DE102020131590A1

DE102020131590A1 - Sensorvorrichtung und Verfahren zur Bestimmung einer Restfeuchte in Textilien, Textilbehandlungsgerät und Waschkugel

Info

Publication number: DE102020131590A1
Application number: DE102020131590.2A
Authority: DE
Inventors: Jonas Kleine; Dirk Dahlke
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 2020-11-30
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2022-06-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung (120, 155) zur Bestimmung einer Restfeuchte in Textilien (105) in einem Textilbehandlungsgerät (100). Die Sensorvorrichtung (120, 155) umfasst einen Nahinfrarotsensor (130), der ausgebildet ist Infrarotstrahlen zu erfassen, die von in einem Erfassungsbereich (125) befindlichen Textil (105) ausgehen und ausgebildet ist ein eine Intensität der Infrarotstrahlen repräsentierendes Intensitätssignal bereitzustellen. Die Sensorvorrichtung (120, 155) umfasst ferner einen Näherungssensor (135), der ausgebildet ist, um ein Erkennungssignal bereitzustellen, das ein sich in dem Erfassungsbereich befindliches Textil (105) anzeigt. Ferner umfasst die Sensorvorrichtung (120, 155) eine Bestimmungseinrichtung (140), die ausgebildet ist, um unter Verwendung des Intensitätssignals die Restfeuchte des Textils (105) zu bestimmen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung einer Restfeuchte in Textilien für ein Textilbehandlungsgerät, ein Textilbehandlungsgerät und eine Waschkugel.
Aktuell wird in Textilbehandlungsgeräten die Restfeuchte in Textilien entweder über die Veränderung der Leitfähigkeit in Abhängigkeit vom Wassergehalt der Textilien ermittelt oder über den Gewichtsunterschied von trockener und nasser Wäsche.
Die DE 10 2017 204 366 A1 offenbart ein Haushaltsgerät mit einer Trocknungsfunktion und mit einer Vorrichtung zur Erfassung einer Feuchte von zu trocknenden Gegenständen.
Der Erfindung stellt sich die Aufgabe eine verbesserte Sensorvorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Bestimmung einer Restfeuchte in Textilien für ein Textilbehandlungsgerät, ein verbessertes Textilbehandlungsgerät und eine verbesserte Waschkugel zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Sensorvorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung einer Restfeuchte in Textilien in einem Textilbehandlungsgerät, ein Textilbehandlungsgerät und eine Waschkugel mit den Merkmalen der Hauptansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile bestehen darin, dass die Restfeuchte in Textilien mittels Nahinfrarotstrahlen sehr zuverlässig bestimmt werden kann.
Eine Sensorvorrichtung zur Bestimmung einer Restfeuchte in Textilien für ein Textilbehandlungsgerät weist die folgenden Merkmale auf:

einen Nahinfrarotsensor, der ausgebildet ist Infrarotstrahlen zu erfassen, die von in einem Erfassungsbereich der Sensorvorrichtung befindlichen Textil ausgehen und ausgebildet ist ein eine Intensität der Infrarotstrahlen repräsentierendes Intensitätssignal bereitzustellen;
einen Näherungssensor, der ausgebildet ist, um ein Erkennungssignal bereitzustellen, das das sich in dem Erfassungsbereich befindliches Textil anzeigt; und
eine Bestimmungseinrichtung, die ausgebildet ist, um unter Verwendung des Intensitätssignals die Restfeuchte des Textils zu bestimmen.

Unter einem Textilbehandlungsgerät kann ein Gerät zum Waschen, Reinigen, Trocknen oder Färben von Textilien verstanden werden. Darunter fallen beispielsweise Waschtrockner und Wäschetrockner. Das Textilbehandlungsgerät umfasst üblicherweise einen Textilgutbehandlungsbehälter, der auch als Trommel bezeichnet werden kann. In den Textilgutbehandlungsbehälter können die Textilien zum Behandeln, Trocknen oder Reinigen eingelegt werden. Für den Nahinfrarotsensor sowie für den Näherungssensor kann auf bekannte Sensoren zurückgegriffen werden. Nahinfrarotstrahlen weisen eine kurzwellige Strahlung im Bereich zwischen 780nm bis 1400nm auf. Der Nahinfrarotsensor ist ausgebildet, um Infrarotstrahlen von Textilien zu erfassen, die sich in dem Erfassungsbereich befinden. Der Erfassungsbereich kann eine geringe Ausdehnung umfassen, beispielsweise eine Ausdehnung von einigen Zentimetern, beispielsweise weniger als 5cm oder weniger als 2cm, oder eine Ausdehnung im Bereich von einigen Millimetern, beispielsweise weniger als 10mm oder weniger als 5mm. Dadurch kann eine hohe Messgenauigkeit erreicht werden. Bei dem Erfassungsbereich kann es sich um einen Erfassungsbereich des Näherungssensors, einen Erfassungsbereich des Nahinfrarotsensors oder einen gemeinsamen Erfassungsbereich des Nahinfrarotsensors und des Näherungssensors handeln. Der Näherungssensor kann beispielsweise über ein kapazitives oder induktives Messprinzip verfügen. Über das von dem Näherungssensor bereitgestellte Erkennungssignal kann sichergestellt werden, dass von dem Nahinfrarotsensor nur dann Infrarotstrahlung erfasst oder erfasste Infrarotstrahlung ausgewertet wird, wenn sich tatsächlich ein Textil in dem Erfassungsbereich befindet. Dadurch kann sichergestellt werden, dass unter Verwendung des Nahinfrarotsensors ausschließlich Infrarotstrahlung eines sich direkt vor dem Nahinfrarotsensor angeordneten Textils und nicht Infrarotstrahlung eines sich entfernt von dem Nahinfrarotsensor angeordneten Textils für die Restfeuchtemessung ausgewertet wird. Die Bestimmungseinrichtung kann ausgebildet sein, ein die Restfeuchte des Textils repräsentierendes Restfeuchtesignal bereitzustellen.
