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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Wäschepflegegerätes mit einer Trocknungsfunktion sowie ein entsprechendes Wäschepflegegerät mit einer Trocknungsfunktion, insbesondere eine Waschmaschine, einen Wäschetrockner oder einen Waschtrockner.
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Bei Wäschepflegegeräten existieren bereits zahlreiche Verfahren zur Bestimmung der Beladung des Wäschepflegegerätes. Die Beladung eines Wäschepflegegerätes kann aus verschiedenen Wäschestücken bestehen, welche aus verschiedenen Materialien hergestellt wurden. Bisherige Verfahren zur Bestimmung der Beladung eines Wäschepflegegerätes nutzen bspw. ein Thermopile-Array. Eine weitere Möglichkeit der Beladungserkennung ist die Kombination von zwei NTC Temperatursensoren (Widerstandsthermometern) mit der Berechnung des Energieverbrauchs des Wäschepflegegerätes. Die Fallunterscheidung ist dabei ein Algorithmus, welcher in dem Wäschepflegegerät implementiert ist und vorbestimmte Abschaltkriterien verwendet. Dieses Verfahren wird auch als „Autodry“ bezeichnet.
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Gemäß der
DE 689 11 489 D2 findet ein Verfahren zur automatischen Betriebssteuerung eines Wäschetrockners Anwendung. Bei diesem Verfahren ist ein Temperatursensor in dem Luftkanal des Wäschepflegegerätes vorgesehen, welcher Messwerte aufzeichnet. Anhand dieser Messwerte werden die Abschaltkriterien festgestellt.
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Die
EP 1 790 769 A1 zeigt einen Wäschetrockner, welcher mit Hilfe eines Temperatursensors die Lufttemperatur an der Eingangsseite der Wäschetrommel und an der Ausgangsseite der Wäschetrommel bestimmt. Mit Hilfe dieser Messwerte lässt sich eine Differenz zwischen der Eingangslufttemperatur und Ausgangslufttemperatur bestimmen und in Abhängigkeit dieser die Abschaltkriterien verändern.
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Die bekannten Systeme bringen den Nachteil mit sich, dass gegebenenfalls das Abschaltkriterium falsch verändert wird und somit die Beladung des Wäschepflegegerätes zu feucht oder zu trocken ist, was zu einem unbefriedigenden Verfahrensergebnis führt. Ein weiterer Nachteil der bekannten Systeme ist, dass die verwendete Messtechnik über die Lebensdauer des Wäschepflegegerätes in der Genauigkeit abnimmt, da ein Alterungsprozess der Sensoren stattfindet und die Messwerte absolut erfasst werden.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Wäschepflegegerätes mit einer Trocknungsfunktion sowie ein entsprechendes Wäschepflegegerät mit einer Trocknungsfunktion anzugeben, welches jeweils die vorgenannten Nachteile beseitigt und eine Möglichkeit schafft, die Abschaltkriterien des Wäschepflegegerätes selbstständig anzupassen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und ein Wäschepflegegerät gemäß jeweiligem unabhängigem Patentanspruch gelöst. Bevorzugte und fakultative Ausgestaltungen des Verfahrens und des Wäschepflegegerätes sind Gegenstände abhängiger Patentansprüche oder ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung und beigefügter Zeichnung. Bevorzugten Ausgestaltungen des Verfahrens entsprechend dabei bevorzugte Ausgestaltungen des Wäschepflegegerätes und umgekehrt, und dies auch dann, wenn darauf hierin nicht explizit hingewiesen ist.
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Erfindungsgemäß wird demnach ein Verfahren zum Betreiben eines Wäschepflegegerätes mit einer Trocknungsfunktion angegeben, welches die folgenden Schritte umfasst:
- - Beginn eines Wäschepflegeprozesses,
- - Akquisition von infrarotspektroskopischen Messwerten einer Beladung des Wäschepflegegeräts, wobei die infrarotspektroskopischen Messwerte in einem oder mehreren Wellenlängenbereichen liegen, in denen keine Wasserabsorption stattfindet, mit einer Aufnahmerate von mehr als 2 Hz,
- - Bestimmung eines Signal-zu-Rausch-Verhältnisses und/oder Analyse eines zeitlichen Verlaufs der infrarotspektroskopischen Messwerte,
- - Bestimmung eines Beladungswertes des Wäschepflegegerätes durch eine Auswertung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses und eine Analyse des zeitlichen Verlaufs der infrarotspektroskopischen Messwerte in einem vorbestimmten Zeitraum, wobei der Zeitraum kürzer als ein typischer Wäschepflegeprozess ist,
- - Anpassung des Wäschepflegeprozesses durch eine Anpassung eines Abschaltkriteriums und/oder einer Trocknungsleistung des Wäschepflegegerätes und/oder einer Prozessdauer des Wäschepflegeprozesses, wobei die Anpassung des Abschaltkriteriums und/oder der Trocknungsleistung und/oder der Prozessdauer in Abhängigkeit von dem Beladungswert erfolgt.
