WO2003071917A2 - Vorrichtung zur überprüfung der belagbildung und wasserführendes gerät - Google Patents

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WO2003071917A2
WO2003071917A2 PCT/EP2003/001328 EP0301328W WO03071917A2 WO 2003071917 A2 WO2003071917 A2 WO 2003071917A2 EP 0301328 W EP0301328 W EP 0301328W WO 03071917 A2 WO03071917 A2 WO 03071917A2
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translucent
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WO2003071917A3 (de
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Rüdiger EIERMANN
Helmut Jerg
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BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
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    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L15/00—Washing or rinsing machines for crockery or tableware
    • A47L15/42—Details
    • A47L15/4297—Arrangements for detecting or measuring the condition of the washing water, e.g. turbidity
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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    • A47L15/42—Details
    • A47L15/4229—Water softening arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55—Specular reflectivity
    • G01N21/552—Attenuated total reflection

Definitions

  • the present invention relates to a device for checking the formation of deposits consisting of a translucent element with two end faces, at least one element emitting an optical signal and at least one element receiving an optical signal, and a water-carrying device, in particular for the household.
  • the rinsing liquor is softened in a water softening device in areas with high water hardness before each rinsing process. If insufficiently softening water is used, characteristic limescale deposits form on the wash ware during the drying process, which have an optically disadvantageous effect, in particular on glasses and shiny stainless steel surfaces. To avoid these limescale deposits, the ion exchanger is conventionally regenerated regularly, so that no limescale deposits are to be expected in the rinsing process following the regeneration. Since the softening quality of the ion exchanger steadily decreases between regenerations and thus the deposit frequency increases, it is desirable to recognize a tendency of the deposit frequency and density early on in order to take appropriate regeneration measures.
  • a change in the water hardness is measured on the basis of limescale deposits on a translucent surface by a sensor with an element emitting an optical signal and an element receiving optical signals, and a point in time for carrying out the regeneration process. tot determined depending on the measured limescale, a control unit processes the signals accordingly and initiates a regeneration process.
  • the object of the present invention is therefore to provide a device which makes it possible to determine the formation of deposits or a trend in the formation of deposits and to take appropriate measures for setting a desired formation of deposits.
  • the device according to the invention for checking the formation of deposits consisting of a translucent element with two end faces, furthermore has at least one element that emits an optical signal and at least one element that receives an optical signal, the translucent element being designed such that the one that emits the optical signal and the element receiving the optical signal directly adjoins the end faces of the translucent element, and the end faces are arranged such that they are always free of deposits.
  • the translucent element is rod-shaped or, based on a rod shape, is helical.
  • the translucent element is expediently arranged in a chamber-like area, the chamber-like area Area has at least one opening, which opens into an interior of a water-bearing household appliance, preferably a rinsing container, and also has a valve which is suitable for emptying the chamber-like area.
  • the valve is expediently operated electromagnetically in the chamber-like region; the valve can preferably be driven via an actuating element with a memory effect.
  • the device according to the invention is expediently arranged in the inner door of a water-carrying household appliance, in particular a dishwasher, and has a corresponding opening through which the washing liquid can circulate or can enter the chamber-like area.
  • the translucent element which is preferably made of glass, particularly advantageously made of borosilicate, and, if the drying process begins, a corresponding deposit, if appropriate, leave a lime deposit.
  • the extent of the deposit, in particular the lime deposits is measured via an optical signal. The measurement is based on the following physical phenomenon.
  • the light emitted by the element emitting an optical signal enters the translucent element via the first end surface and is constantly reflected in this way due to the reflection taking place in the translucent element at the interface between the translucent element and the surrounding atmosphere that the light beam or the light bundle radiates with scattering losses through the translucent element and finally exits through the second end surface and enters the element receiving an optical signal. Due to the total reflection taking place in the translucent element, the brightness value is determined, which corresponds to a certain energy value. An energy difference between the element emitting the optical signal and the element receiving the optical signal is based on a certain radiation power of the transparent element and is taken into account accordingly when processing the signal value.
