DE102021103111A1

DE102021103111A1 - Device for measuring the turbidity of a medium and an electrical household appliance with such a device

Info

Publication number: DE102021103111A1
Application number: DE102021103111.7A
Authority: DE
Inventors: Martin Brabec; Shaojiang Ren
Original assignee: emz Hanauer GmbH and Co KGaA
Current assignee: emz Hanauer GmbH and Co KGaA
Priority date: 2021-02-10
Filing date: 2021-02-10
Publication date: 2022-08-11

Abstract

Eine Vorrichtung zur Messung der Trübung von Prozesswasser in einem wasserverbrauchenden elektrischen Haushaltsgerät umfasst eine elektrische Messschaltung (70) mit einem elektrisch versorgten Lichtgeber (D1) zur Erzeugung eines Messlichtstrahls und einem Lichtempfänger (T1) zur Erzeugung eines von der Intensität empfangenen Messlichts abhängigen elektrischen Messsignals. Ferner umfasst die Vorrichtung eine elektrische Steuerung, welche dazu eingerichtet ist, die Messschaltung zwischen mindestens zwei Konfigurationen umzuschalten, welche sich durch einen unterschiedlichen Wert mindestens eines das Messsignal beeinflussenden Schaltungsparameters der Messschaltung unterscheiden.A device for measuring the turbidity of process water in a water-consuming electrical household appliance comprises an electrical measuring circuit (70) with an electrically powered light transmitter (D1) for generating a measuring light beam and a light receiver (T1) for generating an electrical measuring signal dependent on the intensity of the measuring light received. Furthermore, the device comprises an electrical controller which is set up to switch the measuring circuit between at least two configurations which differ by a different value of at least one circuit parameter of the measuring circuit influencing the measuring signal.

Description

Die Erfindung befasst sich allgemein mit der Messung der Trübung eines insbesondere flüssigen Mediums. Speziell befasst sich die Erfindung mit einer geeigneten Ausgestaltung einer Vorrichtung zur Trübungsmessung, damit die Vorrichtung über einen breiten Bereich unterschiedlicher Trübungen präzise Messergebnisse liefern kann.The invention relates in general to measuring the turbidity of a medium, in particular a liquid. The invention is specifically concerned with a suitable configuration of a device for measuring turbidity, so that the device can deliver precise measurement results over a wide range of different turbidities.

Geschirrspülmaschinen und Waschmaschinen der Haushaltsausstattung sind zunehmend mit geeigneter Sensorik ausgestattet, um verschiedenste Betriebsparameter zu messen, anhand deren der Betrieb der Maschine intelligent gesteuert werden kann. Ein Parameter, der in Haushalts-Geschirrspülern und Haushalts-Waschmaschinen häufig messtechnisch erfasst wird, ist die Trübung der Spülflotte (bei Geschirrspülern) bzw. der Waschlauge (bei Waschmaschinen). Anhand der festgestellten Trübung kann eine Steuerung der Maschine den weiteren Ablauf eines Betriebsprogramms planen, z.B. die Menge eines zuzugebenden Reinigungsmittels bestimmen oder/und die Dauer einer Reinigungsphase bestimmen oder/und die Anzahl oder zeitliche Länge von Spülvorgängen bestimmen, bei denen durch Zugabe von Frischwasser Schmutzstoffe aus dem Prozesswasser (Spülflotte, Waschlauge) ausgeleitet werden sollen.Household dishwashers and washing machines are increasingly equipped with suitable sensors to measure a wide variety of operating parameters, which can be used to intelligently control the operation of the machine. A parameter that is frequently measured in household dishwashers and household washing machines is the turbidity of the washing liquor (in the case of dishwashers) or the suds (in the case of washing machines). Based on the detected turbidity, a control of the machine can plan the further course of an operating program, e.g. determine the amount of cleaning agent to be added and/or determine the duration of a cleaning phase and/or determine the number or duration of rinsing processes in which contaminants are removed by adding fresh water from which the process water (washing water, washing suds) is to be discharged.

Trübungssensoren, die in wasserverbrauchenden Haushaltsgeräten eingesetzt werden, umfassen herkömmlich mindestens eine Leuchtdiode zur Erzeugung eines Messlichtstrahls sowie mindestens einen Fotodetektor, welcher ein elektrisches Messsignal bereitstellt, das von der Menge (Intensität) des empfangenen Messlichts abhängt. Der von dem Trübungssensor ausgesendete Messlichtstrahl durchläuft ein Teilvolumen des Arbeitsraums; je nach Grad der Trübung des Flüssigmediums, das sich in diesem Teilvolumen befindet, wird der Messlichtstrahl mehr oder weniger stark abgeschwächt. Der abgeschwächte Messlichtstrahl wird von dem Fotodetektor empfangen und in ein elektrisches Messsignal umgesetzt.Turbidity sensors used in water-consuming household appliances conventionally include at least one light-emitting diode for generating a measuring light beam and at least one photodetector, which provides an electrical measuring signal that depends on the quantity (intensity) of the measuring light received. The measuring light beam emitted by the turbidity sensor passes through a partial volume of the working space; depending on the degree of turbidity of the liquid medium that is in this partial volume, the measuring light beam is weakened to a greater or lesser extent. The weakened measurement light beam is received by the photodetector and converted into an electrical measurement signal.