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In anderen Worten wird eine Bestimmung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses und/oder eine Analyse des zeitlichen Verlaufs von infrarotspektroskopischen Messwerten durchgeführt, um mit Hilfe der Auswertung der Messwerte die Beladung des Wäschepflegegerätes bestimmen zu können und somit den Wäschepflegeprozess an die Beladung anpassen zu können. Bei einem Wäschepflegegerät mit einer Trocknungsfunktion handelt es sich bevorzugt um ein Wäschetrockner oder ein Waschtrockner, welcher bevorzugt eine Menge Wäsche von ungefähr 0,1 bis 15 kg trocknen kann. Bevorzugtermaßen handelt es sich bei einem Wäschepflegeprozess um eine Wäschetrocknung, wobei der Wäschepflegeprozess durch einen Anwender gestartet wird und vorzugsweise nach einem Zeitraum von ca. 15 bis 180 Minuten endet.
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Bei der Akquisition von infrarotspektroskopischen Messwerten wird vorzugsweise die Infrarot-Reflektion aus dem Inneren der Trommel des Wäschepflegegerätes in einem vorzugsweise schmalen Wellenlängenbereich gemessen, insbesondere Schmalband-Infrarot-Sensorik. Die Beladung eines Wäschepflegegerätes kann sich aus verschiedenen Arten und Mengen von Wäschestücken zusammensetzen, wobei die Wäschestücke unterschiedliche Größen, Formen oder Materialien aufweisen können. Der bzw. die Wellenlängenbereiche der Akquisition beschreiben vorzugsweise ein Spektrum von Wellenlängen, welche sich um eine gezielte Wellenlänge beispielsweise 1320nm befinden. Diese bestimmten Wellenlängen liegen außerhalb der Wasserabsorptionsbande, nämlich bspw. 980nm, 1450nm und 1950nm, in denen Wasser Infrarotlicht absorbiert. Die Aufnahmerate beschreibt die Anzahl der akquirierten Messwerte pro Zeiteinheit und liegt bspw. zwischen 2 Hz und 100 kHz. Das Signal-zu-Rausch-Verhältnis beschreibt eine Streuung der infrarotspektroskopischen Messwerte zu einem gewissen Zeitpunkt, die Aufschluss über die Beladung des Wäschepflegegerätes gibt. Dabei wird das Signal-zu-Rausch-Verhältnis bevorzugt aus dem Nennamplitudenausschlag dividiert mit der Standardabweichung, eine Mittelung der Messwerte berechnet. Die Analyse des zeitlichen Verlaufs der infrarotspektroskopischen Messwerte ermittelt den Verlauf des Mittelwertes der infrarotspektroskopischen Messwerte, z.B. über eine kurze Zeitspanne zu einem gewissen Zeitpunkt. Die Bestimmung eines Beladungswertes des Wäschepflegegerätes erfolgt in einem vorbestimmten Zeitraum, in welchem die Auswertung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses und eine Analyse des zeitlichen Verlaufs der infrarotspektroskopischen Messwerte erfolgen. Dabei ist der Zeitraum, in dem der Beladungswert bestimmt wird, kürzer als ein typischer Wäschepflegeprozess. Die Dauer eines typischen Wäschepflegeprozesses beträgt zwischen 10 und 180 Minuten, insbesondere zwischen 30 Minuten und 120 Minuten.
