WO2019120876A1 - Verfahren zum betrieb eines wasserführenden haushaltsgerätes mit einem spektrometer und hierzu geeignetes haushaltsgerät - Google Patents

Verfahren zum betrieb eines wasserführenden haushaltsgerätes mit einem spektrometer und hierzu geeignetes haushaltsgerät Download PDF

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Philipp Neumaier
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BSH Hausgeräte GmbH
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    • G01N21/3554Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for determining moisture content

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a water-conducting household appliance with a drum for receiving objects to be treated, a control device, and at least one spectrometer, which comprises at least one radiation source, at least one radiation detector and a microcomputer.
  • the invention also relates to a suitable for carrying out the method water-conducting household appliance.
  • a home appliance generally has one or more sensors, which may include spectrometers.
  • Household appliances with spectrometers are therefore already known in the above-mentioned contexts.
  • a disadvantage of the prior art solutions is that spectrometers are generally fixedly mounted in a home appliance. The scope of the spectrometers used is therefore limited.
  • Another disadvantage is that measurements made during the execution of treatment programs do not provide the quality and accuracy of the information obtained. This is especially the case when the measuring distances between the spectrometer and the object to be measured vary, for example during the rotation of a drum.
  • the publication DE 10 2012 017 323 A1 describes a water-conducting household appliance, in particular a laundry treatment appliance for washing laundry, having a treatment area, a metering pump, at least one treatment agent container and a display device, wherein the treatment agent container is used for receiving a quantity of a flowable treatment agent which is used for several Treatments in the treatment area is sufficient.
  • the amount of the treatment agent delivered by the metering pump and / or a residual amount of the treatment agent in the treatment agent container is displayed by the display device.
  • the publication DE 10 2010 002 773 A1 describes a dosing system comprising a dosing device which can be positioned inside a water-conducting domestic appliance for dispensing at least one preparation into the interior of the water-bearing domestic appliance, a cartridge which can be coupled to the dosing device for storing at least one flowable preparation, and a conductivity sensor , which is positioned in or on the dosing device so that a conductivity determination of washing or rinsing water during operation of the water-conducting household appliance is possible.
  • the dosing system further comprises a control unit, which is coupled at least to the conductivity sensor, wherein at least one preparation has a conductivity of at least 500 m.sup.5 / o.sup. ⁇ , preferably at least 750 m.sup.5 / o.sup. ⁇ , particularly preferably at least 1,000 m.sup.5 / o.sup.2, very particularly preferably at least 2500 m.sup.5 / s. 0Gh and the dosing device is configured so that at least 20 ml, preferably at least 30 ml, more preferably at least 50 ml of this preparation is discharged during operation of the water-conducting household appliance from the dosing device inside the water-bearing household appliance.
  • the publication DE 10 2010 039 611 A1 describes a dishwasher, in particular domestic dishwasher, with a control device, in which at least one washing program for executing a washing cycle comprising several partial washing cycles is stored for cleaning and / or drying dishes, and with an operating device for inputting operating commands for the control device.
  • At least one operating command for executing one or more adaptation measures can be entered at least one of the rinsing programs at the operating device, by means of which the avoidance of stains on the items to be washed and / or the Drying result on items to be washed when performing the rinse on the basis of the adjusted wash program is improved.
  • the publication DE 10 2014 212 294 A1 describes a water-conducting domestic appliance with a number of actuators for carrying out a plurality of washing programs, a user interface for selecting one of the plurality of washing programs, a sensor for providing a sensor signal for indicating a parameter for washing dishes used rinsing liquor, a determination unit for determining a sensor setting of a plurality of predetermined sensor settings for the sensor, a control unit which is adapted to control the actuators for carrying out the selected wash program by means of a signal signal processing using the sensor signal, and an adjustment unit for adjusting the signal processing in dependence from the particular sensor setting.
  • the publication DE 10 2013 210 996 A1 describes an analysis device for analyzing items of laundry outside a laundry treatment appliance, comprising at least one camera and an evaluation device for determining at least one laundry care property of at least one item of laundry based on at least one image taken by the camera thereof.
  • Publication WO 00/32865 describes a laundry treating machine having an electronic control device for automatically carrying out laundry treatment programs, wherein a decision making means is provided for automatically identifying the type of laundry and for making a decision as to which laundry treatment program the laundry items are treatable with, information dispensing means are provided, by means of which the laundry treatment program of a person automatically determined by the decision-making means can be presented as a proposal, and wherein an input means actuatable by a person is provided for actuating the machine-determined laundry treatment program.
  • the use of radiation sensors, eg IR sensors, for the detection of textile types, level and amount of water in the drum of washing machines and dryers is known.
  • the publication WO 2001/046509 A1 describes a device for treating textiles with a device for detecting properties of a textile, wherein the device comprises at least one transmitting and at least one receiving element for transmitting or receiving electromagnetic radiation as well as an evaluation circuit connected to the receiving element in which the radiation emitted by the transmitting element and reflected and / or transmitted by the textile is receivable by the receiving element and can be evaluated in the evaluation circuit.
  • the publication DE 10 2015 100 395 A1 describes a spectrometer, in particular for installation in a sensor module with a radiation source and following, a beam path defining or along the beam path arranged components: a sample space for a fluid to be examined, a first lens, a diffraction element , a second lens, and a detector. Between the sample space and the diffraction element, a restriction aperture is provided for limiting the effective diameter of the beam impinging on the diffraction element.
  • the publication EP 0 816 551 B1 discloses an infrared temperature detection for a drum dryer control, in particular a dryer with a rotary drum for receiving and for spinning moist articles to be dried, a heater for heating the articles, a blower unit for passing air over the articles in FIG the drum and an infrared detecting device which provides a control signal corresponding to the temperature of the articles in the drum.
  • a method of detecting the completeness of a drying pass in a rotary drum dryer and an infrared sensing device which provides a measurement of the temperature of the articles in the drum is also disclosed.
  • the publication EP 1242665 B1 describes a device for treating textiles with an evaluation circuit for detecting the type of textile and / or the moisture of a Undergarment.
  • the device uses transmitting and receiving elements for transmitting or receiving electromagnetic radiation as well as an evaluation circuit connected to the receiving element. Described is also a method for detecting properties of a piece of textile, for example in a washing machine or a tumble dryer.
  • U.S. Patent No. 5,396,715 describes a microwave clothes dryer and fire protection method wherein the temperature within the drum is registered by means of an IR sensor and, upon reaching a predetermined value indicating the burning of laundry, stops the operation of the dryer becomes.
  • Publication WO 2004/053220 A1 describes a method for identifying a textile parameter of a soiled textile article requiring treatment, the method comprising: irradiating the surface of a soiled textile article with electromagnetic radiation comprising a spectral region which is suitable for generating spectral sample data for a subsequent comparison ; collecting spectral sample data from the surface of the textile article and identifying textile parameters by comparing said spectral sample data with reference spectral data obtained from textile reference material; wherein said spectral sample data comprises a spectral region having a width of at least 400 nm, and the spectral region comprises the wavelength region from 783 nm to 1 183 nm.
  • the invention thus relates to a method for operating a water-conducting domestic appliance having a drum for receiving objects to be treated, a control device, at least one spectrometer comprising at least one radiation source, at least one radiation detector and a microcomputer, the method comprising the following steps:
  • step (c) evaluating the measurement signal from step (b) with an evaluation routine stored in the microcomputer with respect to at least one property of the at least one object in the drum and a distance x between the at least one spectrometer and the at least one object in the drum and transmitting the at least one property to the controller when the distance x does not deviate from a predetermined threshold S;
  • step (d) selecting and / or optionally adjusting a treatment by the controller with respect to the at least one property transmitted in step (c), wherein steps (b) to (d) are performed one or more times.
  • step (b) of the method according to the invention acted upon by radiation at least one object in the drum Subject is still to be treated, subjected to treatment in the water-bearing household appliance or has undergone.
  • the number of objects in the drum according to the invention is not limited. For example, this can vary depending on user behavior. For example, in multi-person households, for example, more items are more likely to be handled in a water-bearing household appliance than in single-person households.
  • the inventive method provides in step (b) that at least one object in the drum with radiation from the at least acts on a spectrometer at a wavelength range of li to I 2, and the at least one radiation detector, the radiation reflected by the at least one object registered as a measuring signal. If there is more than one object in the drum, it is advantageous if at least step (b) of the method according to the invention is carried out several times in order to be able to measure all objects in the drum. In this way, a composition of the articles, for example, with respect to a type of textile when these laundry items are, can be detected very accurately.
  • items to be treated herein include items which are about to undergo a treatment program in the water-bearing domestic appliance. It may, for example, be new, freshening or soiled items or the like.
  • the objects will usually be at least partially dry items. However, depending on the nature and / or degree of contamination, it is also possible that a certain degree of moisture is present due to liquid contaminants, which may for example result from the spillage of a beverage.
  • articles which have undergone or have undergone treatment in the domestic water-conducting appliance may, for example, be objects which are currently being washed, or even objects for which a desired treatment has just been completed in the water-bearing domestic appliance.
  • the type of objects is not limited according to the invention. However, preference is given to objects which can be treated in a washing machine, a washer-dryer or a dryer. Particularly preferred are the items of laundry.
  • treatment is to be interpreted broadly herein.
  • a treatment is carried out according to the invention controlled by the control device. It may be a single operational measure in the water-bearing household appliance, such as merely moistening with a predetermined amount of water W F , but also the partial or complete execution of a treatment program.
  • treatment program is also to be interpreted broadly herein. Depending on the type and design of the water-conducting household appliance, different numbers of treatment programs will be stored in the control device. For example, a high-priced home appliance will have more treatment programs than a low-priced one.
  • a treatment program can be a treatment program implemented in the factory in a water-bearing household appliance, one or more additional options or even a user-defined treatment program.
  • the measuring of the at least one object in the drum in step (b) of the method according to the invention is not restricted and can be carried out in different ways, for example, depending on the spectrometer used.
  • the term "measurement signal” is to be interpreted broadly herein.
  • the measurement signal may be, for example, a snapshot, so for example, a single measurement, or even an accumulation of several temporally successive individual measurements.
  • the emission of radiation from the at least one spectrometer is not restricted according to the invention with respect to the wavelength range from li to l 2 .
  • the emitting may take place in the entire wavelength range or also at one or more discrete wavelengths and / or in one or more subregions within the wavelength range from 1 to 1 .
  • Step (c) of the method according to the invention provides inter alia the evaluation of the measurement signal from step (b) with an evaluation routine stored in the microcomputer with regard to at least one property of the at least one object in the drum and a distance x between the at least one spectrometer and the at least one object in the drum.
  • the at least one property is not restricted according to the invention. But it can be determined for example by the choice of the wavelength range of li to l 2 or by the nature of the information to be obtained from it.
  • the at least one property may be a type of textile.
  • the at least one property can also be, for example, a degree of moisture.
  • the at least one property is, for example, a type of textile
  • data for a wavelength-dependent reflection behavior for at least one textile type, but preferably several types of textile can be stored.
  • Textile types are for example cotton, silk, polyester, linen, acrylic or mixed fabrics. Namely, with the method according to the invention it is e.g. it is possible to identify individual items of laundry in the drum on the basis of the evaluated measurement signal (s).
  • wavelength-dependent reflection behavior of combinations of the properties can be stored, such as a combination of different types of textile, each with different degrees of moisture.
