erfassen eines zweiten Zeitpunkts, an dem die Flüssigkeit in Wechselwirkung mit zumindest einem zweiten, berührungslosen, außen an einer Wand des Behälters angebrachten Sensor tritt, über eine Veränderung eines zweiten Ausgangssignals des zumindest einen zweiten Sensors, wobei beim Befüllen des Behälters die Flüssigkeit zuerst in Wechselwirkung mit dem zumindest einen ersten Sensors und anschließend in Wechselwirkung mit dem zumindest einen zweiten Sensor tritt, so daß der zweite Zeitpunkt zeitlich hinter dem ersten Zeitpunkt liegt; und
c) Bestimmen des Vorhandenseins und/oder zumindest einer Eigenschaft der Ablagerungsschicht in Abhängigkeit von dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt.

Dabei kann vorgesehen sein, daß im Schritt c) eine erste Zeitdifferenz zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt ausgewertet wird.

Ferner wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß im Schritt c) ein Vergleich des ersten und/oder zweiten Zeitpunktes mit zumindest einem entsprechenden Wert, der bei einem Füllvorgang des Behälters im wesentlichen ohne Ablagerungsschicht erfaßt worden ist, durchgeführt wird.

Mit der Erfindung wird auch vorgeschlagen, daß im Schritt c) ein Flüssigkeitsdruck in einer Zuleitung zum Auffüllen des Behälters berücksichtigt wird, wobei der Flüssigkeitsdruck vorzugsweise unter Messung einer zweiten Zeitdifferenz zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt in dem Fall, in dem der Behälter im wesentlichen keine Ablagerungsschicht aufweist, bestimmt wird.

Bevorzugt ist erfindungsgemäß, daß im Schritt c) als Eigenschaft der Ablagerungsschicht die Dicke derselben zumindest im Bereich des ersten und/oder zweiten Sensors bestimmt wird.

Ausführungsformen der Erfindung können dadurch gekennzeichnet sein, daß der Behälter bis zum zweiten Zeitpunkt mit der Flüssigkeit aufgefüllt wird und vorzugsweise anschließend das entsprechende Füllniveau zum zweiten Zeitpunkt zumindest zeitweise geregelt aufrechterhalten wird.

Ferner kann vorgesehen sein, daß bei Feststellung einer bestimmten Eigenschaft der Ablagerungsschicht, vorzugsweise in Form eines bestimmten Verkalkungsgrads, ein Reinigungsverfahren, vorzugsweise in Form eines Entkalkungsverfahrens, automatisch durchgeführt wird und/oder ein Hinweis an eine Bedienperson über eine Ausgabe- und/oder Anzeigeeinheit ausgegeben wird.

Dabei kann vorgesehen sein, daß der Hinweis zumindest eine Information über den Zeitpunkt der Durchführung des Reinigungsverfahrens und/oder zumindest eines Parameters desselben, wie Art, Menge und/oder Dosierung eines zu verwendenden Reinigungsmittels, insbesondere Entkalkungsmittels, Dauer der Reinigung und/oder Anzahl der Reinigungsschritte enthält.

Die die Vorrichtung betreffende Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Erkennung einer Ablagerungsschicht in einem Behälter, insbesondere zum Durchführen eines Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend zumindest einen ersten berührungslosen Sensor und zumindest einen zweiten berührungslosen Sensor außerhalb des Behälters, wobei sich die Ausgabesignale des zumindest einen ersten und des zumindest einen zweiten berührungslosen Sensors bei Wechselwirkung mit einer Flüssigkeit in dem Behälter ändern, die Sensoren derart angeordnet sind, daß bei einem zumindest teilweisen Füllen des Behälters mit der Flüssigkeit diese zuerst in Wechselwirkung mit dem zumindest einen ersten Sensor und anschließend in Wechselwirkung mit dem zumindest einen zweiten Sensor tritt, und die Sensoren mit einer Steuer- oder Regeleinrichtung in Wirkverbindung stehen, die dazu geeignet ist, aus einem ersten Zeitpunkt, an dem die Flüssigkeit in Wechselwirkung mit dem zumindest einen ersten berührungslosen Sensor tritt, und einem zweiten Zeitpunkt, an dem die Flüssigkeit in Wirkverbindung mit dem zumindest einen zweiten berührungslosen Sensor tritt, das Vorhandensein und/oder zumindest eine Eigenschaft der Ablagerungsschicht zu bestimmen.