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Die Anpassung des Wäschepflegeprozesses erfolgt bevorzugt durch eine Anpassung eines Abschaltkriteriums. Dabei kann ein Abschaltkriterium die relative Feuchte der Beladung sein, welche auf herkömmliche Art bestimmt werden kann. Sobald dieses Abschaltkriterium erreicht ist, wird eine Maßnahme, wie beispielsweise die Beendigung des Wäschepflegeprozesses eingeleitet. Es können aber auch die Trocknungsleistung des Wäschepflegegerätes und/oder die Prozessdauer des Wäschepflegeprozesses verändert werden. Die Anpassung des Wäschepflegeprozesses erfolgt durch die Anpassung eines Abschaltkriteriums in Abhängigkeit des Beladungswertes, welcher mit Hilfe des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses und/oder der Analyse eines zeitlichen Verlaufs der infrarotspektroskopischen Messwerte bestimmt wird. Der Vorteil dieses Verfahrens ist, dass die Beladung des Wäschepflegegeräts bestimmt und nicht einfach von einer Nennbeladung ausgegangen wird, wodurch der Wäschepflegeprozess zu besseren Ergebnissen gelangt.
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In einer weiteren Ausführungsform kann auf eine der Analysemethoden, bspw. das Signal-zu-Rausch-Verhältnis, verzichtet werden. Alternativ können auch weitere Abschaltkriterien definiert werden, wie bspw. die Temperatur. Zusätzlich können bevorzugt andere Maßnahmen zur Verbesserung des Verfahrensergebnisses verwendet werden, wie bspw. ein Reversieren der Trommel.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren zum Betreiben eines Wäschepflegegerätes die Merkmale aufweisen, wobei vor der Bestimmung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses und/oder der Analyse des zeitlichen Verlaufs der infrarotspektroskopischen Messwerte die infrarotspektroskopischen Messwerte geglättet, gemittelt und gleitend gemittelt werden. Hierbei wird z.B. über 3 bis 100, bevorzugt über 50 bis 20 und besonders bevorzugt über fünf Messwerte geglättet, bzw. gemittelt oder gleitend gemittelt. Die Messwerte werden mit einem typischen Verfahren zur Mittelung, beispielsweise ein gleitender Mittelwert, gemittelt. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass einzelne extreme Messwerte keine Störung des Messergebnisses zur Folge haben. Alternativ können andere Verfahren oder Methoden zur statistischen Auswertung von infrarotspektroskopischen Messwerten angewandt werden. Typischerweise wird vor der Analyse des zeitlichen Verlaufs stark geglättet und/oder gemittelt, vor der Bestimmung des Signal-zu-Rausch-Verhältnis nicht oder nur sehr leicht.
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Vorteilhafterweise erfolgen die Bestimmung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses und die Analyse des Verlaufs der infrarotspektroskopischen Messwerte kontinuierlich in dem Zeitraum und/oder in bestimmten Zeitfenstern innerhalb des Zeitraums und/oder zu bestimmten Zeitpunkten innerhalb des Zeitraums. Kontinuierlich in dem Zeitraum heißt z.B. mit der gleichen Aufnahmerate, mit welcher die infrarotspektroskopische Messwerte aufgenommen werden, oder mit einer geringeren Rate von z.B. 0,002 kHz bis 100 kHz. Die bestimmten Zeitfenster innerhalb des Zeitraums können bereits vor dem Beginn des Wäschepflegeprozesses festgelegt sein oder anhand einer ersten Auswertung bestimmt werden. Während dieser Zeitfenster erfolgt die Erfassung der infrarotspektroskopischen Messwerte mit einer bevorzugten Aufnahmerate zwischen 2 Hz und 30 kHz. Die Bestimmung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses und die Analyse des Verlaufs der infrarotspektroskopischen Messwerte kann auch zu einzelnen Zeitpunkten innerhalb des Zeitraums erfolgen, wobei die einzelnen Zeitpunkte eine Dauer aufweisen, welche vorzugsweise kleiner als eine Sekunde ist. Zu den bestimmten Zeitpunkten ist die Aufnahmerate bevorzugt höher als bei Aufnahmen über bestimmte Zeiträume bevorzugt zwischen 2 Hz und 50 kHz. Der Vorteil dieses Verfahrens ist, dass bei einer Bestimmung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses und einer Analyse der infrarotspektroskopischen Messwerten zur mehreren unterschiedlichen Zeitfenstern, die unterschiedlichen Zeitfenster innerhalb des Zeitraums miteinander verglichen werden können und somit ein Vergleich durchgeführt werden kann. Alternativ können auch andere Messwerte, bspw. Temperatur, welche im Wäschepflegegerät erfasst werden, mit den Messwerten innerhalb der einzelnen Zeitfenster kombiniert und ausgewertet werden.
