用于粒度测量的装置、家用电器和方法 |
|||||||
| 申请号 | CN202311325021.6 | 申请日 | 2023-10-12 | 公开(公告)号 | CN118032594A | 公开(公告)日 | 2024-05-14 |
| 申请人 | emz-汉拿两合有限公司; | 发明人 | 卢卡斯·沙德; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于对 家用电器 内的 流体 中分布的颗粒进行粒度测量的设备，该设备包括：至少一个第一发射装置，沿第一光轴将第一电磁 辐射 发射到测试体积中存在的流体中；至少一个第一测量装置，检测从流体出射的第二 电磁辐射 的至少一个特性；评估装置，被设置并适配为评估第二电磁辐射的特性，由此可以使用参考特性来检测颗粒尺寸，其中，所发射的第一电磁辐射是准单色的或者是预定时间间隔内的预定 波长 序列，第一测量装置被布置为偏离第一光轴。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于对家用电器(100)内部的流体中分布的颗粒进行粒度测量的设备(1)，包括： |
||||||
| 说明书全文 | 用于粒度测量的装置、家用电器和方法技术领域背景技术[0002] 家用电器内的浊度传感器在现有技术中是已知的，浊度传感器可以经由透射测量来检测家用电器内的流体中的浊度并因此检测异物(例如，污染物或清洁剂)的存在。这种浊度传感器具有测量几何简单且成本低廉的优点。然而，没有提供流体中存在的杂质的进一步表征。 [0003] 在许多方面期望杂质的进一步表征。在洗碗机或洗衣机中，污染的类型和程度可以被确定为使得作为结果，可以采取动作来最好地从正在清洁的物品去除污染。然而，同样期望检测水中的清洁剂，以便在清洁过程结束时确定要清洁的物体是否不含清洁剂。 [0004] 因此，现有技术中已知的浊度传感器只能不足以适应并执行进一步的测量。另一方面，为了能够做出关于异物的进一步陈述，迄今为止必须使用更复杂且更昂贵的传感器。 发明内容[0005] 在该背景下，本发明的目的在于提供一种能够克服在开头处提到的缺点的设备、家用电器和过程。 [0007] 本发明的核心思想是一种用于对家用电器内的流体中分布的颗粒进行粒度测量的设备，该设备包括：至少一个第一发射装置，沿第一光轴将第一电磁辐射发射到测试体积中存在的流体中；至少一个第一测量装置，检测从流体出射的第二电磁辐射的至少一个特性；以及评估装置，被设置并适配为评估第二电磁辐射的特性，由此可以使用参考特性来检测颗粒尺寸，第一测量装置被布置为偏离第一光轴。 [0008] 本文所使用的术语“基本上”旨在被解释为包括要求相对于特征的微小公差变化。 [0009] 这种家用电器例如可以是冰箱或衣服烘干机以及用水的家用电器(例如，洗碗机或洗衣机等)。家用电器的至少共同点是流体在家用电器内(例如，在相应的容器装置中、在入口和出口中或在旁路中)传导。这里，洗衣机或洗碗机的容器装置将对应于其中放置有要洗涤的物品的腐蚀性容器。此外，容器装置可以是烘干机的烘干室或冰箱的冷却室，在冷却室中放置有要冷却的物体。 [0010] 根据本发明的流体是液体或气体。具体地，液体流体的主要成分是水，主要是自来水。气态流体基本上是空气。除了主要成分水或空气之外，流体还可以包含其他物质或物质组。这些物质存在于流体中，例如，溶解或混合在流体中以及作为悬浮或乳化的颗粒或作为气溶胶颗粒存在于流体中。 [0011] 根据优选实施例，有利的是，所发射的第一电磁辐射发射预定波长范围。优选地，波长范围包括平均波长λm和有限线宽Δλ，其中，Δλ与平均波长相比较小(Δλ<λm)。这种发射的辐射可以被称为近单色或准单色。优选地，第一电磁辐射是准单色或近单色的。仅由于频率‑时间不确定性关系，单色辐射(即，具有精确波长)是不可能的。因此，任何实际辐射都受到有限线宽Δλ的影响。对于准单色或近单色辐射，与平均波长相比，Δλ较小(Δλ<λm)，优选非常小(Δλ<<λm)。还可以想到的是，所发射的辐射是多色的。这种辐射包括若干种颜色分量。例如，这将适用于白光。示例性辐射源是白光LED。 [0012] 优选地，所发射的第一电磁辐射(11)是预定时间间隔内的预定波长序列。因此，第一辐射也可以是波长的时间序列。优选地，以时间序列发射若干种准单色辐射。