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DE19627594A1 - Determining turbidity of washing liquid - Google Patents

Determining turbidity of washing liquid

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DE19627594A1
DE19627594A1 DE19627594A DE19627594A DE19627594A1 DE 19627594 A1 DE19627594 A1 DE 19627594A1 DE 19627594 A DE19627594 A DE 19627594A DE 19627594 A DE19627594 A DE 19627594A DE 19627594 A1 DE19627594 A1 DE 19627594A1
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Abstract

A process for determining the turbidity of a gaseous or liquid medium, the washing or rinsing liquid of a washing machine or a dishwasher in particular. The process uses measuring signals delivered by an optical turbidity sensor, which delivers separate signals to correspond to a transmission measurement and to a reflection measurement. Each set of signals is compared to a reference value and corresponding turbidity parameters are determined on the basis of the result.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Trübung eines gasförmigen oder flüssigen Mediums, insbesondere einer Wasch- oder Spülflüssigkeit einer Wasch- oder SpülmaschineThe invention relates to a method for determining the Turbidity of a gaseous or liquid medium, in particular a washing or rinsing liquid of a washing or dishwasher

In der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung 196 26 203.8 ist ein optischer Sensor beschrieben, der unter anderem für die Untersuchung einer Wasch- oder Spülflüssigkeit einer Wasch- oder Spülmaschine verwendet werden kann. Mit diesem optischen Sensors ist es möglich, eine Transmissionsmessung und eine Reflexionsmessung der Strahlungsintensität durchzuführen, wobei die jeweils gemessene Strahlungsintensität in Form entsprechender proportionaler Signale, die von dem Strahlungsdetektor geliefert werden, vorliegt.In the unpublished patent application 196 26 203.8 is an optical sensor described below other for the investigation of a washing or Washing liquid used in a washing machine or dishwasher can be. With this optical sensor it is possible a transmission measurement and a reflection measurement of the Radiation intensity to perform, the each measured radiation intensity in the form of corresponding proportional signals from the radiation detector be delivered.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem die so erhaltenen Signale im Hinblick auf eine Qualifizierung und Bestimmung der Trübung des Untersuchungsmediums auswertbar sind. The invention has for its object a method specify with which the signals thus obtained with regard on a qualification and determination of the turbidity of the Examination medium can be evaluated.  

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren zur Bestimmung der Trübung eines gasförmigen oder flüssigen Mediums, insbesondere einer Wasch- oder Spülflüssigkeit einer Wasch- oder Spülmaschine, anhand der von einem optischen Trübungssensor, bei dem eine in das Medium emittierte Strahlung detektiert wird, gelieferten Meßsignale vorgesehen, wobei der Trübungssensor einer Transmissionsmessung und einer Reflexionsmessung entsprechende, separate Signale liefert, die jeweils mit einem Referenzwert ins Verhältnis gesetzt werden, und basierend auf dem Ergebnis entsprechende Parameter der Trübung bestimmt werden.A method for determination is to solve this problem the turbidity of a gaseous or liquid medium, in particular a washing or rinsing liquid of a washing or dishwasher, based on that of an optical Turbidity sensor, in which one emitted into the medium Radiation is detected, delivered measurement signals provided, the turbidity sensor one Transmission measurement and a reflection measurement provides corresponding, separate signals, each with be related to a reference value, and based on the result corresponding parameters of the Turbidity can be determined.

Die mittels des Sensors erhaltenen, spezifischen Transmissions- und Reflexionssignale werden erfindungsgemäß relativ zu einem entsprechenden Referenzwert ausgewertet, so daß vorteilhaft pro Bestimmungsschritt stets zwei Analysesignale, die bezogen auf einen Referenzwert normiert sind, vorliegen. Es werden also nicht die Absolutwerte verwendet, sondern die relativ zu dem Referenzwert gelieferten Verhältniswerte. Auf diese Weise werden zwei aussagekräftige Analysewerte erhalten, anhand welcher eine exakte Qualifizierung der Trübung möglich ist.The specific obtained by means of the sensor Transmission and reflection signals are invented evaluated relative to a corresponding reference value, so that advantageously two per determination step Analysis signals that are standardized based on a reference value are available. So it won't be the absolute values used, but the relative to the reference value delivered ratio values. This way two Get meaningful analysis values, based on which one exact qualification of the turbidity is possible.