Es hat sich gezeigt, dass herkömmliche optoelektronische Bauteile, die als Fotodetektoren in Trübungssensoren eingesetzt werden können, oftmals keine gleichförmige Messempfindlichkeit über einen großen Bereich unterschiedlicher Trübungen bieten. Beispielsweise können viele herkömmlich erhältliche Fotodetektoren mäßige Trübungen mit einer vergleichsweise hohen Messgenauigkeit auflösen, d.h. Änderungen der Trübung führen zu entsprechend signifikanten Änderungen des Messsignals. Allerdings zeigen herkömmliche Fotodetektoren zu stärkeren Trübungen hin oftmals ein deutliches Absinken der Messgenauigkeit, weshalb Trübungsänderungen bei insgesamt starker Trübung nur noch mit einer vergleichsweise geringen Messgenauigkeit aufgelöst werden können. Gerade bei Geschirrspülern und Waschmaschinen der Haushaltsausstattung kann die Bandbreite der Trübung des Prozesswassers jedoch vergleichsweise groß sein. Zu Beginn und zu Ende eines Reinigungsprogramms ist das Prozesswasser weitestgehend klar, dazwischen kann es jedoch je nach Verschmutzungsgrad der zu reinigenden Gegenstände (Geschirr, Wäsche) vergleichsweise stark getrübt sein. Dabei ist es selbstverständlich wünschenswert, nicht nur bei vergleichsweise geringer Trübung des Prozesswassers eine hohe Messgenauigkeit zur Verfügung zu haben, sondern auch dann, wenn das Prozesswasser stark getrübt ist.It has been shown that conventional optoelectronic components that can be used as photodetectors in turbidity sensors often do not offer uniform measurement sensitivity over a wide range of different turbidities. For example, many conventionally available photodetectors can resolve moderate turbidity with a comparatively high measurement accuracy, i.e. changes in turbidity lead to correspondingly significant changes in the measurement signal. However, conventional photodetectors often show a significant drop in the measurement accuracy towards greater turbidity, which is why changes in turbidity can only be resolved with a comparatively low measurement accuracy in the case of overall strong turbidity. However, the range of turbidity of the process water can be comparatively large, especially in the case of dishwashers and washing machines in household equipment. At the beginning and at the end of a cleaning program, the process water is largely clear, but in between it can be comparatively cloudy depending on the degree of soiling of the objects to be cleaned (dishes, laundry). It is of course desirable to have a high measuring accuracy available not only when the process water is comparatively low in turbidity, but also when the process water is very turbid.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, einen Weg aufzuzeigen, wie eine Trübungsmessvorrichtung ausgestaltet werden kann, damit sie die in einem wasserverbrauchenden elektrischen Haushaltsgerät, insbesondere einem Geschirrspüler oder einer Waschmaschine, typischerweise beobachtbare große Bandbreite der Trübung des Prozesswassers mit möglichst guter Messgenauigkeit abdecken kann.It is therefore an object of the invention to show a way in which a turbidity measuring device can be designed so that it can cover the wide range of turbidity of the process water that is typically observable in a water-consuming electrical household appliance, in particular a dishwasher or a washing machine, with the best possible measuring accuracy.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur Messung der Trübung eines Mediums vorgesehen, umfassend: eine elektrische Messschaltung mit einem elektrisch versorgten Lichtgeber zur Erzeugung eines Messlichtstrahls und einem Lichtempfänger zur Erzeugung eines von der Intensität empfangenen Messlichts abhängigen elektrischen Messsignals; und eine elektrische Steuerung, welche dazu eingerichtet ist, die Messschaltung zwischen mindestens zwei Konfigurationen umzuschalten, welche sich durch einen unterschiedlichen Wert mindestens eines das Messsignal beeinflussenden Schaltungsparameters der Messschaltung unterscheiden.To solve this problem, a device for measuring the turbidity of a medium is provided according to the invention, comprising: an electrical measuring circuit with an electrically supplied light transmitter for generating a measuring light beam and a light receiver for generating an electrical measuring signal dependent on the intensity of the measuring light received; and an electrical controller which is set up to switch the measurement circuit between at least two configurations which differ by a different value of at least one circuit parameter of the measurement circuit that influences the measurement signal.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist die Messschaltung geeignet ausgestaltet, um mindestens einen Schaltungsparameter variieren zu können. Zudem wird eine Steuerung benötigt, welche geeignet eingerichtet ist, um die von der Messschaltung gebotene Variabilität auszunutzen und die Messschaltung zwischen verschiedenen Konfigurationen umzuschalten, in denen mindestens ein Schaltungsparameter der Messschaltung einen jeweils unterschiedlichen Wert einnimmt. Dieser Schaltungsparameter ist ein Parameter, der Einfluss auf das Messsignal hat. Bei gleichen Trübungsverhältnissen des Mediums führt also eine Änderung des Schaltungsparameters zu einer Änderung des Messsignals. Durch geeignete Wahl des Schaltungsparameters und geeignete Wahl eines Umschaltpunkts, an welchem die Steuerung die Konfiguration der Messschaltung modifiziert, gelingt es, eine ausreichend hohe Messgenauigkeit über einen breiten Bereich von Trübungen des Mediums zu gewährleisten.In the solution according to the invention, the measuring circuit is designed in a suitable manner in order to be able to vary at least one circuit parameter. In addition, a controller is required which is suitably set up to utilize the variability offered by the measurement circuit and to switch the measurement circuit between different configurations in which at least one circuit parameter of the measurement circuit assumes a different value in each case. This circuit parameter is a parameter that affects the measurement signal. With the same turbidity conditions in the medium, a change in the circuit parameter therefore leads to a change in the measurement signal. A sufficiently high measurement accuracy over a wide To ensure range of turbidity of the medium.

Beispielsweise kann eine erste Konfiguration der Messschaltung geeignet sein, um bei vergleichsweise geringen Trübungen des Mediums eine hinreichend gute Messgenauigkeit zu gewährleisten. Wenn die Trübung des Mediums jedoch zunimmt, kann eine andere Konfiguration der Messschaltung besser geeignet sein, um eine vergleichbar gute Messgenauigkeit bei starken Trübungen zu gewährleisten. Bei bestimmten Ausführungsformen überwacht deshalb die elektrische Steuerung das Messsignal (z.B. dessen Magnitude); sinkt die Signalmagnitude im Verlauf des Betriebs des mit der Trübungsmessvorrichtung ausgerüsteten Haushaltsgeräts auf einen bestimmten, vorgegebenen Wert, veranlasst die Steuerung einen Wechsel der Konfiguration der Messschaltung. In Folge des Konfigurationswechsels steigt die Magnitude des Messsignals wieder an und kann bei weiterer Zunahme der Trübung des untersuchten Mediums erneut mit hinreichend guter Messempfindlichkeit absinken.For example, a first configuration of the measuring circuit can be suitable in order to ensure a sufficiently good measuring accuracy in the case of comparatively low turbidity of the medium. However, if the turbidity of the medium increases, a different configuration of the measurement circuit may be better suited to ensure a comparably good measurement accuracy with high turbidity. In certain embodiments, therefore, the electrical control monitors the measurement signal (e.g. its magnitude); If the signal magnitude drops to a specific, predetermined value during operation of the household appliance equipped with the turbidity measuring device, the controller causes the configuration of the measuring circuit to be changed. As a result of the change in configuration, the magnitude of the measurement signal increases again and can decrease again with sufficiently good measurement sensitivity if the turbidity of the examined medium increases further.

Ein Wechsel der Konfiguration der Messschaltung kann beispielsweise eine Änderung elektrischer Betriebsbedingungen der Messschaltung umfassen. So ist bei bestimmten Ausführungsformen vorgesehen, dass sich zumindest eine Teilanzahl der Konfigurationen durch einen unterschiedlichen Wert eines elektrischen Speisestroms des Lichtgebers unterscheidet. So kann in einem ersten Bereich relativ kleinerer gemessener Trübungen des untersuchten Mediums der Speisestrom des Lichtgebers einen relativ kleineren Wert haben und in einem zweiten Bereich relativ größerer gemessener Trübungen des Mediums einen relativ größeren Wert haben. Es kann hierzu die Messschaltung eine durch die elektrische Steuerung steuerbare Stromquelle enthalten; alternativ kann die Steuerung selbst dazu eingerichtet sein, einen Speisestrom veränderlicher Größe für den Lichtgeber bereitzustellen.A change in the configuration of the measurement circuit can include, for example, a change in the electrical operating conditions of the measurement circuit. In certain embodiments it is provided that at least some of the configurations differ by a different value of an electrical supply current of the light transmitter. Thus, in a first range of relatively smaller measured turbidities of the examined medium, the supply current of the light transmitter can have a relatively smaller value and in a second range of relatively larger measured turbidities of the medium have a relatively larger value. For this purpose, the measuring circuit can contain a current source that can be controlled by the electrical control; alternatively, the controller itself can be set up to provide a supply current of variable magnitude for the light transmitter.

Alternativ oder zusätzlich zu einer Modifikation der elektrischen Betriebsbedingungen der Messschaltung kann ein Konfigurationswechsel durch Änderung der Schaltungskonfiguration der Messschaltung bewirkt werden. So ist bei bestimmten Ausführungsformen vorgesehen, dass sich zumindest eine Teilanzahl der Konfigurationen durch einen unterschiedlichen Wert eines mit dem Lichtempfänger zu einem Spannungsteiler zusammengeschalteten Lastwiderstands unterscheidet. Die Änderung des Lastwiderstandswerts kann beispielsweise durch selektives Einschalten oder Ausschalten eines oder mehrerer elektrischer Schaltungspfade realisiert werden, in denen sich jeweils ein Widerstands-Bauteil befindet. Beispielsweise ist es denkbar, mehrere parallele Schaltungszweige vorzusehen, in denen jeweils ein elektrischer Widerstand unterschiedlichen Widerstandswerts angeordnet ist. Mittels eines jeweiligen Schalttransistors kann der betreffende Schaltungszweig zu- oder abgeschaltet werden. Auf diese Weise kann der wirksame Lastwiderstand nicht nur in zwei Stufen, sondern ggf. auch in mehr Stufen verstellt werden. Je nach effektivem Wert des Lastwiderstands ergibt sich bei ansonsten gleichen elektrischen Verhältnissen und gegebener Trübung des Mediums ein anderer Wert des Messsignals. Durch Variation des Lastwiderstands kann so das Messsignal in einen Wertebereich transferiert werden, in welchem die Messschaltung eine hinreichend gute Messgenauigkeit bietet.As an alternative or in addition to modifying the electrical operating conditions of the measuring circuit, a configuration change can be brought about by changing the circuit configuration of the measuring circuit. In certain embodiments, it is provided that at least a partial number of the configurations differs by a different value of a load resistor connected together with the light receiver to form a voltage divider. The change in the load resistance value can be implemented, for example, by selectively switching on or off one or more electrical circuit paths, in each of which a resistance component is located. For example, it is conceivable to provide several parallel circuit branches, in each of which an electrical resistor with a different resistance value is arranged. The relevant circuit branch can be switched on or off by means of a respective switching transistor. In this way, the effective load resistance can be adjusted not only in two stages, but also in more stages if necessary. Depending on the effective value of the load resistance, if the electrical conditions are otherwise the same and the medium is cloudy, the measurement signal will have a different value. By varying the load resistance, the measurement signal can thus be transferred to a value range in which the measurement circuit offers sufficiently good measurement accuracy.

