WO2000046572A1 - Vorrichtung zum ermitteln von ablagerungen an oberflächen, insbesondere in wasch- und/oder spülmaschinen - Google Patents

Vorrichtung zum ermitteln von ablagerungen an oberflächen, insbesondere in wasch- und/oder spülmaschinen Download PDF

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WO2000046572A1
WO2000046572A1 PCT/EP2000/000874 EP0000874W WO0046572A1 WO 2000046572 A1 WO2000046572 A1 WO 2000046572A1 EP 0000874 W EP0000874 W EP 0000874W WO 0046572 A1 WO0046572 A1 WO 0046572A1
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WO
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electromagnetic radiation
deposits
detector
transmitter
radiation
Prior art date
Application number
PCT/EP2000/000874
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French (fr)
Inventor
Hans Poisel
Josef Weber
Rüdiger EIERMANN
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
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Publication date
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Priority to US09/922,464 priority patent/US6924499B2/en

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47LDOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L15/00Washing or rinsing machines for crockery or tableware
    • A47L15/42Details
    • A47L15/4295Arrangements for detecting or measuring the condition of the crockery or tableware, e.g. nature or quantity
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47LDOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L15/00Washing or rinsing machines for crockery or tableware
    • A47L15/0018Controlling processes, i.e. processes to control the operation of the machine characterised by the purpose or target of the control
    • A47L15/0057Cleaning of machines parts, e.g. removal of deposits like lime scale or proteins from piping or tub

Definitions

  • Device for determining deposits on surfaces especially in washing machines and / or dishwashers.
  • the invention relates to a device for determining deposits on surfaces, in particular in liquid-carrying machines, such as washing machines and / or dishwashers.
  • Machines in this sense are therefore all machines which can have deposits, in particular limescale deposits, on surfaces and which, by measuring this risk of deposits, provide a countermeasure or at least information about this condition.
  • dishwashers and / or washing machines as an example of a water-carrying machine.
  • dishwashers and / or washing machines hereinafter referred to as dishwashers for short
  • Dishwashers are known, for example, which use complex chemical sensors to measure the lime content of the water and, for example, activate an ion exchanger if the lime content is too high. It is an object of the invention to provide a device with which deposits on surfaces, in particular in liquid-carrying machines, such as washing machines and / or dishwashers, can be determined. In this sense, calcifications or the like are particularly suitable as deposits.
  • the device should be compact and insensitive to interference and should detect deposits at an early stage.
  • a device according to the invention should not only be usable in novel dishwashers and / or washing machines which are designed for the use of the invention, but also be retrofittable in machines already in operation.
  • the device Depending on the deposits that have been determined, the device generates signals that are fed to a control system in order to initiate steps that avoid further deposits or reduce existing ones.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device for determining deposits in a washing machine or dishwasher
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of a device according to FIG. 1 with multiple internal reflections
  • FIG. 3 a schematic view of a device according to the invention with a cylindrical body and multiple internal reflections with a helical beam path
  • FIG. 4 a cross section of a device according to the invention with different beam paths
  • FIG. 5 shows a cross section of a device according to the invention with different beam paths below
  • FIG. 6 shows a cross section of a device according to the invention with different beam paths using two transmitters and one detector
  • FIG. 7 a cross section of a device according to the invention with helical beam paths in a cylindrical body with a reflecting dome,
  • FIG. 8 a cross section of the retroreflective dome of the device according to the invention from FIG. 7, and
  • Figure 9 a preferred embodiment of an inventive
  • a light-guiding body 10 is attached, into which light is introduced in such a way that it spreads within the body 10 on a predetermined beam path 40 and is internally reflected on an outer surface 12 of the body 10.
  • the deposits 1 to be determined can occur on the outside of the outer surface 12. This type of reflection is referred to as "internal reflection" in the following, since the light used for measurement only propagates or is reflected within the body 10. After internal reflection, the light is received by a detector 30. Occur deposits 1 on the outer surface 12 of the body 10, they influence the reflection properties of this surface 12 for light, as a result of which the signal level of the internally reflected light changes compared to the signal level of the originally introduced light.
  • the light detected after internal reflection or its signal level is measured as a measure of deposits 1 on the body 10. If this measure exceeds a predetermined limit value, the detector 30 or a control unit connected to it generates signals which are supplied to devices in order to avoid further deposits 1 or to reduce existing deposits 1.