由此，平均波长(λm)从第一波长(λm1)变化为第二波长(λm2)。因此，在预定时间间隔内以预定变化速度发射波长范围([λm1,λm2])。优选地，平均波长由此随着时间的增加而增加或减少。 [0013] 根据优选实施例，所发射的第一电磁辐射的波长或平均波长在200nm至10000nm的范围内，更优选地在380nm和1μm之间的范围(IR可见范围)内，更优选地在在380nm和780nm之间的范围(可见光范围)内。此外，前述波长范围([λm1,λm2])可以对应于前述优选范围或者是前述范围内的子区间。有利地，所发射的第一电磁辐射的波长可由第一发射装置调节。优选地，第一发射装置包括具有可调节波长的至少一个发射单元，该至少一个发射单元选自包括LED(例如，RGB或RGBW LED)、激光器等在内的组。发射单元并不旨在限于所述单元，重要的是发射具有基本上可调节的波长的电磁辐射。优选地，发射单元或发射装置可以以时移或顺序的方式发射不同的波长。 [0014] 优选地，第一发射装置包括两个、三个或多于三个的另外发射单元。优选地，可以以如下方式来控制发射装置：使得它们依次发射波长范围([λm1,λm2])的部分区间。因此，波长范围([λm1,λm2])可以在从红外范围延伸到可见光范围并且优选地直到UV范围的范围内被调谐。当然，也可以实现相反的顺序。发射装置优选地通过对应的控制装置来控制，使得平均波长在所指定的时间间隔内变化。优选地，平均波长随着时间的增加而增加或减少。 [0015] 根据本发明，光轴被理解为电磁辐射沿其穿过流体或与流体相互作用的轴或路径。在本发明的上下文中，使用非常简单的测量几何(即，所谓的“离轴”布置，即远离第一光轴)来确保家用电器内的流体中存在的物质的进一步表征。因此，根据本发明，检测并评估从流体出射的辐射，可以使用参考特性从该辐射推断颗粒尺寸。根据本发明的布置简单且廉价并且基于角度相关测量。 [0016] 根据优选实施例，第一测量装置被布置为与第一光轴成[0°；180°]范围内的角度。优选地，第一测量装置被布置为与第一光轴成15°、30°、45°、60°、90°、120°或150°的角度。 因此，优选地，第一测量装置至少检测与第一光轴成一定角度的第二电磁辐射的一部分。第一测量装置被设置并配置为检测已经从流体出射的第二电磁辐射。优选地，第一测量装置可以检测适合于检测物质组的那些辐射特性。 [0017] 优选地，第二电磁辐射是散射辐射，具体地，由米氏散射和/或瑞利散射引起的散射辐射。优选地，第二电磁辐射是由分布在流体中的颗粒对第一电磁辐射的散射引起的。偏离光轴的第二电磁辐射对应于由于第一电磁辐射与流体中的颗粒的散射而产生的横向散射辐射。横向散射辐射取决于各种因素，具体地取决于所发射的第一电磁辐射的波长、以及取决于颗粒的颗粒尺寸和它们在流体中的浓度、以及取决于测量装置与流体内的散射体积或测试体积之间的距离。散射辐射行为尤其取决于要检测的物质组相对于相应波长的颗粒尺寸。当颗粒直径近似对应于波长时，我们就称米氏散射。在瑞利散射的情况下，颗粒的直径与波长相比较小。因此，可以有利地从所检测的散射行为推断颗粒尺寸。 [0018] 根据优选实施例，第一测量装置被设置并设计为检测第二电磁辐射的强度。优选地，第一测量装置精确地包括一个传感器单元，其根据角度检测第二电磁辐射的强度。进一步优选地，传感器单元选自包括光电二极管、光电晶体管和辐射热计在内的组。所提到的传感器单元特别便宜且设计简单。与散射辐射的光谱评估相反，优选地，第一测量装置(例如，光电二极管的形式)仅检测积分光谱，然后将其馈送到进一步的评估。此外，与光谱评估相比，可以完全省去光栅或棱镜。 [0019] 根据优选实施例，该设备包括第二发射装置，其沿第二光轴将第三电磁辐射发射到测试体积中存在的流体中。优选地，所发射的第三电磁辐射是准单色的或者是预定时间间隔内的预定波长序列。关于第一电磁辐射所做的所有评论在加以必要的修正之后可以适用于第三电磁辐射，反之亦然。优选地，第一电磁辐射的波长和第三电磁辐射的波长相同或不同。优选地，第二发射装置包括具有可调节波长的至少一个发射单元，该至少一个发射单元选自包括LED(具体地，RGB或RGBW LED)和激光器在内的组。关于第一发射装置所做的所有评论在加以必要的修正之后也可以适用于第二发射装置，反之亦然。 [0020] 根据优选实施例，第一光轴和第二光轴被布置为相对于彼此成[0°；180°]范围内的角度。