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EP 1 344 487 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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11.07.2012 Patentblatt 2012/28 |
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Anmeldetag: 25.01.2003 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC):
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Vorrichtung und Verfahren zur optischen Erfassung des Trockengrades in einem Haushaltsgerät
Device and method for optically sensing the dryness degree in a house appliance
Dispositif et procédé pour la mesure optique du degree de secherese dans un appareil
électroménager
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Benannte Vertragsstaaten: |
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DE FR GB IT SE |
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Priorität: |
12.03.2002 DE 10210842
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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17.09.2003 Patentblatt 2003/38 |
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Patentinhaber: Electrolux Home Products Corporation N.V. |
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1130 Brussels (BE) |
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Erfinder: |
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- Nüchter, Helmut
91352 Hallerndorf (DE)
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Vertreter: Baumgartl, Gerhard Willi |
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Electrolux Rothenburg GmbH
Factory and Development 90327 Nürnberg 90327 Nürnberg (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
EP-A2- 0 893 317 US-A- 3 600 819 US-A- 3 888 269
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US-A- 3 116 982 US-A- 3 870 417
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren in einem Haushaltsgerät,
insbesondere eine Geschirrspülmaschine, mit einem Feuchtesensor zur Erfassung des
Trockengrades innerhalb eines Behälters oder Luftkanals des Haushaltsgerätes.
[0002] Bei einer herkömmlichen Geschirrspülmaschine wird nach dem letzten Klarspülgang die
Spülflüssigkeit abgepumpt und die Heizung der Geschirrspülmaschine für eine festgelegte
Zeitdauer eingeschaltet. Durch das Aufheizen der Atmosphäre im Spülmaschinenbehälter
wird das darin gelagerte Spülgut aufgeheizt, so daß dieses während der Trockenphase
vermehrte Feuchtigkeit abgibt. Die Luftfeuchtigkeit kondensiert an den kühleren Innenwänden
des Spülbehälters und läuft schließlich zum Spülmaschinensumpf hin ab. Dabei ist die
Heizungsdauer unabhängig von der Beladung der Geschirrspülmaschine festgelegt und
führt so zu einem ineffizienten Trockenvorgang, bei dem teilweise unnötig Heizungsenergie
verbraucht wird.
[0003] Haushaltsgeräte, die gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 Feuchtesensoren aufweisen,
sind aus
US 3,116,982 und
US 3,870,417 bekannt.
[0004] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Trockenphase bei einem Haushaltsgerät bedarfsabhängig
zu steuern, so daß Heizenergie eingespart wird.
[0005] Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 (Vorrichtung) und des Ansprüchs
10 (Verfahren) gelöst.
[0006] Gemäß Anspruch 1 weist das Haushaltsgerät einen Feuchtesensor zur Erfassung des Trockengrades
innerhalb eines Behälters oder Luftkanals auf. Der Feuchtesensor erfaßt dabei die
Luftfeuchtigkeit der Atmosphäre entweder direkt innerhalb des Behälters oder in einem
Luftkanal, der mit dem Behälter in Verbindung steht. Durch den Luftkanal wird beispielsweise
während der Trockenphase die Luft aus dem Behälter zirkuliert und die durch den Luftkanal
transportierte Luftfeuchtigkeit mittels einer Kondensationseinrichtung abgeschieden
oder aus dem Haushaltsgerät ausgelassen. Der Feuchtesensor erfaßt von einer definierten
Erfassungsfläche im Innern des Behälters oder des Luftkanals die dort anhaftende Feuchtigkeit.
Während der Aufheiz- und/oder Trocken-phase schlägt sich die Luftfeuchtigkeit aus
dem Behälterinnern des Haushaltsgeräts an der Erfassungsfläche in Form von Kondensationstropfen
oder eines Feuchtigkeitsfilms nieder. Durch das Erfassen der Feuchtigkeit auf der
Erfassungsfläche wird festgestellt, ob die Trockenphase so weit fortgeschritten ist,
daß die Luftfeuchtigkeit aus dem Behälterinnern bereits weitgehend entfernt ist.
[0007] Mit sinkender Luftfeuchtigkeit trocknet die Erfassungsfläche ebenfalls ab, so daß
bei Abwesenheit des Feuchtigkeitsfilms oder der Tropfen auf der Erfassungsfläche auf
das Ende der Trocknungsphase geschlossen werden kann. Damit kann bei einem reproduzierbaren
Feuchtigkeitsgrad im Behälter die Trocknungsheizung und ggf. ein Umluftgebläse abgeschaltet
werden. Ist beispielsweise in einer Geschirrspülmaschine viel Spülgut abgestellt,
so gibt dieses für einen längeren Zeitraum Feuchtigkeit an die Spülraumatmosphäre
ab und die Feuchtigkeit haftet länger an der Erfassungsfläche. Daher wird eine längere
Trockenphase bis zur vollständigen Trocknung des Spülguts ausgeführt. Wenig Spülgut
gibt entsprechend weniger Feuchtigkeit an die Spülraumatmosphäre ab und die Feuchtigkeit
auf der Erfassungsfläche trocknet schneller, so daß anhand der Feuchtigkeitserfassung
die Trockenphase früher abgestellt wird. Entsprechendes gilt z.B. für einen Wäschetrockner
in Abhängigkeit von dem Beladungszustand bzw. der Restfeuchtigkeit der zu trocknenden
Wäsche.
