DE2755665C2 - Steuervorrichtung für den Wasserzufluß in Waschbecken od.dgl. mit einem Ultraschall-Rückstrahl-Ortungsgerät als Annäherungsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Bei einer bekannten Steuervorrichtung dieser Art (DE-PS 20 34 877) ist im Auslaufbereich ein Ultraschall abstrahlender Sender sowie ein Ultraschallempfänger vorgesehen. Wird nun ein Gegenstand, z. B. die Hände eines Benutzers, in den Bereich des Senders gebracht, so wird ein Teil des abgestrahlten Ultraschalls von dem Gegenstand reflektiert und von dem Empfänger aufgenommen. Der Ultraschallempfänger ist dabei über eine Schaltung mit einer Auslaufarmatur verbunden, so daß während der Empfangsdauer ein Wasserausfluß stattfinden kann.

Beim Betrieb der Steuervorrichtung hat sich jedoch gezeigt, daß die Reichweiten der Ultraschallsender unterschiedlich ausfallen und sich auch oft während der Gebrauchsdauer erheblich ändern, so daß häufig der Wasserausfluß schon von entfernten Gegenständen, z. B. von einer vorbeigehenden Person oder von einer in der Nähe befindlichen, sich öffnenden Tür, eingeleitet wird oder gar der Wasserausfluß überhaupt nicht mehr unterbrochen wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei der zuverlässig gewährleistet ist, daß Steuersignale nur gegeben werden, wenn ein Objekt in einen vorher festgelegten Wirkungsbereich ein-oder austritt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung ist mit einfachen Mitteln sichergestellt daß ein exakt bestimmbarer und gleichbleibender Wirkungsraum eingestellt werden kann, weil nur während der eingestellten Empfangsdauer des Ultraschallwandlers Ultraschallechoimpulse empfangen werden können. Echoimpulse ίο von weiter entfernten Gegenständen können vom Ultraschallwandler nicht empfangen werden, da sie eine längere Laufzeit benötigen. Außerdem ist für die erfindungsgemäße Steuervorrichtung nur ein geringer Platzbedarf erforderlich, weil der Ultraschallwandler sowohl als Sender wie auch als Empfänger wirkt Hierdurch ist es z. B. möglich, den Ultraschallwandler direkt in der Auslaufarmatur anzuordnen, so daß im Sichtbereich des Waschbeckens, z. B. in der Verfliesung, keine besonderen Einrichtungen angeordnet werden müssen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Ultraschall-Rückstrahl-Ortungsgeräts;

F i g. 2 eine graphische Darstellung der Signal- bzw. Wellenform der benutzten Signale in dem Ortungsgerät;

Fig.3 das Ortungsgerät im Einsatz zur Steuerung einer sanitären Auslaufarmatur.

Das in den F i g. 1 und 2 dargestellte Ortungsgerät enthält einen Oszillator 11, der über eine erste Torschaltung 13 mit einem Ultraschallwandler 12 gekoppelt ist, wobei der Wandler so ausgelegt ist, daß er Ultraschallwellenimpulse erzeugen und empfangen kann. Eine zweite Torschaltung 14 koppelt den Wandler 12 über einen auf die Frequenz des Oszillators 11 abgestimmten Verstärker 15 zur einer Niveau- oder Schwellenwertdetektorschaltung 16 und einer Geschwindigkeitstastschaltung 17, wobei beide Schaltungen 17 und 16 parallel geschaltet sind. Die Torschaltungen 13 und 14 werden dabei von einer Steuereinrichtung 18 gesteuert.

Die Steuereinrichtung 18 speist einen Strom von Impulsen Fl (F i g. 2) in die erste Torschaltung 13 und koppelt den Oszillator 11 mit dem Wandler 12 für die Dauer jedes Impulses, wodurch der Wandler 12 zur Abstrahlung von korrespondierenden stoßweisen Ultraschallwellenimpulsen F2 angeregt wird. In der Periode so zwischen den Sendungen der Ultraschallwellenimpulse ist die erste Torschaltung 13 geschlossen und die zweite Torschaltung 14 über einen Teil der Periode geöffnet. Während dieses Teils der Periode arbeitet der Wandler 12 als Empfänger. Die Empfangsdauer F3 bestimmt den Wirkungsbereich des Ortungsgeräts, weil ein Echoimpuls F4 nur während der Empfangsdauer F3 empfangen werden kann.

