WO2022117304A2 - Gerät zur behandlung eines gegenstands mit plasma und betriebsverfahren - Google Patents

Gerät zur behandlung eines gegenstands mit plasma und betriebsverfahren Download PDF

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WO2022117304A2
WO2022117304A2 PCT/EP2021/081363 EP2021081363W WO2022117304A2 WO 2022117304 A2 WO2022117304 A2 WO 2022117304A2 EP 2021081363 W EP2021081363 W EP 2021081363W WO 2022117304 A2 WO2022117304 A2 WO 2022117304A2
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plasma source
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movement
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Maximilian FREMEREY
Stefan Hassfurter
Christopher Rheinsberg
Simon Richter
Kai Schmitt
Frank Schnitzer
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BSH Hausgeräte GmbH
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    • H05H2245/30—Medical applications
    • H05H2245/36—Sterilisation of objects, liquids, volumes or surfaces

Definitions

  • the present invention relates to a device, in particular a hand-held device, for treating an object, in particular a textile object, with plasma.
  • the invention also relates to a method for operating such a device.
  • the use of plasmas to treat objects is known.
  • the treatment usually involves removing or transforming undesirable components of the object or on the object, particularly on the surface of the object.
  • devices which use a plasma source to generate a plasma which interacts with the object or its surface.
  • the plasma can interact thermally with the object. This plays a subordinate role in non-thermal, cold plasma.
  • the plasma also contains reactive components, which include, for example, different oxygen and/or nitrogen species, in particular ozone, and which contribute to said interaction with the object through a sufficiently long lifetime.
  • plasma is used to treat poorly or non-healing wounds.
  • the plasma has an antibacterial effect in particular.
  • the use of plasma is also suitable for eliminating odor components, which can be present in particular as organic components, for example biological microorganisms. These include, for example, butyric acid, sweat, settled cigarette smoke and the like, which are perceived as particularly unpleasant.
  • odor components which can be present in particular as organic components, for example biological microorganisms. These include, for example, butyric acid, sweat, settled cigarette smoke and the like, which are perceived as particularly unpleasant.
  • the plasma in particular the reactive components in the plasma, with the odor components, the odor components are destroyed and/or changed, which leads to odor elimination or odor reduction and can thus lead to inactivation of the odor components. It is therefore advisable to use the plasma in appropriate devices to treat textile objects, such as clothing.
  • Hand-held devices that use plasma are known from the prior art, for example from DE 10 2018 213 143 A1, DE 10 2018 2013 144 A1, CN 2 05 814 739 U and CN 1 08 771 767 A .
  • the device is manually guided by a user over the object to be treated, in particular over the surface to be treated.
  • the insufficient interaction means that the desired effect does not occur or occurs insufficiently.
  • the present invention is therefore concerned with the task of specifying improved or at least different embodiments for a device for treating an object using plasma and for a method for operating such a device, which are characterized by increased efficiency and improved handling.
  • the present invention is based on the general idea of changing the power of the plasma source in a device with a plasma source for treating an object with plasma as a function of the movement of the device.
  • the power of the plasma source and thus in particular the current of the plasma generated with the plasma source can be adapted to the movement. It is thus possible to adapt the power to the desired interaction of the plasma with the object with different movements of the device. Consequently, both insufficient and excessive interactions of the plasma with the object to be treated are avoided or at least reduced in this way. This improves the efficiency and handling of the device.
  • the device includes the plasma source, which generates plasma during operation.
  • the device in particular the plasma source, is such that the plasma generated, for example by supplying a plasma stream, interacts with the object to be treated in order to achieve the desired effect.
  • the device has a sensor device with at least one sensor, which is designed to detect a movement of the device.
  • the device also has a control device which is connected in a communicating manner to the sensor device.
  • the control device is designed in such a way that during operation it changes the power of the plasma source depending on the movement of the device detected by the sensor device.
  • the plasma source preferably generates cold plasma during operation.
  • the cold plasma also known as low-pressure plasma or non-thermal plasma, is operated at room temperature in particular.
  • the device can thus be operated with reduced energy requirements and with a reduced risk of thermally induced damage. In this way, therefore, the energy efficiency and the handling are further improved.
  • the device is preferably a hand-held device.
  • a hand-held or hand-held device is understood to mean a mobile device that is moved manually by a user--that is, by means of one or both of his hands--during operation of the device over the object to be treated, in particular over the surface to be treated.
  • a hand-held device is portable by the user, which is what the device is designed for in terms of mass and size. This leads to a further simplified application and handling of the device.
  • such hand-held devices offer the particular advantage that even if the movement of the device made by the user changes, there is a corresponding change in the power of the plasma source in order to achieve the desired interaction of the plasma with the object, in particular the surface, and to avoid or at least reduce undesired excessive interactions of the plasma with the object, in particular with the surface.
  • the device expediently has a housing in which the plasma source, preferably also power electronics for the electrical supply of the plasma source, are accommodated.
  • the housing and the plasma source in such a way that the plasma generated with the plasma source exits the housing for interaction with the object to be treated.
  • a plasma flow can escape from the housing in order to interact with the object.
  • Embodiments are preferred in which the housing and the plasma source are designed in such a way that the plasma is generated outside of the housing.
  • the plasma source can protrude from the housing and, on the side facing away from the interior of the housing, can have a protruding, preferably elongated electrode, which is surrounded by a ceramic plate.
  • the plasma source can be movably arranged in/on the housing. It is thus possible, in particular, to detect contact between the device and a surface to be treated via the plasma source. Alternatively, it is possible to fix the plasma source in/on the housing. This allows the device to be manufactured in a simplified and more cost-effective manner.
  • an object is to be understood as meaning any biological and non-biological object that can be treated with the plasma generated by the plasma source.
  • the object there is an interaction of plasma with the object and/or components present on the object, in particular odor components, which leads to a corresponding change.
  • Articles are to be understood in particular as textile objects such as items of clothing.
  • Objects are also those that have a textile surface that can be treated with the plasma, such as furniture, mattresses and the like.
  • Textile materials are, for example, natural, plant and animal natural fibers such. As cotton, sheep's wool, silk, linen, felt and the like. Textile materials are also artificial clothing fabrics with chemical fibers such. B.Nylon.
  • the object can have, at least on the surface, ceramic, plastic, feathers, leather, glass, wood, metal or mixtures thereof.
  • Odor components are usually organic compounds or contain such compounds. Odor components include, for example, cell walls, bacteria, germs, viruses, fungi and the like.
  • Odor components include, for example, cell walls, bacteria, germs, viruses, fungi and the like.
  • the odor components can become negatively charged due to bombardment with the ions and/or electrons present in the plasma. Due to the electrostatic repulsion, this can lead to mechanical stresses that can even exceed the tensile strength and result in the destruction of the odor molecules.
  • Low-pressure plasmas or cold plasmas are particularly well suited for inactivating odors on textiles and/or household surfaces and the like, since thermal damage to such a surface does not occur or is at least reduced.
  • the device is therefore in particular one that is used to treat a textile surface.
  • the plasma source for the treatment designed with a textile surface.
  • the inactivation of odor components takes place with the plasma.
  • bacteria and the like for example pathogens
  • the device can also be used for the disinfecting treatment of an object, in particular the surface of the object.
  • the plasma source is designed in such a way that during operation it is supplied with energy, in particular an electrical supply voltage, and thus generates the plasma.
  • the power of the plasma source is preferably changed by a corresponding change in the supply voltage with which the plasma source is supplied.
  • the change in the supply voltage generally includes both a change in the frequency and a change in the electrical voltage of the supply voltage.
  • the supply voltage is changed by a corresponding change in the electrical voltage.
  • the plasma source cannot have just a single plasma-generating component. Rather, the plasma source can also have several such components. In this case it is conceivable to change the power of at least a number of the components in order to change the power of the plasma source, in particular to activate and deactivate individual components.