[0008] Die Erfassungsfläche ist eine Innenfläche eines definierten Wandbereichs des Behälters
oder des Luftkanals, so muß keine zusätzliche Fläche innerhalb des Haushaltsgeräts
für die Feuchteerfassung bereitgestellt werden. Der definierte Wandbereich ist ein
Plattenelement, welches in oder an einem Durchbruch der Behälter- oder Kanalwand angeordnet
ist. Damit werden die Innenabmessungen und Innenkonturen des Behälters oder des Luftkanals
zur Messung der Luftfeuchtigkeit im wesentlichen nicht verändert, so daß diese ihre
volle Funktionsfähigkeit unverändert beibehalten. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung
wird das Plattenelement mittels Schweißen, Thermoschweißen, Kleben oder mittels einer
Dichtmanschette mit der angrenzenden Behälteroder Kanalwand verbunden. Dadurch ergibt
sich eine dichte und einfach zu montierende Verbindung zwischen der Behälter- oder
Kanalwand und dem Plattenelement.
[0009] Da das Plattenelement eine Glasscheibe oder eine transparente Kunststoffplatte ist,
so wird eine optische Erfassung der Feuchtigkeit auf der Erfassungsfläche ermöglicht.
In Abhängigkeit der optischen Wellenlänge beim Messen ist das Plattenelement im sichtbaren
Bereich, im UV-Bereich oder im Infrarotbereich durchlässig.
[0010] Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Erfassungsfläche eine
Kondensationseinrichtung beigeordnet. Solange Luftfeuchtigkeit in der Atmosphäre des
Behälters vorhanden ist, beschleunigt die Kondensationseinrichtung die Kondensation
der Feuchtigkeit auf der Erfassungsfläche durch deren Abkühlung. Dadurch ist die Erfassungsfläche
kälter als die umgebende Fläche im Innern des Behälters oder des Luftkanals und die
vorhandene Luftfeuchtigkeit wird durch die Kondensation sicher erfaßt. Bei einer vorteilhaften
Ausgestaltung steht die Erfassungsfläche mit einem Peltier-Element in thermischem
Kontakt. Das Peltier-Element wird während der Trockenphase betrieben und entzieht
der Erfassungsfläche Wärme. Bei einer weiteren Ausgestaltung steht die Erfassungsfläche
mit einer ohnehin zur Beschleunigung der Trocknung vorhandenen Kondensationseinrichtung
in Verbindung, wie beispielsweise einem Wasserbehälter oder einem Kondensationstrockner.
Durch eine solche Kondensationseinrichtung wird der Trockenvorgang beschleunigt und
gleichzeitig Wärme der Erfassungsfläche entzogen.
[0011] Durch die optische Erfassung der an der Erfassungsfläche anhaftenden Feuchtigkeit
wird ein verschleißfreier, berührungsloser Erfassungssensor zur Verfügung gestellt.
Besonders in dem Fall, bei dem der Feuchtesensor außerhalb der Luftfeuchtigkeit enthaltenden
Atmosphäre angeordnet ist, unterliegt der Sensor einer geringen thermischen und chemischen
Belastung. Bei einer Geschirrspülmaschine wird der Sensor vorteilhaft außerhalb der
aggressiven Spülraumatmosphäre angeordnet und betrieben.
[0012] Vorteilhaft weist der Feuchtesensor einen Lichtsensor auf, der eine durch die anhaftende
Feuchtigkeit bewirkte Änderung der Lichtverhältnisse erfaßt. Steht dabei in einem
allseits umschlossenen Behälter keine externe Lichtquelle (z.B. Umgebungslicht) zur
Verfügung, so wird vorteilhaft das vom Lichtsensor zu erfassende Licht durch eine
Lichtquelle erzeugt. Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind die
Lichtquelle und der Lichtsensor beabstandet voneinander angeordnet, wobei das von
der Lichtquelle emittierte Licht nach der Reflektion an der Oberfläche der Erfassungsfläche
zum Lichtsensor gelangt. Bei Vorhandensein/Nichtvorhandensein eines Feuchtigkeitsfilms
bzw. von Tropfen auf der Erfassungsfläche ändert sich die Reflektion an der Oberfläche
der Erfassungsfläche derart, daß 'sich die Intensität des reflektierten Lichts durch
die Feuchtigkeit ändert und diese Änderung als Vorhandensein/Nichtvorhandensein der
Feuchtigkeit auswertbar ist. In Abhängigkeit des Brechungsindex der Erfassungsfläche
bzw. des Plattenelementmaterials der Erfassungsfläche, des Brechungsindex von Luft
und des Brechungsindex der Feuchtigkeit wird in trockener Phase eine Totalreflektion
erreicht, bei der auf dem Lichtsensor maximale Intensität auftritt, während bei Vorhandensein
eines Feuchtefilms die Intensität durch Reflektionsverluste vermindert wird. Oder
die Totalreflektion wird umgekehrt bei Vorhandensein der Feuchtigkeit erreicht und
bei Abwesenheit der Feuchtigkeit die Intensität durch Reflektionsverluste abgeschwächt.