  • Data for the wavelength-dependent reflection behavior are preferably deposited in such a way that a plurality of individual wavelengths and / or partial regions within the wavelength range from li to l 2 comprise at least one wavelength in which no radiation is reflected with regard to the at least characteristic to be evaluated. It is again preferred that these multiple individual wavelengths and / or partial regions within the wavelength range from li to l 2 comprise at least five wavelengths or wavelength ranges.
  • the drying process for textile types can be controlled very precisely with regard to a desired residual moisture level.
  • the degree of moisture before the start of the drying process can also be determined so that an adaptation of the drying program to the type of textile and the degree of moisture is possible very precisely at the beginning.
  • a load of laundry items in the drum can be determined.
  • the wavelength range from li to l 2 is not limited, it may be, for example, in the infrared or in the ultraviolet range, as well as in the visible range or overlap individual areas or include several areas entirely.
  • the wavelength range from li to A 2 is chosen so that in this area the wavelength-dependent reflection behavior of at least one type of textile, but preferably several types of textile, and / or a degree of moisture can be detected.
  • the wavelength range from li to l 2 is in the infrared range.
  • Step (c) of the method according to the invention provides for the evaluation of the measurement signal from step (b) with an evaluation routine stored in the microcomputer with regard to at least one property of the at least one object in the drum and a distance x between the at least one spectrometer and the at least one Object in the drum and transmitting the at least one property to the control device, when the distance x does not deviate from a predetermined threshold value S, before.
  • step (b) By evaluating the measurement signal from step (b) with respect to a distance x between the at least one spectrometer and the at least one object in the drum even higher accuracy in step (d) of the method according to the invention, the selections and / or possibly adjusting a treatment by the controller with respect to the at least one property transmitted in step (c), since distance effects can be reduced, the signal-to-noise ratio can be kept small, and the constancy of the baseline can be improved.
  • a selection criterion for compliance with a desired distance x is used for the distance x predetermined threshold S.
  • a relationship between a wavelength l c with li ⁇ l c > l 2 and an extinction value E x is deposited in the microcomputer, which specifies the threshold value S for the distance x.
  • the extinction value E which can be obtained from the reflectivity R, is dependent inter alia on the wavelength l, the concentration c of a substance to be measured and the distance x between the spectrometer and the measured object. From an extinction value E, the distance x between the spectrometer and the measured object can therefore be deduced under certain conditions.
  • the inventors have advantageously found that, for a given wavelength l c, the measurement signals of different textile types overlap in a common extinction value E x when the items of laundry are at the same distance x from the spectrometer. If, for example, the distance x between a piece of laundry and the spectrometer changes, then E new FE x is valid. Particularly preferred is therefore a relationship between a wavelength l c with li ⁇ l c > l 2 and an extinction value E x for at least two types of textile stored in the microcomputer, which sets the threshold value S for the distance x.
  • At least one upper extinction value E max which predefines the threshold value S for the distance x, is stored in the microcomputer.
  • the fact is exploited that, for example, for a maximum distance value x, the extinction value E does not exceed a maximum value E max over the entire wavelength range.
  • the water-conducting domestic appliance additionally comprises at least one distance measuring device, which is connected to the microcomputer, and the method additionally comprises the step
  • steps (a) to (d) are performed one or more times ,
  • the distance measuring device is not limited. Any type of distance measuring device may be used if it allows a distance x between the at least one spectrometer and the at least one object in the drum to be measured.
  • step (a) and step (b) are carried out simultaneously.
  • the at least one distance measuring device and the at least one spectrometer are activated simultaneously by the control device.
  • the at least one distance measuring device and the at least one spectrometer are activated simultaneously by the control device.
  • the at least one distance measuring device and the at least one spectrometer a same measuring point on the at least one object in the drum, so that the measurement of the distance x between the at least one spectrometer and the at least one object in the drum can be as accurate as possible.
  • correction correlations can also be stored in the microcomputer which take into account any differences in the evaluation of the measurement signal from step (b) with regard to the distance x measured in step (a).
  • the at least one distance measuring device and the at least one spectrometer are placed at different locations in the water-bearing domestic appliance, are not directed to the same measuring point or there is a time offset between the response of the at least one distance measuring device and the at least one spectrometer.
  • the at least one distance measuring device is preferably a time of flight sensor.
  • step (a) is carried out before step (b).
  • step (a) can also be carried out several times before step (b).
  • step (a) can be carried out until the measured distance x lies within the predetermined threshold value S.
  • the at least one distance measuring device is a contact sensor and step (b) is performed when the contact sensor responds in step (a).
  • the invention also relates to a water-conducting household appliance with a drum for receiving objects to be treated, a control device, at least one spectrometer, which at least one radiation source, at least one Radiation detector and a microcomputer, wherein the control device is adapted to carry out a method comprising the following steps:
  • step (c) evaluating the measurement signal from step (b) with an evaluation routine stored in the microcomputer with respect to at least one property of the at least one object in the drum and a distance x between the at least one spectrometer and the at least one object in the drum and transmitting the at least one property to the controller when the distance x does not deviate from a predetermined threshold S;
  • step (d) selecting and / or optionally adjusting a treatment by the controller with respect to the at least one property transmitted in step (c), wherein steps (b) to (d) are performed one or more times.
  • the water-conducting household appliance is preferably selected from the group comprising a washing machine, a washer-dryer and a dryer.
  • the household appliance according to the invention generally has a treatment agent container and preferably also a dosing unit.
  • the type and configuration of the dosing unit is not limited according to the invention. It may be a dosing unit for the manual dosing of treatment agent or an automated dosing unit.
  • the dosing unit is an automated dosing unit, which is connected to the control device and can be controlled by it in order to meter treatment agent, advantageously in step (d), as an adaptation of a treatment with respect to the at least one property, a quantity of treatment agent can also be replenished, for example when falling below an optimal dosage amount C opt .
  • the at least one radiation source of the at least one spectrometer is not restricted, so that, for example, an infrared (IR) -,
  • UV Ultraviolet
  • UV-visible radiation source UV-visible radiation source
  • the at least one radiation source may be a broadband source, a tunable radiation source, but also a narrow band radiation source, such as a radio frequency source. an IR LED.
  • the radiation source can also have optical aids, such as a focusing optics, filter platelets, filter foils or lacquers or else a MOEMS Fabry-Perot frequency filter, which can make it possible to set a wavelength range.
  • the spectrometer may also have a plurality of such radiation sources, which may also be different.
  • the at least one radiation source is a broadband source for emitting radiation in the infrared range.
  • the radiation source is particularly preferred for emitting radiation in the
  • Used in the near infrared region is selected from the group comprising a tungsten-halogen lamp and a MOEMS black body radiator.
  • the at least one radiation detector is not restricted according to the invention.
  • the radiation detector can, for example, be a broadband detector with at least one sensitive detector surface N.
  • the radiation detector can also have a plurality of sensitive surfaces N, or else a linear array of detector surfaces N, for example in the form of pixels.
  • the detector may additionally comprise optical aids, such as a MOEMS Fabry-Perot frequency filter, narrow-band filters or a dispersive wedge.
  • the material from which the radiation detector is made, is not limited according to the invention. However, the radiation detector preferably consists at least of a semiconductive material.
  • the at least one radiation detector has a frequency filter; the frequency filter is particularly advantageously a MOEMS Fabry-Perot frequency filter.
  • the household appliance is a washing machine or a washer-dryer and the at least one spectrometer is an IR spectrometer.
  • the domestic appliance additionally comprises a distance measuring device which is connected to the microcomputer and the control device is set up for carrying out a method which additionally comprises the step:
  • steps (a) to (d) are performed one or more times ,
  • the at least one distance measuring device is not restricted according to the invention. In a preferred embodiment, however, the at least one distance measuring device is selected from the group consisting of a time-of-flight sensor, a camera, a contact sensor and an RFID sensor.
  • the at least one distance measuring device is a time-of-flight sensor.
  • a time-of-flight sensor is understood to mean an optical sensor which emits light which detects light reflected by an object closest to the sensor and determines a time which the light requires in order to move from the optical sensor to the object closest to the sensor and get back again. From the measured time, the distance between the sensor and the detected object can be determined.
  • advantageous step (a) and step (b) of the method according to the invention can be carried out simultaneously.
  • the at least one distance measuring device is a contact sensor.
  • advantageous step (b) of the method according to the invention can be carried out only when the contact sensor in step (a) of the method according to the invention responds.
  • the contact sensor may advantageously be configured as a conductivity sensor, which is set up such that a circuit closes in contact, for example, with a moist piece of laundry, so that the contact sensor responds.
  • the at least one spectrometer is then arranged at a predetermined distance from the contact sensor, so that upon triggering of the contact sensor, the laundry triggering the sensor can be measured with the at least one spectrometer in a predetermined distance x by the arrangement.
  • the at least one article in the drum additionally has an RFID tag and the at least one distance measuring device is an RFID sensor.
  • the water-conducting domestic appliance can also have 3 RFID sensors, so that the position of the object in the drum and thus the distance x from the at least one spectrometer can be determined by triangulation of the RFID signal.
  • the distance x to the at least one spectrometer can also be determined via an RFID signal attenuation, for this purpose the spectrometer and the RFID sensor are advantageously arranged adjacent to one another.
  • the drum has at least one Wäschemit commentary and the at least one spectrometer and the at least one distance measuring device are arranged in the WäschemitVF.
  • both the at least one spectrometer and the at least one distance measuring device are placed as close as possible to objects located in the drum; furthermore, spectrometer and distance measuring device can advantageously be placed next to each other, for example in a sensor node, in that spectrometer and Distance measuring device on the at least one object to capture the same measuring point.
  • the water-conducting household appliance preferably additionally has an interface for wireless data transmission, wherein the control device then to the wireless Information exchange is set up.
  • the water-conducting household appliance is also suitable for operation in a network and can be operated by means of an external operating unit, such as a mobile phone and / or a tablet PC preferably via an app.
  • the water-conducting household appliance is then integrated into a home network with at least one further household appliance.
  • information for controlling treatment programs can then be transferred from one household appliance to another.
  • the water-conducting domestic appliance is, for example, a washing machine
  • a determined residual moisture content for washed items of laundry can be transferred to a dryer in the home network and the drying program to begin with can then be adapted precisely to the residual moisture content.
  • household appliances have at least one display unit, which can be designed to output information in the form of text, image and / or characters, colored and / or black and white, static and / or animated.
  • information and / or warnings can be output to a user via the display device.
  • the display device is very particularly preferably an external display device, for example the touchscreen of a smartphone or tablet PC.
  • the invention has numerous advantages.
  • the method according to the invention makes it possible to increase the measuring accuracy of the spectrometer in the event that the distances x between the spectrometer and the object to be measured vary uncontrollably. This is the case, for example, with a drum rotation.
  • effects due to varying distances such as for example the "tilting" of spectra, can be avoided.
  • the signal-to-noise ratio can be improved in this way. As a result, an even better and even more accurate selection and / or adaptation of a treatment to an object to be treated in the water-bearing domestic appliance can be carried out.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the measuring principle underlying the method according to the invention.
  • FIG. 2 shows, in a non-limiting embodiment, a water-conducting household appliance according to the invention with a time-of-flight sensor which is suitable for carrying out the method according to the invention.