Der beschriebene Ansatz kann alternativ oder ergänzend zu andersartigen Bestimmungen der Restfeuchte eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Restfeuchte in Textilien zusätzlich oder alternativ über die Veränderung der Leitfähigkeit in Abhängigkeit vom Wassergehalt der Textilien ermittelt werden. Durch einen erhöhten Wassergehalt eines Textils wird ihr elektrischer Widerstand gesenkt. Ein Kondensator bekannter Größe wird über diesen Widerstand wechselseitig ent- und geladen. Der Widerstand lässt sich über die benötigten Lade- und Entladezeiten ermitteln. Ein höherer Widerstand entspricht trockenerem Textil.
Eine weitere Möglichkeit die Restfeuchte in Textilien zu bestimmen stellt der Gewichtsunterschied von trockener und nasser Wäsche dar. Das Gewicht der trockenen Wäsche wird vor dem Waschprozess ermittelt und dem Trockener übermittelt. Aus der Gewichtsdifferenz trockener und nasser Beladung lässt sich die Restfeuchte der Wäsche bestimmen. Somit kann die genannte Sensorvorrichtung um eine entsprechende Widerstandsmesseinrichtung und/oder Gewichtserfassungseinrichtung ergänzt werden.
Der Nahinfrarotsensor kann ausgebildet sein, um das Intensitätssignal ansprechend auf das Erkennungssignal bereitzustellen. Beispielsweise kann das Erkennungssignal verwendet werden, um den Nahinfrarotsensor zu aktivieren. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass von dem Nahinfrarotsensor Infrarotstahlen von entfernten Textilien erfasst werden, wodurch die Messgenauigkeit verringert werden könnte.
Die Sensorvorrichtung kann eine Strahlungsquelle zum Bestrahlen eines sich in dem Erfassungsbereich befindlichen Textils aufweisen. Dadurch kann die Intensität der von dem Nahinfrarotsensor erfassbaren Infrarotstrahlung erhöht werden.
Dabei kann die Strahlungsquelle in dem Nahinfrarotsensor integriert sein. Dadurch können gerade die relevanten Textilien, die sich in dem Erfassungsbereich befinden, zuverlässig bestrahlt werden.
Der Nahinfrarotsensor kann ein Intensitätssignal bereitstellen, das eine Intensitätsverteilung eines Spektrums der Infrarotstrahlen repräsentiert. Vorteilhafterweise können unter Verwendung des Spektrums charakteristische Informationen der Textilien bestimmt werden. Die Bestimmungseinrichtung kann ausgebildet sein, um unter Verwendung des Spektrums eine entsprechende charakteristische Informationen zu bestimmen, beispielsweise unter Verwendung vorbestimmter Referenzspektren.
Die Bestimmungseinrichtung kann ausgebildet sein, die Restfeuchte unter Verwendung eines chemometrischen Verfahrens zu bestimmen. Das chemometrische Verfahren ermöglicht es chemische Informationen aus von dem Intensitätssignal umfassten Messdaten zu extrahieren. Beispielsweise können von dem Intensitätssignal abgebildete Wellenlängen des Nahinfrarotsensors mittels Chemometrik ausgewertet werden. Somit kann auf bekannte Verfahren zur Auswertung des Intensitätssignals zurückgegriffen werden.
Die Bestimmungseinrichtung kann ausgebildet sein, um unter Verwendung einer Mehrzahl während eines Zeitraums von dem Nahinfrarotsensor bereitgestellten Intensitätssignalen die Restfeuchte der Textilien zu bestimmen. Der Zeitraum kann eine vordefinierte Zeitspanne umfassen oder beispielsweise abhängig von der Restfeuchte eingestellt werden. Durch die Verwendung mehrerer zeitlich beabstandeter Intensitätssignale kann die Restfeuchte unterschiedlicher Textilien bestimmt werden, die sich innerhalb des Zeitraums innerhalb des Erfassungsbereich befinden. Dadurch kann die Genauigkeit der Restfeuchtebestimmung verbessert werden und die Bestimmung sehr geringer Restfeuchtegehalte wird ermöglicht.
Der Näherungssensor kann ausgebildet sein, um das Textil nur zu erkennen, wenn sich das Textil in einem Abstand von weniger als zwei Zentimetern oder weniger als einem Zentimeter oder weniger als 5 Millimetern zu dem Näherungssensor befindet. Der Näherungssensor kann so unempfindlich ausgelegt sein, dass nur Textilien, die sich sehr nah an der Sensorfläche bzw. dem Sensorfenster befinden oder diese berühren erkannt werden und eine Messung des Nahinfrarotsensors auslösen. So ist es wahrscheinlich, dass der erfasste Teil eines Textil flach auf oder vor einer Sensorfläche bzw. einem Sensorfenster liegt. Durch diese Maßnahme kann sichergestellt werden, dass Parameter, wie Abstand, Lage und Ausleuchtung, bei der Messung durch den Nahinfrarotsensor immer fast identisch sind und dadurch eine hohe Genauigkeit ermöglichen.
Die Bestimmungseinrichtung kann ausgebildet sein, um unter Verwendung des Intensitätssignals eine Textilart des Textils zu bestimmen. Dies bietet den Vorteil, dass nicht nur die Restfeuchte in Textilien bestimmt werden kann, sondern auch die Textilart. Unter Textilart kann neben dem Textilstoff auch die Textilfarbe verstanden werden.
