JP2007198915A - Detector for drying state of room - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、浴室のように水で濡れる部屋の乾燥状態を検知する部屋乾燥状態検知装置に関する。 The present invention relates to a room dry state detection device that detects the dry state of a room that gets wet with water like a bathroom.
従来より、浴室自体や浴室内に干された洗濯物を乾燥させることができる浴室空調装置に関する技術が知られている。この技術によれば、例えば、薄手の洗濯物は浴室の自然空調による初期運転モードで乾燥させるが、厚手の洗濯物は選択運転モードによって温風を送風して集中的に乾燥させることにより、効率的に洗濯物の乾燥を行うことができる(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique related to a bathroom air conditioner that can dry the bathroom itself or the laundry dried in the bathroom is known. According to this technology, for example, thin laundry is dried in the initial operation mode by natural air conditioning in the bathroom, but thick laundry is efficiently dried by blowing hot air in the selective operation mode and drying it intensively. In particular, the laundry can be dried (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の浴室空調装置は、タイマの設定時間に基づいて所定の時間電力が供給されることによって浴室自体や浴室内の洗濯物を乾燥するように構成されている。したがって、浴室自体や浴室内の洗濯物が乾燥していてもタイマがタイムアップしないために電力を供給し続けるなど、浴室内のターゲットの乾燥状態によっては無駄な電力を消費することもある。そのため、浴室自体または浴室内の洗濯物が乾燥したときには、自動的に乾燥運転を停止することで電力消費量を節約したいという要望がある。そのためには、浴室自体または浴室内の洗濯物が乾燥したかどうかを自動的に検知する技術が必要である。 However, the conventional bathroom air conditioner is configured to dry the bathroom itself or the laundry in the bathroom by supplying power for a predetermined time based on the set time of the timer. Therefore, even if the bathroom itself or the laundry in the bathroom is dry, depending on the dry state of the target in the bathroom, wasteful power may be consumed. Therefore, there is a desire to save power consumption by automatically stopping the drying operation when the bathroom itself or the laundry in the bathroom dries. For this purpose, a technique for automatically detecting whether the bathroom itself or the laundry in the bathroom has been dried is necessary.
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、浴室のような濡れた部屋の乾燥度合いを、電波を用いて良好に検知できるようにすることにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is desirable to make it possible to satisfactorily detect the degree of drying of a wet room such as a bathroom using radio waves.
本発明に従う、水で濡れる部屋の乾燥状態を電波により検知する部屋乾燥状態検知装置は、前記部屋内に設定された1または複数の検知ポイントへ送信波を送り、前記検知ポイントからの反射波または透過波を受信する電波センサと、前記電波センサにより受信された受信波の強度に基づいて前記検知ポイントの乾燥状態を検知する検知手段とを備え、前記検知ポイントは、前記部屋内の床面における、ユーザが所定作業のために足を置く必要がある特定領域に設定されている。 According to the present invention, a room dry state detection device for detecting a dry state of a room wetted with water by radio waves transmits a transmission wave to one or a plurality of detection points set in the room, and a reflected wave from the detection point or A radio wave sensor that receives a transmitted wave; and a detection unit that detects a dry state of the detection point based on the intensity of the received wave received by the radio wave sensor, the detection point on a floor surface in the room , It is set to a specific area where the user needs to put his feet for a predetermined work.
検知ポイントが設定される、ユーザが所定作業のために足を置く必要がある特定領域としては、例えば浴室の場合には、入浴やシャワー以外の目的、例えば洗濯物を干したり、靴を洗ったり、浴槽を洗ったりする作業で歩く必要のある場所であり、浴室の床面の中央領域である。このような場所は、ユーザにとり、最も早く乾燥してほしい場所である。 For example, in the case of a bathroom, a specific area where a detection point is set and a user needs to put his foot on for a predetermined work is used for purposes other than bathing and showering, such as washing laundry or washing shoes. It is a place where it is necessary to walk in the work of washing the bathtub, and it is the central area of the bathroom floor. Such a place is a place that the user wants to dry most quickly.
電波センサには、高周波信号を所定周波数の変調信号で変調して出力する発振部と、前記発信部の出力信号に対応した送信電波を前記検知ポイントへ発射するための送信アンテナと、前記検知ポイントからの反射/透過電波を受けるための受信アンテナと、前記受信アンテナの出力信号から前記反射/透過電波の変調信号成分を取り出す検波部と、前記検波部の出力信号から、直流成分を除いた交流成分を取り出して前記検知手段に出力する直流カット部とを有するものを採用することができる。 The radio wave sensor includes an oscillating unit that modulates and outputs a high frequency signal with a modulation signal having a predetermined frequency, a transmission antenna for emitting a transmission radio wave corresponding to the output signal of the transmitting unit to the detection point, and the detection point A receiving antenna for receiving the reflected / transmitted radio wave from the detector, a detector for extracting the modulated signal component of the reflected / transmitted radio wave from the output signal of the receiving antenna, and an alternating current obtained by removing a DC component from the output signal of the detector A component having a direct current cut unit that extracts components and outputs them to the detection means can be employed.
本発明の部屋乾燥状態検知装置によれば、部屋内の床面上のユーザが所定作業のために足をおく必要のある特定領域に検知ポイントが設定され、電波センサがその検知ポイントからの反射波または透過波を検出し、その検出結果に基づいて検知ポイントの乾燥状態が判断される。これにより、部屋全体が完全に乾燥しなくても、少なくとも、ユーザにとって乾燥して欲しい場所が乾燥したことを検知することができるので、少数の検知ポイントで部屋の実用的な乾燥状態を良好に把握することができる。 According to the room dry state detection device of the present invention, a detection point is set in a specific area where a user on the floor in the room needs to put his foot for a predetermined work, and the radio wave sensor reflects from the detection point. A wave or transmitted wave is detected, and the dry state of the detection point is determined based on the detection result. As a result, even if the entire room is not completely dry, it is possible to detect at least the place that the user wants to dry, so that the practical dry state of the room can be improved with a small number of detection points. I can grasp it.
また、部屋の異なる場所に設定された複数の検知ポイントを設定して、検知ポイント毎に乾燥状態を検知するようにしてもよい。これにより、部屋の乾燥状態を複数段階で把握することができる。 In addition, a plurality of detection points set in different places in the room may be set, and the dry state may be detected for each detection point. Thereby, the dry state of a room can be grasped in a plurality of stages.
本発明の部屋乾燥状態検知装置によれば、浴室のような濡れた部屋の乾燥度合いを、電波を用いて良好に検知できるようにすることにある。 According to the room dry state detection apparatus of the present invention, it is possible to satisfactorily detect the dryness of a wet room such as a bathroom using radio waves.
まず、本発明の部屋乾燥状態検知装置に用いられる電波センサについて説明する。浴室内に干された洗濯物や浴室の床・壁などのように静止しているターゲットの乾燥度合いを検知するためには、ターゲットからの電波の反射波の強度(振幅)、またはターゲットを透過した電波の透過波の強度(振幅)を利用することができる。例えば、ターゲットからの電波の反射波を検波して得られる検波信号の強度(振幅)は、図1に示すセンサとターゲット間の距離に応じた反射波検波信号出力レベルの変化特性のように、センサとターゲット間の距離が近づくほど増大する。また、図示してないが、ターゲットの電波反射率(または比誘電率)が大きいほど、反射波検波信号の強度は増大する。 First, the radio wave sensor used in the room dry state detection apparatus of the present invention will be described. In order to detect the dryness of a stationary target such as laundry that has been dried in the bathroom or the floor / wall of the bathroom, the intensity (amplitude) of the reflected wave of the radio wave from the target, or the transmission through the target The intensity (amplitude) of transmitted waves of the transmitted radio waves can be used. For example, the intensity (amplitude) of the detection signal obtained by detecting the reflected wave of the radio wave from the target is the change characteristic of the reflected wave detection signal output level according to the distance between the sensor and the target shown in FIG. It increases as the distance between the sensor and the target gets closer. Although not shown, the intensity of the reflected wave detection signal increases as the radio wave reflectance (or relative dielectric constant) of the target increases.