  • an optical signal for example infrared light
  • the refractive index between the translucent element and the immediately following deposit layer is changed in these areas so that the number of total reflections at the boundary layer of the translucent element drops. If a light beam or a bundle of light occurs at a certain angle on the interface of the translucent element and this area of the translucent element is covered with a deposit layer, a certain proportion of the bundle of light emerges from the translucent element and does not enter the translucent element reflected. Since the optical signal-receiving element measures the energy strength or light intensity of the emerging light from the translucent element, the received light intensity is associated with a corresponding coating, for example a limescale deposit on the translucent element.
  • appropriate deposits e.g. lime deposits
  • the beginning of a deposit on the translucent element can thus be determined, so that appropriate measures, e.g. if limescale is found to soften the water.
  • deposits e.g. Limescale deposits are found on the translucent element before they can be seen by the human eye on glassware.
  • the regeneration process for the ion exchanger is started and the normally very thin deposits, in particular lime deposits, on the translucent element are cleaned with freshly softened water and possibly with detergent.
  • the chamber-like area has an opening, which is preferably designed such that no food residues can penetrate into the chamber-like area.
  • a lattice-like cover is preferably provided, the gap dimension for the respective lattice openings being dimensioned such that conventional food particles, such as citrus fruit kernels, which are often encountered, cannot penetrate through them.
  • the device according to the invention has a valve which is arranged such that the chamber-like area can be completely emptied.
  • Conventional solenoid valves can be used to form the valve, or valves that can be mechanically actuated can also be used. Valves whose activation can be carried out using control elements made of memory metal are particularly advantageous.
  • the device according to the invention has a heating element which heats the moist atmosphere in the chamber-like area and thus dries the translucent element.
  • limescale forms on the translucent element when the water is not completely softened, and this limescale is determined using the measurement method described above.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of the mode of operation of the translucent element and of the two signal-receiving and emitting elements
  • FIG. 2a / 2b the functional principle of the device according to the invention on the basis of schematically illustrated translucent elements
  • FIG. 3 shows a sectional illustration of a preferred embodiment of the device according to the invention
  • Figure 4 is a plan view of the preferred embodiment of Figure 3 and
  • an element 4 emitting an optical signal and an element 5 receiving an optical signal are connected to one another via a transparent element 2, a U-shape being chosen for the shape of the transparent element.
  • the translucent element is of helical design and thus has the advantage of using a longer light path for the measurement.
  • the translucent element can also be non-curved, in particular the formation of a rod-shaped, translucent element can be advantageous.
  • a rod-shaped, translucent element a plurality of elements can be arranged next to one another in the chamber-like area, for example in order to obtain a certain redundancy during the measurement.
  • the light spectrum can also be chosen wider, i.e. the preferred infrared range can be varied for the individual light-transmitting elements and the elements transmitting / receiving optical signals connected to them.
  • FIG. 2a / b The physical phenomenon on which the device according to the invention is based is shown in FIG. 2a / b, the light emitted by the element 4 emitting the optical signal having an energy level Ei and, after passing through the transparent element 2, an energy level E 2 on the element receiving the optical signal. has.
  • the translucent element 2 is without contamination, ie limescale deposits or other deposits, essentially all light rays that are emitted by the element 4 emitting the optical signal into the translucent element 2 become due to the total reflection between the translucent element and the surrounding atmosphere until the optical signal-receiving element 5 is reached and do not leave the transparent element.
  • the energy level E ⁇ corresponds essentially to the energy level E 2 , so that when determining these two energy levels it is determined that no energy dirt or covering, ie limescale is present on the translucent element 2.
  • limescale deposits 10 form which at least partially cover the outer surface of the translucent element 2.
  • the energy level E 3 is received on the side of the optical signal emitting element 4 and the energy level E 4 is received on the side of the optical signal receiving element 5.
  • the limescale 10 it can be determined that the energy level E 4 is significantly lower than the energy level E 3 , so that after determining the energy level E 4 the degree of limescale or the contamination of the translucent element 2 can be determined.
  • the amount is inverted and is then present as a positive voltage.