Ein entsprechendes Textilbehandlungsgerät weist einen Textilbehandlungsbehälter zum Aufnehmen von Textilien und eine genannte Sensorvorrichtung auf, wobei der Erfassungsbereich der Sensorvorrichtung in einen Innenraum des Textilbehandlungsbehälters gerichtet ist. Dies bietet den Vorteil, dass die Textilien im Textilbehandlungsbehälter von der Sensorvorrichtung erfasst werden können. Vorteilhafterweise kann der Erfassungsbereich des Nahinfrarotsensors in Bezug auf eine Größe des Textilbehandlungsbehälters sehr klein gewählt werden, beispielsweise weniger als ein zwanzigstel eines Durchmessers des Textilbehandlungsbehälters betragen. Dadurch kann die Restfeuchte der sich in dem Textilbehandlungsbehälter befindlichen Textilien sehr genau bestimmt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Sensorvorrichtung außerhalb des Textilbehandlungsbehälters befestigt sein. Dies ist vorteilhaft, wenn sich der Textilbehandlungsbehälter zur Behandlung der Textilien bewegt, beispielsweise dreht. Auf diese Weise kann auf Schleifkontakte zur elektrischen Verbindung zwischen beweglichen und festen Trocknerkomponenten verzichtet werden. Unter Verwendung des Nahinfrarotsensors können auch sehr geringe Restfeuchtewerte sicher erkannt werden. Zusätzlich kann das auf dem Nahinfrarotsensor basierende System konstruktiv sehr einfach und damit kostengünstig aufgebaut werden. Zudem ist zur Ermittlung der Restfeuchte keine Kenntnis des Gewichts der Textilen erforderlich, sodass auf einen zusätzlichen Arbeitsschritt zur Gewichtsmessung verzichtet werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Textilbehandlungsbehälter eine Öffnung zum Einlegen der Textilien umfassen. In diesem Fall können der Nahinfrarotsensor und der Näherungssensor benachbart zu einem unteren Bereich der Öffnung angeordnet sein. Dadurch besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass ein Textil in den Erfassungsbereich gerät.
Das Textilbehandlungsgerät kann eine Luftführung zum Belüften des Textilbehandlungsbehälters aufweisen. Dabei können der Nahinfrarotsensor und der Näherungssensor in der Luftführung angeordnet sein. Die Luftführung kann beispielsweise einen Kanal zum Zuführen oder Abführen von Luft in den Textilbehandlungsbehälter darstellen. Hier kann die Sensorvorrichtung geschützt angeordnet werden.
Das Textilbehandlungsgerät kann ein Flusensieb zum Auffangen von Flusen aufweisen. In diesem Fall können der Nahinfrarotsensor und der Näherungssensor an dem Flusensieb angeordnet sein. Durch den Sitz der Sensoren an dem Flusensieb besteht ebenfalls eine große Wahrscheinlichkeit, dass ein Textil in den Erfassungsbereich gerät.
Der Nahinfrarotsensor und der Näherungssensor können in einem Türdichtrahmen des Textilreinigungsbehälters angeordnet sein. Auch bei dieser Anordnung können der Nahinfrarotsensor und der Näherungssensor an einem statischen Teil des Textilbehandlungsangeordnet sein und dennoch den in einen Innenraum des Textilreinigungsbehälters gerichteten Erfassungsbereich aufweisen.
Die Waschkugel zum Einlegen in ein Textilbehandlungsgerät kann eine genannte Sensorvorrichtung, aufweisen. Dadurch können die Messergebnisse sehr genaue sein, da sich die Waschkugel während der Behandlung der Textilien typischerweise immer in direktem Kontakt mit zumindest einem Textil befindet.
Ein Verfahren zur Bestimmung einer Restfeuchte in Textilien in einem Textilbehandlungsgerät umfasst die folgenden Schritte:

Erfassen von Infrarotstrahlen, die von in einem Erfassungsbereich befindlichen Textil ausgehen, unter Verwendung des Nahinfrarotsensors und Bereitstellen eines eine Intensität der Infrarotstrahlen repräsentierenden Intensitätssignals;
Bereitstellen eines Erkennungssignals, das das sich in dem Erfassungsbereich befindliches Textil anzeigt, unter Verwendung eines Näherungssensors; und
Bestimmen der Restfeuchte des Textils unter Verwendung des Intensitätssignals.

Mithilfe dieses Verfahrens kann die Restfeuchte der Textilien mit einer sehr hohen Genauigkeit bestimmt werden. Auch kann ein sehr geringer Restfeuchtegehalt in den Textilien bestimmt werden. Die Schritte des Verfahrens können beispielsweise unter Verwendung von Einrichtungen der genannten Sensorvorrichtung umgesetzt werden. Auch wenn der beschriebene Ansatz anhand eines Haushaltgeräts beschrieben wird, kann die hier beschriebene Sensorvorrichtung oder das hier beschriebene Verfahren entsprechend im Zusammenhang mit einem gewerblichen oder professionellen Gerät eingesetzt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

1 eine Ansicht eines Textilbehandlungsgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 eine Querschnittsdarstellung eines Textilbehandlungsgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3 eine Ansicht einer Sensorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
4 eine schematische Darstellung einer Steuervorrichtung zur Bestimmung einer Restfeuchte in Textilien gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Bestimmung einer Restfeuchte in Textilien in einem Textilbehandlungsgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel.

1 zeigt ein Textilbehandlungsgerät 100 zum Behandeln von Textilien 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Textilbehandlungsgerät 100 weist einen Textilbehandlungsbehälter 110 zum Aufnehmen der Textilien 105 auf. Der Textilbehandlungsbehälter 105 ist hier beispielhaft als eine Wäschetrommel ausgeführt und weist eine Öffnung 115 zum Einlegen der Textilien 105 auf. Das Textilbehandlungsgerät 100 umfasst eine Sensorvorrichtung 120 zur Bestimmung der Restfeuchte der Textilien 105. Lediglich beispielhaft ist die Sensorvorrichtung 120 am unteren Bereich der Öffnung 115 angeordnet. Die Sensorvorrichtung 120 weist einen Erfassungsbereich 125 auf, der in einen Innenraum des Textilbehandlungsbehälters 110 gerichtet ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Textilbehandlungsgerät 100 als ein Wäschetrockner ausgeführt, bei dem die feuchten Textilien 105 vom Bediener durch die Öffnung 115 in den Textilbehandlungsbehälter 110 gelegt werden. Nach der Auswahl eines Behandlungsprogramms durch den Bediener startet das Textilbehandlungsgerät 100 mit dem Behandeln der feuchten Textilien 105. Während des Behandeln, hier des Trocknens, dreht sich der Textilbehandlungsbehälter 110 und mit ihm die darin befindlichen feuchten Textilien 105. Die Textilien 105 gelangen dabei in den Erfassungsbereich 125 und werden dabei von der Sensorvorrichtung 120 erfasst.