まず、本発明の実施形態にかかる部屋乾燥状態検知装置に用いられる電波センサについて説明する。浴室内に干された洗濯物や浴室の床・壁などのように静止しているターゲットの乾燥度合を検知するためには、そのターゲットに含まれる水分の量または付着した水分の量の変化に伴う電波反射率または電波透過率の変化(すなわち、比誘電率の変化)を、ターゲットからの反射波または透過波の強度(振幅)に基づいて判断するという方法を採用することができる。ターゲットからの電波の反射波を受信し検波して得られる反射波検波信号の強度(振幅)は、図1に示すように、センサとターゲット間の距離が近づくほど増大する。また、図示してないが、ターゲットの比誘電率が大きいほど、電波反射率が上がるので、反射波検波信号の強度は増大する。逆に、ターゲットの比誘電率が大きいほど、透過波検波信号の強度は低下する。 First, the radio wave sensor used in the room dry state detection apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. In order to detect the dryness of a stationary target such as laundry that has been dried in the bathroom or the floor / wall of the bathroom, the amount of moisture contained in the target or the amount of moisture adhering to it can be changed. A method of determining the accompanying change in radio wave reflectance or radio wave transmittance (that is, change in relative dielectric constant) based on the intensity (amplitude) of the reflected wave or transmitted wave from the target can be employed. As shown in FIG. 1, the intensity (amplitude) of the reflected wave detection signal obtained by receiving and detecting the reflected wave of the radio wave from the target increases as the distance between the sensor and the target decreases. Although not shown, the radio wave reflectivity increases as the relative dielectric constant of the target increases, so that the intensity of the reflected wave detection signal increases. Conversely, the greater the relative dielectric constant of the target, the lower the intensity of the transmitted wave detection signal.
しかしながら、図1に例示されるように、ターゲットからの反射波の検波信号の強度(振幅)には、ターゲットの有無にも電波の有無にも関係なしに常時観測される成分(以下、バイアス成分という)Vbが含まれる。このバイアス成分Vbは、電波センサの周囲の温度の上昇に伴って増大し、また、検波用ダイオードなどの個々の回路素子の特性の違いによっても異なる。浴室空調装置を運転している間、浴室の温度は上昇していくので、バイアス成分Vbも増大してゆき、図2に例示するように、反射波検波信号の強度が増大する。反射波検波信号のバイアス成分Vbは、ターゲットの有無またはその反射率を検出する目的においてノイズとなる。透過波を受信して検波した場合も同様のバイアス成分が存在する。 However, as illustrated in FIG. 1, the intensity (amplitude) of the detection signal of the reflected wave from the target is a component that is constantly observed regardless of the presence of the target or the presence or absence of the radio wave (hereinafter referred to as a bias component). Vb) is included. This bias component Vb increases as the ambient temperature of the radio wave sensor increases, and also varies depending on the characteristics of individual circuit elements such as a detection diode. While the bathroom air conditioner is operating, the temperature of the bathroom rises, so the bias component Vb also increases, and the intensity of the reflected wave detection signal increases as illustrated in FIG. The bias component Vb of the reflected wave detection signal becomes noise for the purpose of detecting the presence of the target or the reflectance thereof. A similar bias component exists when a transmitted wave is received and detected.
また、ターゲットが浴室の床もしくは壁または洗濯物である場合、反射波検波信号の強度のうち、ターゲットの有無またはその反射率の検出に利用できる成分(つまり、ターゲットの距離や反射率の関数である成分)(以下、有効信号成分という)Vaは、上述したノイズとしてのバイアス成分Vbよりもずっと小さいことが多い。その原因の一つに、そのようなターゲットの電波反射率がかなり小さいことがある。すなわち、水の比誘電率は60〜80程度であり、衣類などの繊維材料の比誘電率は1程度であり、浴室の床や壁の主たる材料である合成樹脂の比誘電率は2〜4程度である。そのため、洗濯物の場合は、乾燥した状態では比誘電率は1程度、濡れた状態でも4〜5程度にすぎない。また、樹脂製の床または壁の場合、乾燥した状態での比誘電率が2〜4程度、その表面に水滴や水溜まりが付着した状態でも、その水滴や水溜まりの面積は全体面積に比べて小さいから、電波の反射率は小さい。従って、反射波検波信号のS/N比は小さく、よって、ターゲットの有無または電波反射率変化を精度良く検出することが困難である。 If the target is a bathroom floor or wall or laundry, the component of the reflected wave detection signal that can be used to detect the presence or absence of the target or its reflectivity (that is, a function of the target distance or reflectivity). Va (a component) (hereinafter referred to as an effective signal component) Va is often much smaller than the bias component Vb as noise described above. One of the causes is that the radio wave reflectance of such a target is considerably small. That is, the relative dielectric constant of water is about 60 to 80, the relative dielectric constant of fiber materials such as clothing is about 1, and the relative dielectric constant of synthetic resin, which is the main material of bathroom floors and walls, is about 2 to 4. It is. Therefore, in the case of laundry, the relative permittivity is about 1 in a dry state and is only about 4 to 5 even in a wet state. In the case of a resin floor or wall, the relative permittivity in a dry state is about 2 to 4, and even when water droplets or a puddle adhere to the surface, the area of the water droplet or the puddle is small compared to the entire area. Therefore, the reflectivity of radio waves is small. Therefore, the S / N ratio of the reflected wave detection signal is small, and therefore it is difficult to accurately detect the presence or absence of the target or a change in radio wave reflectance.
また、浴室空調装置の場合、その装置の運転の振動や温風の影響により、浴室の床や壁が振動したり、洗濯物が揺れたりする。従って、この様な振動や揺れにより反射波検波信号の強度は常に変動している。このことも検出精度を向上させる上で考慮されることが好ましい。そこで、これらの事情に鑑みて、本発明の実施形態では、次のような電波センサが使用される。 In the case of a bathroom air conditioner, the floor or wall of the bathroom vibrates or the laundry shakes due to the vibration of the operation of the apparatus and the influence of warm air. Accordingly, the intensity of the reflected wave detection signal constantly fluctuates due to such vibration and shaking. This is also preferably taken into consideration when improving the detection accuracy. In view of these circumstances, the following radio wave sensor is used in the embodiment of the present invention.
図3は、本発明の実施形態にかかる部屋乾燥状態検知装置に適用される電波センサの構成を示すブロック線図である。 FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a radio wave sensor applied to the room dry state detection apparatus according to the embodiment of the present invention.
