DE19655072C2

DE19655072C2 - Electrical controller with sensor and valve for e.g. urinal basin

Info

Publication number: DE19655072C2
Application number: DE19655072A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Wolfgang Steinel; Martin Meggle
Original assignee: Steinel GmbH and Co KG
Current assignee: Steinel GmbH and Co KG
Priority date: 1996-01-04
Filing date: 1996-03-04
Publication date: 2002-07-11
Anticipated expiration: 2016-03-05

Abstract

The ceramic or plastic basin (10) is rinsed with water from a high-level inlet (16) opened by a bistable flushing valve (28), and is emptied (24) through a drainage valve (30). Both valves are connected by cables (38,40) to a sensing unit (32) with a stripline or slot antenna (34) in the cavity (22) behind the basin. A user's approach (A) and retreat (B) within a range of about 1 m produce signals in different channels for evaluation by a processor with memory containing typical valve operation timings. The sensing unit, located at the level of the rim of the basin, closes the flushing valve when the basin is full.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The present invention relates to a control device according to the preamble of claim 1.

Herkömmliche, von einem Benutzer per Knopfdruck oder durch Betätigen eines Hebels zu spülende Urinale sind insbeson dere beim Einsatz in öffentlichen Einrichtungen wie Bahnhö fen, Gaststätten od. dgl. im Hinblick auf Hygiene, Bedie nungskomfort und mögliche mutwillige Zerstörungen nachtei lig und werden in zunehmendem Maße durch berührungslos ge steuerte Vorrichtungen ersetzt.Conventional, by a user at the push of a button or by Urinals to be flushed are particularly operated when used in public facilities such as train stations fen, restaurants or the like. With regard to hygiene, operation comfort and possible deliberate destruction lig and are increasingly ge through contactless controlled devices replaced.

Bei solchen bekannten Steuervorrichtungen wird die Gegen wart eines Benutzers in der Regel mittels eines auf Infra rotbasis arbeitenden Sensors erfaßt, und auf der Basis der Sensorsignale wird dann, nachdem der Benutzer sich entfernt hat, der Spülvorgang ausgelöst. Derartige, mit einem Infra rot-Bewegungsdetektor arbeitende Vorrichtungen erfordern allerdings, daß eine optische Einheit - üblicherweise eine einzelne Linse oder eine Linsenanordnung - in geeigneter Höhe so auf einen sich nähernden bzw. sich entfernenden Be nutzer gerichtet ist, daß eine Bewegung desselben zuverläs sig detektiert werden kann.In such known control devices, the counter a user was usually on Infra red-based sensor detected, and based on the Sensor signals will then go off after the user leaves has triggered the rinsing process. Such, with an infra red motion detector require working devices however, that an optical unit - usually one single lens or a lens arrangement - in a more suitable Height to an approaching or moving Be is directed that a movement of the same is reliable sig can be detected.

Dies bringt aber, wie Erfahrungen gezeigt haben, nachtei lige Konsequenzen insbesondere hinsichtlich Vandalismus mit sich: Nur all zu leicht kann die für eine Infrarot-Bewe gungserkennung notwendige, von außen sichtbare Linse mit tels eines Kaugummis od. dgl. deaktiviert, oder durch eine brennende Zigarette o. ä. völlig zerstört werden. Die Konse quenz wäre dann nicht nur ein bis zu einer Reparatur un brauchbares Urinal, sondern zusätzlich ein beträchtlich er höhter Reparatur- und Wartungsaufwand. However, as experience has shown, this brings disadvantages consequences, particularly with regard to vandalism himself: It is all too easy for an infrared detector Detection necessary with externally visible lens deactivated by a chewing gum or the like, or by a burning cigarette or the like can be completely destroyed. The Konse quenz would then not only be one pending a repair usable urinal, but also a considerable one higher repair and maintenance costs.

Eine Steuervorrichtung für ein Urinal nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 ist aus dem deutschen Gebrauchs muster 89 08 051.3 bekannt.A control device for a urinal according to the preamble of claim 1 is from German use sample 89 08 051.3 known.