Bestimmte Ausführungsformen sehen vor, dass die Steuerung dazu eingerichtet ist, bei einer eingestellten ersten der Konfigurationen die Messschaltung abhängig davon von der ersten auf eine zweite der Konfigurationen umzuschalten, dass das Messsignal bis zu einem vorgegebenen Abstiegs-Umschaltpunkt abfällt. Anschließend schaltet die Steuerung die Messschaltung abhängig davon von der zweiten auf die erste der Konfigurationen zurück, dass das Messsignal nach Unterschreiten des Abstiegs-Umschaltpunkts wieder bis zu einem vorgegebenen Anstiegs-Umschaltpunkt ansteigt. Der Abstiegs-Umschaltpunkt und der Anstiegs-Umschaltpunkt können beispielsweise durch bestimmte elektrische Spannungswerte des Messsignals definiert sein.Certain specific embodiments provide that the controller is set up to switch the measurement circuit from the first to a second of the configurations depending on the fact that the measurement signal drops to a predetermined drop switchover point when a first of the configurations is set. The controller then switches the measuring circuit back from the second to the first of the configurations depending on the fact that the measuring signal rises again up to a predetermined increase switching point after falling below the fall switching point. The fall switchover point and the rise switchover point can be defined, for example, by specific electrical voltage values of the measurement signal.

Die Trübungsmessvorrichtung umfasst bei bestimmten Ausführungsformen ein Sensorbauteil mit einem Sensorgehäuse und einer in dem Sensorgehäuse untergebrachten, die Messschaltung tragenden Leiterplatte, wobei der Sensor einen von dem Lichtgeber zu dem Lichtempfänger führenden Lichtpfad definiert, welcher auf einem Teil seiner Pfadlänge außerhalb des Sensorgehäuses zwischen zwei von dem Sensorgehäuse abstehenden Gehäusefingern verläuft. Die Steuerung kann zumindest teilweise auf der Leiterplatte oder vollständig außerhalb des Sensorbauteils angeordnet sein. Sofern die Steuerung auf der Leiterplatte angeordnet ist, kann die Leiterplatte hierzu beispielsweise mit einem Mikroprozessor bestückt sein. Sofern die Steuerung außerhalb des Sensorbauteils angeordnet ist, weist das Sensorbauteil zweckmäßigerweise eine Steuerschnittstelle auf, über welche das Sensorbauteil von einer externen Steuereinheit ein elektrisches Steuersignal empfangen kann.In certain embodiments, the turbidity measuring device comprises a sensor component with a sensor housing and a printed circuit board housed in the sensor housing and carrying the measuring circuit, with the sensor defining a light path leading from the light emitter to the light receiver, which on part of its path length outside the sensor housing is between two of the Sensor housing protruding housing fingers runs. The controller can be arranged at least partially on the printed circuit board or completely outside of the sensor component. If the controller is arranged on the printed circuit board, the printed circuit board can be equipped with a microprocessor, for example. If the controller is arranged outside of the sensor component, the sensor component expediently has a control interface via which the sensor component can receive an electrical control signal from an external control unit.

Die Erfindung sieht des Weiteren ein wasserverbrauchendes elektrisches Haushaltsgerät vor, welches einen Nassraum und eine Trübungsmessvorrichtung der erläuterten Art umfasst. Bei dem Haushaltsgerät kann es sich beispielsweise um eine Waschmaschine oder einen Geschirrspüler handeln, der Nassraum kann demzufolge beispielsweise von einem Laugenbehälter (bei einer Waschmaschine) oder einem Spülraum oder einem Pumpensumpf (bei einem Geschirrspüler) gebildet sein. Der Messlichtstrahl durchläuft bei einem derartigen Haushaltsgerät ein Volumenstück des Nassraums, welches im Betrieb des Haushaltsgeräts von einem Flüssigmedium durchströmt ist.The invention also provides a water-consuming electrical household appliance, which includes a wet room and a turbidity measuring device of the type explained. The household appliance can be a washing machine or a dishwasher, for example, so the wet room can, for example, be replaced by a tub (in the case of a washing machine) or a washing chamber or a pump sump (in the case of a dishwasher). In such a household appliance, the measuring light beam passes through a volume piece of the wet space through which a liquid medium flows when the household appliance is in operation.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. Es stellen dar:

1 im Schnitt ein Ausführungsbeispiel eines Trübungssensors für den Einsatz in einem wasserverbrauchenden elektrischen Haushaltsgerät,
2 schematisch eine Haushalts-Spülmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel,
3a eine rekonfigurierbare Messschaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und
3b eine rekonfigurierbare Messschaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

The invention is explained in more detail below with reference to the attached drawings. They represent:

1 in section an embodiment of a turbidity sensor for use in a water-consuming electrical household appliance,
2 schematically a household dishwasher according to an embodiment,
3a a reconfigurable measurement circuit according to a first embodiment, and
3b a reconfigurable measurement circuit according to a second embodiment.

Es wird zunächst auf 1 verwiesen. Der dort gezeigte Trübungssensor, allgemein mit 10 bezeichnet, ermöglicht die Durchführung von Trübungsmessungen an einer in einem Nassraum 12 vorhandenen wasserhaltigen Flüssigkeit und bietet darüber hinaus im gezeigten Beispielfall eine Funktion zur Schaumdetektion. Letztere Funktion ist rein optional und kann ohne Weiteres weggelassen werden. Wichtig für den Trübungssensor 10 des gezeigten Beispielfalls ist allein dessen Eignung zur Durchlicht-Trübungsmessung. Bei derartigen Durchlicht-Trübungsmessungen wird ein Messlichtstrahl durch ein zu untersuchendes Medium (Flüssigkeit) geschickt; der transmittierte Teil des Messlichtstrahls wird empfängerseitig detektiert und daraus ein Messwert für die Trübung des Mediums ermittelt.It will be on first 1 referred. The turbidity sensor shown there, generally denoted by 10, enables turbidity measurements to be carried out on a water-containing liquid present in a wet room 12 and, in the example shown, also offers a function for detecting foam. The latter function is purely optional and can easily be omitted. What is important for the turbidity sensor 10 of the example shown is solely its suitability for transmitted-light turbidity measurement. In such transmitted-light turbidity measurements, a measuring light beam is sent through a medium (liquid) to be examined; the transmitted part of the measuring light beam is detected on the receiver side and a measured value for the turbidity of the medium is determined from this.