図3に示す電波センサ100は、スイッチング部102、発振部104、送信アンテナ106、受信アンテナ110、検波部112、バンドパスフィルタ(BPF)114、増幅部116及び出力端子118を備える。スイッチング部102は、所定周期でオン状態とオフ状態を繰り返すスイッチング信号120を発生し、このスイッチング信号120を発振部104に加える。ここで、スイッチング信号120の周波数fcは、数百Hzから数千Hzの間程度であり、この実施形態では1000Hzとする。スイッチング信号120のオンデューティは例えば40%から60%前後であり、この実施例では50%とする。
3 includes a
発振部104は、スイッチング信号120がオン状態である時間区間にのみ、スイッチング信号120のオンオフ周波数fcより遥かに高い所定周波数の信号、例えばGHzオーダ(例えば、10GHz)の高周波信号122を、送信アンテナ106に出力する。スイッチング信号120がオフ状態である時間区間では、発振部104の出力はゼロである。送信アンテナ106は、指向性をもった高周波信号122に対応した高周波数の電波(送信波)124を、所定のターゲット108に向けて発射する。送信波124は、スイッチング信号120の周波数fc(1000Hz)で、間欠的に発射されることになる。換言すると、送信波124は、高周波信号122の電波を搬送波としスイッチング信号120を変調信号として、その搬送波を変調信号で変調したものである。
The oscillating
ターゲット108は、この電波センサの用途に応じて異なる。例えば、その用途が浴室内の洗濯物が乾燥したか否かを判断することであるならば、その洗濯物がターゲット108である。或いは、浴室自体の乾燥程度を判断することが用途であるならば、浴室の床、壁または棚などの水滴や水溜りが残り易い部分を、ターゲット108とするこことができる。
The
受信アンテナ110は、送信アンテナ106とは別に設けられる。受信アンテナ110は、送信波124がターゲット108で反射した反射波126を受信する。変形例として、受信アンテナ110の設置場所を選ぶことで、受信アンテナ110は、送信波124がターゲット108を透過した透過波を受信するようにしてもよい。しかし、透過波を受信する場合については後に説明するので、ここでは、受信アンテナ110はターゲットからの反射波126を受信するものとする。
The
検波部112とバンドパスフィルタ114と増幅部116は、発振部104のように間欠的に動作するのではなく、継続的に作動して、すなわち、スイッチング信号120がオン状態のときにも常に作動して、以下に説明する信号処理を行う。
The
検波部112は、受信アンテナ110の出力信号128だけを入力し、その出力信号128の変調成分、すなわち、反射波126の強度(振幅)の変調成分(以下、反射波検波信号という)130をバンドパスフィルタ114に出力する。ここで、検波部112内の検波用回路素子(例えば検波用ダイオード)(図示せず)を通過するとき、受信アンテナ110の出力信号128から、GHzオーダの高周波成分は除去されて、反射波126のエンベロープを表した信号のみが、反射波検波信号130として取り出される。従って、反射波検波信号130は、反射波126に同期して周波数fc(1000Hz)でオンオフしそのオン時のレベルが反射波126の強度(振幅)(換言すると、反射波126の変調成分の強度(振幅))に相当する矩形波状の交流成分と、図1に示したバイアス成分Vbに相当する直流成分とが重畳された波形を示す信号である。この反射波検波信号130の波形については、後に具体的に説明する。
The
バンドパスフィルタ114は、反射波検波信号130の矩形波状の交流成分のスイッチング周波数fc(1000Hz)を含むその近傍の周波数バンドのみを通過させ、他の周波数バンドはカットする。反射波検波信号130のうち、バンドパスフィルタ114を通過できる成分は、スイッチング周波数fc(1000Hz)とその近傍の周波数の交流成分だけであり、バイアス成分Vbに相当する直流成分と、スイッチング周波数fc(1000Hz)より周波数の高い高調波(2000Hz、3000Hz、…)成分はカットされる。従って、バンドパスフィルタ114の出力信号134は、反射波検波信号130のうちスイッチング周波数fc(1000HZ)とその近傍の交流成分だけであり、この成分は、反射波126の強度(振幅)に対応した振幅(換言すると、反射波126の変調信号成分の強度(振幅)に対応した振幅)をもつ。バンドパスフィルタ114の出力信号132は、増幅部116で増幅され、そして、増幅後の信号は出力端子118から、この電波センサ100の出力信号134として出力される。変形例として、バンドパスフィルタ114に代わりに、直流カット回路(例えば、直流カットコンデンサ)を用いて、反射波検波信号130からバイアス成分Vbに相当する直流成分をカットして、反射波126の強度(振幅)に依存した強度(振幅)を持つ交流成分だけを取り出すようにしてもよい。いずれにしても、出力端子118からの出力信号134は、周囲温度や回路素子特性等により変動するバイアス成分Vbの影響を受けず、反射波126の強度(振幅)を精度良く反映した強度(振幅)をもつことになる。よって、出力信号134の強度(振幅)に基づき、ターゲット108の有無、距離または状態などを精度良く検知することができる。
The
図4は、電波センサ100の用途として洗濯物の乾燥を例に取り、図3に示した出力信号134の強度とターゲットの状態との関係を例示する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the intensity of the
すなわち、図4は、洗濯物(衣類)の乾燥させる場合の衣類の吸水率と出力信号強度の関係を示している。図4に示すように、衣類に吸収されている水分の割合(吸水率)がより大きいほど、衣類の比誘電率がより大きくなり(例えば、乾燥時には約1、最も濡れている時に4〜5程度)、それに伴い衣類の電波反射率もより高くなる(反射率は比誘電率から一義に定まる)。よって、衣類の吸水率が高いほど受信される反射波126の強度(出力信号強度)はより大きくなる。図4に示すように、出力信号134の強度は、このような衣類の吸水率の変化に伴う受信される反射波126の強度の変化を良好に反映している。
That is, FIG. 4 shows the relationship between the water absorption rate of clothes and the output signal intensity when the laundry (clothing) is dried. As shown in FIG. 4, the greater the proportion of moisture absorbed by the garment (the water absorption rate), the greater the relative dielectric constant of the garment (eg, about 1 when dry, 4-5 when wet most). As a result, the radio wave reflectance of the clothing is also increased (the reflectance is uniquely determined from the relative dielectric constant). Therefore, the intensity (output signal intensity) of the reflected
以下、本発明の部屋乾燥状態検知装置に適用される電波センサ100がもつ特徴的な部分について詳細に説明する。
Hereinafter, characteristic portions of the
図5Aは、バンドパスフィルタ114と増幅部116の回路例を示し、また、図5Bは、バンドパスフィルタ114に代わりに直流カット回路(例えば、直流カットコンデンサ)115を用いた回路例を示す図である。既に説明したように、図5Aと図5Bのいずれの構成であっても、出力信号134は、反射波検波信号130から主たるノイズであるバイアス成分Vbが除去された、反射波126の強度(振幅)を精度良く反映した交流成分のみの信号となる。
5A shows a circuit example of the
図6は、反射波検波信号130と出力信号134の波形例を示す図である。図6において、参照番号130Aと130Bは、いずれも検波部112から出力される反射波検波信号130の例を示している。反射波検波信号130A、130Bは、図1に示した有効信号成分Va(つまり、受信された反射波126の強度)を示すスイッチング周波数fcの交流成分Vwのレベルは同じ(つまり、受信された反射波126の強度は同じ)であるが、図1に示したバイアス成分Vbに相当する直流成分VdcのレベルがΔVだけ異なっている。すなわち、受信された反射波126の強度は同じであっても(換言すれば、ターゲット108の距離および状態が同じであっても)、例えば周囲温度が低い時には反射波検波信号130Aのように直流成分Vdcが小さくなり、周囲温度が高い時には反射波検波信号130Bのように直流成分Vdcが大きくなる。
FIG. 6 is a diagram illustrating waveform examples of the reflected
このように直流成分Vdcが異なる反射波検波信号130A、130Bを、図5Aに示したようなスイッチング周波数fcのバンドパスフィルタ114、または、図5Bに示したような直流カット回路115に通すことで、直流成分Vdcが除去され、出力信号134として、交流成分Vwの強度(換言すれば、受信された反射波126の強度)が良好に反映された信号を得ることができる。図6において、参照番号134Aは、反射波検波信号130A、130Bを図6Aに示されたスイッチング周波数fcのバンドパスフィルタ114を通すことで得られる出力信号134の例を示し、参照番号134Bは、図5Bに示された直流カット回路(直流カットコンデンサ)115を通すことで得られる出力信号134の例を示す。なお、出力信号134Aは、正弦波的な波形であるが、出力信号134Bは、直流カットコンデンサ115の作用で、矩形波状の交流成分Vwを積分したような歪んだ波形となっている。しかし、いずれの出力信号134A、134Bも、その強度(振幅)は、交流成分Vwの強度(換言すれば、受信された反射波126の強度)に比例している。
The reflected
図6に示したように、反射波検波信号130では、主たるノイズである図1に示したバイアス成分Vbは直流成分Vdcとなって現れ、有効信号成分Vbは交流成分Vwとして現れる。そのため、反射波検波信号130の中から、バンドパスフィルタ114または直流カット回路115によって、有効信号成分Vbに対応した交流成分Vwを選択的に抽出することができる。このような処理を可能にした理由は、図3に示したスイッチング部102による送信波124に対するスイッチング操作にある。すなわち、周波数fcで送信波124をオンオフするスイッチング操作により、反射波126もスイッチング周波数fcでオンオフすることになり、その反射波126のスイッチング周波数fcの矩形波状のエンベロープが、反射波検波信号130において、有効信号成分Vbに対応する振幅をもつ交流成分Vwとして現れることになる。一方、反射波126の有無に関係なく生じるノイズとしてのバイアス成分Vbは、反射波検波信号130において、直流成分Vdcとして現れることになる。要するに、送信波124のスイッチング操作により、反射波検波信号130の有効信号成分Vaとバイアス成分Vbとが、交流成分Vwと直流成分Vdcという異なる性質の信号に分離されるのである。その結果、有効信号成分Vaを反映した(反射波の強度を反映した)交流成分Vwを選択的に取り出すことができるのである。
As shown in FIG. 6, in the reflected
さて、上述したスイッチング周波数fcには、この電波センサの用途に応じた最適な値の範囲が存在する。この実施例では、1000Hzをスイッチング周波数fcとして採用したが、この1000Hz という値は、洗濯物の乾燥度合い判断などを用途とする場合における最適値の一例である。以下では、スイッチング周波数fcの最適な範囲について説明する。 Now, the switching frequency fc described above has an optimum value range according to the use of the radio wave sensor. In this embodiment, 1000 Hz is adopted as the switching frequency fc, but this value of 1000 Hz is an example of an optimum value when the laundry dryness judgment is used. Hereinafter, the optimum range of the switching frequency fc will be described.