Erfindungsgemäß hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zur Bestimmung des zeitlichen Verlaufs der Meßsignale und/oder der Verhältnisergebnisse die Meßsignale über eine ggf. vorbestimmte Zeitdauer ermittelt werden. Denn durch diese erfindungsgemäße Maßnahme ist eine statistische Auswertung der zeitlichen Signalverläufe bzw. der Verhältnisergebnisse möglich, wodurch fehlerbehaftete Einzelmessungen erkannt und eliminiert werden können und mit besonderem Vorteil durch Mittelung bzw. Glättung ein stabiler Zeitverlauf der Sensorsignale erhalten werden kann.According to the invention, it has proven advantageous if for determining the time course of the measurement signals and / or the ratio results the measurement signals over a predetermined time period may be determined. Because by  this measure according to the invention is a statistical one Evaluation of the temporal signal curves or the Ratio results possible, which causes errors Individual measurements can be recognized and eliminated and with a particular advantage by averaging or smoothing stable time course of the sensor signals can be obtained can.

Im Rahmen einer ersten Erfindungsalternative kann der Referenzwert jeweils zu Beginn einer Meßphase durch Normierung der im Startzeitpunkt erhaltenen Meßergebnisse ermittelt werden. Bei dieser Alternative wird also zu jedem Beginn einer Meßphase ein fixer, während der gesamten Messung gleichbleibender Referenzwert generiert, der jeweils dem gelieferten Transmissions- und Reflexionssignal entspricht. Dies ist dahingehend von Vorteil, als zu Beginn des interessierenden Meßphasenabschnitts ein bestimmter Status quo gegeben ist, der in seiner Veränderung untersucht werden soll. Mögliche Zeitpunkte zur Generation dieses Referenzwerts sind z. B.:As part of a first alternative of invention, the Reference value at the beginning of a measurement phase Standardization of the measurement results obtained at the start time be determined. With this alternative, everyone becomes Beginning of a measurement phase, a fixed one, during the entire Measurement generated constant reference value that the delivered transmission and reflection signal corresponds. This is advantageous in the beginning of the measurement phase section of interest is a specific one Status quo is given, in its change to be examined. Possible times for the generation this reference value are e.g. B .:

  • - unmittelbar nach Programmbeginn, wenn sich noch Luft in der Meßkammer des Sensors, der beispielsweise als Küvette ausgebildet ist, befindet,- immediately after the start of the program, if there is still air in the measuring chamber of the sensor, for example as a cuvette is trained,
  • - vor der Reinigungsmittelzugabe, wenn sich also noch klares Wasser in der Durchbrechung des optischen Sensors, die die Meßkammer darstellt, befindet, - before adding detergent, if so clear water in the opening of the optical sensor, which represents the measuring chamber,  
  • - nach dem Auflösen des Reinigungsmittels, um die Schmutzablösung (Zunahme der Schmutzkonzentration in der Flüssigkeit) zu erkennen, oder- after dissolving the detergent to the Soil detachment (increase in the dirt concentration in the Liquid), or
  • - vor Beginn des Spülens, um den Spülfortschritt (Verdünnung der Wasch- oder Spülflüssigkeit) zu erkennen.- before the start of rinsing to check the rinsing progress (Dilution of the washing or rinsing liquid).

Diese gewählten Startzeitpunkte beziehen sich selbstverständlich speziell auf die Verwendung des optischen Sensors in einer Wasch- oder Spülmaschine. Wird der Sensor anderweitig eingesetzt, ergeben sich selbstverständlich andere Startzeitpunkte. Bei Verwendung in einer Wasch- oder Spülmaschine zur Bestimmung der Trübung der Wasch- oder Spülflüssigkeit sollte die Trübungsmessung, also sowohl die Transmissions- als auch die Reflexionsmessung, ausschließlich bei Stillstand der eine Bewegung der Flüssigkeit bewirkenden Mechanik durchgeführt werden, da die Trübungsmessung durch Luftbläschen in der Wasch- oder Spülflüssigkeit deutlich gestört wird. Da die Ursache in der Umwälzung der Flüssigkeit (beim Waschautomaten infolge der Reversierbewegung, bei einer Spülmaschine infolge der Berieselung durch den Sprüharm) liegt, befinden sich bei Stillstand der Mechanik nach einer entsprechenden Wartezeit keine Luftbläschen mehr in der Meßküvette, so daß dann eine störungsfreie Messung möglich ist. Die Vermeidung etwaiger die Messung beeinflussender Umstände ist auch Grundlage jeder anderweitigen Verwendung des optischen Sensors, um eine exakte Messung zu realisieren.These selected start times refer of course specifically on the use of the optical sensor in a washing machine or dishwasher. Becomes if the sensor is used elsewhere, the result is other starting times, of course. Using in a washing machine or dishwasher to determine the The washing or rinsing liquid should become cloudy Turbidity measurement, i.e. both transmission and the reflection measurement, only when the a movement of the fluid mechanics be carried out because the turbidity measurement by Air bubbles clearly in the washing or rinsing liquid is disturbed. Because the cause in the upheaval of the Liquid (in the washing machine due to the Reversing movement in a dishwasher as a result of Sprinkling through the spray arm) are included The mechanical system stops after a corresponding waiting time no more air bubbles in the measuring cell, so that one interference-free measurement is possible. Avoiding any the measurement of influencing circumstances is also the basis  any other use of the optical sensor to to carry out an exact measurement.