优选地，第一光轴和第二光轴在测试体积内在流体中相交。因此，第一光轴和第二光轴的交点优选地在测试体积内或在流体内。进一步优选地，第一测量装置被布置为远离第一光轴和第二光轴。以这种方式，第一测量装置测量或检测第二电磁辐射，由此第二电磁辐射是由第一电磁辐射和第三电磁辐射的散射辐射组成的散射辐射。因此，仅用一个测量装置获得用于更精确地确定颗粒尺寸的进一步信息。 [0021] 通过使用第二发射装置，可以以更角度相关的方式来检测散射辐射，这意味着可以更准确且可靠地确定颗粒尺寸。 [0022] 根据优选实施例，该设备包括第二测量装置，其检测从流体发射的第二电磁辐射的特性。优选地，第二测量装置被布置为远离第一光轴和第二光轴。进一步优选地，第一测量装置和第二测量装置围绕第一光轴和第二光轴旋转地偏移。进一步优选地，另外的测量装置在每种情况下被布置为偏离第一光轴和第二光轴，其在每种情况下检测从流体出射的第二电磁辐射的特性，另外的测量装置在每种情况下被布置为围绕第一光轴和第二光轴旋转对称地偏移。测量装置的旋转对称偏移意味着测量装置各自被布置为与第一光轴和第二光轴成不同的角度。以这种方式，测量装置可以在每种情况下以不同的角度检测或记录第二电磁辐射的特性。例如，三个测量装置可以以30°、90°和120°的角度检测第二电磁辐射的特性。通过从不同角度检测第二电磁辐射的特性，还可以有利地获得关于横向散射辐射的几何分布的信息。关于横向散射辐射的几何分布的知识是有利的，因为可以从中得出关于颗粒的颗粒尺寸的更精确的结论。 [0023] 用于第一测量装置的说明和所描述的特征在加以必要的修正之后也适用于远离光轴布置的第二测量装置和另外的测量装置。 [0024] 根据优选实施例，该设备包括第三测量装置，其检测从流体出射的第四电磁辐射的至少一个特性。第三测量装置被设置并配置为检测从测试体积发出的第四电磁辐射。优选地，第三测量装置沿第一光轴或第二光轴布置。优选地，第三测量装置布置在测试体积的下游的从发射设备发出的光路中。优选地，第四电磁辐射与沿第一光轴布置时的第一电磁辐射或沿第二光轴布置时的第三电磁辐射基本相同。优选地，分别沿第一光轴或第二光轴在前向方向或传播方向上发射第一电磁辐射或第三电磁辐射，电磁辐射被视为光束。如果光束的传播方向例如由于偏转或反射而改变，则前向方向也改变。优选地，在前向方向上检测第四电磁辐射。然而，第三测量装置仅是可选的。可以想到不进行透射中的测量(即，不进行第四电磁辐射的测量)的实施例。因此，将排他地执行利用“离轴”布置(即，远离第一光轴)的测量。 [0025] 根据优选实施例，第二测量装置和/或第三测量装置被设置并设计为检测第二电磁辐射的强度。有利地，第三测量装置还被设置并设计为检测第三电磁辐射的强度。优选地，第二测量装置和/或第三测量装置精确地包括一个传感器单元，其检测相应电磁辐射的强度。进一步优选地，传感器单元选自包括光电二极管、光电晶体管和辐射热计在内的组。所提到的传感器单元特别成本高效且简单。因此，有利地，第一测量装置不执行相应辐射的光谱评估，优选地，第二测量装置和第三测量装置也不执行相应辐射的光谱评估。仅测量散射辐射的强度以及透射辐射(即，流体中的吸收)(如果适用)的强度。与光谱评估相比，可以完全省略光栅或棱镜。 [0026] 根据一个实施例，第一发射装置发射第一电磁辐射，同时第二发射装置发射第三电磁辐射。备选地，发射装置以一定时间延迟或依次发射第一电磁辐射。根据优选实施例，第四电磁辐射和参考特性包括关于物质组特定的吸收行为、散射辐射行为或发光行为或其任何组合的光谱信息。 [0027] 评估装置被设置并设计为评估第二电磁辐射的至少一个特性。优选地，评估装置被设置并设计为附加地评估第四电磁辐射的特性。优选地，借助于人工智能和/或机器学习来执行评估。评估装置至少在信号技术上与测量装置或测量装置连接，使得至少所检测的相应电磁辐射的特性可以从测量装置发送到评估装置。优选地，特性是第二电磁辐射的角度相关光谱测量值或第四电磁辐射的光谱测量值。因此，使用参考特性，可以检测相应的颗粒尺寸。 [0028] 根据本发明，参考特性是指已经预先记录或检测或确定的参考的特性。该参考可以是其中不分布颗粒或物质的纯流体，以便获得纯流体的特性。此外，该参考可以是具有其颗粒尺寸和/或物质组已知的分布颗粒或物质的流体的样品。