  • Such devices are e.g. B. auxiliary devices (z. B. for ion exchangers), and / or devices that visually and / or acoustically tell the user that excessive deposits 1 have occurred.
  • These devices, which become active when the deposits 1 are too strong are preferably connected directly to the dishwasher or integrated therein.
  • a control unit (not shown) performs a calibration of the measuring device at the beginning and / or at the end of each operating process of the dishwasher, since the device according to the invention is intended to determine deposits 1 which arise during a washing and / or washing process.
  • the calibration takes into account deposits 1 on the body 10 which are already present before a rinsing and / or washing process. Furthermore, the calibration can be used to check whether deposits 1 already present on the body 10 are so thick that they have to be removed in order to ensure reliable operation of a device according to the invention. It also makes it possible to derive a trend for the formation of deposits from the history of several previous washing processes. This calibration can be carried out for the transmitter 20, the detector 30 or for both in a separate or jointly carried out process.
  • control unit should control the transmitter 20 and the detector 30 so that the determination of deposits 1 takes place not only continuously but also at time intervals can be predetermined depending on the respective application.
  • a material is preferably selected for the light-guiding body 10, the refractive index n of which is greater than that of the liquid 90 surrounding the body 10.
  • the liquid 90 is water in conventional household dishwashers, but can be any other liquid used for cleaning, depending on the type of dishwasher. In the case of water, a refractive index n greater than 1.33 should therefore preferably be selected.
  • the body 10 has a surface 12 which has the same or at least comparable properties with regard to the formation of deposits as the surface of glassware to be cleaned in the machine.
  • Light is preferably used to determine deposits. However, it is possible to use any type of electromagnetic radiation.
  • any light-guiding body 10 of any shape is suitable, which guides radiation from a transmitter 20 to at least one point of internal reflection and then to a detector 30.
  • a detector 30 guides radiation from a transmitter 20 to at least one point of internal reflection and then to a detector 30.
  • cuboid, spherical, hemispherical, cylindrical and ring-shaped body 10 or combinations of such shaped body 10 possible. It is also possible to use body 10 made of a flexible light-conducting material.
  • the choice of the respective body shape is primarily determined by the desired number of internal reflections of the radiation on its way from the transmitter 20 to a detector 30, 32.
  • a cylindrical body 10 was selected for the embodiments shown below.
  • Figures 2 to 7 show such cylindrical bodies in different embodiments.
  • the beam paths 40, 42, 44 in the body 10 can differ not only in different embodiments, but also in one embodiment (see FIGS. 4 to 8).
  • the beam paths 40, 42, 44 are placed in such a way that internal reflections are distributed along the surface of the body and a determination of limescale deposits is possible with one measurement based on several reflections.
  • a beam path 40, 42, 44 in the body 10 is determined by the introduction of the radiation into the body 10.
  • the radiation is not introduced parallel to the longitudinal axis of the body 10 but at an angle to it.
  • the number of internal reflections can be predetermined as a function of this angle, with at least two, preferably at least three or five or even more preferably at least seven internal reflections being provided here (see FIG. 2).
  • the numbers of internal reflections mentioned here are only exemplary and not restrictive for the present invention, since the aim is to maximize the number of internal reflections depending on the various applications of the invention in order to detect deposits more sensitively and more precisely.
  • the radiation can be radiated into the body 10 in different directions (three directions are shown). Radiation is introduced into the body 10 in such a way that it spreads in the body 10 in different ways 40, 42, 44.
  • the paths 40, 42, 44 differ in the number of reflections occurring in the course of the individual paths and / or in their length (see FIG. 4). This can be achieved, inter alia, by different slopes of the helical lines of the radiation or by a choice of different locations at which radiation is introduced.
  • a selective detection 30, 32 of the radiation a ratio formation of the signal level of the radiation propagating on different paths 40, 42, 44 is possible, whereby further influences on the signal levels not caused by limescale can be eliminated from the measurement.
  • the selective detection 30, 32 can be achieved in different ways.
  • the radiation propagating on different paths 40, 42, 44 can be detected at different points on the body 10 by a corresponding detector 30, 32 (see FIG. 5).
  • a cylindrical body 10 has a reflecting end 14 and an end 16 opposite the reflecting end, at which radiation is introduced and discharged.