Dabei kann vorgesehen sein, daß der zumindest eine erste berührungslose Sensor außen an einer Zuleitung und der zumindest eine zweite berührungslose Sensor außen an dem Behälter angeordnet sind.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß der zumindest eine erste berührungslose Sensor außen an einer Zuleitung und der zumindest eine zweite berührungslose Sensor außen an dem Behälter angeordnet sind.

Mit der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, daß einen dritten berührungslosen Sensor stromaufwärts des zweiten berührungslosen Sensors außen am Behälter, vorzugsweise in Wirkverbindung mit der Steuer- oder Regeleinrichtung.

Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, daß eine Heizeinrichtung für den Behälter derart angeordnet ist, daß im Bereich des zumindest einen ersten berührungslosen Sensors an der Zuleitung die Flüssigkeit nicht aufgeheizt wird und sich somit im wesentlichen keine Ablagerungsschicht ablagert.

Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zwei außen an dem Behälter angeordnete Sensoren benachbart zueinander, insbesondere sich zumindest teilweise berührend, angeordnet sind.

Auch kann vorgesehen sein, daß der zumindest eine erste, zweite und/oder dritte berührungslose Sensor ein kapazitiver und/oder induktiver Sensor ist.

Dabei kann vorgesehen sein, daß ein elektrisches oder magnetischen Feld des zumindest einen ersten, zweiten und/oder dritten Sensors nach innen gerichtet ist.

Ferner wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß die Flüssigkeit Wasser ist.

Bevorzugt ist erfindungsgemäß, daß der Behälter von einem Dampferzeuger eines Gargeräts umfaßt ist.

Die Ablagerungsschicht kann dabei eine Kalkschicht sein.

Ferner kann vorgesehen sein, daß eine Zuleitung oberhalb oder unterhalb des zumindest einen zweiten Sensors in den Behälter mündet.

Erfindungsgemäß wird auch vorgeschlagen, daß eine Anzeige- und/oder Ausgabeeinheit und/oder eine Entkalkungsvorrichtung, mit der Steuer- oder Regeleinrichtung und/oder dem ersten, zweiten und/oder dritten Sensor in Wirkverbindung stehend.

Schließlich ist noch bevorzugt, daß die Steuer- oder Regeleinrichtung in einem mit einer Steuer- oder Regeleinheit des Gargeräts ausgeführt ist.

Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß über die Messung von zwei Zeitpunkten, nämlich einem ersten Zeitpunkt, an dem eine Flüssigkeit in Wechselwirkung mit zumindest einem ersten berührungslosen Sensor tritt, und einem zweiten Zeitpunkt, an dem die Flüssigkeit in Wechselwirkung mit zumindest einem zweiten berührungslosen Sensor tritt, jeweils über eine Änderung von Ausgangssignale der Sensoren, eine Ablagerungs- bzw. Kalkschicht an einer Behälterinnenwand festgestellt werden kann. Die Sensoren sind dazu derart angeordnet, daß bei einem Füllen des Behälters zuerst die Flüssigkeit in Wechselwirkung mit dem ersten Sensor und anschließend mit dem zweiten Sensor tritt.

Es sind unterschiedliche Anordnungen erfindungsgemäß möglich. So können der erste und zweite Sensor außen an einer Behälterwand angeordnet sein, oder es kann der erste Sensor außen an einer Zuleitung des Behälters und der zweite Sensor außen an der Behälterwand angeordnet sein.