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Bevorzugt weist das Verfahren zum Betreiben eines Wäschepflegegeräts das Merkmal auf, dass die Analyse des zeitlichen Verlaufes der infrarotspektroskopischen Messwerte eine Berechnung der ersten Ableitung der infrarotspektroskopischen Messwerte gegen die Zeit beinhaltet, wobei insbesondere vor der Berechnung der ersten Ableitung eine Normierung der infrarotspektroskopischen Messwerte anhand eines Anfangswert der infrarotspektroskopischen Messwerte durchgeführt wird. Die Berechnung der ersten Ableitung der infrarotspektroskopischen Messwerte gegen die Zeit erfolgt zum Beispiel, indem die infrarotspektroskopischen Messwerte auf einer Achse einer fiktiven Grafik aufgetragen werden und die Zeit auf eine weitere Achse einer fiktiven Grafik. Anschließend wird die Ableitung dieser Kurve, auch Differentialquotient genannt, erstellt. Vor der Berechnung der ersten Ableitung findet eine Normierung der infrarotspektroskopischen Messwerte statt. Dabei werden die Anfangsmesswerte der infrarotspektroskopischen Messwerte herausgerechnet, um somit eine eventuelle Verzerrung der infrarotspektroskopischen Messwerte durch eine Alterung der Infrarotmesstechnik zuvorzukommen. Somit werden die infrarotspektroskopischen Messwerte relativ und nicht absolut erfasst. Alternativ sind andere Ausführungsformen vorstellbar, welche ebenfalls auf eine absolute Erfassung der infrarotspektroskopischen Messwerte verzichten. Besonders bei geringen Beladungen, insbesondere 1 kg bis 2 kg, des Wäschepflegegerätes ist der Amplitudenausschlag stärker als bei schweren Beladungen. Somit bedeuten starke Amplitudenausschläge tendenziell geringere Beladungen. Auch das Signal-zu-Rausch-Verhältnis ist bei geringen Beladungen stärker ausgeprägt, als bei schweren Beladungen. Ebenso erreichen geringe Beladungen schneller höhere Amplitudenausschläge als schwere Beladungen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben eines Wäschepflegegeräts wird vor dem Beginn des Wäschepflegeprozesses ein Zielfeuchtegrad festgelegt, und wobei die Anpassung des Abschaltkriteriums und/oder der Trocknungsleistung und/oder der Prozessdauer in Abhängigkeit des Beladungswertes und des Zielfeuchtegrades erfolgt. Der Zielfeuchtegrad wird durch den Anwender des Verfahrens zum Betreiben eines Wäschepflegegerätes durch eine Eingabe vor dem Beginn des Wäschepflegeprozesses festgelegt. Der Zielfeuchtegrad beschreibt den Grad der Feuchte der Beladung des Wäschepflegegerätes zum Ende des Wäschepflegeprozesses. Dies ist bevorzugt zwischen 0 % und 15 % relativer Feuchte, wobei insbesondere bevorzugt sich zwischen 5 % und 10 % relative Feuchte in der Beladung des Wäschepflegegerätes befindet. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Anpassung des Abschaltkriteriums um den Zielfeuchtegrad erweitert und somit ein noch genaueres Ergebnis des Wäschepflegeprozesses erreicht. Alternativ kann der Zielfeuchtegrad auch bereits vorbelegt sein oder mit Hilfe von anderen Messverfahren innerhalb des Wäschepflegegerätes bestimmt werden.
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Zweckmäßigerweise liegen die infrarotspektroskopischen Messwerte in zumindest zwei, vorzugsweise drei Einzelwellenlängenbereichen und die Auswertung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses und/oder die Analyse des zeitlichen Verlaufs der infrarotspektroskopischen Messwerte für jeden Einzelwellenlängenbereich durchgeführt. In anderen Worten lässt sich diese Ausführungsform so beschreiben, dass zu jeder Wellenlänge, welche charakteristisch für die Beladung des Wäschepflegegerätes ist, einmal das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. Somit können eine Bestimmung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses und die Analyse des zeitlichen Verlaufs der infrarotspektroskopischen Messwerte mehrfach parallel oder auch zeitlich zu einander versetzt durchgeführt werden. Ein Einzelwellenlängenbereich beschreibt eine Wellenlänge, welche durch ein infrarotspektroskopisches Messverfahren erfasst werden kann, wobei die Wellenlänge welche untersucht wird, beispielsweise 1050 nm, 1320 nm oder 1635 nm, auch die zu dieser Wellenlänge angrenzenden Wellenlängen erfasst. Der Vorteil dabei ist, dass Einzelwellenlängen, welche charakteristisch für gewisse Materialien oder Feuchtegrade der Beladung sind, separat oder einzeln ausgewertet werden können. Alternativ können mehrere Einzelwellenlängenbereiche zu einem Wellenlängenbereich zusammengefasst werden und diese ebenso durch das Verfahren nach Anspruch 1 ausgewertet werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich der vorbestimmte Zeitraum über einen Bereich von 1 Minute bis 40 Minuten, bevorzugt zwischen 5 Minuten und 20 Minuten, und zwar insbesondere am Anfang des Wäschepflegeprozesses. Der Vorteil ist, dass der Zeitraum geringer als der Zeitraum eines typischen Wäschepflegeprozesses ist, und somit am Anfang bereits eine oder mehrere Anpassungen der Abschaltkriterien erfolgen können. Alternativ können auch die Zeiträume anhand von typischen Merkmalen, bspw. Messspitzen, des Wäschepflegeprozesses bestimmt werden.
