EP1252857A2 - Trübungssensor zur Erkennung von Trübungen in der Spülflüssigkeit einer Geschirrspülmaschine - Google Patents

Trübungssensor zur Erkennung von Trübungen in der Spülflüssigkeit einer Geschirrspülmaschine Download PDF

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EP1252857A2
EP1252857A2 EP02006143A EP02006143A EP1252857A2 EP 1252857 A2 EP1252857 A2 EP 1252857A2 EP 02006143 A EP02006143 A EP 02006143A EP 02006143 A EP02006143 A EP 02006143A EP 1252857 A2 EP1252857 A2 EP 1252857A2
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EP
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light
channel
channels
reception
transmission channels
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EP02006143A
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Andre Bertram
Erik Ekelhoff
Günther Dr. Ennen
Ulrich Hettenhausen
Eduard Dr. Sailer
Stefan Tiekötter
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Miele und Cie KG
Original Assignee
Miele und Cie KG
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L15/00—Washing or rinsing machines for crockery or tableware
    • A47L15/42—Details
    • A47L15/4297—Arrangements for detecting or measuring the condition of the washing water, e.g. turbidity

Definitions

  • the invention relates to a turbidity sensor for detecting turbidity in the rinsing liquid a dishwasher, the sensor with several transmission channels for light with different light wavelengths and several receiving channels is formed, which different angles relative to the transmission channels in a ring shape around the washing liquid leading transparent guide tube are arranged around, with a receiving channel for transmitted light aligned with the transmission channel and another reception channel for 90 ° scattered light reception is arranged offset by 90 °.
  • DE 41 22 988 A1 discloses a turbidity sensor for a dishwasher, which with one or more transmission channels for light of different light wavelengths and / or one or more receiving channels is designed for transmitted light and scattered light, the receiving channels each at a certain angle to the light transmitter Flow pipe are aligned around.
  • a transmission channel works on two reception channels, one of which receives the transmission channel directly opposite lies and measures the continuous light, while the other channel measures the scattered light.
  • the sensor thus supplies two separate signals, based on which a downstream computer calculates a quotient output from which a corresponding turbidity value is derived can be.
  • B. green light with shorter Wavelength sends.
  • the amount of red light received and the amount of received The proportion of green light is measured and from this the turbidity value is determined. Due to the wavelength difference, the relationship between red and green is in proportion set, both values being reduced as the density of the dirt particles increases becomes. If the density remains constant, the amount of light received is particularly high with red Light, small, when large particles or dirt residues float in the rinse water. If the size of the dirt particles is small, such as with oil, milk or the like emulsifying substances, the amount of light received is greater. From these findings and through one Corresponding comparison of values by the evaluating computer is the rinse water turbidity or the density of the dirt particles and their particle size can be estimated approximately. However, an estimated result is not sufficient for an effective wash program run.
  • An electronic program-controlled dishwasher not shown, whose selectable Rinse programs each program sections, such as pre-rinsing, cleaning, intermediate rinsing, rinsing and have drying, depending on the determined degree of contamination of the loaded Dishes or the washing liquid in circulation pre-rinse and / or intermediate rinse cycles controlled or additionally controlled and temperatures and holding times adjusted has an optical sensor in the form of a turbidity sensor (1), which connected to the program control or the microcomputer of the device to predetermined At times in the aforementioned program sections, the turbidity of the rinsing liquid detects and delivers measurement signals corresponding to the determined degree of contamination. Depending on the signals given to the computer, the program control is influenced taken.
  • the turbidity sensor (1) used works on the light barrier principle and consists of a transparent guide tube for the rinsing liquid to be sensed. At right angles to Guide tube (2) or to the flowing liquid is an optical measuring section (4) consisting of an optical transmitter (5), such as light-emitting diode, lamp or the like. and from optical receivers (6) such as phototransistors or the like.