Mit „Wechselwirkung" ist gemeint, daß der Sensor, wie beispielsweise der erste oder zweite Sensor, eine Anwesenheit von einer Flüssigkeit in seinem jeweiligen Sensorwirkbereich fühlt, so daß dieser Sensor sein Ausgangssignal ändert. Um eine genaue Messung der Ablagerungsschicht zu erreichen, ist es vorteilhaft, eine Kalibrierung mit dem Behälter in einem nicht verkalkten Zustand durchzuführen, beispielsweise unter Berechnung eines Flüssigkeitsdruck der beim Befüllen des Behälters in den Behälter strömenden Flüssigkeit.

Durch eine Ablagerungs- bzw. Kalkschicht an einer Behälterwand und/oder einem Boden des Behälters kann sich eine Zeitdifferenz zwischen den zwei zuvor beschriebenen Zeitpunkten im Vergleich zu der Situation ohne Ablagerungs- bzw. Kalkschicht verkürzen, nämlich bei gleichbleibendem Flüssigkeitsdruck in der Befüllungsleitung des Behälters.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen im einzelnen erläutert werden. Dabei zeigt:
1 eine Schnittdarstellung einer ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung;
2a eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts von 1 ohne Kalkablagerung;
2b eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts von 1 mit Kalkablagerung;
3a eine Schnittdarstellung einer zweiten erfindungsgemäße Vorrichtung ohne Kalkablagerung; und
3b eine Darstellung wie 3a, jedoch mit Kalkablagerung.
Gemäß 1 umfaßt eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere als Teil eines Dampferzeugers eines Gargeräts, einen Behälter 1 mit einer Wand 3, an der ein erster berührungsloser Sensor 10 und ein zweiter berührungslose Sensor 20 angeordnet sind, und zwar übereinander außerhalb des Behälters 1. Der Behälter 1 wird immer derart mit Wasser 5 über eine Zuleitung 6 aufgefüllt, daß sich das Niveau des Wassers 5 zwischen dem ersten Sensor 10 und dem zweiten Sensor 20 befindet.
Zur Erläuterung der Funktion der ersten Vorrichtung ist in den 2a und 2b jeweils eine vergrößerte Darstellung des ersten und zweiten Sensors 10, 20, die jeweils kapazitive Sensoren sind und ein nach innen gerichtetes elektrisches Feld 12, 22 aufweisen, und deren durch die Felder 12, 22 bestimmten Wirkbereiche.
Wenn also der Behälter 1 erstmals, d.h. entweder unmittelbar nach Herstellung oder nach einer gründlichen Innenreinigung, während der im wesentlichen alle möglichen Ablagerungen von seiner Wand 3 entfernt worden sind, mit Wasser 5 gefüllt wird, tritt das Wasser 5, wie in 2a zu sehen ist, an einem ersten Zeitpunkt, nämlich beim Überschreiten eines Niveaus A, in Wechselwirkung mit dem ersten Sensor 10, indem das Wasser 5 die Permittivität des elektrischen Feldes 12 des ersten Sensors 10 ändert. Zu diesem ersten Zeitpunkt gibt der erste Sensor 10 sogleich ein verändertes Ausgangssignal an eine nicht gezeigte Regel- oder Steuereinheit ab. Wird der Behälter 1 weiter gefüllt, und zwar bis der zweite Sensor 20, der funktional genauso wie der erste Sensor 10 aufgebaut ist, an einem zweiten Zeitpunkt der Regel- oder Steuereinheit meldet, daß das Wasser ein Niveau B und somit den Wirkbereich des zweiten Sensors 20 erreicht hat, so wird eine Wasserzufuhr abgeschaltet, so daß ein Bereich 7 der Wand 3 im Wirkbereich des zweiten Sensors 20 nicht mit Wasser bedeckt wird. Die Zeitdifferenz zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt im neuen, unverkalkten Zustand des Behälters 1 oder ein daraus errechneter Wasserdruck werden in der Steuer- oder Regeleinheit gespeichert.