Der Nassraum 12 ist im gezeigten Beispielfall durch eine Montagewand 14 von einem Trockenbereich 16 getrennt. Der Trübungssensor 10 ist in eine Öffnung in der Montagewand 14 eingesetzt und darin durch hier im Detail nicht näher erläuterte, jedoch in der Fachwelt wohlbekannte Haltestrukturen (z.B. in Form von Schnapphaken oder Klemmzungen) gehalten. Im Fall einer Geschirrspülmaschine der privaten Haushaltsausstattung handelt es sich bei der Montagewand 14 beispielsweise um die Behälterwand eines einen Pumpensumpf bildenden, unmittelbar unter dem Geschirrraum (Spülraum) der Spülmaschine angeordneten Sammelbehälters, in welchem sich das Spülwasser sammelt, nachdem es im Geschirrraum verspritzt wurde und am Boden des Geschirrraums durch eine Filtersiebanordnung aus dem Geschirrraum abgelaufen ist. Im Fall einer Haushalts-Waschmaschine handelt es sich bei dem Nassraum 12 beispielsweise um den Innenraum eines Laugenbehälters (Waschbottich), in welchem eine Waschtrommel drehbar aufgenommen ist. Die Flüssigkeit in dem Nassraum 12 ist dementsprechend beispielsweise Teil der Spülflotte eines Geschirrspülers oder Teil der Waschlauge einer Waschmaschine.In the example shown, the wet area 12 is separated from a dry area 16 by a mounting wall 14 . The turbidity sensor 10 is inserted into an opening in the mounting wall 14 and held therein by holding structures (e.g. in the form of snap hooks or clamping tongues) which are not explained in detail here but are well known in the art. In the case of a dishwasher used in private households, the mounting wall 14 is, for example, the container wall of a collection container that forms a pump sump and is arranged directly below the crockery compartment (washing compartment) of the dishwasher, in which the washing water collects after it has been splashed in the crockery compartment and on Floor of the dish space has expired through a filter screen assembly from the dish space. In the case of a household washing machine, the wet space 12 is, for example, the interior of a tub (wash tub) in which a washing drum is rotatably accommodated. The liquid in the wet space 12 is accordingly, for example, part of the rinsing water of a dishwasher or part of the washing liquor of a washing machine.

Der Trübungssensor 10 weist ein Sensorgehäuse 18 auf, welches im gezeigten Beispielfall einen annähernd topfförmigen Gehäusehauptteil 20 aufweist, von dem eine Mehrzahl (hier zwei) Gehäusevorsprünge 22, 24 in Form länglicher, fingerartiger Ausstülpungen in den Nassraum 12 hinein abstehen. Im gezeigten Beispielfall ragt zusätzlich zu den Gehäusevorsprüngen 22, 24 (nachfolgend auch als Gehäusefinger bezeichnet) auch der Gehäusehauptteil 20 in der gezeigten Einbausituation des Trübungssensors 10 ein Stück weit in den Nassraum 12 hinein. Die beiden Gehäusefinger 22, 24 stehen in gegenseitigem Abstand und im wesentlichen parallel zueinander von dem Gehäusehauptteil 20 ab und begrenzen zwischen sich ein Messvolumen 26, das nachfolgend auch als Messkanal bezeichnet wird. Das zumindest im Bereich der Gehäusefinger 22, 24 lichtdurchlässige Sensorgehäuse 18 ist beispielsweise ein spritzgegossenes Kunststoff-Bauteil.The turbidity sensor 10 has a sensor housing 18, which in the example shown has an approximately pot-shaped main housing part 20, from which a plurality (here two) housing projections 22, 24 in the form of elongated, finger-like protuberances protrude into the wet space 12. In the example shown, in addition to the housing projections 22, 24 (hereinafter also referred to as housing fingers), the main housing part 20 also protrudes a little into the wet space 12 in the installation situation of the turbidity sensor 10 shown. The two housing fingers 22, 24 project from the housing main part 20 at a mutual distance and essentially parallel to one another and delimit a measurement volume 26 between them, which is also referred to below as the measurement channel. Sensor housing 18, which is transparent at least in the area of housing fingers 22, 24, is an injection-molded plastic component, for example.

In dem Sensorgehäuse 18 ist eine Leiterplatte (Schaltungsplatine) 28 aufgenommen, auf welcher mindestens ein optoelektrischer Lichtgeber, z.B. in LED-Bauweise, sowie mindestens ein optoelektrischer Lichtempfänger, z.B. in Form einer Fotodiode oder eines Fototransistors, montiert sind. Im gezeigten Beispielfall, ist die Leiterplatte 28 mit zwei Lichtgebern 30, 32 sowie mit zwei Lichtempfängern 34, 36 bestückt. Der Lichtgeber 30 und der Lichtempfänger 34 bilden ein erstes Geber-Empfänger-Paar, der Lichtgeber 32 und der Lichtempfänger 36 ein weiteres solches Paar. Im gezeigten Beispielfall dient das Geber-Empfänger-Paar 30, 34 für Trübungsmessungen, d.h. zu Messung der Trübung der Flüssigkeit in dem Messkanal 26. Das andere Geber-Empfänger-Paar 32, 36 dient für Schaummessungen. Da - wie erläutert - die Funktion der Schaummessung verzichtbar ist, kann das Geber-Empfänger-Paar 32, 36 bei Bedarf entfallen.A printed circuit board (circuit board) 28 is accommodated in the sensor housing 18, on which at least one optoelectric light transmitter, e.g. in LED design, and at least one optoelectric light receiver, e.g. in the form of a photodiode or a phototransistor, are mounted. In the example shown, the printed circuit board 28 is equipped with two light transmitters 30, 32 and two light receivers 34, 36. The light transmitter 30 and the light receiver 34 form a first transmitter-receiver pair, the light transmitter 32 and the light receiver 36 form another such pair. In the example shown, the transmitter-receiver pair 30, 34 is used for turbidity measurements, i.e. to measure the turbidity of the liquid in the measuring channel 26. The other transmitter-receiver pair 32, 36 is used for foam measurements. Since - as explained - the function of foam measurement can be dispensed with, the transmitter-receiver pair 32, 36 can be omitted if necessary.

Das von dem Lichtgeber 30 erzeugte Messlicht durchläuft in Form eines kollimierten Strahls (Messlichtstrahl) den Messkanal 26 entlang eines Messpfads 38 (gestrichelt in 1 angedeutet). Der Messpfad 38 durchläuft den Messkanal 26 von einer Lichtaustrittsstelle, an welcher der Messlichtstrahl einen der Gehäusefinger (hier den Gehäusefinger 22) verlässt, bis zu einer Lichteintrittsstelle, an welcher der Messlichtstrahl in den anderen der Gehäusefinger (hier den Gehäusefinger 24) wieder eintritt. The measuring light generated by the light generator 30 passes through the measuring channel 26 in the form of a collimated beam (measuring light beam) along a measuring path 38 (dashed in 1 indicated). The measuring path 38 runs through the measuring channel 26 from a light exit point at which the measuring light beam leaves one of the housing fingers (here the housing finger 22) to a light entry point at which the measuring light beam enters the other of the housing fingers (here the housing finger 24) again.

Auf der Strecke, auf welcher der Messpfad 38 durch den Messkanal 26 verläuft, erfährt der Messlichtstrahl je nach Trübung der in dem Messkanal 26 befindlichen Flüssigkeit eine mehr oder weniger starke Abschwächung.On the route on which the measurement path 38 runs through the measurement channel 26, the learns Depending on the turbidity of the liquid in the measuring channel 26, the measuring light beam is weakened to a greater or lesser extent.

Im gezeigten Beispielfall ist der Lichtgeber 30 innerhalb des Gehäusefingers 22 angeordnet, der Lichtempfänger 34 ist innerhalb des Gehäusefingers 24 angeordnet. Die Leiterplatte 28 erstreckt sich im gezeigten Beispielfall mit fingerartigen Plattenfortsätzen in die Gehäusefinger 22, 24 hinein. Bei einer abgewandelten Ausführungsform können der Lichtgeber 30 und der Lichtempfänger 34 in dem Gehäusehauptteil 20 angeordnet sein. Zur Lichtführung kann dann eine geeignete Lichtleitstruktur z.B. in Form eines oder mehrerer klarsichtiger massiver Lichtleitkörper in dem Sensorgehäuse 18 untergebracht sein. Die Lichtleitstruktur leitet das von dem Lichtgeber 30 ausgestrahlte Licht in den Gehäusefinger 22 hinein und - nachdem der Messlichtstrahl am Gehäusefinger 24 wieder in den Trübungssensor 10 wieder eingetreten ist - leitet das aufgesammelte Messlicht von dem Gehäusefinger 24 zu dem Lichtempfänger 34.In the example shown, the light transmitter 30 is arranged inside the housing finger 22 , the light receiver 34 is arranged inside the housing finger 24 . In the example shown, the printed circuit board 28 extends into the housing fingers 22, 24 with finger-like plate extensions. In a modified embodiment, the light transmitter 30 and the light receiver 34 can be arranged in the main housing part 20 . A suitable light-guiding structure, e.g. in the form of one or more transparent solid light-guiding bodies, can then be accommodated in the sensor housing 18 for guiding the light. The fiber optic structure guides the light emitted by the light transmitter 30 into the housing finger 22 and - after the measuring light beam on the housing finger 24 has re-entered the turbidity sensor 10 - guides the collected measuring light from the housing finger 24 to the light receiver 34.