  • the program control unit downstream of the element receiving the optical signal processes this positive measurement signal and derives a corresponding measurement result based on existing measurement data.
  • the regeneration of the ion exchanger is activated when a threshold value or degree of contamination is reached, so that softened water of the appropriate quality is available for the next washing program run.
  • FIG. 3 shows a sectional view through a preferred embodiment of the present invention, which is used in a water-bearing household appliance.
  • the device 1 according to the invention is preferably installed in the inner door 14 of a dishwasher and sealed for sealing between the washing container and the inside of the door by means of corresponding sealing elements 12.
  • washing liquid flows along the arrow direction 6 into the chamber-like area 3, fills it up and thereby wets the translucent elements 2, which are designed as helices.
  • the chamber-like area 3 is emptied via the valve 7 and the chamber-like area 3 is heated by means of the heating element 9 in such a way that the wetted light-transmitting element 2 dries.
  • the chamber-like area 3 is flooded and emptied several times before the drying process in order to obtain reproducible results.
  • a so-called PTC (Positive Temperature Component) element is preferably used as the heating element 9, which forms a specific current characteristic and is able to heat the chamber-like region 3 to a uniform temperature of, for example, over 100 ° C.
  • a so-called memory wire 13 is provided for actuating the valve, which changes its shape when heated, ie when a certain current intensity flows through, and opens the valve 7.
  • Valve 7 expediently consists of a rubber-elastic region 15 and a pin-like element 16, which changes its position due to the shape change of the memory wire 13 and thus opens the valve 7. After the memory wire 13 has cooled, the force exerted by the return spring 8 predominates and moves the pin 16 together with the rubber-elastic region 15 such that the valve 7 is closed.
  • FIG. 4 The rear view of the device according to the invention according to FIG. 4 shows the memory wire 13 and the return spring 8, as well as the preferred round configuration of the device 1 according to the invention.
  • FIG. 5 shows a plan view of the device 1 according to the invention, in particular the comb-like opening area of the opening 6, which is advantageously designed and dimensioned such that food residues cannot penetrate into the chamber-like area 3 of the device 1 according to the invention.
  • a device 1 which allows the formation of deposits, e.g. the degree of water hardness, or a trend in the formation of deposits, e.g. the degree of water hardness, and appropriate measures for setting a desired deposit formation, e.g. to achieve a desired degree of water hardness.

Abstract

Die Aufgabe eine Vorrichtung zur Überprüfung der Belagbildung bereitzustellen, welche es erlaubt, den Wasserhärtegrad bzw. einen Tendenzverlauf des Wasserhärtegrades zu bestimmen und entsprechende Maßnahmen zur Einstellung eines gewünschten Wasserhärtegrades zu erzielen, wird von der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überprüfung der Belagbildung gelöst, bestehend aus einem lichtdurchlässigen Element mit zwei Abschlussflächen mit mindestens einem ein optisches Signal aussendenden Element und mindestens einem ein optisches Signal empfangenden Element, wobei das lichtdurchlässige Element so ausgebildet ist, dass jeweils das das optische Signal aussendende und das das optische Signal empfangende Element an die Abschlussflächen des lichtdurchlässigen Elements unmittelbar anschließt und dass die Abschlussflächen so angeordnet sind, dass diese stets frei von Belag sind.

Description

Vorrichtung zur Überprüfung der Belagbildung und wasserführendes Gerät
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Überprüfung von Belag- bildung bestehend aus einem lichtdurchlässigen Element mit zwei Abschlussflächen, mindestens einem ein optisches Signal aussendenden Element und mindestens einem ein optisches Signal empfangenden Element und ein wasserführendes Gerät, insbesondere für den Haushalt.