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Bevorzugtermaßen weist das Wäschepflegegerät einen Infrarotsensor, eine Wäschetrommel, eine Regelungseinheit auf, wobei der Infrarotsensor dazu ausgelegt ist, infrarotspektroskopische Messwerte aus dem Inneren der Wäschetrommel mit einer Aufnahmerate von mehr als 2 Hz aufzuzeichnen, wobei die Regelungseinheit dazu konfiguriert ist, ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis der infrarotspektroskopischen Messwerte zu bestimmen und deren zeitlichen Verlauf zu analysieren, wobei die Regelungseinheit dazu konfiguriert ist, einen Beladungswert des Wäschepflegegerätes durch eine Auswertung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses und der Analyse des zeitlichen Verlaufs infrarotspektroskopischer Messwerte in einem Zeitraum zu bestimmen, wobei der Zeitraum kürzer als ein typischer Wäschepflegeprozess ist, wobei die Regelungseinheit dazu konfiguriert ist, einen Wäschepflegeprozess anzupassen, in dem ein Abschaltkriterium und/oder eine Trocknungsleistung und/oder eine Prozessdauer des Wäschepflegeprozesses in Abhängigkeit des Beladungswertes angepasst wird. Der Infrarotsensor wird bevorzugt derartig ausgeführt, dass die Aufnahmerate des Infrarotsensors in einem Bereich von 1 Hz bis 100.000 Hz bevorzugt von 2 Hz bis 30.000 Hz, besonders bevorzugt ungefähr 20.000 Hz, entspricht. Bevorzugt ist ein Infrarotsensor als eine Breitband-NIR-Spektrometer mit einem Wellenlängenbereich von 850 nm bis 1650 nm oder als ein Einzelwelleninfrarotsensor mit einer Wellenlänge von beispielsweise ungefähr 1050 nm, 1320 nm oder 1635 nm ausgeführt. Der Einzelwelleninfrarotsensor ist bevorzugt als ein LED, Breitband-Emitter-Quelle mit Detektor und Filter oder als ein durchstimmbares Mikrospektrometer, bspw. ein Fabry Perot oder MEMS-Michelson-Interferometer, ausgeführt. Der Infrarotsensor kann bevorzugt als Nah-Infrarot-Spektrometersonde ausgeführt sein. Die Wasserabsorption kann vorzugsweise auch mittels des Infrarotsensors in einem Wellenlängenbereich von ungefähr 980 nm, 1450 nm und 1950 nm beobachtet werden. Bevorzugt ist die Regelungseinheit dazu konfiguriert, eine kontinuierliche Optimierung zwischen dem Beginn und dem Ende des Wäschepflegeprozesses durchzuführen. Der Vorteil einer solchen Ausführungsform besteht darin, dass das Wäschepflegegerät selbstständig seine Beladung bestimmen kann und anhand der Beladung die Abschaltkriterien anpassen kann und somit zu einem besseren Ergebnis des Wäschepflegeprozesses kommt. Alternativ lassen sich verschiedene Messverfahren, wie bspw. kapazitive Sensoren, mit dem Infrarotsensor kombinieren oder auch mehrere Regelungseinheiten miteinander. In Abhängigkeit der verwendeten Infrarotsensoren und/oder Regelungseinheiten müssen bevorzugt die Schwellgrenzen und/oder die Infrarotbereiche ermittelt werden und somit eine Vorkalibrierung stattfinden. Die Schwellgrenzen, bevorzugt relative und absolute Grenzen, müssen anhand einer Vorkalibrierung bestimmt werden. Anhand der Vorkalibierung lassen sich die möglichen Beladungen bevorzugt in drei Kategorien einteilen, wobei eine Minderbeladung, eine halbe und eine ganze Beladung vorgesehen sein können.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Regelungseinheit und/oder der Infrarotsensor dazu konfiguriert, die beanspruchten Verfahren durchzuführen.
