СПОСОБ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ВОДОПРОВОДЯЩИМ БЫТОВЫМ ПРИБОРОМ И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ БЫТОВОЙ ПРИБОР
METHOD FOR IMPROVED CONTROL OF A DOMESTIC WATER APPLIANCE AND A CORRESPONDING DOMESTIC APPLIANCE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу эксплуатации водопроводящего бытового прибора с барабаном для приема подлежащих обработке предметов, имеющим по меньшей мере один периметр по меньшей мере с одним проницаемым для излучения участком, с управляющим устройством, спектрометром, содержащим по меньшей мере один источник излучения, по меньшей мере один детектор излучения и микрокомпьютер, причем микрокомпьютер и управляющее устройство выполнены с возможностью обмена информацией друг с другом, что позволяет производить обмен данными между спектрометром и управляющим устройством. Кроме того, изобретение относится к водопроводящему бытовому прибору, пригодному для осуществления этого способа.
Уровень техники
Для очистки предметов в водопроводящих бытовых приборах обычно используют моющие и чистящие средства. Такие моющие и чистящие средства обычно имеют сложный состав, в который, помимо активных моющих веществ, так называемых поверхностно-активных веществ, часто входят отбеливающие вещества, энзимы, умягчители воды и иные вещества. Тем не менее, для очистки особенно важны поверхностно-активные вещества, поскольку они снижают поверхностное напряжение на границе раздела фаз воды и жира и, тем самым, имеют решающее значение для оптимального удаления загрязнений, например, с текстильных изделий. Различают, по существу, три класса поверхностно-активных веществ, в частности, ионные, неионные и амфотерные поверхностно-активные вещества. При этом в моющих и чистящих средствах применяют, в частности, анионные поверхностно-активные вещества, прежде всего алкилбензолсульфаты.
Например, жиросодержащие загрязнения обычно удаляют путем нанесения на них поверхностно-активных веществ. После этого загрязнения окружаются поверхностно-активным веществом и переходят в раствор в виде агрегата поверхностно-активного вещества/загрязнения, то есть жировые загрязнения растворяются в воде, например, в форме жиро-водяной эмульсии и могут быть отведены с моющим раствором или очищающей жидкостью.
Количество моющего или чистящего средства (далее обобщенно именуемого обрабатывающим средством), необходимое для оптимальной очистки, как правило, невозможно предсказать, так как оно зависит от ряда факторов, в частности, вида и степени загрязнения, объема загрузки или материала обрабатываемых предметов, например, вида текстильного изделия. В бытовом применении обрабатывающих средств в настоящее время, по существу, фактический расход точно не определен. Поэтому пользователи часто превышают необходимую дозу, так как, например, переоценивают степень загрязнения или объем загрузки. Это приводит к ненужной нагрузке на окружающую среду вследствие избыточного расхода обрабатывающих средств. Кроме того, в случае превышения дозы, на предметах после очистки могут оставаться нежелательные отложения. Это может оказаться недостатком, особенно для пользователей, страдающих аллергией.
Кроме того, при чистке и/или сушке чувствительных текстильных изделий можно легко допустить повреждение изделия, например, если пользователь по ошибке смешает чувствительные и нечувствительные текстильные изделия, или если он не знаком с правилами ухода за ними. Поэтому желательно иметь возможность отслеживать процесс обработки в водопроводящем бытовом приборе и вмешиваться в него.
Кроме того, например, при загрязнении микроорганизмами или органическими загрязнителями в водопроводящих бытовых приборах возникают неприятные запахи. Несоблюдение гигиенических правил при очистке предметов может иметь последствия. При этом часто случается так, что такие загрязнения образуются в труднодоступных или вообще не видимых пользователю местах бытового прибора. Поэтому желательно иметь возможность быстро и легко определять нарушения уровня гигиены с тем, чтобы впоследствии выполнить подходящие мероприятия.
Водопроводящие бытовые приборы, работающие с летучими химическими веществами, например, пропаном в газообразном состоянии, также отличаются сравнительно высокими рисками для безопасности. Поэтому также желательно иметь возможность обнаруживать утечку или неисправность на ранней стадии.
Водопроводящие бытовые приборы с усовершенствованным управлением уже известны в уровне техники.
В патентном документе DE 10 2012 017 323 А1 раскрыт водопроводящий бытовой прибор, в частности прибор для стирки белья, содержащий зону обработки, дозирующий насос, по меньшей мере один контейнер для обрабатывающего средства и устройство индикации, причем контейнер для обрабатывающего средства служит для приема некоторого количества текучего обрабатывающего средства, достаточного для выполнения нескольких обработок в зоне обработки. Устройство индикации отображает количество обрабатывающего средства, подаваемое дозирующим насосом, и/или остаток обрабатывающего средства в контейнере для обрабатывающего средства.
В патентном документе DE 10 2010 002 773 А1 раскрыта дозирующая система, содержащая дозирующее устройство, выполненное с возможностью установки внутри водопроводящего бытового прибора и предназначенное для дозированной подачи по меньшей мере одного состава внутрь водопроводящего бытового прибора, картридж, выполненный с возможностью соединения с дозирующим устройством и предназначенный для хранения по меньшей мере одного текучего состава, и датчик проводимости, установленный в дозирующем устройстве или на нем таким образом, чтобы можно было определять проводимость моющего или промывочного раствора во время работы водопроводящего бытового прибора. Кроме того, дозирующая система содержит блок управления, соединенный по меньшей мере с датчиком проводимости, причем по меньшей мере один состав обладает проводимостью по меньшей мере 500 мкСм/см, предпочтительно по меньшей мере 750 мкСм/см, особенно предпочтительно по меньшей мере 1000 мкСм/см, наиболее предпочтительно по меньшей мере 2500 мкСм/см, и дозирующее устройство выполнено с возможностью подачи по меньшей мере 20 мл, предпочтительно по меньшей мере 30 мл, особенно предпочтительно по меньшей мере 50 мл, этого состава внутрь работающего водопроводящего бытового прибора.
Патентный документ DE 10 2010 039 611 А1 раскрывает посудомоечную машину, в частности бытовую посудомоечную машину, с устройством управления, в котором записана по меньшей мере одна программа мойки, предусматривающая выполнение цикла очистки и/или сушки очищаемых предметов в составе нескольких этапов, и с манипуляторным устройством для ввода команд для устройства управления. В манипуляторное устройство может быть введена по меньшей мере одна команда для выполнения одной или нескольких операций адаптации по меньшей мере одной из программ мойки, позволяющих улучшить предотвращение возникновения пятен на очищаемых предметах и/или результат сушки очищаемых предметов при выполнении цикла мойки на основании адаптированной программы мойки.