Eine derartige gattungsbildende Vorrichtung weist eine nach dem Dopplerprinzip arbeitende Radarsonde auf und bietet eine prinzipielle Lösung für das Vandalismusproblem an, da ein derartiger Sensor verborgen angebracht werden kann.Such a generic device detects one based on the Doppler principle and offers a basic solution to the vandalism problem such a sensor can be hidden.

Allerdings weisen derartige, bekannte Radarsensoren das Problem auf, dass eine exakte Reichweiteneinstellung unge nau ist, da das reflektierte Radarsignal von der Größe des detektierten Objektes abhängt, und zusätzlich besteht das Problem, dass dann, wenn mehrere Urinale mit gattungsbil denden Steuervorrichtungen aneinander benachbart angebracht sind, eine gegenseitige Beeinflussung möglich ist, was dann zu Fehlsteuerungen führt.However, such known radar sensors have this Problem on that an exact range setting is not is accurate since the reflected radar signal is of the size of the Detected object depends, and in addition there is Problem that if several urinals with generic The control devices attached adjacent to each other mutual influence is possible, then what leads to incorrect control.

Eine weitere, eine Mikrowellensensor aufweisende Steuervor richtung für ein Urinal ist aus der deutschen Patentschrift 32 10 985 bekannt.Another control device having a microwave sensor Direction for a urinal is from the German patent 32 10 985 known.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine gat tungsbildende Steuervorrichtung im Hinblick auf die Mög lichkeit einer exakteren Entfernungseinstellung sowie eine größere Unempfindlichkeit gegen Beeinflussung durch benach barte Urinalsteuerungen zu verbessern. The object of the present invention is therefore a gat tion-forming control device with regard to the poss a more exact distance setting as well as a greater insensitivity to influences from neighboring to improve beard urinal controls.

Die Aufgabe wird durch die Steuervorrichtung nach dem Patentanspruch 1 gelöst.The task is performed by the control device according to the Claim 1 solved.

Vorteilhaft ermöglicht dabei das Vorsehen eines gattungsge mäßen Bewegungssensors auf Mikrowellenbasis mit den zusätz lichen kennzeichnenden Merkmalen das vollständig sichtge schützte Anbringen der Sensoreinheit hinter Keramikelemen ten od. dgl. des Urinals, wodurch der Sensor vor jedem - zerstörerischen - äußeren Zugriff geschützt ist. Anderseits durchdringen die Mikrowellen den Keramikkörper des Urinals und erkennen zuverlässig eine Bewegung eines Benutzers, mit der Möglichkeit exakter Reichweiteneinstellung und ohne Störungen durch etwaige Steuervorrichtungen benachbarter Urinale. Advantageously, the provision of a genus allows motion sensor based on microwaves with the additional characteristic features that are fully visible Protected mounting of the sensor unit behind ceramic elements or the like of the urinal, whereby the sensor in front of each - destructive - external access is protected. On the other hand, the microwaves penetrate the ceramic body of the urinal and reliably detect a movement of a User, with the possibility of more precise Range adjustment and without interference from any Control devices of neighboring urinals.

Besonders geeignet wird zudem die erfindungsgemäße Sen soreinheit im rückwärtigen Bereich eines Urinals ange bracht, da auf diese Weise auch handelsübliche, herkömm liche Urinalbecken auf einfache Weise mit dem - bevorzugt flachen, kleinvolumigen - Sensor nachgerüstet werden können.The Sen according to the invention is also particularly suitable sensor unit in the rear area of a urinal brings, because in this way also conventional, conventional liche urinal basin in a simple way with the - preferred flat, small-volume sensor can be retrofitted can.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous developments of the invention are in the Subclaims described.