Bei der Verwendung von wasserführenden Haushaltgeräten, insbesondere Haushalt- Geschirrspülmaschinen, wird in Gegenden mit hoher Wasserhärte vor jedem Spülvorgang die Spülflotte in einer Wasserenthärtungseinrichtung enthärtet. Bei der Verwendung von nicht ausreichend enthärtendem Wasser bilden sich im Trocknungsvorgang charakteristische Kalkablagerungen auf dem Spülgut, welche insbesondere auf Gläsern und glänzen- den Edelstahloberflächen einen optisch nachteiligen Effekt haben. Zur Vermeidung dieser Kalkablagerungen wird herkömmlicherweise der lonentauscher regelmäßig regeneriert, so dass in dem der Regenerierung nachfolgenden Spülvorgang keine Kalkablagerungen zu erwarten sind. Da die Enthärtungsqualität des lonentauschers zwischen den Regenerierungen stetig abnimmt und somit die Belaghäufigkeit zunimmt, ist es wünschenswert, eine Tendenz der Belaghäufigkeit und -dichte frühzeitig zu erkennen, um entsprechende Regenerierungsmaßnahmen zu ergreifen.
Aus der DE-OS 198 25 981 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wasserenthärtung in einem programmgesteuerten wasserführenden Haushaltgerät bekannt, in dem während eines Teilprogramms ein Regenerierungsvorgang für einen Ionenaustauscher durch Zugabe einer Solemenge und während eines weiteren Teilprogramms ein Spülprogramm durchgeführt wird.
Zur Durchführung des bekannten Verfahrens wird eine Veränderung der Wasserhärte anhand von Kalkablagerungen an einer lichtdurchlässigen Fläche von einem Sensor mit einem optischen Signal aussendenden Element und einem optische Signale empfangenden Element gemessen und ein Zeitpunkt zur Durchführung des Regenerierungsvorgan- ges in Abhängigkeit von der gemessenen Kalkablagerung bestimmt, wobei eine Steuereinheit die Signale entsprechend verarbeitet und einen Regenerierungsvorgang einleitet.
Als nachteilig hat sich bei der bekannten Vorrichtung erwiesen, dass nicht nur durch Kalkablagerungen auf der lichtdurchlässigen Fläche entsprechende Messwerte geliefert wer- den, sondern dass auch Schmutzpartikel und andere großflächigere Schmutzelemente den Strahlungsweg zwischen dem aussendenden und empfangenden Element beeinträchtigen und so zu verfälschenden Messergebnissen führen. Ferner hat sich als nachteilig erwiesen, dass bereits eine Trübung der Linse der optischen Signale aussendenden Elemente bzw. der optischen Signale empfangenden Elemente auch beim unveränderten optischen Eigenschaften der lichtdurchlässigen Fläche Messwerte liefern, die den Schluss zulassen, dass ein Regenerierungsbedarf besteht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche es erlaubt, die Belagbildung bzw. einen Tendenzverlauf der Belagbildung zu bestimmen und entsprechende Maßnahmen zur Einstellung einer gewünschten Belagbildung zu erzielen.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überprüfung der Belagbildung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch Unteransprüche sowie durch weitere nebengeordnete Ansprüche gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überprüfung der Belagbildung bestehend aus einem lichtdurchlässigen Element mit zwei Abschlussflächen, weist ferner mindestens ein ein optisches Signal aussendendes Element und mindestens ein ein optisches Signal empfangendes Element auf, wobei das lichtdurchlässige Element so ausgebildet ist, dass jeweils das das optische Signal aussendende und das das optische Signal empfangende Element an die Abschlussflächen des lichtdurchlässigen Elements unmittelbar anschließt und wobei die Abschlussflächen so angeordnet sind, dass diese stets frei von Belag sind.
Vorteilhafterweise ist das lichtdurchlässige Element stabförmig ausgebildet bzw. ausgehend von einer Stabform wendelartig ausgebildet. Zweckmäßigerweise ist das lichtdurchlässige Element in einem kammerartigen Bereich angeordnet, wobei der kammerartige Bereich mindestens eine Öffnung aufweist, die in einen Innenraum eines wasserführenden Haushaltgeräts, vorzugsweise eines Spülbehälters mündet sowie ferner ein Ventil aufweist, welche dazu geeignet ist, den kammerartigen Bereich zu entleeren.