Патентный документ DE 10 2014 212 294 А1 раскрывает водопроводящий бытовой прибор с несколькими исполнительными устройствами для выполнения нескольких программ мойки, содержащий пользовательский интерфейс для выбора одной из программ мойки, датчик для подачи сигнала, описывающего параметр моющего раствора, используемого для мойки очищаемых предметов, модуль определения одной из нескольких предварительно заданных настроек датчика, модуль управления, выполненный с возможностью приведения в действие исполнительных устройств для выполнения выбранной программы мойки посредством обработки сигнала датчика, и модуль адаптации для адаптации обработки сигнала в зависимости от определенной настройки датчика.
В уровне техники известно использование датчиков излучений, например, инфракрасных датчиков для определения типов текстильных изделий, уровня и количества воды в барабанах стиральных и сушильных машин.
Патентный документ WO 2001/046509 А1 раскрывает устройство для обработки текстильных изделий с устройством для определения свойств текстильных изделий, причем устройство содержит по меньшей мере один передающий и по меньшей мере один принимающий элемент для передачи или приема электромагнитного излучения, а также аналитическое устройство, соединенное с принимающим элементом, причем излучение, испускаемое передающим элементом и отраженное и/или переданное текстильным изделием, может приниматься принимающим элементом и анализироваться аналитическим устройством.
Патентный документ DE 10 2015 100 395 А1 раскрывает спектрометр, в частности, предназначенный для установки в сенсорный модуль с источником излучения и следующими компонентами, определяющими путь луча или расположенными вдоль пути луча: камерой для исследуемой текучей среды, первой линзой, дифракционным элементом, второй линзой и детектором. Между камерой для образца и дифракционным элементом предусмотрена ограничительная апертура, предназначенная для ограничения эффективного диаметра пучка лучей, падающего на дифракционный элемент.
Патентный документ ЕР 0 816 551 В1 раскрывает способ инфракрасного определения температуры для управления барабанной сушильной машиной, в частности, сушильной машиной с вращающимся барабаном для приема и центрифугирования влажных изделий, подлежащих сушке, нагревательным устройством, предназначенным для нагрева изделий, воздуходувным устройством, предназначенным для пропускания воздуха над изделиями в барабане, и инфракрасным детектирующим устройством, подающим управляющий сигнал, соответствующий температуре изделий в барабане. Кроме того, в заявке раскрыт способ определения полноты процесса сушки в сушильной машине с вращающимся барабаном и инфракрасным детектирующим устройством, осуществляющим измерение температуры изделий в барабане.
Патентный документ ЕР 1 242 665 В1 раскрывает устройство для обработки текстильных изделий с аналитическим устройством для определения типа текстильных изделий и/или влажности белья. Устройство использует передающие и принимающие элементы для передачи или приема электромагнитного излучения, а также аналитическое устройство, соединенное с принимающим элементом. Также раскрыт способ распознавания свойств текстильного изделия, например, в стиральной или сушильной машине.
Патент США №5,396,715 раскрывает микроволновую сушильную машину для белья и способ противопожарной защиты, в котором температуру внутри барабана измеряют инфракрасным датчиком, и по достижении предварительно определенного значения, указывающего на воспламенение белья, останавливают работу сушильной машины.
Патентный документ JP 2010 223871 А раскрывает детектор загрязнений, систему устранения загрязнений и стиральную машину. Детектор содержит, в том числе, источник света для облучения светом загрязненной точки детектирования и принимающий свет участок, предназначенный для детектирования спектра отраженного и/или переданного света этого источника света. Стиральная машина, изображенная на фигуре 6, содержит барабан, установленный в баке для стирального раствора с возможностью вращения вокруг вертикальной оси. Этот сужающийся кверху барабан содержит в верхней части по периметру несколько отверстий для отведения воды. Для отведения водосодержащая жидкость поднимается вверх при вращении барабана под действием центробежных сил и выводится через отверстия для отведения воды. Поскольку область вокруг этих отверстий для отведения воды подвержена накоплению биологических загрязнений, детектирующее устройство в баке для стирального раствора должно испускать свет из источника света на участки вокруг отверстий для отведения и анализировать отраженный свет.
Согласно пункту 1 формулы, патентный документ US 2013/0312202 А1 раскрывает способ эксплуатации прибора для ухода за бельем с барабаном, установленным с возможностью вращения, по меньшей мере частично определяющим камеру для обработки и предназначенным для приема для обработки в автоматизированном цикле, причем способ содержит следующие этапы: получение сигнала массы, указывающего на массу каждого предмета белья внутри камеры для обработки, от устройства определения массы внутри прибора для ухода за бельем; получение сигнала объема, указывающего на объем каждого предмета белья внутри камеры для обработки, от устройства определения объема внутри прибора для ухода за бельем; и определение количественной загрузки белья в камеру для обработки на основании сигналов массы и объема. На фигуре 13 показано, что для получения сигнала объема используется, в частности, диодное устройство, светодиоды которого испускают излучение в направлении боковой поверхности барабана, причем светодиоды ориентированы таким образом, чтобы излучаемый ими свет попадал на различные участки барабана.
Раскрытие сущности изобретения
В связи с этим задачей настоящего изобретения является разработка способа, позволяющего улучшить управление водопроводящим бытовым прибором. При этом, предпочтительно, необходимо предусмотреть возможность более щадящей для окружающей среды и более безопасной эксплуатации бытового прибора. Кроме того, необходимо разработать бытовой прибор, подходящий для осуществления этого способа.
Согласно настоящему изобретению, поставленная задача решена способом эксплуатации водопроводящего бытового прибора и бытовым прибором, подходящим для его осуществления, с признаками, раскрытыми в соответствующих независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления способа согласно изобретению и бытового прибора согласно изобретению перечислены в соответствующих зависимых пунктах формулы. Предпочтительные варианты способа согласно изобретению соответствуют предпочтительным вариантам осуществления бытового прибора согласно изобретению и наоборот, даже если на это не дано явных указаний.
Таким образом, изобретение относится к способу эксплуатации водопроводящего бытового прибора, содержащего барабан для приема подлежащих обработке предметов, имеющий по меньшей мере один периметр по меньшей мере с одним проницаемым для излучения участком, управляющее устройство, спектрометр, содержащий по меньшей мере один источник излучения, по меньшей мере один детектор излучения и микрокомпьютер, причем микрокомпьютер и управляющее устройство выполнены с возможностью обмена информацией друг с другом, что позволяет осуществлять обмен данными между спектрометром и управляющим устройством, причем способ содержит следующие этапы:
1
2
(b) испускают излучение по меньшей мере одним источником излучения спектрометра в диапазоне длин волн от λ до λ по меньшей мере через один проницаемый для излучения участок, так что предметы в барабане подвергают воздействию излучения, и по меньшей мере одним детектором излучения регистрируют отраженное от предметов излучение по меньшей мере через один проницаемый для излучения участок по меньшей мере в одном временном интервале Δт в качестве сигнала измерения;
(c) передают сигнал измерения в микрокомпьютер, анализируют сигнал измерения аналитическим алгоритмом, записанным в микрокомпьютере, и передают проанализированный сигнал измерения в управляющее устройство; и
(d) выбирают и/или адаптируют рабочую программу управляющим устройством на основании проанализированного сигнала измерения;
причем этапы (b) - (d) выполняют однократно или многократно.