  • the reflective end 14 can be internally mirrored, as a result of which the reflective properties at the reflective end 14 are not influenced by deposits 1 on the body 10. It is preferred that internal reflections take place at the reflecting end 14 by shaping the body 10 accordingly.
  • the reflecting end 14 is designed as a hemispherical dome 14 on the body 10 (see FIG. 7), but in principle any shaped reflecting end 14 can be used that directs radiation through the body 10 to the detector 30.
  • the shape of the reflective end 14 can include a and / or a plurality of planar and / or curved surfaces are formed. This is also achieved by suitably choosing the shape of the entire body 10, for example as an annular or hemispherical body (see FIG. 8).
  • the radiation guiding means e.g. radiation-conducting fibers or other optical components to be introduced into the body 10.
  • the radiation can be guided to the detector using such radiation-guiding devices.
  • the device for determining deposits is constructed in two parts.
  • a connection part AT is used, which is located inside a
  • Dishwasher is located. At least the part of the device according to the invention that the deposits, z. B. calcifications, is detachably connected for exchange with the connector AT. This releasably connected part of the device according to the invention is referred to below as sensor part ST.
  • the sensor part ST preferably comprises the body 10, but can also comprise the sensor 20 and / or the detector 30.
  • the connection part AT enables the supply of signals necessary for measuring the deposits into the sensor part ST as well as the derivation of necessary signals from the sensor part ST. The type of these signals depends on the particular design of the sensor part ST. If the sensor part ST comprises the body 10, but not the transmitter 20 and the detector 30, these signals will be electromagnetic radiation.
  • these signals are electrical signals if the sensor part ST also has the transmitter 20 and the detector 30.
  • the signals emitted by the connection part AT can be generated in this itself or by additional ones Facilities are supplied.
  • signals which the connection part AT receives from the sensor part ST can be at least preprocessed in the connection part AT and then passed on to further devices or transmitted directly to other devices for evaluating the measurement signals.
  • the bodies 10, which are only schematically described in the figures, can preferably also be designed differently, in particular in the form of an arc, spiral, helix or coil, the light being introduced into the body at one end and being led out or measured at the other end.
  • bodies shaped in this way it is possible to maximize the number of internal reflections of the narrowly focused, that is to say as little divergent beam as possible. Over a hundred internal reflections are possible, so that the measurement signal can indicate possible limescale deposits.

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

Zum Ermitteln von Ablagerungen (1) auf Oberflächen in Wasch- und/oder Spülmaschinen wird in einen lichtleitenden Körper (10) Licht eingeleitet. Das Licht wird an einer Oberfläche (12) des Körpers (10) intern reflektiert und zu einem Detektor (30) geleitet. Treten an der Oberfläche (12) des Körpers (10) Ablagerungen (1) auf, beeinflussen diese die Reflexionseigenschaften der Oberfläche (12) für Licht, was mittels des Detektors ermittelt wird.

Description

Vorrichtung zum Ermitteln von Ablagerungen an Oberflächen, insbesondere in Wasch- und/oder Spülmaschinen.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln von Ablagerungen an Oberflächen, insbesondere in flüssigkeitsfüh- renden Maschinen, wie Wasch- und/oder Spülmaschinen. Maschinen in diesem Sinne sind somit alle Maschinen, bei denen es zu Ablagerungen, insbesondere Kalkablagerungen, an Oberflächen kommen kann und bei denen durch Messung dieser Ablagerungsgefahr eine dagegengerichtete Maßnahme oder zumindest eine Information über diesen Zustand vorgesehen ist.
Gebiet der Erfindung
Nachfolgend wird die Erfindung mit Blick auf Spül- und/oder Waschmaschinen als Beispiel für eine wasserführende Maschine beschrieben. Bei Spül- und/oder Waschmaschinen (im folgenden kurz Spülmaschinen genannt) kann es an dem zu reinigenden
Geschirr, zu Ablagerungen kommen, die insbesondere an Glasoberflächen besonders störend sind. Diese Ablagerungen treten zumeist als Verkalkung auf und entstehen, wenn das zum Reinigen verwendete Wasser nicht ausreichend entkalkt ist, dem Wasser zugesetzte Hilfsstoffe, die Verkalkung vermeiden sollen, nicht ausreichend wirken oder vorhanden sind, oder Ionentauscher nicht rechtzeitig verwendet oder erneuert werden. Solche Verkalkungen fallen dem Benutzer erst auf, wenn sie gravierend sind. Daher ist es wünschenswert, die Verkalkungsspuren schon früh zu erkennen, bevor sie "offensichtlich" sind, um entsprechende Schritte zu veranlassen, die weitere Ablagerungen vermeiden.