  • the respective at least one sensor of the sensor device can be configured as desired, provided that the at least one sensor allows a movement of the device to be detected.
  • Embodiments are conceivable in which at least one of the at least one sensor detects a speed of the device.
  • the sensor device can have at least one speed sensor.
  • At least one of the at least one sensor detects an acceleration of the device.
  • the sensor device can have at least one acceleration sensor
  • Embodiments are conceivable in which at least one of the at least one sensor detects a translatory movement of the device.
  • Embodiments are conceivable in which at least one of the at least one sensor detects a rotary movement of the device.
  • the sensor device has at least one gyroscopic sensor, also called a gyro sensor.
  • At least one of the at least one sensor can be of a mechanical type. These include rollers or balls, as are known from a computer mouse, for example. Such sensors have the advantage that they can also detect contact between the device and the object to be treated. This means that the use of a separate surface sensor to detect contact between the device and the surface of the object can be dispensed with.
  • At least one of the at least one sensor can be of an electrical and/or electromagnetic type. These include capacitive sensors, resistive sensors, laser sensors, photo sensors and optical sensors.
  • At least one of the at least one sensor can be of an acoustic type.
  • at least one of the at least one sensor can be an ultrasonic sensor.
  • the sensor device advantageously has two or more such sensors in order to detect a movement of the device.
  • the inertial sensor system has at least one gyro sensor and at least one acceleration sensor.
  • the power of the plasma source is reduced with reduced movement of the device.
  • damage to the object or the surface caused by excessive interaction with the plasma in particular damage to and discoloration of textiles, is prevented or at least reduced.
  • the power of the plasma source is advantageously increased with increasing movement of the device. A sufficient interaction of the plasma with the object, in particular the surface, is thus achieved. At least in this way the possibility of a lack of interaction of the plasma with the object, in particular with the surface, is at least reduced.
  • the device has a signal output device which, during operation, signals the power of the plasma source to a user of the device.
  • the signal output device can output acoustic, optical, haptic signals or combinations thereof. It is thus possible, in particular, to use the power of the plasma source to signal to the user of the device that the movement of the device has been reduced and/or increased when the device is being used. In particular, this allows the user to adjust the movement of the device accordingly.
  • Embodiments are advantageous in which the plasma source is deactivated or switched off when the device is at a standstill, ie when there is no movement of the device or the movement of the device is below a predetermined minimum movement.
  • the deactivation preferably takes place by interrupting the supply of the plasma source with the supply voltage.
  • the plasma source is preferably deactivated or switched off when the device is at a standstill if the device is at a standstill for at least a predetermined period of time. This prevents in particular a deactivation and subsequent activation of the plasma source from taking place excessively. Furthermore, this prevents the plasma source from being deactivated unnecessarily during a brief standstill of the device, the duration of which is harmless with regard to the interaction of the plasma with the object or with the surface.
  • the specified duration is preferably dependent on a sampling rate and/or the inertia of the at least one sensor.
  • the duration here is preferably several milliseconds. In particular, the duration is between 10 ms and 100 ms.
  • Durations of 20 ms, 50 ms or 80 ms are conceivable. It is conceivable to switch off the device completely after a maximum idle time has been exceeded.
  • the maximum duration is expediently greater than the predefined duration described above for deactivating the plasma source. In particular, the maximum duration is one or more seconds. It is conceivable, for example, to switch off the device after two seconds of inactivity.
  • the power of the plasma source can be changed incrementally, in particular in multiple stages. This means that between a deactivation of the plasma source and a maximum power of the plasma source, at least one further power is defined, with which the plasma source is operated depending on the detected movement through the change in power. If the power is changed via the supply voltage, there is at least one additional supply voltage between a minimum supply voltage, which leads to ignition of the plasma source and thus generation of the plasma, and the maximum supply voltage, which results in maximum power of the plasma source which the plasma source is supplied depending on the detected movement.
  • the change in the power of the plasma source can be such that the plasma source is either deactivated or is operated with a predetermined, preferably maximum, power.
  • the data from the sensors are preferably combined, in particular fused, for detecting the movement.
  • the data of the associated at least one acceleration sensor and the at least one gyro sensor can be read out at different points in time. Then one can Averaging the data of the at least one acceleration sensor on the one hand and averaging the data of the at least one gyro sensor on the other hand, whereby the mean value of the corresponding spatial coordinates can be formed in each case. A subtraction of corresponding mean values, which were determined at an earlier point in time, allows the detection of a movement of the device. In particular, it is possible in this way to detect a standstill of the device and also to detect movement of the device. A limit is preferably set for the difference, which distinguishes between a standstill and a movement of the device.
  • negligible movements and/or measurement errors are compensated for or ignored in the detection.
  • Such a procedure is particularly suitable for the one-step change in the power of the device described above.
  • the corresponding standard deviations can be determined after the respective averaging and threshold values can be defined for them, with high standard deviations detecting a movement of the device and low standard deviations detecting a standstill of the device.
  • the device preferably has at least one switch for manually switching the device on and off.
  • the detection of the movement and the dependent change in the power of the plasma source are only carried out if the device was previously switched on manually. In this way, in particular, an unintentional and undesired change in the power of the plasma source is prevented or at least reduced.
  • movements occurring during the transport of hand-held devices do not lead to a change in the power of the plasma source, in particular not to an activation of the plasma source.
  • a corresponding method for operating the device also belongs to the scope of this invention.
  • a movement of the device is detected and the power of the plasma source is changed depending on the detected movement.
  • the power of the plasma source is reduced.
  • Preference is given to a reduced detected speed a reduction in the power of the plasma source.
  • the detected speed is increased, the power of the plasma source is increased.
  • the plasma source is advantageously deactivated.
  • FIG. 1 shows a top view of a hand-held device in use
  • Figure 2 is an isometric view of a bottom of the device
  • FIG. 3 shows a highly simplified, circuit diagram-like representation of the device
  • Figure 4 is a flow chart explaining the operation of the device
  • FIG. 5 shows a flow chart for explaining the operation of the device in another exemplary embodiment
  • FIG. 6 shows a flow chart for explaining the operation of the device in a further exemplary embodiment.
  • a device 1 as shown for example in FIGS. 1 to 3, is used to treat an object 2 (cf. FIG. 3).
  • the device 1 is guided over a surface 3 of the object 2, as indicated by an arrow in FIG. 3, and is thus moved.
  • the device 1 is a hand-held device 1 which, as indicated in FIG. 1, is guided over the object 2, in particular the surface 3, with at least one hand 4 during use.
  • the device 1 is such that it can be moved with one hand 4 or with two hands 4 .
  • the device 1 can be gripped with one hand 4, as can be seen in FIG.
  • the device has a plasma source 8 for this purpose, which is accommodated in a housing 9 of the device 1 .
  • the plasma source 8 is supplied with a supply voltage via power electronics 10 in order to generate the plasma 7 .
  • the power electronics 10 is electrically connected to an electrical energy store 11 , for example a rechargeable battery 12 of the device 1 , with the energy store 11 and the power electronics 10 being accommodated in the housing 9 .
  • the housing 9 has an upper side 13 (see FIG. 1) which the user grips with his hand 4 during use and an underside 14 which faces away from the upper side 13 .
  • the object 2 is treated via the underside 14.
  • the plasma source 8 projects out of the housing 9 on the underside 14 for this purpose and during operation generates the plasma 5 on the underside 14 and on the side facing away from the interior of the housing 9 .
  • the plasma 5 generated outside the housing 9 interacts with the object 2 or the surface 3.
  • the surface 3 is, for example, made of textile.
  • the object 2 is a textile object 2.
  • odor components are preferably inactivated.
  • the device 1 has a sensor device 15 which is used to detect the movement of the device 1 .
  • the sensor device 15 comprises at least one sensor 16.