So ist besonders bevorzugt die Sensoreinheit hinter der eigentlichen Urinalbeckenschale auf der Höhe eines maxima len Flüssigkeitstandes in der Schale angeordnet, so daß ein Flüssigkeitspegel auf dem maximalen Füllstand den Erfassungsbereich des Sensors vollständig bedecken würde. Die sich aus diesem Betriebszustand ergebenen Sensorsignale sind besonders bevorzugt dahingehend auswertbar, daß jener Betriebszustand als Überlaufgefahr erkannt wird und dement sprechend eine weitere Zufuhr von Spülwasser durch das Ven til unterbunden wird. Bevorzugt könnte als minimaler Flüs sigkeits-Füllpegel im erfindungsgemäßen Sinne auch ein Flüssigkeitsstand in der Schale angesehen werden, bei welchem mindestens die einer Spülung entsprechende Wasser menge noch Platz hat, ohne daß die Schale überlaufen würde.The sensor unit is particularly preferably behind the actual urinal basin bowl at the height of a maxima len liquid level arranged in the bowl, so that a Liquid level at the maximum level Coverage area of the sensor would completely cover. The sensor signals resulting from this operating state are particularly preferably evaluable in that the Operating status is recognized as a risk of overflow and demented speaking a further supply of rinse water through the Ven til is prevented. Could be preferred as minimal rivers liquid filling level in the sense of the invention Liquid level in the bowl can be viewed at which is at least the water corresponding to a rinse there is still room without the bowl overflowing.

Damit eine maximale Füllhöhe auch durch einen Betreiber vorgegeben werden kann, ist eine Verstelleinrichtung für die Sensoreinheit vorgesehen, gemäß einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen, mit welcher entsprechend eine maximale Füllhöhe vorwählbar ist. This means that a maximum fill level can also be achieved by an operator can be specified is an adjustment device for the sensor unit is provided, according to a preferred one Training provided, with which a corresponding maximum fill level can be selected.

Dabei erlauben insbesondere die Frequenzen zwischen 1 und etwa 15 GHz eine problemlose Durchdringung auch dickerer Keramik- oder Plastikschichten, während Radarwellen dieser Wellenlängen von Wasser so stark gedämpft bzw. absorbiert werden, daß eine problemlose Realisierung auch der weiter bildungsgemäßen Überlaufsicherung möglich ist.The frequencies between 1 and around 15 GHz a problem-free penetration of even thicker ones Ceramic or plastic layers, while radar waves this Waves of water so strongly attenuated or absorbed be that a hassle-free implementation also continues education overflow protection is possible.

Damit ein zuverlässiger Betrieb auch einer Mehrzahl von mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung ausgestatteter Uri nale nebeneinander möglich ist, sollten jeweilige Erfas sungsbereiche der Sensoreinheiten voneinander getrennt sein; dies ist durch technische Maßnahmen betreffend eine Sende- und/oder Empfangsfunktion der Sensoreinheit oder durch antennentechnische Maßnahmen möglich.So that a reliable operation also with a plurality of the Uri equipped control device according to the invention nale next to each other, the respective areas of the sensor units separated from each other his; this is due to technical measures regarding a Sending and / or receiving function of the sensor unit or possible through antenna technology measures.

Besonders bevorzugt wird eine einen flachen Aufbau ermög lichende Antenne gewählt, da auf diese Weise ein kompaktes, flaches Modul der Sensoreinheit mit Antenne herstellbar ist, welches eine einfache, flexible Montage und Nach rüstung gestattet. Zudem bietet es sich an, ein so herge stelltes Modul mit einem Kunstharz od. dgl. zu vergießen oder auf andere Weise wasser- und verschmutzungsgeschützt zu kapseln.A flat construction is particularly preferred antenna selected because this way a compact, flat module of the sensor unit can be manufactured with antenna which is a simple, flexible assembly and after armor allowed. It also lends itself to such a herge posed module with a synthetic resin or the like or otherwise protected against water and pollution to encapsulate.

Während man die erfindungsgemäße Steuervorrichtung etwa in bereits vorhandene Versorgungsleitungen (z. B. für ein elek tromechanisches Ventil) für die eigene Stromversorgung be nutzen könnte, wäre alternativ auch ein netzunabhängiger Batteriebetrieb oder ein Betrieb über Solarmodule od. dgl. möglich, da die erfindungsgemäße, auf dem Mikrowellenprin zip basierende Sensoreinheit nur einen entsprechend gerin gen elektrischen Energieverbrauch aufweist.While the control device according to the invention approximately in existing supply lines (e.g. for an elec tromechanical valve) for your own power supply could alternatively be a network-independent one Battery operation or operation via solar modules or the like. possible because the invention, on the microwave print zip-based sensor unit only one correspondingly small has electrical energy consumption.