Für die Schaummessung mittels des Geber-Empfänger-Paars 32, 36 bildet die - in 1 mit 40 bezeichnete - Gehäusewand des Sensorgehäuses 18 an der Gehäuseaußenseite eine Grenzfläche 42, welche im gezeigten Beispielfall als Planfläche ausgebildet ist und unter einem schrägen Winkel zur Strahlachse des auf sie einfallenden Lichtstrahls des Lichtgebers 32 orientiert ist. Im Fall, dass sich in dem Messkanal 26 angrenzend an die Grenzfläche 42 reine Luft befindet, wirkt die Grenzfläche 42 totalreflektierend. Im reinen Flüssigkeitsfall, d.h. wenn die Grenzfläche 42 vollständig mit einer blasenfreien Flüssigkeit benetzt ist, wirkt die Grenzfläche 42 transmittierend. In einem Schaumfall, d.h. wenn der an die Grenzfläche 42 angrenzende Teil des Messkanals 26 mit Schaum belegt ist, werden einzelne Lichtanteile an der Grenzfläche 42 totalreflektiert, während andere Lichtanteile in den Messkanal 26 austreten. Je nach Intensität des von dem Lichtempfänger 36 empfangenen Lichts kann auf die Art des in dem Nassraum befindlichen Mediums geschlossen werden, d.h. Luft, Schaum oder Flüssigkeit.For the foam measurement using the transmitter-receiver pair 32, 36 forms the - in 1 40 - housing wall of the sensor housing 18 on the housing outside a boundary surface 42, which is formed in the example shown as a flat surface and is oriented at an oblique angle to the beam axis of the light beam of the light transmitter 32 incident on it. If there is pure air in the measuring channel 26 adjacent to the boundary surface 42, the boundary surface 42 has a totally reflecting effect. In the pure liquid case, ie when the interface 42 is completely wetted with a bubble-free liquid, the interface 42 has a transmissive effect. In the case of foam, ie when the part of the measuring channel 26 adjoining the boundary surface 42 is covered with foam, individual light components are totally reflected at the boundary surface 42 , while other light components exit into the measuring channel 26 . Depending on the intensity of the light received by the light receiver 36, the type of medium in the wet room can be inferred, ie air, foam or liquid.

Es wird nun auf 2 verwiesen. Die dort dargestellte Spülmaschine, allgemein mit 44 bezeichnet, bildet eine mögliche Einsatzumgebung für den Trübungssensor 10 der 1. Die Spülmaschine 44 umfasst einen Maschinenkorpus 46, in welchem ein Spülraum 48 gebildet ist. In dem Spülraum 48 sind in an sich bekannter Weise ein unterer Geschirrkorb 50 sowie ein oberer Geschirrkorb 52 an Schienen ausziehbar geführt aufgenommen. Sprüharme 54, 56 sind dazu vorgesehen, Spülwasser in den Spülraum 48 zu sprühen, um das in den Geschirrkörben 50, 52 aufgenommene Geschirr zu reinigen. Die Sprüharme 54, 56 werden über ein Speiseleitungssystem 58 mit Spülwasser gespeist, das von einer Umwälzpumpe 60 in das Speiseleitungssystem 58 gepumpt wird. Die Umwälzpumpe 60 saugt das Spülwasser aus einem als Pumpensumpf dienenden Sammelbehälter 62 an, der sich unterhalb des Spülraums 48 befindet und üblicherweise durch ein nicht näher dargestelltes Filtersieb von dem Spülraum 48 getrennt ist. Der Trübungssensor 10 ist in die Behälterwand des Sammelbehälters 62 eingebaut und zwar so, dass die Gehäusefinger 22, 24 in den Sammelbehälter 62 hineinragen. Über eine Ablaufpumpe 64 kann Abwasser aus der Spülmaschine 46 in einen Ablaufschlauch 68 abgepumpt werden.It will now open 2 referred. The dishwasher shown there, generally designated 44, forms a possible application environment for the turbidity sensor 10 of FIG 1 . The dishwasher 44 includes a machine body 46 in which a washing area 48 is formed. In the washing area 48, a lower dish rack 50 and an upper dish rack 52, which can be pulled out on rails, are accommodated in a manner known per se. Spray arms 54, 56 are provided for spraying washing water into the washing chamber 48 in order to clean the dishes held in the dish racks 50, 52. The spray arms 54, 56 are fed via a feed line system 58 with rinsing water, which is pumped into the feed line system 58 by a circulating pump 60. The circulating pump 60 draws in the rinsing water from a collecting container 62 serving as a pump sump, which is located below the rinsing chamber 48 and is usually separated from the rinsing chamber 48 by a filter sieve, not shown in detail. The turbidity sensor 10 is built into the container wall of the collection container 62 in such a way that the housing fingers 22 , 24 protrude into the collection container 62 . Waste water can be pumped out of the dishwasher 46 into a drain hose 68 via a drain pump 64 .

Der Trübungssensor 10 misst im Spülbetrieb der Spülmaschine 44 die Trübung der in dem Sammelbehälter 62 aufgefangenen Spüllauge. Basierend auf der gemessenen Trübung steuert eine elektronische, insbesondere prozessorbasierte Steuereinheit 68 den weiteren Betrieb der Spülmaschine 46, beispielsweise die Dosierung von Reinigungssubstanzen oder/und die Dauer bestimmter Betriebsphasen eines Betriebslaufs. Zu Beginn eines Betriebslaufs der Spülmaschine 14 ist das Wasser in dem Sammelbehälter 62 in der Regel noch vergleichsweise sauber und wird zunehmend trüber, je mehr Schmutzreste von dem zu reinigenden Geschirr abgewaschen werden und sich in dem Spülwasser sammeln. Dies bedeutet eine Abnahme der Intensität des bei dem Lichtempfänger 34 ankommenden Messlichts. Um auch bei vergleichsweise starker Trübung der Spüllauge mit hinreichend guter Messgenauigkeit Trübungsänderungen auflösen zu können, kann der Trübungssensor 10 zwischen verschiedenen Konfigurationen einer den Lichtgeber 30 und den Lichtempfänger 34 enthaltenden, auf der Leiterplatte 28 implementierten Messschaltung umgeschaltet werden. Den entsprechenden Konfigurationswechsel steuert im gezeigten Beispiel der 2 die extern vom Trübungssensor 10 angeordnete Steuereinheit 68. Verschiedene Ausgestaltungen der Messschaltung, die einen Konfigurationswechsel ermöglichen, werden nun mit Blick auf die 3a und 3b erläutert.The turbidity sensor 10 measures the turbidity of the rinsing solution collected in the collecting container 62 during the washing operation of the dishwasher 44 . Based on the measured turbidity, an electronic, in particular processor-based, control unit 68 controls the further operation of the dishwasher 46, for example the dosing of cleaning substances and/or the duration of certain operating phases of an operating run. At the beginning of an operational run of the dishwasher 14, the water in the collection container 62 is generally still comparatively clean and becomes increasingly cloudy the more dirt residue is washed off the dishes to be cleaned and collects in the rinsing water. This means a decrease in the intensity of the measuring light arriving at the light receiver 34 . In order to be able to resolve changes in turbidity with sufficiently good measuring accuracy even when the rinsing water is relatively cloudy, the turbidity sensor 10 can be switched between different configurations of a measuring circuit implemented on the printed circuit board 28 and containing the light transmitter 30 and the light receiver 34 . In the example shown, the controls the corresponding configuration change 2 the externally arranged by the turbidity sensor 10 control unit 68. Various configurations of the measuring circuit that allow a configuration change are now with a view to 3a and 3b explained.