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Bevorzugt ist die Regelungseinheit dazu konfiguriert ist, eine Korrelation, insbesondere eine Trendanalyse, zwischen dem zeitlichen Verlauf der infrarotspektroskopischen Messwerte und dem Signal-zu-Rausch-Verhältnisses während des Wäscheprozesses durchzuführen. Bei der Korrelation der Bestimmung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses und der Analyse des zeitlichen Verlaufs der infrarotspektroskopischen Messwerte wird die Trendanalyse ausgewertet, um Rückschlüsse auf die Beladung des Wäschepflegegerätes zu erhalten und zu prognostizieren. Dabei kann bevorzugtermaßen eine Trendanalyse durchgeführt werden. Der Vorteil dieser Ausführungsform ergibt sich dadurch, dass bereits mit sehr kurzen Zeiträumen eine Aussage über die Beladung des Wäschepflegegerätes gemacht werden kann. Alternativ können andere Methoden oder Verfahren zur Prognose von Messdaten verwendet werden.
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Zweckmäßigerweise ist die Regelungseinheit dazu konfiguriert, ein Ergebnis, welches aus der Auswertung des Signal-zu-Rausch-Verhältnis und der Analyse des zeitlichen Verlaufs der infrarotspektroskopischen Messwerte ermittelt wurde, immer mit dem jeweils anderen zu vergleichen und damit zu überprüfen. Bei der Überprüfung mit dem jeweils anderen handelt es sich bevorzugt, um die Überprüfung der Ergebnisse der Auswertung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses mit Hilfe der Analyse des zeitlichen Verlaufs der Messwerte oder umgekehrt. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass ein Messfehler innerhalb des einen Verfahrens automatisch durch das andere Verfahren behoben wird. Alternativ können weitere Verfahren dazu genutzt werden die Auswertung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses und die Analyse des zeitlichen Verlaufs der Messwerte zu überprüfen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Regelungseinheit einen maschinenlesbaren Datenträger auf, in welchem Referenzwerte hinterlegt sind, die für die Auswertung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses und/oder für die Auswertung der Analyse des zeitlichen Verlaufs der Messwerte verwendet werden. Die Referenzwerte enthalten Messwerte für typische Zusammensetzungen von Beladungen des Wäschepflegegerätes, beispielsweise relative Feuchtegehälter. Beispielsweise können die Referenzwerte für eine Beladung mit 3 kg Wäschestücken aus Baumwolle bei einer Anfangsrestfeuchte von über 90 % hinterlegt sein. Alternativ können diese Referenzwerte auch über eine leitende oder drahtlose Verbindung in das Wäschepflegegerät übertragen werden oder eine andere Form der Speicherung vorgesehen werden.
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Bevorzugtermaßen ist das Wäschepflegegerät als eine Waschmaschine, ein Wäschetrockner oder als ein Waschtrockner ausgeführt. Alternative Anwendungen in der Haushaltsgerätetechnik sind ebenfalls denkbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Beladungswert eine von z.B. zwei bis zehn, insbesondere drei, Beladungskategorien annehmen, wobei eine Kategorie eine Minderbeladung sein kann, eine Kategorie einer Halbbeladung und eine Kategorie einer Vollbeladung. Die Beladungskategorien können Aufschluss über die Menge und die Zusammensetzung der Beladung des Wäschepflegegerätes geben, wobei eine Minderbeladung typischerweise eine Beladung mit einem Gewicht von ca. 1 kg bis 2 kg ist. Typischerweise ist eine Halbbeladung eine Beladung des Wäschepflegegerätes von ungefähr 4 kg bis 5 kg und eine Vollbeladung, eine Beladung des Wäschepflegegerätes mit 8 kg bis 10 kg. Der Vorteil dieser Beladungskategorien ist, dass für jede Beladungskategorie typische Referenzwerte hinterlegt werden können und die auftretenden Messphänomene einer entsprechenden Beladungskategorie zugeteilt werden können. Dies vereinfacht die Beladungserkennung. Alternativ können weitere Beladungskategorien eingeführt werden oder auch neue Kriterien zu einer Beladungskategorie hinzugefügt werden, wie beispielsweise die Art des Waschmittels.