通过记录或检测或确定这些已知参考的特性并且将其与未知样品的测量结果进行比较，可以得出关于颗粒尺寸和/或物质组的结论。参考特性可以是辐射波长与检测的强度之间的相关性等。优选地，优选地，在流体中的颗粒的不同温度和/或浓度下，针对要检测的每个颗粒尺寸和/或根据与光轴成不同角度(取决于测量装置相对于光轴的布置)的不同颗粒尺寸的组合来预先创建参考特性。优选地，针对每个颗粒尺寸和/或针对与测量装置布置相对应的不同角度下的不同颗粒尺寸的组合存在参考特性，使得典型的参考特性可以被分配给每个颗粒尺寸，反之亦然。优选地，参考特性是可用的，其基本上包含关于要检测的颗粒尺寸的散射辐射行为的信息在内。 [0029] 当在预定时间间隔内改变第一电磁辐射时，可以针对波长范围([λm1,λm2])内的不同波长获得具有预定变化率的波长范围([λm1,λm2])，优选地，波长相关反射特性，以及优选地，波长相关吸收特性。要检测的物质组在流体中反射或透射的电磁辐射的特性中导致典型的光谱测量值，所谓的指纹。通过使用参考特性，可以识别相应的物质组。优选地，除了相应的物质组之外，还检测流体中的物质的浓度、密度或量。优选地，优选地在流体中的物质组的不同温度和/或浓度下，针对要检测的每个物质组和/或根据不同物质组的组合来预先创建参考。优选地，针对每个物质组和/或针对不同物质组的组合存在参考特性，其包含物质组特定信息。物质组特定信息优选地是所检测的电磁辐射的特性与第一电磁辐射的该特性相比的变化，特别是波长的吸收和发射等。优选地，参考特性是可用的，其基本上包含关于要检测的物质组的吸收行为的信息，以及参考光谱是可用的，其基本上包含关于要检测的物质组的散射辐射行为的信息。这同样适用于发光行为。 [0030] 使用参考特性或参考光谱来进行对第二电磁辐射和/或第四电磁辐射的特性的评估。优选地，至少在评估的部分步骤中，将相应电磁辐射的特性、相应电磁辐射的经修改或转换的特性或者通过过程修改的相应电磁辐射的特性与参考特性进行比较，由此优选地通过该比较，可以识别要识别的物质组。 [0031] 优选地，可以检测流体中的污垢、清洁剂和生物降解产物的所有基本物质组。因此，可以采取物质组特定测量来改进清洁结果或新鲜度。对污垢的物质组的识别是有利的，因为对要清洁的物体的清洁可以根据所识别的物质组来定制并因此被优化。因此，可以显著减少电力消耗、水消耗和清洁剂的消耗，并且可以保护环境。对清洁剂的物质组的检测是有利的，因为可以减少用于漂洗要清洁的物体的淡水量，因为当要清洁的物体不含清洁剂时可以可靠地进行检测。对生物降解产物的检测是有利的，因为甚至可以在食品变质并因此必须被处置之前检测到初期的生物降解过程。要检测的全部物质组在可见光和红外辐射的整个波长范围内都展现出指纹。由于发射的波长范围更加有限，无法识别所有要检测的物质组，因此无法最佳地节省宝贵资源。优选地，物质组根据其化学成分进行分组并由该设备来检测。可检测的污垢的物质组包括诸如脂肪、蛋白质、碳水化合物及其降解产物之类的有机分子。无机污垢包括诸如无机烟灰、石灰、矿物质和金属化合物之类的化合物以及至少包含阴离子和非阴离子表面活性剂、水软化剂、漂白剂、酶、污垢载体、盐、凝乳皂和有机硅在内的清洁剂。有利地，可以根据第二电磁辐射和第四电磁辐射的特性的评估的组合来更好地识别物质组。 [0032] 由于与第一电磁辐射和/或第三电磁辐射的相互作用，流体中的每个物质组展现出其自己的特定行为。在吸收的情况下，颗粒或分子中的至少一些至少部分地吸收一个或多个波长或波长范围，使得在波长范围([λm1,λm2])内调谐波长的情况下，某些波长至少部分地从第一电磁辐射和/或第三电磁辐射中被滤除，并且因此至少较少地存在于第四电磁辐射中。类似地，在反射期间，颗粒或分子中的至少一些至少部分地反射一个或多个波长或波长范围。 [0033] 根据优选实施例，第一电磁辐射和/或第三电磁辐射可以经由第一光导从相应的发射装置或发射单元引入到测试体积中。优选地，第四电磁辐射可以经由第二光导被引导出测试体积。具体地，光导特别是无损耗地传导可见光、红外辐射和优选地UV辐射的波长范围内的电磁辐射，并且因此对于该波长范围内的波长是透明的。在该上下文中，光导可以形成为纤维、管或棒，或者由它们的组合形成。 [0034] 优选地，第一光导布置在基本透明的壳体内。此外，有利的是，第一测量装置和/或第二测量装置布置在基本透明的壳体中。