DE19755360A1 - Verfahren zur Temperaturmessung in einem wasserführenden Haushaltsgerät und wasserführendes Haushaltsgerät - Google Patents
Verfahren zur Temperaturmessung in einem wasserführenden Haushaltsgerät und wasserführendes HaushaltsgerätInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperaturmessung in einem wasserführen
den Haushaltsgerät und ein entsprechendes wasserführendes Haushaltsgerät.
Es ist allgemein bekannt, in wasserführenden Haushaltsgeräten - wie beispielsweise
Wasch- oder Geschirrspülmaschinen - einen Temperaturfühler zur Messung der Tem
peraturen während des Betriebs des Haushaltsgeräts zu verwenden. So ist eine
Temperaturmessung in unterschiedlichen Teilprogrammschritten eines Spülpro
gramms für den Programmablauf einer Geschirrspülmaschine durchzuführen. Ab
hängig davon ermittelt der Temperaturfühler die Wassertemperatur oder die Lufttem
peratur. Auf Grund der Temperaturmessung läßt sich ein Heizelement steuern, das bei
Erreichen eines vorgebbaren Temperaturhöchst- oder niedrigstwerts abgeschaltet
bzw. zugeschaltet wird. Temperaturfühler können beispielsweise als NTC (Negative
Temperature Coefficient) oder Bimetallschalter ausgebildet sein. Aus der deutschen
Offenlegungsschrift DE-24 52 543 ist beispielsweise ein Thermostat zur Befestigung in
einem Geschirrspüler bekannt.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 196 11 402 ist eine Geschirrspülmaschine als
wasserführendes Haushaltsgerät mit einem aus einem optische Signale versendenden
Element und einem optische Signale empfangenden Element bestehenden Sensor zur
Messung der Verschmutzung einer umgewälzten Reinigungsflüssigkeit bekannt. Der
artige Sensoren erfassen die Trübung einer Wasch- oder Spüllauge, die als Prozeßpa
rameter zur Optimierung des Programmablaufs herangezogen wird.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein wasserführendes
Haushaltsgerät anzugeben, das eine wirtschaftliche Temperaturmessung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1
hinsichtlich des Verfahrens und durch die Merkmale des Patentanspruchs 10 hinsicht
lich des Haushaltsgeräts gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran
sprüchen angegeben.
Das wasserführende Haushaltsgerät weist einen aus einem optischen Signale versen
denden Element und einem optische Signale empfangenden Element bestehenden
Sensor für Verschmutzungen einer umgewälzten Reinigungsflüssigkeit auf. Erfin
dungsgemäß wird das optische Signale versendende Element zur Messung eines
temperaturabhängigen Ausgangssignals in Abhängigkeit eines vorgebbaren Ein
gangssignals verwendet. Durch das auch zur Temperaturmessung benutzte optische
Signale versendende Element kann der Sensor zu unterschiedlichen Zwecken mehr
fach genutzt, und auf einen üblichen Temperaturfühler im Wasserkreislauf verzichtet
werden. Damit wird eine besonders wirtschaftliche Temperaturmessung erzielt. Dar
über hinaus besitzt das wasserführende Haushaltsgerät mit dem erfindungsgemäß
verwendeten Sensorelement die Eigenschaft, eine Temperaturmessung ohne Zu
satzelemente durchführen zu können.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird das temperaturabhängige Ausgangssi
gnal ausgewertet und zur Steuerung der Temperatur eines Heizelements im Haus
haltsgerät benutzt. Zur weiteren Erhöhung der Genauigkeit der Temperaturmessung
können auch mehrere Ausgangssignale in Abhängigkeit der vorgebbaren Eingangssi
gnale nacheinander gemessen und nach Auswertung zur Steuerung der Temperatur
herangezogen werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn hierfür das Verhältnis der
gemessenen temperaturabhängigen Ausgangssignale zur Steuerung der Temperatur
des Heizelements ausgewertet wird.
Vorzugsweise erfolgt eine prozessorgesteuerte Auswertung des oder der tempera
turabhängigen Ausgangssignale, oder alternativ dazu mit Hilfe einer Auswerteschal
tung.
