DE3629346A1

DE3629346A1 - Vorrichtung zur bestimmung und anzeige des verstopfungsgrads von filtern

Info

Publication number: DE3629346A1
Application number: DE19863629346
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Interlava AG
Current assignee: Interlava AG
Priority date: 1986-08-28
Filing date: 1986-08-28
Publication date: 1988-03-10

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Die Erfassung des Verstopfungs oder Erschöpfungsgrads von flächigen Filtern ist deshalb schwierig, weil im Gegensatz zu dem bei Filtersäcken oder Filterbeuteln, etwa bei Staubsaugern, durch den Einsatz empfindlicher Membrandruckgeber noch erfassbarem Druck unterschied zwischen erschöpftem und neuem Filter, solche Druckmessungen in aller Regel bei Filtermatten nicht realisierbar sind, einmal wegen der unter Umständen noch geringeren Druckunterschiede zwischen einem erschöpften und einem neuen Filter, zum anderen aber auch deshalb, weil die sich jeweils entwickelnden Drücke auch noch von anderen Parametern abhängen, die bei weitem größere Druck schwankungen verursachen als ein verstopfter, flächiger Filter. Dies trifft beispielsweise auf die flächigen Fein filter bei Staubsaugern zu, die dazu bestimmt sind, auch Mikrostäube aus der Staubsaugerabluft noch herauszufiltern und deren Wechsel im Grunde im Belieben des Benutzers steht, beispielsweise wenn dieser durch Betrachten des Filters feststellt, daß dieser einen entsprechenden Schwärzungsgrad erreicht hat. Dies muß aber nicht immer sinnvoll sein, da die Farbe, die der Filter abnimmt, nicht unbedingt in einem auswertbaren Verhältnis zu seinem Ver stopfungsgrad steht.

Es ist bekannt, sich bei den flächigen Fettfiltern von Dunstabzugshauben beispielsweise dadurch zu behelfen, daß diese bei der Herstellung so vorbereitet werden, daß sich bei einer entsprechenden Erschöpfung des Aufnahme grades solcher Filter Farbstreifen, beispielsweise rote Querstreifen zeigen, die durch optische Inspektion fest gestellt werden können. Dies ist aber mühsam, wobei auch nicht sichergestellt ist, daß das Erscheinen der Streifen rechtzeitig oder überhaupt erfolgt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vor richtung zu schaffen, die in der Lage ist, den Erschöpfungs oder Verstopfungsgrad von flächigen Filtern mit hoher Zu verlässigkeit zu erfassen und eine entsprechende Anzeige zu bewirken.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den Vorteil, daß bei spielsweise durch das Aufleuchten einer an gut sichtbarer Stelle angeordneten Leuchtdiode oder einer sonstigen Be leuchtungsanzeige deutlich dem Benutzer signalisiert wird, daß der Flächenfilter wegen Erschöpfung gewechselt werden muß. Dies kann insbesondere auch für Klimaanlagen in Rein räumen von Bedeutung sein, um sicherzustellen, daß die höchst zugelassene Partikelzahl pro Raumeinheit nicht überschritten wird.

Vorteilhaft ist ferner der einfache Aufbau der erfindungs gemäßen Vorrichtung und deren zuverlässige Funktion, wo bei durch eine zusätzliche, ebenfalls vorzugsweise optische Anzeige auch der Gut-Zustand des Filters noch angezeigt werden kann, beispielsweise durch das Aufleuchten einer grünen Beleuchtungsanzeige oder Leuchtdiode. Eine solche Gut-Anzeige bildet dann gleichzeitig auch die Funktions anzeige für die Vorrichtung, so daß sichergestellt ist, daß nichts versäumt wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Durch entspr. Beschaltung des Eingangskreises eines als Schwerwert schalter ausgebildeten Differenzverstärkers ergibt sich die Umschaltung am Ausgang des Verstärkers dann, wenn der Lichtempfänger durch die immer stärker werdende Zusetzung des flächigen Filters nicht mehr die Lichtmenge empfangen kann, die erforderlich ist, um unterhalb des am Differenz verstärker eingestellten Schwellwerts zu bleiben. Dieser schaltet dann um und die Wechselanzeige für den Filter leuchtet auf. Der Lichtsender besteht in vorteilhafter Weise aus einer in Reihe mit einem entsprechend bemessenen Widerstand unmittelbar mit der Versorgungsspannung ver bundenen Leuchtdiode, während der Lichtempfänger ein Photo transistor oder lichtempfindlicher Widerstand sein kann, der parallel zu einem vorgegebenen Widerstand im Vor spannungskreis für den Differenzverstärker liegt.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt anhand von diskreten Schaltungselementen die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Anzeige des Erschöpfungsgrads von flächigen Filtern.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, an grenzend zu einem flächigen Filter eine Lichtsender/Licht empfänger-Einrichtung so anzuordnen, daß die von dem Licht empfänger jeweils aufgenommene Lichtmenge bei Annäherung an den Erschöpfungsgrad des Filters entweder als Folge von dessen Verstopfung soweit abnimmt, daß der zur Anzeige führende Schwellwert überschritten wird oder daß sich jeden falls, abgestimmt auf die sich bei Annäherung an den Er schöpfungsgrad ändernden Reflexionsfähigkeiten des Filters, die Empfangsmöglichkeiten des Lichtempfängers so ver ändern, daß ebenfalls ein vorgegebener Schwellwert über schritten wird und die Anzeige erfolgt.

