WO2008017314A1 - Method and apparatus for detecting the use of urinals and for initiating automatic flushing - Google Patents

Method and apparatus for detecting the use of urinals and for initiating automatic flushing Download PDF

Info

Publication number
WO2008017314A1
WO2008017314A1 PCT/EP2006/007809 EP2006007809W WO2008017314A1 WO 2008017314 A1 WO2008017314 A1 WO 2008017314A1 EP 2006007809 W EP2006007809 W EP 2006007809W WO 2008017314 A1 WO2008017314 A1 WO 2008017314A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sensor
urinal
signal
capacitance
capacitor
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/007809
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Carsten Supply
Hanns Rump
Reinhard Patzer
Uwe Koziol
Rainer Preuss
Jessica Gerhart
Heinz Walter Schockenbaum
Kim Heckemüller
Original Assignee
Etr Elektronik Und Technologie Rump Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Etr Elektronik Und Technologie Rump Gmbh filed Critical Etr Elektronik Und Technologie Rump Gmbh
Priority to EP06776657A priority Critical patent/EP2076635B1/en
Priority to AT06776657T priority patent/ATE453765T1/en
Priority to PCT/EP2006/007809 priority patent/WO2008017314A1/en
Priority to DE502006005815T priority patent/DE502006005815D1/en
Publication of WO2008017314A1 publication Critical patent/WO2008017314A1/en

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03D—WATER-CLOSETS OR URINALS WITH FLUSHING DEVICES; FLUSHING VALVES THEREFOR
    • E03D5/00—Special constructions of flushing devices, e.g. closed flushing system
    • E03D5/10—Special constructions of flushing devices, e.g. closed flushing system operated electrically, e.g. by a photo-cell; also combined with devices for opening or closing shutters in the bowl outlet and/or with devices for raising/or lowering seat and cover and/or for swiveling the bowl

Definitions

  • the invention describes a method for the non-contact triggering of a flush in urinal systems with electrically controllable water valve, using a attached to the catch basin or the drainage pipe of the urinal capacitive sensor, which is connected to an electronic central control and evaluation (microcontroller), which opens the valve and then initiates flushing, if the sensor determines the intended use of the urinal due to the changing capacitance of the sensor upon introduction of a fluid under the influence of the changed dielectric influences of the fluid, and thereby the sensor sends a trigger pulse to the control unit. and evaluating unit, according to the preamble of claim 1, and a device according to the preamble of claim 10.
  • Infrared reflection infrared pulses are emitted. If a user steps in front of the urinal, the IR pulses are reflected and detected by an IR receiver. It will trigger a flush.
  • a photocell must be passed by a user who initiates a rinse.
  • the odor trap also called a siphon, contains a temperature sensor. When used as intended, the water in the siphon undergoes an increase in temperature, which causes a time-lapse purging.
  • - Ph value sensor in the siphon Urine changes the pH value of the water in the siphon, which is detected by a pH sensor and triggers a rinse.
  • a device for actuating the flushing of a toilet installation has become known, with which a variable capacity is evaluated by the variable degree of contamination of the water in the siphon.
  • the capacitance change is detected by non-water contact electrodes mounted in the area of the siphon.
  • two electrodes are arranged on the siphon of the toilet system, which are connected to the control unit, which actuates a solenoid valve for triggering respectively terminating the flushing process.
  • the electrodes form a variable capacitance of a resonant circuit in the control unit. If the water in the siphon becomes contaminated, the dielectric of the capacitor changes, which results in a shift in the frequency of the square-wave generator in the control unit.
  • the flushing process is triggered and terminated after a likewise preselectable delay time again.
  • This system is based on the measurement of absolute values of the resulting capacitances, which is ultimately associated with considerable inaccuracy. This is because the tolerances of the wall thickness or a more or less thin film of water on the surface of the basin greatly affect the capacity.
  • a purge device for urinals in which an electronic control device is provided with a capacitive probe for controlling an electro-magnetic valve for the flushing, the flushing in response to the use of urinals according to a predetermined program triggers.
  • the capacitive probe which consists of a self-adhesive metal foil or of a conductive color, attached to the back of the urinal basin.
  • the control unit itself may be arranged in the urinal basin or in a separate, splash-proof wall installation box. Also this system is based on the measurement of absolute values and is therefore too inaccurate.
  • EP 0675236A1 a method for automatically triggering a flushing process for urinals with an electrically actuated shut-off valve in the water inlet and a temperature sensor arranged in the odor trap has become known, the signals of which are evaluated by an electronic control and evaluation unit for controlling the shut-off valve.
  • the temperature gradient is determined on the basis of the values supplied by the temperature sensor, and a flushing process is triggered when a predeterminable minimum value for the temperature gradient is exceeded. The triggering of the flushing process is delayed in time.
  • WO 0250498A1 discloses a method for measuring the level of a filling material in a container by means of a capacitive sensor circuit, in which a sensor is connected via an electrical line to an AC voltage source of known frequency and the current flowing in the line to a measuring device measured and / or displayed, the measured current is directly proportional to the level of the filling material.
  • the AC voltage is applied to the contents or is generated in this, wherein the capacitance of the consisting of the single, passive-acting sensor and the filling material capacitor is measured and displayed as water level.
  • the sensor is mounted on the wall of the container so that it extends over the height of all to be expected in the tank levels. Also, the sensor may be attached to the outside of the wall of electrically non-conductive material. On or in the container, a plurality of sensors are mounted at different locations, wherein an average value is formed and displayed from the capacitance values of all sensors.
  • the electrical value of the capacitor is fed to an evaluation, which forms a mean value of a plurality of past measured values and the respective current value is compared with this average, wherein when a deviation exceeding an arbitrary size deviation is detected, a purge order a time interval that can be freely selected is triggered with a time delay.
  • the oldest measured value drops away and is replaced by a new measured value, whereby the mean value is formed from the remaining values. This can be done analogically or digitally arithmetically.
  • the current measured value of the capacitance is compared with the mean value thus formed. If the current measured value differs from the mean value by a freely selectable amount, for example by introducing urine into the tank, the evaluation circuit emits a signal.
  • the invention is based on the object, on the one hand to avoid the aforementioned disadvantages and on the other hand to provide a method and a device, which as well as which ensure a safe function of the flushing process of a urinal and to be cost-effective. - -
  • the solution of the problem consists in a method of the type mentioned is that after each flushing of the urinary either the sensor value of the trigger pulse or the switching threshold recalibrated after a selectable time and thus adapted to the ruling after the rinsing changed conditions of the urinary.
  • the invention makes use of the known knowledge that the capacitance (in picofarads pF) of an electrical capacitor is determined by the area of the capacitor, the distances of the surfaces from one another and the quality of the dielectric insulating the surfaces from one another.
  • the invention has the advantage that both rapid changes in the capacitance of the sensor and slow changes, such as contamination by e.g. Urine stone, to be compensated according to this method.
  • the gain thereof within the control and evaluation unit is adapted for recalibration of this sensor value of the triggering pulse.
  • the valve is locked in a permanent sensor signal to prevent overflow of the urinary.
  • the triggering pulse of the sensor must be present for a selectable period of time before the triggering pulse is forwarded to the control and evaluation unit.
  • rinsing of the urinais is triggered by a time interval that is freely selectable, when the use of the urinalis is detected.
  • the main rinse, a short second rinse, final rinse after a short, selectable time after a first rinse, the main rinse, a short second rinse, final rinse, triggered with the purpose of ensuring the filling of the siphon.
  • the capacitive sensor is arranged on the outlet of the odor trap (siphon) on the outside of the outlet of the urinal.
  • the functional groups unfolded capacitor, sensor electronics, microcontroller as a control and evaluation unit and switching bridge form a coherent functional unit.
  • a mounting barrier is arranged on a peelable metal foil on the inside of the pelvis, which prevents a change in capacity and thus triggering the assembly time of the urinary.
  • a sensor capacitor Cs is connected to a capacitance / voltage converter, which feeds its output signal to a variable amplifier, which in turn its output signal of a parallel circuit of an RC element, formed of a resistor and a capacitor, and a voltage output, formed of two resistors, feeds, with a uniform output signal this is applied via the RC element as a threshold to the '+' input of an operational amplifier and at the same time in reduced form via the voltage divider as to be evaluated sensor signal to the ' -'Input of the operational amplifier is placed.
  • a sensor capacitor Cs is connected to a capacitance / voltage converter, which has its output signal of a parallel circuit of an RC element, formed of a resistor and a capacitor, and a voltage divider formed of two resistors, supplies, wherein over the resistance of the RC element, a switch is placed, which short-circuits the resistance of the RC element in one position, and at a uniform output of the Capacitance / voltage converter this output signal (12 1 ) is applied to the RC element and is applied as a threshold to the '+' input of an operational amplifier, this output signal of the capacitance / voltage converter equally abandoned in a reduced form the voltage divider as to be evaluated sensor signal and is applied to the '-' input of the operational amplifier, so that at a uniform output of the capacitance / voltage converter no switching signal is generated at the output of the operational amplifier.
  • Figure 1 shows an electrical capacitor as a sensor in which the surfaces of the capacitor are not facing each other, but are arranged side by side, which is why the field lines run in space; _ _
  • FIG. 2 shows a variant of a capacitor whose surfaces are arranged in the form of two trapezoidal metal adhesive films, the electrical connections leading to a control and evaluation unit in which the electrical capacitance of the capacitor is evaluated and the sensor signal is signal-processed;
  • FIG. 3 shows the function of the recalibration according to the invention of the value of the sensor on the time axis after a rinsing process
  • FIG. 4 shows the function of the recalibration according to the invention of the threshold value on the time axis after a flushing process
  • Figure 5 is an electrical schematic diagram of a control and evaluation unit for carrying out the method according to the invention
  • FIG. 6 shows a further circuit diagram of a control and evaluation unit for carrying out the method according to the invention in the recalibration of the sensor value (FIG. 3), with a time control and a holding element for a variable amplifier, and
  • FIG. 7 shows a further circuit diagram of a control and evaluation unit for carrying out the method according to the invention when recalibrating the switching threshold (FIG. 4), with a time control and a holding element for a variable amplifier.
  • FIG. 1 shows a known, technical embodiment for this purpose in which the capacitor surfaces 30 are arranged in the form of two adjacent trapezoidal metal adhesive films.
  • the electrical connections lead to a control and evaluation unit 32 in which the electrical capacitance of the capacitor is evaluated and supplied to signal processing.
  • the shape of the surfaces of the capacitor is in principle freely selectable.
  • the urinal hanging from the wall has an internal basin for the collection of the introduced liquids, which have an outlet with an odor closure, siphon, is derived.
  • the basin carries on its rear outside a capacity-forming structure, as described above, with the control and evaluation unit.
  • the structure of the capacitance-forming structure from DE 10261283A1 is known.
  • a double-sided self-adhesive film is glued to the outside of the basin and carries the conductive structure as well as the transmitter.
  • the arrangement is covered by a further foil, which consists of a thin insulating layer to prevent condensation of the surface of the conductive foil, when the surface of the basin is cooled during the flushing in the tank by running cold water.
  • the detected signal of the sensor is recalibrated within a freely selectable period of time after each flushing process.
  • This can be done by either recalibrating either the sensor value of the trigger pulse or the switching threshold after a selectable time after each rinsing process of the urinary, and thus adapted to the changed conditions of the urinary system after the rinsing process. It thus finds a sliding, d.i. a constant recalibration takes place after each flushing process. This means that after each flushing operation, an automatic adjustment of the sensor value or, optionally, the switching threshold to the new basic capacitance of the capacitor that occurs after the flushing takes place.
  • FIG. 3 explains the function of the recalibration according to the invention of the sensor value on the time axis after flushing operations.
  • the course of the sensor signal 1 is shown, which corresponds to the capacitance of the electrical capacitor Cs, sensor.
  • the dashed threshold 2 determines the switching threshold of the system, in which a triggering of the flushing process - -
  • the sensor signal 1 changes abruptly; it intersects the straight line of the threshold value 2 running parallel to the t-axis, as a result of which a switching pulse 4 is triggered.
  • the sensor signal 1 Due to the recalibration of the sensor signal in point 5, the sensor signal 1 is automatically reset to the initial value, here the intersection with the C (pF) axis in FIG. 3, so that in turn the sensor signal 1 intersects the straight line of the threshold value 2 and below the threshold value runs. In the subsequent introduction of water or urine at time 6, it comes to a renewed exceeding of the threshold value 2 and thus to a safe triggering of a next switching pulse at time 7. This process is repeated after each rinse.
  • the recalibration is carried out in such a way that the sensor signal delivered by the sensor immediately after flushing - which has indeed changed in accordance with the changed capacity - is trimmed to a previously determined initial value.
  • the sensor signal is either amplified or weakened accordingly or also divided by suitable voltage divider or potentiometer circuits accordingly.
  • Reference numeral 8 in FIG. 3 identifies the amplification factor of the sensor signal that changes over time, with a decrease in the amplification factor of the sensor signal taking place in the example shown on the basis of (assumed) increasing capacitance of the sensor.
  • the sensor signal 1 due to the wetted surfaces in the pelvis of the urinary would only very slowly approach the predetermined starting or initial value again, whereby the system would not immediately be operational again.
  • the maximum signal swing is always available after the recalibration, so that in this way the signal-to-noise ratio is increased.
  • FIG. 4 explains the function of the recalibration according to the invention of the threshold values on the time axis, that is to say when the threshold value is tracked in accordance with the changing capacitance of the sensor.
  • the course of the sensor signal 1 is shown, which corresponds to the changing capacitance of the capacitor.
  • the threshold value 2 composed of several straight lines parallel to the t-axis determines the different switching thresholds of the system at which a triggering of the flushing process is to take place.
  • the sensor signal 1 changes abruptly. Due to this introduction of water or urine at time 3, the modified sensor signal 1 cuts the threshold value 2 and a switching pulse 4 is triggered.
  • the threshold value 2 is automatically raised to a value which is above the instantaneous value of the sensor signal 1. In a subsequent introduction of water or urine at time 6, therefore, it comes to a renewed exceeding of the changed threshold 2 by the sensor signal 1 and thus to a safe triggering of the switching pulse 7.
  • the reference numeral 8 in turn, over time virtually constant gain factor the sensor signal marked.
  • the sensor signal 1 due to the wetted surfaces of the pelvis of the urinary would only very slowly lower to a value which is below the threshold value, whereby the system would not immediately be operational again after use of the urinal.
  • the structure forming the condenser is arranged at the outlet of the odor trap (siphon) on the outside of the drainpipe. If water runs out of the odor trap by introducing urine, this changes the electrical capacity of the structure, which is evaluated and results in a flush.
  • the microprocessor required for the control of the evaluation of the capacitive sensor is used according to the invention for controlling the recalibration of the sensor signal or the threshold value as well as for the control of the time sequence of the subsequent flushing operation.
  • the waiting time is calculated so that a flushing is triggered in a reasonable time after the start of use.
  • the waiting time can be set and is in practice between 15-25 seconds.
  • the microprocessor starts a second waiting time in which water flows through the open valve. This time will be between 2-10 seconds, and can be adjusted to the needs, because the time is decisive for the amount of flushing water.
  • the valve is closed.
  • Another waiting time of about 1-5 seconds is then started to wait for the drainage of the rinse water, because sometimes sucked by the suction of the running water, the siphon and this then no longer fulfills its function as an odor threshold.
  • the microprocessor is opened by another impulse, the valve to be closed again after about 1-2 seconds. The time of opening the valve is such that the siphon is reliably filled up.
  • the microprocessor causes a compulsory flushing according to the procedure described above at regular intervals after a regular flushing.
  • the time span can be several days and is in principle selectable.
  • FIG. 5 An electrical circuit diagram of an apparatus for carrying out the method according to the invention is shown in FIG. 5.
  • the reference numeral 30 again indicates the two unfolded capacitor surfaces of the sensor.
  • a transducer 20 is used to determine the capacity of the unfolded capacitor.
  • Main memory and integrated program memory serves to execute the stored control program.
  • the output signal of the microprocessor 21 is fed to a switching bridge 10, which in the bridge arms in bridge circuit four switching transistors 22, 22 ', 22 ", 22'" and thus the switching transistors are electrically connected to the microcontroller.
  • a bistable water valve 11 In the evaluation branch of the bridge is a bistable water valve 11.
  • the capacity of the battery is sized, for example 7.500mA / h, to ensure a reasonable service life.
  • Batteries are known which, with an average power consumption of the evaluation and control unit 32 of 50 .mu.A ensure a lifetime of about 10 years.
  • the sensor for detecting the use of urinais is a folded-up electrical capacitor and consists of thin metal foils which are attached at a suitable location on the outside of the urinal basin.
  • the metal foils are self-adhesive and can be easily mounted.
  • the electronics for measuring the capacitance of the unfolded capacitor may be directly connected to a microcontroller which processes the signals from the transmitter and initiates purging as the capacitance changes due to the introduction of liquid and which controls the recalibration. Immediately an electrical switching bridge is controlled by the microcontroller, which switches an electric water valve.
  • the electrical functional groups namely the sensor evaluation electronics downstream of the sensor, a microcontroller for controlling all processes, a switching bridge, are incorporated in the control and evaluation unit 32, which is preferably arranged on a single electrical circuit board.
  • FIG. 6 shows a block diagram of a control and evaluation unit for carrying out the method according to the invention of the variant of the recalibration of the sensor value (FIG. 3).
  • a sensor capacitor Cs is connected to a Capacitance / voltage converter 12 is connected, which supplies its output signal 12 'to a variable amplifier 13.
  • the gain of the output signal 13 ' is reduced via the variable amplifier 13 so that the signal level at the operational amplifier 17 produces no more output signal.
  • the sensor signal is recalibrated and a renewed signal rise leads directly to a renewed signaling.
  • FIG. 7 shows a modification of FIG. 6, namely, when the switching threshold is recalibrated and tracked according to the method according to the invention. Identical parts are provided with identical reference numerals for this reason.
  • a switch 19 is placed over the resistor 15, which in one position, the resistor 15 short-circuit is capable.
  • a sensor capacitor Cs is in turn connected to a capacitance / voltage converter 12. - -
  • the resistor 15 is bridged by a switch 19, so that the voltage value of the capacitor 16 adjusts itself directly to the signal 12 '.
  • the switching threshold is recalibrated and a renewed signal rise leads directly to a renewed signaling.
  • the invention can be used commercially, in particular for the control of urinals.
  • the particular usefulness of the invention is that after the recalibration always the maximum signal available, so that in this way the signal-to-noise ratio is increased.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Sanitary Device For Flush Toilet (AREA)