此外，优选的是，第二光导布置在基本透明的壳体内。通过提供透明壳体，充分保护光导以及测量装置免受流体的污染和进一步影响。此外，由于壳体对于所使用的波长基本上是透明的，因此它们仅不显著地影响相应的辐射。术语“基本透明”应被解释为仅发生穿过壳体的辐射的可忽略的损失。优选地，所述壳体是防水的。 [0035] 根据优选实施例，第一光导和第二光导至少在测试体积中沿纵向方向呈棒状并且被布置为彼此平行。棒状意味着光导是实心的或刚性的并且在纵向方向上比在横向方向上显著更长。第一电磁辐射优选地在第一光导中沿纵向方向传播。优选地，第一电磁辐射和/或第三电磁辐射在第一光导的第一远端处可全反射到测试体积中的流体中。优选地，通过第一电磁辐射和第三电磁辐射以物理确定的临界角开始在从光密介质到光疏介质的表面处完全反射来提供全反射，其中，光导由光密介质组成，并且流体由光疏介质组成。 [0036] 优选地，第一电磁辐射和/或第三电磁辐射通过与沿着测试体积中的测试部分的流体相互作用而传递到第二电磁辐射并且优选地传递到第四电磁辐射。优选通过第一电磁辐射和/或第三电磁辐射与流体的吸收、反射、散射和发光来发生相互作用。优选地，存在第一电磁辐射和/或第三电磁辐射与要检测的颗粒或物质组的颗粒或分子相互作用。优选地，第二电磁辐射基本上等于第一电磁辐射和第三电磁辐射之和，但由于第一电磁辐射和第三电磁辐射与流体中的颗粒或物质组的颗粒的相互作用而不同。 [0037] 优选地，第四电磁辐射在与纵向方向相反的方向上在第二光导的第二远端处可全反射。优选地，通过在从第二光导的光密介质到流体的光疏介质的表面处将第四电磁辐射完全反射来提供全反射。将参考附图说明更多细节。备选地，该表面可以是镜面。 [0038] 该目的还通过一种家用电器来解决，该家用电器包括根据本发明的设备和至少一个控制装置，该控制装置以信号方式连接到评估装置，控制装置根据所确定的颗粒尺寸和/或物质组来控制家用电器的另外装置。 [0039] 家用电器例如是洗衣机、洗碗机、烘干机、冰箱或任何其他这种家用电器。 [0040] 优选地，控制装置是家用电器内的单独设备。进一步优选地，控制装置被集成到更高级别的控制装置中。 [0041] 优选地，在控制装置和评估装置之间存在数据链路，评估装置向控制装置发送关于相应的特定颗粒尺寸和/或检测的物质组以及特定颗粒尺寸和/或检测的物质组的相应检测浓度的数据。优选地，对于每个特定颗粒尺寸和/或检测的物质组，优选地对于检测的物质组的每个组合，对控制装置要进行的措施进行预编程。根据本发明，这些措施对应于家用电器的另外装置的控制。 [0043] 根据优选实施例，流体的主要成分是空气。优选地，这种家用电器是烘干机或冰箱。 [0044] 优选地，控制装置取决于所确定的颗粒尺寸和/或检测的物质组来控制空气过滤设备。例如，在成熟、萎蔫或分解期间产生的生物降解产物存在于冰箱的冷藏室内部的空气中。颗粒尺寸和/或物质组由评估装置来确定或检测，并且发送给控制装置。然后控制装置可以激活空气过滤设备。这具有如下优点：取决于所确定的颗粒尺寸和/或检测的物质组，可以从空气中过滤掉所确定的颗粒尺寸和/或检测的物质组，从而不会将其转移到其他易腐烂的食品中。 [0045] 备选地且累积地，控制装置可以控制空气处理设备。例如，空气因此可以在烘干机中进行处理。 [0046] 备选地且累积地，控制装置可以控制可以向用户传送信息的通信装置。例如，通信装置可以是家用电器(例如，冰箱)上的显示器，或者它可以是向用户的设备发送消息的设备。现在，例如，如果萎蔫过程开始，则可以经由通信装置警告用户。 [0047] 根据备选的优选实施例，流体的主要成分是水。优选地，这种家用电器是洗衣机或洗碗机。除了主要成分水之外，流体还具体地包含清洁剂和杂质或污垢。 [0048] 优选地，取决于所确定的颗粒尺寸和/或检测的物质组，控制装置可以控制用于清洁剂的计量装置，该计量装置可以向水供应一种类型、一定组成和/或一定量的清洁剂。具体地，清洁剂被适配为能够以最佳可能的方式去除所检测的杂质。具体地，清洁剂可以由若干种成分组成，每种单独的成分能够消除特定物质组，例如脂肪、蛋白质、碳水化合物或无机污染物。例如，如果流体中主要存在脂肪，则也可以将能够从要清洁的物体去除脂肪的成分主要添加到清洁剂中。 [0049] 备选地且累积地，控制装置可以控制馈送装置，该馈送装置可以在特定时间或时段向清洁过程添加一定量的水。