  • the sensor device 15 is arranged on the underside 14 of the housing 9, purely by way of example.
  • Sensor device 15 preferably includes at least two sensors 16.
  • Sensor device 15 preferably includes at least one sensor 16 for detecting an acceleration of device 1, thus an acceleration sensor 17.
  • Sensor device 15 preferably also includes at least one gyroscopic sensor 16 and thus a gyro sensor 18.
  • the sensor device 15 can have a sensor 16 for detecting the speed of the device 1 and thus a speed sensor 19 .
  • a power of the plasma source 8 is changed depending on the movement of the device 1 detected by the sensor device 15 .
  • the change in the power of the plasma source 8 takes place via a corresponding change in the supply voltage supplied to the plasma source 8 via the power electronics 10 .
  • the device 1 has a control device 21 which is connected in a communicating manner to the sensor device 15 (see FIG. 3) and which is designed to change the power of the plasma source 8 as a function of the movement. Accordingly, the control device 21 is connected to the power electronics 10 in a suitable manner.
  • the change and thus adjustment of the power of the plasma source 8 depending on the movement of the device 1 detected by the sensor device 15 can take place in one step. This means that depending on the movement detected, the plasma source 8 is either deactivated or remains deactivated or is activated with a predetermined power or is operated further.
  • the data determined with the sensor device 15 are read out in a procedural measure 22, which is also referred to below as a readout measure 22.
  • a procedural measure 22 which is also referred to below as a readout measure 22.
  • Preference is given to the Selection measure 22 involves reading out a component of the respective sensor 16 associated with a respective spatial direction. At least two sensors 16 are preferably used here.
  • a subsequent procedural measure 23 which is also referred to below as a mean value measure 23
  • a mean value is formed for the respective component.
  • a subsequent procedural measure 24 which is also referred to below as comparison measure 24 a comparison is made as to whether the mean values formed are within a predetermined range, which is also referred to below as the rest range.
  • the idle range indicates a range for the mean values, which means that the device 1 is at a standstill. If the comparison measure 24 leads to the result that the mean values are within the resting range, a deactivation measure 25 results in a shutdown or deactivation of the plasma source 8 by reducing the power of the plasma source 8.
  • the plasma source 8 is preferably deactivated after a predetermined period of time, which can be between 10 ms and 100 ms. If the plasma source 8 is already deactivated, the deactivation measure 25 means that the plasma source 8 remains deactivated.
  • the plasma source 8 continues to be operated in an activation measure 26 with the power already available, or if the plasma source 8 is deactivated, activated and operated with a predetermined power. The method can then return to the selection measure 22 .
  • the acceleration sensor 17 and the gyro sensor 18, in particular the inertial sensor system 20, are preferably used for the one-stage change in power.
  • the power of the plasma source 8 is adjusted in multiple stages between a minimum power and a maximum power, depending on the movement detected.
  • the power of the plasma source 8 preferably changes as a function of the speed of the device 1 detected by the sensor device 15, in particular relative to the surface 3.
  • Such an incremental change in the power of the plasma source 8 can take place in accordance with the flow chart shown in FIG.
  • the selection measure 22 can take place analogously to the manner described in FIG.
  • sensor device 15 determines the speed of device 1 , in particular relative to surface 3 .
  • a measure 28 which is also referred to below as a checking measure 28, it is then checked whether there is a change in the speed of the device 1. If the speed of the device 1 is reduced, the power of the plasma source 8 is reduced in a reduction measure 29 . In addition, when the speed of the device 1 is increased, the power of the plasma source 8 can be increased in an increase measure 30 .
  • the power of the plasma source 8 is preferably reduced up to and including the reduction to a power which means that the plasma source 8 is deactivated.
  • the power of the plasma source 8 is increased up to a maximum permissible power.
  • the method can then return to the selection measure 22 .
  • a speed sensor 19 in particular is used for the incremental change in power.
  • the change in the power of the plasma source 8 depending on the movement of the device 1 detected by the sensor device 15 can only take place if the device 1 is manually activated by the user.
  • the device 1 can have a corresponding switch 31 (see FIG. 1), which must be actuated by a user so that the plasma source 8 is operated and plasma 5 is thus generated.
  • a procedural measure 32 which is also referred to below as initial measure 32, first checks whether the switch 31 is actuated. If the switch 31 is actuated and the device 1 is thus switched on, the plasma source 8 is started in a measure 33 which is also referred to below as the start measure 33 .
  • the procedural measures for a single-stage and/or incremental change in the power are carried out. If the switch 31 is not actuated, in a procedural measure 34, which is also referred to below as a stop measure 34, the change in the power of the plasma source 8 5 prevented. In particular, the plasma source 8 can be deactivated during the stopping measure 34 .

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät (1), insbesondere ein handgeführtes Gerät, zur Behandlung eines Gegenstands mittels Plasma, wobei das Gerät (1) zum Erzeugen des Plasmas eine Plasmaquelle (8) aufweist. Eine verbesserte Effizienz und eine vereinfachte Handhabung des Geräts (1) ergeben sich dadurch, dass das Gerät (1) im Betrieb eine Bewegung des Geräts (1) erkennt und eine Leistung der Plasmaquelle (8) abhängig von der Bewegung des Geräts (1) geändert wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Geräts (1), insbesondere eines handgeführten Geräts, zur Behandlung eines Gegenstands mittels Plasma.

Description

GERÄT ZUR BEHANDLUNG EINES GEGENSTANDS MIT PLASMA UND BETRIEBSVERFAHREN
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät, insbesondere ein handgeführtes Gerät, zur Behandlung eines Gegenstands, insbesondere eines textilen Gegenstands, mit Plasma. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Geräts.
Die Verwendung von Plasmen zur Behandlung von Gegenständen ist bekannt. Die Behandlung umfasst gewöhnlich ein Entfernen oder Umwandeln unerwünschter Bestandteile des Gegenstands oder am Gegenstand, insbesondere an der Oberfläche des Gegenstands. Um dies zu erreichen, sind Geräte bekannt, die über eine Plasmaquelle ein Plasma erzeugen, welches mit dem Gegenstand bzw. dessen Oberfläche wechselwirkt. Das Plasma kann hierbei mit dem Gegenstand thermisch Zusammenwirken. Dies spielt beim nicht-thermischen, kalten Plasma eine untergeordnete Rolle. Das Plasma beinhaltet auch reaktive Bestandteile, zu denen beispielsweise unterschiedliche Sauerstoff- und/oder Stickstoffspezies, insbesondere Ozon, gehören, und welche durch eine ausreichend hohe Lebensdauer zur besagten Wechselwirkung mit dem Gegenstand beitragen.
In der Medizintechnik kommt Plasma beispielsweise zum Einsatz, um schlecht oder nicht heilende Wunden zu behandeln. Hierbei wirkt das Plasma insbesondere antibakteriell. Verwiesen sei in diesem Zusammenhang auch auf sogenannte Plasmastifte als handgeführte Geräte.
Aufgrund der Eigenschaften des Plasmas eignet sich die Verwendung von Plasma auch zur Beseitigung von Geruchskomponenten, welche insbesondere als organische Komponenten, beispielsweise biologische Mikroorganismen, vorliegen können. Zu diesen zählen beispielsweise Buttersäure, Schweiß, festgesetzter Zigarettenrauch und Ähnliches, welche insbesondere als unangenehm empfunden werden. Bei der Wechselwirkung des Plasmas, insbesondere der reaktiven Bestandteile im Plasma, mit den Geruchskomponenten kommt es dabei zu einer Zerstörung und/oder Veränderung der Geruchskomponenten, die zu einer Geruchsbeseitigung oder Geruchsreduzierung und somit einer Inaktivierung der Geruchskomponenten führen können. Es bietet sich daher an, in entsprechenden Geräten das Plasma zur Behandlung von textilen Gegenständen, beispielsweise Kleidungsstücken einzusetzen.