In 2b ist nunmehr gezeigt, welchen Einfluß eine Kalkschicht 30, die sich im Betrieb des Behälters 1 auf der Wand 3 desselben abgelagert hat, ausübt. Der Bereich 7 der Wand 3 weist keine Kalkschicht auf, da dieser nicht mit Wasser 5 bedeckt wird, jedoch verringert die Kalkschicht 30, die dem Wasser 5 nur noch in einem reduzierten Umfang eine Wechselwirkung mit dem ersten Sensor 10 ermöglicht, den Wirkbereich des ersten Sensors 10. Die Kalkschicht 30 hat dabei eine Permittivität in einer Größenordnung der von Luft, so daß auch mit der Kalkschicht 30 die Anwesenheit von Wasser 5 im Wirkbereich des ersten Sensors 10 erkannt werden kann. Wird also in den verkalkten Behälter 1 Wasser 5 eingefüllt, erkennt der erste Sensor 10 aufgrund der nach innen gerichteten Feldlinien des elektrischen Felds 12 das Wasser erst ab einem Niveau A', das oberhalb des Niveaus A ohne Kalkschicht 30 (siehe 2a) liegt, zu einem modifizierten ersten Zeitpunkt, der hinter dem mit Bezug auf 2a beschriebenen ersten Zeitpunkt jedoch vor dem dort beschriebenen zweiten Zeitpunkt liegt. Wird nun Wasser, wie im vorherigen Fall, weiter eingefüllt, so erkennt der zweite Sensor 20 zum zweiten Zeitpunkt das Passieren des Niveaus B. Im Bereich 7 der Wand 3 vor dem zweiten Sensor 20 ist nämlich kein Kalk abgelagert, da das Niveau des Wassers stets zwischen den beiden Sensoren 10, 20 gehalten wird, so daß das Wasserniveau B der 2b dem Wasserniveau B der 2a entspricht.
Wenn das Wasser 5 somit mit dem gleichen Wasserdruck sowohl im verkalkten als auch im unverkalkten Zustand in den Behälter 1 gefüllt wird, so verringert sich die Zeitdifferenz zwischen einem Erkennen von Wasser durch den ersten Sensor 10, also dem ersten Zeitpunkt, und dem zweiten Sensor 20, also dem zweiten Zeitpunkt, aufgrund eines geringeren Niveauunterschieds B-A' im verkalktem Zustand im Vergleich zum Niveauunterschied B-A im unverkalkten Zustand. Das heißt, daß die Zeitdifferenz zwischen der Schaltzeit des ersten Sensors 10, also dem ersten Zeitpunkt, und der Schaltzeit des zweiten Sensors 20, also dem zweiten Zeitpunkt, ein Maß für den Kalkaufbau innerhalb des Behälters 1 ist.
In einer Ausführungsform der ersten Vorrichtung kann das elektrische Feld 12 des ersten Sensors 10 derart eingestellt werden, daß bei einer bestimmten Stärke der Kalkschicht 30 kein Wasser 5 mehr in Wechselwirkung mit dem ersten Sensor 10 tritt, sondern nur noch mit dem zweiten Sensor 20. Auch über dieses Merkmal läßt sich eine Kalkschicht 30 feststellen. In diesem Fall ist die Zeitdifferenz zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt zwar nicht explizit meßbar, allerdings implizit, da zum zweiten Zeitpunkt der erste Zeitpunkt schon eingetreten sein müßte, nämlich spätestens dann, wenn das Wasser das Niveau erreicht, bei dem das elektrische Feld 12 des ersten Sensors 10 am weitesten in den Behälter 1 hineinragt.
In einer zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung, beispielsweise ebenfalls als Teil eines Dampferzeugers, wie in den 3a und 3b gezeigt, wird ein Behälter 101 mit einer Behälterwand 103 mit Wasser 105 gefüllt. Ferner weist der Behälter 101 eine Zuleitung 107 auf, an der ein erster Sensor 110 angeordnet ist. An der Wand 103 des Behälters 101 ist ein zweiter Sensor 120 angeordnet. Zudem kann noch ein dritter Sensor 130 ebenfalls an der Wand des Behälters 101 angeordnet sein. Der erste Sensor 110, der zweite Sensor 120 und gegebenenfalls der dritte Sensor 130 sind an der Außenseite der Wand 103 des Behälters 101 angeordnet bzw. an der Außenseite der Zuleitung 107, ohne daß die Wand 103 des Behälters 101 bzw. die Wand der Zuleitung 107 eine Öffnung oder dergleichen aufweist. Es handelt sich, ebenso wie bei der ersten Vorrichtung, bei dem ersten, zweiten und dritten Sensor 110, 120 und 130 um kapazitive Sensoren. Stromaufwärts zu dem ersten Sensor 110 ist zudem ein nicht gezeigtes Ventil angeordnet, über das der Zulauf von Wasser 105 geregelt bzw. an- und abgestellt werden kann.