3a zeigt eine Messschaltung 70, wie sie auf der Leiterplatte 28 des Trübungssensors 10 der 1 realisiert sein kann. Die Messschaltung 70 umfasst eine als Lichtgeber dienende Leuchtdiode D1, welche beispielsweise die Leuchtdiode 30 bildet. Ferner umfasst die Messschaltung 70 einen Fototransistor T1, welcher beispielsweise den Lichtempfänger 34 bildet. Eine steuerbare Stromquelle 72 stellt einen definierten, jedoch steuerbaren Speisestrom der Leuchtdiode D1 ein. Der Fototransistor T1 bildet zusammen mit einem Lastwiderstand R1 einen Spannungsteiler 74, dessen an dem Lastwiderstand R1 abgreifbare Spannung U_M von der Intensität des von dem Fototransistor T1 detektierten Messlichts abhängig ist und damit für die Trübung der Flüssigkeit in dem Messkanal 26 repräsentativ ist. Die Spannung U_M kann deshalb als Messspannung herangezogen werden; sie ist umso größer, je klarer die Flüssigkeit in dem Messkanal 26 ist und je stärker der Fototransistor T1 dementsprechend durchschaltet. 3a shows a measuring circuit 70, as on the circuit board 28 of the turbidity sensor 10 of 1 can be realized. The measuring circuit 70 comprises a light-emitting diode D1 serving as a light transmitter, which forms the light-emitting diode 30, for example. Furthermore, the measuring circuit 70 includes a phototransistor T1, which forms the light receiver 34, for example. A controllable current source 72 sets a defined but controllable supply current for the light-emitting diode D1. The phototransistor T1, together with a load resistor R1, forms a voltage divider 74 whose voltage U _M that can be tapped off at the load resistor R1 is derived from the Intensity of the measuring light detected by the phototransistor T1 is dependent and is therefore representative of the turbidity of the liquid in the measuring channel 26 . The voltage U _M can therefore be used as the measurement voltage; it is all the greater the clearer the liquid in the measuring channel 26 is and the stronger the phototransistor T1 turns on accordingly.

Die Messschaltung 70 ist so kalibriert, dass sie bei definierten Trübungsverhältnissen einen definierten Wert der Messspannung U_M (Kalibrierungsspannung) liefert, der in einem Bereich der Spannungskurve mit vergleichsweise großem Gradienten liegt. Es wird für die Kalibrierung der Messschaltung 70 demnach die steuerbare Stromquelle 72 so eingestellt, dass sie bei definierten Trübungsverhältnissen (Referenz-Trübung) die Leuchtdiode D1 mit einem Speisestrom versorgt, der dazu führt, dass an dem Spannungsteiler 74 ein definierter Wert der Messspannung U_M abgegriffen werden kann. Bei bestimmten Ausführungsformen wird die Kalibrierung für einen vergleichsweise klaren, also wenig getrübten Referenzzustand durchgeführt. Die gewählte Referenz-Trübung entspricht beispielsweise einem NTU-Wert von 0 oder nahe 0 (NTU: Nephelometrie Turbidity Unit), eingedenk der Tatsache, dass im Betrieb einer Spül- oder Waschmaschine am Anfang und am Ende eines Reinigungsprozesses das Prozesswasser in der Regel vergleichsweise klar ist bzw. sein soll. Weil die Kalibrierungsspannung in einem Bereich vergleichsweise großen Gradientens der trübungsabhängigen Spannungskurve der Messspannung U_M liegt, haben Änderungen der Trübung ausgehend von der Referenz-Trübung eine vergleichsweise starke Änderung der Messspannung U_M zur Folge. Beispielsweise beträgt die Kalibrierungsspannung etwa 3,8 V, um ein zahlenmäßiges, jedoch nicht beschränkendes Beispiel zu nennen.The measuring circuit 70 is calibrated in such a way that, given defined turbidity conditions, it supplies a defined value for the measuring voltage U _M (calibration voltage) which lies in a region of the voltage curve with a comparatively large gradient. For the calibration of the measuring circuit 70, the controllable current source 72 is accordingly set in such a way that, under defined turbidity conditions (reference turbidity), it supplies the light-emitting diode D1 with a supply current which results in a defined value of the measuring voltage U _M can be picked up. In certain specific embodiments, the calibration is carried out for a comparatively clear, that is to say little turbid, reference state. The selected reference turbidity corresponds, for example, to an NTU value of 0 or close to 0 (NTU: Nephelometry Turbidity Unit), bearing in mind that when a dishwasher or washing machine is in operation, the process water is usually comparatively clear at the beginning and end of a cleaning process is or should be. Because the calibration voltage is in an area with a comparatively large gradient of the turbidity-dependent voltage curve of the measured voltage U _M , changes in the turbidity starting from the reference turbidity result in a comparatively large change in the measured voltage U _M . For example, the calibration voltage is about 3.8 V, to give a numerical but non-limiting example.

Bei stärker werdender Trübung der zu untersuchenden Flüssigkeit in dem Messkanal 26 und folglich abnehmender Lichtmenge, die auf den Fototransistor T1 eintrifft, sinkt der Wert der Messspannung U_M. Solange die Trübung der Flüssigkeit noch vergleichsweise gering ist, ist die Empfindlichkeit des Fototransistors T1 zunächst vergleichsweise hoch. Änderungen der auf den Fototransistor T1 einfallenden Intensität des Messlichts schlagen sich daher in hinreichend signifikanten Änderungen der Messspannung U_M nieder. Ist die Flüssigkeit jedoch schon vergleichsweise stark getrübt, kann es sein, dass die Empfindlichkeit des Fototransistors T1 sinkt und Änderungen der Trübung nur noch zu vergleichsweise schwachen Änderungen der Messspannung U_M führen. Der Gradient der Spannungskurve der Messspannung U_M nimmt ab. Bei vergleichsweise starker Trübung hat die Messschaltung 70 dann eine vergleichsweise geringe Messauflösung.When the turbidity of the liquid to be examined in the measuring channel 26 increases and the amount of light that hits the phototransistor T1 decreases as a result, the value of the measuring voltage U _M drops. As long as the turbidity of the liquid is still comparatively low, the sensitivity of the phototransistor T1 is initially comparatively high. Changes in the intensity of the measurement light incident on the phototransistor T1 are therefore reflected in sufficiently significant changes in the measurement voltage U _M . However, if the liquid is already comparatively turbid, it may be that the sensitivity of the phototransistor T1 drops and changes in turbidity only result in comparatively weak changes in the measurement voltage U _M . The gradient of the voltage curve of the measurement voltage U _M decreases. In the case of comparatively strong turbidity, the measuring circuit 70 then has a comparatively low measuring resolution.

Um auch bei Bedingungen vergleichsweise starker Trübung eine gute Messempfindlichkeit und damit aussagekräftige Messergebnisse zu gewährleisten, ist die Steuereinheit 68 dazu eingerichtet, die steuerbare Stromquelle 72 auf einen höheren Wert des Speisestroms einzustellen, sobald die Messspannung U_M auf einen vorgegebenen Wert abgesunken ist. Dieser vorgegebenen Wert kann beispielsweise bei etwa 1,0 V liegen, um wiederum ein (selbstverständlich nicht beschränkendes) Zahlenbeispiel zu geben. Er stellt einen Abstiegs-Umschaltpunkt dar, jenseits dessen die Messempfindlichkeit nicht mehr als ausreichend hoch erachtet wird, um weiterhin aussagekräftige Messergebnisse liefern zu können. Bei Erreichen des Abstiegs-Umschaltpunkts wird die Konfiguration der Messschaltung 70 gewechselt, indem die Stromquelle 72 - gesteuert durch die Steuereinheit 68 - auf einen anderen, erhöhten Speisestrom für die Leuchtdiode D1 eingestellt wird. Wurde die Messschaltung 70 für eine Referenz-Trübung von 0 oder nahe 0 NTU kalibriert, kann der Abstiegs-Umschaltpunkt beispielsweise oberhalb von 1000 NTU oder oberhalb von 1500 NTU liegen, z.B. bei etwa 2000 NTU. Selbstverständlich sind dies rein beispielhafte Zahlenangeben ohne beschränkenden Charakter.In order to ensure good measurement sensitivity and thus meaningful measurement results even under conditions of comparatively high turbidity, the control unit 68 is set up to set the controllable current source 72 to a higher value of the supply current as soon as the measurement voltage U _M has fallen to a predetermined value. This predetermined value can, for example, be around 1.0 V, again to give a numerical example (which is of course not limiting). It represents a descent switching point beyond which the measurement sensitivity is no longer considered sufficiently high to continue to be able to deliver meaningful measurement results. When the descent switching point is reached, the configuration of the measuring circuit 70 is changed by the current source 72--controlled by the control unit 68--being set to a different, increased supply current for the light-emitting diode D1. If the measurement circuit 70 has been calibrated for a reference turbidity of 0 or close to 0 NTU, the ramp-down switching point can be, for example, above 1000 NTU or above 1500 NTU, eg at about 2000 NTU. Of course, these are purely exemplary figures without any restrictive character.