Термин «проницаемый для излучения участок» или «проницаемый для излучения» имеет широкое толкование. «Проницаемый для излучения» в смысле изобретения может означать проницаемость для излучения во всем спектральном диапазоне длин волн или может относиться, например, к одному или нескольким определенным диапазонам длин волн спектра, в частности, инфракрасному или ультрафиолетовому излучению.
Согласно изобретению, конфигурация по меньшей мере одного проницаемого для излучения участка не ограничена. Такой участок может представлять собой вырез в материале барабана или, например, вставку из проницаемого для излучения материала, например, кварцевого стекла или пластика. Согласно изобретению, проницаемый для излучения участок обычно располагают на боковой стенке барабана.
Кроме того, изобретение не ограничивает форму проницаемого для излучения участка, который может представлять собой круглое отверстие, эллиптический вырез или прямоугольную/кольцевую вставку по периметру. Аналогичным образом размер ограничен, по существу, величиной, являющейся разумной или допустимой для данного режима эксплуатации.
В любом случае, согласно изобретению по меньшей мере один проницаемый для излучения участок служит для пропускания излучения от источника излучения внутрь барабана и выпуска отраженного излучения из барабана.
Изобретение не ограничивает, находится ли барабан во время осуществления процесса в состоянии покоя или в движении, то есть вращается в прямом или обратном направлении. По существу, способ согласно изобретению может быть осуществлен как при неподвижном, так и при вращающемся барабане.
В предпочтительном варианте осуществления способа согласно изобретению способ дополнительно содержит этап (а), на котором вращают барабан с заданной частотой Dz вращения.
Если барабан вращается, то, в зависимости от частоты Dz вращения барабана, по меньшей мере один проницаемый для излучения участок будет проходить с определенной частотой ΔvS через положение, которое на этапе (b) способа согласно изобретению позволяет излучению входить в барабан и выходить из него. То же самое относится к вращению барабана в обратном направлении. Это положение в дальнейшем называют соответствующим положением.
В предпочтительном варианте способа согласно изобретению на этапе (а) барабан вращают с частотой Dz вращения от 20 до 200 об/мин, более предпочтительно с частотой Dz вращения от 40 до 80 об/мин.
1
2
Этап (b) способа согласно изобретению предусматривает испускание излучения по меньшей мере одним источником излучения в диапазоне длин волн от λ до λ.
В предпочтительном варианте способа согласно изобретению на этапе (b) излучение испускают непрерывно.
Под «непрерывным испусканием» в контексте изобретения понимают, что по меньшей мере один источник излучения спектрометра испускает излучение без перерыва во время осуществления способа согласно изобретению. Это позволяет гарантировать, что при движении барабана независимо от ΔvS излучение в любом случае будет попадать внутрь барабана, когда по меньшей мере один проницаемый для излучения участок будет находиться в соответствующем положении.
В следующем предпочтительном варианте способа согласно изобретению на этапе (b) излучение испускается с предварительно заданной частотой ΔvE импульсов излучения.
Изобретение не ограничивает величину частоты импульсов. Однако если барабан вращается, например, с частотой Dz вращения, предпочтительно выбрать частоту ΔvE импульсов излучения таким образом, чтобы она совпадала с частотой ΔvS, с которой по меньшей мере один проницаемый для излучения участок проходит через соответствующее положение. Поэтому в предпочтительном варианте способа согласно изобретению в управляющее устройство записывают взаимосвязь, синхронизирующую частоту ΔvE импульсов излучения с частотой ΔvS, зависящей от частоты Dz вращения барабана. При этом, предпочтительно, учитывают предварительно заданное начальное положение барабана.
1
2
Кроме того, изобретение не ограничивает, осуществляют ли испускание излучения на этапе (b) во всем диапазоне длин волн от λ до λ и/или на нескольких отдельных длинах волн и/или в нескольких отдельных поддиапазонах данного диапазона длин волн.
В любом случае, согласно изобретению, детектор излучения регистрирует в качестве сигнала измерения излучение, отражаемое находящимися в барабане предметами, по меньшей мере за период Δт. Изобретение не ограничивает длительность периода Δт. Тем не менее, она будет зависеть от различных переменных.
Длительность периода может зависеть, в частности, от того, находится ли барабан в состоянии покоя или в движении. Если барабан вращается, например, с частотой Dz вращения таким образом, чтобы по меньшей мере один проницаемый для излучения участок проходил с частотой ΔvS через положение, позволяющее излучению входить в барабан и выходить из него на этапе (b) способа согласно изобретению, то длительность периода Δт, разумеется, будет зависеть от этой частоты. При этом верно, что длительность Δт может уменьшаться с повышением частоты ΔvS, то есть увеличением частоты Dz вращения.
Кроме того, длительность периода Δт также может увеличиваться с увеличением размера по меньшей мере одного проницаемого для излучения участка. Если, например, при постоянной частоте Dz вращения барабана размер по меньшей мере одного проницаемого для излучения участка будет увеличен, то величина Δт также увеличится, поскольку отраженное излучение может выходить наружу из внутренней части барабана в направлении по меньшей мере одного детектора излучения в течение более длительного периода времени.
Кроме того, длительность периода Δт, безусловно, будет также зависеть от технического исполнения детектора излучения, так как детекторы излучения более высокого качества способны, например, с высокой точностью распознавать сигналы измерения даже в течение относительно коротких периодов.
В особенно предпочтительном варианте длительность по меньшей мере одного периода Δт составляет от 1 до 100 мс. В наиболее предпочтительном варианте Δт составляет от 1 до 10 мс.
Кроме того, длительность периода Δт может быть также основана, например, на дисперсии Аллана. Дисперсия Аллана устанавливает связь среднего значения  сигналов измерения, полученных в первом временном интервале i периода Δт, со средним значением  сигналов измерения, полученных во втором временном интервале i+1 периода Δт, и количеством временных интервалов М по следующей формуле (1):
Аllan
При этом в зависимости от длительности периода Δт статистическую погрешность сигналов измерения можно снизить до уровня 1/f. Таким образом, отношение сигнал/шум можно выгодным образом настроить посредством изменения длительности периода Δт до т и, тем самым, повысить качество сигналов измерения.
В любом случае излучение, отражаемое находящимися в барабане предметами, регистрируется по меньшей мере одним детектором излучения в качестве сигнала измерения.
Также следует отметить, что изобретение позволяет определять свойства водосодержащей жидкости, например моющего раствора, или газовой фазы в водопроводящем бытовом приборе. При этом можно использовать то обстоятельство, что часть испускаемого излучения отражается барабаном, то есть не проходит через проницаемые для излучения участки. Далее излучение, отраженное барабаном, можно анализировать, по существу, в отношении компонентов водосодержащей жидкости или газовой фазы.
