Title:
Flüssigkeitssensor sowie Verfahren zum Steuern einer Funktion eines Flüssigkeitssensors
Kind Code:
A1


Abstract:

Flüssigkeitssensor (1), aufweisend:
ein Gehäuse (2),
zumindest ein Sensor (3) mit zumindest zwei metallischen Kontaktflächen (4, 5) zum Detektieren einer Flüssigkeit,
eine Verarbeitungseinheit (6) zum Verarbeiten von Sensorsignalen des zumindest einen Sensors (3), wobei durch ein Betätigen zumindest einer der metallischen Kontaktflächen (4, 5) eine Funktion des Flüssigkeitssensors (1) steuerbar ist. Zudem wird ein Verfahren zum Steuern einer Funktion eines Flüssigkeitssensors (1) vorgeschlagen. embedded image




Inventors:
Jung, Andreas (58730, Fröndenberg, DE)
Schönbeck, Heiko (58675, Hemer, DE)
Application Number:
DE102016013754A
Publication Date:
05/24/2018
Filing Date:
11/18/2016
Assignee:
Grohe AG, 58675 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102015103617A1N/A2016-09-15
DE102004033804A1N/A2006-02-23



Foreign References:
200801507052008-06-26
39421671976-03-02
EP30212672016-05-18
Claims:
Flüssigkeitssensor (1), aufweisend:
a) ein Gehäuse (2),
b) zumindest ein Sensor (3) mit zumindest zwei metallischen Kontaktflächen (4, 5) zum Detektieren einer Flüssigkeit,
c) eine Verarbeitungseinheit (6) zum Verarbeiten von Sensorsignalen des zumindest einen Sensors (3), wobei durch ein Betätigen zumindest einer der metallischen Kontaktflächen (4, 5) eine Funktion des Flüssigkeitssensors (1) steuerbar ist.

Flüssigkeitssensor (1) nach Patentanspruch 1, aufweisend eine Funkeinheit (7) zum Senden der Sensorsignale an eine Empfangseinheit (8), wobei die Funkeinheit (7) durch ein Betätigen zumindest einer der metallischen Kontaktflächen (4, 5) mit der Empfangseinheit (8) koppelbar ist.

Flüssigkeitssensor (1) nach Patentanspruch 2, wobei die Funkeinheit (7) zumindest eine Hochfrequenzeinheit (9) umfasst.

Flüssigkeitssensor (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Verarbeitungseinheit (6) zur Identifizierung einer Betätigung zumindest einer der metallischen Kontaktflächen (4, 5) eingerichtet ist.

Flüssigkeitssensor (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei zumindest ein Analogeingang oder ein Digitaleingang der Verarbeitungseinheit (6) zur Identifizierung einer Betätigung zumindest einer der metallischen Kontaktflächen (4, 5) verwendet wird.

Flüssigkeitssensor (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Verarbeitungseinheit (6) zumindest einen Mikrocontroller (10) umfasst.

Flüssigkeitssensor (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die zumindest zwei metallischen Kontaktflächen (4, 5) relativ zu dem Gehäuse (2) nicht bewegbar sind.

Verfahren zum Steuern einer Funktion eines Flüssigkeitssensors (1), wobei die Steuerung der Funktion durch eine Betätigung zumindest einer von zumindest zwei metallischen Kontaktflächen (4, 5) eines Sensors (3) zum Detektieren einer Flüssigkeit erfolgt.

Description:

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flüssigkeitssensor, mittels dem eine Leckage an Rohren oder Geräten detektierbar ist. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern einer Funktion eines solchen Flüssigkeitssensors.

Aus der EP 3 021 267 A1 ist ein Flüssigkeitssensor bekannt, der mittels einer Funkverbindung mit einem Empfänger verbindbar ist. Mittels der Funkverbindung ist eine Alarmmeldung bei einer detektierten Leckage über den Empfänger und einen Server an ein mobiles Gerät eines Benutzers meldbar. Zur Einrichtung der Funkverbindung muss der Flüssigkeitssensor an dem Empfänger angemeldet beziehungsweise mit dem Empfänger gekoppelt werden. Für eine vereinfachte Anmeldung wird häufig das sogenannte Wi-Fi Protected Setup (WPS) genutzt. Bei diesem muss zur Auslösung des Anmelde- beziehungsweise Kopplungsprozesses an dem Flüssigkeitssensor und dem Empfänger eine Taste gedrückt werden. Diese Taste muss an dem Flüssigkeitssensor wasser- und staubdicht ausgeführt sein, um eine Beschädigung des Flüssigkeitssensors durch Wasser oder Staub zu vermeiden. Das Ausstatten des Flüssigkeitssensors mit einer solchen Taste führt jedoch zu einem hohen Montage- und Kostenaufwand.