図7Aと図7Bは、反射波126の強度(振幅)の変動とスイッチング周波数fcとの関係を示す図である。
FIG. 7A and FIG. 7B are diagrams showing the relationship between the fluctuation of the intensity (amplitude) of the reflected
図7Aと図7Bにおいて、曲線140は、時間と共に変動する反射波126の強度(振幅)の波形を示す。また、参照符号Tは、送信波124ひいては反射波126のスイッチングの周期を示す。反射波126の強度(振幅)の変動の主たる原因の一つは、用途が浴室内の洗濯物の乾燥や自動水栓などである場合、浴室空調装置の運転による壁の振動や洗濯物の揺れや人の手の揺れなどによる電波センサ100とターゲット108間の距離の振動や揺れである推測される。従って、反射波強度波形140は、上述した原因となる振動や揺れの周期で変動する。
7A and 7B, a
図7Aは、反射波強度波形140の変動周期に匹敵するほどに、反射波126のスイッチング周期Tが長い(スイッチング周波数fcが低い)場合を示している。各スイッチング周期Tにおいて1回のオン区間にだけ反射波126の強度が測定され、そして、検波部112内では検波用ダイオードが容量成分を含んでいるので、測定された反射波強度波形140が平坦化または平均化される。そのため、図7Aの場合、破線142で示したような反射波強度変動波形140の平均値が、出力信号134として現れることになる。すなわち、反射波126の強度を良好に検出することができない。
FIG. 7A shows a case where the switching period T of the reflected
これに対し、図7Bは、反射波強度波形140の変動周期に比べて、反射波126のスイッチング周期Tがずっと短い(スイッチング周波数fcが高い)場合を示している。スイッチング周期Tが短いほど、反射波強度波形140をより忠実に表した出力信号134を得ることができる。しかし、反射波強度波形140の変動周期に比べて、ある程度以上にスイッチング周期Tが短ければ、それ以上にスイッチング周期Tを短くしても、反射波強度波形140をほぼ忠実に検出できるという効果はさほど向上せず、逆に回路構成が複雑になるため、低すぎず高すぎないというスイッチング周波数fcの最適範囲が存在する。
On the other hand, FIG. 7B shows a case where the switching period T of the reflected
図8Aと図8Bは、一例として洗濯物をターゲット108として同じ距離から反射波126を受信した場合において、スイッチング周波数fc の違いによるバンドパスフィルタ114を通過した信号132(増幅前の出力信号134)の強度(振幅)の違いを観測した結果を示す。
8A and 8B show, as an example, when the reflected
図8Aに示す信号132Aは、スイッチング周波数fc が1000Hzの場合に得られた信号132であり、図8Bに示す信号132Bは、スイッチング周波数fc が170Hzの場合に得られた信号132である。両信号132A、132Bを比較するとわかるように、いずれの場合にも信号132の強度(振幅)は変動するが、スイッチング周波数fc が高い場合の方が、信号132の最大強度(振幅)が大きい。その理由は、上述したように、スイッチング周波数fc が高い場合の方が、反射波126の強度をより忠実に抽出できるからである。
A
図9は、ターゲット108が浴室内に干された洗濯物(衣類)である場合について、スイッチング周波数fcと出力信号134の強度(相対強度)との関係144Bを調べた結果を示す図である。なお、図9には、参考として、ターゲット108が自動水洗に差し出された人の手の場合について調べた、スイッチング周波数fcと出力信号134の強度(相対強度)との関係144Aも示されている。
FIG. 9 is a diagram illustrating a result of examining a
図9に示されるように、ターゲット108が浴室内に干された洗濯物(衣類)である場合には、スイッチング周波数fcは約800Hz以上が好ましく、また、ターゲット108が自動水栓に差し出された人の手である場合には、スイッチング周波数fcは約300Hz以上が好ましい。いずれの場合にも、スイッチング周波数fcが約1000Hz程度であれば十分である。また、この調査結果のデータを分析したところ、手の場合には反射波強度の変動の周波数は約30〜40Hz程度であり、また、浴室内の洗濯物の場合には反射波強度の変動の周波数は約80〜100Hz程度である。因みに、手の動き自体は10Hz程度であろうが、手洗ボールの陶器内での電波の乱反射によるマルチパス(直接的な反射だけでなく、陶器の複数箇所の反射の影響)により、反射波強度変動の周波数が実際の手の動きより高くなると推測される。また、洗濯物の揺れはもっとゆっくりであろうが、浴室空調装置の振動や浴室内でのマルチパスにより、反射波強度変動の周波数が上記のようになると推測される。これらのことから、反射波強度変動の周波数の約8倍程度以上の周波数に、スイッチング周波数fcを設定することが好ましい。一方、スイッチング周波数fcの上限については、装置構造を明らかに複雑化しコスト高となる程には高過ぎない値が望ましい。この観点では、ターゲットが上に例示したような手、洗濯物、浴室などである場合には、約数千Hz度、より具体的には、例えば約2000Hz、あるいは、ターゲットや事情によっては振動数が上記より幾分高くなる場合もあり得ることを考慮すると、例えば約5000Hzを、スイッチング周波数fcの上限とすることが好ましいる。あるいは、さらに安全幅を大きく確保する必要がある可能性がある場合には、スイッチング周波数fcの上限は約10KHzとすることもできる。
As shown in FIG. 9, when the
図10は、送信波124および反射波126のスイッチングするためのスイッチング信号120のオンデューティと、スイッチング信号120に含まれる基本波成分(スイッチング周波数fcの成分)の電力比率との関係を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between the on-duty of the
図10に示すように、オンデューティが50%であるときに、基本波成分の比率が最大となる。基本波成分の比率が大きい程、反射波126の強度が同じであっても、得られる出力信号134の強度は大きくなり、よって、検出の精度が高くなる。好ましいオンデューティの範囲は、約40%から約60%の範囲であり、50%が最適である。
As shown in FIG. 10, when the on-duty is 50%, the ratio of the fundamental wave component is maximized. The greater the ratio of the fundamental wave component, the greater the intensity of the
以下の説明では、上述したような電波センサを用いて本発明の部屋乾燥状態検知装置を実現する実施形態の幾つかを紹介する。 In the following description, some embodiments for realizing the room dry state detection device of the present invention using the above-described radio wave sensor will be introduced.
図11は、上述したような電波センサを用いた本発明の一実施形態にかかる部屋乾燥状態検知装置の浴室内での配置例を示す斜視図である。 FIG. 11 is a perspective view showing an example of arrangement in the bathroom of the room dry state detection device according to the embodiment of the present invention using the radio wave sensor as described above.
図11に示すように、浴室の例えば天井162の適当箇所、または、天井162に設置された浴室空調装置164の適当箇所に、上記の電波センサの少なくとも送信アンテナと受信アンテナを内蔵したアンテナユニット166が取り付けられる。電波センサの他の部分は、アンテナユニット166に内蔵されていても良いし、あるいは、浴室空調装置164に内蔵されていても良いし、あるいは、それらとは別の場所に設置されていてもよい。浴室内に干された洗濯物168の乾燥度合いを判断する用途の場合には、アンテナユニット166は、浴室内の洗濯物168をターゲットにして、そこに送信波170を放射し、そして、洗濯物168からの反射波を受信する。あるいは、浴室自体の乾燥度合いを判断する用途の場合には、アンテナユニット166は、浴室内の所定場所、例えば、床172またはカウンタ178の水溜りまたは水滴が残り易い場所174、176または180をターゲットとして、そこに送信波182を放射し、その場所174、176または180からの反射波を受信する。いずれの用途においても、図4を参照して既に説明したように、ターゲットの乾燥が進むにつれて、ターゲットの水が減ってターゲットの誘電率が低下し電波反射率が低下するので、電波センサの出力信号の強度が低下する。浴室空調装置164内の制御装置は、電波センサからの出力信号を受けて、その出力信号の強度に基づいてターゲットの乾燥度合いを判断する。例えば、出力信号の強度が所定の閾値以下になると、ターゲットが十分に乾燥したと判断することができる。制御装置は、その判断結果に基づいて浴室空調装置164の運転を制御する。例えば、ターゲットが十分に乾燥したと判断された時に、浴室空調装置164の乾燥運転を自動的に停止することができる。
As shown in FIG. 11, an
図12は、上述したような電波センサを用いて浴室内の洗濯物の乾燥度合いを判断するための、本発明の別の実施形態にかかる部屋乾燥状態検知装置を示す斜視図である。 FIG. 12 is a perspective view showing a room dry state detection device according to another embodiment of the present invention for determining the degree of drying of laundry in a bathroom using the radio wave sensor as described above.