Es hat sich als günstig herausgestellt, von dem optische Signale versendenden Ele
ment einen definierten Strom als Eingangssignal zu empfangen und eine tempera
turabhängige Schwellenspannung als Ausgangssignal abzugeben. Dadurch ergibt sich
eine einfache Abhängigkeit der temperaturabhängigen Ausgangsgröße zu der Ein
gangsgröße derart, daß die Schwellenspannung sinkt, wenn sich die Temperatur im
Haushaltsgerät erhöht, oder steigt, wenn die Temperatur fällt.
Weiterhin hat es sich als Vorteil herausgestellt, wenn das temperaturabhängige Aus
gangssignal des optische Signale sendenden Sensorelements in der Nähe der Reini
gungsflüssigkeit gemessen wird. Dadurch kann die Meßgenauigkeit noch zusätzlich
verbessert werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfüh
rungsbeispiels näher erläutert. Im einzelnen zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Elemente eines Sensors eines was
serführenden Haushaltsgeräts, und
Fig. 2 ein Blockschaltbild der Temperaturmessung in dem wasserführenden
Haushaltsgerät unter Verwendung des Sensors.
Fig. 1 zeigt einen aus einem optische Signale versendenden Element 2 und einem
optische Signale empfangenden Element 3 bestehenden Sensor 1. Durch die Anord
nung dieses als Trübungssensor bezeichneten elektrooptischen Bauelements in einem
wasserführenden Haushaltsgerät - beispielsweise in einer Geschirrspülmaschine oder
Waschmaschine - kann die Lichtdurchlässigkeit einer Spül- oder Waschlauge
gemessen werden. Die durch Verschmutzungen einer im Haushaltsgerät umgewälzten
Reinigungsflüssigkeit entstehende Trübung der Lauge wird als Prozeßparameter er
faßt und zur Optimierung des mehrere Teilschritte umfassenden Programmablaufs für
Spülen oder Waschen benutzt.
Ein derartiger Trübungssensor 1 arbeitet nach einem optischen Verfahren, bei dem
vorzugsweise nahe dem Infrarotbereich von dem Element 2 - beispielsweise einer LED -
ausgesendetes Licht von dem Element 3 - beispielsweise einem Fototransistor, einer
Fotodiode oder einem Fotowiderstand - in ein proportionales elektrisches Signal um
gewandelt wird. Der Sensor 1 ist gemäß der Offenlegungsschrift 196 11 402 bei
spielsweise in einem Durchlauferhitzer des Haushaltsgeräts, der zur Erwärmung der
umgewälzten Reinigungsflüssigkeit dient, angeordnet. Dabei weist der Durchlauferhit
zer in einem geschlossenen
Gehäuse befindliche Heizelemente auf. Alternativ zur Anordnung in einem Durchlauf
erhitzer können die Heizelememte auch als eigenständige Bauteile zur Erwärmung
bzw. Abkühlung der Flüssigkeit ausgebildet sein.
Fig. 2 zeigt anhand eines Blockschaltbilds die erfindungsgemäße Verwendung des
Sensors 1 aus Fig. 1 zur Temperaturmessung in dem Haushaltsgerät, so daß auf ei
nen üblicherweise darin angeordneten Temperaturfühler verzichtet werden kann. Der
aus den beiden optischen Elementen 2 und 3 bestehende Sensor 1 befindet sich vor
zugsweise in der Nähe der Lauge, so daß eine möglichst gute thermische Kopplung
zwischen dem optischen Element 2 und der Lauge besteht. Die Temperaturen
schwanken zwischen etwa 10 Grad Celsius und 90 Grad Celsius im Normalbetrieb des
Haushaltsgeräts. Bevor mit der Temperaturmessung der umgewälzten Reinigungs
flüssigkeit begonnen wird, kann eine Kalibrierung des Sensors bei Durchströmen des
Haushaltsgeräts mit Klarwasser erfolgen. Dabei wird ein definierter Strom an den Ein
gang 21 des optischen Elements 2 angelegt und eine Spannung am Ausgang des op
tischen Elements 22 abgegriffen und ausgewertet.