例如，如果评估装置检测到污染物组的浓度较低，则可以有利地节省一定量的水。洗涤或漂洗过程结束时可以进一步节省水。这里的目的是去除要清洁的物品上的残留清洁剂并且用淡水漂洗物品。在现有技术中，这个量的淡水是过度的，因为在不检测清洁剂的情况下，必须确保物体基本上不含清洁剂。因此，该优选实施例的优点在于：一旦检测到流体基本上不含清洁剂，就可以限制对淡水的供应。 [0050] 备选地且累积地，控制装置可以控制调节装置，该调节装置可以调节选自多个清洁程序中的清洁程序。优选地，清洁程序在清洁持续时间、清洁温度和清洁循环(例如，预漂洗循环、主漂洗循环、后漂洗循环等)方面不同。通过取决于特定颗粒尺寸和/或检测的物质组而选择清洁程序，除了水和清洁剂之外，还可以有利地节省诸如能源和时间之类的宝贵资源。 [0051] 根据优选实施例，该设备的测试体积位于洗衣机或洗碗机的机槽中。备选地，测试体积位于可流体分离的旁路中。 [0052] 该目的进一步通过权利要求14的过程来解决，该过程可以单独地或彼此组合地提供有上面已经在该设备和家用电器的上下文中描述的所有特征，反之亦然。 [0053] 根据本发明，一种对家用电器内的流体中分布的颗粒进行粒度测量的过程，包括以下方法步骤： [0054] a.通过第一发射装置沿第一光轴将第一电磁辐射发射到测试体积中存在的流体中； [0055] b.通过第一测量装置检测从流体发射的第二电磁辐射的至少一个特性； [0056] c.通过评估装置评估第二电磁辐射的特性； [0057] d.通过评估装置使用参考特性来确定颗粒尺寸； [0058] 其中，第一测量装置被布置为偏离第一光轴(X)。 [0059] 优选地，所发射的第一电磁辐射几乎是单色的或者是预定时间间隔内的预定波长序列。 [0060] 优选地，第二电磁辐射的特性展现出相应波长的光谱参数。优选地，光谱参数对应于强度或辐射率，但是可以考虑至少指示在测量装置的对应角度下检测到多少的任何其他光谱参数。 [0061] 优选地，上述过程也可以在加以必要的修正之后应用于第四电磁辐射的特性的评估，并且应当为此公开。 [0062] 优选地，通过评估装置将该特性与多个参考特性进行比较，根据方法步骤d来检测颗粒尺寸和/或物质组。 [0063] 此外，为了解决该问题，要求保护一种用于根据家用电器的水中的特定颗粒尺寸和/或检测的物质组来适配载水家用电器的清洁过程的过程，该过程包括以下过程步骤中的至少一个： [0064] e.通过控制装置控制用于清洁剂的计量装置，该计量装置可以向水供应一种类型、一定组成和/或一定量的清洁剂； [0065] f.通过控制装置控制馈送装置，该馈送装置可以供应一定量的水； [0066] g.通过控制装置控制调节装置，该调节装置可以调节选自多个清洁程序中的清洁程序。 [0067] 该过程可以单独地或彼此组合地提供有上面在用于粒度测量的设备、家用电器和过程的上下文中已经描述的所有特征，反之亦然。 [0068] 将参考附图的以下描述来说明本发明的其他优点、目的和特征。在各种实施例中，类似的组件可以具有相同的附图标记。 附图说明[0069] 所述附图示出了： [0070] 图1是根据一个实施例的设备的原理示意图； [0071] 图2是根据一个实施例的设备的原理示意图； [0072] 图3是根据一个实施例的设备的原理示意图； [0073] 图4是根据一个实施例的设备的原理示意图； [0074] 图5是根据一个实施例的设备的原理示意图； [0075] 图6是根据一个实施例的具有组件的设备的表示； [0076] 图7是根据一个实施例的家用电器的表示； [0077] 图8是根据一个实施例的过程的流程图。 [0078] 在附图中，相同的组件或元件应被理解为在每种情况下具有对应的参考线。为了清楚起见，在一些附图中，组件可能未用附图标记来指定，而是已经在其他地方被指定。 具体实施方式[0079] 图1示出了根据一个实施例的设备1作为原理示意图。优选地具有波长可调的发射单元2a的第一发射装置2发射第一电磁辐射11，根据优选实施例，该第一电磁辐射11几乎是单色的或者是预定时间间隔内的预定波长序列。第一电磁辐射11沿第一光轴X在前向方向Y上传播到测试体积3中。流体存在于测试体积3中，颗粒分布在流体中，其颗粒尺寸可以由设备1来确定。远离第一光轴X，第二电磁辐射12可由至少一个第一测量装置4检测，其中，第一测量装置4被布置为与第一光轴X成[0°；180°]范围内的角度。