Aufgabe der Erfindung ist daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere einen Flüssigkeitssensor anzugeben, bei dem eine Funktion des Flüssigkeitssensors ohne mechanische Taste steuerbar ist. Weiterhin soll auch ein Verfahren zum Steuern einer Funktion eines Flüssigkeitssensors angegeben werden, bei dem die Steuerung der Funktion ohne mechanische Taste erfolgt.

Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Flüssigkeitssensor und einem Verfahren gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängig formulierten Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.

Der erfindungsgemäße Flüssigkeitssensor weist zumindest die folgenden Komponenten auf:

  1. a) ein Gehäuse,
  2. b) zumindest einen Sensor mit zumindest zwei metallischen Kontaktflächen zum Detektieren einer Flüssigkeit,
  3. c) eine Verarbeitungseinheit zum Verarbeiten von Sensorsignalen des zumindest einen Sensors,
wobei durch ein Betätigen zumindest einer der metallischen Kontaktflächen eine Funktion des Flüssigkeitssensors steuerbar ist.

Der vorgeschlagene Flüssigkeitssensor dient der Detektion von Leckagen an flüssigkeitsleitenden Leitungen oder Geräten, wie zum Beispiel Waschmaschinen oder Spülmaschinen beziehungsweise deren Versorgungsleitungen. Der Flüssigkeitssensor wird hierzu insbesondere im Bereich einer solchen flüssigkeitsleitenden Leitung oder eines solchen flüssigkeitsleitenden Geräts auf einem Boden positioniert. Der Flüssigkeitssensor weist ein Gehäuse auf, das zumindest einen Sensor mit zumindest zwei metallischen Kontaktflächen zum Detektieren einer Flüssigkeit, wie zum Beispiel Wasser, umfasst. Die zumindest zwei metallischen Kontaktflächen sind insbesondere nach Art von Kontaktstiften und/oder Messelektroden ausgebildet. Die zumindest zwei metallischen Kontaktflächen sind insbesondere nach Art von zumindest zwei Messelektroden ausgebildet. Die An- oder Abwesenheit der Flüssigkeit ist insbesondere über eine Änderung des Widerstands zwischen den zumindest zwei metallischen Kontaktflächen detektierbar. Die zumindest zwei metallischen Kontaktflächen erstrecken sich zudem insbesondere durch einen Gehäuseboden des Gehäuses und/oder in Richtung des Bodens, auf den der Flüssigkeitssensor abgestellt ist. An dem Gehäuseboden können Füße vorgesehen sein, die den Gehäuseboden von dem Boden beabstanden, sodass die Flüssigkeit die zumindest zwei metallischen Kontaktflächen zwischen dem Gehäuseboden und dem Boden kontaktieren kann.

Der Flüssigkeitssensor weist weiter eine Verarbeitungseinheit zum Verarbeiten von Sensorsignalen des zumindest einen Sensors auf. Bei den Sensorsignalen handelt es sich insbesondere um elektrische Signale beziehungsweise Daten des zumindest einen Sensors. Bei der Verarbeitungseinheit handelt es sich insbesondere um eine (digitale) Elektronikbaugruppe.

Die Steuerung einer Funktion des Flüssigkeitssensors, beispielsweise ein An- und Ausschalten des Flüssigkeitssensors, ein Aktivieren oder Deaktivieren eines Sensors des Flüssigkeitssensors oder ein Anmelden beziehungsweise Koppeln des Flüssigkeitssensors mit einer Empfangseinheit, erfolgt in vorteilhafter Weise durch ein Betätigen der zumindest einen metallischen Kontaktfläche. Die Betätigung der zumindest einen metallischen Kontaktfläche erfolgt insbesondere durch ein Berühren und/oder räumliches Verlagern gegenüber dem Gehäuse, der zumindest einen metallischen Kontaktfläche durch einen Benutzer des Flüssigkeitssensors. Der Flüssigkeitssensor benötigt daher keine separate (mechanische) Taste zur Steuerung der Funktion des Flüssigkeitssensors. Stattdessen wird die zumindest eine metallische Kontaktfläche als „Taste“ verwendet.

Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn der Flüssigkeitssensor eine Funkeinheit zum Senden der Sensorsignale an eine Empfangseinheit aufweist, wobei die Funkeinheit durch ein Betätigen zumindest einer der metallischen Kontaktflächen mit der Empfangseinheit koppelbar ist. Bei der Funkeinheit handelt es sich insbesondere um ein Bluetooth- oder WLAN-Modul, mittels dem die Sensorsignale des zumindest einen Sensors an die Empfangseinheit sendbar sind. Bei der Empfangseinheit kann es sich beispielsweise um einen Access-Point, einen Hub, einen Router oder eine andere Funkeinheit handeln. Die Funkeinheit ist durch ein Betätigen beziehungsweise Berühren zumindest einer der zumindest zwei metallischen Kontaktflächen mit der Empfangseinheit koppelbar. Die Kopplung erfolgt insbesondere nach dem Wi-Fi Protected Setup (WPS) Verfahren, mit dem ein drahtloses lokales Netzwerk zwischen dem Flüssigkeitssensor und der Empfangseinheit einrichtbar ist.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Funkeinheit zumindest eine Hochfrequenzeinheit umfasst. Hierdurch kann die Funkeinheit insbesondere in einem Funknetzwerk nach den Industriestandards der IEEE-802.11-Familie oder IEEE 802.15.x (IEEE 802.15.1: Bluetooth, IEEE 802.15.2: ZigBee, usw.) betrieben werden.

Zudem ist es vorteilhaft, wenn die Verarbeitungseinheit zur Identifizierung einer Betätigung der zumindest einen metallischen Kontaktfläche eingerichtet ist.

Nach der Aktivierung einer Energiequelle des Flüssigkeitssensors, beispielsweise nach dem Einlegen einer oder mehrerer Batterien, überwacht der Sensor innerhalb einer bestimmten Zeitspanne, z. B. zwei Minuten, ein Kurzschließen der metallischen Kontaktflächen. Bei Auftreten eines Kurzschlusses innerhalb dieser Zeitspanne wird der Kurzschluss nicht als Leckage oder Überflutung gewertet, sondern genutzt, um eine Funktion des Flüssigkeitssensors zu steuern, zum Beispiel das WLAN-Modul einzuschalten und den Verbindungsprozess mit dem Empfänger zu initiieren. Weiterhin kann durch eine Betätigung der zumindest einen metallischen Kontaktfläche auch die Funkeinheit beziehungsweise das WLAN-Modul im sogenannten gemischten Access Point / Station Mode AP/STA Mode in Betrieb genommen werden. Nun kann ein Benutzer sich mittels eines mobilen Geräts, wie zum Beispiel mit einem Smartphone, mit einem Access Point der Einrichtung (Appliance) verbinden. Parallel dazu kann ein per Software-Anwendung, wie zum Beispiel per Mobile App, konfiguriertes WLAN-Modul parallel zum selbst initiierten Access Point Kontakt zu einem anderen Access Point (WLAN-Router) aufnehmen und so die Verbindung zum Cloud Server testen und das Ergebnis direkt zurück auf das mobile Gerät melden. Nachdem die Konfiguration abgeschlossen ist, werden der Access Point und Station Mode durch die Appliance geschlossen. Bei einer Leckage oder einem Wasser-Alarm o. ä. kann dann die Funkeinheit beziehungsweise das WLAN-Modul ohne weitere Konfiguration in Betrieb genommen werden. Diese arbeitet dabei im zuvor konfiguriertem Station Mode und nimmt Kontakt zu dem WLAN-Router und im weiteren zum Cloud-Server auf.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn zumindest ein Analogeingang oder ein Digitaleingang der Verarbeitungseinheit zur Identifikation einer Betätigung der zumindest einen metallischen Kontaktfläche verwendet wird. Hierbei kann insbesondere eine Schwellwertschalte genutzt werden. Hierzu wird beispielsweise ein Kondensator über eine Ladeschaltung auf ein bestimmtes Potential aufgeladen. Über eine Transistorbeschaltung wird dabei ein Ausgangssignal auf ein bestimmtes Potential gehoben. An dem Kondensator ist in diesem Falle eine der beiden metallischen Kontaktflächen angeschlossen. Dessen elektrisches Potential beträgt nach einer bestimmten Zeitdauer die des Kondensators. Wird nun eine niederimpedante Verbindung zwischen den beiden Kontaktflächen hergestellt, z. B. durch eine leitfähige Flüssigkeit, sinkt das Potential am Kondensator ab. Je leitfähiger die Flüssigkeit zwischen den metallischen Kontaktflächen beziehungsweise Kontaktstiften ist, desto schneller sinkt das elektrische Potential am Kondensator ab. Eine Nachspeisung des Kondensators durch die Ladeschaltung ist langsamer. Unterschreitet das Potential am Kondensator einen bestimmten Wert, ändert sich das Potential am Transistorausgang. Diese Änderung wird durch einen Interrupt-auslösenden Eingang des Mikrokontrollers detektiert. Der Interrupt bewirkt das Auslösen einer Alarmmeldung in die Cloud.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Verarbeitungseinheit zumindest einen Mikrokontroller umfasst. Der Mikrokontroller ist insbesondere nach Art einer CPU ausgebildet.

Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn die zumindest zwei metallischen Kontaktflächen relativ zu dem Gehäuse nicht bewegbar sind. Mit anderen Worten sind die zumindest zwei metallischen Kontaktflächen starr ausgebildet. Hierdurch ist das Gehäuse besonders einfach gegen ein Eindringen einer Flüssigkeit oder von Staub schützbar.

Einem weiteren Aspekt der Erfindung folgend wird auch ein Verfahren zum Steuern einer Funktion eines Flüssigkeitssensors angegeben, wobei die Steuerung der Funktion durch eine Betätigung zumindest einer von zumindest zwei metallischen Kontaktflächen eines Sensors zum Detektieren einer Flüssigkeit erfolgt. Das Verfahren dient insbesondere dem Steuern einer Funktion eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitssensors. Für weitere Einzelheiten wird daher auf die Beschreibung des erfindungsgemäßen Flüssigkeitssensors verwiesen.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figur näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figur eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigt, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigt beispielhaft und schematisch:

  • 1: einen Flüssigkeitssensor im Längsschnitt.

Die 1 zeigt einen Flüssigkeitssensor 1 im Längsschnitt, der in der 1 auf einem Boden 12 in der Nähe einer hier nicht gezeigten Flüssigkeitsleitung angeordnet ist. Der Flüssigkeitssensor 1 weist ein Gehäuse 2 mit einem Sensor 3 auf. Der Sensor 3 umfasst eine erste metallische Kontaktfläche 4 und eine zweite metallische Kontaktfläche 5, die nach Art von Messelektroden ausgebildet sind und sich durch einen Gehäuseboden 11 des Gehäuses 2 in Richtung des Bodens 12 erstrecken, sodass eine Flüssigkeit bei einer Leckage der Wasserleitung die erste metallische Kontaktfläche 4 und die zweite metallische Kontaktfläche 5 zwischen dem Gehäuseboden 11 und dem Boden 12 kontaktieren kann. Der Gehäuseboden weist zudem Füße 13 auf, die den Gehäuseboden 11 von dem Boden 12 beabstanden. Die erste metallische Kontaktfläche 4 und die zweite metallische Kontaktfläche 5 sind relativ zu dem Gehäuse starr ausgebildet. Weiterhin sind die erste metallische Kontaktfläche 4 und die zweite metallische Kontaktfläche 5 zur Steuerung einer Funktion des Flüssigkeitssensors 1 außerhalb des Gehäuses 2 durch einen Benutzer betätigbar beziehungsweise berührbar, wenn der Flüssigkeitssensor 1 nicht auf dem Boden 12 abgestellt ist. Der Sensor 3 ist mit einer Verarbeitungseinheit 6 zum Verarbeiten von Sensorsignalen des Sensors 3 und zur Identifizierung einer Betätigung der ersten metallischen Kontaktfläche 4 und zweiten metallische Kontaktfläche 5 verbunden. Hierzu weist die Verarbeitungseinheit 6 einen Mikrocontroller 10 auf. Die Verarbeitungseinheit 6 ist wiederum datenleitend mit einer Funkeinheit 7 verbunden, die eine Hochfrequenzeinheit 9 umfasst. Mit der Funkeinheit 7 sind die Sensorsignale des Sensors 3 über ein drahtloses Netzwerk an eine Empfangseinheit 8 sendbar. Bei einer Betätigung der ersten metallischen Kontaktfläche 4 und/oder der zweiten metallischen Kontaktfläche 5 durch einen Benutzer ist durch die Verarbeitungseinheit 6 die Funkeinheit 7 mit der Empfangseinheit 8 nach dem WPS-Verfahren koppelbar.

Die vorliegende Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass eine Funktion des Flüssigkeitssensors 1 ohne eine separate (mechanische) Taste steuerbar ist.

Bezugszeichenliste

1
Flüssigkeitssensor
2
Gehäuse
3
Sensor
4
erste metallische Kontaktfläche
5
zweite metallische Kontaktfläche
6
Verarbeitungseinheit
7
Funkeinheit
8
Empfangseinheit
9
Hochfrequenzeinheit
10
Mikrocontroller
11
Gehäuseboden
12
Boden
13
Fuß

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur

  • EP 3021267 A1 [0002]