Abstract

The invention relates to a method and an apparatus for contactlessly initiating flushing in urinal systems with an electrically actuable water valve using a capacitive sensor which is fitted to the collecting tank or to the outflow pipe of the urinal and is electrically connected to an electronic central control and evaluation unit (microcontroller) which opens the valve and initiates flushing when the sensor ascertains that the urinal is used as intended on the basis of the capacitance of the sensor, which changes when a liquid is introduced under the influence of the dielectric influences of the liquid which are changed thereby, and the sensor thus emits a sensor signal to the control and evaluation unit. After each urinal flushing operation, either the sensor value of the sensor signal or the switching threshold is recalibrated after a selectable period of time and is thus matched to the changed conditions of the urinal which prevail after the flushing operation.

Description

"Verfahren und Vorrichtung zur berührunqslosen Auslösung einer Spülung in Uhnalsvstemen" "Method and device for contactless triggering of a flush in Uhnalsvstemen"
Technisches Gebiet: Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur berührungslosen Auslösung einer Spülung in Urinalsystemen mit elektrisch ansteuerbarem Wasserventil, unter Verwendung eines am Auffangbecken oder am Ablaufrohr des Urinais angebrachten kapazitiven Sensors, welcher mit einer elektronischen zentralen Steuer- und Auswerteeinheit (MikroController) verbunden ist, welche das Ventil öffnet und dann eine Spülung auslöst, wenn der Sensor aufgrund der sich bei Einleitung einer Flüssigkeit unter Einfluss der damit veränderten dielektrischen Einflüsse der Flüssigkeit sich ändernden Kapazität des Sensors die bestimmungsgemäße Nutzung des Urinais feststellt, und dadurch der Sensor einen Auslöseimpuls an die Steuer- und Auswerteeinheit abgibt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , sowie eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.Technical field: The invention describes a method for the non-contact triggering of a flush in urinal systems with electrically controllable water valve, using a attached to the catch basin or the drainage pipe of the urinal capacitive sensor, which is connected to an electronic central control and evaluation (microcontroller), which opens the valve and then initiates flushing, if the sensor determines the intended use of the urinal due to the changing capacitance of the sensor upon introduction of a fluid under the influence of the changed dielectric influences of the fluid, and thereby the sensor sends a trigger pulse to the control unit. and evaluating unit, according to the preamble of claim 1, and a device according to the preamble of claim 10.
Stand der Technik:State of the art:
Der Wunsch nach berührungsloser und automatischer Spülung von Urinalen nach bestimmungsgemäßer Nutzung derselben gewinnt zunehmend weitere Verbreitung. Bekannt sind die folgenden verschiedenen Sensormethoden:The desire for non-contact and automatic flushing of urinals after their intended use of the same is becoming increasingly widespread. The following different sensor methods are known:
- Infrarot-Reflektion:lnfrarot-Impulse werden ausgesendet. Tritt ein Nutzer vor das Urinal, werden die IR-Impulse reflektiert und von einem IR-Empfänger erfasst. Es wird eine Spülung ausgelöst.Infrared reflection: infrared pulses are emitted. If a user steps in front of the urinal, the IR pulses are reflected and detected by an IR receiver. It will trigger a flush.
- Lichtschranke: Eine Lichtschranke muss von einem Nutzer durchschritten werden, welches eine Spülung auslöst.- Photocell: A photocell must be passed by a user who initiates a rinse.
- Temperatur-Sensor: Im Geruchsverschluß, auch Siphon genannt, befindet sich ein Temperatursensor. Bei bestimmungsgemäßer Nutzung erfährt das im Siphon stehende Wasser eine Temperaturerhöhung, was zeitverzögert eine Spülung auslöst. - Ph-Wert-Sensor im Siphon: Urin verändert den pH-Wert des im Siphon stehenden Wassers, welcher durch einen pH-Wert-Sensor detektiert wird und eine Spülung auslöst.- Temperature sensor: The odor trap, also called a siphon, contains a temperature sensor. When used as intended, the water in the siphon undergoes an increase in temperature, which causes a time-lapse purging. - Ph value sensor in the siphon: Urine changes the pH value of the water in the siphon, which is detected by a pH sensor and triggers a rinse.
- Radar: Hinter der Keramik sitzt ein Mikrowellenradar. Der Nutzer reflektiert Radarsignale, welche eine Spülung auslösen.- Radar: Behind the ceramic sits a microwave radar. The user reflects radar signals, which cause a flush.
Durch die DE 3228061A1 ist eine Vorrichtung zum Betätigen der Spülung einer WC-Anlage bekannt geworden, mit der durch den veränderlichen Verunreinigungsgrad des Wassers im Siphon eine variable Kapazität ausgewertet wird. Die Kapazitätsänderung wird durch nicht mit dem Wasser in Berührung stehende Elektroden, die im Bereich des Siphons angebracht sind, erfasst. Hierzu sind am Siphon der WC-Anlage zwei Elektroden angeordnet, die mit dem Steuergerät verbunden sind, welches ein Magnetventil zum Auslösen respektive Beendigen des Spülvorganges betätigt. Die Elektroden bilden eine variable Kapazität eines Schwingkreises im Steuergerät. Bei einer Verunreinigung des Wassers im Siphon ändert sich das Dielektrikum des Kondensators, was eine Verschiebung der Frequenz des Rechteckgenerators im Steuergerät zur Folge hat. Bei einer bestimmten, einstellbaren Schwelle wird der Spülvorgang ausgelöst und nach einer ebenfalls vorwählbaren Verzögerungszeit wieder beendet. Dieses System basiert auf der Messung von Absolutwerten der sich ergebenden Kapazitäten, was letztlich mit einer erheblichen Ungenauigkeit verbunden ist. Das rührt daher, weil die Toleranzen der Wandstärke oder ein mehr oder weniger dünner Wasserfilm auf der Oberfläche des Beckens die Kapazität stark beeinflusst.From DE 3228061A1 a device for actuating the flushing of a toilet installation has become known, with which a variable capacity is evaluated by the variable degree of contamination of the water in the siphon. The capacitance change is detected by non-water contact electrodes mounted in the area of the siphon. For this purpose, two electrodes are arranged on the siphon of the toilet system, which are connected to the control unit, which actuates a solenoid valve for triggering respectively terminating the flushing process. The electrodes form a variable capacitance of a resonant circuit in the control unit. If the water in the siphon becomes contaminated, the dielectric of the capacitor changes, which results in a shift in the frequency of the square-wave generator in the control unit. At a certain, adjustable threshold, the flushing process is triggered and terminated after a likewise preselectable delay time again. This system is based on the measurement of absolute values of the resulting capacitances, which is ultimately associated with considerable inaccuracy. This is because the tolerances of the wall thickness or a more or less thin film of water on the surface of the basin greatly affect the capacity.
Durch die DE 7139997U ist des Weiteren eine Spülvorrichtung für Urinale bekannt geworden, bei der zur Steuerung eines elektro-magnetischen Ventils für die Wasserspülung eine elektronische Steuereinrichtung mit einer kapazitiven Sonde vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von der Benutzung des Urinais nach einem vorgegebenen Programm die Spülung auslöst. Dabei ist die kapazitive Sonde, welche aus einer selbstklebenden Metallfolie oder aus einer leitfähigen Farbe besteht, an der Rückseite des Urinalbeckens angebracht. Das elektro- nische Steuergerät selbst kann im Urinalbecken oder in einem separaten, spritz- wassergeschützten Wandeinbaukasten angeordnet sein. Auch dieses System basiert auf der Messung von Absolutwerten und ist dadurch zu ungenau.From DE 7139997U a purge device for urinals is also known, in which an electronic control device is provided with a capacitive probe for controlling an electro-magnetic valve for the flushing, the flushing in response to the use of urinals according to a predetermined program triggers. In this case, the capacitive probe, which consists of a self-adhesive metal foil or of a conductive color, attached to the back of the urinal basin. The electric The control unit itself may be arranged in the urinal basin or in a separate, splash-proof wall installation box. Also this system is based on the measurement of absolute values and is therefore too inaccurate.
Durch die EP 0675236A1 ist ein Verfahren zum selbsttätigen Auslösen eines Spülvorganges für Urinale mit einem elektrisch betätigbaren Absperrventil im Wasserzulauf und einem im Geruchsverschluß angeordneten Temperatursensor bekannt geworden, dessen Signale von einer elektronischen Steuer- und Auswerteeinheit zur Steuerung des Absperrventils ausgewertet werden. Durch die Steuer- und Auswerteeinheit wird anhand der vom Temperatursensor gelieferten Werte der Temperaturgradient ermittelt und bei Überschreiten eines vorgebbaren Minimalwertes für den Temperaturgradienten ein Spülvorgang ausgelöst. Dabei erfolgt die Auslösung des Spülvorganges zeitlich verzögert.By EP 0675236A1 a method for automatically triggering a flushing process for urinals with an electrically actuated shut-off valve in the water inlet and a temperature sensor arranged in the odor trap has become known, the signals of which are evaluated by an electronic control and evaluation unit for controlling the shut-off valve. By means of the control and evaluation unit, the temperature gradient is determined on the basis of the values supplied by the temperature sensor, and a flushing process is triggered when a predeterminable minimum value for the temperature gradient is exceeded. The triggering of the flushing process is delayed in time.
Durch die WO 0250498A1 ist des Weiteren ein Verfahren zum Messen des Pegelstandes eines Füllgutes in einem Behälter mit Hilfe einer kapazitiven Sensorschaltung bekannt geworden, bei der ein Sensor über eine elektrische Leitung mit einer Wechselspannungsquelle bekannter Frequenz verbunden und der in der Leitung fließende Strom an einem Messgerät gemessen und/oder angezeigt wird, wobei die gemessene Stromstärke direkt proportional zum Pegelstand des Füllgutes ist. Die Wechselspannung liegt am Füllgut an oder wird in diesem erzeugt, wobei die Kapazität des aus dem einzigen, passiv wirkenden Sensor und dem Füllgut bestehenden Kondensators gemessen und als Pegelstand angezeigt wird. Dabei ist der Sensor so an der Wand des Behälters angebracht, dass er sich über die Höhe aller im Behälter zu erwartenden Pegelstände erstreckt. Auch kann der Sensor an der Außenseite der Wand aus elektrisch nicht leitendem Material angebracht sein. Am oder im Behälter sind mehrere Sensoren an unterschiedlichen Stellen angebracht, wobei aus den Kapazitätswerten aller Sensoren ein Mittelwert gebildet und angezeigt wird.Furthermore, WO 0250498A1 discloses a method for measuring the level of a filling material in a container by means of a capacitive sensor circuit, in which a sensor is connected via an electrical line to an AC voltage source of known frequency and the current flowing in the line to a measuring device measured and / or displayed, the measured current is directly proportional to the level of the filling material. The AC voltage is applied to the contents or is generated in this, wherein the capacitance of the consisting of the single, passive-acting sensor and the filling material capacitor is measured and displayed as water level. The sensor is mounted on the wall of the container so that it extends over the height of all to be expected in the tank levels. Also, the sensor may be attached to the outside of the wall of electrically non-conductive material. On or in the container, a plurality of sensors are mounted at different locations, wherein an average value is formed and displayed from the capacitance values of all sensors.