  • 1 is the optical transmitter (5) with several transmission channels (5a, 5b) for light with different light wavelengths ( ⁇ 1 , ⁇ 2 or general ⁇ x ) and with the turbidity sensor (1) for detecting turbidity in the rinsing liquid several receiving channels (6a to 6d) are formed.
  • the individual receiving channels (6a to 6d) are arranged at different angles relative to the transmitting channels (5a, 5b) in a circle around the transparent guide tube (2) carrying the rinsing liquid (3).
  • a receiving channel (6a) for transmitted light is directly opposite the light-transmitting channel (5; 5a, 5b), while another receiving channel (6b) for 90 ° scattered light reception is aligned offset by 90 ° to the light-transmitting channel (5).
  • At least one of the light transmission channels (5a, 5b) is assigned a further reception channel (6c) for receiving scattered light of preferably less than 45 °.
  • a light polarization filter (7) is assigned to a receiving channel for scattered light reception of 90 °, which is also provided and designated (6d) and which is directly opposite the other scattered light receiving channel (6b).
  • the filter can also be assigned to any other reception channel (6) and / or the transmission channels (5).
  • the polarization filter (7) polarizes the detected light beams linearly, elliptically or circularly.
  • the turbidity sensor (1) works with two transmission channels (5a and 5b), which preferably emit short-wave blue light ⁇ 1 (blue LED) and long-wave infrared light ⁇ 2 (red LED).
  • the two light transmission channels (5a, 5b) of the optical transmitter (5) are preferably arranged one below the other on the guide tube (2).
  • only one transmitter LED of the optical transmitter (5) is shown in FIGS. 1 and 2 and is assigned to the aforementioned four light receiver channels (6a to 6d).
  • the signals from the opacimeter (1) are evaluated by the microprocessor (not shown) of the household appliance (including zero adjustment), which in particular is the quotient Transmitted light ( ⁇ 1 ): transmitted light ( ⁇ 2 ) or D ( ⁇ 1 ): D ( ⁇ 2 ) and Scattered light ( ⁇ 1 ): transmitted light ( ⁇ 1 ) or S ( ⁇ 1 ): D ( ⁇ 1 ) and Scattered light ( ⁇ 1 ): transmitted light ( ⁇ 2 ) or S ( ⁇ 1 ): D ( ⁇ 2 ) forms.
  • S ( ⁇ 1 ) denotes the voltage signal of the blue LED and S ( ⁇ 2 ) the signal of the red (infrared) LED.
  • ⁇ x includes ⁇ 1 or ⁇ 2 .
  • the signals S ( ⁇ x ) and D ( ⁇ x ) must be linearized as concentration-independent function coefficients.
  • Further mathematical methods e.g. addition, subtraction, folding, integral calculation, differential calculation, etc.
  • the methods of signal and system theory as well as statistics e.g. classification
  • the signal curves typical of the different soiling can be analyzed.
  • the turbidity sensor (1) with at least one light transmission channel (5a) and three light receiving channels for transmitted light (6a), 25 ° scattered light (6c) (Forward scatter) and 90 ° scattered light (6b).
  • the primary light rays are polarized.
  • the polarization filter (7) is in the Beam path of the transmission channel (5) arranged. It has been shown that with this variant low concentrations (e.g. milk) can be easily recognized. Come in the evaluation again the previously described mathematical methods for use.
  • the polarization filter (7) can polarize again linearly, elliptically or circularly. Both in the embodiment 1 as well as in the example according to FIG. 2, or also according to FIG.
  • the chosen static polarization filter (7) in the form of a mirror optic also through a electrically operated polarization rotator with an optical angle of rotation of 0 ° to 90 ° or be provided as an alternative solution.
  • a "polarization filter” the polarization direction could be set continuously in a simple manner.
  • FIGS. 1 and 2 show a construction variant of FIGS. 1 and 2, the guide tube (2) for the rinsing liquid (3) to be sensed essentially transversely to the light transmission channels (5a, 5b) and receiving channels (6a to 6c) is arranged.