In einer zweiten erfindungsgemäßen Alternative kann vorgesehen sein, daß als Referenzwert ein im wesentlichen zur selben Zeit gemessenes Signal verwendet wird. In diesem Fall wird also nicht bezüglich eines fixen, einmalig generierten Referenzwerts die Verhältnisbildung durchgeführt, sondern jedes Meßsignal wird bezüglich eines mehr oder minder parallel gemessenen Signals ausgewertet. Da es mit dem in der parallelen Anmeldung beschriebenen optischen Sensor möglich ist, verschiedene spezifische Meßsignale einzelner unterschiedlicher Strahlungswellenlängen parallel zu erhalten, ist in weiterer Erfindungsausgestaltung vorgesehen, daß als Referenzwert zu dem bei einer ersten Strahlungswellenlänge erhaltenen Meßsignal ein bei einer zweiten Strahlungswellenlänge erhaltenes Meßsignal verwendet wird. Erfindungsgemäß werden also hier die parallel ermittelten Meßsignale miteinander ins Verhältnis gesetzt. Dies kann auf Basis der Erfindung derart geschehen, daß jeweils die unterschiedlichen Transmissionssignale bzw. die Reflexionssignale miteinander ins Verhältnis gesetzt werden, und/oder daß die Transmissionssignale der einen Wellenlänge mit den Reflexionssignalen der anderen Wellenlänge ins Verhältnis gesetzt werden. In a second alternative according to the invention be provided that a substantially as a reference value signal measured at the same time is used. In this The case will not be fixed, one-off generated reference value the ratio formation performed, but each measurement signal is related to a evaluated more or less parallel measured signal. Since it is with that described in the parallel application optical sensor is possible different specific Measuring signals of individual different Obtaining radiation wavelengths in parallel is in further design of the invention provided that as Reference value to that at a first radiation wavelength received measurement signal a at a second Radiation wavelength measurement signal obtained is used. According to the invention, the parallel ones are determined here Measuring signals related to each other. This can happen on the basis of the invention such that each different transmission signals or the Reflection signals related to each other be, and / or that the transmission signals of one Wavelength with the reflection signals of the others Wavelength are related.  

Durch die Verknüpfung der Signalwerte ist es nämlich mit besonderem Vorteil möglich, aussagefähige Größen hinsichtlich der Art und Qualität des die Trübung verursachenden Schmutzes zu erhalten. Denn durch die Bildung von Quotienten der Signale bei verschiedenen Wellenlängen ist die Möglichkeit gegeben, Schmutzarten zu unterscheiden.By linking the signal values it is with special advantage possible, meaningful sizes regarding the type and quality of the turbidity causing dirt. Because through that Formation of quotients of the signals at different Wavelengths are given the possibility of dirt types differentiate.

Im folgenden sei exemplarisch angenommen, es werden z. B. bei den Wellenlängen 500 nm und 800 nm Messungen in Transmission und Reflexion durchgeführt. Es liegen dann vier zeitliche Signalverläufe vor, nämlich:In the following it is assumed as an example. B. at the wavelengths 500 nm and 800 nm measurements in Transmission and reflection done. Then there are four temporal waveforms, namely:

Itrans (500 nm), Itrans (800 nm), Ireflex (500 nm) und Ireflex (800 nm).I trans (500 nm), I trans (800 nm), I reflex (500 nm) and I reflex (800 nm).

Aus diesen Signalverläufen können bezüglich der Einzelsignale (oder natürlich auch bezüglich der gesamten Signalverläufe) folgende Quotienten gebildet werden:From these waveforms, the Individual signals (or of course with regard to the entire The following quotients are formed:

Q₁ = Itrans (500 nm)/Itrans (800 nm)
Q₂ = Ireflex (500 nm)/Ireflex (800 nm)
Q₃ = Itrans (500 nm)/Ireflex (800 nm)
Q₄ = Ireflex (500 nm)/Itrans (800 nm).Q₁ = I trans (500 nm) / I trans (800 nm)
Q₂ = I reflex (500 nm) / I reflex (800 nm)
Q₃ = I trans (500 nm) / I reflex (800 nm)
Q₄ = I reflex (500 nm) / I trans (800 nm).