Durch die DE 10261283A1 ist ein Verfahren zur berührungslosen Auslösung einer Spülung in Urinalsystemen bekannt geworden, wobei eine zentrale Steuer- und Auswerteeinheit ein elektrisches Ventil öffnet und eine Spülung dann auslöst, wenn ein Kondensator als Sensor die bestimmungsgemäße Nutzung des Urinais feststellt, wobei der Kondensator auf der Wasser abgewandten Seite des Auffangbeckens oder Ablaufrohres als flache Struktur aufgebracht ist, welche die bei Einleitung einer Flüssigkeit unter Einfluss der damit veränderten dielektrischen Einflüsse der Flüssigkeit den elektrischen Wert des Kondensators verändert, was durch eine Auswerteschaltung detektiert wird und durch zeitweiliges Öffnen eines Wasserventils eine Spülung auslöst. Dabei wird der elektrische Wert des Kondensators einer Auswertung zugeführt, welche aus einer Vielzahl von zeitlich zurückliegenden Messwerten ein Mittelwert bildet und der jeweils aktuelle Wert mit diesem Mittelwert verglichen wird, wobei dann, wenn eine eine frei wählbare Größe überschreitende Abweichung festgestellt wird, eine Spülung um einen frei wählbaren Zeitraum zeitverzögert ausgelöst wird. Jeweils der älteste Messwert fällt weg und wird durch einen neuen Messwert ersetzt, wobei aus den verbleibenden Werten der Mittelwert gebildet wird. Dies kann analogtechnisch oder digital-arithmetisch erfolgen. Der jeweils aktuelle Messwert der Kapazität wird mit dem so gebildeten Mittelwert verglichen. Weicht der aktuelle Messwert vom Mittelwert um einem frei wählbaren Betrag ab, etwa durch Einleiten von Urin in das Becken, gibt die Auswerteschaltung ein Signal ab.By DE 10261283A1 a method for non-contact triggering a flush in urinal systems has become known, wherein a central control and evaluation unit opens an electric valve and then releases a flush, if a capacitor as a sensor determines the intended use of the urinal, wherein the condenser on the side facing away from the water catchment basin or drain pipe is applied as a flat structure, which upon introduction of a liquid under the influence of the dielectric influences of the liquid thus changed the electrical value of the capacitor changes, which is detected by an evaluation circuit and triggers a flush by temporarily opening a water valve. In this case, the electrical value of the capacitor is fed to an evaluation, which forms a mean value of a plurality of past measured values and the respective current value is compared with this average, wherein when a deviation exceeding an arbitrary size deviation is detected, a purge order a time interval that can be freely selected is triggered with a time delay. In each case the oldest measured value drops away and is replaced by a new measured value, whereby the mean value is formed from the remaining values. This can be done analogically or digitally arithmetically. The current measured value of the capacitance is compared with the mean value thus formed. If the current measured value differs from the mean value by a freely selectable amount, for example by introducing urine into the tank, the evaluation circuit emits a signal.
Nachteilig bei den bekannten Systemen ist, dass die Sensorwerterfassung nach einer Auslösung sowohl durch die auf der Rückseite des Urinais stattfindender Betauung, als auch durch ablaufendes Wasser und verbleibende Restfeuchte, eine erheblich höhere Grundkapazität hat, welche sich über eine Mittelwertbildung nur sehr langsam anpasst.A disadvantage of the known systems that the sensor value detection after triggering both by the taking place on the back of the urinais condensation, as well as by running water and residual moisture has a significantly higher basic capacity, which adapts very slowly about averaging.
Technische Aufgabe:Technical task:
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einerseits die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und andererseits ein Verfahren sowie eine Vorrichtung anzugeben, welches sowie welche eine sichere Funktion des Spülungsvorgangs eines Urinais gewährleisten und dazu kostengünstig sein soll. - -The invention is based on the object, on the one hand to avoid the aforementioned disadvantages and on the other hand to provide a method and a device, which as well as which ensure a safe function of the flushing process of a urinal and to be cost-effective. - -
Offenbarung der Erfindung und deren Vorteile:Disclosure of the invention and its advantages:
Die Lösung der Aufgabe besteht bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung darin, dass nach jedem Spülvorgang des Urinais entweder der Sensorwert des Auslöseimpulses oder die Schaltschwelle nach einer wählbaren Zeit neu kalibriert und somit an die nach dem Spülvorgang herrschenden geänderten Bedingungen des Urinais angepasst wird.The solution of the problem consists in a method of the type mentioned is that after each flushing of the urinary either the sensor value of the trigger pulse or the switching threshold recalibrated after a selectable time and thus adapted to the ruling after the rinsing changed conditions of the urinary.
Die Erfindung bedient sich dabei der bekannten Erkenntnis, dass die Kapazität (in Picofarad pF) eines elektrischen Kondensators bestimmt wird durch die Fläche des Kondensators, die Abstände der Flächen zueinander und die Güte des die Flächen voneinander isolierenden Dielektrikums. Die Erfindung besitzt dadurch den Vorteil, dass sowohl schnelle Änderungen der Kapazität des Sensors als auch langsame Veränderungen, wie Verschmutzung durch z.B. Urinstein, nach diesem Verfahren kompensiert werden.The invention makes use of the known knowledge that the capacitance (in picofarads pF) of an electrical capacitor is determined by the area of the capacitor, the distances of the surfaces from one another and the quality of the dielectric insulating the surfaces from one another. The invention has the advantage that both rapid changes in the capacitance of the sensor and slow changes, such as contamination by e.g. Urine stone, to be compensated according to this method.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens bezüglich der Alternative der Neu- oder Rekalibrierung des Sensorwertes des Auslöseimpulses wird zur Rekalibrierung dieses Sensorwertes des Auslöseimpulses die Verstärkung desselben innerhalb der Steuer- und Auswerteeinheit angepasst.In a further embodiment of the method according to the invention with regard to the alternative of recalibration or recalibration of the sensor value of the triggering pulse, the gain thereof within the control and evaluation unit is adapted for recalibration of this sensor value of the triggering pulse.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei einem permanenten Sensorsignal das Ventil verriegelt, um das Überlaufen des Urinais zu verhindern.In a further embodiment of the method according to the invention, the valve is locked in a permanent sensor signal to prevent overflow of the urinary.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens muss der Auslöseimpuls des Sensors für einen wählbaren Zeitraum anliegen, bevor der Auslöseimpuls an die Steuer- und Auswerteeinheit weitergeleitet wird.In a further embodiment of the method according to the invention, the triggering pulse of the sensor must be present for a selectable period of time before the triggering pulse is forwarded to the control and evaluation unit.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Spülung des Urinais um einen frei wählbaren Zeitraum zeitverzögert ausgelöst, wenn die Nutzung des Urinais detektiert wird. In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach einer kurzen, wählbaren Zeit nach einer ersten Spülung, Hauptspülung, eine kurze zweite Spülung, Nachspülung, ausgelöst mit dem Zweck, die Auffüllung des Siphons sicherzustellen.In a further embodiment of the method according to the invention, rinsing of the urinais is triggered by a time interval that is freely selectable, when the use of the urinalis is detected. In a further embodiment of the method according to the invention, after a short, selectable time after a first rinse, the main rinse, a short second rinse, final rinse, triggered with the purpose of ensuring the filling of the siphon.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der kapazitive, Sensor am Auslauf des Geruchsverschlusses (Siphon) auf der Außenseite des Auslaufs des Urinais angeordnet.In a further embodiment of the method according to the invention, the capacitive sensor is arranged on the outlet of the odor trap (siphon) on the outside of the outlet of the urinal.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens bilden die Funktionsgruppen aufgefalteter Kondensator, Sensorelektronik, MikroController als Steuer- und Auswerteeinheit und Schaltbrücke eine zusammenhängende Funktionseinheit.In a further embodiment of the method according to the invention, the functional groups unfolded capacitor, sensor electronics, microcontroller as a control and evaluation unit and switching bridge form a coherent functional unit.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Montagesperre über eine abziehbare Metallfolie auf der Innenseite des Beckens angeordnet, welche eine Kapazitätsveränderung und damit eine Auslösung zum Montagezeitpunkt des Urinais verhindert.In a further embodiment of the method according to the invention a mounting barrier is arranged on a peelable metal foil on the inside of the pelvis, which prevents a change in capacity and thus triggering the assembly time of the urinary.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Sensor- Kondensator Cs an einen Kapazitäts/Spannung-Konverter angeschlossen, welcher sein Ausgangssignal einem variablen Verstärker zuführt, welcher seinerseits sein Ausgangssignal einer Parallelschaltung aus einem RC-Glied, gebildet aus einem Widerstand und einem Kondensator, und einem Spannungs- teuer, gebildet aus zwei Widerständen, zuführt, wobei bei einem gleichmäßigen Ausgangssignal dieses über das RC-Glied als Schwellwert an den '+' Eingang eines Operationsverstärkers gelegt wird und gleichzeitig in reduzierter Form über den Spannungsteiler als zu bewertendes Sensorsignal an den '-'Eingang des Operationsverstärkers gelegt wird.In a further embodiment of the method according to the invention, a sensor capacitor Cs is connected to a capacitance / voltage converter, which feeds its output signal to a variable amplifier, which in turn its output signal of a parallel circuit of an RC element, formed of a resistor and a capacitor, and a voltage output, formed of two resistors, feeds, with a uniform output signal this is applied via the RC element as a threshold to the '+' input of an operational amplifier and at the same time in reduced form via the voltage divider as to be evaluated sensor signal to the ' -'Input of the operational amplifier is placed.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Sensor- Kondensator Cs an einen Kapazitäts/Spannung-Konverter angeschlossen, welcher sein Ausgangssignal einer Parallelschaltung aus einem RC-Glied, gebildet aus einem Widerstand und einem Kondensator, und einem Spannungsteiler, gebildet aus zwei Widerständen, zuführt, wobei über den Widerstand des RC-Gliedes ein Schalter gelegt ist, welcher in einer Stellung den Widerstand des RC-Gliedes kurzschließt, und bei einem gleichmäßigem Ausgangssignal des Kapazitäts/Spannung-Konverters dieses Ausgangssignal (121) über dem RC- Glied anliegt und als Schwellwert dem '+' Eingang eines Operationsverstärkers aufgegeben wird, wobei dieses Ausgangssignal des Kapazitäts/Spannung- Konverters gleichermaßen in reduzierter Form dem Spannungsteiler als zu bewertendes Sensorsignal aufgegeben wird und am '-' Eingang des Operationsverstärkers anliegt, so dass bei einem gleichmäßigen Ausgangssignal des Kapazitäts/Spannung-Konverters kein Schaltsignal am Ausgang des Operationsverstärker erzeugt wird.In a further embodiment of the method according to the invention, a sensor capacitor Cs is connected to a capacitance / voltage converter, which has its output signal of a parallel circuit of an RC element, formed of a resistor and a capacitor, and a voltage divider formed of two resistors, supplies, wherein over the resistance of the RC element, a switch is placed, which short-circuits the resistance of the RC element in one position, and at a uniform output of the Capacitance / voltage converter this output signal (12 1 ) is applied to the RC element and is applied as a threshold to the '+' input of an operational amplifier, this output signal of the capacitance / voltage converter equally abandoned in a reduced form the voltage divider as to be evaluated sensor signal and is applied to the '-' input of the operational amplifier, so that at a uniform output of the capacitance / voltage converter no switching signal is generated at the output of the operational amplifier.