  • FIG. 3 shows a further non-limiting embodiment of a water-conducting domestic appliance according to the invention suitable for carrying out the method according to the invention with a contact sensor.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the measuring principle on which the method according to the invention is based.
  • the measuring principle is based on a reflection measurement.
  • a reflection measurement in general, after emission of radiation from a radiation source, in this case an IR radiation source 2, the radiation diffusely reflected by an object 5, here a piece of laundry, is registered as a measurement signal by a radiation detector 3.
  • the registered measurement signal can then be evaluated by a microcomputer 4.
  • Such an evaluation can be carried out, for example, in the following way:
  • a textile spectrum of a piece of laundry 5 obtained from the measurement signal is given in a relative unit, reflectivity in%.
  • the reflectivity R can be normalized as follows:
  • I (l, c, x) is the intensity of the radiation reflected by the item of laundry 5 at the wavelength l and I 0 (l) is the intensity of the standard of reflection at the wavelength l.
  • concentration c of a substance to be measured such as a water content. If one calculates the extinction E from the reflectivity R, one obtains a linear dependence:
  • the measuring principle on which the method according to the invention is based takes into account the fact that the extinction value E can generally have a dependence on the distance x 6:
  • FIG. 2 shows, in a non-limiting embodiment, a water-conducting domestic appliance according to the invention which is suitable for carrying out the method according to the invention.
  • the water-conducting household appliance is designed in this embodiment as a washing machine 10.
  • the washing machine 10 has a housing 25, in which a tub 15 is arranged, in which a drum 16 for receiving laundry 17 is rotatably mounted about an axis perpendicular to the plane axis. In the drum 16 two Wäschemit favorites 14 are arranged.
  • a lye container drain line 11 is connected to a drain opening 12 in a bottom of the tub 15, which leads via a lint 13 to a suction side of a pump 27.
  • a drain line 24 is connected to a pressure side of the pump 27. Drain line 24 opens outside the housing 25, not shown here, in a domestic drainage pipe or floor drainage.
  • a variable-speed drive motor 26, which may be configured, for example, as a permanent-magnet, multi-strand synchronous motor with MOSFET component and a power detector 28, is drivingly connected to the pump 27 and the drum 16.
  • FIG. 2 also shows an automated dosing unit 20 for treatment agent, which is connected to an induction bowl 22.
  • the dispenser tray 22 is the liquor tank 15 from a fresh water line 23 coming from supplied water.
  • a check valve 21 in the fresh water line 23, which is controlled by a control device 18 in accordance with a treatment program sequence or optionally in accordance with an evaluated measurement signal transmitted by a microcomputer 31 of a spectrometer 32.
  • the washing machine 10 also has in this embodiment a display unit 19, which is suitable for displaying information in the form of text, image and / or animation in black and white and / or color.
  • the spectrometer 32 is configured in this embodiment as an infrared spectrometer and has a corresponding radiation source 29, a radiation detector 30 and a microcomputer 31.
  • the spectrometer is integrated in one of the two Wäschemit counseling 14.
  • a distance measuring device here designed as a time-of-flight sensor 33 integrated.
  • the IR spectrometer 32 and the time-of-flight sensor 33 can also be integrated into or form a sensor node.
  • the steps (a) and (b) of the method according to the invention are particularly advantageously carried out simultaneously, so that the distance x between the laundry 17 and the spectrometer 32 in situ, ie while the spectrometer actively measures according to step (b) of the method according to the invention can be determined by the time-of-flight sensor 33. In this way, a very accurate distance determination is possible even with drum rotation.
  • FIG. 3 shows a further non-limiting embodiment of a water-conducting domestic appliance according to the invention which is suitable for carrying out the method according to the invention.
  • the water-conducting household appliance is also configured as a washing machine 10 in this embodiment.
  • the spectrometer 38 is configured in this embodiment as an infrared spectrometer and has a corresponding radiation source 35, a radiation detector 36 and a microcomputer 37.
  • the spectrometer is integrated in one of the two Wäschemit counseling 14.
  • a distance measuring device here designed as a contact sensor 34, integrated.
  • the contact sensor 34 is based on a conductivity measurement in this embodiment.
  • the contact sensor 34 has an opening toward the interior of the drum. If a damp piece of laundry 17 completely covers the opening of the contact sensor 34, a circuit is closed by the item of laundry 17 and the contact sensor 34 responds.
  • the IR spectrometer 38 is positioned behind the contact sensor 34 so that the spectrometer 38 can detect the laundry 17 covering the opening of the contact sensor 34.
  • optical aids can be used advantageously.
  • the steps (a) and (b) of the method according to the invention are carried out successively in such an arrangement.
  • the distance x between the laundry article 17 and the spectrometer 38 is predetermined by the arrangement of the contact sensor 34 and the spectrometer 38.
  • the spectrometer 38 is then advantageously activated by the response of the contact sensor 34, according to step (b) of the method according to the invention.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines wasserführenden Haushaltsgeräts und ein hierzu geeignetes Haushaltsgerät mit einer Trommel (16) zur Aufnahme von zu behandelnden Gegenständen (5, 17), einer Steuereinrichtung (18), einem Spektrometer (1, 32, 38), welches eine Strahlungsquelle (2, 29, 35), einen Strahlungsdetektor (3, 30, 36) und einen Mikrocomputer (4, 31, 37) umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritten beinhaltet: - Emittieren von Strahlung von der Strahlungsquelle (2, 29, 35) in Wellenlängenbereich, so dass mindestens ein Gegenstand (5, 17) in der Trommel (16) mit der Strahlung beaufschlagt wird, und der Strahlungsdetektor (3, 30, 36) die von dem Gegenstand reflektierte Strahlung als ein Messsignal registriert, welches an den Mikrocomputer (4, 31, 37) übermittelt wird; - Auswerten des Messsignals mittels einer Auswerteroutine auf eine Eigenschaft des Gegenstands (5, 17) in der Trommel (16) und einen Abstand (x 6) zwischen dem Spektrometer (1, 32, 38) und dem Gegenstand (5, 17) in der Trommel, wobei die Eigenschaft an die Steuereinrichtung (18 übermittelt wird, wenn der Abstand nicht von einem vorgegebenen Schwellenwert (S) abweicht; und - Auswählen und/oder Anpassen einer Behandlung durch die Steuereinrichtung (18) in Bezug auf die übermittelte Eigenschaft, wobei die Schritte des Verfahrens einmal oder mehrmals durchgeführt werden.

Description

Verfahren zum Betrieb eines wasserführenden Haushaltsgerätes mit einem Spektrometer und hierzu geeignetes Haushaltsgerät
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines wasserführenden Haushaltsgeräts mit einer Trommel zur Aufnahme von zu behandelnden Gegenständen, einer Steuereinrichtung, und mindestens einem Spektrometer, welches mindestens eine Strahlungsquelle, mindestens einen Strahlungsdetektor und einen Mikrocomputer umfasst. Die Erfindung betrifft außerdem ein zur Durchführung des Verfahrens geeignetes wasserführendes Haushaltsgerät.
Insbesondere für eine möglichst optimale und auf die zu behandelnden Gegenstände in einem Haushaltsgerät abgestimmte Steuerung von Behandlungsprogrammen ist es wichtig, über möglichst viele Informationen über die Eigenschaften der zu behandelnden Gegenstände vor und während des Verlaufs eines Behandlungsprogramms zu verfügen. Um diese Informationen zu erhalten, weist ein Haushaltsgerät im Allgemeinen einen oder mehrere Sensoren auf, zu denen auch Spektrometer gehören können.
Haushaltsgeräte mit Spektrometern sind daher in den oben genannten Zusammenhängen bereits bekannt. Ein Nachteil der im Stand der Technik bekannten Lösungen ist jedoch, dass Spektrometer im Allgemeinen fest in ein Haushaltsgerät eingebaut sind. Der Anwendungsbereich der eingesetzten Spektrometer ist daher beschränkt. Ein weiterer Nachteil ist, dass bei Messungen, die während der Durchführung von Behandlungsprogrammen erfolgen, die Qualität und Genauigkeit der erhaltenen Informationen nicht ausreichend ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Messabstände zwischen dem Spektrometer und dem auszumessenden Gegenstand variieren, beispielsweise während der Rotation einer Trommel.
Es wäre daher wünschenswert, ein Verfahren und ein Haushaltsgerät zu dessen Durchführung bereitstellen zu können, welche die Genauigkeit von sensorisch generierten Informationen verbessern und die Betriebssicherheit erhöhen können.
Wasserführende Haushaltsgeräte mit verbesserter Steuerung sind bereits bekannt. Die Veröffentlichung DE 10 2012 017 323 A1 beschreibt ein wasserführendes Haushaltsgerät, insbesondere ein Wäschebehandlungsgerät zum Waschen von Wäsche, mit einem Behandlungsbereich, einer Dosierpumpe, zumindest einem Behandlungsmittelbehälter und einer Anzeigeeinrichtung, wobei der Behandlungsmittelbehälter zum Aufnehmen einer Menge eines fließfähigen Behandlungsmittels dient, die für mehrere Behandlungen in dem Behandlungsbereich ausreicht. Die von der Dosierpumpe geförderte Menge des Behandlungsmittels und/oder eine Restmenge des Behandlungsmittels im Behandlungsmittelbehälter wird von der Anzeigeeinrichtung angezeigt.
Die Veröffentlichung DE 10 2010 002 773 A1 beschreibt ein Dosiersystem, umfassend ein im Inneren eines wasserführenden Haushaltsgeräts positionierbares Dosiergerät zur Abgabe von wenigstens einer Zubereitung ins Innere des wasserführenden Haushaltsgeräts, eine mit dem Dosiergerät koppelbare Kartusche zur Bevorratung von wenigstens einer fließfähigen Zubereitung, und einen Leitfähigkeitssensor, der so im oder am Dosiergerät positioniert ist, dass eine Leitfähigkeitsbestimmung von Wasch- bzw. Spülwasser während des Betriebs des wasserführenden Haushaltsgeräts möglich ist. Das Dosiersystem umfasst weiterhin eine Steuereinheit, die zumindest mit dem Leitfähigkeitssensor gekoppelt ist, wobei wenigstens eine Zubereitung eine Leitfähigkeit von wenigstens 500 m5/opΊ, bevorzugt wenigstens 750 m5/opΊ, insbesondere bevorzugt wenigstens 1.000 m5/opΊ, ganz besonders bevorzugt wenigstens 2.500 m5/0Gh aufweist und das Dosiergerät so konfiguriert ist, dass wenigstens 20 ml, bevorzugt wenigstens 30 ml, insbesondere bevorzugt wenigstens 50 ml dieser Zubereitung während des Betriebs des wasserführenden Haushaltsgeräts aus dem Dosiergerät ins Innere des wasserführenden Haushaltsgeräts abgegeben wird.
Die Veröffentlichung DE 10 2010 039 611 A1 beschreibt eine Geschirrspülmaschine, insbesondere Haushaltsgeschirrspülmaschine, mit einer Steuereinrichtung, bei der wenigstens ein Spülprogramm zur Ausführung eines mehrere Teilspülgänge umfassenden Spülgangs zum Reinigen und/oder Trocknen von Spülgut hinterlegt ist, und mit einer Bedieneinrichtung zur Eingabe von Bedienbefehlen für die Steuereinrichtung. An der Bedieneinrichtung ist wenigstens ein Bedienbefehl zum Ausführen einer oder mehrerer Anpassungsmaßnahmen an wenigstens einem der Spülprogramme eingebbar, mittels der oder denen die Vermeidung von Flecken am Spülgut und/oder das Trocknungsergebnis am Spülgut bei der Durchführung des Spülgangs auf der Basis des angepassten Spülprogramms verbessert ist.