図12に示されるように、電波センサは、ターゲットである洗濯物168からの反射波ではなく、洗濯物168の透過波を受信するように構成されている。すなわち、浴室内の適当箇所に、電波センサの少なくとも送信アンテナを内蔵した送信アンテナユニット184が設置され、また、洗濯物168から見て送信アンテナユニット184とは反対側の場所に、電波センサの少なくとも受信アンテナを内蔵した受信アンテナユニット186が設置される。送信アンテナユニット184は、洗濯物168へ向けて送信波188を発射し、受信アンテナユニット186は、洗濯物168を透過してきた透過波190を受信する。
As shown in FIG. 12, the radio wave sensor is configured to receive a transmitted wave of the
図13は、図12に示された部屋乾燥状態検知装置における、洗濯物168の乾燥の進行に伴う電波センサの出力信号の強度の変化を示す特性図である。
FIG. 13 is a characteristic diagram showing a change in the intensity of the output signal of the radio wave sensor with the progress of drying of the
図13に示すように、洗濯物168の乾燥が進むにつれて(すなわち、吸水率192が低下するにつれて)、電波反射率が低下し、逆に、電波透過率は上昇し、透過波190の強度が増大するので、電波センサの出力信号強度194は増大する。乾燥がほぼ完了すると、電波センサの出力信号強度194は最大値で飽和する。乾燥に伴って強度が低下する反射波を受信する方法よりも、透過波を受信する方法の方が乾燥の完了をより精度良く検出することが容易である。
As shown in FIG. 13, as drying of the
図14は、本発明のまた別の実施形態にかかる部屋乾燥状態検知装置が設置された浴室の斜視図である。ここでは、浴室自体の乾燥度合いが判断される。 FIG. 14 is a perspective view of a bathroom in which a room dryness detection device according to still another embodiment of the present invention is installed. Here, the degree of drying of the bathroom itself is determined.
図14に示されるように、電波センサは、ターゲットである浴室の床172の水の残りやすい所定場所174からの透過波を受信する。例えば、天井162に設置された送信アンテナユニット184が、床172の所定場所174に向けて送信波196を放射し、そして、例えば所定場所174の床下に設置された受信アンテナユニット186が、所定場所174からの透過波198を受信する。
As shown in FIG. 14, the radio wave sensor receives a transmitted wave from a
浴室の乾燥が進むにつれて所定場所174の水が減りそこの電波透過率が上昇して透過波198の強度が増大するので、図15に示されるように、電波センサの出力信号強度200は増大する。乾燥がほぼ完了すると、電波センサの出力信号強度200は最大値で飽和する。このようにして精度良く浴室の乾燥の完了を検出することができる。
As the drying of the bathroom proceeds, the water in the
ところで、上述した幾つかの実施形態では、浴室内のターゲット以外の物体からの反射波が外乱として受信アンテナに入り、ターゲットからの反射波の検出精度を低下させてしまうことがある。例えば、図11に示される部屋乾燥状態検知装置において、アンテナユニット166からターゲットである洗濯物168へ投射された送信波170の一部は、洗濯物168を透過して浴室の側壁(一般に、塩化ビニルなどでコートされた鋼板であり、電波反射率はターゲットよりずっと高い)に当りそこで反射されたり、あるいは、洗濯物168を吊る金属製のハンガ(多くは金属製であり、電波反射率はターゲットよりずっと高い)で反射されたりして、アンテナユニット166に受信されることがある。あるいは、送信波170の一部が、ターゲットである浴室の床172を透過して、床下にある支柱部(金属製であることが多く、電波反射率はターゲットよりずっと高い)で反射されて、アンテナユニット166に受信されることもある。これにより、S/N比が低下し、ターゲットの乾燥度合いの検出精度が低下する。
Incidentally, in some embodiments described above, a reflected wave from an object other than the target in the bathroom may enter the receiving antenna as a disturbance, and the detection accuracy of the reflected wave from the target may be reduced. For example, in the room dry state detection apparatus shown in FIG. 11, a part of the
ターゲットからの反射波電力と上記の外乱となる物体(例えば、壁や支柱など)からの反射波電力との間の比率は、それぞれの物体からアンテナユニットまでの距離、それぞれの物体の比誘電率、それぞれの物体の反射形状などによって異なる。しかし、発明者の分析結果によると、ターゲットである洗濯物からの反射波電力に対して、外乱としての反射波電力は20%以上あることが確認された。なお、この分析においては、比誘電率は、濡れた洗濯物の比誘電率が4、乾いた洗濯物のそれが1、浴室内に溜まった水のそれが60、金属製ハンガのそれが1000、塩化ビニル鋼板の側壁のそれが1000であると想定した。また、アンテナユニットからそれぞれの物体までの距離について、洗濯物までの距離が300mm、ハンガまでの距離が500mm、床までの距離が2000mm、側壁までの距離が1000mmであると想定した。 The ratio between the reflected wave power from the target and the reflected wave power from the above-mentioned disturbance object (for example, wall or support) is the distance from each object to the antenna unit and the relative dielectric constant of each object. Depending on the reflection shape of each object. However, according to the inventor's analysis results, it was confirmed that the reflected wave power as a disturbance is 20% or more with respect to the reflected wave power from the target laundry. In this analysis, the relative permittivity is 4 for wet laundry, 1 for dry laundry, 60 for water accumulated in the bathroom, 1000 for metal hanger. It was assumed that the side wall of the vinyl chloride steel sheet was 1000. Further, regarding the distance from the antenna unit to each object, it was assumed that the distance to the laundry was 300 mm, the distance to the hanger was 500 mm, the distance to the floor was 2000 mm, and the distance to the side wall was 1000 mm.
図16は、上述の対策が施された本発明の実施形態にかかる部屋乾燥状態検知装置が設置された浴室を示す斜視図である。 FIG. 16 is a perspective view showing a bathroom in which a room dry state detection apparatus according to an embodiment of the present invention in which the above-described measures are taken is installed.
実施形態にかかる部屋乾燥状態検知装置では、アンテナユニット166からの送信波170が洗濯物168に直接当たって、洗濯物168からの反射波171がアンテナユニット166に直接受信されるが、洗濯物168を透過してその向こう側にある側壁183などの浴室設備で反射された副反射波175は直接受信されないように、送信アンテナと受信アンテナとをもつアンテナユニット166の配置と、アンテナユニット166内の送信アンテナと受信アンテナの指向方向とが選択されている。アンテナユニット166から洗濯物168に向けて発射された送信波170は、強い電波強度をもって洗濯物168の表面に当り、洗濯物168の繊維の凹凸によって様々な方向へ反射波あるいは透過波として散乱する。このとき、アンテナユニット166に向かって戻ってきた反射波171はアンテナユニット166に直接的に受信されるが、この反射波171は、アンテナユニット166と洗濯物168との間の距離が比較的に近いために、かなり大きい電力をもつ。
In the room dry state detection apparatus according to the embodiment, the
一方、アンテナユニット166から洗濯物168を透過した透過波173は、浴室側壁183や浴槽177や天井162などによって反射されて副反射波175となるが、それがアンテナユニット166に直接受信されることはなく、浴室内の種々の部分に当って反射を繰り返して、その一部がアンテナユニット166に受信されても、それまでの伝搬距離が長くなっているのでその電力は洗濯物168からの反射波171より弱い。そのため、検出信号のS/N比は改善される。
On the other hand, the transmitted
図17は、上述の対策が施された本発明のまた別の実施形態にかかる部屋乾燥状態検知装置が設置された浴室の斜視図である。 FIG. 17 is a perspective view of a bathroom in which a room dry state detection device according to still another embodiment of the present invention in which the above-described measures are taken is installed.
この実施形態の部屋乾燥状態検知装置では、アンテナユニット166からの送信波170が洗濯物168にのみ直接当り、洗濯物168を吊る金属製のハンガ(物干し竿)169には直接当らないようにするか、または、ハンガ169からの反射波がアンテナユニット166に直接受信されないように、送信アンテナと受信アンテナとをもつアンテナユニット166の配置と、アンテナユニット166内の送信アンテナと受信アンテナの指向方向とが選択されている。金属製のハンガ169は、反射面積は小さいがアンテナユニット166から近距離であって反射率が大きいために、もしこれに送信波170が直接当れば、そこからの反射波の電力はかなり大きくなる。そこで、アンテナユニット166は天井162あるいは天井164に設置された浴室乾燥装置などの、洗濯物168の近くの位置に配置される。そして、アンテナユニット166からの送信波170がハンガ169を避けて洗濯物168のみに直接当り、洗濯物168からの反射波171だけがアンテナユニット166に受信されるように、送信アンテナと受信アンテナの指向方向が設定されている。これによって、アンテナユニット166はハンガ169からの反射波の影響を受けることがなくなる。また、洗濯物168を透過した透過波173が浴槽177や床172などによって反射してアンテナユニット166に受信されても、その伝搬経路が長いために、その副反射波の電力は洗濯物168からの反射波171に比べて極めて小さい。よって、S/N比が向上し洗濯物168の乾燥状態の検知が容易になる。
In the room dry state detection apparatus of this embodiment, the
図18は、上述の対策が施された本発明のまた別の実施形態にかかる部屋乾燥状態検知装置が設置された浴室の斜視図である。 FIG. 18 is a perspective view of a bathroom in which a room dry state detection device according to still another embodiment of the present invention in which the above-described measures are taken is installed.