Die Sensorvorrichtung 120 dient der Bestimmung der Restfeuchte der Textilien 105 in dem Textilbehandlungsgerät 100. Die Sensorvorrichtung 120 umfasst dazu einen Nahinfrarotsensor 130, einen Näherungssensor 135 und eine Bestimmungseinrichtung 140, die in 1 lediglich schematisch dargestellt sind. Der Nahinfrarotsensor 130 ist ausgebildet, Infrarotstrahlen zu erfassen, die von in dem Erfassungsbereich 125 befindlichen Textilien 105, typischerweise eines einzelnen Textils 105, ausgehen. Dazu grenzt eine Sensorfläche des Nahinfrarotsensors 130 gemäß einem Ausführungsbeispiel direkt an einen Innenraum des Textilbehandlungsbehälters 110 an. Der Nahinfrarotsensor 130 ist ausgebildet, um ein Intensitätssignal bereitzustellen, das eine Intensität der erfassten Infrarotstrahlen repräsentiert. Optional bildet das Intensitätssignal eine Intensitätsverteilung eines Spektrums der Infrarotstrahlen ab. Der Näherungssensor 135 ist ausgebildet, ein Erkennungssignal bereitzustellen, das ein sich in dem Erfassungsbereich 125 befindliches Textil 105 anzeigt. Dazu grenzt eine Sensorfläche des Näherungssensor 135 gemäß einem Ausführungsbeispiel direkt an einen Innenraum des Textilbehandlungsbehälters 110 an. Beispielsweise sind der Näherungssensor 135 und der Nahinfrarotsensors 130 direkt nebeneinander angeordnet, sodass der Näherungssensor 135 und der Nahinfrarotsensors 130 ein und denselben Erfassungsbereich 125 überwachen können. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Erkennungssignal des Näherungssensors 135 verwendet, um den eine Messung des Nahinfrarotsensors 130 auszulösen. Beispielsweise wird das Erkennungssignal dazu an einen Steuereingang des Nahinfrarotsensors 130 oder an einen Schalter zum Steuern einer Energieversorgung des Nahinfrarotsensors 130 bereitgestellt. Dabei wird das Intensitätssignal vom Nahinfrarotsensor 130 bereitgestellt, wenn das Erkennungssignal anzeigt, dass sich ein Textil 105 in dem Erfassungsbereich 125 befindet. Auf diese Weise kann der Nahinfrarotsensor 130 immer nur dann aktiviert werden, wenn sich tatsächlich ein Textil 105 in dem Erfassungsbereich befindet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Erkennungssignal zusätzlich oder alternativ an die Bestimmungseinrichtung 140 ausgebildet und von der Bestimmungseinrichtung 140 beispielsweise verwendet, um eine Auswertung des Intensitätssignals zu starten. Auf diese Weise können beispielsweise von einem fortlaufend aktiven Nahinfrarotsensor 130 bereitgestellte Intensitätssignale nur dann ausgewertet werden, wenn diese Infrarotstrahlen eines sich in dem Erfassungsbereich befindlichen Textils abbilden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Näherungssensor 135 so ausgeführt oder eingestellt, dass eine Anwesenheit des Textils 105 nur dann von dem Näherungssensor 135 erkannt wird, wenn sich das Textil 105 beispielsweise in einem Abstand von weniger als zwei Zentimetern zu dem Näherungssensor 135 befindet.
Die Bestimmungseinrichtung 140 ist ausgebildet, um unter Verwendung des Intensitätssignals die Restfeuchte des Textils 105 zu bestimmen. Beispielhaft ist die Bestimmungseinrichtung 140 benachbart zu dem Näherungssensor 135 und dem Nahinfrarotsensor 130 angeordnet. Alternativ ist die Bestimmungseinrichtung 140 beispielsweise in ein Steuergerät des Textilbehandlungsgeräts 100 integriert oder als Teil eines solchen Steuergeräts ausgeführt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Bestimmungseinrichtung 140 ausgebildet, die die Restfeuchte durch Auswertung des Intensitätssignals unter Verwendung eines chemometrischen Verfahrens zu bestimmen.