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur berührungslosen Auslösung einer Spülung in Urinalsystemen mit elektrisch ansteuerbarem Wasserventil, mit einem am Auffangbecken oder am Ablaufrohr des Urinais angebrachten, flächigen kapazitiven Sensors, welcher mit einer elektronischen zentralen Steuer- und Auswerteeinheit (Mikrocontroller) elektrisch verbunden ist, welche das Ventil öffnet und dann eine Spülung auslöst, wenn der Sensor aufgrund der sich bei Einleitung einer Flüssigkeit unter Einfluss der damit veränderten dielektrischen Einflüsse der Flüssigkeit sich ändernden Kapazität des Sensors die bestimmungsgemäße Nutzung des Urinais feststellt, und dadurch der Sensor ein Sensorsignal an die Steuer- und Auswerteeinheit abzugeben imstande ist, ist zur Lösung der Aufgabe dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung nach jedem Spülvorgang des Urinais entweder den Sensorwert des Sensorsignals oder die Schaltschwelle nach einer wählbaren Zeit neu zu kalibrieren und somit an die nach dem Spülvorgang herrschenden geänderten Bedingungen des Urinais anzupassen imstande ist.A device according to the invention for non-contact triggering of a flush in urinal systems with electrically controllable water valve, with a attached to the catch basin or the drainage pipe of the urinal, capacitive capacitive sensor which is electrically connected to an electronic central control and evaluation (microcontroller) which opens the valve and then initiates a flush when the sensor determines the intended use of the urinal due to the capacitance of the sensor changing upon initiation of a fluid under the influence of the dielectric influences of the fluid, thereby giving the sensor a sensor signal to the control and evaluation unit is capable of solving the problem is characterized in that the device to recalibrate after each flushing of the urinary either the sensor value of the sensor signal or the switching threshold after a selectable time and thus at d he adapted after the flushing process adapted to change conditions of the urinary is capable of.
Kurzbeschreibung der Zeichnung, in der zeigen:Brief description of the drawing, in which:
Figur 1 einen elektrischen Kondensator als Sensor, bei dem die Flächen des Kondensators sich nicht gegenüber stehen, sondern nebeneinander angeordnet sind, weshalb die Feldlinien im Raum verlaufen; _ _Figure 1 shows an electrical capacitor as a sensor in which the surfaces of the capacitor are not facing each other, but are arranged side by side, which is why the field lines run in space; _ _
Figur 2 eine Variante eines Kondensators, dessen Flächen in Form von zwei trapezförmigen Metall-Klebefolien angeordnet sind, wobei die elektrischen Anschlüsse zu einer Steuer- und Auswerteeinheit führen, in welcher die elektrische Kapazität des Kondensators ausgewertet und das Sensorsignal einer Signalverarbeitung zugeführt wird;FIG. 2 shows a variant of a capacitor whose surfaces are arranged in the form of two trapezoidal metal adhesive films, the electrical connections leading to a control and evaluation unit in which the electrical capacitance of the capacitor is evaluated and the sensor signal is signal-processed;
Figur 3 die Funktion der erfindungsgemäßen Rekalibrierung des Wertes des Sensors auf der Zeitachse nach einem Spülvorgang;FIG. 3 shows the function of the recalibration according to the invention of the value of the sensor on the time axis after a rinsing process;
Figur 4 die Funktion der erfindungsgemäßen Rekalibrierung des Schwellwertes auf der Zeitachse nach einem Spülvorgang; Figur 5 ein elektrisches Prinzipschaltbild einer Steuer- und Auswerteeinheit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;FIG. 4 shows the function of the recalibration according to the invention of the threshold value on the time axis after a flushing process; Figure 5 is an electrical schematic diagram of a control and evaluation unit for carrying out the method according to the invention;
Figur 6 ein weiteres Schaltbild einer Steuer- und Auswerteeinheit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Rekalibrierung des Sensorwertes (Figur 3), mit einer Zeitsteuerung und einem Halteglied für einen variablen Verstärker, und6 shows a further circuit diagram of a control and evaluation unit for carrying out the method according to the invention in the recalibration of the sensor value (FIG. 3), with a time control and a holding element for a variable amplifier, and
Figur 7 ein weiteres Schaltbild einer Steuer- und Auswerteeinheit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Rekalibrierung der Schaltschwelle (Figur 4), mit einer Zeitsteuerung und einem Halteglied für einen variablen Verstärker.FIG. 7 shows a further circuit diagram of a control and evaluation unit for carrying out the method according to the invention when recalibrating the switching threshold (FIG. 4), with a time control and a holding element for a variable amplifier.
Wege zur Ausführung der Erfindung:Ways to carry out the invention:
Der prinzipielle Aufbau eines Urinais mit auf der Rückseite des Beckens des Urinais aufgebrachtem elektrischen Kondensator sowie einer Steuer- und Auswerteeinheit ist durch die DE 10261283A1 bekannt. Gemäß der Figur 1 sind die Flächen 30 des Kondensators nebeneinander angeordnet, so dass die Feldlinien 31 im Raum verlaufen. Figur 2 zeigt eine bekannte, technische Ausführung hierzu bei welcher die Kondensatorflächen 30 in Form von zwei nebeneinander liegenden trapezförmigen Metall-Klebefolien angeordnet sind. Die elektrischen Anschlüsse führen zu einer Steuer- und Auswerteeinheit 32, in der die elektrische Kapazität des Kondensators ausgewertet und einer Signalverarbeitung zugeführt wird. Die Form der Flächen des Kondensators ist prinzipiell frei wählbar. Das an der Wand hängende Urinal besitzt ein innen liegendes Becken zur Sammlung der eingeleiteten Flüssigkeiten, welche über einen Auslauf mit einem Geruchs- verschluss, Siphon, abgeleitet wird. Gewöhnlich trägt das Becken auf seiner rückwärtigen Aussenseite eine kapazitätsbildende Struktur, wie vorbeschrieben bekannt, mit der Steuer- und Auswerteeinheit. Ebenso ist der Aufbau der kapazitätsbildenden Struktur aus der DE 10261283A1 bekannt. Hierzu ist eine beidseitig selbstklebende Folie auf die Aussenseite des Beckens aufgeklebt und trägt die leitfähige Struktur wie auch die Auswerteelektronik. Die Anordnung ist abgedeckt von einer weiteren Folie, die aus einer dünnen Isolierschicht besteht, um eine Betauung der Oberfläche der leitfähigen Folie zu verhindern, wenn bei der Spülung im Becken durch laufendes kaltes Wasser die Oberfläche des Beckens abgekühlt wird.The basic construction of a urinal with applied on the back of the pelvis of the urinal electrical capacitor and a control and evaluation is known from DE 10261283A1. According to FIG. 1, the surfaces 30 of the capacitor are arranged next to one another so that the field lines 31 run in space. FIG. 2 shows a known, technical embodiment for this purpose in which the capacitor surfaces 30 are arranged in the form of two adjacent trapezoidal metal adhesive films. The electrical connections lead to a control and evaluation unit 32 in which the electrical capacitance of the capacitor is evaluated and supplied to signal processing. The shape of the surfaces of the capacitor is in principle freely selectable. The urinal hanging from the wall has an internal basin for the collection of the introduced liquids, which have an outlet with an odor closure, siphon, is derived. Usually, the basin carries on its rear outside a capacity-forming structure, as described above, with the control and evaluation unit. Likewise, the structure of the capacitance-forming structure from DE 10261283A1 is known. For this purpose, a double-sided self-adhesive film is glued to the outside of the basin and carries the conductive structure as well as the transmitter. The arrangement is covered by a further foil, which consists of a thin insulating layer to prevent condensation of the surface of the conductive foil, when the surface of the basin is cooled during the flushing in the tank by running cold water.
Die Auswertung kann praktisch nicht mit Hilfe von Absolutwerten der sich ergebenden Kapazität erfolgen, weil die Toleranzen der Wandstärke oder ein mehr oder weniger dünner Wasserfilm auf der Oberfläche des Beckens die Kapazität stark beeinflusst. Systeme, die auf der Messung von Absolutwerten basieren, sind z.B. in den DE 7139997 und DE 3228061 beschrieben.The evaluation can not be done practically with the help of absolute values of the resulting capacity, because the tolerances of the wall thickness or a more or less thin film of water on the surface of the basin greatly affects the capacity. Systems based on the measurement of absolute values are e.g. in DE 7139997 and DE 3228061.
In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach jedem Spülvorgang das erfasste Signal des Sensors innerhalb eines frei wählbaren Zeitraums rekalibriert. Das kann dadurch geschehen, dass nach jedem Spülvorgang des Urinais entweder der Sensorwert des Auslöseimpulses oder die Schaltschwelle nach einer wählbaren Zeit neu kalibriert und somit an die nach dem Spülvorgang herrschenden geänderten Bedingungen des Urinais angepasst wird. Es findet somit eine gleitende, d.i. ein ständige Neukalibrierung nach jedem Spülungs- Vorgang statt. Das bedeutet, dass nach jedem Spülvorgang eine automatische Anpassung des Sensorwertes oder wahlweise der Schaltschwelle auf die neue sich nach der Spülung einstellende Grundkapazität des Kondensators erfolgt.In an embodiment of the method according to the invention, the detected signal of the sensor is recalibrated within a freely selectable period of time after each flushing process. This can be done by either recalibrating either the sensor value of the trigger pulse or the switching threshold after a selectable time after each rinsing process of the urinary, and thus adapted to the changed conditions of the urinary system after the rinsing process. It thus finds a sliding, d.i. a constant recalibration takes place after each flushing process. This means that after each flushing operation, an automatic adjustment of the sensor value or, optionally, the switching threshold to the new basic capacitance of the capacitor that occurs after the flushing takes place.
Hierzu erläutert Figur 3 die Funktion der erfindungsgemäßen Rekalibrierung des Sensorwertes auf der Zeitachse nach Spülungsvorgängen. Es ist der Verlauf des Sensorsignals 1 abgebildet, was der Kapazität des elektrischen Kondensators Cs, Sensor, entspricht. Der gestrichelt gezeichnete Schwellwert 2 bestimmt die Schaltschwelle des Systems, bei welcher eine Auslösung des Spülvorganges - -For this purpose, FIG. 3 explains the function of the recalibration according to the invention of the sensor value on the time axis after flushing operations. The course of the sensor signal 1 is shown, which corresponds to the capacitance of the electrical capacitor Cs, sensor. The dashed threshold 2 determines the switching threshold of the system, in which a triggering of the flushing process - -
durch die Steuer- und Auswerteeinheit erfolgen soll. Bei Einleitung von Wasser oder Urin zum Zeitpunkt 3 in das Becken des Urinais verändert sich das Sensorsignal 1 sprunghaft; es schneidet die parallel zur t-Achse verlaufende Gerade des Schwellwertes 2, wodurch ein Schaltimpuls 4 ausgelöst wird.should be done by the control and evaluation. Upon introduction of water or urine at time 3 into the pelvis of the urinais, the sensor signal 1 changes abruptly; it intersects the straight line of the threshold value 2 running parallel to the t-axis, as a result of which a switching pulse 4 is triggered.
