PL180931B1 - Sposób i urządzenie do automatycznego sterowania procesem dezynfekcji i wentylacji miski klozetowej - Google Patents

Abstract

1. Sposób automatycznego sterowania proce- sem dezynfekcji i wentylacji miski klozetowej za po- moca zamontowanego w poblizu miejsca splukiwania i wlotu cieczy sensora dzwiekowego z kompensowa- nym wzmacniaczem sygnalu i filtrem, znamienny tym, ze wlaczony przed wzmacniaczem sygnalu (e1) tasmowy filtr czestotliwosci, ustawia sie na chara- kterystyczny zakres czestotliwosci wyzwalanego pro- cesu, w którym to zakresie znajduja sie czestotliwosci dzwieku o maksymalnej energii. 5. Urzadzenie do automatycznego sterowania procesem dezynfekcji i wentylacji miski klozetowej za pomoca umieszczonego w poblizu miejsca splu- kiwania i wlotu wody sensora dzwiekowego z kom- pensowanym wzmacniaczem sygnalu i filtrem, znamienne tym, ze ma sensor dzwiekowy (M) umiejscowiony powyzej wlotu 8, przy spluczce w misce klozetowej. FIG.4 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do automatycznego sterowania procesem dezynfekcji i wentylacji miski klozetowej.

Znana jest samoczyszcząca się toaleta firmy CWS International AG, Baar, która posiada deskę sedesowąobracającąsię po uruchomieniu spłukiwania wody. Wyzwalanie obrotu następuje w jednej wersji poprzez kontakt elektryczny (łącznik miniaturowy; sensor IR), który połączony jest z dźwignią spłuczki. W wersji drugiej wlatująca woda względnie sieć wodociągowa napędza turbinę, która uruchamia poprzez generator silniki napędowe do czyszczenia i dezynfekcji deski sanitarnej.

180 931

Te znane układy zasadniczo sprawdziły się w praktyce. Okazało sięjednak, że w trakcie instalacji i konserwacji powstająproblemy w zakresie odpowiedzialności i kompetencji, ponieważ instalacjąnie może zająć się odpowiedzialny instalator sanitarny. Dodatkowo, połączenie jednostki sterowania i jednostki napędowej urządzenia ze spłuczką posiada, ze względu na specyficzny układ, dodatkowe wady jak niezamierzone uruchamianie lub uwarunkowaną systemem, podatność na awarie.

Przedmiotem wynalazku jest sposób automatycznego sterowania procesem dezynfekcji i wentylacji miski klozetowej za pomocą zamontowanego w pobliżu miejsca spłukiwania i wlotu cieczy sensora dźwiękowego z kompensowanym wzmacniaczem sygnału i filtrem.

Według wynalazku, włączony przed wzmacniaczem sygnału taśmowy filtr częstotliwości, ustawia się na charakterystyczny zakres częstotliwości wyzwalanego procesu, w którym to zakresie znajdują się częstotliwości dźwięku o maksymalnej energii.

Korzystnie, proces spłukiwania i proces wlotu wody powtarza się przynajmniej dwa razy, przy czym sygnał wyjściowy nadany przez sensor dźwiękowy sprawdza się po jego wzmocnieniu według jego oczekiwanego poziomu sygnału, a przy tym samym procesie spłukiwania i wlotu wody tworzy się wartość średnią z kilku kolejnych pomiarów, którą wraz z wartością średnią, przynajmniej jednego dalszego procesu spłukiwania i wlotu wody zapisuje się jako średniąwartość sumaryczną w elektronicznej pamięci stałej jako ustawienie podstawowe.

Sygnał wyjściowy wydany przez sensor dźwiękowy, po jego analizie, ponownie doprowadza się do punktu porównania, który porównuje go z zadaną wartością sygnału, i sprawdza się długość trwania sygnału, i dopiero wtedy aktywuje się odpowiednie urządzenie.

Sygnał użytkowy służący do aktywacji urządzenia leży w zakresie 8 kHz +/-1 kHz i posiada szerokość połówkową mniejszą niż 1 kHz.

Przedmiotem wynalazku jest również urządzenie do automatycznego sterowania procesem dezynfekcji i wentylacji miski klozetowej za pomocą umieszczonego w pobliżu miejsca spłukiwania i wlotu wody sensora dźwiękowego z kompensowanym wzmacniaczem sygnału i filtrem, które ma sensor dźwiękowy umiejscowiony powyżej wlotu przy spłuczce w misce klozetowej.

Korzystnie, do sensora dźwięku dołączony jest szeregowo aktywny filtr taśmowy.