Die Veröffentlichung DE 10 2014 212 294 A1 beschreibt ein wasserführendes Haushaltsgerät, mit einer Anzahl von Aktuatoren zum Durchführen einer Mehrzahl von Spülprogrammen, einer Benutzerschnittstelle zum Wählen eines der Mehrzahl der Spülprogramme, einem Sensor zum Bereitstellen eines Sensorsignals zur Angabe eines Parameters einer zum Spülen von Spülgut verwendeten Spülflotte, eine Bestimmungseinheit zum Bestimmen einer Sensoreinstellung aus einer Mehrzahl vorbestimmter Sensoreinstellungen für den Sensor, einer Steuereinheit, welche dazu eingerichtet ist, die Aktuatoren zur Durchführung des gewählten Spülprogramms mittels einer das Sensorsignal verwendenden Signalverarbeitung anzusteuern, und einer Anpassungseinheit zum Anpassen der Signalverarbeitung in Abhängigkeit von der bestimmten Sensoreinstellung.
Die Veröffentlichung DE 10 2013 210 996 A1 beschreibt eine Analysevorrichtung zum Analysieren von Wäschestücken außerhalb eines Wäschebehandlungsgeräts, mindestens aufweisend mindestens eine Kamera und eine Auswerteeinrichtung zur Bestimmung mindestens einer wäschepflegerelevanten Eigenschaft mindestens eines Wäschestücks auf der Grundlage zumindest eines mittels der Kamera davon aufgenommenen Bilds.
Die Veröffentlichung WO 00/32865 beschreibt eine Wäschebehandlungsmaschine mit einer elektronischen Steuereinrichtung zur automatischen Durchführung von Wäschebehandlungsprogrammen, wobei ein Entscheidungsfindungsmittel vorgesehen ist zum maschinellen Identifizieren der Art von Wäschestücken und zur maschinellen Entscheidungsbildung darüber, mit welchem Wäschebehandlungsprogramm die identifizierten Wäschestücke behandelbar sind, wobei Informations-Ausgabemittel vorgesehen sind, durch welche das von dem Entscheidungsfindungsmittel maschinell ermittelte Wäschebehandlungsprogramm einer Person als Vorschlag präsentierbar ist, und wobei von einer Person betätigbare Eingabemittel zum Betätigen des maschinell ermittelten Wäschebehandlungsprogrammes vorgesehen sind. Die Verwendung von Strahlungssensoren, z.B. IR-Sensoren, zur Erkennung von Textilarten, Füllstand und Wassermenge in der Trommel von Waschmaschinen und Wäschetrocknern ist bekannt.
Die Veröffentlichung WO 2001/046509 A1 beschreibt ein Gerät zur Behandlung von Textilien mit einer Einrichtung zur Erkennung von Eigenschaften einer Textilie, wobei die Einrichtung mindestens ein Sende- und mindestens ein Empfangselement zum Senden bzw. Empfangen elektromagnetischer Strahlung sowie eine mit dem Empfangselement verbundene Auswerteschaltung umfasst, wobei die von dem Sendeelement gesendete und von der Textilie reflektierte und/oder transmittierte Strahlung vom Empfangselement empfangbar und in der Auswerteschaltung auswertbar ist.
Die Veröffentlichung DE 10 2015 100 395 A1 beschreibt ein Spektrometer, insbesondere für den Einbau in ein Sensormodul mit einer Strahlungsquelle und folgenden, einen Strahlengang definierenden bzw. entlang des Strahlengangs angeordneten Komponenten: einem Probenraum für ein zu untersuchendes Fluid, einer ersten Linse, einem Beugungselement, einer zweiten Linse, und einem Detektor. Zwischen dem Probenraum und dem Beugungselement ist eine Beschränkungsapertur zur Beschränkung des effektiven Durchmessers des auf das Beugungselement auftreffenden Strahlbündels vorgesehen.
Die Veröffentlichung EP 0 816 551 B1 offenbart eine infrarote Temperaturerfassung für eine Trommeltrocknersteuerung, insbesondere einen Trockner mit einer Rotationstrommel zur Aufnahme und zum Schleudern von feuchten, zu trocknenden Artikeln, einer Heizvorrichtung zum Aufheizen der Artikel, einer Gebläseeinheit zum Durchführen von Luft über die Artikel in der Trommel und einer Infraroterfassungsvorrichtung, die ein der Temperatur der Artikel in der Trommel entsprechendes Steuersignal zur Verfügung stellt. Es wird auch ein Verfahren zur Erfassung der Vollständigkeit eines Trocknungsdurchganges in einem Trockner mit einer rotierenden Trommel und einer Infraroterfassungsvorrichtung offenbart, die eine Messung der Temperatur der Artikel in der Trommel zur Verfügung stellt.
Die Veröffentlichung EP 1242665 B1 beschreibt ein Gerät zur Behandlung von Textilien mit einer Auswerteschaltung zur Erkennung der Textilart und/oder der Feuchte eines Wäschestücks. Das Gerät verwendet Sende- und Empfangselemente zum Senden bzw. Empfangen elektromagnetischer Strahlung sowie eine mit dem Empfangselement verbundene Auswerteschaltung. Beschrieben ist auch ein Verfahren zur Erkennung von Eigenschaften eines Textilstückes beispielsweise in einer Waschmaschine oder einem Wäschetrockner.
Das US-Patent Nr. 5,396,715 beschreibt einen Mikrowellen-Wäschetrockner und eine Methode mit Feuerschutz, bei der mittels eines IR-Sensors die Temperatur innerhalb der Trommel registriert und bei Erreichen eines vorbestimmten Wertes, der das Brennen von Wäsche anzeigt, die Operation des Trockners unterbrochen wird.
Die Veröffentlichung WO 2004/053220 A1 beschreibt ein Verfahren zur Identifikation eines Textilparameters eines behandlungsbedürftigen verschmutzten Textilartikels, wobei das Verfahren umfasst: Bestrahlen der Oberfläche eines verschmutzten Textilartikels mit elektromagnetischer Strahlung umfassend einen spektralen Bereich, der geeignet ist, spektrale Probendaten für einen nachfolgenden Vergleich zu erzeugen; das Sammeln von spektralen Probendaten von der Oberfläche des Textilartikels und das Identifizieren von Textilparametern durch Vergleichen der besagten spektralen Probendaten mit spektralen Referenzdaten erhalten von textilem Referenzmaterial; wobei besagte spektrale Probendaten einen spektralen Bereich mit einer Breite von wenigstens 400 nm umfassen und der spektrale Bereich den Wellenlängenbereich von 783 nm bis 1 183 nm umfasst.
Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, das eine verbesserte Steuerung eines wasserführenden Haushaltsgeräts ermöglicht. Vorzugsweise soll dabei auch eine genauere Steuerung und ein sicherer Betrieb des Haushaltsgeräts ermöglicht werden. Außerdem soll ein zur Durchführung dieses Verfahrens geeignetes wasserführendes Haushaltsgerät bereitgestellt werden.
Die Lösung dieser Aufgabe wird nach dieser Erfindung erreicht durch ein Verfahren sowie ein zu dessen Durchführung geeignetes wasserführendes Haushaltsgerät mit den Merkmalen der entsprechenden unabhängigen Patentansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie des erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts sind in den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen aufgeführt. Bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts und umgekehrt, auch wenn dies hierin nicht explizit festgestellt ist.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zum Betrieb eines wasserführenden Haushaltsgeräts mit einer Trommel zur Aufnahme von zu behandelnden Gegenständen, einer Steuereinrichtung, mindestens einem Spektrometer, welches mindestens eine Strahlungsquelle, mindestens einen Strahlungsdetektor und einen Mikrocomputer umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
(b) Emittieren von Strahlung von der mindestens einen Strahlungsquelle des mindestens einen Spektrometers in einem Wellenlängenbereich von l-i bis l2, so dass mindestens ein Gegenstand in der Trommel mit der Strahlung beaufschlagt wird, und der mindestens eine Strahlungsdetektor die von dem mindestens einen Gegenstand reflektierte Strahlung als ein Messsignal registriert und Übermitteln des von dem mindestens einen Strahlungsdetektor registrierten Messsignals an den Mikrocomputer;
(c) Auswerten des Messsignals aus Schritt (b) mit einer in dem Mikrocomputer hinterlegten Auswerteroutine im Hinblick auf mindestens eine Eigenschaft des mindestens einen Gegenstands in der Trommel und einen Abstand x zwischen dem mindestens einen Spektrometer und dem mindestens einen Gegenstand in der Trommel und Übermitteln der mindestens einen Eigenschaft an die Steuereinrichtung, wenn der Abstand x nicht von einem vorgegebenen Schwellenwert S abweicht; und
(d) Auswählen und/oder gegebenenfalls Anpassen einer Behandlung durch die Steuereinrichtung in Bezug auf die in Schritt (c) übermittelte mindestens eine Eigenschaft, wobei die Schritte (b) bis (d) einmal oder mehrmals durchgeführt werden.
Im Folgenden kann das Emittieren von Strahlung von der mindestens einen Strahlungsquelle des mindestens einen Spektrometers in einem Wellenlängenbereich von l 1 bis l2, so dass mindestens ein Gegenstand in der Trommel mit der Strahlung beaufschlagt wird, und der mindestens eine Strahlungsdetektor die von dem mindestens einen Gegenstand reflektierte Strahlung als ein Messsignal registriert in Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens auch der Übersichtlichkeit halber zusammenfassend als „Ausmessen“ beschrieben sein.
Erfindungsgemäß ist nicht eingeschränkt, ob der in Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Strahlung beaufschlagte mindestens eine Gegenstand in der Trommel ein Gegenstand ist, der noch zu behandeln ist, einer Behandlung in dem wasserführenden Haushaltsgerät unterzogen wird oder unterzogen worden ist.
Darüber hinaus ist auch die Anzahl an Gegenständen in der Trommel erfindungsgemäß nicht eingeschränkt. Diese kann beispielsweise je nach Benutzerverhalten variieren. So werden in Mehrpersonenhaushalten beispielsweise sicherlich häufiger mehr Gegenstände in einem wasserführenden Haushaltsgerät behandelt als in Einpersonenhaushalten.
Jedenfalls sieht das erfindungsgemäße Verfahren in Schritt (b) vor, dass mindestens ein Gegenstand in der Trommel mit Strahlung aus dem mindestens einen Spektrometer in einem Wellenlängenbereich von l-i bis l2 beaufschlagt wird, und der mindestens eine Strahlungsdetektor die von dem mindestens einen Gegenstand reflektierte Strahlung als ein Messsignal registriert. Ist mehr als ein Gegenstand in der Trommel vorliegend, so ist es von Vorteil, wenn zumindest Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens mehrmals durchgeführt wird, um alle Gegenstände in der Trommel ausmessen zu können. Auf diese Weise kann eine Zusammensetzung der Gegenstände, beispielsweise hinsichtlich einer Textilart wenn diese Wäschestücke sind, sehr genau erfasst werden.