  • Light transmitter (5) and receiver (6) are thereby on the same level in which the measuring sections (4) are also identified Spread the scattering cone (8) of the emitted, reflected and polarized light beams from the diodes.
  • the two light transmission channels (5a, 5b) for blue and red light are for transmitted light sensitive light receiving channel (6a) opposite, while the light receiving channel (6b) for 90 ° scattered light in the direction of flow of the rinsing liquid and the third light receiving channel (6c) for Scattered light (forward scatter) equal to or less than 45 °, preferably 25 °, by this angle offset from the light transmission channels (5a, 5b).
  • the polarization filter (7) or the electrically operated polarization rotator is arranged in front of the two light transmission channels (5a, 5b).
  • Turbidity sensor for the detection of particles only
  • another turbidity sensor for the detection of emulsions, for example milk residues or the like in the rinsing water responsible is.
  • a turbidity measurement based on the reflection principle would also be conceivable being a change in the refractive index of water or interference from particles on the Rinse water surface lead to a good result in case of rinsing liquid contamination likely.

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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Der Gegenstand der Erfindung betrifft einen Sensor (1) zur Erkennung von Trübungen in der Spülflüssigkeit einer Geschirrspülmaschine, wobei der Sensor mit mehreren Sendekanälen (5; 5a, 5b) für Licht mit unterschiedlichen Lichtwellenlängen und mehreren Empfangskanälen (6a bis 6d) ausgebildet ist, die unter verschiedenen Winkeln relativ zu den Sendekanälen (5; 5a, 5b) kreisringförmig um ein die Spülflüssigkeit führendes transparentes Leitrohr (2) herum angeordnet sind, und wobei ein Empfangskanal (6a) für Durchlicht gegenüber dem Sendekanal (5) ausgerichtet und ein weiterer Empfangskanal (6b) für einen 90°-Streulichtempfang um 90° versetzt angeordnet ist. Nach der Erfindung ist mindestens einem der Sendekanäle (5; 5a, 5b) ein weiterer Empfangskanal (6c) für den Empfang von Streulicht von 45° oder kleiner und mindestens einem der Streulicht-Empfangskanäle (6a bis 6d) und/oder dem Sendekanal (5; 5a, 5b) ein Filter (7) zur Lichtpolarisation zugeordnet. Durch Einbeziehung aller möglichen Streulichtund auch Lichtpolarisationskomponenten bei der Trübungsmessung ist eine optimale Bestimmung der Spülwasserverunreinigung, insbesondere auch eine Analyse von Kombianschmutzungen nach Art und Bestandteilen der Verunreinigungen (sog. "Fingerprints") durchführbar. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Trübungssensor zur Erkennung von Trübungen in der Spülflüssigkeit einer Geschirrspülmaschine, wobei der Sensor mit mehreren Sendekanälen für Licht mit unterschiedlichen Lichtwellenlängen und mehreren Empfangskanälen ausgebildet ist, die unter verschiedenen Winkeln relativ zu den Sendekanälen kreisringförmig um ein die Spülflüssigkeit führendes transparentes Leitrohr herum angeordnet sind, wobei ein Empfangskanal für Durchlicht gegenüber dem Sendekanal ausgerichtet und ein weiterer Empfangskanal für einen 90°-Streulichtempfang um 90° versetzt angeordnet ist.