[0013] Unabhängig davon, ob bei vorstehend beschriebener Vorrichtung, diese bei feuchter
oder trockener Kondensationsfläche des Feuchtesensors das einfallende Licht der Lichtquelle
total reflektiert, ist zumindest ein Referenzwert für das Maximum der Lichtintensität
festzulegen und abzuspeichern. Dies kann werkseitig oder während des Betriebes des
Geschirrspülers zu geeigneten Zeitpunkten und in verschiedenen Zeitabständen wiederholt
erfolgen. Der Referenzwert des Intensitätsmaximums wird benötigt, um während des Verfahrens
aus den gemessenen Lichtintensitäten die Reflektionsverluste errechnen zu können und
aus diesen Rückschlüsse für den benötigten Heizbedarf zu ziehen. Um sicher zu stellen,
dass die vorhandene feuchtheiße Luft sichere Rückschlüsse auf den Trocknungsgrad innerhalb
des Behälters zulässt, ist es vorteilhaft, die Erfassungsfläche des Feuchtesensors
abzukühlen. Durch diese Massnahme wird erreicht, dass vorhandene feuchtheiße Luft
sich auf alle Fälle auf diesem niederschlägt und wenn die Erfassungsfläche kälter
als die Umgebung ist, ist ausserdem davon auszugehen, dass diese als letzte abtrocknet
und somit der Zeitpunkt an dem in jeder Stelle des Behälterinneren ein gewünschter
Trocknungsgrad erzielt wird, sicher ermittelt werden kann. Die Kondensatbildung an
der Erfassungsfläche des Feuchtesensors ist notwendige Voraussetzung um mit dem Trocknungsgrad
des Behälterinneren korrespondierende Messwerte der erfassten Lichtintensitäten zu
erhalten. Der zeitliche Verlauf des Trocknungsprozesses ist von einer Vielzahl von
Parametern abhängig, z.B. der Beladungsmenge und dem Material des eingestellten Spülgutes,
da diese nicht beeinflussbar sind, ist es sinnvoll, die ausgesendeten und an der Erfassungsfläche
des Feuchtesensors reflektierten Lichtintensitäten kontinuierlich zu erfassen. Die
gemessenen Werte der Lichtintensitäten werden an eine Steuereinheit übertragen und
dort nach vorgegebenen Algorithmen ausgewertet. Um auf den erforderlichen Heizbedarf
bis zur vollständigen Trocknung des Geschirrs schliessen zu können, sind verschiedene
Auswertverfahren anwendbar, z.B. kann eine Tabelle hinterlegt sein, die Mittelwerten
der Lichtintensität Mindestrestlaufzeiten der Heizung und/oder des Heizungsbedarfes
zuordnet, andererseits kann der Trocknungsverlauf aus der Änderungsgeschwindigkeit
der Lichtintensitäten bestimmt werden. Ferner ist eine Kombination verschiedener Auswertungsverfahren
denkbar, die andere während des Geschirrspülerbetriebs bestimmte Parameter heranzieht.
In Abhängigkeit von dem gewählten Auswertungsverfahren der Messergebnisse, kann es
hinsichtlich einer Minimierung des Heizbedarfes sinnvoll sein, die Heizung kontinuierlich
oder getaktes zu- und/oder abzuschalten. Werden z.B. die kontinurierlich eingehenden
Messwerte der Lichtintensität gemittelt und aus diesen auf eine hinterlegte Restlaufzeit
der Heizung zurückgegriffen, so kann es nach Ablauf dieser Restlaufzeit der Heizung
sinnvoll sein, diese erst abzuschalten, wenn die gemessenen Lichtintensitäten nach
Ablauf der vorgegebenen Restlaufzeit sich in einem Toleranzinterwall des vorgegebenen
Referenzwertes befinden oder es wird ein getakteter Betrieb der Heizung gefahren,
der hinsichtlich seiner Dauer als auch seiner Leistung getaktet ist, so dass in Phasen
geringer oder keiner Heizleistung es möglich ist, die Messwerte der Lichtintensität
mit ihrem vorgegebenen Referenzwert zu vergleichen, um so einen geeigneten Zeitpunkt
zum Abschalten der Heizung zu bestimmen.