Optional weist die Sensorvorrichtung 120 eine Strahlungsquelle 145 auf, die geeignet ist, um ein sich in dem Erfassungsbereich 125 befindliches Textil 105 zu bestrahlen. Von der Strahlungsquelle 145 ausgesendete und an dem Textil 105 reflektierte Strahlen können von dem Nahinfrarotsensor 130 erfasst werden. Die Strahlungsquelle 145 ist vorteilhafterweise angrenzend an den Nahinfrarotsensor 130 angeordnet oder in den Nahinfrarotsensor 130 integriert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Bestimmungseinrichtung 140 ausgebildet, um eine Mehrzahl von Intensitätssignale des Nahinfrarotsensors 130 zu verwenden, um die Restfeuchte der Textilien 105 zu bestimmen. Die Intensitätssignale werden dazu während eines Zeitraums von dem Nahinfrarotsensor 130 bereitgestellt. Der Zeitraum umfasst beispielsweise eine vorbestimmte Zeitspanne während der Durchführung des Behandlungsprogramms. Der Zeitraum ist beispielsweise so gewählt, dass eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass alle der Textilien 105 zumindest einmal in den Erfassungsbereich 125 gelangt sind. Dadurch lässt sich beispielsweise ein Mittelwert über die Restfeuchte aller Textilien 105 bilden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Bestimmungseinrichtung 140 ausgebildet, um unter Verwendung zumindest eines Intensitätssignals eine Textilart des Textils 105 zu bestimmen. Dadurch ist es möglich neben der Textilfeuchte beispielsweise auch den Textilstoff und die Textilfarbe ohne Durchführung einer separaten Messung zu bestimmen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Erfassungsbereich 125 der Sensorvorrichtung 120 zur Restfeuchtebestimmung in den als Trocknertrommel ausgeführten Textilbehandlungsbehälter 110 gerichtet. Die Platzierung des Näherungssensors 135 und des Nahinfrarotsensors 130 erfolgt gemäß einem Ausführungsbeispiel im Bereich der Öffnung 115 unterhalb eines Flusensiebs. Während des Trocknungsprozesses werden die Textilien 105 zufällig durch den Erfassungsbereich 125 der Sensorvorrichtung 120 bewegt. Die Messungen des Nahinfrarotsensors 130 werden durch den Näherungssensor 135 getriggert, sobald ein Textil 105 mit einem bestimmten Abstand im Erfassungsbereich 125 des Nahinfrarotsensors 130 und/oder des Näherungssensors 135 vorhanden ist. Die Textilien 105 werden optional mit Strahlung im nahen Infrarotbereich durch z.B. die Strahlungsquelle 145 in Form einer Halogenlampe bestrahlt. Das Reflektionsspektrum wird gemäß einem Ausführungsbeispiel mittels des Nahinfrarotsensors 130 in Form eines NIR-Spektrometers aufgenommen. Das über das Intensitätssignal des Nahinfrarotsensors 130 abgebildete erfasste Spektrum enthält charakteristische Informationen zur Klassifizierung der Textilart sowie zur enthaltenen Restfeuchte. Der Verlauf des Spektrums ist charakteristisch für eine Textilart, während die Intensität der reflektierten Strahlung über den gesamten spektralen Bereich abhängig von Abstand zum Sensor und Wassergehalt im Textilstück ist. Durch das Triggern einer Messung durch einen Näherungssensor 135 wird der Einfluss des Abstandes eliminiert. Die Verschiebung des Spektrums durch die Änderung der allgemeinen Intensität kann bis zu einem sehr geringen Restfeuchtegehalt ausgewertet werden. Die Auswertung erfolgt beispielsweise mittels chemometrischer Verfahren, welche zuvor Datensätze verschiedener Proben und Probenzustände benötigen. Um ein gleichmäßiges Trockenergebnis zu erhalten wird die Restfeuchte über einen längeren Zeitraum ermittelt und dann gemittelt. Diese Schritte werden gemäß einem Ausführungsbeispiel unter Verwendung der Bestimmungseeinrichtung 140 ausgeführt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel arbeiten zumindest der Näherungssensor 135 und der Nahinfrarotsensor 130 ohne eine elektrische Verbindung zu dem Textilbehandlungsbehälter 110 in Form einer rotierenden Trommel. Die Messung der Restfeuchte kann vorteilhafterweise berührungslos erfolgen und ist dadurch auch geräuschfrei.
Durch die Kopplung des Nahinfrarotsensor 130 mit dem Näherungssensor 135 kann eine hohe Messgenauigkeit des Nahinfrarotsensors 130, beispielsweise eines NIR-Spektralsensors, im Hinblick auf die ungünstigen Rahmenbedingungen in Textilbehandlungsgerät 100, beispielsweise einem Wäschepflegegerät, erreicht werden.
Wichtig für ein genaues Messergebnis sind möglichst einheitliche Bedingungen. Im Textilbehandlungsgerät 100, wie einem Trockner oder Wäschetrockner, bewegen sich ungeordnet Textilien 105 in Form mehrerer oder vieler Kleidungsstücke verschiedener Größe und Beschaffenheit durch den Textilbehandlungsbehälter 110. Diese Kleidungsstücke haben deshalb zu einem fest platzierten Sensor, wie dem Nahinfrarotsensor 130, unterschiedliche und sich ständig verändernde Positionen, beispielsweise im Hinblick auf Lage, Abstand, Winkel oder Lichtreflexion.
Das von der Strahlungsquelle 145 ausgesendete Licht wird folglich von verschiedensten Kleidungsstücken reflektiert. Die Intensität der Reflexionen wird dabei vom Abstand und dem Winkel des Wäschestücks zum Nahinfrarotsensor 130beeinflusst. Da sich diese Parameter ständig ändern ist eine softwaremäßige Korrektur bzw. Berücksichtigung schwer realisierbar. Durch eine geeignete Wahl des Erfassungsbereichs 125 wird erreicht, das einzelne Textilien 105 zur Restfeuchteerfassung mit definiertem Abstand und Winkel zum Nahinfrarotsensor 130 platziert sind.
In 1 ist eine Waschkugel 150 dargestellt, die innerhalb des Textilbehandlungsbehälters 110 angeordnet ist. Die Waschkugel 150 umfasst eine Sensorvorrichtung 155, die gemäß einem Ausführungsbeispiel entsprechend zu der bereits beschriebenen fest in dem Textilbehandlungsgerät 100 verbauten Sensorvorrichtung 120 ausgeführt ist. Die Waschkugel 150 ermöglicht einen Betrieb der Sensorvorrichtung 155 beispielsweise per Batteriebetrieb und Funkübertragung. Dadurch können die Messergebnisse im Vergleich zu der Verwendung der fest verbauten Sensorvorrichtung 120 noch genauer sein, da öfter ein Textil 105 in den Sensorbereich des Nahinfrarotsensors 130 der Sensorvorrichtung 155 gerät.
2 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Textilbehandlungsgeräts 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um das in 1 beschriebene Textilbehandlungsgerät 100 handeln.
Das Textilbehandlungsgerät 100 weist ein Gehäuse 200 auf, in dem der Textilbehandlungsbehälter 110 angeordnet ist. Eine Öffnung des Textilbehandlungsbehälters 110 ist von einer Tür 205 verschlossen. Optional weist das Textilbehandlungsgerät 100 eine obere Luftführung 210 mit einem oberen Flusensieb 215 und eine untere Luftführung 220 mit einem unteren Flusensieb 225 zum Auffangen von Flusen auf. Die Tür 205 ist von einem Türdichtrahmen 230 umschlossen, durch die ein Spalt zwischen der Tür 205 und dem Gehäuse 200 abgedichtet wird.