Aus der DE 41 22 988 A1 ist ein Trübungssensor für eine Geschirrspülmaschine bekannt, welcher mit einem oder mehreren Sendekanälen für Licht unterschiedlicher Lichtwellenlängen und/oder einem oder mehreren Empfangskanälen für Durchlicht und Streulicht ausgebildet ist, wobei die Empfangskanäle jeweils unter einem bestimmten Winkel zum Lichtsender an einem Durchflussrohr herum ausgerichtet sind. Nach einem ersten Beispiel arbeitet ein Sendekanal auf zwei Empfangskanäle, von denen der eine Empfangskanal dem Sendekanal direkt gegenüber liegt und das durchgehende Licht misst, während der andere Kanal das Streulicht misst. Der Sensor liefert somit zwei separate Signale, anhand dieser ein nachgeschalteter Rechner einen Quotienten-Ausgang berechnet, aus dem ein entsprechender Trübungswert abgeleitet werden kann. Entsprechend einem zweiten Beispiel wird umgekehrt ein Empfangskanal von zwei winkelgleich zu einer Geraden untereinander angeordneten Sendekanäle bedient, von denen der eine langwelliges infrarotes Licht und der andere Kanal z. B. grünes Licht mit kürzerer Wellenlänge sendet. Die Menge an empfangenem roten Licht und die Menge des empfangenen Anteils von grünem Licht werden gemessen und daraus der Trübungswert bestimmt. Aufgrund der Wellenlängendifferenz wird die Beziehung Rotanteil zu Grünanteil ins Verhältnis gesetzt, wobei beide Werte vermindert werden, wenn die Dichte der Schmutzpartikel erhöht wird. Bleibt die Dichte konstant, ist die Menge des empfangenen Lichtes, insbesondere bei rotem Licht, klein, wenn große Teilchen bzw. Schmutzreste im Spülwasser schwimmen. Wenn die Größe der Schmutzpartikel klein ist, wie bei Öl, Milch oder dergl. emulgierenden Substanzen, ist die Menge des empfangenen Lichtes größer. Aus diesen Erkenntnissen und durch einen entsprechenden Wertevergleich durch den auswertenden Rechner ist die Spülwassertrübung bzw. die Dichte der Schmutzpartikel und deren Teilchengröße annähernd abschätzbar. Ein abgeschätztes Ergebnis ist jedoch für einen wirksamen Spülprogrammlauf nicht ausreichend.
Aus der DE 198 06 559 A1 ist ein Verfahren und eine entsprechende Anordnung zur Behandlung von Geschirr in Geschirrspülmaschinen bekannt, bei dem genauere Daten über die Verschmutzungsanteile dadurch gewonnen werden, dass in die zu erfassende Strahlungsmenge auch das Streulicht gewertet wird, welches um exakt 90° versetzt gegenüber dem emittierten Licht des Sendekanals das Durchflussrohr durchdringt. Für eine optimale Bestimmung der Verschmutzung von Spülflüssigkeit, insbesondere der Analyse einer Kombianschmutzung (Partikelart und Trübung) reicht auch diese Methode nicht aus. Auch hier soll die Erfindung Abhilfe schaffen.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, dass durch Einbeziehung aller möglichen Streulicht- und auch Lichtpolarisationskomponenten bei der Trübungsmessung eine exaktere Bestimmung der Spülwasserverunreinigung, insbesondere auch eine Analyse von Kombianschmutzungen nach Art und Bestandteilen der Verunreinigungen (sog. "Fingerprints") durchführbar ist, so dass ein Spülprogrammlauf hinsichtlich Wasserwechsel, Reinigerzugabe, Programmlaufzeit, Temperatureinstellungen usw. optimiert werden kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
Figur 1
einen Trübungssensor in der Draufsicht in schematischer Darstellung mit Licht-Sendekanälen und zugeordneten Licht-Empfangskanälen sowie mit einem Polarisationsfilter, nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 2
den Trübungssensor gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
Figur 3
einen Trübungssensor im Strömungsweg einer Spülflüssigkeit, gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel als Konstruktionsvariante zu Fig. 1 und 2, in schematischer Darstellung.