In einem sauberen bzw. neuen Zustand des Behälters 101, in dem er noch nicht verkalkt ist (siehe 3a), wird die erfindungsgemäße Vorrichtung kalibriert. Dazu erfaßt zuerst der erste Sensor 110 an einem ersten Zeitpunkt ein Vorhandensein von Wasser 105 und zu einem späteren, zweiten (dritten) Zeitpunkt erfaßt der zweite (dritte) Sensor 120 (130) ebenfalls ein Vorhandensein des Wassers 105. Über das bekannte Füllvolumen des Behälters 101 kann nunmehr der Wasserdruck oder eine Zeitdifferenz zwischen dem ersten Zeitpunkt des Wassererfassens und dem zweiten (dritten) Zeitpunkt des Wasserfassens berechnet sowie in einer nicht gezeigten Steuer- oder Regeleinheit abgespeichert werden.
In 3b ist der gleiche Behälter wie in 3a zu sehen, jedoch nach Ablagerung einer Kalkschicht 140 innen an der Wand 103. In dem Zulauf 107 bildet sich keine Kalkschicht, da dieser in der Regel nicht beheizt wird. Der erste Sensor 110 sollte also vorzugsweise an einer Stelle in der Zuleitung 107 angeordnet sein, über die der Behälter 101 mit Wasser gefüllt wird, sich jedoch möglichst kein Kalk ablagert. Wird nunmehr der Behälter 101 im verkalkten Zustand mit Wasser befüllt, so hat sich das zu befüllende Volumen des Behälters 101 durch die Kalkschicht 140 verringert. Da der Wasserdruck beim Füllen des Behälters 101 konstant gehalten wird und sich der Behälter 101 aufgrund des geringeren Volumens schneller füllt, verkürzt sich somit die Zeitdifferenz zwischen dem Sensieren des Wassers am ersten Sensor 110, also dem ersten Zeitpunkt, und am zweiten Sensor 120 (am dritten Sensor 130), also dem zweiten (dritten) Zeitpunkt. Über einen Vergleich zwischen dem Sensieren von Wasser im unverkalkten Zustand und im verkalkten Zustand über den ersten, zweiten und/oder dritten Sensor 110, 120, 130 kann somit der Kalkaufbau bzw. die Kalkschicht 140 festgestellt und berechnet werden.
In der zweiten Vorrichtung kann es zudem vorteilhaft sein, daß keine genaue Füllhöhe wie bei der ersten Vorrichtung eingehalten werden muß, damit beispielsweise der Wirkbereich des zweiten Sensors 120 nicht völlig verkalkt.
Der Wert des Wasserdrucks kann für eine Selbstreinigung des Behälters oder anderer Systeme in dem Gargerät, in dem der Behälter 1, 101 eingebaut ist, verwendet werden. Ferner kann auch die Information über die Volumenabnahme durch die Kalkschicht 90, 140 für ein Kalkdiagnosesystem, insbesondere für eine Anzeige, verwendet werden. Vorteilhafterweise wird mit einem Gargerät, das über die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erkennung einer Ablagerungsschicht verfügt, nicht automatisch nach einer bestimmten Anzahl von Betriebsstunden entkalkt, sondern nur, wenn sich eine bestimmte Ablagerungsschicht, also Kalkschicht, aufgebaut hat.
Alle zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung können sowohl mit kapazitiven als oder auch mit induktiven Sensoren betrieben werden. Selbstverständlich können auch die Meßverfahren zur Erfassung einer Verkalkung der beschriebenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden.
Die in der voranstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihrer verschiedenen Ausführungsformen wesentlich.