この実施形態の部屋乾燥状態検知装置では、洗濯物168からの反射波のみを直接的に受信し、洗濯物168以外の浴室設備や乾燥設備からの直接的な反射の受信を避けるように、アンテナユニット166は複数の送信波放射方向を持つように作られかつ配置されている。例えば、アンテナユニット166は浴室空調装置164または天井162の洗濯物168の近くに設置され、そして、ハンガ169を避けてその両側の洗濯物168の部分に直接当るような、2方向に分かれたハートビーム形の送信波179を放射する。そして、洗濯物168から反射波だけが直接的にアンテナユニット166に受信される。
In the room dry state detection device of this embodiment, only the reflected wave from the
図19は、上述の対策が施された本発明のまた別の実施形態にかかる部屋乾燥状態検知装置が設置された浴室の斜視図である。 FIG. 19 is a perspective view of a bathroom in which a room dry state detection device according to still another embodiment of the present invention in which the above-described measures are taken is installed.
この実施形態の部屋乾燥状態検知装置では、放射される送信波191のビーム方向がアンテナユニット166の表面に対して傾斜しているようなアンテナユニット166が用いられることにより、洗濯物168以外のノイズとなる物体からの反射波が直接的にアンテナユニット166に入射されることが防がれる。例えば側壁183に設置されたアンテナユニット166から洗濯物168に向かって側壁183の表面に対して傾いた方向で、送信波191が発射される。送信波191がノイズとなる物体を避けて洗濯物168だけに直接当るように、アンテナユニット166の位置が選ばれている。なお、アンテナユニット166自体がその方向を振ったり、あるいは、送信アンテナとしてアレイ型のマイクロストリップアンテナを用いて送信波191の方向を振るように変化させることで、S/N比が最も良くなる最適な送信波放射方向が選べるようになっていてもよい。
In the room dry state detection device of this embodiment, the noise other than the
図20は、上述の対策が施された本発明のまた別の実施形態にかかる部屋乾燥状態検知装置が設置された浴室の斜視図である。 FIG. 20 is a perspective view of a bathroom in which a room dry state detection device according to still another embodiment of the present invention in which the above-described measures are taken is installed.
この実施形態の部屋乾燥状態検知装置は、洗濯物ではなく浴室自体の乾燥状態、特に、床172上の残水193の検知を行うためのものである。この実施形態の部屋乾燥状態検知装置では、床172の下方にある金属製の支柱195からの副反射波175を直接的に受信しないように、送信アンテナと受信アンテナをもつアンテナユニット166の配置と、送信アンテナと受信アンテナの指向方向が選ばれている。例えば天井162に設置されたアンテナユニット166から側壁183へ向けて送信波170が放射され、送信波170はまず浴室側壁183で反射してから床172上の所定位置にある残水193に入射する。送信波170の入射方向は、床172の表面に対して斜めである。残水193の表面は平面ではないので様々な方向へ電波が反射し、そのうちの特定方向への反射波171が側壁183で反射して弱い電力をもってアンテナユニット166に受信される。
The room dry state detection device of this embodiment is for detecting the dry state of the bathroom itself, not the laundry, in particular, the
一方、送信波170の一部は、残水193及び浴室床172を透過する。その透過波173の一部は、浴室床172の下にある、図21に例示するような金属製の支柱195に当って、支柱195の上面で反射される。送信波170の方向が床172の表面に斜めであるため、通常床172の表面と平行である支柱195の上面からの反射波175も、床172の表面に斜めの方向に出て、側壁183などで反射され、アンテナユニット166には戻ってこないか、戻ってきても極めて微少な反射電力としてアンテナユニット166に受信される。これによって、アンテナユニット166は、残水193からの反射波171を良好なS/N比で受信することができる。
On the other hand, a part of the
図16〜図20を参照して説明した実施形態では、アンテナユニットがターゲットからの反射波を受信するものである。他方、本発明の部屋乾燥状態検知装置は、ターゲットを透過した透過波を受信してその強度からターゲットの乾燥状態を検知するように構成されることもできる。その一つの実施形態は既に図12を参照して説明した。 In the embodiment described with reference to FIGS. 16 to 20, the antenna unit receives a reflected wave from the target. On the other hand, the room dry state detection device of the present invention can be configured to receive a transmitted wave that has passed through the target and detect the dry state of the target from its intensity. One embodiment has already been described with reference to FIG.
図12に示された部屋乾燥状態検知装置では、浴室の2つの側壁172内に、お互いの指向方向が一直線上で向かい合うように送信アンテナユニット184と受信アンテナユニット186が設置される。そして、送信アンテナユニット184と受信アンテナユニット186を結ぶ一直線(送信波188のビーム)を横切るように洗濯物168が配置される。従って、受信アンテナユニット186には、実質的に、洗濯物168を透過した透過波のみが受信される。好ましくは、送信波188の放射方向と洗濯物168の表面が鉛直になるようにして、洗濯物168の表面に送信波188が当る面積を最大にする。
In the room dry state detection apparatus shown in FIG. 12, the transmitting
さらに、洗濯物168は下部が最も乾きにくいので、好ましくは送信波188は洗濯物168の下部に向けられる。送信波188の放射方向が所定範囲内で可変である場合には、送信波188を可変範囲内で振って洗濯物168の表面でスキャンしながら、受信アンテナユニット186が受信する透過波190の受信電力が最も小さくなる方向を、上記可変範囲内から選択することにより、送信波168を洗濯物168の最も乾き難い箇所(つまり、洗濯物168の最も濡れていて誘電率が最も高い箇所)に向けることができる。送信波として、図18に示したようなハート形のビームを用いることもできる。
Further, since the
図22は、透過波を受信するようにした本発明の別の実施形態にかかる部屋乾燥状態検知装置が設置された浴室の斜視図である。 FIG. 22 is a perspective view of a bathroom in which a room dry state detection apparatus according to another embodiment of the present invention configured to receive transmitted waves is installed.
図22に示すように、送信アンテナユニット184が天井162または天井の浴室空調装置164に設置され、受信アンテナユニット186が床172内または床172下に設置され、そして、送信アンテナユニット184の指向方向(送信波188の放射方向)と受信アンテナユニット186の指向方向が互いに対向し一直線になっている。また、送信波188は、ハンガ169を避けて洗濯物168にのみ直接に入射するようになっている。従って、受信アンテナユニット186には、実質的に、洗濯物168を透過した透過波のみが受信される。
As shown in FIG. 22, the
なお、送信波188の放射方向が所定範囲内で可変である場合には、送信波188を可変範囲内で振って洗濯物168をスキャンしながら、受信アンテナユニット186が受信する透過波190の電力が最も小さい方向を上記可変範囲内から選択することにより、送信波188のビームを洗濯物168の乾燥度合いがもっと検出し易い方向に向けることができる。また、送信波188を自動的に縦方向に振って洗濯物168を縦方向にスキャンし続けることにより、洗濯物168の乾いたところから濡れているところまで万遍なく検出し続けて、洗濯物168の全体についてその乾燥状態を検知することができる。
When the radiation direction of the
図12や図22に示した透過波を用いる実施形態では、S/N比を高めるために送信波を細く絞られたビームにしてハンガ169などの障害物を避ける方向へ放射される。しかし、変形例として、送信波を、ターゲットだけでなくハンガ169などの障害物も含む広い角度範囲に広がったビームで発射するようにしてもよい。この場合であっても、受信アンテナユニット186の指向方向をターゲットとしての洗濯物168に向けることで、実質的に、洗濯物168からの透過波だけを受信することができる。この場合にも、送信アンテナユニット184と洗濯物168と受信アンテナユニット186とを一直線上に置くことで、高いS/N比を得ることができる。図12や図22に示した透過波を用いる実施形態は洗濯物168の乾燥状態検知の場合だけでなく、床172の残水検知の場合にも適用することが可能である。
In the embodiment using the transmitted wave shown in FIGS. 12 and 22, the transmission wave is narrowed to increase the S / N ratio, and is emitted in a direction to avoid an obstacle such as the
ところで、上述した種々の実施形態において、ターゲットとなる物体の種類によって比誘電率やセンサからの距離がことなるため、ターゲットの種類に応じて乾燥状態か否かを判断するための検知閾値を変えることが望ましい。このことについて、図23を参照して説明する。 In the various embodiments described above, since the relative permittivity and the distance from the sensor vary depending on the type of the target object, the detection threshold for determining whether or not the target is dry is changed according to the type of the target. It is desirable. This will be described with reference to FIG.