Prinzipiell ist es möglich den Kalkgehalt des Spülwassers selbst zu ermitteln und auf der Basis dieser Messungen auf ein mögliches Entstehen von Verkalkung zu schließen. So sind Spülmaschinen bekannt, die mit aufwendigen chemischen Sensoren den Kalkgehalt des Wassers erfassen und bei einem zu hohen Kalkgehalt z.B. einen Ionentauscher aktivieren. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der Ablagerungen an Oberflächen, insbesondere in flüssig- keitsführenden Maschinen, wie Wasch- und/oder Spülmaschinen ermittelbar sind. Als Ablagerungen in diesem Sinne kommen insbesondere Verkalkungen oder dergleichen in Betracht.
Des weiteren soll die Vorrichtung kompakt und gegenüber Störungen unempfindlich sein und frühzeitig Ablagerungen ermitteln.
Ergänzend soll eine erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur in neuartigen Spül- und/oder Waschmaschinen, die für die Verwendung der Erfindung konzipiert werden einsetzbar sein, sondern auch in schon in Betrieb befindlichen Maschinen nachrüstbar sein.
Diese Aufgaben werden durch die in den Ansprüchen beschriebenen Vorrichtungen bzw. durch das in den Ansprüchen beschriebene Verfahren gelöst.
Die Vorrichtung erzeugt in Abhängigkeit der ermittelten Ablagerungen Signale, die einer Steuerung zugeführt werden, um Schritte einzuleiten, die weitere Ablagerungen vermeiden oder vorhandene reduzieren.
Beschreibung der Erfindung
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispie- len in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1: schematisch eine Darstellung einer Vorrichtung zum Ermitteln von Ablagerungen in einer Wasch- oder Spülmaschine,
Figur 2: eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung gemäß Figur 1 mit mehrfachen internen Reflexionen, Figur 3 : eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zylinderförmigen Körper und mehrfachen internen Reflexionen bei schraubenförmigen Strahlengang,
Figur 4: einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit unterschiedlichen Strahlengängen,
Figur 5: einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrich- tung mit unterschiedlichen Strahlengängen unter
Verwendung eines Senders und zweier Detektoren,
Figur 6: einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit unterschiedlichen Strahlengängen unter Verwendung zweier Sender und eines Detektors,
Figur 7: einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit schraubenförmigen Strahlengängen in einem zylinderförmigen Körper mit rückreflektierender Kuppel,
Figur 8: einen Querschnitt der rückreflektierenden Kuppel der erfindungsgemäßen Vorrichtung von Figur 7, und
Figur 9 : eine bevorzugte Ausführung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung.
In einer Spül- und/oder Waschmaschine wird ein lichtleitender Körper 10 angebracht, in den Licht so eingeleitet wird, das es sich innerhalb des Körpers 10 auf einem vorbestimmten Strahlengang 40 ausbreitet und dabei intern an einer äußeren Oberfläche 12 des Körpers 10 reflektiert wird. Auf der Außenseite der äußeren Oberfläche 12 können die zu ermittelnden Ablagerungen 1 auftreten. Diese Art der Reflexion wird im folgenden als "interne Reflexion" bezeichnet, da sich das zum Messen verwendete Licht nur innerhalb des Körpers 10 ausbreitet bzw. reflektiert wird. Nach interner Reflexion wird das Licht von einem Detektor 30 empfangen. Treten Ablagerungen 1 auf der äußeren Oberfläche 12 des Körpers 10 auf, beeinflussen sie die Reflexionseigenschaften dieser Oberfläche 12 für Licht, wodurch sich die Signalhöhe des intern reflektierten Lichtes gegenüber der Signalhöhe des ursprünglich eingeleiteten Lichtes ändert. Daher wird das nach interner Reflexion detektierte Licht bzw. dessen Signalhöhe als Maß für Ablagerungen 1 auf dem Körper 10 gemessen. Überschreitet dieses Maß einen vorbestimmten Grenzwert, so erzeugt der Detektor 30 oder eine mit diesem verbundene Steuereinheit Signale, die Vorrichtungen zugeführt werden, um weitere Ablagerungen 1 zu vermeiden oder vorhandene Ablagerungen 1 zu reduzieren. Derartige Vorrichtungen sind z. B. Hilfsstoffe zuführende Vorrichtungen (z. B. für Ionentauscher), und/oder Vorrichtungen, die auf optischen und/oder akustischen Weg dem Benutzer mitteilen, daß zu starke Ablagerungen 1 aufgetreten sind. Vorzugsweise sind diese Vorrichtungen, die bei zu starken Ablagerungen 1 aktiv werden, direkt mit der Spülmaschine verbunden bzw. in diese integriert.