1: Behälter
3: Wand
5: Wasser
6: Zuleitung
7: Bereich
10: Sensor
12: elektrisches Feld
20: Sensor
22: elektrisches Feld
30: Kalkschicht
101: Behälter
103: Wand
105: Wasser
107: Zuleitung
110: Sensor
120: Sensor
130: Sensor
140: Kalkschicht
A, A': Niveau
B: Niveau

Claims

Verfahren zur Erkennung einer Verschmutzung eines Behälters, insbesondere eines Gargeräts, in Form einer Erkennung einer Ablagerungsschicht innen an einer Wand des Behälters während eines zumindest teilweisen Auffüllens des Behälters mit einer Flüssigkeit, umfassend die folgenden Schritte: a) Erfassen eines ersten Zeitpunkts, an dem die Flüssigkeit in Wechselwirkung mit zumindest einem ersten, berührungslosen, außen an einer Wand des Behälters oder außen an einer Zuleitung zu dem Behälter angebrachten Sensor tritt, über eine Veränderung eines ersten Ausgangssignals des zumindest einen ersten Sensors; b) Erfassen eines zweiten Zeitpunkts, an dem die Flüssigkeit in Wechselwirkung mit zumindest einem zweiten, berührungslosen, außen an einer Wand des Behälters angebrachten Sensor tritt, über eine Veränderung eines zweiten Ausgangssignals des zumindest einen zweiten Sensors, wobei beim Befüllen des Behälters die Flüssigkeit zuerst in Wechselwirkung mit dem zumindest einen ersten Sensors und anschließend in Wechselwirkung mit dem zumindest einen zweiten Sensor tritt, so daß der zweite Zeitpunkt zeitlich hinter dem ersten Zeitpunkt liegt; und c) Bestimmen des Vorhandenseins und/oder zumindest einer Eigenschaft der Ablagerungsschicht in Abhängigkeit von dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkkt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt c) eine erste Zeitdifferenz zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt c) ein Vergleich des ersten und/oder zweiten Zeitpunktes mit zumindest einem entsprechenden Wert, der bei einem Füllvorgang des Behälters im wesentlichen ohne Ablagerungsschicht erfaßt worden ist, durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt c) ein Flüssigkeitsdruck in einer Zuleitung zum Auffüllen des Behälters berücksichtigt wird, wobei der Flüssigkeitsdruck vorzugsweise unter Messung einer zweiten Zeitdifferenz zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt in dem Fall, in dem der Behälter im wesentlichen keine Ablagerungsschicht aufweist, bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt c) als Eigenschaft der Ablagerungsschicht die Dicke derselben zumindest im Bereich des ersten und/oder zweiten Sensors bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter bis zum zweiten Zeitpunkt mit der Flüssigkeit aufgefüllt wird und vorzugsweise anschließend das entsprechende Füllniveau zum zweiten Zeitpunkt zumindest zeitweise geregelt aufrechterhalten wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Feststellung einer bestimmten Eigenschaft der Ablagerungsschicht, vorzugsweise in Form eines bestimmten Verkalkungsgrads, ein Reinigungsverfahren, vorzugsweise in Form eines Entkalkungsverfahrens, automatisch durchgeführt wird und/oder ein Hinweis an eine Bedienperson über eine Ausgabe- und/oder Anzeigeeinheit ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hinweis zumindest eine Information über den Zeitpunkt der Durchführung des Reinigungsverfahrens und/oder zumindest eines Parameters desselben, wie Art, Menge und/oder Dosierung eines zu verwendenden Reinigungsmittels, insbesondere Entkalkungsmittels, Dauer der Reinigung und/oder Anzahl der Reinigungsschritte enthält.