[0014] Anhand von Figuren werden Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Geschirrspülmaschine mit optischen
Feuchtesensoren,
Fig. 2 eine Detailansicht eines der optischen Feuchtesensoren,
Fig. 3a die Reflektionsverhältnisse eines Lichtstrahls ohne Feuchtigkeit auf der Sensorfläche
und
Fig. 3b die Reflektionsverhältnisse bei Feuchtigkeit auf der Sensorfläche.
[0015] Fig. 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Spülbehälters 1 einer Geschirrspülmaschine
und eines angrenzenden Umluftkanals 2. Im Spülbehälter 1 sind auf an sich bekannte
Weise,ein oberer Geschirrkorb 3, ein oberer Sprüharm 4, ein unterer Geschirrkorb 5
und ein unterer Sprüharm 6 angeordnet. Während der Trockenphase zum Trocknen des in
die Geschirrkörbe 3, 5 eingestellten Spülguts wird Feuchtigkeit enthaltende Spülraumatmosphäre
aus dem Spülbehälter durch ein Gebläse 7 im unteren Spülbehälterbereich in den Luftkanal
2 eingesaugt und aus diesem im oberen Spülbehälterbereich in den Spülbehälter 1 ausgelassen.
Am Luftkanal 2 ist ein Wasserbehälter 8 angeordnet, der der warmen Spülraumatmosphäre
Wärme entzieht, wodurch sich Luftfeuchtigkeit an der Behälterwand niederschlägt. Dabei
ist die als Kondensationsfläche wirkende Behälterwand als Seitenwand des Luftkanals
2 ausgebildet.
[0016] Ein erster Feuchtesensor 10 ist an einer Öffnung 11 im unteren Bereich des Spülbehälters
1 angeordnet. Der erste Feuchtesensor 10 umfaßt eine Glasplatte 12, die auf der Öffnung
11 aufliegt, und einen Meßkopf 13, der an der Glasplatte 12 auf der dem Spülbehälterinneren
abgewandten Seite angeordnet ist.
[0017] Fig. 2 zeigt eine Detailansicht des ersten Feuchtesensors 10. Die Glasplatte 12 ist
an ihrem Randbereich mit einem elastischen Kleber (nicht dargestellt) auf eine an
die Öffnung 11 angrenzende Innenwand 14 des Spülbehälters 1 aufgeklebt. Der elastische
Kleber gleicht Spannungen aufgrund von Temperaturänderungen während des Betriebs der
Geschirrspülmaschinezwischen der Glasplatte 12 und der Innenwand 14 aus. Der Meßkopf
13 ist zweiteilig aus einem Peltier-Element 15 und einem Detektorelement 16 ausgebildet.
Bei einer weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsform kann das Peltier-Element
15 auch direkt in das Detektorelement 16 integriert sein, so daß der Meßkopf 13 einteilig
ausgebildet ist. Das Peltier-Element 15 und das Detektorelement 16 sind über eine
zusammengefaßte Meß- und Steuerleitung 17 mit einer in Fig. 1 dargestellten Steuereinheit
18 zur Signalauswertung verbunden. Das Peltier-Element 15 kühlt die an das Detektorelement
16 angrenzende Fläche der Glasplatte 12 und unterstützt dadurch bevorzugt die Kondensation
an der Glasplatte 12. Die Feuchtigkeit auf der Glasplatte 12 verdunstet erst dann,
wenn nahezu die gesamte Luftfeuchtigkeit aus der Spülatmosphäre im Spülbehälter 1
entfernt ist.
[0018] Fig. 3a zeigt eine Detailansicht des Detektorelements 16. In einem gemeinsamen Gehäuse
des Detektorelements 16 sind eine Leuchtdiode 20 und eine Photodiode 21 angeordnet.
Die Wellenlänge bzw. das Wellenlängenband der Leuchtdiode 20 und der Photodiode 21
sind aufeinander abgestimmt, so daß die Photodiode 21 auf der Wellenlänge bzw. dem
Wellenlängenband der Leuchtdiode 20 maximale Ausgangsleistung liefert. Zur Vermeidung
von Streulichteinfall auf die Photodiode 21 von der Leuchtdiode 20 ist innerhalb des
Gehäuses eine Trennwand 22 vorgesehen. Die Leuchtdiode 20 und die Photodiode 21 sind
so zueinander ausgerichtet, daß der gebündelte Lichtstrahl von der Photodiode 20 in
die Glasplatte 12 eindringt, dort an der dem Detektorelement 16 gegenüberliegenden
Oberfläche der Glasplatte 12 reflektiert wird, aus der Glasplatte 12 austritt und
auf die photosensitive Oberfläche der Photodiode 21 gelangt. Bei einer weiteren Ausführungsform
kann zur Vermeidung von Reflektionsverlusten eine transparente Anpassungsschicht zwischen
der Austrittsseite der Leuchtdiode 20 und der Oberfläche der Glasplatte 12 sowie zwischen
der. Oberfläche der Glasplatte 12 und der Eintrittsseite der Photodiode 21 vorgesehen
werden.