Zweckmäßigerweise wird das Ventil im kammerartigen Bereich elektromagnetisch betrie- ben, vorzugsweise ist das Ventil über ein Stellelement mit Memoryeffekt antreibbar.
Zweckmäßigerweise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Innentür eines wasserführenden Haushaltgeräts, insbesondere einer Geschirrspülmaschine angeordnet und weist eine entsprechende Öffnung auf, durch die Spülflüssigkeit zirkulieren, bzw. in den kammerartigen Bereich eintreten kann.
Nach dem der kammerartige Bereich während der Spülphase mit Spülflüssigkeit gefüllt worden ist, wird sich eine entsprechende Menge der Spülflüssigkeit an dem lichtdurchlässigen Element, welches vorzugsweise aus Glas, besonders vorteilhaft aus Borsilikat be- steht, festsetzen und bei Einsetzen des Trocknungsvorganges gegebenenfalls eine entsprechende Ablagerung, eine Kalkablagerung hinterlassen. Erfindungsgemäß wird das Ausmaß des Belags, insbesondere der Kalkablagerungen, über ein optisches Signal gemessen. Die Messung beruht auf folgenden physikalischen Phänomen.
Das von dem ein optisches Signal aussendenden Element emittierte Licht (bspw. Infrarot- licht) tritt über die erste Abschlussfläche in das lichtdurchlässige Element ein und wird aufgrund der im lichtdurchlässigen Element stattfindenden Reflexion ständig an der Grenzfläche zwischen dem lichtdurchlässigen Element und der umschließenden Atmosphäre so reflektiert, dass der Lichtstrahl bzw. das Lichtbündel im wesentlichen mit Streu- Verlusten durch das lichtdurchlässige Element strahlt und schließlich durch die zweite Abschlussfläche austritt und in das ein optisches Signal empfangende Element eintritt. Durch die im lichtdurchlässigen Element stattfindende Totalreflexion ist der Helligkeitswert bedingt, der einen bestimmten Energiewert entspricht. Ein Energiedifferenzbetrag zwischen dem optischen Signal aussendenden Element und dem optischen Signal empfan- genden Element beruht auf einer gewissen Abstrahlungsleistung des lichtdurchlässigen Elements und findet bei der Verarbeitung des Signalwerts entsprechende Berücksichtigung. Sobald das lichtdurchlässige Element von Spülflüssigkeit benetzt wird und entsprechende Ablagerungen, z.B. Kalkablagerungen während des Trocknungsvorganges auf dem lichtdurchlässigen Element anhaften, wird an diesen Bereichen der Brechungsindex zwischen dem lichtdurchlässigen Element und der unmittelbar daran anschließenden Ablagerungsschicht so verändert, dass die Anzahl der Totalreflexionen an der Grenzschicht des licht- durchlässigen Elements sinkt. Denn tritt ein Lichtstrahl bzw. ein Lichtbündel unter einem bestimmten Winkel auf die Grenzfläche des lichtdurchlässigen Elements auf und ist dieser Bereich des lichtdurchlässigen Elements mit einer Ablagerungsschicht bedeckt, so tritt ein gewisser Anteil des Lichtbündels aus dem lichtdurchlässigen Element heraus und wird nicht in das lichtdurchlässige Element reflektiert. Da das optische Signal empfangende Element die Energiestärke bzw. Lichtstärke des austretenden Lichtes aus dem lichtdurchlässigen Element misst, wird die empfangene Lichtstärke mit einem entsprechenden Belag z.B. einer Kalkablagerung auf dem lichtdurchlässigen Element in Verbindung gesetzt.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann somit der Beginn einer Ablagerung auf dem lichtdurchlässigen Element, welches vorzugsweise aus Glas besteht, ermittelt werden, so dass frühzeitig entsprechende Maßnahmen, z.B. bei einer festgestellten Kalkablagerung zur Wasserenthärtung, ergriffen werden können. Erfindungsgemäß können bereits Ablagerungen, z.B. Kalkablagerungen, auf dem lichtdurchlässigen Element festgestellt werden, bevor diese für das menschliche Auge sichtbar auf gläsernem Spülgut wahrgenom- men werden können.