In der Zeichnung ist der Lichtsender mit 10 und der Licht empfänger mit 11 bezeichnet; üblicherweise handelt es sich bei dem Lichtsender um eine Leuchtdiode, die in Reihe mit einem den Strom durch diese begrenzenden Vor widerstand 12 vorzugsweise unmittelbar mit der Netzspannung (220 V) verbunden ist. Der Lichtempfänger 11 kann, wie dar gestellt, beispielsweise ein Phototransistor sein, ein Photowiderstand oder ein sonstiges, geeignetes Schalt element, welches jedenfalls seine elektrischen Eigenschaften in Abhängigkeit zu der eingestrahlten Lichtmenge vom Licht empfänger entsprechend verändert.

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel befindet sich das Filter, welches ein flächiges Teil mit vorgegebener Dicke üblicherweise ist, beispielsweise Abluftfilter bei Staub saugern oder dgl. zwischen dem Lichtsender 10 und dem Lichtempfänger 11, so daß sich die von dem Lichtempfänger 11 aufgenommene Lichtmenge mit steigendem Erschöpfungsgrad des Filters 13 entsprechend verringert. Hierdurch verändert sich der effektive ohmsche Widerstand des Lichtempfängers 11, jedenfalls bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel und bei Zuordnung zum Vorspannungskreis 14 des Schwellwert schalters 15 ergibt sich eine entsprechende Annäherung an den Schwellwert, bis dieser schließlich erreicht und über schritten wird.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt der Vor spannungskreis die Reihenschaltung von zwei Widerständen 16 und 17 mit einem Potentiometer 18, dessen Abgriff mit dem einen, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in vertierendem Eingang 15 a des als Operationsverstärker aus gebildeten Schwellwertschalters 15 verbunden ist. Am anderen, nicht invertierendem Eingang des Schwellwertschalters liegt gegen Masse ein Widerstand 19; ferner ist dieser Eingang über einen Rückkopplungswiderstand 20 mit dem Ausgang des Schwellwertschalters 15 verbunden.

Auf die in der Zeichnung noch vor dem Schwellwertschalter dargestellten Schaltungselemente zur Gleichrichtung und Siebung der Versorgungsspannung braucht nicht weiter ein gegangen zu werden; es handelt sich hier um einen Gleich richter 21 mit nachgeschaltetem, querliegendem Siebkon densator 22, einem weiteren Querwiderstand 23 und einem Reihenwiderstand 24, so daß sich über der sich anschließenden Zenerdiode 25 eine im wesentlichen stabilisierte Spannung ergibt.

Der lichtempfindliche Widerstand oder Phototransistor 11 ist parallelgeschaltet zum Widerstand 16 und dem jeweiligen Teil des Potentiometers 18, der zwischen diesem Widerstand und dem Abgriff liegt und man erkennt, daß eine allmähliche Vergrößerung des Widerstandswerts des Phototransistors oder Photowiderstands 11 die Vorspannungen im Bereich des Schwellwertschalters 15 so verschiebt, daß der Schwellwert unterschritten (oder je nach Definition auch überschritten wird), so daß, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Ausgang des Schwellwertschalters 15 hochgeht und einen nachgeschalteten Transistor 26 ansteuert, der hierdurch leitend wird und eine erste Anzeige-Leuchtdiode 27 (bei spielsweise rote LED) ansteuert, wodurch es zur Filter wechselanzeige kommt.