Das Textilbehandlungsgerät 100 weist zumindest eine Sensorvorrichtung 130, 235, 240 auf, wie sie anhand von 1 beschrieben ist. Beispielhaft sind verschiedene mögliche Einbauorte für eine entsprechende Sensorvorrichtung 130, 235, 240 dargestellt. Wenn mehr als eine der Sensorvorrichtungen 130, 235, 240 verbaut ist, kann die Messgenauigkeit gegenüber der Verwendung nur einer einzigen der Sensorvorrichtung 130, 235, 240 erhöht werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist Sensorvorrichtung 250 in der unteren Luftführung 220 angeordnet. Beispielsweise ist die Sensorvorrichtung 250 dabei an dem unteren Flusensieb 225 befestigt. Dadurch befindet sich die Sensorvorrichtung 250 unterhalb der Öffnung des Textilbehandlungsbehälters 110 und sitzt an der Luftführung 200, beispielsweise direkt an dem Flusensieb 201.
Ein weiterer Einbauort einer Sensorvorrichtung 255 stellt der Türdichtrahmen 230 des Textilreinigungsbehälters 110 dar. Bei dieser Einbauweise ist die Sensorvorrichtung 255 an der Tür 205 oder benachbart zu der Tür 205 an dem Türdichtrahmen 230 angebracht.
Ein dritter Einbauort für eine Sensorvorrichtung 240 befindet sich in der Innenseite des Textilbehandlungsbehälters 110. Trommelinnenseite.
Somit sind mögliche Einbauorte für die Sensorvorrichtungen 130, 235, 240 auf der Trommelinnenseite, in der Tür 205 mit einer Sensierfläche des Nahinfrarotsensors und des Näherungssensors in Richtung Trommel, sowie in der Luftführung 220 oder dem Flusensieb 225. Die genannten Einbauorte sind dabei nur beispielhaft gewählt. Geeignet sind generell Einbauorte, die einen Erfassungsbereich ermöglichen, in den sich die innerhalb des Textilreinigungsbehälters 110 befindlichen Textilien gelangen können.
Wichtig bei allen Einbauorten ist die Kombination von Nahinfrarotsensor und Näherungssensor, um die Messung zum optimalen Zeitpunkt durchzuführen. Die Auswertung der Signale oder zumindest des von dem Näherungssensor bereitgestellten Intensitätssignals kann unter Verwendung einer an einer geeigneten Position, auch entfern von dem Nahinfrarotsensor und dem Näherungssensor angeordneten Bestimmungseinrichtung erfolgen.
3 zeigt eine Ansicht einer Sensorvorrichtung 120 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Bei der Sensorvorrichtung 120 kann es sich um ein Ausführungsbeispiel der in 1 beschriebenen Sensorvorrichtung 120 handeln.
Die Sensorvorrichtung 120 besteht aus einem Nahinfrarotsensor 130, der auch als Spektralsensor oder NIR-Sensor bezeichnet werden kann und einem Näherungssensor 135, der auch als Anwesenheitssensor bezeichnet werden kann.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel entspricht der Erfassungsbereich 125 der Sensorvorrichtung 120 einem Sensorbereich oder einer Sensorfläche des Näherungssensors 135.
Der Näherungssensor 135 ist ausgebildet, um in dem Erfassungsbereich 135 ein Textil 105 zu erkennen und den Nahinfrarotsensor 130 für eine oder sehr wenige Messungen, beispielsweise weniger als fünf Messungen, zu aktivieren. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Nahinfrarotsensor 130 somit nicht ständig im Einsatz, sondern misst nur wenn ein Textil 105 in der Nähe ist, sich also zumindest teilweise innerhalb des Erfassungsbereichs 125 befindet. Der Näherungssensor 135 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel so unempfindlich ausgelegt, dass nur Textilien 105, die sich sehr nah an der Sensorfläche befinden oder diese berühren, erkannt werden und eine Messung auslösen. So ist es wahrscheinlich, dass der erfasste Teil eines Textils 105 flach auf oder flach vor der Sensorfläche des Nahinfrarotsensors 130 liegt. Durch diese Maßnahmen sollten die Parameter, beispielsweise Abstand, Lage und Ausleuchtung, bei der Messung zur Erfassung der Restfeuchte des Textils 105 immer fast identisch sein und eine sehr hohe Genauigkeit ermöglichen. Da sich das Messergebnis auf nur einen Prüfling, hier beispielsweise das gezeigte Textil 105 bezieht, werden gemäß einem Ausführungsbeispiel die Messungen eines längeren Zeitraums softwaremäßig ausgewertet und z.B. ein Mittelwert errechnet. Der Zeitraum ist dabei beispielsweise so gewählt, das bei dem gewählten Behandlungsprogramm typischerweise eine Mehrzahl von Textilien 105 in den Erfassungsbereich 125 gelangen.
Somit ist die Sensorvorrichtung 120 ausgebildet, um nicht den ganzen Wäscheposten, also alle sich innerhalb des Textilbehandlungsbehälters 110 befindliche Textilien 105 gleichzeitig abzufragen, sondern nur ein einzelnes Textilstück. Dazu sind der Näherungssensor 135 und der Nahinfrarotsensor 130 möglichst nah nebeneinander angeordnet. Der Näherungssensor 135 ist so unempfindlich eingestellt, dass er nur einen sehr kleinen Erfassungsbereich 125 hat. Das Textil 105 muss deshalb der Sensorfläche des Näherungssensor 135 sehr nah kommen bzw. idealerweise berühren. Die Sensorfläche ist gemäß einem Ausführungsbeispiel möglichst klein sein, beispielsweise kleiner als ein Quadratzentimeter.