Nachdem ein gewisser Schwellenwert an Ablagerung, insbesondere an Kalkablagerung, festgestellt worden ist, wird der Regenerierungsprozess für den Ionenaustauscher gestartet und die normalerweise sehr dünnen Ablagerungen, insbesondere Kalkablagerungen, auf dem lichtdurchlässigen Element mit frisch enthärtetem Wasser und ggf. mit Spülmittel gereinigt. Um ein reproduzierbares Umspülungsgefüge in dem kammerartigen Bereich zu erzielen, weist der kammerartige Bereich eine Öffnung auf, die vorzugsweise so ausgebildet ist, dass keine Speisereste in den kammerartigen Bereich eindringen können. Hierzu ist vorzugsweise eine gitterartige Abdeckung vorgesehen, wobei das Spaltmaß für die jeweilige Gitteröffnungen so bemessen sein sollte, dass herkömmliche, oft anzutreffende Speiserestepartikel, wie beispielsweise Zitrusfruchtkerne nicht hindurch dringen können. Nachdem der kammerartige Bereich mit Spülflüssigkeit gefüllt worden ist, ruht dieser für einen vorbestimmten Zeitraum im kammerartigen Bereich, um den in der Spülflüssigkeit befindlichen Bestandteile, insbesondere darin gelösten Härtebildnern Zeit für die Ablagerung an dem lichtdurchlässigen Element einzuräumen. Zum Entleeren des kammerartigen Bereichs weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Ventil auf, welches so angeordnet ist, dass der kammerartige Bereich vollständig geleert werden kann. Zur Ausbildung des Ventils können herkömmliche Magnetventile verwendet werden oder auch Ventile Einsatz finden, die mechanisch betätigbar sind. Besonders vorteilhaft sind Ventile, deren Aktivierung mit Stellelementen aus Memorymetall vorgenommen werden kann.
Um einen Ablagerungsprozess, z.B. den Kalkablagerungsprozess, wie er während der Trocknungsphase im Spülbehälter der Geschirrspülmaschine stattfindet, realistisch nachzuempfinden, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Heizelement auf, welches die feuchte Atmosphäre im kammerartigen Bereich erwärmt und somit das lichtdurchlässige Element trocknet. Bei diesem Trocknungsprozess bildet sich bei nicht vollständig enthär- tetem Wasser eine Kalkablagerung auf dem lichtdurchlässigen Element aus und diese Kalkablagerung wird anhand des oben geschilderten Messverfahrens bestimmt.
Das Funktionsprinzip und eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in den nachfolgenden Zeichnungen detailliert an dem Beispiel Kalkablagerungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung der Funktionsweise des lichtdurchlässigen Elements und der beiden Signal empfangenden und aussendenden Elemente,
Figur 2a/2b das Funktionsprinzip der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand schematischer dargestellter lichtdurchlässiger Elemente,
Figur 3 eine Schnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Figur 4 eine Draufsicht auf die bevorzugte Ausführungsform gemäß Figur 3 und
Figur 5 eine Draufsicht auf die bevorzugte Ausführungsform gemäß Figur 3 und 4.
Gemäß Figur 1 ist ein ein optisches Signal aussendendes Element 4 und ein ein optische Signal empfangendes Element 5 über ein lichtdurchlässiges Element 2 miteinander verbunden, wobei für die Form des lichtdurchlässigen Elements eine U-Form gewählt worden ist. Bei der gemäß Figur 3, 4, 5 gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist das licht- durchlässige Element wendelartig ausgebildet und weist somit den Vorteil auf, eine längere Lichtstrecke für die Messung zu verwenden. Das lichtdurchlässige Element kann auch ungekrümmt ausgebildet sein, insbesondere kann die Ausbildung eines stabförmigen, lichtdurchlässigen Elements vorteilhaft sein. Bei der Verwendung eines stabförmigen, lichtdurchlässigen Elements können mehrere Elemente nebeneinander in dem kammerar- tigen Bereich angeordnet sein, um beispielsweise eine gewisse Redundanz bei der Messung zu erhalten. Bei der Verwendung von mehreren lichtdurchlässigen Elementen kann ferner das Lichtspektrum breiter gewählt werden, d.h. der bevorzugte Infrarotbereich kann bei den einzelnen lichtdurchlässigen Elementen und der damit verbundenen optische Signal aussendenden/empfangenden Elemente variiert werden.