Способ согласно изобретению позволяет измерять находящиеся в барабане предметы до, во время и/или после обработки в водопроводящем бытовом приборе. При этом измерение подразумевает подачу излучения по меньшей мере из одного источника излучения спектрометра, а также регистрацию сигнала измерения по меньшей мере в одном периоде Δт по меньшей мере одним детектором излучения.
Под предметами до обработки в смысле данной заявки понимают предметы, еще не подвергавшиеся какой-либо обработке в водопроводящем бытовом приборе. Под подлежащими обработке предметами могут пониматься предметы, требующие, например, освежения, содержащие загрязнения одного или нескольких видов или иные подобные вещества. При этом подлежащие обработке объекты, как правило, являются по меньшей мере частично сухими. В зависимости от вида и/или степени загрязнения может случиться так, что наличие жидких загрязнений, обусловленных, например, пролитыми напитками, приведет к наличию определенного количества влаги.
F
Под предметами во время и/или после обработки, с другой стороны, понимают все объекты, подвергающиеся и/или подвергавшиеся по меньшей мере одной обработке в бытовом приборе. Термин «обработка» в данном случае имеет широкое толкование. Согласно изобретению, обработка производится под управлением управляющего устройства. Речь может идти как о простом увлажнении предварительно заданным количеством воды W, так и о частичном или полном выполнении программы обработки.
Изобретение не ограничивает вид предметов. Тем не менее, особенно предпочтительны предметы в виде белья.
Программы обработке в смысле изобретения входят в состав рабочих программ, которые могут выполняться в водопроводящем бытовом приборе. Программа обработки может представлять собой программу обработки, записанную в водопроводящем бытовом приборе на заводе-изготовителе, одну или несколько дополнительных опций или даже определенную пользователем программу обработки. Таким образом, термин «программа обработки» также должен иметь очень широкое толкование. В зависимости от типа и исполнения водопроводящего бытового прибора в управляющем устройстве будет записано различное количество программ обработки. Например, более дорогой бытовой прибор будет иметь больше программ обработки, чем менее дорогой.
Согласно изобретению выгоден вариант, в котором в управляющем устройстве и/или на внешнем сервере записаны данные, характеризующие зависящий от длины волны коэффициент отражения излучения по меньшей мере одного типа текстильных изделий, предпочтительно для нескольких типов текстильных изделий, находящихся в барабане, что позволяет использовать их для измерения на этапе (b) и анализа на этапе (с) способа согласно изобретению.
При этом под типами текстильных изделий понимают, например, хлопок, шелк, полиэстер, лен, акрил или смешанные ткани. Способ согласно изобретению позволяет, например, идентифицировать отдельные текстильные изделия, находящиеся в барабане, на основании проанализированного сигнала (сигналов) измерения.
1
2
1
2
При этом, предпочтительно, данные, характеризующие зависящий от длины волны коэффициент отражения излучения, записывают таким образом, чтобы несколько отдельных длин волн и/или поддиапазонов диапазона длин волн от λ до λ содержали по меньшей мере одну длину волны, излучение которой не отражается. При этом также предпочтителен вариант, в котором несколько отдельных длин волн и/или поддиапазонов диапазона длин волн от λ до λ содержат по меньшей мере пять длин волн или диапазонов длин волн.
1
2
В предпочтительном варианте способа согласно изобретению диапазон длин волн от λ до λ находится в инфракрасной части спектра.
1
2
В предпочтительном варианте способа согласно изобретению диапазон длин волн от λ до λ содержит по меньшей мере одну область поглощения по меньшей мере одного типа текстильных изделий.
В частности, выгоден вариант, в котором в управляющем устройстве и/или на внешнем сервере хранятся данные, характеризующие зависящий от длины волны коэффициент отражения излучения по меньшей мере одного типа текстильных изделий по меньшей мере при двух уровнях влажности, что позволяет использовать их для измерения на этапе (b) и анализа на этапе (с) способа согласно изобретению.
Если водопроводящий бытовой прибор представляет собой, например, стирально-сушильную машину, то предложенный способ позволяет, например, очень точно управлять процессом сушки в отношении требуемого уровня остаточной влажности. Кроме того, можно определять уровень влажности до начала процесса сушки, что позволяет очень точно адаптировать программу сушки к типу ткани и уровню влажности.
В следующем выгодном варианте осуществления изобретения, если в управляющем устройстве и/или на внешнем сервере хранятся данные, характеризующие зависящий от длины волны коэффициент отражения излучения по меньшей мере одного обрабатывающего средства для находящихся в барабане предметов, то эти данные можно использовать для измерения на этапе (b) и анализа на этапе (с) способа согласно изобретению.
1
2
В этом случае, предпочтительно, диапазон длин волн от λ до λ будет содержать по меньшей мере две области поглощения обрабатывающего средства. Это позволяет более точно определять содержание обрабатывающего средства.
Термин «обрабатывающее средство» в смысле изобретения имеет широкое толкование и включает любые твердые и/или жидкие составы, подходящие для достижения результата обработки предметов, подлежащих обработке в водопроводящем бытовом приборе. Таким образом, обрабатывающее средство представляет собой, например, моющее или чистящее средство. В таких составах высока доля поверхностно-активных веществ, в частности анионных поверхностно-активных веществ, например, алкилбензолсульфатов, которая, как правило, превышает 80%. Таким образом, например, концентрацию поверхностно-активного вещества можно использовать для определения количества обрабатывающего средства.
Существует множество различных обрабатывающих средств, различающихся, в частности, вибрационным поведением своих молекул. Следовательно, сигналы измерения будут очень сильно зависеть от обрабатывающего средства. Выгодным образом, в управляющем устройстве и/или на внешнем сервере записаны свойства отражения и поглощения по меньшей мере одного, предпочтительно, нескольких обрабатывающих средств, что позволяет использовать эти свойства для измерения на этапе (b) и анализа на этапе (с).
Разумеется, простоты ради можно ограничить осуществление способа согласно изобретению наиболее распространенными обрабатывающими средствами, в частности, моющими средствами, и принять их при необходимости за опорное значение количества обрабатывающего средства.
1
2
Среди поверхностно-активных веществ наиболее распространены алкилбензолсульфонаты (LAS = линейные алкилбензолсульфонаты). Они имеют сульфоновую группу, связанную с бензольным кольцом. Поэтому, особенно предпочтительно, диапазон длин волн от λ до λ содержит полосы колебаний, лежащие в диапазоне 1100 нм, 1400 нм, 1700 нм, 1900 нм, 2100 нм или в диапазоне от 2300 до 2500 нм, в частности две полосы колебаний. Это позволяет, в частности, точно определять количество таких поверхностно-активных веществ.
Кроме того, выгоден вариант, в котором в управляющем устройстве и/или на внешнем сервере хранятся данные, характеризующие зависящий от длины волны коэффициент отражения излучения по меньшей мере для одного, предпочтительно для нескольких стандартных видов загрязнений, что позволяет использовать их для измерения на этапе (b) и анализа на этапе (с) способа согласно изобретению.