Eine nicht gezeigte elektronisch programmgesteuerte Geschirrspülmaschine, deren anwählbare Spülprogramme jeweils Programmabschnitte, wie Vorspülen, Reinigen, Zwischenspülen, Klarspülen und Trocknen aufweisen, wobei je nach festgestelltem Verschmutzungsgrad des geladenen Geschirrs bzw. der im Umlauf befindlichen Spülflüssigkeit Vorspül- und/oder Zwischenspülgänge aus- oder zusätzlich eingesteuert und Temperaturen und Haltezeiten angepasst werden können, weist einen optischen Sensor in Form eines Trübungssensors (1) auf, welcher mit der Programmsteuerung bzw. dem Mikrocomputer des Gerätes verbunden zu vorgegebenen Zeitpunkten in den vorerwähnten Programmabschnitten jeweils die Trübung der Spülflüssigkeit feststellt und den ermittelten Verschmutzungsgraden entsprechende Mess-Signale liefert. Abhängig von den an den Rechner gegebenen Signalen wird Einfluss auf die Programmsteuerung genommen.
Der eingesetzte Trübungssensor (1) arbeitet nach dem Lichtschrankenprinzip und besteht aus einem transparenten Leitrohr für die zu sensierende Spülflüssigkeit. Im rechten Winkel zum Leitrohr (2) bzw. zur strömenden Flüssigkeit ist eine optische Messstrecke (4) bestehend aus einem optischen Sender (5), wie Leuchtdiode, Lampe oder dergl. und aus optischen Empfängern (6), wie Fototransistoren oder dergl. aufgebaut. Ausgewertet wird die durch die Trübung verursachte Dämpfung des Lichtes innerhalb der Messstrecken (4), wobei durch die erfindungsgemäße Einbeziehung sämtlicher Streulichtkomponenten mit/ohne Polarisation des Streulichtes bei der Trübungsmessung eine exakte Bestimmung der Spülwasserverunreinigung, insbesondere aber eine Analyse von Kombianschmutzungen (sog. "Fingerprints" oder bestimmte typische Verschmutzungen bzw. Schmutzpartikel) nach Art und Bestandteilen der Verunreinigungen durchführbar ist. Dadurch ist der Spülprogrammlauf hinsichtlich Wasserwechsel, Reinigerzugabe, Programmlaufzeit, Temperatureinstellungen usw. optimierbar. Hierzu sind auch die Licht-Sendekanäle sowie zugeordnete Licht-Empfangskanäle des Trübungssensors (1) zueinander entsprechend auszurichten, wie der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen ist.
Gemäß Fig. 1 ist beim Trübungssensor (1) zur Erkennung von Trübungen in der Spülflüssigkeit der optische Sender (5) mit mehreren Sendekanälen (5a, 5b) für Licht mit unterschiedlichen Lichtwellenlängen (λ1, λ2 oder allg. λx) und mit mehreren Empfangskanälen (6a bis 6d) ausgebildet. Die einzelnen Empfangskanäle (6a bis 6d) sind unter verschiedenen Winkeln relativ zu den Sendekanälen (5a, 5b) kreisförmig um das die Spülflüssigkeit (3) führende transparente Leitrohr (2) herum angeordnet. Dabei liegt ein Empfangskanal (6a) für Durchlicht dem Licht-Sendekanal (5; 5a, 5b) direkt gegenüber, während ein weiterer Empfangskanal (6b) für einen 90°-Streulichtempfang zum Licht-Sendekanal (5) um 90° versetzt ausgerichtet ist. Erfindungsgemäß ist mindestens einem der Licht-Sendekanäle (5a, 5b) ein weiterer Empfangskanal (6c) für den Empfang von Streulicht von vorzugsweise kleiner als 45° zugeordnet. Einem weiterhin vorgesehenen und mit (6d) bezeichneten Empfangskanal für Streulichtempfang von 90°, welchem der andere Streulicht-Empfangskanal (6b) direkt gegenüberliegt, ist ein Licht-Polarisationsfilter (7) zugeordnet. Das Filter kann auch jedem anderen Empfangskanal (6) und/oder den Sendekanälen (5) zugeordnet werden. Das Polarisationsfilter (7) polarisiert die erfassten Lichtstrahlen linear, elliptisch oder zirkular.