Vorrichtung zur Erkennung einer Ablagerungsschicht (30, 140) in einem Behälter (1, 101), insbesondere zum Durchführen eines Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend zumindest einen ersten berührungslosen Sensor (10, 110) und zumindest einen zweiten berührungslosen Sensor (20, 120, 130) außerhalb des Behälters 1, 101), wobei sich die Ausgabesignale des zumindest einen ersten und des zumindest einen zweiten berührungslosen Sensors (10, 20, 110, 120, 130) bei Wechselwirkung mit einer Flüssigkeit (5, 105) in dem Behälter (1, 101) ändern, die Sensoren (10, 20, 110, 120) derart angeordnet sind, daß bei einem zumindest teilweisen Füllen des Behälters (1, 101) mit der Flüssigkeit (5, 105) diese zuerst in Wechselwirkung mit dem zumindest einen ersten Sensor (10, 110) und anschließend in Wechselwirkung mit dem zumindest einen zweiten Sensor (20,120, 130) tritt, und die Sensoren (10, 20, 110, 120, 130) mit einer Steuer- oder Regeleinrichtung in Wirkverbindung stehen, die dazu geeignet ist, aus einem ersten Zeitpunkt, an dem die Flüssigkeit in Wechselwirkung mit dem zumindest einen ersten berührungslosen Sensor (10, 110) tritt, und einem zweiten Zeitpunkt, an dem die Flüssigkeit in Wirkverbindung mit dem zumindest einen zweiten berührungslosen Sensor (20, 120, 130) tritt, das Vorhandensein und/oder zumindest eine Eigenschaft der Ablagerungsschicht (30, 140) zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine erste berührungslose Sensor (10) und der zumindest eine zweite berührungslose Sensor (20) außen an dem Behälter (1) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine erste berührungslose Sensor (110) außen an einer Zuleitung (107) und der zumindest eine zweite berührungslose Sensor (120, 130) außen an dem Behälter (101) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, gekennzeichnet durch einen dritten berührungslosen Sensor (130) stromaufwärts des zweiten berührungslo sen Sensors (120) außen am Behälter (101), vorzugsweise in Wirkverbindung mit der Steuer- oder Regeleinrichtung.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Heizeinrichtung für den Behälter (101) derart angeordnet ist, daß im Bereich des zumindest einen ersten berührungslosen Sensors (110) an der Zuleitung (107) die Flüssigkeit nicht aufgeheizt wird und sich somit im wesentlichen keine Ablagerungsschicht ablagert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwei außen an dem Behälter (1, 101) angeordnete Sensoren (10, 20, 120, 130) benachbart zueinander, insbesondere sich zumindest teilweise berührend, angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine erste, zweite und/oder dritte berührungslose Sensor (10, 20, 110, 120, 130) ein kapazitiver und/oder induktiver Sensor ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches oder magnetischen Feld (12, 22) des zumindest einen ersten, zweiten und/oder dritten Sensors nach innen gerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (5, 105) Wasser ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1, 101) von einem Dampferzeuger eines Gargeräts umfaßt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablagerungsschicht (30, 140) eine Kalkschicht ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuleitung (6, 107) oberhalb oder unterhalb des zumindest einen zweiten Sensors (20, 120, 130) in den Behälter (1, 101) mündet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 20, gekennzeichnet durch eine Anzeige- und/oder Ausgabeeinheit und/oder eine Entkalkungsvorrichtung, mit der Steuer- oder Regeleinrichtung und/oder dem ersten, zweiten und/oder dritten Sensor (10, 20, 11'0, 120, 130) in Wirkverbindung stehend.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- oder Regeleinrichtung in einem mit einer Steuer- oder Regeleinheit des Gargeräts ausgeführt ist.