Urządzenie według wynalazku posiada cztery wzmacniacze operacyjne, podłączone do sensora dźwiękowego, przy czym pierwszy wzmacniacz posiada przynajmniej jeden wzmacniacz sygnału o współczynniku 50, dnigi posiada wzmacniacz sygnału o współczynniku 5 i jednocześnie stanowi filtr taśmowy, a trzeci wzmacniacz operacyjny stanowi demodulat i czwarty wzmacniacz operacyjny stanowi wzmacniacz prądu.

Sensor dźwiękowy zastosowany w urządzeniu według wynalazku jest mikrofonem elektretowym.

W rozwiązaniu według wynalazku aktywizacja procesu następuje tylko wtedy, kiedy jest on zamierzony przez użytkownika urządzenia. Poza tym wyeliminowane są w przypadku włączenia poprzez niepełne procesy spłukiwania i wody. Wyzwolony proces przebiega niezawodnie. Również kilka następujących kolejno operacji wlotu i spłukiwania wody jest realizowanych bez wzajemnego oddziaływania na siebie.

Poza tym nie występują zmiany w pozostałej części urządzenia.

Przedmiot wynalazku umożliwia pełne zaletjego zastosowanie w pomieszczeniach sanitarnych, również poza pomieszczeniami toalet.

Wspomniane w zastrzeżeniu patentowym umiejscowienie sensora dźwiękowego w pobliżu wlotu cieczy powoduje pierwsze przestrzenne i selektywne rozróżnienie w przypadku istnienia kilku takich samych lub podobnych źródeł dźwięku.

Sposób według wynalazku umożliwia lepsze rozróżnianie źródła dźwięku wyzwalającego od występujących ewentualnie ubocznych źródeł dźwięku, a poprzez analizę spektralną można optymalizować wymiary filtra i tym samym sam sposób postępowania.

Dzięki zastosowaniu urządzenia według wynalazku można realizować aktywizację całego procesu, co zwłaszcza pozwala na rozpoznanie nie przeprowadzonych do końca operacji spłuki4

180 931 wania i wlotu wody. Podczas użytkowania urządzenia można zarejestrować inne procesy wlotu wody jako takie, względnie niemożliwe jest niezamierzone uruchomienie urządzenia.

Szczególnie korzystny, ze względu na swoją selektywną charakterystykę odbioru i odporną na uderzenia formę, jest mikrofon elektretowy.

Przedmiot wynalazkuj est przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat strukturalny elektronicznego układu uruchamiania procesu, fig. 2 schemat logiczny do programu, który pozwala na cechowanie i dopasowanie sensora dźwięku i układu rozeznawania sygnałów do charakterystyki źródła dźwięku, fig. 3 - przebieg rozpoznawania sygnału do wyzwalania przepisowego cyklu czyszczenia deski sanitarnej i fig. 4 - uproszczony obraz toalety z urządzeniami do czyszczenia i dezynfekcji oraz selektywnego odsysania nieprzyjemnej woni w miejscu ich powstawania.

Na figurze 1 narysowany jest dostępny w sprzedaży poczwórny wzmacniacz A100. Składa się on z włączonych jeden za drugim wzmacniaczy operacyjnych Al do A4, które zgodnie z ich funkcją, są w zwykły sposób włączone lub sprzężone zwrotnie.

Łańcuch wzmacniaczy składa się z jedynego szerokotaśmowego, czterostopniowego wzmacniacza operacyjnego A100, przy czym szczególnie korzystny jest typ LM 837N (National Semoconductors, USA). Do tego wzmacniacza operacyjnego Al00 doprowadzony zostaje sygnał wejściowy e, selektywny w stosunku do częstotliwości sygnał wyjściowy sensora dźwiękowego, wzmocniony i przeobrażony sygnał sterowania został oznaczony jako S. Charakterystyczne uziemienie wzmacniacza A100 jest niezbędne ze względów elektrycznych i bezpieczeństwa technicznego. Istotne jest, że charakterystyka specyficznego źródła dźwięku jest zapisana z możliwościąreprodukowania. Do tego celu służy program cechowania, który jest narysowany na fig. 2. Wartość zapisana ml jest podana w pamięci stałej EEprom jako wartość początkowa, doprowadzona do węzła decyzyjnego Dl i sprawdzona ze względu na swojąprzydatność. Na wyjściu węzła decyzyjnego Dl znajduje się pamięć wartości podstawowych Ml, która zapisuje sprawdzoną wartość ml jako wartość początkową. Na drugim wyjściu z Dl włączony jest element funkcyjny FI wskazujący status (LED). Następny jest węzeł decyzyjny D2, który kontroluje ustawienie klawiszy i stan włączenia poprzez sprzężenie zwrotne. Wyjście z D2 jest poprowadzone do elementu funkcyjnego FI, mikrofonu elektretowego, przy wyjściu którego kolejny węzeł decyzyjny D3 kontroluje wysokość dźwięku i włącza poprzez F3 czas opóźnienia 200 ms (czas martwy). Po tych 200 ms element funkcyjny F4, włącza znowu mikrofon elektretowy do działania. Kolejny węzeł D4 sprawdza ponownie poziom dźwięku. Element F5 włącza czas opóźnienia 500 ms. Za pomocą elementu Fó odbywa się następnie 10 pomiarów, z których utworzona zostaje wartość średnia. Ta zostaje doprowadzona do elementu F7 i potwierdzona przez element F8, wskaźnik LED.