Dadurch dass der Nahinfrarotsensor 130 unmittelbar neben dem Näherungssensor 135 angeordnet ist, kann gemäß einem Ausführungsbeispiel davon ausgegangen werden, dass das Textil 105 auch einen Erfassungsbereich des Nahinfrarotsensors 130 ausfüllt, wenn sich das Textil 105 in dem Erfassungsbereich 125 befindet.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer Sensorvorrichtung 120 zur Bestimmung einer Restfeuchte in Textilien in einem Textilbehandlungsgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel. Beispielsweise kann die Sensorvorrichtung 120 im Zusammenhang mit dem in 1 beschriebenen Textilbehandlungsgerät eingesetzt werden.
Die Sensorvorrichtung 120 dient dem Bestimmen einer Restfeuchte in Textilien.
Die Sensorvorrichtung 120 weist einen Näherungssensor 135, einen Nahinfrarotsensor 130 und eine Bestimmungseinrichtung 140 auf, die zusammen, beispielsweise integriert in ein gemeinsames Gehäuse, oder separat angeordnet sein können. Insbesondere die Bestimmungseinrichtung 140 kann beabstandet zu dem Näherungssensor 135 und dem Nahinfrarotsensor 130 angeordnet sein. Alternativ kann die Bestimmungseinrichtung 140 in dem Nahinfrarotsensor 130 integriert sein.
Der Näherungssensor 135 und der Nahinfrarotsensor 130 sind gemäß einem Ausführungsbeispiel dicht nebeneinander, beispielsweise aneinander angrenzend, angeordnet. Der Näherungssensor 135 ist ausgebildet, um ein Erkennungssignal 400 bereitzustellen. Das Erkennungssignal 400 zeigt an, dass sich ein Textil im Erfassungsbereich des Näherungssensor 135 befindet. Das Erkennungssignal 400 wird beispielsweise an den Nahinfrarotsensor 130 bereitgestellt. Durch die Bereitstellung des Erkennungssignals 400 wird der Nahinfrarotsensor 130 aktiviert oder es wird zumindest eine Messung des Nahinfrarotsensors 130 ausgelöst. Dazu kann das Erkennungssignal 400 direkt an den Nahinfrarotsensor 130 bereitgestellt werden. Alternativ wird das Erkennungssignal 400 beispielsweise an die Bestimmungseinrichtung 140 bereitgestellt, die wiederum ausgebildet ist, den Nahinfrarotsensor 130 anzusteuern. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Erkennungssignal 400 verwendet um den Nahinfrarotsensor 130 mit einer Energieversorgung zu verbinden, um den Nahinfrarotsensor 130 zu aktivieren.
Der Nahinfrarotsensor 130 ist ausgebildet, um ansprechend auf das Erkennungssignal 400 Infrarotstrahlen zu erfassen. Wenn eine Messung des Nahinfrarotsensors 130 durch das Erkennungssignal 400 ausgelöst wird, aufgrund der Anordnung und Ausrichtung des Nahinfrarotsensors 130 und des Näherungssensors 135 zueinander davon ausgegangen werden, dass die von dem Nahinfrarotsensors 130 erfassten Infrarotstrahlen von dem sich von dem Näherungssensor 135 detektierten Textil ausgehen. Dadurch kann eine Restfeuchte eines sich unmittelbar an oder vor dem Nahinfrarotsensor 130 befindlichen Textils bestimmt werden.
Der Nahinfrarotsensor 130 ist ausgebildet, um ein Intensitätssignal 405 bereitzustellen. Das Intensitätssignal 405 repräsentiert die Intensität der vom Nahinfrarotsensor 130 erfassten Infrarotstrahlen.
Der Näherungssensor 135 aktiviert den Nahinfrarotsensor 130 gemäß einem Ausführungsbeispiel für eine oder sehr wenige Messungen. Das heißt, der Nahinfrarotsensor 130 ist nicht ständig im Einsatz, sondern misst nur, wenn ein Textilstück in der Nähe ist.
Das Intensitätssignal 405 wird vom Nahinfrarotsensor 130 an die Bestimmungseinrichtung 140 bereitgestellt. Die Bestimmungseinrichtung 140 ist ausgebildet, um unter Verwendung des Intensitätssignals 405 die Restfeuchte des Textils zu bestimmen. Die Bestimmungseinrichtung 140 kann neben der Restfeuchte des Textils auch die Textilfarbe und den Textilstoff bestimmen. Dabei ist die Bestimmungseinrichtung 140 ausgebildet um die Restfeuchte und optional eine charakteristische Information zur Klassifizierung des Textils unter Verwendung einer geeigneten Bestimmungsvorschrift zu bestimmen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Sensorvorrichtung 120 ausgebildet, um ein die Restfeuchte zumindest eines Textils anzuzeigendes Restfeuchtesignal 410 bereitzustellen.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 500 zur Bestimmung einer Restfeuchte in Textilien in einem Textilbehandlungsgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 500 kann beispielsweise im Zusammenhang mit einem Textilbehandlungsgerät ausgeführt werden, wie es anhand der vorangegangenen Figuren beschrieben wurde.
