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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Mediumzusammensetzung eines flüssigen Mediums in einem Hausgerät zur Behandlung von Wäschestücken, bei welchem mittels zumindest eines optischen Sensors von einer Lichtquelle in das Medium emittiertes Licht detektiert wird, aufgrund von detektierten hindurchgelassenen und/oder seitlich reflektierten Lichtsignalen bei zumindest einer spezifischen Wellenlänge der Lichtsignale erkannt wird, ob ein Bestandteil in der Mediumzusammensetzung enthalten ist und/oder welcher Art dieser Bestandteil ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Hausgerät zur Behandlung von Wäschestücken mit einem entsprechenden System zur Bestimmung einer Mediumzusammensetzung eines flüssigen Mediums.
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Im Betrieb einer Waschmaschine wird zur Behandlung der Wäschestücke Waschmittel benötigt, welches mit Wasser vermischt in einen Laugenbehälter eingeleitet und in einer Wäschetrommel verwendet wird. Mittels Durchflutung der Wäsche mit der Mediumzusammensetzung werden die Wäschestücke gereinigt. Im Hinblick auf eine Verbesserung der Durchführung des Behandlungsprozesses ist es zumindest zu spezifischen Zeitpunkten während des Behandlungsprozesses wünschenswert, die tatsächliche Mediumzusammensetzung zu kennen, so dass die Behandlung der Wäschestücke bedarfsgerechter erfolgen kann. Gemäß der
DE 198 06 560 B4 wird zur Erkennung der Medienzusammensetzung eine optischen Sende- und Empfangseinheit verwendet, mit der mittels wenigstens einer schmalbandigen Lichtquelle in das Medium eingestrahlt und die durch das Medium hindurch gelassene und/oder gestreute Lichtmenge erfasst wird. Bei Verwendung schmalbandiger Lichtquellen ist man bei der Auswertung auf die einmal festgelegten Wellenlängen der Lichtquellen beschränkt. Wenn sich beispielsweise die am Markt erhältlichen Waschmittel in ihrer Zusammensetzungen ändern, nachdem die Festlegung der Lichtquellen erfolgte, könnte gegebenenfalls eine Unterscheidung eines solchen neuen Waschmittel von bereits bekannten Waschmitteln nicht mehr möglich sein, da das neue Waschmittel bei den einmal festgelegten Wellenlängen für das bisherige Waschmittel Änderungsmerkmale eines bereits bekannten Waschmittels zeigen könnte. So könnte das neue Waschmittel nicht erkannt werden.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie ein System zu schaffen, mit dem ein Behandlungsprozess von Wäschestücken verbessert werden kann und waschtechnische Eigenschaften eines flüssigen Mediums im Hausgerät besser und flexibel auch beim Wechsel von Waschmitteltypen bestimmt werden können.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, welches die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, elf System, welches die Merkmale nach Anspruch 12 aufweist, und ein Hausgerät, welches die Merkmale nach Anspruch 13 aufweist, gelöst.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Mediumzusammensetzung eines flüssigen Mediums in einem Hausgerät zur Behandlung von Wäschestücken bestimmt. Bei dem Verfahren wird mittels mindestens eines optischen Sensors von einer Lichtquelle in das Medium emittiertes Licht detektiert, und die Intensität des detektierten Lichtsignals wird mit der Intensität eines Referenz-Signals verglichen. Abhängig von diesem Intensitätsvergleich wird erkannt, ob Waschmittel in der Mediumzusammensetzung enthalten ist. Es kann somit grundsätzlich auf einfache und dennoch sehr zuverlässige Weise ermittelt werden, ob die Mediumzusammensetzung auch ein Waschmittel aufweist oder nicht. Dadurch kann der Behandlungsprozess verbessert werden.