Erfindungsgemäß ist zwischen dem Ausgang 22 des optischen Elements 2 und dem
Eingang 31 des optischen Elements 3 ein Mikroprozessor 4 oder eine Auswerteschal
tung 4' angeordnet, der bzw. die an einem Eingang 41 eine temperaturabhängige
Schwellenspannung UA in Abhängigkeit eines vorgebbaren Stromes IE am Eingang 21
des optischen Elements 2 empfängt und auswertet. Dabei können auch mehrere
Schwellenspannungen UA, UA' nacheinander auf Grund einer entsprechenden Anzahl
von Eingangssignalen IE, IE' abgegriffen und ausgewertet werden. Prinzipiell genügt
jedoch die Ermittlung eines einzigen temperaturabhängigen Werts. Für den Fall, daß
mindestens zwei Schwellenspannungen UA, UA' vorliegen, kann auch deren Verhält
nis vom Prozessor 4 oder der Auswerteschaltung 4' bestimmt und zur Temperatur
steuerung benutzt werden.
Das Messen der Schwellenspannung UA, UA' durch das optische Element 2 und das
Auswerten durch die Einrichtung 4 bzw. 4' erfolgt vorzugsweise simultan zur Messung
der Verschmutzung der Reinigungsflüssigkeit während des Normalbetriebs. Dabei gibt
das optische Element 3 an seinem Ausgang 32 ein Trübungssignal TR ab, das an ei
nem weiteren Eingang 42 der Einrichtung 4 bzw. 4' empfangen und bezüglich der
Lichtdurchlässigkeit des Sensors 1 (Trübung) ausgewertet wird. Der an den Eingang
21 des optischen Elements 2 angelegte definierte Strom IE, IE' bewegt sich im Mil
liampere-Bereich, beispielsweise ein bis zwei Milliampere. Die Einrichtung 4 bzw. 4'
bestimmt die Temperatur anhand der gemessenen temperaturabhängigen Schwellen
spannung UA, UA' - wobei die Charakteristik derart ist, daß bei steigender Temperatur
die Spannung absinkt, während sie bei sinkender Temperatur ansteigt - und steuert
das oder die Heizelemente im Haushaltsgerät entsprechend einer Funktion f(T). Die
Temperaturregelung wird entweder von einer eigenständigen Regelungseinrichtung 5,
die mit ihrem Eingang 51 an den Ausgang 42 der Einrichtung 4 bzw. 4' angeschaltet
ist, oder von der Einrichtung 4 bzw. 4' selbst übernommen, wobei eine mikroprozes
sorgesteuerte Temperaturauswertung und -regelung durch einen einzigen Prozessor
vorzuziehen ist. Durch das auch zur Temperaturmessung benutzte optische Signale
versendende Element 2 kann der Sensor 1 zu unterschiedlichen Zwecken mehrfach
genutzt, und auf einen üblichen Temperaturfühler im Wasserkreislauf verzichtet wer
den. Damit wird eine besonders wirtschaftliche Temperaturmessung erzielt. Darüber
hinaus besitzt das wasserführende Haushaltsgerät mit dem erfindungsgemäß verwen
deten Sensorelement die Eigenschaft, eine Temperaturmessung mit guter Genauigkeit
ohne Zusatzelemente in Form von Thermostaten oder dergleichen durchführen zu
können.
Claims (17)
1. Verfahren zur Temperaturmessung in einem wasserführenden Haushaltsge
rät, das einen aus einem optischen Signale versendenden Element (2) und ei
nem optische Signale empfangenden Element (3) bestehenden Sensor (1) für
Verschmutzungen einer umgewälzten Reinigungsflüssigkeit aufweist,
gekennzeichnet durch die Verwendung des optische Signale
versendenden Elements (2) zur Messung eines temperaturabhängigen
Ausgangssignals (UA, UA') in Abhängigkeit eines vorgebbaren
Eingangssignals (IE, IE').