Под стандартными загрязнениями в смысле изобретения понимают загрязнения, свойства которых охватывают весь спектр возможных загрязняющих веществ на предметах, подлежащих обработке. К стандартным загрязнениям относятся, например, жиры или масла от остатков пищи, красители, в частности, помидоры, красное вино или трава, белковые загрязнения, в частности, яичный желток и т.д.
В частности, также выгоден вариант, в котором в управляющем устройстве и/или на внешнем сервере хранятся данные, характеризующие зависящий от длины волны коэффициент отражения излучения по меньшей мере для одного, предпочтительно для нескольких токсинов и/или аллергенов, что позволяет управляющему устройству выводить пользователю информацию о наличии таких веществ, например, через устройство индикации, и корректировать программу обработки на этапе (d) способа согласно изобретению, например, путем введения дополнительного этапа полоскания в стиральной машине.
В частности, также предпочтителен вариант, в котором пользователь посредством устройства ввода может выбирать распознаваемые аллергены. Это позволяет ему дополнительно модифицировать способ согласно изобретению в соответствии со своими потребностями.
Кроме того, выгоден вариант, в котором в управляющем устройстве и/или на внешнем сервере хранятся данные, характеризующие зависящий от длины волны коэффициент отражения излучения по меньшей мере для одного, предпочтительно для нескольких летучих веществ, что позволяет использовать их для измерения на этапе (b) и анализа на этапе (с) способа согласно изобретению.
Под летучими веществами могут пониматься, например, ароматические вещества, выделяемые органическими примесями или микроорганизмами. В этом случае на этапе (d) способа согласно изобретению управляющее устройство может выбрать, например, программу самоочистки или соответствующим образом адаптировать ее для устранения этих загрязнений и, тем самым, предупредить пользователя о несоответствующем уровне гигиены.
Кроме того, летучие вещества могут представлять собой газы, например, пропан, который можно использовать в сушильных машинах с тепловым насосом. В этом случае, например, на этапе (d) способа согласно изобретению исполняемая программа может быть прервана, и пользователю может быть выведено предупреждение. Предупреждение может быть реализовано оптической индикацией, то есть текстом и/или изображением и/или световыми сигналами, а также предупреждающим звуковым сигналом.
Если бытовой прибор согласно изобретению подключен к беспроводной сети, то возможно направление предупреждения пользователю, например, через приложение или SMS, и/или отправка уведомления в пожарную охрану.
В любом случае этап (d) способа согласно изобретению предусматривает, что управляющее устройство выбирает и/или адаптирует рабочую программу для находящихся в барабане предметов на основании сигнала измерения, проанализированного и переданного на этапе (с).
Термин «рабочая программа» в данном случае следует понимать шире, чем вышеописанный термин «программа обработки». К рабочим программам относятся программы обработки и процедуры, реализованные в водопроводящем бытовом приборе дополнительно к программам обработки. Таким образом, например, рабочая программа может представлять собой программу самоочистки или операцию вывода пользователю информации, например, через устройство индикации, или передачи информации, например, через беспроводное соединение в рамках сетевого соединения. Таким образом, рабочие программы содержат все действия, которые могут быть выполнены управляющим устройством в бытовом приборе согласно изобретению.
Если водопроводящий бытовой прибор согласно настоящему изобретению представляет собой, например, стиральную машину, и пользователь случайно положил в барабан шелковое белье вместе с хлопковым, выбрал и уже запустил соответствующую программу обработки хлопка, то управляющее устройство может, например, адаптировать программу обработки к обработке шелка, чтобы предотвратить повреждение белья из этой ткани. Это можно сделать, например, посредством регулировки температуры и/или частоты вращения и/или ритма вращения.
Также возможен вариант, в котором управляющее устройство перед запуском выведет пользователю предупреждение об обнаружении шелка и, соответственно, предложит программу более бережной обработки. В этом случае пользователь имеет возможность удалить шелковое белье из барабана.
Также возможен, например, вариант, в котором пользователь может поместить в барабан единственный предмет белья для идентификации типа ткани. Это особенно удобно в том случае, если, например, на предмете белья отсутствует этикетка с указаниями по уходу. В таком случае управляющее устройство может дополнительно предложить соответствующую программу обработки.
Для анализа сигналов измерения на этапе (с) микрокомпьютер обычно сначала генерирует по меньшей мере один спектр из спектрального сигнала измерения. Согласно изобретению, количество генерируемых спектров не ограничено, но зависит, в частности, от количества и длительности временных интервалов Δт.
Для выполнения количественной оценки спектр обычно приводят к стандарту. Это позволяет сравнивать записанный спектр, например, с калибровочным спектром, а также несколько записанных спектров между собой, например, для отслеживания подачи определенного количества вещества.
1
2
Если диапазон длин волн от λ до λ находится в инфракрасной части спектра, то в качестве стандарта предпочтительно использовать спектралон.
Выгодным образом, перед осуществлением способа согласно изобретению можно записать базисную линию. В частности, точность анализа можно повысить путем вычитания базисной линии из проанализированных сигналов измерения.
Чтобы получить наиболее полное спектроскопическое отображение нескольких предметов в барабане, в частности при большом объеме загрузки, предпочтительно кратковременное вращение барабана в обратную сторону после каждого цикла процесса. Это позволяет добиться хорошего смешивания предметов в барабане и, следовательно, получить хорошую статистику измерений. Поэтому такой способ, предпочтительно, повторяют до тех пор, пока не прекратятся значительные изменения проанализированных результатов измерений.
Если водопроводящий бытовой прибор представляет собой стиральную или стирально-сушильную машину, то для улучшения смешивания предметов белья в барабане могут быть предусмотрены соответствующим образом расположенные захваты для белья.
Алгоритмы качественного и количественного анализа спектров, как правило, разнообразны и зависят от принятых сигналов измерения. Таким образом, алгоритм анализа также не ограничен изобретением. Предпочтительно, анализ выполняют по закону Ламберта-Бера с осуществлением многомерного анализа данных, то есть, например, анализа главных компонентов с нелинейным итеративным алгоритмом частных наименьших квадратов и последующей регрессией частных наименьших квадратов, по результатам которой получают характеристическую матрицу.
Выгодным образом, управляющее устройство выполнено с возможностью хранения проанализированных сигналов измерения. Таким образом, управляющее устройство может собирать эмпирические значения, позволяющие непрерывно оптимизировать работу водопроводящего бытового прибора. Это позволяет учитывать индивидуальные потребности пользователя и обеспечивать максимально щадящую для окружающей среды эксплуатацию бытового прибора.
В предпочтительном варианте способ согласно изобретению дополнительно содержит этап (е) очистки спектрометра.
Методы очистки оптики спектрометра не ограничены изобретением. Например, очистку можно выполнять путем контакта с водосодержащей жидкостью при выполнении программы обработки, если бытовой прибор согласно изобретению представляет собой, например, стиральную или стирально-сушильную машину.