Die Erhöhung des Speisestroms der Leuchtdiode D1 bewirkt bei unveränderter Trübung der Flüssigkeit in dem Messkanal 26 unmittelbar eine Intensitätserhöhung des von der Leuchtdiode D1 ausgesendeten Messlichtstrahls. Folglich kommt es zu einer Erhöhung der bei dem Fototransistor T1 ankommenden Lichtintensität. Damit steigt die Messspannung U_M wieder an. Beispielsweise wird bei der Rekonfiguration der Messschaltung 70 der Speisestrom der Leuchtdiode D1 soweit erhöht, dass sich wieder im Wesentlichen die Kalibrierungsspannung einstellt (z.B. etwa 3,8 V). Dies ist aber keine Notwendigkeit; die Rekonfiguration der Messschaltung 70 nach Erreichen des Abstiegs-Umschaltpunkts kann selbstverständlich einen Anstieg der Messspannung U_M auf einen anderen, definierten Spannungswert zur Folge haben.The increase in the feed current of the light-emitting diode D1 directly causes an increase in intensity of the measuring light beam emitted by the light-emitting diode D1, while the turbidity of the liquid in the measuring channel 26 remains unchanged. Consequently, there is an increase in the light intensity arriving at the phototransistor T1. The measurement voltage U _M thus rises again. For example, when the measuring circuit 70 is reconfigured, the supply current of the light-emitting diode D1 is increased to such an extent that the calibration voltage is essentially set again (eg approximately 3.8 V). But this is not a necessity; the reconfiguration of the measuring circuit 70 after the fall switchover point has been reached can, of course, result in an increase in the measured voltage U _M to a different, defined voltage value.

Nach dieser Rekonfiguration der Messschaltung 70 nimmt die Trübung der Flüssigkeit in dem Messkanal 26 bei Fortschreiten eines Betriebslaufs der Spülmaschine 44 (oder allgemein: des Haushaltsgeräts) unter Umständen noch weiter zu. Der Fototransistor T1 arbeitet jedoch aufgrund des erhöhten Speisestroms der Leuchtdiode D1 nun wieder in einem Arbeitsbereich, in dem er eine relativ hohe Detektionsempfindlichkeit besitzt. Änderungen der Trübung schlagen sich daher wieder in vergleichsweise größeren Änderungen der Messspannung U_M nieder. Der Gradient der Messspannungskurve kann bei vergleichsweise starker Trübung durch die Rekonfiguration der Messschaltung 70 mithin gegenüber dem Fall ohne Rekonfiguration erhöht werden. After this reconfiguration of the measuring circuit 70, the turbidity of the liquid in the measuring channel 26 may increase further as the operating cycle of the dishwasher 44 (or in general: the household appliance) progresses. However, due to the increased feed current of the light-emitting diode D1, the phototransistor T1 now works again in a working range in which it has a relatively high detection sensitivity. Changes in the turbidity are therefore again reflected in comparatively larger changes in the measurement voltage U _M . The gradient of the measurement voltage In the case of comparatively strong turbidity, the curve can therefore be increased by the reconfiguration of the measuring circuit 70 compared to the case without reconfiguration.

Die Messschaltung 70 kann somit unter der Steuerung der Steuereinheit 68 in verschiedenen Trübungsbereichen mit unterschiedlichen definierten Werten des Speisestroms der Leuchtdiode D1 betrieben werden. Dadurch kann über einen vergleichsweise großen Trübungsbereich von beispielsweise etwa 0 NTU bis hin zu 2000 NTU oder 3000 NTU oder 4000 NTU oder mehr durchgehend eine akzeptabel gute Messempfindlichkeit erzielt werden.The measuring circuit 70 can thus be operated under the control of the control unit 68 in different turbidity ranges with different defined values of the supply current of the light-emitting diode D1. As a result, an acceptably good measurement sensitivity can be consistently achieved over a comparatively large turbidity range of, for example, approximately 0 NTU up to 2000 NTU or 3000 NTU or 4000 NTU or more.

Wird nach der erläuterten Rekonfiguration der Messschaltung 70 durch Erhöhung des Speisestroms der Leuchtdiode D1 die Flüssigkeit in dem Messkanal 26 wieder klarer und steigt dementsprechend die Messspannung U_M wieder an, stellt die Steuereinheit 68 sicher, dass bei Erreichen eines vorgegebenen Anstiegs-Umschaltpunkts die Messschaltung 70 wieder auf die ursprüngliche Konfiguration zurückgeschaltet wird. Hierzu steuert die Steuereinheit 68 die Stromquelle 72 dahingehend, den Speisestrom der Leuchtdiode D1 wieder entsprechend abzusenken. Der Anstiegs-Umschaltpunkt kann beispielsweise demjenigen Spannungswert der Messspannung U_M entsprechen, auf den die Messspannung U_M als Folge der Rekonfiguration bei Erreichen des Abstiegs-Umschaltpunkts angestiegen ist (z.B. Kalibrierungsspannung von etwa 3,8 V). Der Anstiegs-Umschaltpunkt kann aber auch durch einen anderen Wert der Messspannung U_M definiert sein.If, after the explained reconfiguration of measuring circuit 70 by increasing the supply current of light-emitting diode D1, the liquid in measuring channel 26 becomes clearer again and the measuring voltage U _M rises again accordingly, control unit 68 ensures that when a predetermined rise switching point is reached, measuring circuit 70 is switched back to the original configuration. For this purpose, the control unit 68 controls the current source 72 in such a way that the supply current of the light-emitting diode D1 is correspondingly reduced again. The rise switching point can, for example, correspond to that voltage value of the measurement voltage U _M to which the measurement voltage U _M has risen as a result of the reconfiguration when the fall switching point is reached (eg calibration voltage of approximately 3.8 V). However, the rise switching point can also be defined by a different value of the measurement voltage U _M .

Bei bestimmten Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit 68 die Stromquelle 72 nicht nur zweistufig steuern kann, sondern mehrstufig. Jede Steuerstufe entspricht dabei einem anderen Wert des Speisestroms der Leuchtdiode D1.In certain specific embodiments it can be provided that the control unit 68 can control the current source 72 not only in two stages, but in multiple stages. In this case, each control stage corresponds to a different value of the supply current of the light-emitting diode D1.