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der der DE 10 2018 213 143 A1 , der DE 10 2018 2013 144 A1, der CN 2 05 814 739 U sowie aus der CN 1 08 771 767 A sind jeweils handgeführte Geräte bekannt, die Plasma einsetzen. Dabei wird das Gerät durch einen Nutzer händisch über den zu behandelnden Gegenstand, insbesondere über die zu behandelnde Oberfläche geführt.
Hierbei ergibt sich das Problem, dass beim Führen des Geräts über den Gegenstand bzw. über die Oberfläche sowohl eine unzureichende als auch eine übermäßige Wechselwirkung des Plasmas mit dem Gegenstand bzw. der Oberfläche auftreten können. Die unzureichende Wechselwirkung hat zur Folge, dass die erwünschte Wirkung nicht oder unzureichend eintritt.
Eine übermäßige Wechselwirkung führt demgegenüber zu einem erhöhten Energiebedarf des Geräts. Darüber hinaus werden hierdurch vorstehend erwähnte reaktive Bestandteile des Plasmas ohne Bedarf erzeugt. Ferner kann eine übermäßige Wechselwirkung des Plasmas mit dem Gegenstand zu unerwünschten Veränderungen bis hin zu Beschädigungen des Gegenstands führen. Als Beispiel sei hier auf textile Gegenstände verwiesen, die bei einer übermäßigen Wechselwirkung mit dem Plasma beschädigt werden und/oder verblassen können.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit der Aufgabe, für ein Gerät zur Behandlung eines Gegenstands mittels Plasma sowie für ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Geräts verbesserte oder zumindest andere Ausführungsformen anzugeben, welche sich durch eine erhöhte Effizienz und eine verbesserte Handhabung auszeichnen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem Gerät mit einer Plasmaquelle zum Behandeln eines Gegenstands mit Plasma eine Leistung der Plasmaquelle abhängig von der Bewegung des Geräts zu ändern. Beim Gebrauch des Geräts kann somit die Leistung der Plasmaquelle und somit insbesondere der Strom des mit der Plasmaquelle erzeugten Plasmas an die Bewegung angepasst werden. Somit ist es möglich, bei unterschiedlichen Bewegungen des Geräts die Leistung an die erwünschte Wechselwirkung des Plasmas mit dem Gegenstand anzupassen. Folglich werden auf diese Weise sowohl unzureichende als auch übermäßige Wechselwirkungen des Plasmas mit dem zu behandelnden Gegenstand vermieden oder zumindest reduziert. Auf diese Weise werden die Effizienz und die Handhabung des Geräts verbessert.
Dem Erfindungsgedanken entsprechend umfasst das Gerät die Plasmaquelle, welche im Betrieb Plasma erzeugt. Das Gerät, insbesondere die Plasmaquelle, sind derart, dass das erzeugte Plasma, beispielsweise durch Zuführen eines Plasmastroms, mit dem zu behandelnden Gegenstand zusammenwirkt, um die erwünschte Wirkung zu erreichen. Erfindungsgemäß weist das Gerät eine Sensoreinrichtung mit zumindest einem Sensor auf, welche zum Erkennen einer Bewegung des Geräts ausgestaltet ist. Das Gerät weist ferner eine Steuereinrichtung auf, welche mit der Sensoreinrichtung kommunizierend verbunden ist. Die Steuereinrichtung ist erfindungsgemäß derart ausgestaltet, dass sie im Betrieb eine Leistung der Plasmaquelle abhängig von der mit der Sensoreinrichtung erkannten Bewegung des Geräts ändert.
Insbesondere werden bei der Verwendung des Geräts bei verschiedenen Bewegungen, insbesondere Geschwindigkeiten, des Geräts jeweils passende Leistungen der Plasmaquelle zur Verfügung gestellt, um die gewünschte Wechselwirkung zu erreichen.
Bevorzugt erzeugt die Plasmaquelle im Betrieb kaltes Plasma. Das kalte Plasma, auch Niederdruckplasma oder nicht-thermisches Plasma genannt, wird dabei insbesondere bei Raumtemperatur betrieben. Somit lässt sich das Gerät mit reduziertem Energiebedarf und mit reduzierter Gefahr von thermisch bedingten Beschädigungen, betreiben. Auf diese Weise sind also die Energieeffizienz und die Handhabung weiter verbessert.
Bei dem Gerät handelt es sich vorzugsweise um ein handgeführtes Gerät. Unter einem handgeführten oder handführbaren Gerät ist dabei ein mobiles Gerät zu verstehen, das von einem Benutzer händisch - also mittels einer oder beider seiner Hände - im Betrieb des Geräts über den zu behandelnden Gegenstand, insbesondere über die zu behandelnde Oberfläche, bewegt wird. Typischerweise ist ein solches handgeführtes Gerät im Gegensatz zu stationären Geräten vom Benutzer tragbar, worauf das Gerät massenmäßig und im Hinblick auf seine Abmessungen abgestimmt ist. Dies führt zu einer weiter vereinfachten Anwendung und Handhabung des Geräts. In Zusammenhang mit der Anpassung der Leistung der Plasmaquelle abhängig von der Bewegung bieten derartige handgeführte Geräte insbesondere den Vorteil, dass auch bei Änderungen der durch den Benutzer durchgeführten Bewegung des Geräts eine entsprechende Leistungsänderung der Plasmaquelle erfolgt, um die gewünschte Wechselwirkung des Plasmas mit dem Gegenstand, insbesondere der Oberfläche, zu erreichen, und um unerwünschte übermäßige Wechselwirkungen des Plasmas mit dem Gegenstand, insbesondere mit der Oberfläche zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren.
Das Gerät weist zweckmäßig ein Gehäuse auf, in welchem die Plasmaquelle, vorzugsweise zudem eine Leistungselektronik zur elektrischen Versorgung der Plasmaquelle, aufgenommen sind.
Vorstellbar ist es, das Gehäuse und die Plasmaquelle derart auszugestalten, dass das mit der Plasmaquelle erzeugte Plasma zur Wechselwirkung mit dem zu behandelnden Gegenstand aus dem Gehäuse gelangt. Insbesondere kann hierbei ein Plasmastrom aus dem Gehäuse gelangen, um mit dem Gegenstand zu wechselwirken.
Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen das Gehäuse und die Plasmaquelle derart ausgestaltet sind, dass das Plasma außerhalb des Gehäuses erzeugt wird. Zu diesem Zweck kann die Plasmaquelle aus dem Gehäuse ragen und auf der vom Innenraum des Gehäuses abgewandten Seite eine abstehende, vorzugsweise längliche Elektrode aufweisen, die von einer Keramikplatte umgeben ist.
Die Plasmaquelle kann im/am Gehäuse beweglich angeordnet sein. Somit ist es insbesondere möglich, einen Kontakt des Geräts mit einer zu behandelnden Oberfläche über die Plasmaquelle zu erkennen. Alternativ ist es möglich, die Plasmaquelle im/am Gehäuse zu fixieren. Dies erlaubt eine vereinfachte und kostengünstigere Herstellung des Geräts.
Unter Gegenstand ist vorliegend jeglicher biologische und nicht biologische Gegenstand zu verstehen, welcher sich mit dem mittels der Plasmaquelle erzeugten Plasma behandeln lässt. Bei der Behandlung kommt es dabei zu einer Wechselwirkung von Plasma mit dem Gegenstand und/oder am Gegenstand vorhandener Bestandteile, insbesondere Geruchskomponenten, welche zu einer entsprechenden Änderung führt. Unter Gegenstand sind insbesondere textile Gegenstände wie Kleidungstücke zu verstehen. Auch sind Gegenstände solche, die eine textile Oberfläche aufweisen, welche mit dem Plasma behandelt werden können, wie beispielsweise Möbel, Matratzen und dergleichen. Textile Materialien sind beispielsweise natürliche, pflanzliche sowie tierische Naturfasern wie z. B. Baum-, Schafwolle, Seide, Leinen, Filz und dergleichen. Textile Materialien sind auch künstliche Kleiderstoffe mit Chemiefasern wie z. B. Nylon. Weiter kann der Gegenstand, zumindest an der Oberfläche, Keramik, Kunststoff, Federn, Leder, Glas, Holz, Metall oder Mischungen daraus aufweisen.