Например, промывочную жидкость можно подавать по трубопроводу непосредственно на оптику спектрометра для ее отдельной промывки.
Кроме того, в подходящем месте внешней части барабана может быть прикреплена губка или иной подобный мягкий материал, «протирающий» оптику спектрометра при вращении барабана.
Кроме того, изобретение относится к водопроводящему бытовому прибору, содержащему барабан для приема подлежащих обработке предметов, имеющий по меньшей мере один периметр по меньшей мере с одним проницаемым для излучения участком, управляющее устройство, спектрометр, содержащий по меньшей мере один источник излучения, по меньшей мере один детектор излучения и микрокомпьютер, причем микрокомпьютер и управляющее устройство выполнены с возможностью обмена информацией друг с другом, что позволяет осуществлять обмен данными между спектрометром и управляющим устройством, причем управляющее устройство выполнено с возможностью осуществления способа, содержащего следующие этапы:
1
2
(b) испускание излучения по меньшей мере одним источником излучения спектрометра в диапазоне длин волн от λ до λ по меньшей мере через один проницаемый для излучения участок, так что предметы в барабане подвергаются воздействию излучения, и регистрирование по меньшей мере одним детектором излучения отраженного от предметов излучения по меньшей мере через один проницаемый для излучения участок по меньшей мере в одном временном интервале Δт в качестве сигнала измерения;
(c) передача сигнала измерения в микрокомпьютер, анализ сигнала измерения аналитическим алгоритмом, записанным в микрокомпьютере, и передача проанализированного сигнала измерения в управляющее устройство; и
(d) выбор и/или адаптация рабочей программы управляющим устройством на основании проанализированного сигнала измерения;
причем предусмотрено однократное или многократное выполнение этапов (b)-(d).
Согласно изобретению, водопроводящий бытовой прибор, предпочтительно, выбирают из группы, в которую входит стиральная, стирально-сушильная, сушильная и посудомоечная машина. Предпочтительно, водопроводящий бытовой прибор представляет собой стиральную или стирально-сушильную машину. В наиболее предпочтительном варианте водопроводящий бытовой прибор представляет собой стиральную машину.
Бытовой прибор согласно изобретению, как правило, содержит контейнер для обрабатывающего средства и, предпочтительно, дозирующее устройство. Изобретение не ограничивает тип и исполнение дозирующего устройства. Речь может идти об устройстве для ручного дозирования обрабатывающего средства или об автоматическом дозирующем устройстве.
opt
В предпочтительном варианте осуществления водопроводящего бытового прибора согласно изобретению дозирующее устройство представляет собой автоматическое дозирующее устройство, соединенное с управляющим устройством и выполненное с возможностью управления этим устройством с целью дозирования обрабатывающего средства, например, если оптимальное количество C дозирования не достигнуто.
В следующем предпочтительном варианте осуществления бытового прибора согласно изобретению барабан имеет предварительно заданное положение пуска/останова.
Методы реализации такого положения пуска/останова барабана в водопроводящем бытовом приборе не ограничены изобретением. Можно использовать, например, механическую конструкцию или прописать в управляющем устройстве определенное положение барабана, в которое барабан приводят, например, перед осуществлением способа согласно изобретению.
1
2
Расположение спектрометра в водопроводящем бытовом приборе согласно настоящему изобретению ограничено лишь тем условием, что воздействие излучения в диапазоне длин волн от λ до λ по меньшей мере через один проницаемый для излучения участок и регистрация излучения, отраженного находящимися внутри барабана предметами по меньшей мере через один проницаемый для излучения участок, должны быть возможными по меньшей мере в один временной интервал Δт. При этом расположение может различаться в зависимости от варианта осуществления бытового прибора и, в частности, зависит от типа и конструкции водопроводящего бытового прибора.
В предпочтительном варианте осуществления, водопроводящий бытовой прибор представляет собой стиральную или стирально-сушильную машину, содержащую бак для стирального раствора и барабан для приема белья, а спектрометр установлен в углублении обечайки бака для стирального раствора.
Предпочтительно, спектрометр устанавливают с возможностью поворота, и управляющее устройство выполняют с возможностью регулировки ориентации спектрометра таким образом, чтобы он мог захватывать, предпочтительно, несколько периметров барабана, по существу, отделенных друг от друга в перпендикулярном периметру направлении и содержащих, предпочтительно, по несколько проницаемых для излучения участков, в частности, отверстий каждый.
Конфигурация по меньшей мере одного проницаемого для излучения участка не ограничена изобретением.
В предпочтительном варианте осуществления водопроводящего бытового прибора согласно изобретению по меньшей мере один проницаемый для излучения участок представляет собой круглое отверстие. В следующем предпочтительном варианте осуществления водопроводящего бытового прибора согласно изобретению диаметр отверстия вдоль наружной стороны барабана, то есть, в частности, вдоль поверхности обечайки барабана, составляет от 2 до 8 мм.
Вдоль по меньшей мере одного периметра барабана может быть предусмотрено несколько отверстий. В предпочтительном варианте осуществления водопроводящего бытового прибора согласно изобретению по меньшей мере один периметр выполнен в виде перфорированного кольца. В особенно предпочтительном варианте барабан содержит несколько таких перфорированных колец.
В следующем предпочтительном варианте осуществления водопроводящего бытового прибора согласно изобретению по меньшей мере один проницаемый для излучения участок представляет собой эллиптическое отверстие.
В этом случае, предпочтительно, большая полуось имеет длину ≤ 10 мм, в частности от 2 до 5 мм, а малая полуось, предпочтительно, имеет длину ≤ 2 мм.
В следующем предпочтительном варианте осуществления водопроводящего бытового прибора согласно изобретению по меньшей мере один проницаемый для излучения участок представляет собой прозрачную пластиковую вставку.
При этом форма и размер прозрачной пластиковой вкладки не ограничены изобретением. Вставка может иметь форму удлиненного эллипса или удлиненного прямоугольника, причем более длинная сторона, предпочтительно, ориентирована в направлении периметра. Пластиковая вставка может представлять собой, например, пластиковое кольцо.
В особенно предпочтительном варианте пластик, используемый для изготовления вкладки, проницаем для инфракрасных лучей.
Расположение по меньшей мере одного источника излучения и по меньшей мере одного детектора излучения друг относительно друга выбирают в соответствии с изобретением таким образом, чтобы можно было распознавать отраженное излучение.
При этом изобретение не ограничивает выбор по меньшей мере одного источника излучения, что позволяет использовать, например, источник излучения в инфракрасной (IR), ультрафиолетовой (UV) или ультрафиолетовой и видимой части спектра (UV-VIS).