Es hat sich gezeigt, dass sich nicht nur durch trübungsabhängige Variation des Speisestroms der Leuchtdiode D1 ein Bereich vergleichsweise großer Steigung der trübungsabhängigen Spannungskurve der Messspannung U_M in Bereiche unterschiedlich starker Trübung verschoben werden kann. Auch durch Variation des Werts des Lastwiderstands R1 des Spannungsteilers 74 kann dies gelingen. Insbesondere hat sich gezeigt, dass die trübungsabhängige Spannungskurve der Messspannung U_M für unterschiedliche Werte des Lastwiderstands R1 in einem gegebenen Trübungsbereich variierende Steigung haben kann. Durch trübungsabhängige Variation des Werts des Lastwiderstands R1 kann es dementsprechend ebenfalls gelingen, über einen vergleichsweise breiten Bereich von Trübungen hinweg (z.B. von 0 bis 4000 NTU) durchgängig eine abzeptabel gute Messempfindlichkeit zu erzielen.It has been shown that a region of comparatively large slope of the turbidity-dependent voltage curve of the measured voltage U _M can be shifted to regions of varying degrees of turbidity not only by turbidity-dependent variation of the supply current of the light-emitting diode D1. This can also be achieved by varying the value of the load resistor R1 of the voltage divider 74 . In particular, it has been shown that the turbidity-dependent voltage curve of the measured voltage U _M can have a varying gradient for different values of the load resistance R1 in a given turbidity range. By varying the value of the load resistance R1 as a function of the turbidity, it is accordingly also possible to consistently achieve an acceptably good measurement sensitivity over a comparatively wide range of turbidities (eg from 0 to 4000 NTU).

Bei der Ausgestaltung der Messschaltung 70 gemäß 3b wird von der trübungsabhängigen Variation des Lastwiderstandswerts Gebrauch gemacht. Die Stromquelle 72 liefert bei diesem Ausführungsbeispiel einen stets gleichbleibenden Speisestrom für die Leuchtdiode D1. Hingegen ist der wirksame Lastwiderstand des Spannungsteilers 74 variabel, indem mehrere (im gezeigten Beispielfall vier) wertverschiedene Lastwiderstände R2, R3, R4, R5 zueinander parallel geschaltet sind und durch einen jeweils zugehörigen Schalttransistor T2, T3, T4, T5 individuell zu- bzw. abschaltbar sind. Die Steuereinheit 68 kann die Schalttransistoren T2 bis T5 individuell ansteuern und so den wirksamen Lastwiderstand des Spannungsteilers 74 in mehreren Stufen variieren.In the configuration of the measuring circuit 70 according to FIG 3b use is made of the turbidity-dependent variation of the load resistance value. In this exemplary embodiment, the current source 72 always supplies a constant supply current for the light-emitting diode D1. On the other hand, the effective load resistance of the voltage divider 74 is variable, in that several (four in the example shown) load resistances R2, R3, R4, R5 of different values are connected in parallel with one another and can be switched on and off individually by means of a respective associated switching transistor T2, T3, T4, T5 are. The control unit 68 can drive the switching transistors T2 to T5 individually and thus vary the effective load resistance of the voltage divider 74 in several stages.

Zu Beginn eines Betriebslaufs der Spülmaschine 44, wenn also das in dem Messkanal 26 befindliche Spülwasser noch vergleichsweise klar ist, wählt die Steuereinheit 68 für die Messschaltung 70 eine Konfiguration mit einem vergleichsweise kleineren effektiven Wert des Lastwiderstands des Spannungsteilers 74. Wenn anschließend die Trübung des Spülwassers zunimmt und die Messspannung U_M dementsprechend kleiner wird, steuert bei Erreichen eines definierten Umschaltpunkts die Steuereinheit 68 den Spannungsteiler 74 im Sinne einer Erhöhung des wirksamen Lastwiderstands durch geeignete Ansteuerung eines oder mehrerer der Schalttransistoren T2 bis T5. Durch derartige Rekonfigurationen der Messschaltung 70 wird eine Anhebung der Messspannung U_M auf einen höheren Wert bewirkt. Bei weiterhin zunehmender Trübung der Flüssigkeit in Messkanal 26 sinkt die Messspannung U_M wieder ab. Durch ein- oder mehrmalige Erhöhung des effektiven Lastwiderstands des Spannungsteilers 74 bei unterschiedlichen Werten der Trübung kann so eine hinreichend gute Messempfindlichkeit bis hin zu vergleichsweise großen Werten der Trübung (im Bereich von einigen Tausend NTU) gewährleistet werden.At the beginning of an operational run of the dishwasher 44, i.e. when the washing water in the measuring channel 26 is still comparatively clear, the control unit 68 selects a configuration for the measuring circuit 70 with a comparatively smaller effective value of the load resistance of the voltage divider 74. If the turbidity of the washing water then becomes increases and the measurement voltage U _M decreases accordingly, when a defined switching point is reached, the control unit 68 controls the voltage divider 74 to increase the effective load resistance by suitably controlling one or more of the switching transistors T2 to T5. Such reconfigurations of the measurement circuit 70 bring about an increase in the measurement voltage U _M to a higher value. If the turbidity of the liquid in the measuring channel 26 continues to increase, the measuring voltage U _M drops again. By increasing the effective load resistance of the voltage divider 74 once or several times for different turbidity values, a sufficiently good measuring sensitivity up to comparatively high turbidity values (in the range of a few thousand NTU) can be ensured.

Es versteht sich, dass die in 3b gezeigte Ausgestaltung mit vier individuell zu- bzw. abschaltbaren Lastwiderständen R2 bis R5 nur beispielhaft ist. In einer alternativen Ausgestaltung können nur zwei zueinander parallel geschaltete Lastwiderstände, z.B. Widerstände R2 und R3, vorgesehen sein. Grundsätzlich genügt es, wenn der effektive Lastwiderstand des Spannungsteilers 74 von der Steuereinheit 68 zwischen zwei verschiedenen Werten umgesteuert werden kann.It is understood that the in 3b The configuration shown with four load resistors R2 to R5 that can be switched on or off individually is only an example. In an alternative refinement, only two load resistors connected in parallel with one another, for example resistors R2 and R3, can be provided. In principle, it is sufficient if the effective load resistance of the voltage divider 74 can be switched between two different values by the control unit 68 .

Es versteht sich zudem, dass die Rekonfigurationstechniken der 3a und 3b auch miteinander kombiniert werden können. Beispielsweise ist es vorstellbar, bei verschiedenen Umschaltpunkten der Messspannung U_M jeweils eine andere der beschriebenen Rekonfigurationstechniken (d.h. Variation des Speisestroms, Variation des Lastwiderstands) anzuwenden. Ebenso ist es denkbar, bei Erreichen eines Umschaltpunkts der Messspannung U_M beide beschriebenen Rekonfigurationstechniken kombiniert anzuwenden.It is also understood that the reconfiguration techniques of the 3a and 3b can also be combined with each other. For example it is conceivable to use a different one of the described reconfiguration techniques (ie variation of the supply current, variation of the load resistance) at different switchover points of the measurement voltage U _M . It is also conceivable to use both described reconfiguration techniques in combination when a switching point of the measurement voltage U _M is reached.

Claims

Device for measuring the turbidity of a medium, comprising - an electrical measuring circuit with an electrically supplied light transmitter for generating a measuring light beam and a light receiver for generating an electrical measuring signal dependent on the intensity of the received measuring light, and - an electrical controller which is set up to switch the measuring circuit between at least two configurations which differ by a different value of at least one circuit parameter of the measuring circuit influencing the measuring signal.

device after claim 1 , wherein at least some of the configurations differ by a different value of an electrical supply current of the light transmitter.

device after claim 1 or 2 , wherein at least some of the configurations differ by a different value of a load resistor connected together with the light receiver to form a voltage divider.

Device according to one of Claims 1 until 3 , wherein the controller is set up to, when a first of the configurations is set, switch the measuring circuit from the first to a second of the configurations depending on the measuring signal dropping to a predetermined drop switchover point, and then switch the measuring circuit from the second to depending on this switch back to the first of the configurations, in that the measurement signal rises again after falling below the fall switchover point up to a predetermined rise switchover point.

Device according to one of Claims 1 until 4 , comprising a sensor component with a sensor housing and a printed circuit board housed in the sensor housing and carrying the measuring circuit, the sensor defining a light path leading from the light transmitter to the light receiver, which on part of its path length runs outside the sensor housing between two housing fingers protruding from the sensor housing , wherein the control is arranged on the circuit board or outside of the sensor component.

Water-consuming electrical household appliance, in particular a washing machine or dishwasher, with a wet area and a device according to one of Claims 1 until 5 , wherein the light transmitter and the light receiver are arranged in such a way that the measuring light beam passes through a volume piece of the wet space through which a liquid medium flows during operation of the household appliance.