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Insbesondere kann somit erkannt werden, ob generell Waschmittel in der Mediumzusammensetzung vorhanden ist, und/oder welche Art von Waschmittel gegebenenfalls in der Mediumzusammensetzung enthalten ist und/oder welche Menge von Waschmittel in der Mediumzusammensetzung erhalten ist. Des Weiteren kann erkannt werden, zu welchem Zeitpunkt und wie lange Waschmittel in der Mediumzusammensetzung mit welcher Menge vorhanden ist. Dies sind wesentliche Informationen im Hinblick auf die Steuerung des Behandlungsprozesses, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass ein ausgewähltes Behandlungsprogramm abhängig von diesen Informationen gegebenenfalls abgeändert werden kann. Diesbezüglich kann die Zeitdauer des Behandlungsprogramms beispielsweise geändert werden. Auch andere Parameter des spezifisch ausgewählten Behandlungsprogramms können individuell abhängig von den Informationen über den Zustand des Mediums geändert werden.
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Unter einer Art eines Waschmittels wird beispielsweise verstanden, ob ein Flüssigwaschmittel oder ein Pulver der Mediumzusammensetzung zugegeben wurde.
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Vorzugsweise wird die Intensität eines Lichtsignals zur Bestimmung einer Intensität des Referenz-Signals bei einem nur klares Wasser aufweisenden Medium detektiert. Es wird also im Vorfeld und insbesondere vor Auslieferung des Hausgeräts zur Behandlung von Wäschestücken eine Vielzahl derartiger Informationen generiert, welche dann den jeweiligen Zustand genau charakterisieren, und diese Informationen werden dann in dem Hausgeräte abgespeichert. Es wird somit bei einer spezifischen Lichtquelle und entsprechenden Informationen über das Lichtsignal, wie beispielsweise die Wellenlänge, eine Detektion dieses Lichtsignals beim Durchleiten durch das klare Wasser erfasst und abhängig davon ein Spektrum aufgezeichnet, welches die Intensität der detektierten Lichtsignale darstellt. Diesbezüglich können Detektionsrichtungen in unterschiedlicher Weise im Verhältnis zur Emissionsrichtung erzeugt werden. Dies bedeutet, dass ein oder mehrere optische Sensoren so angeordnet sind, dass sie emittiertes Licht sowohl in Emissionsrichtung des Lichtsignals als auch in einem spezifischen Winkel dazu erfassen können. Auch diesbezüglich können somit eine Vielzahl von Informationen über den Intensitätsverlauf derartig erzeugter und gegebenenfalls abgelenkter und detektierter Lichtsignale zur Erkennung der Mediumzusammensetzung beitragen.
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Vorzugsweise werden somit die Intensitäten von Lichtsignalen in verschiedenen Winkelrichtungen zu der Emissionsrichtung der Lichtsignale detektiert. Im Betrieb eines Hausgeräts werden somit möglicherweise unterschiedliche Lichtsignale mit unterschiedlichen Streurichtungen im Hinblick zur Emissionsrichtung durch die verschiedenen Sensoren gegebenenfalls erfasst und die dadurch erhaltenen Informationen ausgewertet. Diesbezüglich wird ein Vergleich mit den dann jeweils vorab vorhandenen abgespeicherten Referenzinformationen durchgeführt.
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Vorzugsweise wird zumindest eine Detektion eines emittierten Lichtsignals zumindest in die Emissionsrichtung des Lichtsignals durchgeführt. Dies bedeutet, dass ein optischer Sensor zur Detektion der Lichtsignale in Emissionsrichtung zum Lichtsignal aufgestellt ist und gegebenenfalls ein in Emissionsrichtung nicht abgelenktes Lichtsignal detektieren kann. Gerade diese spezifische Richtung liefert aussagekräftige Informationen über die Mediumzusammensetzung.
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Vorzugsweise werden abhängig von einem Unterschied zwischen der Intensität des Referenz-Signals und der Intensität zumindest eines detektierten Lichtsignals die Art und/oder die Menge des Waschmittels in der Mediumzusammensetzung erkannt.
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Vorzugsweise wird der Vergleich der Intensitäten zwischen dem gemessenen Lichtsignal und einem Referenz-Signal bei zumindest einer spezifischen Wellenlänge der Lichtsignale durchgeführt, und abhängig von der Art der Abweichung der Intensitäten bei dieser zumindest einen spezifischen Wellenlänge wird erkannt, ob und/oder welches Waschmittel und/oder welche Menge von gegebenenfalls vorhandenem Waschmittel in der Mediumzusammensetzung enthalten ist.