Aus Q₁ und Q₂ lassen sich Informationen über das wellenlängenabhängige Streu- und Absorptionsverhalten der Schmutzpartikel ableiten, da hier jeweils die gleichen Signale, also entweder die Transmissions- oder die Reflexionssignale bei aber unterschiedlichen Wellenlängen miteinander ins Verhältnis gesetzt werden, wobei die Streuung bzw. Absorption der Schmutzpartikel bei verschiedenen Wellenlängen unterschiedlich ist. Aus Q₃ und Q₄ hingegen können Hinweise auf die Art und Größe der streuenden Partikel abgeleitet werden.From Q₁ and Q₂ information about the wavelength-dependent scattering and absorption behavior of the Discharge dirt particles as they are the same here  Signals, either the transmission or the Reflection signals at different wavelengths be related to each other, with the Scattering or absorption of the dirt particles different wavelengths is different. From Q₃ and Q₄, however, can indicate the type and size of the scattering particles can be derived.

Werden nun die Veränderungen der Meßgrößen I und der abgeleiteten Quotienten Q über der Zeit analysiert, kann auf Änderungen in der Wasch- oder Spülflüssigkeit geschlossen werden. Bei einer Wasch- oder Spülmaschine kann abhängig von diesen entsprechenden Ergebnissen mit besonderem Vorteil beispielsweise der Programmablauf entsprechend beeinflußt und gesteuert werden. Zu diesem Zweck können, speziell bei Wasch- oder Spülmaschinen, die gemessenen und abgeleiteten Werte über einen Fuzzy-Prozessor miteinander verknüpft werden oder aber sie können direkt mit im Speicher abgelegten Eichtabellen verglichen werden.Will the changes in the measured variables I and derived quotient Q can be analyzed over time for changes in the washing or rinsing liquid getting closed. With a washing machine or dishwasher depending on these corresponding results with The program sequence is particularly advantageous be influenced and controlled accordingly. To this Purpose, especially in washing machines or dishwashers, the measured and derived values via a fuzzy processor linked together or they can compared directly with calibration tables stored in memory will.

Claims (7)

1. Verfahren zur Bestimmung der Trübung eines gasförmigen oder flüssigen Mediums, insbesondere einer Wasch- oder Spülflüssigkeit einer Wasch- oder Spülmaschine, anhand der von einem optischen Trübungssensor, bei dem eine in das Medium emittierte Strahlung detektiert wird, gelieferten Messignale, wobei der Trübungssensor einer Transmissionsmessung und einer Reflexionsmessung entsprechende, separate Signale liefert, die jeweils mit einem Referenzwert ins Verhältnis gesetzt werden, und basierend auf dem Ergebnis entsprechende Parameter der Trübung bestimmt werden.1. Method for determining the turbidity of a gaseous or liquid medium, especially a washing or Washing liquid of a washing machine or dishwasher, based on that of an optical turbidity sensor, in which a radiation emitted into the medium is detected, supplied measurement signals, the turbidity sensor one Transmission measurement and a reflection measurement provides corresponding, separate signals, each be related to a reference value, and corresponding parameters based on the result the cloudiness can be determined. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des zeitlichen Verlaufs der Meßsignale und/oder der Verhältnisergebnisse die Meßsignale über eine gegebenenfalls vorbestimmte Zeitdauer ermittelt werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that for determining the time course of the measurement signals and / or the ratio results over the measurement signals a possibly predetermined period of time is determined will.   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzwert jeweils zu Beginn einer Meßphase durch Normierung der im Startzeitpunkt erhaltenen Meßsignale ermittelt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the reference value at the beginning a measurement phase by normalizing the at the start time measurement signals obtained is determined. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Referenzwert ein im wesentlichen zur selben Zeit gemessenes Signal verwendet wird.4. The method according to claim 1 or 2, characterized characterized in that an im signal measured essentially at the same time is used. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Referenzwert zu dem bei einer ersten Strahlungswellenlänge erhaltenen Meßsignal ein bei einer zweiten Strahlungswellenlänge erhaltenes Meßsignal verwendet wird.5. The method according to claim 4, characterized in that as a reference to that of a first Radiation wavelength received a measurement signal at a second radiation wavelength Measurement signal is used. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die unterschiedlichen Transmissionssignale bzw. die Reflexionssignale miteinander ins Verhältnis gesetzt werden, und/oder daß die Transmissionssignale der einen Wellenlänge mit den Reflexionssignalen der anderen Wellenlänge ins Verhältnis gesetzt werden. 6. The method according to claim 5, characterized in that each the different transmission signals or the reflection signals in relation to each other be set, and / or that the transmission signals one wavelength with the reflection signals of the other wavelength are related.   7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Trübungssensor in einer Wasch- oder Spülmaschine zur Bestimmung der Trübung der Wasch- oder Spülflüssigkeit angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit der Ergebnisse die Steuerung der Wasch- oder Spülmaschine erfolgt.7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the turbidity sensor in a washing or Dishwasher to determine the turbidity of the washing or rinsing liquid is arranged, thereby characterized in that depending on the results Control of the washing machine or dishwasher is carried out.
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