Jedenfalls umfassen Gegenstände, die noch zu behandeln sind, hierin Gegenstände, welche im Begriff sind, einem Behandlungsprogramm in dem wasserführenden Haushaltsgerät unterzogen zu werden. Es können also beispielsweise neue, auffrischungsbedürftige oder verschmutzte Gegenstände sein oder dergleichen. Die Gegenstände werden dabei in aller Regel zumindest teilweise trockene Gegenstände sein. Je nach Art und/oder Grad einer Verschmutzung ist dabei aber auch möglich, dass durch flüssige Verschmutzungen, welche beispielsweise aus dem Verschütten eines Getränkes resultieren können, auch ein gewisser Grad an Feuchtigkeit vorhanden ist.
Gegenstände, die einer Behandlung in dem wasserführenden Haushaltsgerät unterzogen werden oder unterzogen worden sind, können dementsprechend beispielsweise Gegenstände sein, die gerade einer Waschphase unterzogen werden oder eben auch Gegenstände, für die gerade eine gewünschte Behandlung in dem wasserführenden Haushaltsgerät abgeschlossen worden ist. Die Art der Gegenstände ist dabei erfindungsgemäß nicht eingeschränkt. Bevorzugt sind jedoch Gegenstände, welche in einer Waschmaschine, einem Waschtrockner oder einem Trockner behandelt werden können. Besonders bevorzugt sind die Gegenstände Wäschestücke.
Der Begriff „Behandlung“ ist hierin breit auszulegen. Eine Behandlung wird erfindungsgemäß von der Steuereinrichtung kontrolliert durchgeführt. Sie kann eine einzelne betriebsbezogene Maßnahme in dem wasserführenden Haushaltsgerät, wie das bloße Anfeuchten mit einer vorgegebenen Wassermenge WF sein, aber auch die teilweise oder vollständige Durchführung eines Behandlungsprogramms.
Der Begriff Behandlungsprogramm ist hierin ebenfalls breit auszulegen. Je nach Art und Ausgestaltung des wasserführenden Haushaltsgeräts werden unterschiedlich viele Behandlungsprogramme in der Steuereinrichtung hinterlegt sein. So wird beispielsweise ein hochpreisiges Haushaltsgerät mehr Behandlungsprogramme aufweisen als ein preisgünstiges. Ein Behandlungsprogramm kann dabei ein in einem wasserführenden Haushaltsgerät werkseitig implementiertes Behandlungsprogramm sein, eine oder mehrere Zusatzoptionen oder auch ein benutzerdefiniertes Behandlungsprogramm.
Das Ausmessen des mindestens einen Gegenstands in der Trommel in Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens ist nicht eingeschränkt und kann beispielsweise in Abhängigkeit vom eingesetzten Spektrometer auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen.
Der Begriff „Messsignal“ ist hierin breit auszulegen. Das Messsignal kann beispielsweise eine Momentaufnahme sein, also beispielsweise eine Einzelmessung, oder auch eine Akkumulation von mehreren zeitlich aufeinanderfolgenden Einzelmessungen.
Das Emittieren von Strahlung von dem mindestens einen Spektrometer ist mit Bezug auf den Wellenlängenbereich von l-i bis l2 erfindungsgemäß nicht eingeschränkt. Das Emittieren kann im gesamten Wellenlängenbereich erfolgen oder auch bei einer oder mehreren diskreten Wellenlängen und/oder in einem oder mehreren Teilbereichen innerhalb des Wellenlängenbereichs von l-i bis l2. Schritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht unter anderem das Auswerten des Messsignals aus Schritt (b) mit einer in dem Mikrocomputer hinterlegten Auswerteroutine im Hinblick auf mindestens eine Eigenschaft des mindestens einen Gegenstands in der Trommel und einen Abstand x zwischen dem mindestens einen Spektrometer und dem mindestens einen Gegenstand in der Trommel vor.
Die mindestens eine Eigenschaft ist dabei erfindungsgemäß nicht eingeschränkt. Sie kann aber beispielsweise durch die Wahl des Wellenlängenbereichs von l-i bis l2 oder auch durch die Art der aus ihr zu erhaltenden gewünschten Information bestimmt sein. So kann die mindestens eine Eigenschaft, wenn der mindestens eine Gegenstand in der Trommel beispielsweise ein Wäschestück ist, eine Textilart sein. Die mindestens eine Eigenschaft kann aber ebenso beispielsweise auch ein Feuchtegrad sein.
Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, wenn für die mindestens eine Eigenschaft im Mikrocomputer und/oder in einem externen Server Daten zu einem wellenlängenabhängigen Reflexionsverhalten hinterlegt sind, so dass diese für das Ausmessen in Schritt (b) und die Auswertung in Schritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens herangezogen werden können.
Ist die mindestens eine Eigenschaft beispielsweise eine Textilart, so können Daten zu einem wellenlängenabhängigen Reflexionsverhalten für mindestens eine Textilart, vorzugsweise aber mehrere Textilarten hinterlegt sein.
Textilarten sind dabei beispielsweise Baumwolle, Seide, Polyester, Leinen, Acryl oder auch Mischgewebe. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es dann nämlich z.B. möglich, einzelne in der Trommel befindliche Wäschestücke anhand des oder der ausgewerteten Messsignal(e) zu identifizieren.
Entsprechendes gilt beispielsweise aber auch für einen Feuchtegrad oder eine Behandlungsmittelart oder -menge oder auch eine Verschmutzungsart- oder menge. Auch können Daten zum wellenlängenabhängigen Reflexionsverhalten von Kombinationen aus den Eigenschaften hinterlegt sein, wie beispielsweise eine Kombination aus unterschiedlichen Textilarten mit jeweils unterschiedlichen Feuchtegraden. Bevorzugt sind dabei Daten zum wellenlängenabhängigen Reflexionsverhalten so hinterlegt, dass mehrere einzelne Wellenlängen und/oder Teilbereiche innerhalb des Wellenlängenbereiches von l-i bis l2 mindestens eine Wellenlänge umfassen, in welcher im Hinblick auf die auszuwertende mindestens Eigenschaft keine Strahlung reflektiert wird. Dabei ist es wiederum bevorzugt, dass diese mehreren einzelnen Wellenlängen und/oder Teilbereiche innerhalb des Wellenlängenbereiches von l-i bis l2 mindestens fünf Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche umfassen.
Ist das wasserführende Haushaltsgerät beispielsweise ein Waschtrockner, so kann auf diese Weise beispielsweise sehr genau der Trocknungsprozess für Textilarten im Hinblick auf einen gewünschten Restfeuchtegrad gesteuert werden. Auch der Feuchtegrad vor Beginn des Trocknungsprozesses kann natürlich bestimmt werden, so dass bereits zu Beginn eine Anpassung des Trocknungsprogramms an Textilart und Feuchtegrad sehr genau möglich ist. Überdies kann dann vorteilhaft auch eine Beladungsmenge an Wäschestücken in der Trommel bestimmt werden.
Erfindungsgemäß ist der Wellenlängenbereich von l-i bis l2 nicht eingeschränkt, er kann beispielsweise im infraroten oder auch im ultravioletten Bereich liegen, sowie im sichtbaren Bereich oder auch einzelne Bereiche überlappen oder mehrere Bereiche gänzlich umfassen.
Vorteilhaft ist der Wellenlängenbereich von l-i bis A2 so gewählt, dass in diesem Bereich das wellenlängenabhängige Reflexionsverhalten von mindestens einer Textilart, bevorzugt aber mehrerer Textilarten, und/oder eines Feuchtegrades detektiert werden kann.
Besonders vorteilhaft liegt in Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens der Wellenlängenbereich von l-i bis l2 im infraroten Bereich.
Schritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht das Auswerten des Messsignals aus Schritt (b) mit einer in dem Mikrocomputer hinterlegten Auswerteroutine im Hinblick auf mindestens eine Eigenschaft des mindestens einen Gegenstands in der Trommel und einen Abstand x zwischen dem mindestens einen Spektrometer und dem mindestens einen Gegenstand in der Trommel und das Übermitteln der mindestens einen Eigenschaft an die Steuereinrichtung, wenn der Abstand x nicht von einem vorgegebenen Schwellenwert S abweicht, vor.
Durch das Auswerten des Messsignals aus Schritt (b) im Hinblick auch auf einen Abstand x zwischen dem mindestens einen Spektrometer und dem mindestens einen Gegenstand in der Trommel kann dabei eine noch höhere Genauigkeit in Schritt (d) des erfindungsgemäßen Verfahrens, dem Auswahlen und/oder gegebenenfalls Anpassen einer Behandlung durch die Steuereinrichtung in Bezug auf die in Schritt (c) übermittelte mindestens eine Eigenschaft, erreicht werden, da Abstandseffekte verringert werden können, das Signal/Rausch-Verhältnis klein gehalten werden kann und die Konstanz der Basislinie verbessert werden kann. Als Auswahlkriterium für die Einhaltung eines gewünschten Abstandes x dient dabei der für den Abstand x vorgegebene Schwellenwert S.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im Mikrocomputer ein Zusammenhang zwischen einer Wellenlänge lc mit l-i < lc > l2 und einem Extinktionswert Ex hinterlegt ist, welcher den Schwellenwert S für den Abstand x vorgibt.
Der Extinktionswert E, welcher aus der Reflexivität R erhalten werden kann, ist dabei unter anderem abhängig von der Wellenlänge l, der Konzentration c eines zu vermessenden Stoffes und vom Abstand x zwischen dem Spektrometer und dem ausgemessenen Gegenstand. Aus einem Extinktionswert E kann also unter gewissen Voraussetzungen auf den Abstand x zwischen dem Spektrometer und dem ausgemessenen Gegenstand rückgeschlossen werden.
Die Erfinder haben vorteilhaft gefunden, dass bei einer vorgegebenen Wellenlänge lc die Messsignale unterschiedlicher Textilarten in einem gemeinsamen Extinktionswert Ex überlappen, wenn die Wäschestücke eine gleichen Abstand x von dem Spektrometer entfernt sind. Verändert sich also beispielsweise der Abstand x zwischen einem Wäschestück und dem Spektrometer so gilt Eneu F Ex. Besonders bevorzugt ist daher ein Zusammenhang zwischen einer Wellenlänge lc mit li < lc > l2 und einem Extinktionswert Ex für mindestens zwei Textilarten im Mikrocomputer hinterlegt, welcher den Schwellenwert S für den Abstand x vorgibt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in dem Mikrocomputer mindestens ein oberer Extinktionswert Emax hinterlegt, welcher den Schwellenwert S für den Abstand x vorgibt. In dieser Ausführungsform wird dabei der Umstand ausgenutzt, dass beispielsweise für einen maximalen Abstandswert x der Extinktionswert E über den gesamten Wellenlängenbereich einen maximalen Wert Emax nicht überschreitet.
Besonders bevorzugt kann in dem Mikrocomputer auch ein Extinktionsbereich DE = E2 - E-i hinterlegt sein, welcher entsprechend einen oberen und einen unteren Schwellenwert S0 und Su für den Abstand x vorgibt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das wasserführende Haushaltsgerät zusätzlich mindestens eine Abstandsmessvorrichtung, welche mit dem Mikrocomputer verbunden ist, und das Verfahren umfasst zusätzlich den Schritt
(a) Messen eines Abstands x mit der mindestens einen Abstandsmessvorrichtung zwischen dem mindestens einen Spektrometer und dem mindestens einen Gegenstand in der Trommel und Übermitteln des gemessenen Abstands x an den Mikrocomputer, wobei die Schritte (a) bis (d) einmal oder mehrmals durchgeführt werden.