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Insbesondere wird vorgesehen, dass die Detektion eines Lichtsignals und dessen Intensität bei zumindest einer vorgebbaren Zeitdauer nach einem Starten eines Pumpvorgangs zum Pumpen des Mediums in dem Hausgerät durchgeführt und der gegebenenfalls auftretende Unterschied beim Vergleich der Intensität des detektierten Lichtsignals mit der Intensität des Referenz-Signals in Abhängigkeit von dieser Zeitdauer im Hinblick auf ein mögliches Vorhandensein eines Waschmittels und/oder im Hinblick auf die Art des möglicherweise vorhandenen Waschmittels und/oder im Hinblick auf die Menge des möglicherweise vorhandenen Waschmittels durchgeführt und ausgewertet wird.
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In einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens wird Waschmittel in der Mediumzusammensetzung dann erkannt, wenn die Intensität des in Emissionsrichtung detektierten Lichtsignals mit einer Wellenlänge kleiner als 750 nm, insbesondere über den gesamten Bereich zwischen 600 nm und etwa 700 nm, kleiner als die Intensität des Referenz-Signals bei dieser Wellenlänge ist und die Detektion kleiner als 20 s, insbesondere kleiner als 10 s, nach dem Starten des Pumpvorgangs zum Pumpen des Mediums im Hausgerät durchgeführt wird.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass Waschmittel in der Mediumzusammensetzung dann als erkannt gilt, wenn die Intensität des in Emissionsrichtung detektierten Lichtsignals mit einer Wellenlänge größer 650 nm, insbesondere über den gesamten Bereich zwischen 700 nm und 1000 nm, größer als die Intensität des Referenz-Signals bei dieser Wellenlänge ist und die Detektion zu einem Zeitpunkt kleiner als 20 s, insbesondere kleiner als 10 s, nach dem Starten des Pumpvorgangs zum Pumpen des Mediums im Hausgerät durchgeführt wird.
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Insbesondere wird vorgesehen, dass Waschmittel in der Mediumzusammensetzung dann als vorhanden und erkannt gilt, wenn die Intensität des in Emissionsrichtung detektierten Lichtsignals mit einer Wellenlänge kleiner als 1000 nm, insbesondere über den gesamten Wellenlängenbereich zwischen 600 nm und 1000 nm, kleiner als die Intensität des Referenz-Signals bei dieser Wellenlänge ist und die Detektion zu einem Zeitpunkt zwischen 55 min und 65 min, insbesondere 60 min, nach dem Starten des Pumpvorgangs zum Pumpen des Mediums im Hausgerät durchgeführt wird.
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Vorzugsweise ist die Mediumzusammensetzung eine Waschlauge in einer Waschmaschine.
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Ein erfindungsgemäßes System zum Bestimmen einer Mediumzusammensetzung eines flüssigen Mediums in einem Hausgerät zur Pflege von Wäschestücken umfasst zumindest einen optischen Sensor, mittels welchem von einer dem System zugehörigen Lichtquelle in das Medium emittiertes Licht detektierbar ist und die Intensität des detektierten Lichtsignals mit der Intensität eines Referenz-Signals in einer Auswerteeinheit des Systems verglichen wird, wobei abhängig von dem Vergleich erkannt wird, ob Waschmittel in der Mediumzusammensetzung enthalten ist. Insbesondere wird ein derartiges Erkennen, ob Waschmittel in der Mediumzusammensetzung enthalten ist, abhängig davon ermöglicht, ob eine Abweichung der Intensitäten zwischen dem gemessenen Lichtsignal und dem Referenz-Signal außerhalb eines vorgebbaren Toleranzintervalls liegt.
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Vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Systems anzusehen.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Hausgerät zur Behandlung von Wäschestücken, insbesondere eine Waschmaschine, welche ein erfindungsgemäßes System oder eine vorteilhafte Ausführung davon umfasst.