図23は、センサのアンテナユニットを浴室の天井に設置した場合における、浴室内の各種のターゲットとなり得る物体の乾燥時と濡れている時の受信反射波電力の強度を相互間で比較した図である。 FIG. 23 is a diagram comparing the intensity of the received reflected wave power when the sensor antenna unit is installed on the ceiling of the bathroom and when the objects that can be various targets in the bathroom are dry and wet. is there.
図23では、ターゲットとなり得る物体として、商標「カラリ床」などで呼ばれる、水の表面張力が働き難くなるように溝加工を施して排水流動性を向上させた浴室用の樹脂性の床(以下、排水向上床という)と、浴室用の樹脂製の排水流動性向上のための溝加工がなされていない通常の床と、浴室内の樹脂製のカウンタと、衣類(洗濯物)が挙げられている。排水向上床も通常床もカウンタも、その乾燥時における比誘電率は、材料である樹脂の比誘電率2〜4に等しい。衣類の乾燥時の比誘電率は、繊維材料の比誘電率であって、約1である。これらの物体のアンテナユニットからの距離は、物体により異なる。その結果、乾燥時に受信される反射波電力の相対値は、排水向上床と通常床はほぼ1であり、カウンタはほぼ2であり、衣類(洗濯物)は殆どゼロである。他方、濡れている場合、水の残り方、水の面積などが物体により異なる。その結果、濡れている時に受信される反射波電力の相対値は、排水向上床がほぼ3、通常床がほぼ5、カウンタはほぼ4〜7であり、衣類(洗濯物)はほぼ6〜8である。
In FIG. 23, as an object that can be a target, a resinous floor for bathrooms (hereinafter referred to as the “Kariari floor”), which has been subjected to groove processing so that the surface tension of water becomes difficult to work to improve drainage fluidity (hereinafter referred to as “floor”). , Drainage improvement floors), ordinary floors that are not grooved to improve the drainage fluidity of resin for bathrooms, resin counters in bathrooms, and clothes (laundry) Yes. The relative permittivity of the drainage improvement floor, the normal floor, and the counter when dried is equal to the
このように、浴室内の物体の種類により乾燥時及び濡れている時の反射波電力の相対値がそれぞれ異なる。また、どの程度の水分の残存率で乾燥と判断するべきか、および、その物体のどの箇所の濡れ具合を基準にして乾燥と判断するのか、物体の種類のよってことなる。例えば、洗濯物は全部か完全に乾燥した段階で乾燥と判断すべきであろうが、浴室自体は床やカウンタの全部が完全に乾かなくても、主要部分の残水が無くなれば、乾燥と判断してもよいであろう。従って、ターゲットとする物体の種類及びそのターゲットの位置(つまり、アンテナユニットからの距離)に応じて、個別に、乾燥したか否かを判断するために反射波電力と比較される検知閾値を最適値に設定することが望ましい。 Thus, the relative value of the reflected wave power when dry and wet differs depending on the type of object in the bathroom. In addition, it depends on the type of the object, which moisture content should be determined to be dry, and what part of the object is determined to be dry based on the wetness. For example, the laundry should be judged to be dry when it is completely or completely dried, but the bathroom itself is judged to be dry if there is no residual water in the main part even if the floor and counter are not completely dry. You could do it. Therefore, according to the type of target object and the position of the target (that is, the distance from the antenna unit), the detection threshold value that is compared with the reflected wave power is optimized to determine whether or not it is dry individually. It is desirable to set it to a value.
ところで、浴室自体の乾燥状態を検知する場合、浴室内のあらゆる箇所が完全に乾燥したかどうかを確実に判断するために、浴室内の多くの場所に検知ポイントを設定して、その多くの検知ポイントの乾燥状態を検知するようにすると、部屋乾燥状態検知装置の構造が複雑になりコストが上がる。そこで、浴室自体の乾燥状態を検知するための本発明の実施形態に従う部屋乾燥状態検知装置は、浴室内の1または少数の箇所に検知ポイントを設定し、その少数の検知ポイントからの受信波の強度を観察することで、浴室の実質的な乾燥状態を検知することができる。好ましい検知ポイントの選定については、例えば次の3種類のやり方(1)〜(3)を採用することができる。 By the way, when detecting the dry state of the bathroom itself, many detection points are set in many places in the bathroom in order to reliably determine whether every part in the bathroom is completely dry. If the dry state of the point is detected, the structure of the room dry state detection device becomes complicated and the cost increases. Therefore, the room dry state detection apparatus according to the embodiment of the present invention for detecting the dry state of the bathroom itself sets detection points at one or a small number of locations in the bathroom, and receives the received waves from the small number of detection points. By observing the strength, it is possible to detect a substantially dry state of the bathroom. For selection of a preferable detection point, for example, the following three methods (1) to (3) can be employed.
(1)意図的に残水を生じやすくした場所、つまり一番最後に乾燥するようになった場所を、浴室内に特別に形成して、そこに検知ポイントを設定する。例えば、浴室内の設備の取り付け公差などに関係なく必然的に水溜りができるような凹部を浴室内の適当な場所に形成して、その凹部を検知ポイントとする。 (1) A place where residual water is easily generated intentionally, that is, a place where the water finally dried is formed specially in the bathroom, and a detection point is set there. For example, a recess that inevitably retains water regardless of the installation tolerance of equipment in the bathroom is formed at an appropriate location in the bathroom, and the recess is used as a detection point.
(2)浴室の既存の構造において元来的に残水が発生しやすい場所、例えば、排水口に至るまでに傾斜がない場所、浴室の隅の場所、入口ドアなどの吸気口から換気扇に向かう気流の経路から外れた風通しの悪い場所など、に検知ポイントを設定する。 (2) In the existing structure of the bathroom, a place where residual water is inherently generated, for example, a place where there is no inclination to the drain outlet, a corner of the bathroom, or an inlet door or other inlet to the ventilation fan Set a detection point in a poorly ventilated place that is out of the airflow path.
(3)入浴やシャワー以外の目的(例えば、洗濯物を干したり、靴を洗ったり、浴槽を洗ったりする作業の目的)で浴室内に人が入る時に、その人が足を置くことになる床上の場所、またはユーザにとり早く乾燥して欲しい場所に、検知ポイントを設定する。 (3) When a person enters the bathroom for a purpose other than bathing or showering (for example, washing clothes, washing shoes, or washing a bathtub), the person puts his / her foot on. Set detection points on the floor or where you want the user to dry quickly.
以下では、浴室内での検知ポイントの具体的な設定例について説明する。 Below, the specific example of a setting of the detection point in a bathroom is demonstrated.
図24Aと図24Bは、表面に撥水加工が施された排水向上床上に意図的に水が残り易い部分を形成してそこに検知ポイントを設定する例を示す平面図及び断面図である。 24A and 24B are a plan view and a cross-sectional view showing an example in which a part where water tends to remain intentionally is formed on a drainage improvement floor whose surface has been subjected to water repellent treatment, and a detection point is set there.
図24Aの平面図及び図24Bの断面図に示すように、排水向上床210において、その一部分の領域212の表面だけが、排水向上加工の施されていない表面として形成される(以下、この領域212を、非排水向上領域という)。排水向上床210が濡れた後しばらくの時間が経過すると、非排水向上領域212と溝216にだけ残水214が溜まる。非排水向上領域212に、本発明に従う部屋乾燥状態検知装置の検知ポイントが設定される。本発明に従う部屋乾燥状態検知装置は、送信波を非排水向上領域212に当て、非排水向上領域212からの反射波または透過波を受信し、そして、その受信波の強度に基づいて、非排水向上領域212の乾燥度合いを判断する。非排水向上領域212が乾燥したと判断されれば、排水向上床210の全面が実質的に乾燥したとみなすことができ、浴室が実質的に乾燥したとみなすことができる。
As shown in the plan view of FIG. 24A and the cross-sectional view of FIG. 24B, in the
図25A〜図25Cは、排水向上床上または通常床上に水の溜まり易い場所を意図的に設けてそこに検知ポイントを設定する別の幾つかの例を示す断面図である。 25A to 25C are cross-sectional views showing some examples in which a place where water easily collects is intentionally provided on a drainage improvement floor or a normal floor and a detection point is set there.
図25Aに示す例では、排水向上床または通常床215Aの一部の領域に、残水214の溜まりやすい凹部217Aが設けられ、そこに検知ポイントが設定される。同図Bの例では、傾斜した通常床215Bの一部の領域が、残水214の溜まりやすい傾斜のない水平面217Bに形成され、そこに検知ポイントが設定される。同図Cの例では、傾斜した通常床215Cの一部の領域が、残水214の溜まりやすい逆側に傾斜した逆傾斜面217Cに形成され、そこに検知ポイントが設定される。
In the example shown in FIG. 25A, a recessed
図26Aと図26Bは、床上に水の溜まり易い場所を意図的に設けてそこに検知ポイントを設定する、また別の例を示す断面図と斜視図である。 FIGS. 26A and 26B are a cross-sectional view and a perspective view showing another example in which a place where water easily collects on the floor is intentionally set and a detection point is set there.
図26Aに示すように、床面224に凸部240が設けられる。図26Bに示すように、凸部240が浴室のコーナ244の近傍のような、人の邪魔にならないと共に、浴室内を流れる空調風や換気風242の通り道から外れた箇所に配置することができる。それにより、凸部240は浴室内を流れる空調や換気の風242を遮り、凸部240の反対側の領域に残水214が溜まり易くなり、そこに検知ポイントが設定される。
As shown in FIG. 26A, a
図27は、浴室の側壁に水の溜まり易い場所を意図的に設けてそこに検知ポイントを設定する例を示す斜視図である。 FIG. 27 is a perspective view illustrating an example in which a place where water easily collects is intentionally provided on the side wall of the bathroom and a detection point is set there.
図27に示すように、側壁233上に凸部234が設けられ、その凸部234の上面に、残水の溜まりやすい凹部236が形成され、その凹部236に検知ポイントが設定される。
As shown in FIG. 27, a
図28は、浴室の既存の構造において元来的に残水の溜まりやすい場所に検知ポイントを設定する例を示す、浴室の斜視図である。 FIG. 28 is a perspective view of a bathroom showing an example in which a detection point is set in a place where remaining water tends to accumulate in the existing structure of the bathroom.
図28に示すように、浴室内の黒丸マークを付した箇所、例えば、浴槽縁上の箇所220A、排水口222に近い床面224上の箇所220B、カウンタ226上の箇所220C、備品置き台などの棚228上の箇所220D、側壁面上の鏡230などの設備の上面またはその固定具上の箇所220E、及びシャワー固定具232上の箇所220Fなどには残水が溜まりやすいので、これらの場所220A〜220Fのいずれかに検知ポイントが設定される。
As shown in FIG. 28, a place with a black circle mark in the bathroom, for example, a
上述した残水の溜まり易い場所220A〜220Fの内の複数の場所に検知ポイント218が設定されもよい。それにより、いずれかの検知ポイントが例えばシャンプーボトルなどの物品で隠されても、他の検知ポイントを使って乾燥状態の検知ができる。また、乾燥のし易さ異なる複数の場所に検知ポイントを設定し、検知ポイント毎に電波強度を検出して乾燥度合いを判断し、そして、乾燥過程の進行に伴って、乾燥状態になるまで電波強度が変化した検知ポインを順次に検知対象から外して行って、まだ乾燥していない検知ポイントだけに検知対象を絞って行くという制御処理を行なうことで、単に乾燥したか否かという判断だけではなく、乾燥の度合いを複数段階で判断できる。
Detection points 218 may be set at a plurality of
図29は、ユーザにとり早く乾燥して欲しい場所に検知ポイントを設定する例を示す浴室の斜視図である。 FIG. 29 is a perspective view of a bathroom showing an example in which detection points are set in places where the user wants to dry quickly.
例えば、床面224の中央部分246は、ユーザが洗濯物を干したり浴槽を洗ったりするために歩く必要がある場所であって、ユーザにとり早く乾燥して欲しい場所である。この中央部分246に検知ポイントを設定することで、ユーザにとり支障がない程度まで浴室全体が乾燥したことを検知することができる。
For example, the
図30は、風通りの悪い場所に検知ポイントを設定する例を示す浴室の斜視図である。 FIG. 30 is a perspective view of a bathroom showing an example in which detection points are set in places with bad wind passages.
浴室の入口ドアまたは窓などの吸気口250から天井や壁の換気扇252に向かって流れる換気用の空気流254または経路から外れた場所または空調風が当たらない場所は、風通りが悪いので残水が溜まり易い。例えば、床224上の傾斜の殆どない浴室の隅の場所256や、カウンタ226の真下の隅の場所258などは、空気流254が通らず、残水が溜まりやすい。これらの場所に検知ポイントを設定することで、浴室全体がほぼ乾燥したことを検知することができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は本発明の説明のための例示にすぎず、本発明の範囲をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱することなく、その他の様々な態様でも実施することができる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this embodiment is only the illustration for description of this invention, and is not the meaning which limits the scope of the present invention only to this embodiment. The present invention can be implemented in various other modes without departing from the gist thereof.
100 電波センサ
102 スイッチング部
104 発振部
106 送信アンテナ
108 ターゲット
110 受信アンテナ
112 検波部
114 バンドパスフィルタ(BPF)
116 増幅部
118 出力端子
162 天井
164 浴室空調装置
166 アンテナユニット
168 洗濯物
169 ハンガ
170、188 送信波
171 反射波
172 浴室床
173 送信波
175 副反射波
177 浴槽
179 送信波
183 側壁
184 送信アンテナユニット
186 受信アンテナユニット
190 透過波
191 送信波
193 残水
195 支柱
210 排水向上床
212 通常床
214 残水
216 溝
217A 凹部
217B 水平面
217C 逆傾斜面
218 検知ポイント
220A〜220F 元来的に水が溜まり易い場所
222 排水口
224 床
226 カウンタ
228 棚
230 鏡
232 シャワー固定具
234 凸部
236 凹部
240 凸部
242 空調風
244 浴室のコーナ
246 床の中央部分
250 吸気口
252 換気扇
254 空気流
256 傾斜の殆どない隅の場所
258 カウンタの真下の場所
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記部屋内に設定された1または複数の検知ポイントへ送信波を送り、前記検知ポイントからの反射波または透過波を受信する電波センサと、
前記電波センサにより受信された受信波の強度に基づいて前記検知ポイントの乾燥状態を検知する検知手段と
を備え、
前記検知ポイントは、前記部屋内の床面における、ユーザが所定作業のために足を置く必要がある特定領域に設定されている部屋乾燥状態検知装置。 A room dry state detection device that detects the dry state of a room wetted by water by radio waves,
A radio wave sensor that transmits a transmission wave to one or a plurality of detection points set in the room and receives a reflected wave or a transmitted wave from the detection point;
Detecting means for detecting the dry state of the detection point based on the intensity of the received wave received by the radio wave sensor;
The detection point is a room dryness detection device that is set in a specific area on the floor surface in the room where the user needs to put a foot for a predetermined work.
前記検知ポイントが、前記部屋内の床面の中央領域に設定されている部屋乾燥状態検知装置。 In the room dry state detection device according to claim 1,
The room dryness detection apparatus in which the detection point is set in a central region of the floor surface in the room.
前記部屋の異なる場所に設定された複数の検知ポイントを有し、検知ポイント毎に乾燥状態を検知する部屋乾燥状態検知装置。 In the room dry state detection device according to claim 1,
A room dry state detection device having a plurality of detection points set at different locations in the room and detecting a dry state for each detection point.
前記電波センサが、
高周波信号を所定周波数の変調信号で変調して出力する発振部と、
前記発信部の出力信号に対応した送信電波を前記検知ポイントへ発射するための送信アンテナと、
前記検知ポイントからの反射/透過電波を受けるための受信アンテナと、
前記受信アンテナの出力信号から前記反射/透過電波の変調信号成分を取り出す検波部と、
前記検波部の出力信号から、直流成分を除いた交流成分を取り出して前記検知手段に出力する直流カット部と
を有する部屋乾燥状態検知装置。 In the room dry state detection device according to claim 1,
The radio wave sensor is
An oscillator that modulates a high-frequency signal with a modulation signal of a predetermined frequency and outputs the modulated signal
A transmission antenna for emitting a transmission radio wave corresponding to the output signal of the transmitter to the detection point;
A receiving antenna for receiving reflected / transmitted radio waves from the detection point;
A detector for extracting a modulated signal component of the reflected / transmitted radio wave from an output signal of the receiving antenna;
A room dry state detection apparatus comprising: a DC cut unit that extracts an AC component excluding a DC component from an output signal of the detection unit and outputs the AC component to the detection unit.
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US11225746B2 (en) | 2018-08-27 | 2022-01-18 | Ecolab Usa Inc. | System and technique for extracting particulate-containing liquid samples without filtration |
-
2006
- 2006-01-26 JP JP2006018076A patent/JP2007198915A/en active Pending
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