Bei der Wechselwirkung des Plasmas mit dem Gegenstand, insbesondere der Oberfläche, werden insbesondere Geruchskomponenten inaktiviert, das heißt zerstört und/oder derart verändert, dass der wahrgenommene Geruch verschwindet und/oder verändert ist. Geruchskomponenten, sind in der Regel organische Verbindungen oder enthalten solche Verbindungen. Geruchskomponenten weisen beispielsweise Zellwände, Bakterien, Keime, Viren, Pilze und dergleichen auf. Beim Wechselwirken mit dem Plasma können sich die Geruchskomponenten aufgrund des Beschüsses mit den im Plasma vorhandenen Ionen und/oder Elektronen negativ aufladen. Aufgrund der elektrostatischen Abstoßung kann dies zu mechanischen Spannungen bis hin zur Überschreitung der Zugfestigkeit und einer damit einhergehenden Zerstörung der Geruchsmoleküle führen. Niederdruckplasmen bzw. kalte Plasmen sind dabei besonders gut zur Inaktivierung von Gerüchen an Textilien und/oder haushaltsüblichen Oberflächen und dergleichen geeignet, da eine thermische Schädigung einer solchen Oberfläche nicht auftritt oder zumindest reduziert ist.
Das Gerät ist also insbesondere ein solches, das zur Behandlung einer textilen Oberfläche zum Einsatz kommt. Insbesondere ist die Plasmaquelle für die Behandlung einer textilen Oberfläche ausgestaltet. Beispielsweise erfolgt mit dem Plasma das Inaktivieren von Geruchskomponenten.
Es versteht sich, dass auch Bakterien und dergleichen, beispielsweise Krankheitserreger, sich, insbesondere auf die vorstehend beschriebene Weise, ebenfalls inaktivieren lassen. Dementsprechend kann das Gerät auch zur desinfizierenden Behandlung eines Gegenstands, insbesondere der Oberfläche des Gegenstands, zum Einsatz kommen.
Die Plasmaquelle ist derart ausgestaltet, dass sie im Betrieb mit Energie, insbesondere einer elektrischen Versorgungsspannung, versorgt ist und somit das Plasma erzeugt. Die Änderung der Leistung der Plasmaquelle erfolgt hierbei vorzugsweise durch eine entsprechende Änderung der Versorgungsspannung, mit welcher die Plasmaquelle versorgt ist. Die Änderung der Versorgungsspannung beinhaltet im Allgemeinen sowohl eine Änderung der Frequenz als auch eine Änderung der elektrischen Spannung der Versorgungsspannung. Insbesondere erfolgt die Änderung der Versorgungsspannung durch eine entsprechende Änderung der elektrischen Spannung.
Es versteht sich, dass die Plasmaquelle nicht nur eine einzige, plasmaerzeugende Komponente aufweisen kann. Vielmehr kann die Plasmaquelle auch mehrere derartige Komponenten aufweisen. In diesem Fall ist es vorstellbar, zur Änderung der Leistung der Plasmaquelle die Leistung zumindest einer Anzahl der Komponenten zu ändern, insbesondere einzelne Komponenten zu aktivieren und zu deaktivieren.
Der jeweilige zumindest eine Sensor der Sensoreinrichtung kann prinzipiell beliebig ausgestaltet sein, sofern der zumindest eine Sensor das Erkennen einer Bewegung des Geräts erlaubt.
Vorstellbar sind Ausführungsformen, bei denen zumindest einer der wenigstens einen Sensor eine Geschwindigkeit des Geräts erkennt. Insbesondere kann die Sensoreinrichtung wenigstens einen Geschwindigkeitssensor aufweisen.
Zu denken ist an Ausführungsformen, bei denen zumindest einer der wenigstens einen Sensor eine Beschleunigung des Geräts erkennt. Insbesondere kann die Sensoreinrichtung wenigstens einen Beschleunigungssensor aufweisen Denkbar sind Ausführungsformen, bei denen zumindest einer der wenigstens einen Sensor eine translatorische Bewegung des Geräts erkennt.
Vorstellbar sind Ausführungsformen, bei denen zumindest einer der wenigstens einen Sensor eine Drehbewegung des Geräts erkennt. Insbesondere weist die Sensoreinrichtung wenigstens zumindest einen gyroskopischen Sensor, auch Gyrosensor genannt, auf.
Zumindest einer der wenigstens einen Sensor, insbesondere der Geschwindigkeitssensor, kann mechanischer Art sein. Hierzu zählen Rollen oder Kugeln, wie sie beispielsweise aus einer Computermaus bekannt sind. Derartige Sensoren haben den Vorteil, dass sie ferner einen Kontakt des Geräts mit dem zu behandelnden Gegenstand erkennen können. Somit kann auf den Einsatz eines separaten Oberflächensensors zur Erkennung eines Kontakts des Geräts mit der Oberfläche des Gegenstands verzichtet werden.
Zumindest einer der zumindest einen Sensor kann elektrischer und/oder elektromagnetischer Art sein. Zu diesen gehören kapazitive Sensoren, resistive Sensoren, Lasersensoren, Fotosensoren und optische Sensoren.
Zumindest einer der zumindest einen Sensor kann akustischer Art sein. Insbesondere kann zumindest einer der wenigstens einen Sensor ein Ultraschallsensor sein.
Vorteilhaft weist die Sensoreinrichtung zwei oder mehr solcher Sensoren auf, um eine Bewegung des Geräts zu erkennen.
Denkbar ist es, zumindest zwei Sensoren zu einer Inertialsensorik zu kombinieren, um eine Bewegung des Geräts zu erkennen. Die Inertialsensorik weist dabei zumindest einen Gyrosensor und wenigstens einen Beschleunigungssensor auf.
Bevorzugt wird die Leistung der Plasmaquelle mit reduzierter Bewegung des Geräts reduziert. Somit werden insbesondere durch eine übermäßige Wechselwirkung mit dem Plasma eintretende Beschädigungen des Gegenstands bzw. der Oberfläche, insbesondere Beschädigungen und Verfärbungen von Textilien, verhindert oder zumindest reduziert.
Vorteilhaft wird die Leistung der Plasmaquelle mit zunehmender Bewegung des Geräts erhöht. Somit wird eine ausreichende Wechselwirkung des Plasmas mit dem Gegenstand, insbesondere der Oberfläche, erreicht. Zumindest wird auf diese Weise die Möglichkeit einer mangelnden Wechselwirkung des Plasmas mit dem Gegenstand, insbesondere mit der Oberfläche, zumindest reduziert.
Bei bevorzugten Ausführungsformen weist das Gerät eine Signalausgabeeinrichtung auf, welche im Betrieb einem Benutzer des Geräts die Leistung der Plasmaquelle signalisiert. Die Signalausgabeeinrichtung kann hierbei akustische, optische, haptische Signale oder Kombinationen daraus ausgeben. Somit ist es insbesondere möglich, dem Benutzer des Geräts über die Leistung der Plasmaquelle zu signalisieren, dass eine Reduzierung und/oder Erhöhung der Bewegung des Geräts beim Gebrauch des Geräts stattgefunden hat. Dies erlaubt es dem Benutzer insbesondere, die Bewegung des Geräts entsprechend anzupassen.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen, bei denen die Plasmaquelle bei einem Stillstand des Geräts, also wenn keine Bewegung des Geräts vorliegt oder die Bewegung des Geräts unter einer vorgegebenen Minimalbewegung liegt, deaktiviert bzw. ausgeschaltet wird. Die Deaktivierung erfolgt vorzugsweise durch eine Unterbrechung der Versorgung der Plasmaquelle mit der Versorgungsspannung.