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Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
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1 ein erstes Diagramm, bei dem die Intensität von Lichtsignalen in Abhängigkeit von der Wellenlänge am Beginn eines Behandlungsprozesses dargestellt ist und
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2 ein zweites Diagramm, bei dem die Intensität von Lichtsignalen in Abhängigkeit von der Wellenlänge nach einer gewissen Dauer des betreffenden Behandlungsprozesses dargestellt ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass eine Waschmaschine ein System zur Bestimmung einer Mediumzusammensetzung eines flüssigen Mediums, insbesondere einer Waschlauge, aufweist. Das System umfasst bevorzugt einen optischen Multiplexer, ein faseroptisches Spektrometer, eine Leistungselektronik für den Pumpenmotor, sowie eine Auswerteeinheit und eine Steuereinheit für die Pumpenregelung. Des Weiteren umfasst das System zumindest eine Lichtquelle, welche zur Emission von weißem Licht ausgebildet ist. Beispielsweise kann dies eine Glühlampe oder aber auch eine entsprechend ausgebildete Leuchtdiode sein. Das System kann auch mehrere Lichtquellen aufweisen. Die Lichtquelle ist außerhalb des die Waschlauge aufnehmenden Behälters, insbesondere eines Laugenbehälters, angeordnet.
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Das System zum Bestimmen einer Mediumzusammensetzung arbeitet darüber hinaus beispielsweise vollständig berührungslos mit dem flüssigen Medium.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Lichtquelle innerhalb des Laugenbehälters angeordnet ist und auch die Detektoren innerhalb des Laugenbehälters positioniert sind.
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Die Lichtquelle ist so orientiert, dass das von ihr emittierte Licht in das Medium hineingestrahlt wird. Die optischen Sensoren zur Detektion von Lichtsignalen der Lichtquelle können in verschiedenen Richtungen und Orientierungen im Hinblick auf die Emissionsrichtung der Lichtsignale um den Laugenbehälter herum angeordnet sein.
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Mit diesem System kann das optische Verhalten von Waschlaugen hinsichtlich Streuung, Reflexion und Extinktion in einem Spektralbereich von 400 nm bis 1000 nm untersucht werden. Waschtechnische Eigenschaften der Waschlauge im Hinblick auf die Mediumzusammensetzung können daher optisch erfasst werden. Das System ist dahingehend ausgebildet, dass mittels zumindest einem optischen Sensor von einer Lichtquelle in das Medium emittiertes Licht detektierbar ist und die Intensität des detektierten Lichtsignals mit der Intensität eines Referenz-Signals verglichen wird und abhängig von dem Vergleich erkannt wird, ob Waschmittel in der Mediumzusammensetzung und somit in der Waschlauge enthalten ist. Die Intensitäten der Referenz-Signale bei spezifischen Wellenlängen werden vorab gemessen und definiert, wobei zur Bestimmung dieser Intensitäten der Referenz-Signale als Medium klares Wasser ohne sonstige Zusätze verwendet wird. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass im Betrieb der Waschmaschine diese Mediumzusammensetzung bei spezifischen Zeitpunkten eines Behandlungsprozesses oder über die gesamte Zeitdauer eines Behandlungsprozesses erfasst wird. Dies ist im Hinblick auf den Ablauf des Behandlungsprozesses zur bestmöglichen Behandlungsqualität vorteilhaft.
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Abhängig von einem Unterschied zwischen der Intensität des Referenz-Signals und der Intensität zumindest eines detektierten Lichtsignals werden die Art und/oder die Menge des Waschmittels in der Mediumzusammensetzung erkannt, wenn grundsätzlich erkannt wird, ob Waschmittel in der Mediumzusammensetzung vorhanden ist. Der Vergleich der Intensitäten zwischen dem gemessenen Lichtsignal und dem Referenz-Signal wird bei zumindest einer spezifischen Wellenlänge der Lichtsignale durchgeführt. Außerdem wird abhängig von der Art der Abweichung der Intensitäten bei dieser zumindest einen spezifischen Wellenlänge erkannt, ob ein und/oder welches Waschmittel in der Mediumzusammensetzung enthalten ist. Es kann in diesem Zusammenhang erkannt werden, ob flüssiges Waschmittel oder pulverförmiges Waschmittel der Mediumzusammensetzung zugegeben wurde.