[0019] Der Winkel α zwischen dem Lichtstrahl innerhalb der Glasplatte 12 und der Oberfläche
der Glasplatte ist so gewählt, daβ bei trockener Oberfläche der Glasplatte 12 Totalreflektion
auftritt. Dabei wird die gesamte Intensität an der dem Spülbehälter 1 zugewandten
Oberfläche der Glasplatte 12 reflektiert und in Richtung Photodiode 21 umgelenkt.
Fig. 3b zeigt den Verlauf des Lichtstrahls der Anordnung von Fig. 3a, wenn sich Feuchtigkeit
auf der Oberfläche der Glasplatte 12 befindet. Anstelle des Brechungsindexübergangs
Glasplatte/Luft liegt jetzt ein Brechungsindexübergang zwischen der Glasplatte und
Wasser vor. Dabei tritt keine Totalreflektion mehr auf und ein Teil des Lichtstrahls
von der Leuchtdiode 20 wird am Grenzübergang Glas/Wasser durch den Wassertropfen 23
aus der Glasplatte heraus transmittiert. Die zur Photodiode 21 reflektierte Intensität
des Lichtstrahls ist abgeschwächt, so daß über die Lichtintensitätsabschwächung das
Vorhandensein von Wassertropfen 23 bzw. eines Feuchtigkeitsfilms auf der inneren Oberfläche
der Glasplatte 12 erfaßt wird.
[0020] Bei der Bildung von einzelnen Wassertropfen auf der Glasplatte 12 anstelle eines
Wasserfilms ist nicht für jeden Punkt auf der Glasplatte gewährleistet, daß ein Übergang
Glas/Wasser vorhanden ist. Um diese statistische Fluktuation auszugleichen, wird bei
weiteren, nicht dargestellten Ausführungsformen entweder der Lichtstrahl von der Leuchtdiode
20 unter einem breiten Winkel ausgestrahlt und über eine entsprechend große photoempfindliche
Fläche der Photodiode 21 oder über eine Vielzahl von räumlich verteilten Photodioden
erfaßt. Es können auch mehrere Leuchtdioden/Photodioden-Paare vorgesehen werden. Damit
wird über einen größeren räumlichen Bereich bzw. über mehrere Stellen der Glasplatte
das Vorhandensein der Feuchtigkeit erfaßt, so daß auch bei Tropfenbildung die Feuchtigkeit
sicher nachgewiesen wird.
[0021] Fig. 1 zeigt noch eine zweite Ausführungsform der Anordnung eines Feuchtesensors.
Dabei ist ein zweiter Feuchtesensor 30 in einem feuchtigkeitsgekapselten Gehäuse im
Innern des Wasserbehälters 8 angeordnet. Der Meßkopf 31 des zweiten Feuchtesensors
30 sitzt auf der Kunststoffwand des Wasserbehälters 8, die Teil der Trennwand zwischen
Wasserbehälter 8 und Luftkanal 2 ist. Die Kunststoffwand 32 ist optisch transparent
für die Wellenlänge, die von einer Leuchtdiode 20 des Meßkopfes 31 ausgestrahlt wird.
Der innere Aufbau des Meßkopfes 31 entspricht demjenigen des Detektorelements 16.
Beim zweiten Feuchtesensor 30 ist im Vergleich zu der in Fig. 3a und 3b gezeigten
Anordnung lediglich die Glasplatte 12 durch die Kunststoffwand 32 ersetzt. Der zweite
Feuchtesensor 30 ist über eine Meß- und Steuerleitung 33 mit der Steuereinheit 18
verbunden. Wahlweise weist die Geschirrspülmaschine nur den ersten Feuchtesensor 10,
nur den zweiten Feuchtesensor 30 oder beide Feuchtesensoren 10, 30 auf.
[0022] Zu Beginn der Trockenphase wird die Feuchtemessung mittels des ersten und/oder zweiten
Feuchtesensor aktiviert. Ggf. wird die Messung erst zeitverzögert gestartet, so daß
sich nach Beginn der Trockenphase, d.h. dem Aufheizen des Spülmaschineninnenraums,
ein Kondensat auf der Meßoberfläche ausbilden kann. Während des Trocknens wird die
Feuchtigkeit in Form eines Feuchtigkeitsfilms oder Tropfens laufend überwacht. Nachdem
die Feuchtigkeit weitgehend aus der Spülraumatmosphäre entfernt ist, beginnt die Feuchtigkeit
auf der Sensoroberfläche zu verdunsten und die Intensität des reflektierten Lichtstrahls
ändert sich. Diese Änderung wird über die Photodiode 21 erfaßt und durch die Steuereinrichtung
18 ausgewertet. Nachdem die Abnahme der Feuchtigkeit erfaßt wurde, wird die Heizung
und/oder das Gebläse 7 abgeschaltet und der Trockenvorgang beendet. Wahlweise kann
das Gebläse 7 nach dem Erfassen der Trocknung bzw. der Luftfeuchtereduzierung noch
für eine vordefinierte Zeitdauer nachlaufen.