第二电磁辐射12是由于第一电磁辐射11与流体中的颗粒的横向散射而产生的。因此，第一测量装置4可以有利地检测第二电磁辐射12的特性以及关于散射辐射的几何图形的信息，该几何形状是颗粒尺寸的特性。 [0080] 第一测量装置4被设置并设计为检测第二电磁辐射12的强度。第一测量装置4精确地包括一个传感器单元16，其以角度相关的方式检测第二电磁辐射12的强度。 [0081] 所发射的第一电磁辐射11的波长优选地可由第一发射装置2调节。 [0082] 图1中未示出的评估装置5至少以信号方式连接到第一测量装置4，第一测量装置4向评估装置5发送所检测的特性。 [0083] 图2示出了根据实施例的设备1的原理示意图，该设备1对应于图1中的设备1，但包括附加的第二测量装置9。 [0084] 第二测量装置9还检测从流体出射的第二电磁辐射12的特性，第二测量装置9被布置为远离第一光轴X，优选地被布置为与第一光轴X成[0°；180°]范围内的角度。第一测量装置4和第二测量装置9被布置为围绕第一光轴X旋转对称地偏移，即，第一测量装置4和第二测量装置9被布置为与第一光轴X成不同的角度并且位于距散射体积(测试体积3或流体)相同的距离处。因此，第二测量装置9还检测第二电磁辐射12的特性，该第二电磁辐射12是由于第一电磁辐射11与流体中的颗粒的横向散射而产生的。 [0085] 第一测量装置4和第二测量装置9各自以角度相关的方式来检测特性，这提供了用于确定颗粒尺寸的更多信息。 [0086] 图3表示根据一个实施例的设备1的原理示意图。图3所示的设备1对应于图1中的设备1，其中增加了第二发射装置17。 [0087] 第二发射装置17沿第二光轴X2将第三电磁辐射13发射到测试体积3中存在的流体中。所发射的第三电磁辐射13是准单色的或者是预定时间间隔内的预定波长序列。优选地，所发射的第三电磁辐射13的波长可由第二发射装置17调节。第一电磁辐射11和第三电磁辐射13的波长可以相同或不同。 [0088] 第一光轴X和第二光轴X2被布置为相对于彼此成90°的角度，尽管[0°；180°]范围内的其他角度也是可能的。第一光轴X和第二光轴X2在测试体积3内在流体中相交于交点S。由此，第一测量装置4被布置为远离第一光轴X和第二光轴X2。 [0089] 图4示出了根据实施例的包括第二发射装置17和第二测量装置9在内的设备1的原理示意图。 [0090] 第一测量装置4和第二测量装置9分别被布置为远离第一光轴X和第二光轴X2。第一测量装置4和第二测量装置9各自布置在距交点S相同的距离处，即相对于第一光轴X和第二光轴X2旋转对称。 [0091] 通常可以想到的是，布置另外的测量装置4、9，其在每种情况下被布置为远离第一光轴X和/或第二光轴X2，并且在每种情况下具有到散射体积(测试体积3或流体)或交点S的相同距离。 [0092] 图5示出了根据一个实施例的设备1的原理示意图。设备1包括发射单元2，其沿第一光轴X在前向方向Y上将第一电磁辐射11发射到测试体积3中。还沿第一光轴X在前向方向Y上布置在测试体积3之后的是第三测量装置18。由于第一电磁辐射11与颗粒和物质组的相互作用，第一电磁辐射11改变为第四电磁辐射14。 [0093] 沿第一光轴X在前向方向Y上引导并且传导出测试体积3的第四电磁辐射14由第三测量装置18来检测，由此第四电磁辐射14的特性是可检测的。图5所示的设备1的基本结构对应于吸收或透射光谱的基本结构。 [0094] 远离第一光轴X，第二电磁辐射12可由第一测量装置4检测，第二电磁辐射12是由于第一电磁辐射11与流体中的颗粒或物质组的横向散射而产生的。 [0095] 图5中未示出的评估装置5至少以信号方式连接到第一测量装置4和第三测量装置18，第一测量装置4和/或第三测量装置18向评估装置5发送所检测的特性。 [0096] 图6示出了根据一个实施例的设备1的表示。这里，组件10包括发射装置2和第一测量装置4。此外，该组件可以包括第三测量装置18，第三测量装置18进而包括针孔30、色散棱镜31或衍射光栅32、以及传感器单元33。此外，组件10可以包括第一光导20和第二光导23。此外，组件10可以包括评估装置5。优选地，组件10包括所述组件位于其中的壳体20a。组件 10具有的优点是其可以作为紧凑单元容易地附接到测试体积3。