Die Deaktivierung bzw. das Ausschalten der Plasmaquelle bei einem Stillstand des Geräts erfolgt vorzugsweise, wenn das Gerät zumindest eine vorgegebene Dauer stillsteht. Somit wird insbesondere verhindert, dass eine Deaktivierung und anschließende Aktivierung der Plasmaquelle übermäßig stattfindet. Ferner wird somit verhindert, dass bei dem kurzzeitigen Stillstand des Geräts, dessen Dauer hinsichtlich der Wechselwirkung des Plasmas mit dem Gegenstand bzw. mit der Oberfläche unschädlich ist, eine unnötige Deaktivierung der Plasmaquelle stattfindet. Die vorgegebene Dauer ist vorzugsweise abhängig von einer Abtastrate und/oder der Trägheit des zumindest einen Sensors. Die Dauer beträgt hierbei vorzugsweise mehrere Millisekunden. Insbesondere beträgt die Dauer zwischen 10 ms und 100 ms. Denkbar sind Dauern von 20 ms, 50 ms oder 80 ms. Vorstellbar ist es, das Gerät nach der Überschreitung einer Maximaldauer des Stillstands gänzlich auszuschalten. Zweckmäßig ist die Maximaldauer größer als vorstehend beschriebene vorgegebene Dauer zum Deaktivieren der Plasmaquelle. Insbesondere beträgt die Maximaldauer eine oder mehrere Sekunden. Denkbar ist es beispielsweise, das Gerät nach zwei Sekunden Stillstand auszuschalten.
Die Änderung der Leistung der Plasmaquelle kann inkrementell, insbesondere mehrstufig, erfolgen. Das heißt, dass zwischen einer Deaktivierung der Plasmaquelle und einer maximalen Leistung der Plasmaquelle zumindest eine weitere Leistung definiert ist, mit welcher die Plasmaquelle abhängig von der erkannten Bewegung durch die Änderung der Leistung betrieben wird. Erfolgt die Änderung der Leistung über die Versorgungsspannung, existiert also zwischen einer minimalen Versorgungsspannung, die zu einem Zünden der Plasmaquelle und somit Erzeugung des Plasmas führt, und der maximalen Versorgungsspannung, die eine maximale Leistung der Plasmaquelle zur Folge hat, zumindest eine weitere Versorgungsspannung, mit der die Plasmaquelle abhängig von der erkannten Bewegung versorgt wird.
Vorstellbar ist es auch, die Änderung der Leistung der Plasmaquelle einstufig vorzunehmen. Das heißt, dass die Änderung der Leistung der Plasmaquelle derart sein kann, dass die Plasmaquelle entweder deaktiviert wird oder mit einer vorgegebenen, vorzugsweise maximalen, Leistung betrieben wird.
Weist die Sensoreinrichtung zwei oder mehr Sensoren zum Erkennen der Bewegung auf, werden zur Erkennung der Bewegung vorzugsweise die Daten der Sensoren kombiniert, insbesondere fusioniert. Insbesondere ist es vorstellbar, die Daten der Sensoren und/oder die mit den Sensoren jeweils erkannten Bewegungen logisch, das heißt beispielsweise mit einem logischen "UND", "ODER" usw. zu verknüpfen, um eine Zuverlässigkeit und Genauigkeit der erkannten Bewegung zu verbessern. Dies ermöglicht eine genauere Erkennung und Bestimmung der Bewegung des Geräts.
Weist die Sensoreinrichtung eine Inertialsensorik auf, können die Daten des zugehörigen zumindest einen Beschleunigungssensors und des zumindest einen Gyrosensors zu verschiedenen Zeitpunkten ausgelesen werden. Anschließend kann eine Mittelwertbildung der Daten des zumindest einen Beschleunigungssensors einerseits und eine Mittelwertbildung der Daten des zumindest einen Gyrosensors andererseits erfolgen, wobei jeweils der Mittelwert der entsprechenden räumlichen Koordinaten gebildet werden kann. Eine Differenzbildung entsprechender Mittelwerte, welche zu einem früheren Zeitpunkt ermittelt wurden, erlaubt das Erkennen einer Bewegung des Geräts. Insbesondere ist es auf diese Weise möglich, einen Stillstand des Geräts zu erkennen und im Übrigen eine Bewegung des Geräts festzustellen. Vorzugsweise wird hierbei für die Differenz eine Grenze festgelegt, welche einen Stillstand von einer Bewegung des Geräts unterscheidet. Somit werden insbesondere vernachlässigbare Bewegungen und/oder Messfehler ausgeglichen bzw. bei der Erkennung außer Acht gelassen. Eine solche Vorgehensweise eignet sich insbesondere bei der vorstehend beschriebenen, einstufigen Änderung der Leistung des Geräts. Denkbar ist auch, dass hierbei zur verbesserten Erkennung der Bewegung des Geräts nach der jeweiligen Mittelwertbildung die entsprechenden Standardabweichungen ermittelt und für diese jeweils Schwellenwerte festgelegt werden können, wobei bei hohen Standardabweichungen eine Bewegung des Geräts und bei niedrigen Standardabweichungen ein Stillstand des Geräts erkannt wird.
Das Gerät weist bevorzugt zumindest einen Schalter zum manuellen Einschalten und Ausschalten des Geräts auf. Dabei werden die Erkennung der Bewegung und die davon abhängige Änderung der Leistung der Plasmaquelle lediglich dann durchgeführt, wenn das Gerät zuvor manuell eingeschaltet wurde. Auf diese Weise wird insbesondere eine unbeabsichtigte und ungewollte Änderung der Leistung der Plasmaquelle verhindert oder zumindest reduziert. Insbesondere führen auf diese Weise beim Transport von handgeführten Geräten auftretende Bewegungen nicht zu einer Änderung der Leistung der Plasmaquelle, insbesondere nicht zu einer Aktivierung der Plasmaquelle.
Es versteht sich, dass neben dem Gerät auch ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben des Geräts zum Umfang dieser Erfindung gehört. Hierbei wird eine Bewegung des Geräts erkannt und die Leistung der Plasmaquelle abhängig von der erkannten Bewegung geändert.
Insbesondere erfolgt bei einer reduzierten erkannten Bewegung eine Reduzierung der Leistung der Plasmaquelle. Bevorzugt erfolgt bei einer reduzierten erkannten Geschwindigkeit eine Reduzierung der Leistung der Plasmaquelle. Insbesondere erfolgt bei einer erhöhten erkannten Geschwindigkeit eine Erhöhung der Leistung der Plasmaquelle.
Vorteilhaft erfolgt bei einem Stillstand des Geräts eine der Deaktivierung der Plasmaquelle.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch
Figur 1 eine Draufsicht auf ein handgeführtes Gerät im Gebrauch,
Figur 2 eine isometrische auf eine Unterseite des Geräts,
Figur 3 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Darstellung des Geräts,
Figur 4 ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Betriebs des Geräts,
Figur 5 ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Betriebs des Geräts bei einem anderen Ausführungsbeispiel, Figur 6 ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Betriebs des Geräts bei einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Ein Gerät 1 , wie es beispielsweise in den Figuren 1 bis 3 gezeigt ist, dient der Behandlung eines Gegenstands 2 (vgl. Figur 3). Das Gerät 1 wird zum Behandeln des Gegenstands 2, wie in Figur 3 mit einem Pfeil angedeutet, über eine Oberfläche 3 des Gegenstands 2 geführt und somit bewegt. Bei dem Gerät 1 handelt es sich dabei um ein handgeführtes Gerät 1, welches wie in Figur 1 angedeutet, beim Gebrauch mit zumindest einer Hand 4 über den Gegenstand 2, insbesondere die Oberfläche 3, geführt wird. Das Gerät 1 ist dabei hinsichtlich seines Gewichts und seiner Ausmaße derart, dass es mit einer Hand 4 oder mit zwei Händen 4 bewegt werden kann. Insbesondere kann das Gerät 1, wie Figur 1 entnommen werden kann, mit einer Hand 4 umgriffen werden.