Bezugszeichenliste
[0023]
1: Spülbehälter
2: Luftkanal
3: oberer Geschirrkorb
4: oberer Sprüharm
5: unterer Geschirrkorb
6: unterer Sprüharm
7: Gebläse
8: Wasserbehälter
10 erster Feuchtesensor
11: Öffnung
12: Glasplatte
13: Meßkopf
14: Innenwand
15: Peltier-Element
16: Detektorelement
17: Meß- und Steuerleitung
18: Steuereinheit
20: Leuchtdiode
21: Photodiode
22: Trennwand
23: Wassertropfen
30: zweiter Feuchtesensor
31: Meßkopf
32: Kunststoffwand
33: Meß- und Steuerleitung
1. Haushaltsgerät, insbesondere Geschirrspülmaschine, mit einem Feuchtesensor (10, 30)
zur Erfassung des Trockengrades innerhalb eines Behälters (1) oder Luftkanals (2)
des Haushaltsgeräts, wobei der Feuchtesensor (10, 30) eine an einer Erfassungsfläche
(12, 32) im Innern des Behälters (1) oder des Luftkanals (2) anhaftende Feuchtigkeit
(23) erfasst, dadurch gekennzeichnet, dass
die Erfassungsfläche (12, 32) eine Innenfläche einer in oder an einem Durchbruch (11)
der Behälter- oder Kanalwand (14) angeordneten, in Abhängigkeit der optischen Wellenlänge
beim Messen im sichtbaren Bereich, im UV-Bereich oder im Infrarotbereich durchlässigen
Glasscheibe oder transparenten Kunststoffplatte ist und eine optische Erfassung der
Luftfeuchtigkeit aus dem Behälterinneren, die sich während einer Aufheiz- und/oder
Trockenphase an der Erfassungsfläche niederschlägt, ermöglicht ist.
2. Haushaltsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glas- oder Kunststoffplatte mittels Schweißen, Thermoschweißen, Kleben oder einer
Dichtmanschette mit der angrenzenden Behälter- oder Kanalwand (14) verbunden ist.
3. Haushaltsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Erfassungsfläche (12, 32) eine Kondensationseinrichtung (15, 8) beigeordnet ist.
4. Haushaltsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensationseinrichtung (15) ein mit der Erfassungsfläche (12) in thermischem
Kontakt stehendes Peltier-Element, das der Erfassungsfläche (12) Wärme entzieht, oder
einen mit der Erfassungsfläche (32) in thermischem Kontakt stehenden Wasserbehälter
aufweist oder die Kondensationseinrichtung als Kondensationstrockner ausgebildet ist.
5. Haushaltsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtesensor (10, 30) zumindest einen Lichtsensor (21), insbesondere zumindest
eine Photodiode, aufweist.
6. Haushaltsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtesensor (10, 30) zumindest eine Lichtquelle (20), insbesondere zumindest
eine Leuchtdiode, aufweist.
7. Haushaltsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsensor (21) auf das von der Lichtquelle (20) emittierte Licht anspricht.
8. Haushaltsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht von der Lichtquelle (20) zumindest einmal an einer Oberfläche der Erfassungsfläche
(12, 32) reflektiert wird, bevor es zum Lichtsensor (21) gelangt.
9. Haushaltsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht von der Lichtquelle (20) unter einem solchen Winkel zur Oberfläche der
Erfassungsfläche (12, 32) reflektiert wird, daß bei trockener Oberfläche Totalreflektion
des Lichts auftritt und bei Feuchtigkeit auf der Oberfläche zumindest ein Teil des
Lichts aus dem Lichtweg zum Lichtsensor (21) herausgebrochen wird, oder daß bei Feuchtigkeit
auf der Oberfläche Totalreflektion des Lichts auftritt und bei trockener Oberfläche
zumindest ein Teil des Lichts aus dem Lichtweg zum Lichtsensor (21) herausgebrochen
wird.
10. Verfahren zur Bestimmung des Trocknungsgrades innerhalb eines Behälters (1) oder Luftkanals
(2) in einem Haushaltsgerät, insbesondere einem Geschirrspüler, mittels zumindest
eines Feuchtesensors (10,30), der eine an einer Erfassungsfläche (12, 32) im Innern
des Behälters (1) oder des Luftkanals (2) anhaftende Feuchtigkeit (23) optisch erfasst,
gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte
- Bestimmung und Abspeicherung zumindest eines Referenzwertes der Intensität des durch eine Lichtquelle (20) ausgesendeten Lichtes, welches an der trockenen Erfassungsfläche
(12, 32) des Feuchtesensors (10, 30) reflektiert wird bevor es zu einem Lichtsensor
(21) gelangt, wobei die Erfassungsfläche (12, 32) eine Innenfläche einer in oder an
einem Durchbruch (11) der Behälter- oder Kanalwand (14) angeordneten, in Abhängigkeit
der optischen Wellenlänge beim Messen im sichtbaren Bereich, im UV-Bereich oder im
Infrarotbereich durchlässige Glasscheibe oder transparenten Kunststoffplatte ist,
- Abkühlen der Erfassungsfläche (12, 32) der Feuchtesensoren (10, 30) und damit verbundener
Niederschlag der feucht-heißen Luft auf der Erfassungsfläche (12, 32),
- kontinuierliche Erfassung der Intensität des von der Lichtquelle (20) ausgesendeten
Lichtes durch den Lichtsensor (21), wobei das Licht der Lichtquelle (20) an der Erfassungsfläche
(12,32) des Feuchtesensors (10, 30) reflektiert wird bevor es zum Lichtsensor (21)
gelangt,
- Übertragung der Werte der gemessenen Lichtintensitäten eines Detektorelementes (16)
über eine Meß- und Steuerleitung (17) zu einer Steuereinheit (18).