Eine Steuereinheit (nicht gezeigt) nimmt zu Beginn und/oder am Ende eines jeden Betriebsvorganges der Spülmaschine eine Kalibrierung der Meßeinrichtung vor, da die erfindungsgemäße Vorrichtung Ablagerungen 1 ermitteln soll, die während eines Spül- und/oder Waschvorganges entstehen. Durch die Kalibrierung werden Ablagerungen 1 auf dem Körper 10 berücksichtigt, die schon vor einem Spül- und/oder Waschvorgang vorhanden sind. Des weiteren kann mit Hilfe der Kalibrierung überprüft werden, ob schon vorhandene Ablagerungen 1 auf dem Körper 10 so stark sind, daß sie entfernt werden müssen, um einen zuverlässigen Betrieb einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zu gewährleisten. Außerdem wird es so möglich, aus der Historie mehrerer zurückliegender Waschvorgänge einen Trend für das Entstehen von Ablagerungen herzuleiten. Diese Kalibrierung kann für den Sender 20, den Detektor 30 oder für beide in einem getrennten oder gemeinsam durchgeführten Vorgang erfolgen.
Zusätzlich soll die Steuereinheit den Sender 20 und den Detektor 30 so steuern, daß die Ermittlung von Ablagerungen 1 nicht nur kontinuierlich sondern auch in Zeitabständen stattfinden kann, die in Abhängigkeit vom jeweiligen Anwendungsfall vorbe- stimmt werden.
Vorzugsweise wird für den lichtleitenden Körper 10 ein Material gewählt, dessen Brechungsindex n größer als der der den Körper 10 umgebenden Flüssigkeit 90 ist. Die Flüssigkeit 90 ist bei herkömmlichen Haushaltsspulmaschinen Wasser, kann aber je nach Typ der Spülmaschine jede andere zum Reinigen verwendete Flüssigkeit sein. Im Fall von Wasser ist- daher vorzugsweise ein Brechungsindex n größer als 1,33 zu wählen. Weiterhin hat der Körper 10 eine Oberfläche 12, die hinsichtlich des Entstehens von Ablagerungen gleiche oder zumindest vergleichbare Eigenschaften hat wie die Oberfläche von in der Maschine zu reinigendem Glasgut.
Es wird vorzugsweise Licht zur Ermittlung von Ablagerungen verwendet wird. Es ist aber möglich jede Art von elektromagnetischer Strahlung zu verwenden.
In der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist das Grundprinzip der Erfindung verwirklicht. Einige abgewandelte Ausführungsformen sind im folgenden beschrieben.
Eine Variationsmöglichkeit ist die Verwendung unterschiedlich geformter Körper 10. Prinzipiell ist jeder beliebig geformter lichtleitende Körper 10 geeignet, der eine Strahlung von einem Sender 20 zu wenigstens einer Stelle interner Reflexion und danach zu einem Detektor 30 leitet. So sind u.a. quader-, kugel-, halbkugel-, zylinder- und ringförmige Körper 10 oder Kombinationen derartig geformter Körper 10 möglich. Außerdem ist es möglich, Körper 10 aus einem flexiblen lichtleitenden Material zu verwenden.
Die Wahl der jeweiligen Körperform wird vor allem durch die erwünschte Anzahl der internen Reflexionen der Strahlung auf ihrem Weg vom Sender 20 zu einem Detektor 30, 32 bestimmt. Um eine möglichst hohe Zahl interner Reflexionen zu gewährleisten, ist für die im folgenden dargestellten Ausführungsformen ein zylinderförmiger Körper 10 gewählt worden. Die Figuren 2 bis 7 zeigen solche zylinderförmigen Körper in verschiedenen Ausführungsformen.