Zum Behandeln des Gegenstands 2, insbesondere der Oberfläche 3, kommt hierbei Plasma 5, insbesondere kaltes Plasma 6, zum Einsatz, welches in Figur 3 durch einen Strom 7 angedeutet ist. Wie Figur 3 ferner zu entnehmen ist, weist das Gerät zu diesem Zweck eine Plasmaquelle 8 auf, welche in einem Gehäuse 9 des Geräts 1 aufgenommen ist. Die Plasmaquelle 8 wird über eine Leistungselektronik 10 mit einer Versorgungsspannung versorgt, um das Plasma 7 zu erzeugen. Die Leistungselektronik 10 ist mit einem elektrischen Energiespeicher 11, beispielsweise einem Akku 12 des Geräts 1, elektrisch verbunden, wobei der Energiespeicher 11 und die Leistungselektronik 10 im Gehäuse 9 aufgenommen sind. Das Gehäuse 9 weist eine vom Benutzer im Gebrauch mit der Hand 4 umgriffene Oberseite 13 (siehe Figur 1) und eine von der Oberseite 13 abgewandte Unterseite 14 auf. Die Behandlung des Gegenstands 2 erfolgt über die Unterseite 14. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ragt zu diesem Zweck die Plasmaquelle 8 an der Unterseite 14 aus dem Gehäuse 9 und erzeugt im Betrieb das Plasma 5 an der Unterseite 14 und auf der vom Innenraum des Gehäuses 9 abgewandten Seite. Das außerhalb des Gehäuses 9 erzeugte Plasma 5 wechselwirkt dabei mit dem Gegenstand 2 bzw. der Oberfläche 3. Bei der Oberfläche 3 handelt es sich beispielsweise um eine solche aus Textil. Insbesondere ist der Gegenstand 2 ein textiler Gegenstand 2. Bei der Wechselwirkung des Plasmas 5 mit dem Gegenstand 2, insbesondere der Oberfläche 3, werden dabei vorzugsweise Geruchskomponenten inaktiviert. Das Gerät 1 weist eine Sensoreinrichtung 15 auf, welche der Erkennung der Bewegung des Geräts 1 dient. Die Sensoreinrichtung 15 umfasst zu diesem Zweck zumindest einen Sensor 16. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Sensoreinrichtung 15 rein beispielhaft an der Unterseite 14 des Gehäuses 9 angeordnet. Die Sensoreinrichtung 15 umfasst vorzugsweise zumindest zwei Sensoren 16. Bevorzugt umfasst die Sensoreinrichtung 15 zumindest einen Sensor 16 zum Erkennen einer Beschleunigung des Geräts 1 somit einen Beschleunigungssensor 17. Bevorzugt umfasst die Sensoreinrichtung 15 ferner zumindest einen gyroskopischen Sensor 16 und somit einen Gyrosensor 18. Alternativ oder zusätzlich kann die Sensoreinrichtung 15 einen Sensor 16 zum Erkennen der Geschwindigkeit des Geräts 1 und somit einen Geschwindigkeitssensor 19 aufweisen. Vorstellbar ist es insbesondere, zumindest zwei der Sensoren 16, insbesondere den Beschleunigungssensor 17 und den Gyrosensor 18, zu einer Inertialsensorik 20 zusammenzufassen.
Dabei wird eine Leistung der Plasmaquelle 8 abhängig von der mit der Sensoreinrichtung 15 erkannten Bewegung des Geräts 1 geändert. Die Änderung der Leistung der Plasmaquelle 8 erfolgt über eine entsprechende Änderung der über die Leistungselektronik 10 der Plasmaquelle 8 zugeführten Versorgungsspannung. Das Gerät 1 weist dabei eine Steuereinrichtung 21 auf, welche mit der Sensoreinrichtung 15 kommunizierend verbunden ist (siehe Figur 3), und welche zum Durchführen der von der Bewegung abhängigen Änderung der Leistung der Plasmaquelle 8 ausgestaltet ist. Dementsprechend ist die Steuereinrichtung 21 mit der Leistungselektronik 10 auf geeignete Weise verbunden.
Die Änderung und somit Anpassung der Leistung der Plasmaquelle 8 abhängig von der mit der Sensoreinrichtung 15 erkannten Bewegung des Geräts 1 kann einstufig erfolgen. Das heißt, dass abhängig von der erkannten Bewegung die Plasmaquelle 8 entweder deaktiviert wird bzw. bleibt oder mit einer vorgegebenen Leistung aktiviert oder weiter betrieben wird.
Eine solche einstufige Änderung kann entsprechend des in Figur 4 gezeigten Flussdiagramms erfolgen. Dabei werden bei einer Verfahrensmaßnahme 22, die nachfolgend auch als Auslesemaßnahme 22 bezeichnet wird, die mit der Sensoreinrichtung 15 ermittelten Daten ausgelesen. Bevorzugt erfolgt bei der Auslesemaßnahme 22 das Auslesen jeweils einer Raumrichtung zugehörige Komponente des jeweiligen Sensors 16. Bevorzugt kommen hierbei zumindest zwei Sensoren 16 zum Einsatz. In einer anschließenden Verfahrensmaßnahme 23, die nachfolgend auch als Mittelwertmaßnahme 23 bezeichnet wird, wird für die jeweilige Komponente ein Mittelwert gebildet. Bei einer anschließenden Verfahrensmaßnahme 24, welche nachfolgend auch als Vergleichsmaßnahme 24 bezeichnet wird, wird verglichen, ob die gebildeten Mittelwerte innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegen, der nachfolgend auch als Ruhebereich bezeichnet wird. Der Ruhebereich gibt hierbei für die Mittelwerte einen Bereich an, welche einen Stillstand des Geräts 1 bedeuten. Führt also die Vergleichsmaßnahme 24 zum Ergebnis, dass die Mittelwerte innerhalb des Ruhebereichs liegen, erfolgt in einer Deaktivierungsmaßnahme 25 durch eine Reduzierung der Leistung der Plasmaquelle 8 ein Abschalten oder Deaktivieren der Plasmaquelle 8. Bevorzugt erfolgt das Deaktivieren der Plasmaquelle 8 nach einer vorgegebenen Dauer, die zwischen 10 ms und 100 ms liegen kann. Ist die Plasmaquelle 8 bereits deaktiviert, so führt die Deaktivierungsmaßnahme 25 dazu, dass die Plasmaquelle 8 weiterhin deaktiviert bleibt. Führt die Vergleichsmaßnahme 24 demgegenüber zum Ergebnis, dass die Mittelwerte außerhalb des Ruhebereichs liegen, so wird die Plasmaquelle 8 in einer Aktivierungsmaßnahme 26 mit der bereits vorhandenen Leistung weiterbetrieben, oder wenn die Plasmaquelle 8 deaktiviert ist, aktiviert und mit einer vorgegebenen Leistung betrieben. Anschließend kann das Verfahren zur Auslesemaßnahme 22 zurückkehren. Bei der einstufigen Änderung der Leistung kommen vorzugsweise der Beschleunigungssensor 17 und der Gyrosensor 18, insbesondere die Inertialsensorik 20, zum Einsatz.
Vorstellbar ist auch eine inkrementelle Änderung der Leistung der Plasmaquelle 8. Hierbei wird die Leistung der Plasmaquelle 8 abhängig von der erkannten Bewegung mehrstufig zwischen einer minimalen Leistung und einer maximalen Leistung verstellt. Bevorzugt erfolgt hierbei eine Änderung der Leistung der Plasmaquelle 8 abhängig von der mit der Sensoreinrichtung 15 erkannten Geschwindigkeit des Geräts 1 , insbesondere relativ zur Oberfläche 3.