Echoimpulse F4, die von einem Objekt 19 während der Empfangsdauer F3 empfangen werden, erzeugen ein korrespondierendes elektrisches Signal in dem Wandler 12, welches über die Torschaltung 14 in den abgestimmten Verstärker 15 gegeben wird. Der Ausgang des Verstärkers ist mit der Schwellenwertdetektorschaltung gekoppelt, in der ein Ausgangssignal erzeugt wird, wenn der Verstärkerausgang eine vorbestimmte Amplitude überschreitet. Durch diese Einrichtung wird der Wirkungsbereich des Ortungsgeräts definiert. Mit einer geeigneten Einstelleinrichtung

an der Steuereinrichtung 18 können das Ortungsgerät den jeweiligen Gegebenheiten des Einsatzgebietes angepaßt und unerwünschte Echoimpulse FA von ferneren Objekten ausgeschaltet werden.

In einigen Anwendungsbereichen kann es auch erforderlich sein, mit dem Ortungsgerät eine Bewegung eines Objektes zu ermitteln und/oder zu messen. Für diesen Fall ist eine Bewegungsdetektorschaltung 17 parallel mit der Schwellenwertdetektorschaltung 16 geschaltet. Diese Schaltung mißt die Zeitintervalle zwischen den fortlaufenden Echoimpulsen FA und bestimmt die Geschwindigkeit des Objektes 19 von der Dopplerverschiebung zur Grundfrequenz.

In der Fig.3 der Zeichnung ist das Ortungsgerät zusammen mit einer Auslaufarmatur 31 gezeigt, wobei der Wasserausfluß berührungslos durch das Ortungsgerät betätigt wird, wie es zum Beispiel für Operationssäle in Krankenhäusern erforderlich ist Die Auslaufarmatur 31 ist mit einem Magnetventil 32 versehen, welches über ein Relais oder einen Verstärker 33 betätigt wird. Die Steuereinrichtung 18 ist dabei so ausgelegt, daß die Empfangsdauer des Ultraschallwandlers 12 korrespondiert zu einem vorbestimmten maximalen Abstand,, z. B. 1 Meter, zwischen der Auslaufarmatur 31 und einem Benutzer. Wenn der Benutzer sich innerhalb dieses Bereichs befindet, werden die reflektierten Echoimpulse

ίο FA von dem Ortungsgerät empfangen und umgesetzt in ein Ausgangssignal, welches mit Hilfe des Relais oder des Verstärkers 33 das Magnetventil 32 öffnet Entfernt sich der Benutzer von der Auslaufarmatur 31 über den vorbestimmten Abstand, so werden die reflektierten Echoimpulse FA nicht mehr empfangen und das Magnetventil 32 schließt den Wasserauslauf.

Hiirzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Steuervorrichtung für den Wasserzufluß in Waschbecken od. dgL mit einem Uitraschall-Rückstrahl-Ortungsgerät als Annäherungsschalter und einer elektrisch steuerbaren Auslaufarmatur, wobei das Ortungsgerät in Abhängigkeit von in seinen Wirkungsbereich ein- oder austretenden Objekten ein entsprechendes Steuersignal für die Auslaufarmatur erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ortungsgerät einen als Sender und Empfänger wirkenden Ultraschallwandler (12) aufweist, daß der Ultraschallwandler (12) als Sender über eine von einer Steuereinrichtung (18) gesteuerte erste Torschaltung (13) mit einem Oszillator (11) gekoppelt ist und kurzzeitig, in periodischen Abständen Ultraschallwellenimpulse (F2) abstrahlt, daß der Ultraschallwandler (12) als Empfänger über eine von derselben Steuereinrichtung (18) gesteuerte zweite Torschaltung (14) mit einer Demodulationsschaltung (16,17) gekoppelt ist, wobei die Empfangsdauer (FS) sich über einen Teil der Periode zwischen aufeinanderfolgenden Sendungen von Ultraschallwellenimpulsen (F2) erstreckt, daß die Empfangsdauer (FZ) so eingestellt ist, daß nur ein Echoimpuls (FA) eines Ultraschallwellenimpulses (F2), der in einem festgelegten Wirkungsbereich auf ein Objekt (19) trifft und von diesem reflektiert wird, vom Ultraschallwandler (12) empfangen werden kann· und daß durch das Steuersignal des Ortungsgeräts die Auslaufarmatur geöffnet wird bzw. geöffnet bleibt wenn ein Echoimpuls (FA) vom Ultraschallwandler (12) empfangen wird, und geschlossen wird bzw. geschlossen bleibt, wenn ein Echoimpuls (FA) nicht empfangen wird.