11. Verfahren nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch mindestens einen der Verfahrensschritte
- Auswertung der Messergebnisse der Lichtintensität und Ermitteln des sich daraus
ergebenden Heizbedarfes bis zur vollständigen Trocknung eines Geschirrs.
- Gesteuerte kontinuierliche oder getaktete Zu- und/oder Abschaltung einer Heizung
durch die Steuereinheit (18).
1. Domestic appliance, in particular dishwasher, having a dampness sensor (10, 30) for
detecting the degree of dryness within a container (1) or air channel (2) of the domestic
appliance, wherein the dampness sensor (10, 30) detects moisture (23) adhering to
a detection surface (12, 32) in the interior of the container (1) or of the air channel
(2), characterised in that the detection surface (12, 32) is an inner surface of a glass panel or transparent
plastic plate arranged in or on an opening (11) of the container wall or channel wall
(14), and which is permeable as a function of the optical wavelength when measuring
in the visible range, in the UV range or in the infrared range and optical detection
of the air moisture from the container interior, which is precipitated at the detection
surface during a heating and/or drying phase, is facilitated.
2. Domestic appliance according to claim 1, characterised in that the glass or plastic plate is joined to the adjoining container wall or channel wall
(14) by means of sealing, thermo-sealing, adhesion or a sealing sleeve.
3. Domestic appliance according to one of the preceding claims, characterised in that a condensation device (15, 8) is assigned to the detection surface (12, 32).
4. Domestic appliance according to claim 3, characterised in that the condensation device (15) has a Peltier element which is thermal contact with
the detection surface (12) and which withdraws heat from the detection surface (12),
or a water container which is in thermal contact with the detection surface (32) or
the condensation device is designed as a condensation dryer.
5. Domestic appliance according to claim 1, characterised in that the dampness sensor (10, 30) has at least one light sensor (21), in particular at
least one photodiode.
6. Domestic appliance according to claim 5, characterised in that the dampness sensor (10, 30) has at least one light source (20), in particular at
least one light-emitting diode.
7. Domestic appliance according to claim 6, characterised in that the light sensor (21) responds to the light emitted by the light source (20).
8. Domestic appliance according to claim 7, characterised in that the light from the light source (20) is reflected at least once at a surface of the
detection surface (12, 32) before it reaches the light sensor (21).
9. Domestic appliance according to claim 8, characterised in that the light from the light source (20) is reflected at such an angle to the surface
of the detection surface (12, 32) that when the surface is dry, total reflection of
the light occurs and when there is moisture on the surface, at least a part of the
light is burst forth from the light path to the light sensor (21), or that when there
is moisture on the surface, total reflection of the light occurs and when the surface
is dry, at least a part of the light is burst forth from the light path to the light
sensor (21).
10. Method for determining the degree of dryness within a container (1) or air channel
(2) in a domestic appliance, in particular a dishwasher, by means of at least one
dampness sensor (10, 30), which optically detects moisture (23) adhering to a detection
surface (12, 32) in the interior of the container (1) or of the air channel (2),
characterised by the method steps
- determination and storage of at least one reference value of the intensity of the
light emitted by a light source (20), and which is reflected at the dry detection
surface (12, 32) of the dampness sensor (10, 30) before it reaches a light sensor
(21), wherein the detection surface (12, 32) is an inner surface of a glass panel
or transparent plastic plate arranged in or on an opening (11) of the container wall
or channel wall (14), and which is permeable as a function of the optical wavelength
when measuring in the visible range, in the UV range or in the infrared range,
- cooling of the detection surface (12, 32) of the dampness sensors (10, 30) and precipitation
of the moist-hot air associated therewith on the detection surface (12, 32),
- continuous detection of the intensity of the light emitted from the light source
(20) by the light sensor (21), wherein the light of the light source (20) is reflected
at the detection surface (12, 32) of the dampness sensor (10, 30) before it reaches
the light sensor (21),
- transfer of the values of the measured light intensities of a detector element (16)
via a measuring and control line (17) to a control unit (18).
11. Method according to claim 10,
characterised by at least one of the method steps
- evaluation of the measured results of light intensity and ascertaining of the heat
requirement resulting therefrom until complete drying of dishes.