Następny węzeł decyzyjny D5 sprawdza, czy proces powtórzony został odpowiednio często (w niniejszym przypadku pełne trzykrotne spłukiwanie) i czy między poszczególnymi procesami zachowany został czas oczekiwania 20s. Ten przedział czasowy · odpowiada czasowi minimalnemu potrzebnemu na napełnienie się spłuczki. Kontrola odbywa się poprzez element F9 wraz z węzłami decyzyjnymi D4 i D3. Jeśli kontrola wypadnie pozytywnie to przez F10 zostaje utworzona wartość średnia z trzech poprzednich procesów.

Następne elementy funkcyjne Fil i F13 mają za zadanie dodać wartość bezpieczną, otrzymaną wielkość zapisać znowu w EEprom i ustalić wskaźnik sygnału.

Wszystkie wynikające wielkości są częścią składową ustawienia podstawowego M2.

Wyzwolenie cyklu czyszczenia następuje według fig. 3 poprzez przedstawioną na niej analizę sygnału mikrofonu. Zostaje tu odczytany sygnał el przez ogólnie znany program sterowania. Fl4 dołącza mikrofon, D6 sprawdza poziom sygnału na podstawie zadanej i uśrednionej w procesie wyważania wartości średniej, w stosunku do swojego minimalnego poziomu.

Przy przekroczeniu dolnej wartości poziomu minimalnego, generowany zostaje sygnał e2, który odsyła bieżący program z powrotem do programu głównego. Włączone następnie elementy F15 i F16 powodująopóźnienie o 200 ms i ponowne włączenie mikrofonu. Węzeł decyzyjny D7 wraz z D6 sprawdza jeszcze raz dopuszczalną wartość poziomu dźwięku. Następne elementy

180 931 funkcyjne F17 i F18 spełniają funkcję liczącą; służą one wraz z kolejnym elementem opóźniającym F20 ustawionym na 50 ms, do kontrolowania w czasie przepływu sygnału ze względu najego spójność, przy czym D8 kontroluje ustawienie na zero i wydaje odpowiedni sygnał sterowania S, kiedy mikrofon to znaczy element F19 nie wysyła nowych sygnałów.

Sygnał sterowania S startuje element funkcyjny F100 wraz z elementami mu podległymi jak silniki napędowe, przewody spryskiwania i tak dalej.

W praktycznym zastosowaniu znajdująsię układy włączników według fig. 1 do fig. 3 w samoczyszczącej się toalecie oznaczonej na fig. 4 jako 1.

Toaleta 1 posiada jednostkę czyszczącą 2 ze sterowaniem elektrycznym. Na zawiasach 3 opartajest pokrywa 5 z łożyskiem na deskę 4. Całość znajduje się na dostępnej w sprzedaży misce klozetowej 6. Pokrywa 5 spoczywa na niej za pośrednictwem podkładek 7.

Wewnątrz miski 6 znajduje się wlot wody 8 wykorzystywany w procesie spłukiwania. Odpowiedni króciec wylotowy 10 jest widoczny w przekroju cząstkowym; obok znajduje się okrągły otwór 9, w którym trochę cofnięty, umieszczony j est mikrofon elektretowy M. Mikrofon ten daje sygnał wyjściowy e, który doprowadzony zostaje do nie przedstawionego tu dokładniej zacisku.

Króciec 10 jest połączony w zwykły sposób z odpływem wody 11, który prowadzi do spłuczki oznaczonej jako H₂0. Ukośnie do dopływu wody 11 prowadzi rura ssąca 12, która poprzez wentylator 15 transportuje gazy G do dyszy odpowietrzającej 16.