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Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels sind weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung nachfolgend näher beschrieben.
- 1 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein Wäschepflegegerät; und
- 2 zeigt ein Diagramm der infrarotspektroskopischen Messwerte im zeitlichen Verlauf.
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1 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein Wäschepflegegerät 2, welches einen Infrarotsensor 4 aufweist, welcher auf eine Wäschetrommel 6 ausgerichtet ist. Der Infrarotsensor 4 ist bevorzugt an einem Lagerschild im unteren linken Bereich des Wäschepflegegerätes 2 ausgeführt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Infrarotsensor 4, welcher mit einer Aufnahmerate im Bereich von 1 Hz bis 100 kHz, bevorzugt von 2 Hz bis 50 kHz, besonders bevorzugt ungefähr 20 kHz, ein Breitband-NIR-Spektrometer mit einem Wellenlängenbereich von 850 nm bis 1650 nm oder ein Einzelwelleninfrarotsensor mit einer Wellenlänge von beispielsweise ungefähr 1050 nm, 1320 nm oder 1635 nm ist. Der Infrarotsensor 4 ist bevorzugt ein Einzelwelleninfrarotsensor zum Beispiel eine LED, eine Breitband-Emitter-Quelle mit Detektor und Filter, oder ein durchstimmbares Mikrospektrometer. Das Wäschepflegegerät 2 verfügt in einer bevorzugten Ausführungsform über eine Regelungseinheit 8, welche bevorzugt über einen maschinenlesbaren Datenträger 16 verfügt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dient die Regelungseinheit 8 dazu das Signal-zu-Rausch-Verhältnis der infrarotspektroskopischen Messwerte und deren zeitlichen Verlauf zu analysieren um somit den Beladungswert des Wäschepflegegerätes, beziehungsweise die Beladung des Wäschepflegegerätes zu bestimmen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Regelungseinheit 8 dazu konfiguriert ein Wäschepflegeprozess anzupassen, indem ein Abschaltkriterium in Abhängigkeit des Beladungswertes oder der Beladung angepasst wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Regelungseinheit 8 ebenfalls in der Lage eine Korrelation, insbesondere eine Trendanalyse des zeitlichen Verlaufs der infrarotspektroskopischen Messwerte und dem Signal-zu-Rausch-Verhältnis während des Wäschepflegeprozesses durchzuführen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Regelungseinheit 8 dazu ausgelegt, die Auswertung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses und die Analyse des zeitlichen Verlaufs der Messwerte mit der jeweils anderen Analysemethode zu überprüfen und somit Messfehler vorzubeugen. Das Wäschepflegegerät weist bevorzugt eine Antriebseinheit 10 für die Wäschetrommel 6 auf. Die Regelungseinheit 8 kann zur Anpassung der Abschaltwerte die Drehzahl der Antriebseinheit 10 anpassen, beziehungsweise die Dauer des Antriebs verringern. Das Wäschepflegegerät 2 weist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Trocknungseinheit 12 auf, welche dazu von Nutzen ist die Beladung 18 zu trocknen. Die Regelungseinheit 8 kann die Trocknungseinheit 12 steuern, zum Beispiel durch die Veränderung der Trocknungsrate oder der Dauer der aktiven Zeit der Trocknungseinheit während des Wäschepflegeprozesses. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Wäschepflegegerät 2 eine Öffnung 14 auf, durch die die Beladung 18 in das Wäschegerät 2 gefüllt werden kann. Die Beladung des Wäschegerätes 2 kann bevorzugt in einer von 2 bis 10 Beladungskategorien eingeteilt werden, wobei eine Kategorie eine Minderbeladung sein kann, bevorzugt zwischen 1 kg und 2 kg, eine Kategorie einer Halbbeladung zwischen 4 kg und 5 kg, und eine Kategorie einer Vollbeladung sein kann, bevorzugt 8 kg oder mehr. Die Einteilung in eine Beladungskategorie wird durch die Regelungseinheit 8 vorgenommen.