Des weiteren können die Strahlengänge 40, 42, 44 in dem Körper 10 sich nicht nur bei verschiedenen Ausführungsformen, sondern auch bei einer Ausführungsform unterscheiden (siehe Figuren 4 bis 8). Die Strahlengänge 40, 42, 44 sind so gelegt, daß interne Reflexionen entlang der Oberfläche des Körpers verteilt sind und eine Ermittlung von Kalkablagerungen mit einer Messung aufgrund mehrerer Reflexionen möglich ist.
Ein Strahlengang 40, 42, 44 in dem Körper 10 wird durch die Einleitung der Strahlung in den Körper 10 bestimmt. Im Falle des zylinderförmigen Körpers 10 wird die Strahlung nicht paral- lel zur Längsachse des Körpers 10 sondern in einem Winkel hierzu eingeleitet. In Abhängigkeit von diesem Winkel ist die Zahl der internen Reflexionen vorbestimmbar , wobei hier zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei oder fünf oder noch weiter vorzugsweise zumindest sieben interne Reflexionen vorge- sehen sind (siehe Figur 2). Darüber hinaus ist zu bevorzugen, daß sich eine schraubenförmiger (wendeiförmiger) Strahlengang 40, 42, 44 ergibt (siehe Figur 3). Die hier genannten Zahlen interner Reflexionen sind lediglich exemplarisch und nicht beschränkend für die vorliegende Erfindung zu verstehen, da anzustreben ist, die Zahl interner Reflexionen in Abhängigkeit der verschiedenen Anwendungen der Erfindung zu maximieren, um Ablagerungen empfindlicher und exakter zu detektieren.
Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, kann die Strahlung in unterschiedlichen Richtungen (drei Richtungen sind dargestellt) in den Körper 10 eingestrahlt werden. Dabei wird Strahlung so in den Körper 10 eingeleitet, daß sie sich auf unterschiedlichen Wegen 40, 42, 44 in dem Körper 10 ausbreitet. Die Wege 40, 42, 44 unterscheiden sich in der Anzahl der im Verlauf der einzelnen Wege auftretenden Reflexionen und/oder in ihrer Länge (siehe Figur 4). Dies kann u.a. durch unterschiedliche Steigungen der Schraubenlinien der Strahlung oder durch eine Wahl unterschiedlicher Stellen, an denen Strahlung eingeleitet wird, erreicht werden. Mit Hilfe einer selektiven Detektion 30, 32 der Strahlung ist eine Verhältnisbildung der Signalhöhe der sich auf unterschiedlichen Wegen 40, 42, 44 ausbreitenden Strahlung möglich, wo- durch weitere, nicht durch Kalkablagerung verursachte Einflüsse auf die Signalhöhen aus der Messung eliminiert werden können. Hierzu zählen u.a. Alterung der Sender 20, 22 und unterschiedliche Ablagerungen 1 an verschiedenen Stellen des Körpers 10. Die selektive Detektion 30, 32 kann auf verschiedene Arten erreicht werden. So kann die sich auf unterschiedlichen Wegen 40, 42, 44 ausbreitende Strahlung an unterschiedlichen Stellen des Körpers 10 jeweils durch einen entsprechenden Detektor 30, 32 detektiert werden (siehe Figur 5) . Es ist auch möglich, die sich auf unterschiedlichen Wegen 40, 42, 44 ausbreitende Strah- lung an gleichen Stellen des Körpers 10 auszukoppeln und mit einem Detektor 30 zu detektieren (siehe Figur 6) . In diesem Fall ist erforderlich, eine eindeutige Zuordnung der detektier- ten Strahlung zu den entsprechenden Strahlengängen 40, 42, 44 durch andere Maßnahmen zu gewährleisten, wie z.B. durch eine Verwendung gepulster Strahlung oder Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge. In Abhängigkeit spezieller Anforderungen an eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann es vorteilhaft sein, unterschiedliche Ausführungsformen einer selektiven Detektion zu kombinieren.