Durch die Rekalibrierung des Sensorsignals im Punkt 5 wird das Sensorsignal 1 automatisch auf den Anfangswert, hier der Schnittpunkt mit der C(pF)-Achse in Figur 3, zurückgesetzt, so dass wiederum das Sensorsignal 1 die Gerade des Schwellwertes 2 schneidet und unterhalb des Schwellwertes verläuft. Bei der nachfolgenden Einleitung von Wasser oder Urin zum Zeitpunkt 6 kommt es zu einer erneuten Überschreitung des Schwellwertes 2 und somit zu einer sicheren Auslösung eines nächsten Schaltimpulses zum Zeitpunkt 7. Dieser Vorgang wiederholt sich nach jeder Spülung.Due to the recalibration of the sensor signal in point 5, the sensor signal 1 is automatically reset to the initial value, here the intersection with the C (pF) axis in FIG. 3, so that in turn the sensor signal 1 intersects the straight line of the threshold value 2 and below the threshold value runs. In the subsequent introduction of water or urine at time 6, it comes to a renewed exceeding of the threshold value 2 and thus to a safe triggering of a next switching pulse at time 7. This process is repeated after each rinse.
Die Rekalibrierung erfolgt dergestalt, dass das vom Sensor unmittelbar nach der erfolgten Spülung gelieferte Sensorsignal - welches sich ja entsprechend der geänderten Kapazität geändert hat - auf einen vorher bestimmten Anfangswert getrimmt wird. Das Sensorsignal wird entweder entsprechend verstärkt oder geschwächt oder auch durch geeignete Spannungsteiler- oder Potentiometer- Schaltungen entsprechend geteilt. Mit der Bezugsziffer 8 in Figur 3 ist der über die Zeit sich ändernde Verstärkungsfaktor des Sensorsignals gekennzeichnet, wobei beim gezeigten Beispiel aufgrund (angenommener) wachsender Kapazität des Sensors eine Absenkung des Verstärkungsfaktors des Sensorsignals erfolgt.The recalibration is carried out in such a way that the sensor signal delivered by the sensor immediately after flushing - which has indeed changed in accordance with the changed capacity - is trimmed to a previously determined initial value. The sensor signal is either amplified or weakened accordingly or also divided by suitable voltage divider or potentiometer circuits accordingly. Reference numeral 8 in FIG. 3 identifies the amplification factor of the sensor signal that changes over time, with a decrease in the amplification factor of the sensor signal taking place in the example shown on the basis of (assumed) increasing capacitance of the sensor.
Ohne die Durchführung einer Rekalibrierung würde sich das Sensorsignal 1 aufgrund der benetzten Oberflächen im Becken des Urinais nur sehr langsam dem vorgegebenen Ausgangs- oder Anfangswert wieder annähern, wodurch das System nicht unmittelbar wieder einsatzfähig wäre.Without performing a recalibration, the sensor signal 1 due to the wetted surfaces in the pelvis of the urinary would only very slowly approach the predetermined starting or initial value again, whereby the system would not immediately be operational again.
Im Gegensatz zur bekannten Kapazitätsauswertung steht gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren nach der Rekalibrierung immer der maximale Signalhub zur Verfügung, so dass auf diese Weise der Signalstörabstand erhöht wird. - -In contrast to the known capacity evaluation, according to the method according to the invention, the maximum signal swing is always available after the recalibration, so that in this way the signal-to-noise ratio is increased. - -
Figur 4 erläutert die Funktion der erfindungsgemäßen Rekalibrierung der Schwellwerte auf der Zeitachse, wenn also der Schwellwert entsprechend der sich ändernden Kapazität des Sensors nachgeführt wird. Es ist der Verlauf des Sensorsignals 1 gezeigt, was der sich ändernden Kapazität des Kondensators entspricht. Der aus mehreren Geraden parallel zur t-Achse zusammengesetzte Schwellwert 2, bestimmt die unterschiedlichen Schaltschwellen des Systems, bei welcher eine Auslösung des Spülvorganges erfolgen soll. Bei Einleitung von Wasser oder Urin 3 verändert sich wiederum das Sensorsignal 1 sprunghaft. Aufgrund dieser Wasser- oder Urineinleitung zum Zeitpunkt 3 schneidet das geänderte Sensorsignal 1 den Schwellwert 2 und es wird ein Schaltimpuls 4 ausgelöst.FIG. 4 explains the function of the recalibration according to the invention of the threshold values on the time axis, that is to say when the threshold value is tracked in accordance with the changing capacitance of the sensor. The course of the sensor signal 1 is shown, which corresponds to the changing capacitance of the capacitor. The threshold value 2 composed of several straight lines parallel to the t-axis determines the different switching thresholds of the system at which a triggering of the flushing process is to take place. Upon introduction of water or urine 3, in turn, the sensor signal 1 changes abruptly. Due to this introduction of water or urine at time 3, the modified sensor signal 1 cuts the threshold value 2 and a switching pulse 4 is triggered.
Durch die Rekalibrierung zum Zeitpunkt 5 wird der Schwellwert 2 automatisch auf einen Wert angehoben, welcher oberhalb des augenblicklichen Wertes des Sensorsignals 1 liegt. Bei einer nachfolgenden Einleitung von Wasser oder Urin zum Zeitpunkt 6 kommt es deshalb zu einer erneuten Überschreitung des geänderten Schwellwertes 2 durch das Sensorsignal 1 und somit zu einer sicheren Auslösung des Schaltimpulses 7. Mit der Bezugsziffer 8 ist wiederum der über die Zeit praktisch gleich bleibende Verstärkungsfaktor des Sensorsignals gekennzeichnet.Due to the recalibration at time 5, the threshold value 2 is automatically raised to a value which is above the instantaneous value of the sensor signal 1. In a subsequent introduction of water or urine at time 6, therefore, it comes to a renewed exceeding of the changed threshold 2 by the sensor signal 1 and thus to a safe triggering of the switching pulse 7. The reference numeral 8, in turn, over time virtually constant gain factor the sensor signal marked.
Ohne Durchführung einer Rekalibrierung würde sich das Sensorsignal 1 aufgrund der benetzten Oberflächen des Beckens des Urinais nur sehr langsam auf einen Wert absenken, welcher unterhalb des Schwellwertes liegt, wodurch das System nach einer Benutzung des Urinais nicht unmittelbar wieder einsatzfähig wäre.Without performing a recalibration, the sensor signal 1 due to the wetted surfaces of the pelvis of the urinary would only very slowly lower to a value which is below the threshold value, whereby the system would not immediately be operational again after use of the urinal.
Zur Auswertung der Signale und Auslösen einer Spülung werden mehrere Methoden vorgeschlagen:Several methods are proposed for evaluating the signals and triggering a flush:
A) Wenn nach vorstehender Methode eine Wassereinleitung detektiert wird, wird zeitverzögert eine Spülung eingeleitet. Die Zeitverzögerung orientiert sich an durchschnittlicher bestimmungsgemäßer Nutzungsdauer bis zum Wegtreten des Nutzers. B) Wenn nach vorstehender Methode eine Wassereinleitung detektiert wird, wartet die Auswerteelektronik ab, bis der Wert des auszuwertenden elektrischen Kondensators durch Beenden der Wassereinleitung wieder dem Ausgangswert zustrebt, insofern eine Umkehr der Signaltendenz festzustellen ist.A) If a water discharge is detected according to the above method, a purging is initiated with a time delay. The time delay is based on the average intended period of use until the user has left. B) If, according to the above method, a water discharge is detected, the transmitter waits until the value of the electrical capacitor to be evaluated by the end of the introduction of water again tends to the output value, as far as a reversal of the signal trend is observed.
Ausgehend von diesem Zeitpunkt erfolgt eine zeitverzögerte Nutzung, welche sich an der durchschnittlichen Zeit bis zum Wegtreten des Nutzers orientiert. Vorteilhaft an dieser Variante der Erfindung ist, dass die tatsächliche Zeit der bestimmungsgemäßen Nutzung, das Einleiten von Urin, abgewartet wird und erst im Anschluss an das Ende der Urineinleitung eine Verzögerungszeit bis zum Auslösen der Spülung gestartet wird. Dies ist vorteilhaft, weil die Dauer der Urinabgabe nutzertypisch sehr unterschiedlich ist.Starting from this point in time, there is a time-delayed use, which is based on the average time until the user leaves. An advantage of this variant of the invention is that the actual time of intended use, the introduction of urine, is awaited and only after the end of the urine introduction, a delay time is started to trigger the flushing. This is advantageous because the duration of urine delivery is very different for each user.
Allen Methoden ist jedoch gemeinsam, dass das Becken des Urinals an der äußeren Rückseite - also unsichtbar - eine flache, einen elektrischen Kondensator bildende Struktur trägt, welche elektrisch so ausgewertet wird, dass Änderungen der Kapazität des Kondensators eine Spülung auslösen. Diese Struktur ist oberhalb des Wasserspiegels des Geruchsverschlusses angeordnet.However, all methods have in common that the basin of the urinal on the outer back - that is invisible - carries a flat, an electrical capacitor forming structure, which is electrically evaluated so that changes in the capacitance of the capacitor trigger a flush. This structure is located above the water level of the odor trap.
In einer Variation ist die den Kondensator bildende Struktur am Auslauf des Geruchsverschlusses ( Siphon ) außen auf dem Ablaufrohr angeordnet. Läuft Wasser durch Einleiten von Urin aus dem Geruchsverschluss heraus, verändert dies die elektrische Kapazität der Struktur, was ausgewertet wird und zu einer Spülung führt.In a variation, the structure forming the condenser is arranged at the outlet of the odor trap (siphon) on the outside of the drainpipe. If water runs out of the odor trap by introducing urine, this changes the electrical capacity of the structure, which is evaluated and results in a flush.
Der für die Steuerung der Auswertung des kapazitiven Sensors benötigte Mikroprozessor wird erfindungsgemäß zur Steuerung der Rekalibrierung des Sensorsignals oder des Schwellwertes sowie für die Steuerung des zeitlichen Ablaufes des einer Nutzung nachfolgenden Spülvorganges genutzt.The microprocessor required for the control of the evaluation of the capacitive sensor is used according to the invention for controlling the recalibration of the sensor signal or the threshold value as well as for the control of the time sequence of the subsequent flushing operation.
Dabei wird dann, wenn der Sensor das Einleiten einer Flüssigkeit - also einer Nutzung des Urinals - erkannt hat, intern vom Prozessor eine Wartezeit gestartet. Die Wartezeit ist so bemessen, dass in angemessener Zeit nach Beginn der Nutzung eine Spülung ausgelöst wird. Die Wartezeit kann eingestellt werden und liegt in der Praxis zwischen 15-25 Sekunden.In this case, when the sensor has detected the introduction of a liquid-that is, a use of the urinal-a waiting time has been started internally by the processor. The waiting time is calculated so that a flushing is triggered in a reasonable time after the start of use. The waiting time can be set and is in practice between 15-25 seconds.
Nach Ablauf der Wartezeit löst der Mikroprozessor über eine elektrische Schaltbrücke einen kurzen Impuls aus, welcher einen Stromfluss durch die Magnetspule eines vorzugsweise bistabilen elektrischen Wasserventils zur Folge hat. Damit wird das Ventil geöffnet.After the latency of the microprocessor triggers a short pulse via an electrical switching bridge, which has a current flow through the magnetic coil of a preferably bistable electric water valve result. This opens the valve.