Es ist problemlos möglich, die Leuchtdiode des Lichtsen ders 10 über den Vorwiderstand 12 unmittelbar mit der Wechselspannung zu verbinden, so daß sich eine Licht strahlung mit einer Frequenz von 25 Hz ergibt, die nach Durchtritt durch das flächige Filter 13 auf den Photo transistor oder Photowiderstand als Lichtempfänger 11 auf trifft. Der Lichtempfänger ändert hierdurch jedenfalls seinen effektiven Widerstandswert und bewirkt schließlich bei entsprechender Unterschreitung einer vorgegebenen Lichtmenge die Umschaltung und die Filterwechselanzeige.

Es ist auch möglich und liegt innerhalb des erfindungsge mäßen Rahmens, die Vorrichtung so auszubilden, daß sich Lichtempfänger 10 und Lichtsender 11 auf der gleichen Seite des Filters 13 befinden, dessen Erschöpfungsgrad festgestellt werden soll. Üblicherweise geht mit fort schreitendem Erschöpfungsgrad auch eine Verfärbung des Filters einher, jedenfalls kann eine entsprechende Ver färbung angestrebt oder veranlaßt werden, so daß sich ent sprechend auch eine Veränderung der Reflexionseigenschaften und damit ebenfalls wieder eine Veränderung der vom Licht empfänger als Phototransistor oder Photowiderstand auf genommenen Lichtmenge ergibt.

Eine weitere Ausgestaltung vorliegender Erfindung liegt darin, vom gleichen Schwellwertschalter und daher vorzugs weise parallel liegend zum ersten Transistorschalter 26 mit der Filterwechsel-Leuchtdiode 27 eine entsprechende Schaltung noch anzusteuern, die aus einem bei noch nicht überschrittenen Schwellwert von dem dann auf entsprechend entgegengesetzten Potential liegendem Ausgang des Schwell wertschalters 15 leitend angesteuert wird. Dieser Transistor ist mit 26′ bezeichnet und liegt in Reihe mit einer wei teren, vorzugsweise grünen Anzeigeleuchte (Leuchtdiode) 27′ und erfüllt neben der Anzeige, daß der Erschöpfungs grad des überwachten Filters 13 noch nicht erreicht ist, auch noch die Aufgabe, die Funktionstüchtigkeit der ganzen Schaltung anzuzeigen.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims

1. Vorrichtung zur Bestimmung und Anzeige des Verstopfungs- oder Erschöpfungsgrads von Filtern, insbesondere von Filtermatten und sonstigen flächigen Filtermedien wie Abluftfeinfilter bei Staubsaugern, Filter bei Dunst abzugshaube, Lüftungsfilter von Klimaanlagen, Filter matten für Reinräume und dgl., dadurch gekennzeichnet, daß ein den zu überwachenden Filter (13) einseitig an strahlender Lichtsender (10) und ein auf der anderen Seite des Filters (13) angeordneter, mindestens eine seiner elektrischen Eigenschaften bei Änderung der empfangenen Lichtmenge ändernder oder auf der gleichen Filterseite wie der Lichtsender (10) angeordneter, eine Änderung der Reflexionseigenschaften des Filters (13) auswertender Lichtempfänger (11) vorgesehen sind, daß der Lichtempfänger Teil einer elektrischen Schwell wertschaltung (15) ist, und daß der Schwellwertschaltung (15) mindestens eine von ihr angesteuerte optische und/ oder akustische Anzeigeeinrichtung (27, 27′) nachge schaltet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtempfänger ein Photowiderstand oder Phototransistor ist und einen Teil der Vorspannungs schaltung (16, 17, 18) des Schwellwertschalters (15) bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß bei Unterschreitung einer vorgegebenen, auf den Lichtempfänger einstrahlenden Lichtmenge dessen Widerstand soweit ansteigt, daß ein vorgegebener, ein stellbarer Schwellwert des Schwellwertschalters (15) überschritten wird und das Ausgangspotential des Schwell wertschalters (15) umschaltet.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender (10) als licht emittierende Diode (LED) in Reihe mit einem Vorwider stand (12) zur Strombegrenzung unmittelbar an die Ver sorgungsspannung angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertschalter (15) bei nicht überschrittenem Schwellwert eine weitere, den Gut- Zustand des zu überwachenden Filters (13) anzeigende Anzeigeeinrichtung (26′, 27′) ansteuert, die hierdurch gleichzeitig die Funktionstüchtigkeit der Vorrichtung angibt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtungen für Gut- Zustand des Filters bzw. erreichtem Erschöpfungsgrad desselben vom Ausgang des Schwellwertschalters (15) an gesteuerte Transistoren (26, 26′) sind, die in Reihe mit entsprechenden Leuchtdioden (27, 27′) geschaltet sind.