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2 zeigt eine schematische Darstellung der Infrarotmesswerte über die Zeit. Das Diagramm 20 hat eine Y-Achse 21 auf welcher die infrarotspektroskopischen Messwerte aufgetragen sind. Das Diagramm 20 weist bevorzugt auf der Y-Achse 23 die Zeit auf. Die Nutzsignalamplitude 22 zeigt die infrarotspektroskopischen Messwerte zu einem Zeitpunkt, an dem eine Messung erfolgt ist. Die Rauschstandardabweichung 24 zeigt bevorzugt die Messwerte über eine Mittelung mit 5 Messwerten. Die Nutzsignalamplitude 22 und die Rauschstandardabweichung 24 bilden zusammen das Signal-zu-Rausch-Verhältnis. Der Anfangswert 26 der infrarotspektroskopischen Messwerte wird innerhalb des Verfahrens bestimmt und anschließend für eine Normierung der infrarotspektroskopischen Messwerte genutzt. Der Wäschepflegeprozess lässt sich in drei Bereiche aufteilen. Einen ersten Bereich 28, welcher eine Anfangsphase beinhaltet in der die Trocknungsleistung nahezu konstant ist. Der zweite Bereich des Wäschepflegeprozesses beinhaltet eine Phase in der die relative Feuchte abnimmt und somit die infrarotspektroskopischen Messwerte ansteigen. Der dritte Bereich des Wäschepflegeprozesses 23 zeigt eine abschließende, stabile Phase der infrarotspektroskopischen Messwerte. Die Kurve 34 zeigt eine geglättete oder gemittelte oder gleitend gemittelte Kurve infrarotspektroskopischer Messwerten, welche schematisch dargestellt ist. In dem Diagramm 20 ist ein Zeitstrahl des Wäschepflegeprozesses 35 in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. In dem Zeitstrahl 35 ist der Beginn des Wäschepflegeprozesses 36 gekennzeichnet. Der Zeitstrahl 35 weist ebenso bevorzugt ein Ende des Wäschepflegeprozesses 38 auf. Innerhalb des Zeitraums zwischen dem Beginn des Wäschepflegeprozesses 31 und im Ende des Wäschepflegeprozesses können ein oder mehrere bestimmte Zeitfenster 40 durch die Regelungseinheit 8 festgelegt werden. In diesem bestimmten Zeitfenster 40 kann eine Auswertung der infrarotspektroskopischen Messwerte und eine Analyse des zeitlichen Verlaufs der infrarotspektroskopischen Messwerte durchgeführt werden. Der Zeitpunkt 42 innerhalb des Wäschepflegeprozesses beschreibt bevorzugt einen Zeitpunkt bei dem eine infrarotspektroskopische Messung durchgeführt wird und eine Auswertung der infrarotspektroskopischen Messwerte durch die Regelungseinheit vollzogen wird. In einer bevorzugten Ausführungsform beginnt die Erfassung der infrarotspektroskopischen Messwerte nicht mit dem Beginn des Wäschepflegeprozesses 36, sondern in einem gesonderten, durch die Regelungseinheit 8 bestimmten, Zeitraum. Der gesonderte Zeitraum erstreckt zwischen dem Beginn des gesonderten Zeitraums 44 und dem Ende des gesonderten Zeitraums 46. Innerhalb des gesonderten Zeitraums können mehrfach Zeitfenster 40 und/oder Zeitpunkte 42 dafür verwendet werden ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis zu bestimmen und/oder eine Analyse des zeitlichen Verlaufs der infrarotspektroskopischen Messwerte durchzuführen
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Bezugszeichenliste
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- 2 -
- Wäschepflegegerät
- 4 -
- Infrarotsensor
- 6 -
- Wäschetrommel
- 8 -
- Regelungseinheit
- 10 -
- Antriebseinheit
- 12 -
- Trocknungseinheit
- 14 -
- Öffnung
- 16 -
- Maschinenlesbarer Datenträger
- 18 -
- Beladung
- 20 -
- infrarotspektroskopische Messwerte
- 21 -
- X-Achse
- 22 -
- Nutzsignalamplitude
- 23 -
- X-Achse
- 24 -
- Rauschstandardabweichung
- 26 -
- Anfangswert
- 28 -
- erster Bereich
- 30 -
- zweiter Bereich
- 32 -
- dritter Beriech
- 34 -
- erste Ableitung
- 35 -
- Zeitstrahl des Wäschepflegeprozesses
- 36 -
- Beginn des Wäschepflegeprozesses
- 38 -
- Ende des Wäschepflegeprozesses
- 40 -
- bestimmtes Zeitfenster
- 42 -
- Zeitpunkt
- 44 -
- Beginn Zeitraum
- 46 -
- Ende Zeitraum
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 68911489 D2 [0003]
- EP 1790769 A1 [0004]