По меньшей мере один источник излучения может представлять собой широкополосный, адаптируемый или узкополосный источник излучения, например, инфракрасный светодиод. Кроме того, источник излучения может содержать дополнительные оптические элементы, например, фокусирующую оптику, фильтрующие пластины, фильтрующие пленки или лаки, а также микрооптоэлектромеханический частотный фильтр Фабри-Перо, позволяющий устанавливать диапазон длины волны. Кроме того, спектрометр может содержать несколько подобных источников излучения, которые могут различаться между собой.
В предпочтительном варианте осуществления водопроводящего бытового прибора согласно изобретению по меньшей мере один источник излучения представляет собой широкополосный источник, излучающий в инфракрасном диапазоне.
В особенно предпочтительном варианте источник излучения используется для излучения в ближнем инфракрасном спектре и выбирается из группы, состоящей из вольфрам-галогенной лампы и микрооптоэлектромеханического излучателя в виде модели абсолютно черного тела.
Кроме того, изобретение не ограничивает выбор по меньшей мере одного детектора излучения. Детектор излучения может представлять собой, например, широкополосный детектор по меньшей мере с одной чувствительной поверхностью N детектора. Кроме того, детектор излучения может содержать несколько чувствительных поверхностей N или даже линейную матрицу поверхностей N детектора, например, в форме пикселей. Детектор может также содержать дополнительные оптические средства, например, микрооптоэлектромеханический частотный фильтр Фабри-Перо, узкополосные фильтры или даже дисперсионный клин. Материал детектора излучения также не ограничен изобретением. При этом, предпочтительно, детектор излучения изготавливают по меньшей мере из одного полупроводникового материала.
Если спектрометр представляет собой инфракрасный спектрометр, то источником излучения может служить вольфрам-галогенная лампа с 5 фильтрующими пластинами для узкополосного возбуждения. В этом случае детектор излучения обычно содержит пять чувствительных поверхностей детектора, позволяющих детектировать отраженное излучение.
В случае инфракрасного спектрометра источник излучения может также содержать узкополосные инфракрасные светодиоды, причем, предпочтительно, пять таких светодиодов имеют функцию мультиплексирования. В этом случае детектор излучения содержит N чувствительных поверхностей детектора и по меньшей мере частично изготовлен из арсенида индия-галлия.
Источником излучения спектрометра может быть также микрооптоэлектромеханический излучатель в виде модели абсолютно черного тела. В этом случае детектор излучения, предпочтительно, состоит из чувствительной поверхности N детектора и содержит микрооптоэлектромеханический частотный фильтр Фабри-Перо. Таким образом, можно реализовать узкополосную частотную развертку в широкой полосе.
Аналогичным образом, источником излучения может служить лазер с распределенной обратной связью, а детектор излучения может содержать чувствительную поверхность N детектора. При этом, предпочтительно, чувствительная поверхность детектора состоит по меньшей мере частично из германия. Это позволяет, предпочтительно, выполнять измерения в зависимости от времени.
В частности, в домашнем хозяйстве с объединенными в сеть бытовыми приборами водопроводящий бытовой прибор, предпочтительно, дополнительно содержит интерфейс для беспроводной передачи данных, причем микрокомпьютер и управляющее устройство выполнены с возможностью беспроводного обмена данными друг с другом. Предпочтительно, микрокомпьютер может представлять собой внешний сервер или быть реализован на внешнем сервере. Таким образом, водопроводящий бытовой прибор также подходит для работы в сети и может управляться посредством внешнего устройства ввода, например, мобильного телефона и/или планшетного ПК, предпочтительно, посредством приложения.
В особенно предпочтительном варианте водопроводящий бытовой прибор подключают к домашней сети, в которую входит по меньшей мере еще один бытовой прибор. В этом случае можно выгодным образом передавать информацию по управлению рабочими программами с одного бытового прибора на другой.
Если водопроводящий бытовой прибор представляет собой, например, стиральную машину, то, например, обнаруженное наличие остаточной влаги в выстиранном белье можно передать в сушильную машину по домашней сети, что позволит точно адаптировать запускаемую программу сушки к наличию остаточной влаги.
По существу, бытовые приборы содержат по меньшей мере одно устройство индикации, выполненное с возможностью вывода информации в виде текста, изображений и/или символов, цветных и/или черно-белых, статических и/или анимированных. Предпочтительно, устройство индикации позволяет доводить до сведения пользователя информацию и/или предупреждения. В особенно предпочтительном варианте устройство индикации представляет собой внешнее устройство индикации, например, сенсорный дисплей смартфона или планшетного ПК.
Изобретение имеет множество преимуществ. До сих пор не существовало возможности измерения параметров предметов в барабане водопроводящего бытового прибора на небольшом расстоянии с помощью спектрометра даже при вращающемся барабане. Изобретение позволяет выполнять измерение непосредственно на небольшом расстоянии между образцом и детектором. Это позволяет управлять исполняемой программой обработки индивидуальным образом и, например, снижать расход обрабатывающих средств путем индивидуального регулирования количества обрабатывающего средства на этапе дозирования в соответствии с имеющимися условиями, то есть, например, объемом загрузки и степенью загрязнения белья. Это связано с тем, что пользователи, как обнаружилось, склонны превышать дозу обрабатывающего средства. В результате обработку предметов в водопроводящем бытовом приборе, например, стиральной машине согласно изобретению, можно выполнять более щадящим для окружающей среды образом.
Кроме того, определение типа текстильных изделий позволяет предотвратить повреждение текстильного изделия в случае неправильной загрузки пользователем, например, при случайной загрузке шелка вместе с шерстью. Кроме того, повышается безопасность для пользователя, так как способ согласно изобретению позволяет детектировать летучие вещества, в частности, пропан, которые могут выделяться, например, при работе сушильной машины с пропановым тепловым насосом. Кроме того, детектирование микробиологически значимых веществ способствует повышению уровня гигиены в бытовом приборе. Кроме того, определение уровня влажности позволяет адаптировать настройки программ стирки и сушки.
Краткое описание чертежей
Прочие признаки изобретения следуют из приведенного ниже описания вариантов осуществления, не имеющих ограничительного характера, со ссылкой на фигуры 1-2, на которых изображено:
Фигура 1: не имеющий ограничительного характера вариант осуществления водопроводящего бытового прибора, подходящего для осуществления способа согласно изобретению и выполненного в виде стиральной машины, в которой в выемке обечайки бака для стирального раствора установлен спектрометр.
Фигура 2: схематичное изображение принципа измерения, лежащего в основе способа согласно изобретению.
Осуществление изобретения
На фигуре 1 изображен водопроводящий бытовой прибор 1, выполненный в виде стиральной машины для осуществления способа согласно изобретению. Стиральная машина 1 содержит корпус 12, в котором установлен бак 2 для стирального раствора, в котором с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной плоскости фигуры, установлен барабан 3 для приема белья. Максимально возможный уровень 25 воды в баке 2 для стирального раствора схематично показан сплошной горизонтальной линией.