Jeśli mikrofon, zgodnie z warunkami według programu fig. 3, jest zasilony dźwiękiem poprzez proces wlotu wody z spłuczki, generowany zostaje sygnał sterowania 5, który wysuwa stacj ę czyszczenia i dezynfekcj i 14 i j ednocześnie poprzez nie przedstawione tu silniki napędowe obraca deskę sedesową 4 w kierunku strzałki r.

W górnej części pokrywy jednostki czyszczącej 2 znajduje się wskaźnik statusu LED 13. Do zasilania służy zwykłe zasilanie sieciowe 17.

Wszystkie wykorzystane komponenty są dostępne w sprzedaży; programowanie EEpromu odbyło się również konwencjonalnie, wykorzystany mikrofon elektretowy (Panasonic, JP; Typ WM 56A103) posiada dolną granicę częstotliwości 2 kHz, tak że w zasadzie odgłosy otoczenia nie są uwzględnione.

Na miejscu przedstawionego na fig. 4 sterowania wentylatora 15 do odsysania nieprzyjemnej woni, sprawdziło się również bezpośrednie podłączenie przewodu odpowietrzającego (Danfos, DK; typy EVISIT) z wprowadzeniem do systemu odpowietrzenia budynku. Dla uniknięcia szkodliwego zjawiska przeciągów i ze względu na oszczędność energii, czas odpowietrzania po każdym włączeniu spłukiwania jest ograniczony do 5 min. Przedmiot wynalazku nadaje się do zamierzonego uruchamiania licznych procesów, które są celowe w związku z korzystaniem z toalety i łazienki. Możliwe jest między innymi wyzwalanie okresowych procesów czyszczenia, na przykład opłukiwanie toalet po pewnej określonej ilości spłukiwań i tym podobnych.

180 931

FIG.3

180 931

	--
Μ1

FIG. 2

180 931

A100

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób automatycznego sterowania procesem dezynfekcji i wentylacji miski klozetowej za pomocą zamontowanego w pobliżu miejsca spłukiwania i wlotu cieczy sensora dźwiękowego z kompensowanym wzmacniaczem sygnału i filtrem, znamienny tym, że włączony przed wzmacniaczem sygnału (el) taśmowy filtr częstotliwości, ustawia się na charakterystyczny zakres częstotliwości wyzwalanego procesu, w którym to zakresie znajdują się częstotliwości dźwięku o maksymalnej energii.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces spłukiwania i proces wlotu wody powtarza się przynajmniej dwa razy i tym, że sygnał wyjściowy nadany przez sensor dźwiękowy sprawdza się po jego wzmocnieniu według jego oczekiwanego poziomu sygnału, i że przy tym samym procesie spłukiwania i wlotu wody tworzy się wartość średnią z kilku kolejnych pomiarów, którą wraz z wartością średnią przynajmniej jednego dalszego procesu spłukiwania i wlotu wody zapisuje sięjako średniąwartość sumarycznąw elektronicznej pamięci stałej jako ustawienie podstawowe.
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że sygnał wyjściowy wydany przez sensor dźwiękowy, po jego analizie, ponownie doprowadza się do punktu porównania, który porównuje go z zadanąwartością sygnału, i tym że przy tym sprawdza się długość trwania sygnału, i że dopiero wtedy aktywuje się urządzenie.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sygnał użytkowy (el) do aktywacji urządzenia leży w zakresie 8 kHz +/-1 kHz i posiada szerokość połówkowąmniejsząniż 1 kHz.
5. 5. Urządzenie do automatycznego sterowania procesem dezynfekcji i wentylacji miski klozetowej za pomocą umieszczonego w pobliżu miejsca spłukiwania i wlotu wody sensora dźwiękowego z kompensowanym wzmacniaczem sygnału i filtrem, znamienne tym, że ma sensor dźwiękowy (M) umiejscowiony powyżej wlotu 8, przy spłuczce w misce klozetowej.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że do sensora dźwięku M dołączony jest szeregowo aktywny filtr taśmowy (2).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 5 albo 6, znamienne tym, że posiada cztery wzmacniacze operacyjne (A1-A4), podłączone do sensora dźwiękowego (M), przy czym pierwszy wzmacniacz (Al) posiada przynajmniej jeden wzmacniacz sygnału o współczynniku 50, drugi (A2) posiada wzmacniacz sygnału o współczynniku 5 i jednocześnie stanowi filtr taśmowy, a trzeci wzmacniacz operacyjny (A3) stanowi demodulat i czwarty wzmacniacz operacyjny (A4) stanowi wzmacniacz prądu.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 5 albo 7, znamienne tym, że sensor dźwiękowy (M) jest mikrofonem elektretowym.

   * * *