Eine solche inkrementelle Änderung der Leistung der Plasmaquelle 8 kann entsprechend des in Figur 5 gezeigten Flussdiagramms erfolgen. Hierbei kann die Auslesemaßnahme 22 analog zur Figur 4 beschriebenen Weise erfolgen. Mit den ausgelesenen Daten der Sensoreinrichtung 15 wird in einer anschließenden Maßnahme 27, die nachfolgend auch als Geschwindigkeitsmaßnahme 27 bezeichnet wird, die Geschwindigkeit des Geräts 1, insbesondere relativ zur Oberfläche 3, ermittelt. Anschließend wird in einer Maßnahme 28, welche nachfolgend auch als Überprüfungsmaßnahme 28 bezeichnet wird, überprüft, ob eine Änderung der Geschwindigkeit des Geräts 1 vorliegt. Sofern eine Reduzierung der Geschwindigkeit des Geräts 1 vorliegt, wird in einer Reduzierungsmaßnahme 29 die Leistung der Plasmaquelle 8 reduziert. Zudem kann bei einer Erhöhung der Geschwindigkeit des Geräts 1 die Leistung der Plasmaquelle 8 in einer Erhöhungsmaßnahme 30 erhöht werden. Die Reduzierung der Leistung der Plasmaquelle 8 erfolgt vorzugsweise einschließlich bis zur Reduzierung auf einer Leistung, welche eine Deaktivierung der Plasmaquelle 8 bedeutet. Die Erhöhung der Leistung der Plasmaquelle 8 erfolgt bis zu einer maximal zulässigen Leistung. Anschließend kann das Verfahren zur Auslesemaßnahme 22 zurückkehren. Bei der inkrementellen Änderung der Leistung kommt insbesondere ein Geschwindigkeitssensor 19 zum Einsatz.
Es versteht sich, dass sich die inkrementelle und die einstufige Änderung der Leistung kombinieren lassen. Folglich kann nach der einstufigen Änderung, das heißt nach dem Verlassen des Ruhebereichs, die inkrementelle Änderung ansetzen.
Wie in Figur 6 beispielhaft gezeigt, kann die Durchführung der Änderung der Leistung der Plasmaquelle 8 abhängig von der mit der Sensoreinrichtung 15 erkannten Bewegung des Geräts 1 lediglich dann erfolgen, wenn das Gerät 1 durch den Benutzer manuell aktiviert ist. Zu diesem Zweck kann das Gerät 1 einen entsprechenden Schalter 31 aufweisen (siehe Figur 1), der durch einen Benutzer betätigt werden muss, damit die Plasmaquelle 8 betrieben wird und somit Plasma 5 erzeugt. Entsprechend Figur 6 wird dabei vor dem Durchführen der in den Figuren 4 und 5 beschriebenen Verfahrensmaßnahmen in einer Verfahrensmaßnahme 32, die nachfolgend auch als Initialmaßnahme 32 bezeichnet wird, zunächst geprüft, ob der Schalter 31 betätigt ist. Ist der Schalter 31 betätigt und das Gerät 1 somit eingeschaltet, so wird in einer Maßnahme 33, die nachfolgend auch als Startmaßnahme 33 bezeichnet wird, die Plasmaquelle 8 gestartet. Anschließend werden die Verfahrensmaßnahmen zur einstufigen und/oder inkrementellen Änderung der Leistung, beispielsweise entsprechend der Figur 4 und/oder Figur 5, durchgeführt. Ist der Schalter 31 nicht betätigt, wird in einer Verfahrensmaßnahme 34, die nachfolgend auch als Stoppmaßnahme 34 bezeichnet wird, die Änderung der Leistung der Plasmaquelle 8 5 verhindert. Insbesondere kann bei der Stoppmaßnahme 34 eine Deaktivierung der Plasmaquelle 8 erfolgen.
Bezugszeichenliste
1 Gerät
2 Gegenstand
3 Oberfläche
4 Hand
5 Plasma
6 Kaltes Plasma
7 Plasmastrom
8 Plasmaquelle
9 Gehäuse
10 Leistungselektronik
11 Energiespeicher
12 Akku
13 Oberseite des Gehäuses
14 Unterseite des Gehäuses
15 Sensoreinrichtung
16 Sensor
17 Beschleunigungssensor
18 Gyrosensor
19 Geschwindigkeitssensor
20 Inertialsensorik
21 Steuereinrichtung
22 Auslesemaßnahme
23 Mittelwertmaßnahme
24 Vergleichsmaßnahme
25 Deaktivierungsmaßnahme
26 Aktivierungsmaßnahme
27 Geschwindigkeitsmaßnahme
28 Überprüfungsmaßnahme
29 Reduzierungsmaßname
30 Erhöhungsmaßnahme
31 Schalter 32 Initialmaßnahme
33 Startmaßnahme
34 Stoppmaßnahme

Claims

Patentansprüche
1. Gerät (1), insbesondere handgeführtes Gerät, zur Behandlung eines Gegenstands (2), insbesondere eines textilen Gegenstands (2), mittels Plasma (5); mit einer Plasmaquelle (8), die im Betrieb Plasma (5), insbesondere kaltes Plasma (6), erzeugt, sodass das Plasma (6) zur Behandlung des Gegenstand (2) mit dem Gegenstand (2) wechselwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (1) eine Sensoreinrichtung (15) aufweist, welche derart ausgestaltet ist, dass sie eine Bewegung des Geräts (1) im Betrieb des Geräts (1) erkennt; und dass das Gerät (1) eine Steuereinrichtung (21) aufweist, die mit dem der Sensoreinrichtung (15) kommunizierend verbunden und derart ausgestaltet ist, dass sie im Betrieb eine Leistung der Plasmaquelle (8) abhängig von der erkannten Bewegung des Geräts (1) ändert.
2. Gerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (21) derart ausgestaltet ist, dass sie im Betrieb die Leistung der Plasmaquelle (8) mit abnehmender Bewegung, insbesondere mit abnehmender Geschwindigkeit, des Geräts (1) reduziert.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (21) derart ausgestaltet ist, dass sie im Betrieb die Plasmaquelle (8) abschaltet, wenn das Gerät (1) stillsteht.
4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie die Plasmaquelle (8) abschaltet, wenn das Gerät (1) für eine vorgegebene Dauer stillsteht.
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Sensoreinrichtung (15) zumindest einen Beschleunigungssensor (17) aufweist.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Sensoreinrichtung (15) zumindest einen Gyrosensor (18) aufweist.
7. Gerät nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (15) zumindest einen Beschleunigungssensor (17) und zumindest einen Gyrosensor (18) aufweist, welche eine Inertialsensorik (20) bilden.
8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (1) zumindest einen Schalter (31) aufweist, der zum Einschalten des Geräts (1) manuell verstellbar ist.
9. Verfahren zum Betreiben eines Geräts (1), insbesondere eines handgeführten Geräts (1), zur Behandlung eines Gegenstands (2), insbesondere eines textilen Gegenstands, mittels eines mit einer Plasmaquelle (8) erzeugten Plasmas (5), insbesondere kalten Plasmas (6), wobei eine Bewegung des Geräts (1) erkannt und die Leistung der Plasmaquelle (8) mit reduzierter Bewegung, insbesondere mit reduzierter Geschwindigkeit, des Geräts (1) reduziert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmaquelle (8) deaktiviert wird, wenn das Gerät (1) stillsteht.
PCT/EP2021/081363 2020-12-01 2021-11-11 Gerät zur behandlung eines gegenstands mit plasma und betriebsverfahren WO2022117304A2 (de)

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