Das Verfahren 500 umfasst einen Schritt 505 des Erfassens von Infrarotstrahlen, die von in einem Erfassungsbereich befindlichen Textilien ausgehen. Dazu wird beispielsweise ein Nahinfrarotsensor verwendet. In einem Schritt 510 wird ein eine Intensität der Infrarotstrahlen repräsentierenden Intensitätssignals bereitgestellt. Damit sichergestellt werden kann, dass die erfassten Infrarotstrahlen von einem Textil ausgehen, das sich unmittelbar vor dem Nahinfrarotsensor befindet, wird das Textil in einem Schritt 515 erfasst, beispielsweise unter Verwendung eines Näherungssensors. In einem Schritt 520 wird ein Erkennungssignal bereitgestellt, das das sich in dem Erfassungsbereich befindliche Textil anzeigt. Das Erkennungssignal wird gemäß einem Ausführungsbeispiel direkt oder indirekt verwendet, um den Schritt 505 des Erfassens von Infrarotstrahlen auszulösen. In einem Schritt 525 wird die Restfeuchte des Textils unter Verwendung des Intensitätssignals bestimmt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017204366 A1 [0003]

Claims

Sensorvorrichtung (120, 155; 230, 235, 240) zur Bestimmung einer Restfeuchte in Textilien für ein Textilbehandlungsgerät (100), wobei die Sensorvorrichtung (120) die folgenden Merkmale aufweist: einen Nahinfrarotsensor (130), der ausgebildet ist, Infrarotstrahlen zu erfassen, die von einem in einem Erfassungsbereich (125) der Sensorvorrichtung (120, 155; 230, 235, 240) befindlichen Textil (105) ausgehen und ausgebildet ist, ein eine Intensität der Infrarotstrahlen repräsentierendes Intensitätssignal (405) bereitzustellen; einen Näherungssensor (135), der ausgebildet ist, um ein Erkennungssignal (400) bereitzustellen, das das sich in dem Erfassungsbereich (125) befindliche Textil (105) anzeigt; und eine Bestimmungseinrichtung (140), die ausgebildet ist, um unter Verwendung des Intensitätssignals (405) die Restfeuchte des Textils (105) zu bestimmen.
Sensorvorrichtung (120, 155; 230, 235, 240) gemäß Anspruch 1, wobei der Nahinfrarotsensor (130) ausgebildet ist, das Intensitätssignal (405) ansprechend auf das Erkennungssignal (400) bereitzustellen.
Sensorvorrichtung (120, 155; 230, 235, 240) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer Strahlungsquelle (145) zum Bestrahlen eines sich in dem Erfassungsbereich (125) befindlichen Textils (105).
Sensorvorrichtung (120) gemäß Anspruch 3, wobei die Strahlungsquelle (145) in dem Nahinfrarotsensor (130) integriert ist.
Sensorvorrichtung (120, 155; 230, 235, 240) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der der Nahinfrarotsensor (130) ausgebildet ist, das eine Intensitätsverteilung eines Spektrums der Infrarotstrahlen repräsentierende Intensitätssignal (405) bereitzustellen.
Sensorvorrichtung (120, 155; 230, 235, 240) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Bestimmungseinrichtung (140) ausgebildet ist, die Restfeuchte unter Verwendung eines chemometrischen Verfahrens zu bestimmen.
Sensorvorrichtung (120, 155; 230, 235, 240) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Bestimmungseinrichtung (140) ausgebildet ist, unter Verwendung einer Mehrzahl während eines Zeitraums von dem Nahinfrarotsensor (130) bereitgestellten Intensitätssignalen (405) die Restfeuchte der Textilien (105) zu bestimmen.
Sensorvorrichtung (120, 155; 230, 235, 240) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Näherungssensor (135) ausgebildet ist, um das Textil (105) nur zu erkennen, wenn sich das Textil (105) in einem Abstand von weniger als zwei Zentimetern zu dem Näherungssensor (135) befindet.
Sensorvorrichtung (120, 155; 230, 235, 240) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Bestimmungseinrichtung (140) ausgebildet ist, um unter Verwendung des Intensitätssignals (405) eine Textilart des Textils (105) zu bestimmen.
Textilbehandlungsgerät (100) zum Behandeln von Textilien (105), wobei das Textilbehandlungsgerät (100) einen Textilbehandlungsbehälter (110) zum Aufnehmen von Textilien (105) und eine Sensorvorrichtung (120, 155; 230, 235, 240) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche aufweist, wobei der Erfassungsbereich (125) in einen Innenraum des Textilbehandlungsbehälters (110) gerichtet ist.
Textilbehandlungsgerät (100) gemäß Anspruch 10, wobei der Textilbehandlungsbehälter (110) eine Öffnung (115) zum Einlegen der Textilien (105) aufweist, wobei der Nahinfrarotsensor (130) und der Näherungssensor (135) der Sensorvorrichtung (120; 230, 235) benachbart zu einem unteren Bereich der Öffnung (115) angeordnet sind.
Textilbehandlungsgerät (100) gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei das Textilbehandlungsgerät (100) eine Luftführung (220) zum Belüften des Textilbehandlungsbehälters (110) aufweist, wobei der Nahinfrarotsensor (130) und der Näherungssensor (135) der Sensorvorrichtung (230) in der Luftführung (220) angeordnet sind oder wobei das Textilbehandlungsgerät (100) ein Flusensieb (225) zum Auffangen von Flusen aufweist, wobei der Nahinfrarotsensor (130) und der Näherungssensor (135) der Sensorvorrichtung (30) an dem Flusensieb (225) angeordnet sind.
Textilbehandlungsgerät (100) gemäß Anspruch 10 bis 12, wobei der Nahinfrarotsensor (130) und der Näherungssensor (135) der Sensorvorrichtung (235) im Bereich eines Türdichtrahmens (230) des Textilreinigungsbehälters (110) angeordnet sind.
Waschkugel (150) zum Einlegen in ein Textilbehandlungsgerät (100), wobei die Waschkugel (150) eine Sensorvorrichtung (155), gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.
Verfahren (500) zur Bestimmung einer Restfeuchte in Textilien für ein Textilbehandlungsgerät (100), wobei das Verfahren (500) die folgenden Schritte aufweist: Erfassen (505) von Infrarotstrahlen, die von in einem Erfassungsbereich (125) befindlichen Textil (105) ausgehen, unter Verwendung des Nahinfrarotsensors (130) und Bereitstellen (510) eines eine Intensität der Infrarotstrahlen repräsentierenden Intensitätssignals (405); Bereitstellen (520) eines Erkennungssignals (400), das ein sich in dem Erfassungsbereich (125) befindliches Textil (105) anzeigt, unter Verwendung eines Näherungssensors (135); und Bestimmen (525) der Restfeuchte des Textils (105) unter Verwendung des Intensitätssignals (405).