Der Trübungssensor (1) arbeitet wie erwähnt mit zwei Sendekanälen (5a und 5b), die vorzugsweise kurzwelliges blaues Licht λ1 (blaue LED) und langwelliges infrarotes Licht λ2 (rote LED) emittieren. Die beiden Lichtsendekanäle (5a, 5b) des optischen Senders (5) sind vorzugsweise untereinanderliegend am Leitrohr (2) angeordnet. Der besseren Übersicht halber ist in den Fig. 1, 2 jedoch nur eine Sende-LED des optischen Senders (5) gezeigt und den vorerwähnten vier Licht-Empfängerkanälen (6a bis 6d) zugeordnet.
Die Signale des Trübungsmessers (1) werden vom nicht dargestellten Mikroprozessor des Haushaltgerätes ausgewertet (u. a. Nullpunktabgleich), der insbesondere die Quotienten
   Durchlicht (λ1) : Durchlicht (λ2)   oder   D(λ1) : D(λ2)
      und
   Streulicht (λ1) : Durchlicht (λ1)   oder   S(λ1) : D(λ1)
      und
   Streulicht (λ1) : Durchlicht (λ2)   oder   S(λ1) : D(λ2)
bildet. Dabei bedeuten S(λx) = abgeglichenes Spannungssignal im Streulichtkanal und D(λx) = abgeglichenes Spannungssignal im Durchlichtkanal in Abhängigkeit der Lichtwellenlänge (LED-Farbe). S(λ1) kennzeichnet das Spannungssignal der blauen LED und S(λ2) das Signal der roten (infraroten) LED. λx beinhaltet λ1 oder λ2.
Des weiteren können alle weiteren denkbaren Kombinationen ausgewertet werden. Bezüglich der Konzentrationsänderung müssen die Signale S(λx) und D(λx) als konzentrationsunabhängige Funktionskoeffizienten linearisiert werden. Zur Identifikation von spezifischen Anschmutzungen in realen aus mehreren Anschmutzungen zusammengesetzten Signalen sind weitere mathematische Verfahren (z. B. Addition, Subtraktion, Faltung, Integralrechnung, Differentialrechnung usw.) anzuwenden. Weiterhin können die Methoden der Signal- und Systemtheorie sowie der Statistik (z. B. Klassifizierung) zum Einsatz kommen oder auch die Autokorrelation. Mit Hilfe dieser mathematischen Methoden können insbesondere die durch die verschiedenen Anschmutzungen typischen Signalverläufe analysiert werden.
Gemäß Fig. 2 ist erfindungsgemäß der Trübungssensor (1) mit mindestens einem Licht-Sendekanal (5a) und drei Licht-Empfangskanälen für Durchlicht (6a), 25°-Streulicht (6c) (Vorwärtsstreuung) und 90°-Streulicht (6b) ausgebildet. Bei dieser Ausführung des Trübungssensors (1) werden die Primärlichtstrahlen polarisiert. Dafür ist das Polarisationsfilter (7) im Strahlengang des Sendekanals (5) angeordnet. Es hat sich gezeigt, dass mit dieser Variante geringe Konzentrationen (z. B. Milch) gut erkannt werden können. Bei der Auswertung kommen wieder die zuvor beschriebenen mathematischen Verfahren zur Anwendung. Das Polarisationsfilter (7) kann wieder linear, elliptisch oder zirkular polarisieren. Sowohl bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 als auch bei dem Beispiel nach Fig. 2, oder auch nach Fig. 3, kann das gewählte statische Polarisationsfilter (7) in Form einer Spiegel-Optik auch durch einen elektrisch betriebenen Polarisationsdreher mit einem optischen Drehwinkel von 0° bis 90° ersetzt oder als Alternativlösung vorgesehen werden. Durch ein derartiges "Polarisationsfilter" könnte auf einfache Art und Weise die Polarisationsrichtung stufenlos eingestellt werden.