Erfindungsgemäß ist die Abstandsmessvorrichtung nicht eingeschränkt. Jede Art von Abstandsmessvorrichtung kann verwendet werden, wenn damit ein Abstand x zwischen dem mindestens einen Spektrometer und dem mindestens einen Gegenstand in der Trommel gemessen werden kann.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Schritt (a) und Schritt (b) gleichzeitig durchgeführt. Vorzugsweise werden dabei die mindestens eine Abstandsmessvorrichtung und das mindestens eine Spektrometer durch die Steuereinrichtung gleichzeitig aktiviert. Besonders bevorzugt sind dabei die mindestens eine Abstandsmessvorrichtung und das mindestens eine Spektrometer auf einen gleichen Messpunkt auf dem mindestens einen Gegenstand in der Trommel gerichtet, so dass die Messung des Abstandes x zwischen dem mindestens einen Spektrometer und dem mindestens einen Gegenstand in der Trommel möglichst genau erfolgen kann. Überdies können aber auch Korrekturzusammenhänge im Mikrocomputer hinterlegt sein, welche eventuelle Unterschiede bei der Auswertung des Messsignals aus Schritt (b) im Hinblick auf den Abstand x gemessen in Schritt (a) berücksichtigen. Dies ist etwa beispielsweise dann vorteilhaft, wenn die mindestens eine Abstandsmessvorrichtung und das mindestens eine Spektrometer an unterschiedlichen Orten im wasserführenden Haushaltsgerät platziert sind, nicht auf den gleichen Messpunkt gerichtet sind oder ein Zeitversatz zwischen dem Ansprechen der mindestens einen Abstandsmessvorrichtung und dem mindestens einen Spektrometer vorliegt.
Werden Schritt (a) und Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens gleichzeitig durchgeführt, so ist die mindestens eine Abstandsmessvorrichtung bevorzugt ein Time of Flight Sensor.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Schritt (a) vor Schritt (b) durchgeführt. Bevorzugt kann Schritt (a) auch mehrmals vor Schritt (b) durchgeführt werden. Insbesondere bevorzugt kann Schritt (a) solange durchgeführt werden, bis der gemessener Abstand x innerhalb des vorgegebenen Schwellenwerts S liegt.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine Abstandsmessvorrichtung ein Kontaktsensor und Schritt (b) wird durchgeführt, wenn der Kontaktsensor in Schritt (a) anspricht.
Erfindungsgemäß ist es nicht eingeschränkt, zu welchem Zeitpunkt das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren kann zudem einmal oder mehrmals durchgeführt werden.
Die Erfindung betrifft außerdem ein wasserführendes Haushaltsgerät mit einer Trommel zur Aufnahme von zu behandelnden Gegenständen, einer Steuereinrichtung, mindestens einem Spektrometer, welches mindestens eine Strahlungsquelle, mindestens einen Strahlungsdetektor und einen Mikrocomputer umfasst, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens, das die folgenden Schritte umfasst:
(b) Emittieren von Strahlung von der mindestens einen Strahlungsquelle des mindestens einen Spektrometers in einem Wellenlängenbereich von l-i bis l2, so dass mindestens ein Gegenstand in der Trommel mit der Strahlung beaufschlagt wird, und der mindestens eine Strahlungsdetektor die von dem mindestens einen Gegenstand reflektierte Strahlung als ein Messsignal registriert und Übermitteln des von dem mindestens einen Strahlungsdetektor registrierten Messsignals an den Mikrocomputer;
(c) Auswerten des Messsignals aus Schritt (b) mit einer in dem Mikrocomputer hinterlegten Auswerteroutine im Hinblick auf mindestens eine Eigenschaft des mindestens einen Gegenstands in der Trommel und einen Abstand x zwischen dem mindestens einen Spektrometer und dem mindestens einen Gegenstand in der Trommel und Übermitteln der mindestens einen Eigenschaft an die Steuereinrichtung, wenn der Abstand x nicht von einem vorgegebenen Schwellenwert S abweicht; und
(d) Auswahlen und/oder gegebenenfalls Anpassen einer Behandlung durch die Steuereinrichtung in Bezug auf die in Schritt (c) übermittelte mindestens eine Eigenschaft, wobei die Schritte (b) bis (d) einmal oder mehrmals durchgeführt werden.
Erfindungsgemäß ist das wasserführende Haushaltsgerät vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend eine Waschmaschine, einen Waschtrockner und einen Trockner.
Das erfindungsgemäße Haushaltsgerät weist im Allgemeinen einen Behandlungsmittelbehälter und vorzugsweise auch eine Dosiereinheit auf. Die Art und Ausgestaltung der Dosiereinheit ist erfindungsgemäß nicht eingeschränkt. Es kann sich dabei um eine Dosiereinheit zur manuellen Dosierung von Behandlungsmittel handeln oder um eine automatisierte Dosiereinheit.
Ist die Dosiereinheit eine automatisierte Dosiereinheit, welche mit der Steuereinrichtung verbunden ist und von dieser gesteuert werden kann, um Behandlungsmittel zu dosieren, kann vorteilhaft in Schritt (d) als Anpassung einer Behandlung in Bezug auf die mindestens eine Eigenschaft auch eine Behandlungsmittelmenge nachdosiert werden, beispielsweise bei einem Unterschreiten einer optimalen Dosiermenge Copt. Erfindungsgemäß ist die mindestens eine Strahlungsquelle des mindestens einen Spektrometers nicht eingeschränkt, so dass beispielsweise eine Infrarot(IR)-,
Ultraviolett(UV)- oder UV-VIS(Ultravioletter und sichtbarer Bereich)-Strahlungsquelle eingesetzt werden kann.
Die mindestens eine Strahlungsquelle kann eine Breitbandquelle sein, eine durchstimmbare Strahlungsquelle, aber auch eine schmalbandige Strahlungsquelle, wie z.B. eine IR-LED. Die Strahlungsquelle kann zusätzlich auch optische Hilfsmittel aufweisen, wie etwa eine fokussierende Optik, Filterplättchen, Filterfolien oder - lackierungen oder auch einen MOEMS Fabry-Perot Frequenzfilter, welche eine Einstellung eines Wellenlängenbereichs ermöglichen können. Das Spektrometer kann auch mehrere solcher Strahlungsquellen aufweisen, welche auch unterschiedlich sein können.
Vorteilhaft ist die mindestens eine Strahlungsquelle eine Breitbandquelle zum Emittieren von Strahlung im Infrarotbereich.
Besonders bevorzugt wird die Strahlungsquelle zum Emittieren von Strahlung im
Nahinfrarotbereich verwendet und ist ausgewählt aus der Gruppe umfassend eine Wolfram-Halogen Lampe und einen MOEMS-Schwarzkörperstrahler.
Auch der mindestens eine Strahlungsdetektor ist erfindungsgemäß nicht eingeschränkt. Der Strahlungsdetektor kann beispielsweise ein Breitbanddetektor sein, mit mindestens einer sensitiven Detektorfläche N. Der Strahlungsdetektor kann aber auch mehrere sensitive Flächen N aufweisen, oder auch ein lineares Array an Detektorflächen N, beispielsweise in Form von Pixeln. Auch der Detektor kann zusätzlich optische Hilfsmittel aufweisen, wie einen MOEMS Fabry-Perot Frequenzfilter, schmalbandige Filter oder auch einen dispersiven Keil. Auch das Material, aus welchem der Strahlungsdetektor besteht, ist erfindungsgemäß nicht eingeschränkt. Bevorzugt besteht der Strahlungsdetektor jedoch mindestens aus einem halbleitenden Material.
Vorteilhaft weist der mindestens eine Strahlungsdetektor jedoch einen Frequenzfilter auf, besonders vorteilhaft ist der Frequenzfilter ein MOEMS Fabry-Perot Frequenzfilter. In einer bevorzugten Ausführungsform des wasserführenden Haushaltsgeräts ist das Haushaltsgerät eine Waschmaschine oder ein Waschtrockner ist und das mindestens eine Spektrometer ist ein IR-Spektrometer.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des wasserführenden Haushaltsgeräts umfasst das Haushaltsgerät zusätzlich eine Abstandsmessvorrichtung, welche mit dem Mikrocomputer verbunden ist und die Steuereinrichtung ist eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens, dass zusätzlich den Schritt umfasst:
(a) Messen eines Abstands x mit der mindestens einen Abstandsmessvorrichtung zwischen dem mindestens einen Spektrometer und dem mindestens einen Gegenstand in der Trommel und Übermitteln des gemessenen Abstands x an den Mikrocomputer, wobei die Schritte (a) bis (d) einmal oder mehrmals durchgeführt werden.
Die Ausgestaltung der mindestens einen Abstandsmessvorrichtung ist erfindungsgemäß nicht eingeschränkt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine Abstandsmessvorrichtung jedoch ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Time-of-Flight-Sensor, einer Kamera, einem Kontaktsensor und einem RFID-Sensor.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen wasserführenden Haushaltsgeräts ist die mindestens eine Abstandsmessvorrichtung ein Time-of-Flight-Sensor. Unter einem Time-of-Flight-Sensor wird ein optischer Sensor verstanden, welcher Licht aussendet, das von einen dem Sensor nächstliegenden Gegenstand reflektierte Licht erfasst und eine Zeit bestimmt, die das Licht benötigt, um von dem optischen Sensor zu dem dem Sensor nächstliegenden Gegenstand und wieder zurück zu gelangen. Aus der gemessenen Zeit kann der Abstand zwischen den Sensor und dem erfassten Gegenstand bestimmt werden. Insbesondere dann können vorteilhaft Schritt (a) und Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens gleichzeitig durchgeführt werden.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die mindestens eine Abstandsmessvorrichtung ein Kontaktsensor. Insbesondere dann kann vorteilhaft Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens erst durchgeführt werden, wenn der Kontaktsensor in Schritt (a) des erfindungsgemäßen Verfahrens anspricht. Hierzu kann der Kontaktsensor vorteilhaft als Leitfähigkeitssensor ausgestaltet sein, der derart eingerichtet ist, dass sich in Kontakt beispielsweise mit einem feuchten Wäschestück ein Stromkreis schließt, so dass der Kontaktsensor anspricht. Besonders vorteilhaft ist das mindestens eine Spektrometer dann in einem vorgegebenen Abstand zu dem Kontaktsensor angeordnet, so dass bei Ansprechen des Kontaktsensors das den Sensor auslösende Wäschestück mit dem mindestens einen Spektrometer in einem durch die Anordnung vorgegebenen Abstand x ausgemessen werden kann.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen wasserführenden Haushaltsgeräts weist der mindestens eine Gegenstand in der Trommel zusätzlich einen RFID-Tag auf und die mindestens eine Abstandsmessvorrichtung ist ein RFID-Sensor. Vorteilhaft kann das wasserführende Haushaltsgerät auch 3 RFID- Sensoren aufweisen, so dass die Position des Gegenstands in der Trommel und damit der Abstand x zu dem mindestens einen Spektrometer über eine Triangulation des RFID- Signals bestimmt werden kann. Alternativ kann mit einem RFID-Sensor der Abstand x zu dem mindestens einen Spektrometer auch über eine RFID-Signalabschwächung bestimmt werden, hierzu sind Spektrometer und RFID-Sensor vorteilhaft benachbart zueinander angeordnet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts weist die Trommel mindestens einen Wäschemitnehmer auf und das mindestens eine Spektrometer und die mindestens eine Abstandsmessvorrichtung sind in dem Wäschemitnehmer angeordnet. Auf diese Weise kann ermöglicht werden, dass sowohl das mindestens eine Spektrometer, als auch die mindestens eine Abstandsmessvorrichtung möglichst nah an in der Trommel befindlichen Gegenständen platziert sind, außerdem können vorteilhaft Spektrometer und Abstandsmessvorrichtung derart nebeneinander platziert werden, beispielsweise in einem Sensorknoten, dass Spektrometer und Abstandsmessvorrichtung auf dem mindestens einen Gegenstand den gleichen Messpunkt erfassen.