Gemäß Figur 3 hat ein zylinderförmiger Körper 10 ein reflektierendes Ende 14 und ein dem reflektierenden Ende gegenüberliegendes Ende 16, an dem Strahlung ein- und ausgeleitet wird. Das reflektierende Ende 14 kann intern verspiegelt sein, wodurch die Reflexionseigenschaften an dem reflektierenden Ende 14 nicht von Ablagerungen 1 auf dem Körper 10 beeinflußt werden. Es wird bevorzugt, daß interne Reflexionen am reflektierenden Ende 14 durch eine entsprechende Formgebung des Körpers 10 stattfinden. So ist das reflektierende Ende 14 in einer Ausfüh- rungsform als halbkugelförmige Kuppel 14 an dem Körper 10 ausgebildet (siehe Figur 7) , wobei aber grundsätzlich jedes beliebige geformte reflektierende Ende 14 verwendet werden kann, das Strahlung durch den Körper 10 zum Detektor 30 leitet. Die Form des reflektierenden Endes 14 kann u.a. durch eine und/oder mehrere planare und/oder gekrümmte Flächen gebildet werden. Dies wird auch erreicht, indem die Form des gesamten Körpers 10 geeignet gewählt wird, z.B. als ringförmiger oder halbkugelförmiger Körper (siehe Figur 8) .
Es ist auch möglich, die Strahlung, nachdem sie von einem Sender 20 erzeugt wurde, unter Verwendung strahlungsleitender Einrichtungen, z.B. strahlungsleitender Fasern oder anderer optischer Bauteile, in den Körper 10 einzuleiten. Ebenso kann die Strahlung unter Verwendung derartiger strahlungsleitender Einrichtungen zum Detektor geführt werden. Auf diese Weise ist es auch möglich Strahlung eines Senders 20 an unterschiedlichen Stellen des Körpers 10 einzuleiten bzw. Strahlung an unterschiedlichen Stellen des Körpers 10 auszuleiten und einem oder mehreren Detektoren 30, 32 zuzuführen.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsfor der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung zum Ermitteln von Ablagerungen, wie in Figur 9 skizziert ist, zweiteilig aufgebaut. Hierbei wird ein Anschlußteil AT verwendet, der sich im Inneren einer
Spülmaschine befindet. Zumindest der Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung, der den Ablagerungen, z. B. Verkalkungen, ausgesetzt ist, ist zum Austausch mit dem Anschlußteil AT lösbar verbunden. Dieser lösbar verbundene Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird im folgenden als Sensorteil ST bezeichnet.
Neben erforderlichen Einrichtungen zur lösbaren Verbindung mit dem Anschlußteil AT, umfaßt der Sensorteil ST vorzugsweise den Körper 10, kann aber auch den Sensor 20 und/oder den Detektor 30 umfassen. Der Anschlußteil AT ermöglicht die Zuleitung von zur Messung der Ablagerungen notwendigen Signale in den Sensorteil ST sowie die Ableitung von notwendigen Signalen aus dem Sensorteil ST. Die Art dieser Signale hängt von der jeweiligen Ausführung des Sensorteils ST ab. Umfaßt der Sensorteil ST den Körper 10, aber nicht den Sender 20 und den Detektor 30, so werden diese Signale elektromagnetische Strahlungen sein.
Demgegenüber sind diese Signale elektrische Signale, wenn der Sensorteil ST auch den Sender 20 und den Detektor 30 aufweist. Die von dem Anschlußteil AT abgegebenen Signale können in dieser selbst erzeugt werden oder dieser von zusätzlichen Einrichtungen zugeführt werden. In vergleichbarer Weise können Signale, die der Anschlußteil AT vom Sensorteil ST erhält, in dem Anschlußteil AT zumindest vorverarbeitet und dann an weitere Einrichtungen weitergeleitet werden oder unmittelbar an andere Einrichtungen zur Auswertung der Meßsignale übertragen werden.
Auf diese Weise ist es möglich, den Sensorteil ST z. B. bei Beschädigung oder Verschmutzung einfach auszutauschen. Deswei- teren können Sensorteile ST verwendet werden, deren Elemente
(Oberflächen) , auf denen sich Ablagerungen bilden, unterschiedliche Formen aufweisen und/oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Dies erlaubt eine anwendungsspezifische Anpassung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, um eine möglichst exakte Erfassung verschiedener Arten von Ablagerungen auf unterschiedlichen Körpern durchführen zu können.