Die Fig. 3 stellt eine Konstruktionsvariante zu den Fig. 1 und 2 dar, wobei das Leitrohr (2) für die zu sensierende Spülflüssigkeit (3) im wesentlichen quer zu den Licht-Sendekanälen (5a, 5b) und Empfangskanälen (6a bis 6c) angeordnet ist. Lichtsender (5) und Empfänger (6) liegen dabei in der selben Ebene, in welcher sich auch die die Messstrecken (4) kennzeichnenden Streukegel (8) der emittierten, reflektierten und polarisierten Lichtstrahlen der Dioden ausbreiten. Den beiden Licht-Sendekanälen (5a, 5b) für blaues und rotes Licht liegt der für Durchlicht sensible Licht-Empfangskanal (6a) gegenüber, während der Licht-Empfangskanal (6b) für 90°-Streulicht in Strömungsrichtung der Spülflüssigkeit und der dritte Licht-Empfangskanal (6c) für Streulicht (Vorwärtsstreuung) gleich oder weniger als 45°, vorzugsweise 25°, um diesen Winkel versetzt den Licht-Sendekanälen (5a, 5b) gegenüberliegt. Vor den beiden Licht-Sendekanälen (5a, 5b) ist das Polarisationsfilter (7) bzw. der elektrisch betriebene Polarisationsdreher angeordnet.
Eine weitere Variante zu den gezeigten und beschriebenen Beispielen könnte auch in einem Einsatz mehrerer selektiver Trübungssensoren (1) gesehen werden, wobei beispielsweise ein Trübungssensor für die Erkennung nur von Partikeln und ein anderer Trübungssensor hingegen für die Erkennung von Emulsionen, beispielsweise von Milchresten oder dergl. im Spülwasser zuständig ist. Auch wäre eine Trübungsmessung nach dem Reflektionsprinzip denkbar, wobei eine Änderung des Brechungsindex von Wasser oder Störungen durch Partikel an der Spülwasseroberfläche bei Spülflüssigkeit-Verunreinigungen zu einem guten Ergebnis führen dürfte.
Mit den beschriebenen Anordnungen lassen sich unter Anwendung der angeführten Rechenoperationen, insbesondere durch die Quotientenbildung der mit der Spülflüssigkeit strömenden Partikel nach Art und Größe durch Vergleich mit im Rechner "eingespeicherten" Werten und auch sog. "Fingerprints", die symptomatisch für spezielle Kombianschmutzungen sind, mittels eines geeigneten Mikrocontrollers "erkennen". Durch den Einsatz des erfindungsgemäß auf die Erfassung von Streulicht und Polarisationslicht ausgebildeten Trübungssensors (1) lässt sich ein Spülprogrammlauf hinsichtlich Wasserwechsel, Reinigerzugabe, Programmlaufzeit, Temperatureinstellungen usw. vorteilhaft optimieren.

Claims (9)

  1. Trübungssensor (1) zur Erkennung von Trübungen in der Spülflüssigkeit einer Geschirrspülmaschine, wobei der Sensor (1) mit mehreren Sendekanälen (5; 5a, 5b) für Licht mit unterschiedlichen Lichtwellenlängen und mehreren Empfangskanälen (6a bis 6d) ausgebildet ist, die unter verschiedenen Winkeln relativ zu den Sendekanälen (5; 5a, 5b) kreisringförmig um ein die Spülflüssigkeit führendes transparentes Leitrohr (2) herum angeordnet sind, wobei ein Empfangskanal (6; 6a) für Durchlicht gegenüber dem Sendekanal (5; 5a, 5b) ausgerichtet und ein weiterer Empfangskanal (6b) für einen 90°-Streulichtempfang um 90° versetzt angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einem der Sendekanäle (5a, 5b) ein weiterer Empfangskanal (6a bis 6d) für den Empfang von Streulicht von 45° oder kleiner und mindestens einem der Streulicht-Empfangskanäle (6a bis 6d) und/oder dem Sendekanal (5) ein Filter (7) zur Lichtpolarisation zugeordnet ist.