Insbesondere für einen Haushalt mit vernetzten Geräten weist das wasserführende Haushaltsgerät vorzugsweise zusätzlich eine Schnittstelle zur drahtlosen Datenübertragung auf, wobei die Steuereinrichtung dann zum drahtlosen Informationsaustausch eingerichtet ist. Auf diese Weise ist das wasserführende Haushaltsgerät auch zum Betrieb in einem Netzwerk geeignet und kann mittels einer externen Bedieneinheit, beispielsweise einem Handy und/oder einem Tablet-PC vorzugsweise über eine App bedient werden.
Insbesondere bevorzugt ist das wasserführende Haushaltsgerät dann auch in ein Heimnetzwerk mit mindestens einem weiteren Haushaltsgerät integriert. Vorteilhaft können dann Informationen zur Steuerung von Behandlungsprogrammen von einem Haushaltsgerät auf ein anderes übertragen werden.
Ist das wasserführende Haushaltsgerät beispielsweise eine Waschmaschine, so kann dann beispielsweise eine ermittelte Restfeuchte für gewaschene Wäschestücke an einen Trockner im Heimnetzwerk übertragen werden und das zu beginnende Trocknungsprogramm dann an die Restfeuchte genau angepasst werden.
Im Allgemeinen weisen Haushaltsgeräte mindestens eine Anzeigeeinheit auf, welche zur Ausgabe von Information in Form von Text, Bild und/oder Zeichen, farbig und/oder schwarz-weiß, statisch und/oder animiert ausgebildet sein können. Vorzugsweise können über die Anzeigeeinrichtung Informationen und/oder Warnungen an einen Benutzer ausgegeben werden. Ganz besonders bevorzugt ist die Anzeigeeinrichtung jedoch eine externe Anzeigeeinrichtung, beispielsweise der Touchscreen eines Smartphones oder TabletPCs.
Die Erfindung hat zahlreiche Vorteile. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Erhöhung der Messgenauigkeit des Spektrometers für den Fall, dass die Abstände x zwischen Spektrometer und auszumessendem Gegenstand unkontrolliert variieren. Dies ist beispielsweise bei einer Trommelrotation der Fall. Über die erfindungsgemäß vorgesehene Berücksichtigung des Abstands x bei der Auswertung von Messsignalen können Effekte durch variierende Abstände, wie beispielsweise das „Verkippen“ von Spektren, vermieden werden. Außerdem kann auf diese Weise das Signal/Rausch- Verhältnis verbessert werden. Im Ergebnis kann damit eine noch bessere und noch genauere Auswahl und/oder Anpassung einer Behandlung an einen in dem wasserführenden Haushaltsgerät zu behandelnden Gegenstand vorgenommen werden. Außerdem kann in Ausführungsformen durch eine noch genauere Möglichkeit zur Erkennung von Textilarten die Betriebssicherheit des wasserführenden Haushaltsgeräts im Hinblick auf Fehlbeladungen verbessert werden. Ein umweltschonenderer Betrieb ist außerdem beispielsweise durch eine in Ausführungsformen mögliche genauere Bestimmung der Beladungsmenge möglich.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsformen. Hierbei wird Bezug genommen auf die Figuren 1 bis 3.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrundeliegenden Messprinzips.
Fig. 2 zeigt in einer nicht einschränkenden Ausführungsform ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignetes erfindungsgemäßes wasserführendes Haushaltsgerät mit einem Time-of-Flight-Sensor.
Fig. 3 zeigt eine weitere nicht einschränkende Ausführungsform ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignetes erfindungsgemäßes wasserführendes Haushaltsgerät mit einem Kontaktsensor.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung des dem erfindungsgemäßen Verfahrens zugrundeliegenden Messprinzips. Das Messprinzip basiert auf einer Reflexionsmessung. Bei einer Reflexionsmessung wird im Allgemeinen nach Emission von Strahlung aus einer Strahlungsquelle, hier eine IR-Strahlungsquelle 2, die von einem Gegenstand 5, hier ein Wäschestück, diffus reflektierte Strahlung als ein Messsignal von einem Strahlungsdetektor 3 registriert. Das registrierte Messsignal kann dann von einem Mikrocomputer 4 ausgewertet werden. Eine solche Auswertung kann beispielsweise auf die folgende Weise durchgeführt werden:
In der Regel wird ein aus dem Messsignal erhaltenes Textilspektrum eines Wäschestücks 5 in einer relativen Einheit, Reflexivität in %, angegeben. Mit Hilfe eines Reflexionsstandards (z.B. Spektraion) kann die Reflexivität R wie folgt normiert werden:
Figure imgf000022_0001
Dabei ist I (l, c ,x) die Intensität der von dem Wäschestück 5 reflektierten Strahlung bei der Wellenlänge l und I0(l) die Intensität des Reflexionsstandards bei der Wellenlänge l. Eine Information, die man aus einem Textilspektrum erhalten kann, ist die Konzentration c eines zu messsenden Stoffes, wie etwa ein Wassergehalt. Berechnet man aus der Reflexivität R die Extinktion E, so erhält man eine lineare Abhängigkeit:
E(Ä, c, x ) =— log10(R(Ä, c )) und damit E(Ä, c, x) oc c
Das dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrundeliegende Messprinzip trägt dabei der Tatsache Rechnung, dass der Extinktionswert E im Allgemeinen eine Abhängigkeit vom Abstand x 6 aufweisen kann:
E(Ä, c, x ) oc—log10(—)
cD
In einer nicht einschränkenden Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann daher beispielsweise der Umstand genutzt werden, dass bei einer vorgegebenen Wellenlänge lc 9 sich die Spektren von unterschiedlichen Textilarten 7, hier sind drei Spektren gezeigt, bei einem Extinktionswert Ex 8 überlappen für einen vorgegebenen Abstand x 6 zwischen Spektrometer 1 und Wäschestück 5. Das Wertepaar aus Extinktionswert Ex 8 und Wellenlänge lc 8 kann dann für einen vorgegebenen Abstandswert x 6 als Schwellenwert S im Mikrocomputer 4 hinterlegt werden, so dass in Schritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens diejenigen ausgewerteten Messsignale, bei welchen das Wertepaar aus Extinktionswert Ex 8 und Wellenlänge lc 9 eine Abweichung des Abstands x 6 vom Schwellenwert S anzeigt, verworfen werden können. Auf diese Weise kann die Genauigkeit der Auswertung der Messsignale in Schritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens erhöht werden. In alternativen Ausführungsformen kann auch beispielsweise ein maximaler Extinktionswert Emax oder ein Extinktionsbereich DE zur Festlegung eines Schwellenwerts S für den Abstand x 6 im Mikrocomputer hinterlegt sein. In weiteren Ausführungsformen kann der Abstand x 6 auch durch mindestens eine Abstandsmessvorrichtung bestimmt werden. Figur 2 zeigt in einer nicht einschränkenden Ausführungsform ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignetes erfindungsgemäßes wasserführendes Haushaltsgerät. Das wasserführende Haushaltsgerät ist in dieser Ausführungsform als Waschmaschine 10 ausgestaltet. Die Waschmaschine 10 weist ein Gehäuse 25 auf, in dem ein Laugenbehälter 15 angeordnet ist, in welchem eine Trommel 16 zur Aufnahme von Wäschestücken 17 um eine senkrecht zur Figurenebene stehende Achse drehbar gelagert ist. In der Trommel 16 sind zwei Wäschemitnehmer 14 angeordnet.
Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist an eine Ablauföffnung 12 in einem Boden des Laugenbehälters 15 eine Laugenbehälterablaufleitung 11 angeschlossen, die über einen Flusenabscheider 13 zu einer Saugseite einer Pumpe 27 hinführt. An eine Druckseite der Pumpe 27 ist eine Abflussleitung 24 angeschlossen. Abflussleitung 24 mündet außerhalb des Gehäuses 25, hier nicht gezeigt, in eine Hausabwasserleitung oder eine Fußbodenentwässerung. Ein drehzahlgeregelter Antriebsmotor 26, welcher beispielsweise als permanenterregter, mehrsträngiger Synchronmotor mit MOSFET- Bauelement und einem Leistungserfasser 28 ausgestaltet sein kann, ist antriebswirksam mit der Pumpe 27 und der T rommel 16 verbunden.
Figur 2 zeigt außerdem eine automatisierte Dosiereinheit 20 für Behandlungsmittel, welche an eine Einspülschale 22 angeschlossen ist. Über die Einspülschale 22 ist dem Laugenbehälter 15 von einer Frischwasserleitung 23 herrührend Wasser zuführbar. Hierzu befindet sich in der Frischwasserleitung 23 ein Sperrventil 21 , das von einer Steuereinrichtung 18 entsprechend einem Behandlungsprogrammablauf oder gegebenenfalls entsprechend einem von einem Mikrocomputer 31 eines Spektrometers 32 übermittelten ausgewerteten Messsignals angesteuert wird. Die Waschmaschine 10 weist in dieser Ausführungsform außerdem eine Anzeigeeinheit 19 auf, welche zur Darstellung von Information in Form von Text, Bild und/oder Animation in schwarz/weiß und/oder farbig geeignet ist.
Das Spektrometer 32 ist in dieser Ausführungsform als ein Infrarot-Spektrometer ausgestaltet und weist eine entsprechende Strahlungsquelle 29, einen Strahlungsdetektor 30 und einen Mikrocomputer 31 auf. In dieser Ausführungsform ist das Spektrometer in einen der beiden Wäschemitnehmer 14 integriert. Zusätzlich ist in denselben Wäschemitnehmer 14 eine Abstandsmessvorrichtung, hier als Time-of-Flight-Sensor 33 ausgestaltet, integriert. Vorteilhaft können das IR-Spektrometer 32 und der Time-of-Flight- Sensor 33 auch in einen Sensorknoten integriert sein oder diesen bilden. Durch die Platzierung des Spektrometers 32 und des Time-of-Flight-Sensors 33 in demselben Wäschemitnehmer 14 kann vorteilhaft ermöglicht werden, dass beide Sensoren annähernd den gleichen Messpunkt mit gleichem Abstand x auf einem der Wäschestücke 17 in der Trommel 16 erfassen. Besonders vorteilhaft werden bei einer solchen Anordnung die Schritte (a) und (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens gleichzeitig durchgeführt, so dass der Abstand x zwischen Wäschestück 17 und Spektrometer 32 in situ, also während das Spektrometer aktiv misst entsprechend Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens, durch den Time-of-Flight-Sensor 33 bestimmt werden kann. Auf diese Weise ist auch bei Trommelrotation eine sehr genaue Abstandsbestimmung möglich.