Gleichzeit startet der Mikroprozessor eine zweite Wartezeit, in welcher durch das geöffnete Ventil Wasser fließt. Diese Zeit wird zwischen 2-10 Sekunden betragen, und kann auf die Bedürfnisse eingestellt werden, weil die Zeit maßgeblich ist für die Spülwassermenge. Durch Erzeugen eines weiteren Schaltimpulses wird das Ventil geschlossen.At the same time, the microprocessor starts a second waiting time in which water flows through the open valve. This time will be between 2-10 seconds, and can be adjusted to the needs, because the time is decisive for the amount of flushing water. By generating a further switching pulse, the valve is closed.
Eine weitere Wartezeit von ca. 1-5 Sekunden wird alsdann gestartet, um das Ablaufen des Spülwassers abzuwarten, weil mitunter durch den Sog des ablaufenden Wassers der Siphon leergesaugt wird und dieser dann seine Funktion als Geruchsschwelle nicht mehr erfüllt. Nach Ablauf dieser Zeit wird vom Mikroprozessor durch einen weiteren Impuls das Ventil geöffnet, um nach etwa 1- 2 Sekunden wieder geschlossen zu werden. Die Zeit der Öffnung des Ventils ist so bemessen, dass zuverlässig der Siphon aufgefüllt wird.Another waiting time of about 1-5 seconds is then started to wait for the drainage of the rinse water, because sometimes sucked by the suction of the running water, the siphon and this then no longer fulfills its function as an odor threshold. After this time, the microprocessor is opened by another impulse, the valve to be closed again after about 1-2 seconds. The time of opening the valve is such that the siphon is reliably filled up.
Um das Austrocknen eines Siphons zu vermeiden, wird vom Mikroprozessor in weiten Abständen nach einer regulären Spülung eine zwangsweise Spülung nach oben beschriebenem Ablauf veranlasst. Die Zeitspanne kann mehrere Tage betragen und ist prinzipiell wählbar.In order to avoid the drying out of a siphon, the microprocessor causes a compulsory flushing according to the procedure described above at regular intervals after a regular flushing. The time span can be several days and is in principle selectable.
Ein elektrisches Prinzipschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig. 5 dargestellt. Mit der Bezugsziffer 30 sind wiederum die beiden aufgefalteten Kondensatorflächen des Sensors gekennzeichnet. Ein Messwertwandler 20 dient zur Feststellung der Kapazität des aufgefalteten Kondensators. Ein Mikroprozessor 21 , mit integriertem - -An electrical circuit diagram of an apparatus for carrying out the method according to the invention is shown in FIG. 5. The reference numeral 30 again indicates the two unfolded capacitor surfaces of the sensor. A transducer 20 is used to determine the capacity of the unfolded capacitor. A microprocessor 21, with integrated - -
Arbeitsspeicher und integriertem Programmspeicher, dient zur Ausführung des hinterlegten Steuerprogramms. Das Ausgangssignal des Mikroprozessor 21 wird einer Schaltbrücke 10 zugeführt, welche in den Brückenzweigen in Brückenschaltung vier Schalttransistoren 22, 22', 22", 22'" aufweist und somit die Schalttransistoren mit dem Mikrocontroller elektrisch verbunden sind. Im Auswertezweig der Brücke befindet sich ein bistabiles Wasserventil 11.Main memory and integrated program memory, serves to execute the stored control program. The output signal of the microprocessor 21 is fed to a switching bridge 10, which in the bridge arms in bridge circuit four switching transistors 22, 22 ', 22 ", 22'" and thus the switching transistors are electrically connected to the microcontroller. In the evaluation branch of the bridge is a bistable water valve 11.
Nicht dargestellt ist eine elektrische Batterie. Die Kapazität der Batterie ist so bemessen, zum Beispiel 7.500mA/h, dass eine angemessene Betriebsdauer gewährleistet ist. Es sind Batterien bekannt, die bei einem durchschnittlichen Stromverbrauch der Auswerte- und Steuereinheit 32 von 50μA eine Lebensdauer von cirka 10 Jahren gewährleisten.Not shown is an electric battery. The capacity of the battery is sized, for example 7.500mA / h, to ensure a reasonable service life. Batteries are known which, with an average power consumption of the evaluation and control unit 32 of 50 .mu.A ensure a lifetime of about 10 years.
Kennzeichnend zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist immer, dass der Sensor zur Feststellung der Nutzung des Urinais ein aufgefalteter elektrischer Kondensator ist und aus dünnen Metallfolien besteht, die an geeigneter Stelle auf der Außenseite des Urinalbeckens angebracht sind. Vorzugsweise sind die Metallfolien selbstklebend und können leicht montiert werden. Die Elektronik zur Messung der elektrischen Kapazität des aufgefalteten Konden- sators kann unmittelbar mit einem Mikrocontroller verbunden sein, welcher die Signale des Messwertgebers verarbeitet und eine Spülung auslöst, wenn sich die Kapazität aufgrund der Einleitung von Flüssigkeit ändert und welcher die Rekalibrierung steuert. Unmittelbar wird eine elektrische Schaltbrücke vom Mikrocontroller angesteuert, welche ein elektrisches Wasserventil schaltet.Characteristic of carrying out the method according to the invention is always that the sensor for detecting the use of urinais is a folded-up electrical capacitor and consists of thin metal foils which are attached at a suitable location on the outside of the urinal basin. Preferably, the metal foils are self-adhesive and can be easily mounted. The electronics for measuring the capacitance of the unfolded capacitor may be directly connected to a microcontroller which processes the signals from the transmitter and initiates purging as the capacitance changes due to the introduction of liquid and which controls the recalibration. Immediately an electrical switching bridge is controlled by the microcontroller, which switches an electric water valve.
Die elektrischen Funktionsgruppen, nämlich die dem Sensor nachgeschaltete Sensor-Auswerte-Elektronik, ein Mikrocontroller zur Steuerung aller Abläufe, eine Schaltbrücke, befinden sich inkorporiert in der Steuer- und Auswerteeinheit 32, welche vorzugsweise auf einer einzigen elektrischen Leiterkarte angeordnet ist.The electrical functional groups, namely the sensor evaluation electronics downstream of the sensor, a microcontroller for controlling all processes, a switching bridge, are incorporated in the control and evaluation unit 32, which is preferably arranged on a single electrical circuit board.
Die Figur 6 zeigt ein Blockschaltbild einer Steuer- und Auswerteeinheit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Variante der Rekalibrierung des Sensorwertes (Figur 3). Ein Sensor-Kondensator Cs ist an einen Kapazitäts/Spannung-Konverter 12 angeschlossen, welcher sein Ausgangssignal 12' einem variablen Verstärker 13 zuführt.FIG. 6 shows a block diagram of a control and evaluation unit for carrying out the method according to the invention of the variant of the recalibration of the sensor value (FIG. 3). A sensor capacitor Cs is connected to a Capacitance / voltage converter 12 is connected, which supplies its output signal 12 'to a variable amplifier 13.
Bei gleichmäßigem Signal 13' liegt dieses über ein RC-Glied, gebildet aus Widerstand 15 und Kondensator 16 als Schwellwert an demWith a uniform signal 13 'is this via an RC element formed of resistor 15 and capacitor 16 as a threshold at the
'+' Eingang, und reduziert über einen Spannungsteiler, gebildet aus Widerstand'+' Input, and reduced via a voltage divider, made up of resistor
15' und Widerstand 16' als zu bewertendes Sensorsignal, am '-' Eingang des15 'and resistor 16' as a sensor signal to be evaluated, at the '-' input of the
Operationsverstärkers 17 an. Damit wird bei gleichmäßigem Ausgangssignal 13' kein Schaltsignal am Ausgang des Operationsverstärker 17 erzeugt.Operational amplifier 17 at. Thus, with a uniform output signal 13 'no switching signal at the output of the operational amplifier 17 is generated.
Bei sprunghafter Veränderung des Signals 13' gelangt dieses über die Widerstände 15' und 16' unmittelbar und über Widerstand 15 und Kondensator 16 stark zeitverzögert an die Eingänge des Operationsverstärkers 17 und löst damit eine Signalisierung aus.In sudden change of the signal 13 'passes this via the resistors 15' and 16 'directly and via resistor 15 and capacitor 16 strongly time-delayed to the inputs of the operational amplifier 17 and thus triggers a signaling.
Nach frei wählbarer Zeit durch das Zeitglied 18 wird die Verstärkung des Ausgangssignals 13' über den variablen Verstärker 13 so reduziert, dass der Signalpegel am Operationsverstärkers 17 kein Ausgangssignal mehr erzeugt. Damit ist das Sensorsignal rekalibriert und ein erneuter Signalanstieg führt unmittelbar zu einer erneuten Signalisierung.After arbitrary time by the timer 18, the gain of the output signal 13 'is reduced via the variable amplifier 13 so that the signal level at the operational amplifier 17 produces no more output signal. Thus, the sensor signal is recalibrated and a renewed signal rise leads directly to a renewed signaling.
Gleichzeitig ist der Ausgang des Operationsverstärkers 17 auf den Mikrokontroller 21 , Figur 5, geführt.At the same time, the output of the operational amplifier 17 is fed to the microcontroller 21, FIG. 5.
Die Figur 7 zeigt eine Abwandlung von Figur 6, wenn nämlich gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren die Schaltschwelle rekalibriert und nachgeführt wird. Gleiche Teile sind aus diesem Grund mit identischen Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zur Figur 6 ist über den Widerstand 15 ein Schalter 19 gelegt, welcher in einer Stellung den Widerstand 15 kurzzuschließen imstande ist. Ein Sensor-Kondensator Cs ist wiederum an einen Kapazitäts/Spannung-Konverter 12 angeschlossen. - -FIG. 7 shows a modification of FIG. 6, namely, when the switching threshold is recalibrated and tracked according to the method according to the invention. Identical parts are provided with identical reference numerals for this reason. In contrast to Figure 6, a switch 19 is placed over the resistor 15, which in one position, the resistor 15 short-circuit is capable. A sensor capacitor Cs is in turn connected to a capacitance / voltage converter 12. - -
Bei gleichmäßigem Signal 12' liegt dieses über ein RC-Glied, gebildet aus Widerstand 15 und Kondensator 16, als Schwellwert an dem '+' Eingang, und reduziert über einen Spannungsteiler, gebildet aus Widerstand 15' und Widerstand 16' als zu bewertendes Sensorsignal, am '-' Eingang des Operationsverstärkers 17 an. Damit wird bei gleichmäßigem Ausgangssignal 12' kein Schaltsignal am Ausgang des Operationsverstärker 17 erzeugt.With uniform signal 12 'this is via an RC element, formed of resistor 15 and capacitor 16, as a threshold at the' + 'input, and reduced via a voltage divider, formed of resistor 15' and resistor 16 'as the sensor signal to be evaluated, at the '-' input of the operational amplifier 17 at. This produces no switching signal at the output of the operational amplifier 17 with a uniform output signal 12 '.
Bei sprunghafter Veränderung des Ausgangssignals 12' gelangt dieses über die Widerstände 15' und 16' unmittelbar und über Widerstand 15 und Kondensator 16 stark zeitverzögert an den Eingang des Operationsverstärkers 17 und löst damit eine Signalisierung aus.With sudden change of the output signal 12 'passes this via the resistors 15' and 16 'directly and via resistor 15 and capacitor 16 with a great time delay to the input of the operational amplifier 17 and thus triggers a signaling.
Nach einer frei wählbarer Zeit durch das Zeitglied 18 wird der Widerstand 15 durch einen Schalter 19 überbrückt, so dass der Spannungswert des Kondensators 16 sich unmittelbar auf das Signal 12' einstellt. Damit ist die Schaltschwelle rekalibriert und ein erneuter Signalanstieg führt unmittelbar zu einer erneuten Signalisierung.After a freely selectable time by the timer 18, the resistor 15 is bridged by a switch 19, so that the voltage value of the capacitor 16 adjusts itself directly to the signal 12 '. Thus, the switching threshold is recalibrated and a renewed signal rise leads directly to a renewed signaling.