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
temperaturabhängige Ausgangssignal (UA, UA') ausgewertet und zur Steue
rung der Temperatur eines Heizelements im Haushaltsgerät benutzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei
temperaturabhängige Ausgangssignale (UA, UA') nacheinander in Abhängig
keit vorgebbarer Eingangssignale (IE, IE') gemessen, ausgewertet und zur
Steuerung der Temperatur eines Heizelements im Haushaltsgerät benutzt
werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis
der gemessenen temperaturabhängigen Ausgangssignale (UA, UA') zur
Steuerung der Temperatur des Heizelements ausgewertet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine prozessorgesteuerte Auswertung des oder der tempera
turabhängigen Ausgangssignale (UA, UA') durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Auswertung des oder der temperaturabhängigen Aus
gangssignale (UA, UA') mit Hilfe einer Auswerteschaltung (4') durchgeführt
wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß von dem optische Signale versendenden Element (2) ein defi
nierter Strom als Eingangssignal (IE, IE') empfangen und eine temperaturab
hängige Schwellenspannung als Ausgangssignal (UA, UA') abgegeben wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß von dem optische Signale empfangenden Element (3) ein Trü
bungssignal (TR) abgegeben wird, das für eine Messung der Verschmutzung
der umgewälzten Reinigungsflüssigkeit simultan zur Temperaturmessung
ausgewertet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß das temperaturabhängige Ausgangssignal (UA, UA') des opti
sche Signale sendenden Elements (2) in der Nähe der Reinigungsflüssigkeit
gemessen wird.
10. Wasserführenden Haushaltsgerät mit einem aus einem optischen Signale
versendenden Element (2) und einem optische Signale empfangenden Ele
ment (3) bestehenden Sensor (1) für Verschmutzungen einer umgewälzten
Reinigungsflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Signale
versendende Element (2) zur Messung eines temperaturabhängigen Aus
gangssignals (UA, UA') in Abhängigkeit eines vorgebbaren Eingangssignals
(IE, IE') vorgesehen ist.
11. Wasserführenden Haushaltsgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß das optische Signale versendende Element (2) zur aufeinanderfol
genden Messung von mindestens zwei temperaturabhängigen Ausgangssi
gnalen (UA, UA') in Abhängigkeit vorgebbarer Eingangssignale (IE, IE') vor
gesehen ist.
12. Wasserführenden Haushaltsgerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang (22) des optische Signale ver
sendenden Elements (2) und dem Eingang (31) des optische Signale emp
fangenden Elements (3) ein Prozessor (4) zur Auswertung eines oder mehre
rer temperaturabhängiger Ausgangssignale (UA, UA') und zur Steuerung der
Temperatur eines Heizelements im Haushaltsgerät angeordnet ist.
13. Wasserführenden Haushaltsgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß der Prozessor (4) zur Auswertung des Verhältnisses der gemesse
nen temperaturabhängigen Ausgangssignale (UA, UA') für die Steuerung der
Temperatur des Heizelements vorgesehen ist.
14. Wasserführenden Haushaltsgerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang (22) des optische Signale ver
sendenden Elements (2) und dem Eingang (31) des optische Signale emp
fangenden Elements (3) eine Auswerteschaltung (4') zur Ermittlung eines
oder mehrerer temperaturabhängiger Ausgangssignale (UA, UA') und zur
Steuerung der Temperatur eines Heizelements im Haushaltsgerät angeordnet
ist.
15. Wasserführenden Haushaltsgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 14, da
durch gekennzeichnet, daß das Eingangssignal (IE, IE') aus einem definier
ten Strom und das Ausgangssignal (UA, UA') aus einer temperaturabhängi
gen Schwellenspannung bestehen.
16. Wasserführendes Haushaltsgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 15, da
durch gekennzeichnet, daß es als Geschirrspülmaschine ausgebildet ist.
17. Wasserführendes Haushaltsgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 15, da
durch gekennzeichnet, daß es als Waschmaschine ausgebildet ist.
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