- Controlled continuous or clocked connection and/or disconnection of a heating by
the control unit (18).
1. Appareil ménager, en particulier lave-vaisselle, avec un capteur d'humidité (10, 30)
pour la détection du degré de séchage à l'intérieur d'un contenant (1) ou d'un canal
d'air (2) de l'appareil ménager, où le capteur d'humidité (10, 30) détecte une humidité
(23) adhérant à une face de détection (12, 32) à l'intérieur du contenant (1) ou du
canal d'air (2), caractérisé en ce que la face de détection (12, 32) est une face intérieure d'une vitre transparente ou
plaque de matériau synthétique transparente en fonction de la longueur d'onde optique
lors de la mesure dans la zone visible, dans la zone UV ou dans la zone infrarouge,
disposée dans ou à un perçage (11) de la paroi de contenant ou de canal (14), et qu'une
détection optique de l'humidité de l'air de l'intérieur du contenant, qui se dépose
pendant une phase de chauffage et/ou de séchage à la face de détection, est rendue
possible.
2. Appareil ménager selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque de verre ou de matériau synthétique est reliée par soudage, thermosoudage,
collage ou une manchette d'étanchéité à la paroi de contenant ou de canal (14) avoisinante.
3. Appareil ménager selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une installation de condensation (15, 8) est ajoutée à la face de détection (12, 32).
4. Appareil ménager selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'installation de condensation (15) présente un élément de Peltier en contact thermique
avec la face de détection (12), qui retire de la chaleur de la face de détection (12),
ou un contenant d'eau en contact thermique avec la face de détection (32), ou bien
l'installation de condensation est réalisée comme séchoir de condensation.
5. Appareil ménager selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur d'humidité (10, 30) présente au moins un capteur de lumière (21), en particulier
au moins une photodiode.
6. Appareil ménager selon la revendication 5, caractérisé en ce que le capteur d'humidité (10, 30) présente au moins une source de lumière (20), en particulier
au moins une diode luminescente.
7. Appareil ménager selon la revendication 6, caractérisé en ce que le capteur de lumière (21) réagit à la lumière émise par la source de lumière (20).
8. Appareil ménager selon la revendication 7, caractérisé en ce que la lumière de la source de lumière (20) est réfléchie au moins une fois à une surface
de la face de détection (12, 32) avant qu'elle n'arrive au capteur de lumière (21).
9. Appareil ménager selon la revendication 8, caractérisé en ce que la lumière de la source de lumière (20) est réfléchie sous un tel angle à la surface
de la face de détection (12, 32) que lorsque la surface est sèche, une réflexion totale
de la lumière se produit, et dans le cas de l'humidité sur la surface, au moins une
partie de la lumière sort du chemin de lumière vers le capteur de lumière (21), ou
en ce que dans le cas d'humidité sur la surface, une réflexion totale de la lumière se produit,
et lors d'une surface sèche, au moins une partie de la lumière sort du chemin de lumière
vers le capteur de lumière (21).
10. Procédé de détermination du degré de séchage à l'intérieur d'un contenant (1) ou d'un
canal d'air (2) dans un appareil ménager, en particulier un lave-vaisselle, au moyen
d'au moins un capteur d'humidité (10, 30) qui détecte optiquement une humidité (23)
adhérant à une face de détection (12, 32) à l'intérieur du contenant (1) ou du canal
d'air (2),
caractérisé par les étapes de procédé
- détermination et stockage d'au moins une valeur de référence de l'intensité de la
lumière émise par une source de lumière (20), qui est réfléchie à la face de détection
sèche (12, 32) du capteur d'humidité (10, 30) avant d'arriver à un capteur de lumière
(21), où la face de détection (12, 32) est une face intérieure d'une vitre transparente
ou plaque en matériau synthétique transparente en fonction de la longueur d'onde optique
lors de la mesure dans la zone visible, dans la zone UV ou dans la zone infrarouge,
disposée dans ou à un perçage (11) de la paroi de contenant ou de canal (14),
- refroidissement de la face de détection (12, 32) des capteurs d'humidité (10, 30)
et, lié à celui-ci, dépôt de l'air chaud et humide sur la face de détection (12, 32),
- détection continue de l'intensité de la lumière émise par la source de lumière (20)
par le capteur de lumière (21), où la lumière de la source de lumière (20) est réfléchie
à la face de détection (12, 32) du capteur d'humidité (10, 30) avant d'arriver au
capteur de lumière (21),
- transmission des valeurs des intensités de lumière mesurées d'un élément de détection
(16) par une ligne de mesure et de commande (17) à une unité de commande (18).
11. Procédé selon la revendication 10,
caractérisé par au moins une des étapes de procédé
- évaluation des résultats de mesure de l'intensité de lumière et détermination du
chauffage requis qui en résulte jusqu'au séchage complet de la vaisselle,
- mise sous tension et/ou coupure commandée de manière continue ou cadencée d'un chauffage
par l'unité de commande (18).


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