В представленном варианте осуществления к сливному отверстию 26 в дне бака 2 для стирального раствора подсоединен сливной трубопровод 17 бака, ведущий через улавливатель 19 ворсинок к стороне всасывания насоса 14. К стороне нагнетания насоса 14 подсоединен отводящий трубопровод 13. Насос 14 соединен с возможностью передачи момента с частотно-регулируемым приводным двигателем 20, который может быть выполнен, например, в виде многофазного синхронного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов, элементом MOSFET и детектором 15 мощности. Отводящий трубопровод 13 выходит вне корпуса в бытовую канализационную сеть или сливное отверстие в полу (не показано на фигуре).
Кроме того, на фигуре 1 показано автоматическое дозирующее устройство 8 для обрабатывающего средства, соединенное с промывочным лотком 11. Через промывной лоток 11 в бак 2 для стирального раствора может поступать вода из трубопровода 10 чистой воды. Для этого в трубопровод 10 чистой воды врезают запорный клапан 9, приводимый в действие управляющим устройством 18 в соответствии с последовательностью программы обработки.
В обечайке бака 2 для стирального раствора имеется выемка 4, в которую установлен инфракрасный спектрометр 21. Инфракрасный спектрометр 21 содержит широкополосный источник 5 излучения, способный испускать инфракрасное излучение в ближней инфракрасной области спектра и выполненный в данном варианте осуществления, не имеющем ограничительного характера, в виде вольфрам-галогенной лампы. Таким образом, инфракрасный спектрометр 21 способен излучать в непрерывном спектре от 300 нм до 3 мкм.
При этом в данном варианте осуществления широкополосный инфракрасный источник излучения должен возбуждать полосы поглощения полиэстера в широком диапазоне. Полиэстер имеет, в частности, следующие полосы поглощения: 1180 нм, 1237 нм, 1266 нм, 1285 нм, 1322 нм, 1387 нм, 1410 нм, 1483 нм, 1514 нм, 1594 нм, 1661 нм, 1908 нм, 1953 нм, 2083 нм и 2136 нм. Другие типы тканей демонстрируют соответствующие характеристические полосы поглощения в этом диапазоне длин волн, которые также могут возбуждаться в широком диапазоне в разных вариантах осуществления.
1
2
Кроме того, для измерения можно использовать полосы поглощения часто используемого поверхностно-активного вещества LAS (линейных алкилбензолсульфонатов). Эти полосы находятся в диапазоне 1100 нм, 1400 нм, 1700 нм, 1900 нм, 2100 нм и от 2300 до 2500 нм. Предпочтительно, диапазон измерения (от λ до λ) составляет от 900 до 1700 нм. Таким образом, в вариантах осуществления, помимо идентификации типов тканей, можно также определить, например, тип и/или количество обрабатывающего средства.
Кроме того, в других вариантах осуществления можно определять степень влажности по наложению полос воды на основании уменьшения широкополосной интенсивности полос ткани с ростом содержания воды.
Кроме того, инфракрасный спектрометр 21 содержит детектор 7 излучения, который в этом варианте осуществления, не имеющем ограничительного характера, представляет собой неохлаждаемый однопиксельный детектор из арсенида индия-галлия. Также можно использовать матричный детектор, в частности матричный датчик с линейной строчной матрицей. Перед детектором 7 включен микрооптоэлектромеханический частотный фильтр Фабри-Перо (не показанный на фигуре). Таким образом, в этом варианте осуществления можно получить зависящий от времени широкополосный спектр путем изменения шага резонаторной пластины.
В этом варианте осуществления барабан 3 содержит перфорированное кольцо 35, причем отверстия имеют круглую форму с диаметром на наружной стороне барабана от 2 до 5 мм, например, 2 мм. Инфракрасный спектрометр 21 расположен таким образом, чтобы инфракрасное излучение, непрерывно излучаемое инфракрасным источником 5, могло проникать внутрь барабана 3 через каждое отверстие перфорированного кольца 35, то есть воздействовать на предметы 22 белья в барабане 3, а детектор 7 излучения мог регистрировать отраженное излучение через отверстие в качестве сигнала измерения. В этом варианте осуществления барабан 3 вращается с частотой 60 об/мин в направлении, указанном стрелкой 23. Период Δт, в течение которого детектор 7 излучения впоследствии регистрирует каждый сигнал измерения, в данном варианте осуществления составляет 1 мс.
Сигналы измерения, зарегистрированные детектором 7 излучения, в данном случае поступают в виде сигнала датчика (отражения) как функция времени t, после чего могут быть преобразованы в широкополосный спектр и проанализированы алгоритмом, записанным в микрокомпьютере 6. Микрокомпьютер 6 в данном случае встроен в спектрометр 21.
L
L
L
На фигуре 2 схематично показан принцип измерения, лежащий в основе способа согласно изобретению. Принцип измерения основан на измерении отражения. Посредством источника S, 27 излучения текстильное изделие 34, находящееся в барабане водопроводящего бытового прибора, подвергают воздействию излучения 31. При этом воздействие излучением 31 осуществляют через отверстие в наружной стенке 30 барабана диаметром D, причем выгодно наиболее точное прохождение луча через отверстие. После взаимодействия излучения с текстильным изделием 34 диффузное отражение излучения описывается законом Ламберта-Бера. После этого диффузно отраженное излучение 32 детектируется детектором D, 28 излучения в пределах угла приема детектора, в данном случае называемого пятном 36 измерения. Стрелка 33 указывает направление вращения барабана. Если барабан вращается с частотой Dz вращения, то период Δт в этом варианте осуществления определяют по формуле D/U*Dz, где U - длина окружности барабана. Период Δт может изменяться, например, вследствие изменения частоты вращения Dz, длины окружности U барабана и диаметра D отверстия. Таким образом, можно гибко изменять конструкцию под разные типы спектрометров и водопроводящих бытовых приборов.
Список ссылочных обозначений
1 водопроводящий бытовой прибор, стиральная машина
2 бак для стирального раствора
3 барабан
4 выемка (углубление) в баке для стирального раствора
5 источник излучения, инфракрасный источник излучения
6 микрокомпьютер
7 детектор излучения
8 (автоматическое) дозирующее устройство
9 запорный клапан
10 трубопровод чистой воды
11 промывной лоток
12 корпус
13 отводящий трубопровод
14 насос
15 детектор мощности
16 индикатор
17 сливной трубопровод бака для стирального раствора
18 управляющее устройство
19 улавливатель ворсинок
20 приводной двигатель
21 спектрометр, инфракрасный спектрометр
22 предметы белья
23 направление вращения барабана
24 захваты для белья
25 уровень воды
26 сливное отверстие в дне бака для стирального раствора
27 источник излучения, инфракрасный источник излучения
28 детектор излучения
29 наружная стенка барабана
30 отверстие в барабане, отверстие в обечайке барабана
31 испускаемое излучение, инфракрасное излучение
32 детектированное отраженное излучение
33 направление вращения барабана
34 предмет белья внутри барабана
35 перфорированное кольцо
36 пятно измерения в пределах угла приема детектора