Figur 3 zeigt eine weitere nicht einschränkende Ausführungsform eines zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten erfindungsgemäßen wasserführenden Haushaltsgeräts. Das wasserführende Haushaltsgerät ist in dieser Ausführungsform ebenfalls als Waschmaschine 10 ausgestaltet. Im Folgenden werden diejenigen Merkmale, welche der Ausführungsform dargestellt in Figur 2 entsprechen, nicht nochmals beschrieben, sondern nur die Unterschiede.
Das Spektrometer 38 ist in dieser Ausführungsform als ein Infrarot-Spektrometer ausgestaltet und weist eine entsprechende Strahlungsquelle 35, einen Strahlungsdetektor 36 und einen Mikrocomputer 37 auf. In dieser Ausführungsform ist das Spektrometer in einen der beiden Wäschemitnehmer 14 integriert. Zusätzlich ist in denselben Wäschemitnehmer 14 eine Abstandsmessvorrichtung, hier als Kontaktsensor 34 ausgestaltet, integriert. Der Kontaktsensor 34 basiert in dieser Ausführungsform auf einer Leitfähigkeitsmessung. Hierzu weist der Kontaktsensor 34 zum Trommelinneren hin eine Öffnung auf. Bedeckt ein feuchtes Wäschestück 17 die Öffnung des Kontaktsensors 34 vollständig, so wird durch das Wäschestück 17 ein Stromkreis geschlossen und der Kontaktsensor 34 spricht an. In dieser nicht einschränkenden Ausführungsform ist das IR- Spektrometer 38 derart hinter dem Kontaktsensor 34 angeordnet, dass das Spektrometer 38 das Wäschestück 17, welches die Öffnung des Kontaktsensors 34 bedeckt, erfassen kann. Hierzu können vorteilhaft auch optische Hilfsmittel verwendet werden. Besonders vorteilhaft werden bei einer solchen Anordnung die Schritte (a) und (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens nacheinander durchgeführt. Der Abstand x zwischen Wäschestück 17 und Spektrometer 38 ist durch die Anordnung des Kontaktsensors 34 und des Spektrometers 38 vorgegeben. Das Spektrometer 38 wird dann vorteilhaft durch das Ansprechen des Kontaktsensors 34 aktiviert, entsprechend Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Bezugszeichen
1 Spektrometer, Infrarot-Spektrometer
2 Strahlungsquelle, Infrarot-Strahlungsquelle
3 Strahlungsdetektor
4 Auswerteeinheit
5 Gegenstand, Wäschestück
6 Abstand x
7 Spektrum (Infrarot-Spektrum) dreier Textilarten: Extinktion E versus Wellenlänge l
8 Extinktionswert Ex
9 Diskrete Wellenlänge lc
10 Wasserführendes Haushaltsgerät, Waschmaschine
1 1 Laugenbehälterablaufleitung
12 Ablauföffnung im Boden des Laugenbehälters
13 Flusenabscheider
14 Wäschemitnehmer
15 Laugenbehälter
16 Trommel
17 Wäschestücke
18 Steuereinrichtung
19 Anzeigeeinheit
20 (automatische) Dosiereinheit
21 Sperrventil
22 Einspülschale
23 Frischwasserleitung
24 Abflussleitung
25 Gehäuse
26 Antriebsmotor
27 Pumpe
28 Leistungserfasser
29 Strahlungsquelle, Infrarot-Strahlungsquelle
30 Strahlungsdetektor
31 Mikrocomputer 32 Spektrometer
33 Abstandsmessvorrichtung (Time-of-Flight-Sensor)
34 Abstandsmessvorrichtung (Kontaktsensor)
35 Strahlungsquelle, Infrarot-Strahlungsquelle
36 Strahlungsdetektor
37 Mikrocomputer
38 Spektrometer, IR-Spektrometer

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Betrieb eines wasserführenden Haushaltsgeräts (10) mit einer Trommel (16) zur Aufnahme von zu behandelnden Gegenständen (5, 17), einer Steuereinrichtung (18), mindestens einem Spektrometer (1 , 32, 38), welches mindestens eine Strahlungsquelle (2, 29, 35), mindestens einen Strahlungsdetektor (3, 30, 36) und einen Mikrocomputer (4, 31 , 37) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst:
(b) Emittieren von Strahlung von der mindestens einen Strahlungsquelle (2, 29, 35) des mindestens einen Spektrometers (1 , 32, 38) in einem Wellenlängenbereich von l 1 bis l2, so dass mindestens ein Gegenstand (5, 17) in der Trommel (16) mit der Strahlung beaufschlagt wird, und der mindestens eine Strahlungsdetektor (3, 30, 36) die von dem mindestens einen Gegenstand (5, 17) reflektierte Strahlung als ein Messsignal registriert und Übermitteln des von dem mindestens einen Strahlungsdetektor (3, 30, 36) registrierten Messsignals an den Mikrocomputer (4, 31 , 37);
(c) Auswerten des Messsignals aus Schritt (b) mit einer in dem Mikrocomputer (4, 31 , 37) hinterlegten Auswerteroutine im Hinblick auf mindestens eine Eigenschaft des mindestens einen Gegenstands (5, 17) in der T rommel (16) und einen Abstand x (6) zwischen dem mindestens einen Spektrometer (1 , 32, 38) und dem mindestens einen Gegenstand (5, 17) in der Trommel (16) und Übermitteln der mindestens einen Eigenschaft an die Steuereinrichtung (18), wenn der Abstand x (6) nicht von einem vorgegebenen Schwellenwert S abweicht; und
(d) Auswählen und/oder gegebenenfalls Anpassen einer Behandlung durch die Steuereinrichtung (18) in Bezug auf die in Schritt (c) übermittelte mindestens eine Eigenschaft,
wobei die Schritte (b) bis (d) einmal oder mehrmals durchgeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Mikrocomputer (4, 31 , 37) ein Zusammenhang zwischen einer Wellenlänge lc mit l-i < lc > l2 und einem Extinktionswert Ex hinterlegt ist, welcher den Schwellenwert S für den Abstand x (6) vorgibt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Mikrocomputer (4, 31 , 37) mindestens ein oberer Extinktionswert Emax hinterlegt ist, welcher den Schwellenwert S für den Abstand x (6) vorgibt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserführende Haushaltsgerät (10) zusätzlich mindestens eine Abstandsmessvorrichtung (33, 34) umfasst, welche mit dem Mikrocomputer (4, 31 , 37) verbunden ist und das Verfahren zusätzlich den Schritt umfasst:
(a) Messen eines Abstands x (6) mit der mindestens einen
Abstandsmessvorrichtung (33, 34) zwischen dem mindestens einen
Spektrometer (1 , 32, 38) und dem mindestens einen Gegenstand (5, 17) in der Trommel (16) und Übermitteln des gemessenen Abstands x (6) an den Mikrocomputer (4, 31 , 37),
wobei die Schritte (a) bis (d) einmal oder mehrmals durchgeführt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (a) und Schritt
(b) gleichzeitig durchgeführt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (a) vor Schritt (b) durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Abstandsmessvorrichtung (33, 34) ein Kontaktsensor (34) ist und Schritt (b) durchgeführt wird, wenn der Kontaktsensor (34) in Schritt (a) anspricht.
8. Wasserführendes Haushaltsgerät (10) mit einer Trommel (16) zur Aufnahme von zu behandelnden Gegenständen (5, 17), einer Steuereinrichtung (18), mindestens einem Spektrometer (1 , 32, 38), welches mindestens eine Strahlungsquelle (2, 29, 35), mindestens einen Strahlungsdetektor (3, 30, 36) und einen Mikrocomputer (4, 31 , 37) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (18) eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens, das die folgenden Schritte umfasst: (b) Emittieren von Strahlung von der mindestens einen Strahlungsquelle (2, 29, 35) des mindestens einen Spektrometers (1 , 32, 38) in einem Wellenlängenbereich von l 1 bis l2, so dass mindestens ein Gegenstand (5, 17) in der Trommel (16) mit der Strahlung beaufschlagt wird, und der mindestens eine Strahlungsdetektor (3, 30, 36) die von dem mindestens einen Gegenstand (5, 17) reflektierte Strahlung als ein Messsignal registriert und Übermitteln des von dem mindestens einen Strahlungsdetektor (3, 30, 36) registrierten Messsignals an den Mikrocomputer (4, 31 , 37);
(c) Auswerten des Messsignals aus Schritt (b) mit einer in dem Mikrocomputer (4, 31 , 37) hinterlegten Auswerteroutine im Hinblick auf mindestens eine Eigenschaft des mindestens einen Gegenstands (5, 17) in der Trommel (16) und einen Abstand x (6) zwischen dem mindestens einen Spektrometer (1 , 32, 38) und dem mindestens einen Gegenstand (5, 17) in der Trommel (16) und Übermitteln der mindestens einen Eigenschaft an die Steuereinrichtung (18), wenn der Abstand x (6) nicht von einem vorgegebenen Schwellenwert S abweicht; und
(d) Auswahlen und/oder gegebenenfalls Anpassen einer Behandlung durch die Steuereinrichtung (18) in Bezug auf die in Schritt (c) übermittelte mindestens eine Eigenschaft,
wobei die Schritte (b) bis (d) einmal oder mehrmals durchgeführt werden.
9. Haushaltsgerät (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Haushaltsgerät (10) zusätzlich eine Abstandsmessvorrichtung (33, 34) umfasst, welche mit dem Mikrocomputer (4, 31 , 37) verbunden ist und die Steuereinrichtung (18) eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens, das zusätzlich den Schritt umfasst:
(a) Messen eines Abstands x (6) mit der mindestens einen Abstandsmessvorrichtung (33, 34) zwischen dem mindestens einen
Spektrometer (1 , 32, 38) und dem mindestens einen Gegenstand (5, 17) in der Trommel (16) und Übermitteln des gemessenen Abstands x (6) an den Mikrocomputer (4, 31 , 37),
wobei die Schritte (a) bis (d) einmal oder mehrmals durchgeführt werden.
10. Haushaltsgerät (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Abstandsmessvorrichtung (33, 34) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Time-of-Flight-Sensor (33), einer Kamera, einem Kontaktsensor (34) und einem RFID-Sensor.
1 1. Haushaltsgerät (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Abstandsmessvorrichtung (33, 34) ein Time-of-Flight-Sensor (33) ist.
12. Haushaltsgerät (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Abstandsmessvorrichtung (33, 34) ein Kontaktsensor (34) ist.
13. Haushaltsgerät (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Gegenstand (5, 17) in der Trommel (16) zusätzlich einen
RFID-Tag aufweist und die mindestens eine Abstandsmessvorrichtung (33, 34) ein RFID-Sensor ist.
14. Haushaltsgerät (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (16) mindestens einen Wäschemitnehmer (14) aufweist und das mindestens eine Spektrometer (1 , 32, 38) und die mindestens eine
Abstandsmessvorrichtung (33, 34) in dem Wäschemitnehmer (14) angeordnet sind.
15. Haushaltsgerät (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Haushaltsgerät (10) eine Waschmaschine (10) oder ein Waschtrockner ist und das mindestens eine Spektrometer (1 , 32, 38) ein IR-Spektrometer (1 , 32, 38) ist.
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