Gleichzeitig ist der Ausgang des Operationsverstärkers 17 auf den Mikrokontroller 21 , Figur 5, geführt.At the same time, the output of the operational amplifier 17 is fed to the microcontroller 21, FIG. 5.
Gewerbliche Anwendbarkeit:Industrial Applicability:
Die Erfindung ist insbesondere zur Steuerung von Urinalen gewerblich einsetzbar. Die besondere Nützlichkeit der Erfindung besteht darin, dass nach der Rekalibrierung immer der maximale Signalhub zur Verfügung, so dass auf diese Weise der Signalstörabstand erhöht wird. The invention can be used commercially, in particular for the control of urinals. The particular usefulness of the invention is that after the recalibration always the maximum signal available, so that in this way the signal-to-noise ratio is increased.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Verfahren zur berϋhrungslosen Auslösung einer Spülung in Urinalsystemen mit elektrisch ansteuerbarem Wasserventil, unter Verwendung eines am Auffang- becken oder am Ablaufrohr des Urinais angebrachten, geeigneten kapazitiven Sensors, welcher mit einer elektronischen zentralen Steuer- und Auswerteeinheit (Mikrocontroller) elektrisch verbunden ist, welche das Ventil öffnet und dann eine Spülung auslöst, wenn der Sensor aufgrund der sich bei Einleitung einer Flüssigkeit unter Einfluss der damit veränderten dielektrischen Einflüsse der Flüssigkeit sich ändernden Kapazität des Sensors die bestimmungsgemäße Nutzung des Urinais feststellt, und dadurch ein Signal an die Steuer- und Auswerteeinheit abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass nach jedem Spülvorgang des Urinais entweder der Sensorwert des Sensorsignals oder die Schaltschwelle nach einer wählbaren Zeit neu kalibriert und somit an die nach dem Spülvorgang herrschenden geänderten Bedingungen des Urinais angepasst wird.1. A method for non-contact triggering a flush in urinal systems with electrically controllable water valve, using a attached to the collecting basin or the drainage pipe of the urinal, suitable capacitive sensor which is electrically connected to an electronic central control and evaluation (microcontroller), which opens the valve and then initiates a flush when the sensor determines the intended use of the urinal due to the changing capacitance of the sensor upon introduction of a fluid under the influence of the changed dielectric influences of the fluid, and thereby a signal to the control and evaluation unit emits, characterized in that after each rinsing of the urine either the sensor value of the sensor signal or the switching threshold recalibrated after a selectable time and thus adapted to the prevailing after the rinsing changed conditions of the urinary.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Rekalibrierung des Sensorwertes des Auslöseimpulses die Verstärkung desselben innerhalb der Steuer- und Auswerteeinheit angepasst wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the recalibration of the sensor value of the trigger pulse of the same within the control and evaluation unit is adjusted.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei einem permanenten Sensorsignal das Ventil verriegelt wird, um das Überlaufen des Urinais zu verhindern.3. The method according to claim 1, characterized in that in a permanent sensor signal, the valve is locked to prevent the overflow of the urinary.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Auslöseimpuls des Sensors für einen wählbaren Zeitraum anliegen muss, bevor der Auslöseimpuls an die Steuer- und Auswerteeinheit weitergeleitet wird.4. The method according to claim 1, characterized in that the trigger pulse of the sensor must be present for a selectable period of time before the trigger pulse is forwarded to the control and evaluation unit.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Spülung des Urinais um einen frei wählbaren Zeitraum zeitverzögert ausgelöst wird, wenn die Nutzung des Urinais detektiert wird. 5. The method according to claim 1, characterized in that a rinsing of the urinary is triggered by a freely selectable period delayed when the use of the urinary is detected.
6. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass nach einer kurzen, wählbaren Zeit nach einer ersten Spülung, Hauptspülung, eine kurze zweite Spülung, Nachspülung, ausgelöst wird mit dem Zweck, die Auffüllung des Siphon sicherzustellen.6. The method according to claim 1, characterized in that after a short, selectable time after a first flush, main rinse, a short second rinse, final rinse, is triggered with the purpose of ensuring the filling of the siphon.
7. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der kapazitive Sensor am Auslauf des Geruchsverschlusses (Siphon) auf der Außenseite des Auslaufs des Urinais angeordnet ist.7. The method according to claim 1, characterized in that the capacitive sensor at the outlet of the odor trap (siphon) is arranged on the outside of the outlet of the urinary.
8. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsgruppen a) aufgefalteter Kondensator, b) Sensorelektronik, c) Mikrocontroller als Steuer- und Auswerteeinheit und d) Schaltbrücke eine zusammenhängende Funktionseinheit bilden.8. The method according to claim 1, characterized in that the functional groups a) unfolded capacitor, b) sensor electronics, c) microcontroller as a control and evaluation unit and d) switching bridge form a coherent functional unit.
9. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Montagesperre über eine abziehbare Metallfolie auf der Innenseite des Beckens angeordnet ist, welche eine Kapazitätsveränderung und damit eine Auslösung zum Montagezeitpunkt des Urinais verhindert.9. The method according to claim 1, characterized in that a mounting barrier is arranged on a peelable metal foil on the inside of the pelvis, which prevents a change in capacity and thus triggering the assembly time of the urinal.
10. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor-Kondensator (Cs) an einen Kapazitäts/Spannung-Konverter (12) angeschlossen wird, welcher sein Ausgangssignal (121) einem variablen10. The method according to claim 1, characterized in that a sensor capacitor (Cs) to a capacitance / voltage converter (12) is connected, which its output signal (12 1 ) a variable
Verstärker (13) zuführt, welcher sein Ausgangssignal (13') einer Parallelschaltung aus einem RC-Glied, gebildet aus einem Widerstand (15) und einem KondensatorAmplifier (13) feeds, which is its output signal (13 ') of a parallel circuit of an RC element, formed of a resistor (15) and a capacitor
(16), und einem Spannungsteiler, gebildet aus zwei Widerständen (15', 16'), zuführt, wobei bei einem gleichmäßigen Ausgangssignal (13') dieses über das RC-Glied als Schwellwert an den '+' Eingang eines Operationsverstärkers (17) gelegt wird und in reduzierter Form über den Spannungsteiler als zu bewertendes(16), and a voltage divider, formed of two resistors (15 ', 16'), supplies, wherein at a uniform output signal (13 ') this via the RC element as a threshold to the' + 'input of an operational amplifier (17) is placed and in reduced form over the voltage divider as to be evaluated
Sensorsignal an den '-'Eingang des Operationsverstärkers (17) gelegt wird. Sensor signal to the 'input' of the operational amplifier (17) is placed.
11. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor-Kondensator (Cs) an einen Kapazitäts/Spannung-Konverter (12) angeschlossen wird, welcher sein Ausgangssignal (12') einer Parallelschaltung aus einem RC-Glied, gebildet aus einem Widerstand (15) und einem Kondensator (16), und einem Spannungsteiler, gebildet aus zwei Widerständen (15', 16'), zuführt, wobei über den Widerstand (15) des RC-Gliedes ein Schalter (19) gelegt ist, welcher in einer Stellung den Widerstand (15) des RC-Gliedes kurzschließt, und bei einem gleichmäßigem Ausgangssignal (12') des Kapazitäts/Spannung- Konverters (12) dieses Ausgangssignal (12') über dem RC-Glied anliegt und als Schwellwert dem '+' Eingang eines Operationsverstärkers (17) aufgegeben wird, wobei dieses Ausgangssignal (12') des Kapazitäts/Spannung-Konverters (12) gleichermaßen in reduzierter Form dem Spannungsteiler als zu bewertendes Sensorsignal aufgegeben wird und am '-' Eingang des Operationsverstärkers (17) anliegt, so dass bei einem gleichmäßigen Ausgangssignal (12') des Kapazitäts/ Spannung-Konverters (12) kein Schaltsignal am Ausgang des Operationsverstärker (17) erzeugt wird.11. The method according to claim 1, characterized in that a sensor capacitor (Cs) to a capacitance / voltage converter (12) is connected, which is its output signal (12 ') of a parallel circuit of an RC element, formed of a resistor (15) and a capacitor (16), and a voltage divider, formed of two resistors (15 ', 16'), feeds, via the resistor (15) of the RC element, a switch (19) is placed, which in a Position shorts the resistor (15) of the RC element, and with a uniform output signal (12 ') of the capacitance / voltage converter (12) this output signal (12') is applied to the RC element and as a threshold value to the '+' input an operational amplifier (17) is applied, this output signal (12 ') of the capacitance / voltage converter (12) is equally given in a reduced form the voltage divider as to be evaluated sensor signal and at the' - 'input of the operational amplifier (17) in such a way that no switching signal is generated at the output of the operational amplifier (17) in the case of a uniform output signal (12 ') of the capacitance / voltage converter (12).
12. Vorrichtung zur berührungslosen Auslösung einer Spülung in Urinalsystemen mit elektrisch ansteuerbarem Wasserventil, mit einem am Auffangbecken oder am Ablaufrohr des Urinais angebrachten, kapazitiven Sensors, welcher mit einer elektronischen zentralen Steuer- und Auswerteeinheit (Mikrocontroller) elektrisch verbunden ist, welche das Ventil öffnet und dann eine Spülung auslöst, wenn der Sensor aufgrund der sich bei Einleitung einer Flüssigkeit unter Einfluss der damit veränderten dielektrischen Einflüsse der Flüssigkeit sich ändernden Kapazität des Sensors die bestimmungsgemäße Nutzung des Urinais feststellt, und dadurch der Sensor ein Sensorsignal an die Steuer- und Auswerteeinheit abzugeben imstande ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung nach jedem Spülvorgang des Urinais entweder den Sensorwert des Sensorsignals oder die Schaltschwelle nach einer wählbaren Zeit neu zu kalibrieren und somit an die nach dem Spülvorgang herrschenden geänderten Bedingungen des Urinais anzupassen imstande ist. 12. An apparatus for non-contact triggering of a flush in urinal systems with electrically controllable water valve, attached to the catch basin or the drainage pipe of the urinal, capacitive sensor, which is electrically connected to an electronic central control and evaluation (microcontroller), which opens the valve and then initiates a flush when the sensor determines the intended use of the urine due to the change in the introduction of a liquid under the influence of the dielectric influences of the fluid changing capacity of the sensor, and thereby the sensor can deliver a sensor signal to the control and evaluation unit is characterized in that the device after each rinsing of the Urinais either recalibrate the sensor value of the sensor signal or the switching threshold after a selectable time and thus to the prevailing after the rinsing changed condition of the urinal is capable of adapting.
PCT/EP2006/007809 2006-08-07 2006-08-07 Method and apparatus for detecting the use of urinals and for initiating automatic flushing WO2008017314A1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06776657A EP2076635B1 (en) 2006-08-07 2006-08-07 Method and apparatus for detecting the use of urinals and for initiating automatic flushing
AT06776657T ATE453765T1 (en) 2006-08-07 2006-08-07 METHOD AND DEVICE FOR DETECTING THE USE OF URINALS AND TRIGGERING AN AUTOMATIC FLUSHING
PCT/EP2006/007809 WO2008017314A1 (en) 2006-08-07 2006-08-07 Method and apparatus for detecting the use of urinals and for initiating automatic flushing
DE502006005815T DE502006005815D1 (en) 2006-08-07 2006-08-07 METHOD AND DEVICE FOR DETECTING THE USE OF URINALS AND FOR TRIGGERING AN AUTOMATIC FLUSHING