Das der erfindungsgemäßen Vorrichtung zugrunde liegende physikalische Phänomen ist in der Figur 2a/b dargestellt, wobei das von dem optischen Signal aussendenden Element 4 ausgesendete Licht ein Energieniveau Ei und nach Durchlaufen des lichtdurchlässigen Elements 2 an dem optischen Signal empfangenden Element ein Energieniveau E2 auf- weist. Ist, wie in Figur 2a dargestellt, das lichtdurchlässige Element 2 ohne Verschmutzung, d.h. Kalkablagerungen oder sonstigen Belag, werden im wesentlichen alle Lichtstrahlen, die von dem optischen Signal aussendenden Element 4 in das lichtdurchlässige Element 2 entsandt werden, aufgrund der Totalreflexion zwischen dem lichtdurchlässigen Element und der umgebenden Atmosphäre bis zum Erreichen des optischen Signal emp- fangenden Elements 5 reflektiert und verlassen das lichtdurchlässige Element nicht. Aufgrund dessen entspricht das Energieniveau E^ im wesentlichen dem Energieniveau E2, so dass bei Bestimmung dieser beiden Energieniveaus festgestellt wird, dass keine Ver- schmutzung oder Belag, d.h. Kalkablagerung auf dem lichtdurchlässigen Element 2 vorliegt.
Wird das lichtdurchlässige Element von nicht ausreichend enthärtetem Wasser umspült und anschließend getrocknet, so bilden sich Kalkablagerungen 10 die zumindest teilweise die Außenfläche des lichtdurchlässigen Elements 2 bedecken. Bei Durchstrahlen des lichtdurchlässigen Elements 2 wird auf Seiten des optischen Signal aussendenden Elements 4 das Energieniveau E3 und auf Seiten des optischen Signal empfangenden Elements 5 das Energieniveau E4 empfangen. Entsprechend der Kalkablagerung 10 ist festzustellen, dass das Energieniveau E4 wesentlich geringer ist als das Energieniveau E3, so dass nach Bestimmen des Energieniveaus E4 der Grad der Kalkablagerung bzw. der Verschmutzung des lichtdurchlässigen Elements 2 festgestellt werden kann.
Beispielsweise wird zur Verarbeitung des Energieniveaus E4 dieses betragsmäßig invertiert und liegt dann als positive Spannung vor. Die dem optischen Signal empfangenden Element nachgeschaltete Programmsteuereinheit verarbeitet dieses positive Messsignal und leitet aufgrund vorhandener Messdaten ein entsprechendes Messergebnis ab. Je nach Einstellung und Programmsteuerung wird bei Erreichen eines Schwellenwertes bzw. Verschmutzungsgrades die Regenerierung des lonentauschers aktiviert, um so enthärtetes Wasser entsprechender Güte für den nächsten Spülprogrammablauf zur Verfügung zu haben.
Figur 3 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in einem wasserführendes Haushaltgerät Anwendung findet. Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in die Innentür 14 einer Geschirr- Spülmaschine eingebaut und zur Abdichtung zwischen dem Spülbehälter und der Türinnenseite über entsprechende Dichtungselemente 12 abgedichtet. Während des Spülprogramms fließt Spülflüssigkeit entlang der Pfeilrichtung 6 in den kammerartigen Bereich 3, füllt diesen auf und benetzt dadurch die lichtdurchlässigen Elemente 2, die als Wendel ausgebildet sind. Nach erfolgter Benetzung wird der kammerartige Bereich 3 über das Ventil 7 entleert und der kammerartige Bereich 3 mittels Heizelement 9 so erwärmt, dass das benetzte lichtdurchlässige Element 2 trocknet. Erfolgt die Benetzung mit nicht ausreichend enthärtetem Wasser bildet sich eine Kalkablagerung auf dem lichtdurchlässigen Element 2 aus, die mittels beschriebener Meßmethode unter Verwendung der Elemente 4, 5 bestimmt wird. Zweckmäßigerweise wird vor dem Trocknungsvorgang der kammerartige Bereich 3 mehrmals geflutet und entleert, um so reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten. Als Heizelement 9 wird vorzugsweise ein sogenanntes PTC (Positive Temperature Component) -Element verwendet, welches eine bestimmte Stromcharakteristik ausbildet und in der Lage ist, den kammerartigen Bereich 3 auf eine gleichmäßige Temperatur von beispielsweise über 100°C zu erwärmen. Zur Betätigung des Ventils ist in der bevorzugten Ausführungsform gemäß Figur 3 ein sogenannter Memorydraht 13 vorgesehen, der bei Erwärmen, d.h. bei Durchfluss einer bestimmten Stromstärke seine Form verändert und das Ventil 7 öffnet. Zweckmäßigerweise besteht Ventil 7 aus einem gummielastischem Bereich 15 und einem stiftartigem Element 16, welches aufgrund der Formverän- derung des Memorydraht 13 seine Lage verändert und somit das Ventil 7 öffnet. Nach Abkühlung des Memorydrahts 13 überwiegt die von der Rückstellfeder 8 aufgebrachte Kraft und bewegt den Stift 16 zusammen mit dem gummielastischen Bereich 15 so, dass das Ventil 7 geschlossen wird.
In der Rückansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Figur 4 ist der Memorydraht 13 sowie die Rückstellfeder 8 dargestellt, sowie ferner die bevorzugte runde Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1.
Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 wobei insbesondere der kammartige Öffnungsbereich der Öffnung 6 dargestellt ist, der vorteilhafterweise so ausgebildet und bemessen ist, dass Speisereste nicht in den kammerartigen Bereich 3 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 dringen können.
Mit der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung 1 bereitgestellt, welche es erlaubt, die Belagbildung, z.B. den Wasserhärtegrad, bzw. einen Tendenzverlauf der Belagbildung, z.B. des Wasserhärtegrades, zu bestimmen und entsprechende Maßnahmen zur Einstellung einer gewünschten Belagbildung, z.B. eines gewünschten Wasserhärtegrades, zu erzielen.

Claims

Patentansprüche
Vorrichtung zur Überprüfung der Belagbildung (10) bestehend aus einem lichtdurchlässigen Element (2) mit zwei Abschlussflächen, mindestens einem ein optisches Signal aussendenden Element (4) und mindestens einem ein optisches Signal empfangenden Element (5), dadurch gekennzeichnet, dass das lichtdurchlässige Element (2) so ausgebildet ist, dass jeweils das das optische Signal aussendende und das das optische Signal empfangende Element (4, 5) an die Abschlussflächen unmittelbar anschließt und dass die Abschlussflächen so angeordnet sind, dass diese stets frei von Belag sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das lichtdurchlässige Element (2) stabförmig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das stab- förmige Element (2) wendelartig geformt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtdurchlässige Element (2) in einem kammerartigen Bereich (3) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der kammerartige (3) Bereich mindestens eine Öffnung aufweist, die in einen Innenraum eines wasserführenden Haushaltgeräts mündet.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der kammerartige
Bereich (3) ein Ventil (7) aufweist, welches dazu geeignet ist, den kammerartigen Bereich (3) zu entleeren.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (7) elekt- romagnetisch betreibbar ist. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (7) über ein Stellelement mit Memoryeffekt betreibbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Signal in einer Steuereinheit verarbeitet wird.
Wasserführendes Gerät, insbesondere für den Haushalt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche vorgesehen ist.
Wasserführendes Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb des Ventils (7) und die Trocknung des lichtdurchlässigen Elements (2) durch dasselbe Heizelement (9) erfolgt.
Wasserführendes Gerät nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass es eine Geschirrspülmaschine ist.
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