优选地，第一测量装置4布置在第一光导20和第二光导23之间。 [0097] 还可以想到的是，第一测量装置4布置在单独的透明壳体中。 [0098] 第一光导20和第二光导23沿纵向方向Y1至少部分地呈棒状并且被布置为彼此平行。光导20、23各自具有远端21、24，其中，远端21、24的表面22、25各自相对于纵向方向Y1成45度倾斜。在第一光导20中沿纵向方向Y1传播的第一电磁辐射11优选地通过在第一光导20的第一远端21的第一表面22处的全反射而偏转90度。偏转的第一电磁辐射11随后垂直地穿过第一光导20的侧向表面，从第一光导20进入到测试体积3中的流体中。沿着测试体积3中的沿第一光轴X的测试部分26，第一电磁辐射11转变为第四电磁辐射14。第四电磁辐射14垂直地进入第二光导23的第二远端24处的包层表面，并且通过在与纵向方向Y1相反的方向Y2上的全内反射而在第二表面25处偏转90度，并且随后离开测试体积3。 [0099] 第一光导20设置在透明壳体20a内。类似地，第二光导23可以布置在透明壳体23a内。在这方面，有利的是，所述透明壳体20a、23a是防水的。第一测量装置4和/或第二测量装置9同样可以布置在透明防水壳体4a、9a中。 [0100] 图7示出了根据一个实施例的家用电器100的表示。家用电器100至少包括设备1，该设备1进而包括第一发射装置2、测试体积3、第一测量装置4和评估装置5。此外，家用电器100包括控制装置6和存储单元7。控制装置6和/或存储单元7也可以是设备1的一部分。家用电器100还包括另外的装置8，例如馈送装置8a、馈送装置8b和调节装置8c。 [0101] 图8示出了根据一个实施例的过程1000的流程图。 [0102] 用于对家用电器100内的流体中分布的颗粒进行粒度测量的过程包括以下过程步骤： [0103] a.通过第一发射装置2沿第一光轴X将第一电磁辐射11发射到测试体积3中存在的流体中； [0104] b.通过第一测量装置4检测从流体发射的第二电磁辐射的至少一个特性； [0105] c.通过评估装置5评估第二电磁辐射12的特性； [0106] d.通过评估装置5使用参考特性来确定颗粒尺寸； [0107] 其中，第一测量装置4被布置为远离第一光轴X。 [0108] 优选地，所发射的第一电磁辐射11几乎是单色的或者是预定时间间隔内的预定波长序列。 [0109] 所公开的过程1000可以备选地或累积地包括上面在一般可选部分中描述的特征和实施例中的任何一个。 [0110] 本申请文档中公开的所有特征都被认为是本发明的本质，只要它们单独或组合地与现有技术相比是新颖的。 [0111] 附图标记列表 [0112] 1 设备 [0113] 2 第一发射装置 [0114] 2a 发射单位 [0115] 3 测试体积 [0116] 4 第一测量装置 [0117] 4a 壳体 [0118] 5 评估装置 [0119] 6 控制装置 [0120] 7 存储单元 [0121] 8 另外的装置 [0122] 8a 计量装置 [0123] 8b 馈送装置 [0124] 8c 调节装置 [0125] 9 第二测量装置 [0126] 9a 壳体 [0127] 10 组件 [0128] 11 第一电磁辐射 [0129] 12 第二电磁辐射 [0130] 13 第三电磁辐射 [0131] 14 第四电磁辐射 [0132] 16 传感器单元 [0133] 17 第二发射装置 [0134] 18 第三测量装置 [0135] 20 第一光导 [0136] 20a 壳体 [0137] 21 第一远端 [0138] 22 第一表面 [0139] 23 第二光导 [0140] 23a 壳体 [0141] 24 第二远端 [0142] 24a 壳体 [0143] 25 第二表面 [0144] 26 测试部分 [0145] 30 针孔 [0146] 31 色散棱镜 [0147] 32 衍射光栅 [0148] 33 传感器单元 [0149] 100 家用电器 [0150] 1000 过程 [0151] S 交点 [0152] X 第一光轴 [0153] X2 第二光轴 [0154] Y 前向方向、传播方向 [0155] Y1 纵向方向 [0156] Y2 相反方向。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