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2006/007809 WO2008017314A1 (en) 2006-08-07 2006-08-07 Method and apparatus for detecting the use of urinals and for initiating automatic flushing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008017314A1 true WO2008017314A1 (en) 2008-02-14

Family

ID=37897288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2006/007809 WO2008017314A1 (en) 2006-08-07 2006-08-07 Method and apparatus for detecting the use of urinals and for initiating automatic flushing

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2076635B1 (en)
AT (1) ATE453765T1 (en)
DE (1) DE502006005815D1 (en)
WO (1) WO2008017314A1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012141664A1 (en) * 2011-04-15 2012-10-18 Eczacibaşi Yapi Gereçleri̇ Sanayi̇ Ve Ticaret Anonim Şi̇rketi̇ Waterless urinal drain with magnetic drive
NL2009825C2 (en) * 2012-11-16 2014-05-21 Ipee Bvba Sanitary appliance and method of determining use thereof.
CN104060671A (en) * 2014-06-30 2014-09-24 苏州卫生职业技术学院 Automatic flushing urinal
DE102013208999A1 (en) 2013-05-15 2014-11-20 EDISEN SENSOR SYSTEME GmbH & Co. KG Method and device for a capacitive non-contact input system based on a single sensor surface
RU180281U1 (en) * 2017-04-06 2018-06-07 Григорий Витальевич Живов URINAL
CN109386035A (en) * 2018-11-01 2019-02-26 上海理工大学 Auto-flushing squat type closet
WO2020224190A1 (en) * 2019-05-06 2020-11-12 九牧厨卫股份有限公司 Urinal and urinal flushing control method
EP3795762A2 (en) 2019-09-20 2021-03-24 Micas Ag Urinal system and water consumption system with a urinal system and method for operating a urinal system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10261283A1 (en) * 2002-07-31 2004-02-19 T.E.M.! Technologische Entwicklungen Und Management Gmbh Contactless automatic rinsing device for urinal, uses sensor detecting use of urinal bowl linked to control and evaluation stage for controlled opening of rinsing valve
EP1586713A1 (en) * 2004-04-15 2005-10-19 Geberit Technik Ag Device and method for automatic iniciation of flushing of a flushing device using a capacitive sensor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10261283A1 (en) * 2002-07-31 2004-02-19 T.E.M.! Technologische Entwicklungen Und Management Gmbh Contactless automatic rinsing device for urinal, uses sensor detecting use of urinal bowl linked to control and evaluation stage for controlled opening of rinsing valve
EP1586713A1 (en) * 2004-04-15 2005-10-19 Geberit Technik Ag Device and method for automatic iniciation of flushing of a flushing device using a capacitive sensor

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012141664A1 (en) * 2011-04-15 2012-10-18 Eczacibaşi Yapi Gereçleri̇ Sanayi̇ Ve Ticaret Anonim Şi̇rketi̇ Waterless urinal drain with magnetic drive
NL2009825C2 (en) * 2012-11-16 2014-05-21 Ipee Bvba Sanitary appliance and method of determining use thereof.
WO2014076284A1 (en) * 2012-11-16 2014-05-22 Ipee Bvba Sanitary appliance and method of determining use thereof
US20150292912A1 (en) * 2012-11-16 2015-10-15 Ipee Bvba Sanitary Appliance and Method of Determining Use Thereof
US10732010B2 (en) 2012-11-16 2020-08-04 Ipee Nv Sanitary appliance and method of determining use thereof
DE102013208999A1 (en) 2013-05-15 2014-11-20 EDISEN SENSOR SYSTEME GmbH & Co. KG Method and device for a capacitive non-contact input system based on a single sensor surface
DE102013208999B4 (en) * 2013-05-15 2015-11-12 EDISEN SENSOR SYSTEME GmbH & Co. KG Method and device for a capacitive non-contact input system based on a single sensor surface
CN104060671A (en) * 2014-06-30 2014-09-24 苏州卫生职业技术学院 Automatic flushing urinal
RU180281U1 (en) * 2017-04-06 2018-06-07 Григорий Витальевич Живов URINAL
CN109386035A (en) * 2018-11-01 2019-02-26 上海理工大学 Auto-flushing squat type closet
WO2020224190A1 (en) * 2019-05-06 2020-11-12 九牧厨卫股份有限公司 Urinal and urinal flushing control method
EP3795762A2 (en) 2019-09-20 2021-03-24 Micas Ag Urinal system and water consumption system with a urinal system and method for operating a urinal system

Also Published As

Publication number Publication date
DE502006005815D1 (en) 2010-02-11
EP2076635A1 (en) 2009-07-08
EP2076635B1 (en) 2009-12-30
ATE453765T1 (en) 2010-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2076635B1 (en) Method and apparatus for detecting the use of urinals and for initiating automatic flushing
AT508223B1 (en) SANITARY DISPENSER WITH CAPACITIVE SENSOR
EP2108843B1 (en) Sensor for turning a pump on or off
EP1333256A2 (en) Oscillating level sensor
CH707868B1 (en) A capacitive sensor apparatus and installations with such a sensor device.
AT506792B1 (en) DISHWASHER FOR INHIBITING ACTIVE SUBSTANCES
WO2020025520A1 (en) Method for monitoring the operation of a pressure measuring cell of a capacitive pressure sensor
DE102016124740A1 (en) Vibronic sensor with noise compensation
AT506791A4 (en) SINKS FOR SANITARY FACILITIES
DE3228061A1 (en) Device for actuating the flushing of a WC installation
DE102020108234A1 (en) Sanitary facility
EP1586713B1 (en) Device and method for automatic iniciation of flushing of a flushing device using a capacitive sensor
EP0924354B1 (en) Device for the control of a urinal flushing mechanism
EP1559841B1 (en) Method of installation and/or working of a sewage collection well
DE2062929A1 (en) Arrangement for controlling the delivery of flush water to sanitary facilities
CH714479A2 (en) More flush system.
DE3443130A1 (en) Device for monitoring the water level in the sewage system of a building
DE10261283A1 (en) Contactless automatic rinsing device for urinal, uses sensor detecting use of urinal bowl linked to control and evaluation stage for controlled opening of rinsing valve
AT9518U1 (en) METHOD FOR CONTROLLING THE FLUSHING OF A FLUSH SINK AND REDUCING WATER CONSUMPTION
DE2814523C2 (en) Method and device for controlling a centrifuge for separating a two-phase suspension
DE102006025069B4 (en) Sensor element arrangement for an operating device and method for operating such a sensor element arrangement
DE10111210A1 (en) Controlling flushing of urinal, involves measuring conductivity with reference electrode on inlet side of odor trap and electrode on other side of overflow level of odor trap on outlet side
DE1295867B (en) Method and device for scanning filling levels in liquid containers
AT9068U1 (en) FLOW WITH A SENSOR DEVICE AND METHOD FOR PURIFYING WASTE WATER
DE10006670A1 (en) Method for disposing of flush water from toilet basins has an overflow sensing electrode positioned at the top of the syphon

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 06776657

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006776657

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU