NL7906299A - Nabijheidsschakelaar, in het bijzonder voor sanitaire doeleinden. - Google Patents

Description

- 1 -

E 5617-1 P & C

*

Nabijheidsschakelaar, in het bijzonder voor sanitaire doeleinden.

De uitvinding heeft betrekking op een nabijheidsschakelaar, in het bijzonder voor sanitaire doeleinden/ met een zenden die een gemoduleerde straling uitzendt, een ontvanger die de ontvangen gemoduleerde straling omzet in een gemoduleerd elektrisch signaal, een versterker en een schakel-5 trap voor het gemoduleerde elektrische signaal, waarbij de schakeltrap • na het overschrijden van een schakeldrempel een verbruiker, bijvoorbeeld een magnetisch ventiel, stuurt.

Zulke inrichtingen zijn voor sanitaire doeleinden in twee uitvoeringen in gebruik.

10 Volgens de ene uitvoering reageert de ontvanger respektievelijk de daaropvolgende elektronika op statische reflecties aan het bewaakte voorwerp. Zulke uitvoeringen hebben echter het nadeel, dat bij onnauwkeurige instelling van de schakeldrempel ook de voortdurend plaatsvindende reflectie, bijvoorbeeld aan de bodem van een wasbak, voert tot bekrachtiging van de 15 verbruiker, dat wil zeggen het magnetische ventiel. Er kunnen zich dan omstandigheden voordoen, waarbij de watertoevoer in het geheel niet meer kan worden uitgeschakeld.

Bij de tweede uitvoering reageert de elektronika uitsluitend op signalen die een beweging van het bewaakte voorwerp aangeven. Dit verzekert 20 dat voortdurend aanwezige voorwerpen, zoals bijvoorbeeld de bodem van de wasbak, niet tot loos alarm kunnen leiden. Anderzijds hebben zulke uitvoeringen het nadeel, dat de gebruiker inzicht in zijn werking moet hebben. Als bijvoorbeeld de gebruiker niet bekend is met de werkingswijze en zijn bewegingen onder de tapkranen achterwege laat, blijft de toevoer 25 van water uit.

De uitvinding beoogt een inrichting van de bedoelde soort te verschaffen waarbij enerzijds het gevaar van een loos alarm door voortdurend aanwezige voorwerpen niet bestaat en anderzijds geen bijzondere eisen worden gesteld aan het inzicht van de gebruiker in de werking van de inrichting.

30 Daartoe is de uitvinding gekenmerkt door een versterker met een veranderlijke gevoeligheid, waarbij een tweede schakelweg aanwezig is die de gevoeligheid van de versterker verhoogt als in het bereik dat wordt bewaakt door de zender en de ontvanger bewegingen plaatsvinden.

Bij voorkeur is de versterker een spanninggestuurde versterker. In dat 35 geval bevat de tweede schakelweg een demodulator waarvan de ingang is verbon-^ den met de uitgang van de ontvanger en waarvan het uitgangssignaal via een wisselspanningversterker en een gelijkrichter direkt of indirekt is verbonden 790 6 2 99 ' Λ { - 2 - met de stuuraansluiting van de spanninggestuurde versterker. Voor het verder onderdrukken van storende signalen en resterende demodulatiefrequenties wordt bij voorkeur tussen de uitgang van de demodulator en de ingang van de wisselspanningversterker een passief laagdoorlaatfilter opgenomen.

5 Voor verdere filtering op grond van dezelfde overwegingen kan tussen de uitgang van de wisselspanningversterker en de ingang van de gelijkrichter een aktief laagdoorlaatfilter worden opgenomen.

Ter vermijding van oscillaties en andere instabiliteiten kan tussen de uitgang van de gelijkrichter en de stuuringang van de spanninggestuurde 10 versterker een tijdketen worden opgenomen.

De aanpassing van het door de tweede schakelweg geleverde signaal aan de spanninggestuurde versterker vindt bij voorkeur plaats door middel van een gelijkspanning-aanpassingsversterker die eveneens is opgenomen tussen de uitgang van de gelijkrichter en de ingang van de spanninggestuurde 15 versterker.

Bij de uitvoering volgens de uitvinding wordt automatisch de schakel-drempel dichter bij de bodem van de wasbak gelegd als bewegingen worden waargenomen, zoals die bijvoorbeeld ontstaan bij het wassen van de handen. Blijven deze bewegingen uit, dan wordt uit veiligheidsoverwegingen de scha-20 keldrempel dichter bij de ontvanger gelegd, maar de inrichting kan desondanks, na het overschrijden van de schakeldrempel zoals een gebruikelijke inrichting in werking worden gesteld.

De uitvinding wordt hieronder nader toegelicht aan de hand van de tekening, die een bloksdtiema van een inrichting volgens de uitvinding voorstelt.

25 Zoals blijkt uit de tekening bestaat de inrichting in wezen uit twee takken. De ene tak, die de komponenten 3, R , R , 4, 5, 6, 7 en 8 omvat, a 6 komt afgezien van een nader te beschrijven onderscheid overeen met een bekende uitvoering.

Deze eerste tak begint bij de ontvanger 3, die op niet afgébeelde wijze 30 is verbonden met het voedingstoestel 1 en van de zender 2 straling ontvangt.

Als straling is in het bijzonder infrarood licht geschikt, maar andere elektromagnetische straling of acoustische straling kan ook worden toegepast.

De eveneens door het voedingsdeel 1 gevoedde zender 2 straalt in een te bewaken gebied, bijvoorbeeld in het uitloopgebied van een sanitaire 35 tapkraan. Als in dit gebied een voorwerp wordt gebracht, bijvoorbeeld een hand, wordt licht afkomstig van de zender naar de ontvanger 3 gereflecteerd, I waardoor in de leiding 9 een signaal optreedt. Dit signaal weerspiegelt j, enerzijds de modulatie die aan dë straling is meegedeeld door de zender 2.

Anderzijds hangt de sterkte van het signaal grotendeels af van de afstand 40 tussen het voorwerp en de ontvanger.

790 62 99 - 3 -

V

Het gemoduleerde uitgangssignaal van de ontvanger 3 wordt via de uit de weerstanden en bestaande spanningdelen toegevoerd aan een versterker 4 waarvan de bijzondere uitvoering later wordt toegelicht.

Het uitgangssignaal van de versterker 4 wordt gelijkgericht en de verster-5 ker 5 en ter vermijding van instabiliteiten toegevoerd aan de tijdketen 6 en van daaruit aan de schakeltrap 7. De schakeltrap 7 schakelt één of meer magnetische ventielen in als aan de ingang van de versterker 4 een voldoend hoge spanning aanwezig is.

Bij wastafelarmaturen moet met de als potentiometer uitgevoerde 10 weerstand R£ deze spanning zo worden ingesteld, dat de door de bodem van de wastafel gereflecteerde straling die de ontvanger 3‘bereikt het magnetische ventiel niet in werking doet treden. Alleen een voorwerp dichter bij de ontvanger brengt watertoevoer tot stand.

Uit veiligheidsoverwegingen dient deze aanspreekdrempel zo ver mogelijk 15 van de bodem van de wastafel en zo dicht mogelijk bij de ontvanger te liggen. Dit heeft echter het nadeel dat bij wasbewegingen met de hand het gevoeligheidsbereik onbedoeld kan worden verlaten, waardoor de toevoer van water op een ongewenst tijdstip wordt beëindigd.

Teneinde dit te voorkomen is een tweede schakeltak aanwezig. Hij 20 eindigt bij de reeds bekende versterker 4, die hier is uitgevoerd als een spanningafhankelijk versterker. Daarmee wordt bedoeld dat de versterkings-faktor van de versterker met een uitwendige stuurspanning kan worden beïnvloed.

De grondgedachte van de tweede schakeltak is de volgende: zolang zich 25 in het bewaakte gebied een voorwerp beweegt, dient de gevoeligheid van de versterker te wordne opgevoerd en daardoor de aanspreekdrempel op grote afstand van de ontvanger te worden gelegd. Pas als de bewegingen (van het handen wassen) zijn beëindigd, verkrijgt de versterker 4 weer zijn normale versterkingsfaktor, waarbij de aanspreekdrempel weer dichter bij de ontvanger 30 komt te liggen.

Voor dat doel wordt het door de ontvanger 3 aan de leiding 9 toegevoerde signaal tevens toegevoerd aan de demodulator 10 die de ingangsketen van de tweede schakeltak is. Aan de uitgang van de demodulator 10 treedt een signaal op dat vrij is van de draaggolffrequentie en bestaat uit een gelijk-35 spanningssignaal als in het bewaakte gebied geen bewegingen plaatsvinden.

Dit gelijksspanningssignaal wordt niet verder verwerkt in de tweede schakeltak.

Als in het bewaakte gebied (door het handen wassen) bewegingen optreden, / j treedt aan de uitgang van de demodulator 10 een gedemoduleerd signaal met ' 40 veranderlijke amplitude op, dat wil zeggen een wisselspanningsignaal. Dit 790 62 99 - 4 - i f wisselspanningsignaal wordt via een als RC-lid uitgevoerd laagdoorlaatfilter toegevoerd aan een versterker 11 en van daaruit aan een verder laagdoorlaatfilter 12 dat bij voorkeur is uitgevoerd als een aktief circuit. De grensfrequentie van dit laagdoorlaatfilter ligt bij ongeveer 10 Hz.

5 Het uitgangssignaal van het laagdoorlaatfilter 12 wordt gelijkgericht in de gelijkrichter 13 en via de leiding 14 toegevoerd aan de stuuringang van de versterker 4. Voor het aanpassen der beide schakeltakkén aan elkaar kan in de leiding 14 nog een versterker 15 zijn opgenomen. Verder kan het wenselijk zijn, ter vermijding van instabiliteiten in de leiding 14 een 10 tijdketen 16 op te nemen.

De beschreven inrichting werkt als volgt:

Eerst wordt aangenomen, dat zich in het bewaakte gebied geen voorwerp bevindt. De gehele door de ontvanger 3 ontvangen straling is dan afkomstig van de reflectie aan de bodem van de wastafel.

15 Het uitgangssignaal van de demodulator 10 is konstant, wat tot gevolg heeft dat de versterker 4 niet wordt gestuurd door een stuurspanning en een naar verhouding kleine versterkingsfaktor heeft. Met behulp van de weerstand wordt de aanspreekdrempel van de schakeltrap 2 op grote .afstand van de bodem van de wasbak en in de nabijheid van de ontvanger gelegd. Daar-20 door wordt spontaan in werking .treden van de tapkranen met zekerheid voorkomen. Ook een onbedoeld op de bodem van de wasbak geplaatst voorwerp kan geen watertoevoer veroorzaken.

Indien nu een voorwerp, in het bijzonder handen die worden gewassen, in het bewaakte gebied worden gebracht en daar bewegingen uitvoeren zoals 25 die bij het wassen gebruikelijk zijn, dan ontstaat aan de uitgang van de demodulator 10 een wisselspanningsignaal. Dit wordt door de ketens 11, 12, 13 en eventueel 14 en 15 verwerkt tot een stuurspanning voor de spanning-gestuurde versterker 4. Deze stuurspanning heeft tot gevolg dat de versterker 4 gevoeliger wordt. Daardoor wordt de aanspreekdrempel voor de scha-30 keltrap 2 op grotere afstand van de ontvanger en dichter bij de bodem van de wasbak gelegd.

Er bestaat daardoor geen gevaar, dat de wassende handen onbedoeld het geyoeligheidsbereik van de inrichting verlaten, waarbij de watertoevoer op een ongewenst tijdstip zou worden beëindigd.

790 62 99

Claims (7)

1. Nabijheidsschakelaar, in het bijzonder voor sanitaire doeleinden, met een zender die een gemoduleerde straling uitzendt, een ontvanger die de ontvangen gemoduleerde straling omzet in een gemoduleerd elektrisch 5 signaal, een versterker en een schakeltrap voor het gemoduleerde elektrische signaal, waarbij de schakeltrap na het overschrijden van een schakeldrempel een verbruiker, bijvoorbeeld een magnetisch ventiel, stuurt, gekenmerkt door een versterker (4) met veranderlijke gevoeligheid en een tweede schakeltak (10 tot en met 15) die de gevoeligheid van de versterker (4) 10 verhoogt als in het door de zender (2) en ontvanger (3) bewaakte gebied bewegingen optreden.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de versterker (4) een spanninggestuurde versterker is.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk dat de tweede 15 schakeltak een demodulator (10) bevat waarvan de ingang is verbonden met de uitgang van de ontvanger (3) en waarvan het uitgangssignaal via een wisselspanningversterker (11) en. een gelijkrichter (13) direkt of indirekt wordt toegevoerd aan de stuuraansluiting van de spanninggestuurde versterker (4).

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk dat tussen de uitgang van de demodulator (10) en de ingang van de wisselspanningversterker (11) een passief laagdoorlaatfilter is opgenomen.

5. Inrichting volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk dat tussen de uitgang van de wisselspanningversterker (11) en de ingang van de gelijk- 25 richter (13) een aktief laagdoorlaatfilter (12) is opgenomen.

6. Inrichting volgens één of meer der conclusies 3 tot en met 5, met het kenmerk dat tussen de uitgang van de gelijkrichter (13) en de stuur-ingang van de spanninggestuurde versterker (4) een tijdketen (16) is opgenomen.

7. Inrichting volgens één of meer der conclusies 3 tot en met 6 met het kenmerk dat tussen de uitgangen van de gelijkrichter (13) en de ingang van de spanning gestuurde versterker een gelijkspanning-aanpassingversterker (15). is opgenomen. \ \ t t 790 62 99