Die in den Figuren nur schematisch beschriebenen Körper 10 können bevorzugt auch anders gestaltet werden, insbesondere bogenförmig, spiralförmig, wendeiförmig oder spulenförmig, wobei das Licht an einem Ende in den Körper eingeleitet und am anderen Ende ausgeleitet oder gemessen wird. Mit derart geformten Körpern ist es möglich, die Zahl der internen Reflexionen des eng gebündelten, also möglichst wenig divergenten Strahls zu maximieren. Es sind über hundert interne Reflexionen möglich, so daß das Meßsignal mögliche Kalkablagerungen empfindlich anzeigen kann.

Claims

Patentansnprüche
1. Vorrichtung zum Ermitteln von Ablagerungen an Oberflächen, insbesondere in flüssigkeitsführenden Maschinen, wie Wasch- und/oder Spülmaschinen, mit zumindest einem Körper (10) , an dessen Oberfläche Ablagerungen (1) auftreten und die Reflexionseigenschaften für elektromagnetische Strahlung beeinflussen, zumindest einem Sender (20) und zumindest einem Detektor (30) , der elektromagnetische Strahlung vom Sender (20) nach Reflexion zur Ermittlung der Ablagerungen mißt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung in den Körper (10) eingeleitet wird und nach interner Reflexion zu dem Detektor (30, 32) gelangt.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung nach mehrfacher interner Reflexion in dem Körper (10) zu dem Detektor (30, 32) gelangt.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (20, 22) eine elektroma- gnetische Strahlung emittiert, deren Wellenlänge so bestimmt ist, daß Ablagerungen (1) an der Oberfläche (12) des Körpers (10) eine maximale Änderung der Reflexionseigenschaften für die elektromagnetische Strahlung verursachen.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Detektoren (30, 32) in Bezug auf einen Sender (20) so angeordnet sind, daß die Wege (40, 42, 44) der elektromagnetischen Strahlung vom Sender (20) zu den Detektoren (30, 32) innerhalb des Körpers (10) unterschiedlich lang sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sender (20, 22) in Bezug auf einen Detektor (30) so angeordnet sind, daß die Wege (40, 42, 44) der elektromagnetischen Strahlung vom Sender (20, 22) zum Empfänger (30) innerhalb des Körpers (10) unterschiedlich lang sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelle des Körpers (10), an der die elektromagnetische Strahlung eingeleitet wird und die Stelle des Körpers (10), von der sie zu dem Detektor (30, 32) gelangt, benachbart sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (10) eine verspiegelte Fläche (14) zur Reflexion der Strahlung aufweist, um die elektromagnetische Strahlung zu dem Detektor (30, 32) zu leiten, wobei die Fläche (14) vorzugsweise eine zur Innenseite des Körpers (10) gerichtete Fläche mit Totalreflexion ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung sich innerhalb des lichtleitenden Körpers (10) auf einem schraubenlinienförmigen (wendeiförmigen) Weg (40, 42, 44) ausbreitet.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex des Materials (12) des Körpers (10) größer als der Brechungsindex eines den Körper (10) umgebenden Mediums (90) , insbesondere Wasser, ist, wobei das Material (12) insbesondere ein Glas ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die einen Anschlußteil (AT) und einen mit dem Anschlußteil (AT) lösbar verbundenen Sensorteil (ST) umfaßt, wobei der Sensorteil (ST) zumindest den Körper (10) aufweist.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (10) spiralförmig, wendeiförmig oder spulenförmig ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung unter einem solchen Winkel in den Körper eingeleitet wird, daß die Zahl der internen Reflexionen der Strahlung an der Oberflä- ehe des Körpers möglichst groß ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung in Form eines möglichst wenig divergenten Strahls unter einem Winkel in den Körper eingeleitet wird, der nicht parallel zur Mittelachse des Körpers ist.
15. Verfahren zum Ermitteln von Ablagerungen an Oberflächen, insbesondere in flüssigkeitsführenden Maschinen, wie Wasch- und/oder Spülmaschinen, mit den Schritten:
Senden einer elektromagnetischen Strahlung aus zumindest einem Sender,
- Reflektieren der elektromagnetischen Strahlung an einer Oberfläche eines Körpers, an der Ablagerungen auftreten, die die Reflexionseigenschaften für die Strahlung beeinflussen, und
- Detektieren der elektromagnetischen Strahlung mit zumindest einem Detektor nach ihrer Reflexion.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung in den Körper eingeleitet und nach interner Reflexion an der Oberfläche des Körpers detek- tiert wird.
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