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In 1 ist in einem beispielhaften Diagramm der Intensitätsverlauf eines Referenz-Signals und eines gemessenen Lichtsignals gezeigt, wobei bei beiden spezifischen Wellenlängen die Intensität dargestellt ist. So zeigt die Kurve I einen Intensitätsverlauf in Abhängigkeit von der Wellenlänge von Lichtsignalen, welche durch reines klares Wasser gesendet und detektiert wurden. In 1 wurden dann Lichtsignale gemäß der Kurve II detektiert. Diesbezüglich wurde eine Detektion in Emissionsrichtung der Lichtsignale durchgeführt, wobei eine Messung unmittelbar nach dem Starten eines Pumpvorgangs zum Pumpen des Mediums (das ist hier der erwähnte Behandlungsprozess) in der Waschmaschine durchgeführt wurde. In die Waschlauge war flüssiges Waschmittel eingebracht. Gemäß dem Diagramm in 1 ist zu erkennen, dass eine Abweichung der Intensität zwischen den Kurven I und II über den gesamten Wellenlängenbereich zwischen 400 nm und 1000 nm gegeben ist. Es ist zu erkennen, dass zwischen etwa 400 nm und etwa 700 nm die Intensität der Kurve II und somit des gemessenen Lichtsignals, welches durch die Waschlauge mit dem flüssigen Waschmittel gesendet wurde, kleiner ist als die Intensität der Kurve I, welche das Referenz-Signal ohne ein derartiges Waschmittel in klarem Wasser darstellt. Demgegenüber ist zu erkennen, dass bei Wellenlängen größer als 700 nm die Intensität des erfassten Lichtsignals, welches durch die Waschlauge mit flüssigem Waschmittel gesendet wurde (Kurve II), größer ist als die Intensität des Referenz-Signals (Kurve I).
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In 2 ist ein Diagramm gezeigt, bei dem die Intensität der Lichtsignale in Abhängigkeit von der Wellenlänge dargestellt ist. Auch hier bezeichnet die Kurve wiederum das Spektrum der Referenz-Signale, welche durch klares Wasser ohne Waschmittel gesendet wurden, und die Kurve II detektierte Lichtsignale, welche durch die Waschlauge mit dem flüssigen Waschmittel gesendet wurden. Im Unterschied zur Ausgestaltung in 1 wurde die Messung gemäß 2 etwa 60 min nach dem Starten des Pumpvorgangs zum Pumpen des Mediums (also des Behandlungsprozesses) im Hausgerät durchgeführt. Die Darstellung in 1 unterscheidet sich zu der in 2 dadurch, dass im letztgenannten Diagramm die Intensität der detektierten Lichtsignale gemäß der Kurve II über den gesamten Wellenlängenbereich zwischen etwa 400 nm und etwa 1000 nm kleiner ist als die Intensität der Kurve I. Darüber hinaus ist die Abweichung der Intensitäten in spezifischen Wellenlängenbereichen auch deutlich größer als im Diagramm gemäß 1.
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Die Zugabe von Waschmittel in die Mediumzusammensetzung kann also in den Spektren deutlich erkannt werden. Bei der Zugabe von flüssigem Waschmittel in die Waschlauge gemäß den Diagrammen 1 und 2 kann eine deutliche Verschiebung zu höheren Wellenlängen hin gegenüber der Zugabe von pulverförmigen Waschmitteln beobachtet werden. Es kommt infolge der Trübung der Mediumzusammensetzung durch das Waschmittel bei vielen Streuwinkeln zu starken Intensitätszunahmen. Die Intensitäten im Vorwärtsstreubereich bei kleinen Winkeln nehmen mit der Behandlungsdauer stark zu. Dagegen nimmt die Intensität in der direkten Emissionsrichtung der Lichtsignale mit der Behandlungsdauer ab.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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