  2. Trübungssensor nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass zur Lichtpolarisation ein statisches Polarisationsfilter (7) vorgesehen ist.
  3. Trübungssensor nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass zur Lichtpolarisation ein elektrisch betriebener Polarisationsdreher mit einem optischen Drehwinkel von 0° bis 90° vorgesehen ist.
  4. Trübungssensor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die von den Polarisationsfiltern (7) erfassten Lichtstrahlen linear, elliptisch oder zirkular polarisiert werden.
  5. Trübungssensor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Filter (7) zur Polarisation der Primärlichtstrahlen im Strahlengang der Sendekanäle (5) angeordnet sind.
  6. Trübungssensor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass bei den kreisringförmig um das die Spülflüssigkeit (3) führende transparente Leitrohr (2) herum angeordneten Sendekanälen (5a, 5b) für Licht mit unterschiedlichen Lichtwellenlängen (λ1, λ2) und bei den unter verschiedenen Winkeln relativ zu den Sendekanälen (5a, 5b) vorgesehenen Empfangskanälen (6a bis 6d) die Anordnung der optischen Empfänger (6) so getroffen ist, dass der Empfangskanal (6a) für Durchlicht den Licht-Sendekanälen (5; 5a, 5b) direkt gegenüberliegt, während dem Empfangskanal (6b) für einen 90°-Streulichtempfang entsprechend ein zweiter Empfangskanal (6d) für polarisiertes Streulicht von 90° direkt gegenüberliegt, dem das Polarisationsfilter (7) vorgeschaltet ist, und wobei den Licht-Sendekanälen (5a, 5b) ein weiterer Empfangskanal (5c) für den Empfang von Streulicht von vorzugsweise kleiner als 45° zugeordnet ist.
  7. Trübungssensor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass den Licht-Sendekanälen (5) ein Licht-Empfangskanal (6c) für den Empfang von Streulicht von vorzugsweise 25° am Leitrohr (2) zugeordnet ist, und dass das Polarisationsfilter (7) im Primärstrahlengang der Licht-Sendekanäle (5a, 5b) angeordnet ist.
  8. Trübungssensor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass zur Partikelerkennung und deren Auswertung ein von den Signalen des Trübungssensors (1) beaufschlagter Mikroprozessor oder Mikrocontroller vorgesehen ist, welcher insbesondere die Quotienten
    Durchlicht (λ1) : Durchlicht (λ2)   oder   D(λ1): D(λ2)
    und
    Streulicht (λ1) : Durchlicht (λ1)   oder   S(λ1) : D(λ1)
    und
    Streulicht (λ1) : Durchlicht (λ2)   oder   S(λ1) : D(λ2)
    bildet, wobei D(λx) und S(λx) abgeglichene Spannungssignale im Durchlichtkanal und Spannungssignale im Streulichtkanal (Streulicht =/< 45°, 90°, 90°pol) in Abhängigkeit der jeweiligen Lichtwellenlänge (LED-Farbe blau oder rot) darstellen, und dass zur Identifikation von spezifischen Anschmutzungen ("Fingerprints") die ermittelten Werte mathematischen Rechenverfahren, wie Addition, Subtraktion, Faltung, Integral- oder Differentialrechnung und dergl. unterzogen werden.
  9. Trübungssensor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Trübungssensoren (1), die jeweils für bestimmte Spülflüssigkeit-Verschmutzungen sensibel sind, in Kombination miteinander vorgesehen sind.
EP02006143A 2001-04-24 2002-03-19 Trübungssensor zur Erkennung von Trübungen in der Spülflüssigkeit einer Geschirrspülmaschine Ceased EP1252857A3 (de)

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DE2001119973 DE10119973A1 (de) 2001-04-24 2001-04-24 Trübungssensor zur Erkennung von Trübungen in der Spülflüssigkeit einer Geschirrspülmaschine

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