Aus Obigem zeigt sich, daß vorteilhaft mit einer einzigen Sensoreinheit (und demgemäß auch mit einer vergleichsweise einfachen elektronischen Auswertung) verschiedene Steuer- und Überwachungsfunktionen, so etwa die Betätigung als auch eine Überwachung auf Überlaufen, möglich sind. Gemäß einer zusätzlichen Weiterbildung könnte zudem der Mikrowellensen der (als Teil der erfindungsgemäßen Sensoreinheit) benutzt werden, um in einem Störungs- oder Alarmfall entsprechende zusätzliche Sendesignale auszustrahlen, die dann geeignete Gegenmaßnahmen veranlassen oder einleiten können.From the above it can be seen that it is advantageous with a single one Sensor unit (and accordingly also with a comparatively simple electronic evaluation) various tax and monitoring functions, such as actuation as well monitoring for overflows are possible. According to one additional training could also be the microwave who (as part of the sensor unit according to the invention) used to be appropriate in the event of a fault or alarm broadcast additional transmission signals, which are then suitable Initiate or initiate countermeasures.

Alternativ ist es gemäß einer erfindungsgemäßen Weiterbil dung möglich, die Steuervorrichtung mit einem Funkmodul zu koppeln, welches dann in geeigneter Weise - bevorzugt drahtlos - Informationen betreffend einen jeweiligen Be triebszustand der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung sen den könnte, die dann von einer externen, entsprechend ein gerichteten Empfangs- und Auswerteinheit empfangen und ggf. weiterverarbeitet werden können. Eine solche Anordnung eig net sich insbesondere auch zur Feststellung von Stör- oder Alarmzuständen, wobei auf diese Weise bevorzugt eine Mehr zahl von erfindungsgemäßen Urinalsteuerungen überwacht wer den könnte.Alternatively, it is according to a further development according to the invention possible to control the control device with a radio module couple, which then in a suitable manner - preferred wireless - information related to a particular Be drive state of the control device according to the invention sen which could then be from an external one accordingly directional receiving and evaluation unit received and if necessary can be processed further. Such an arrangement is particularly useful for the detection of interference or Alarm states, in this way preferably a more number of urinal controls according to the invention who monitored that could.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh rungsbeispielen anhand der Zeichnung. Diese zeigt inFurther advantages, features and details of the invention result from the following description of exec Examples based on the drawing. This shows in

Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht der er findungsgemäßen Steuereinrichtung für ein Urinal im eingebauten Zustand gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungs form und Fig. 1 is a sectional side view of the inventive control device for a urinal in the installed state according to a first preferred embodiment and

Fig. 2 ein Blockschaltbild mit wesentlichen Komponenten der erfindungsgemäßen Steu ereinrichtung. Fig. 2 is a block diagram with essential components of the control ereinrichtung invention.

Ein Urinalbecken 10 ist in bekannter Weise - angedeutet durch eine Befestigungsschraube 12 - hängend an einer Wand 14 befestigt.A urinal basin 10 is attached in a known manner - indicated by a fastening screw 12 - hanging on a wall 14 .

Wie aus der geschnittenen Seitenansicht gemäß Fig. 1 er kennbar, weist das i. w. aus Keramik oder Kunststoff beste hende Urinalbecken 10 eine über einen Wassereinlaß 16 mit Wasser füllbare Innenschale 18 sowie eine das Urinalbecken front- und bodenseitig begrenzende Außenschale 20 auf, wo bei die Innenschale 18 und die Außenschale 20 einen - zur Wand 14 offenen - Hohlraum 22 begrenzen.As can be seen from the sectional side view according to FIG. 1, the best existing urinal basin 10 made of ceramic or plastic has an inner shell 18 which can be filled with water via a water inlet 16 and an outer shell 20 which delimits the urinal basin on the front and bottom, where the inner shell 18 and the outer shell 20 define a cavity 22 which is open to the wall 14 .

Während bodenseitig die Innenschale 18 mit einem sich rück wärtig durch die Wand 14 erstreckenden Wasserablauf bzw. Ablaufrohr 24 verbunden ist, wird der eine abwärts auf eine Rückwand 19 der Innenschale 18 gerichtete Düse bzw. Aus trittsöffnung aufweisende Wassereinlaß 16 über einen Was serzulauf 26 mit (Frisch-)Wasser versorgt. While the bottom of the inner shell 18 is connected with a rearward extending through the wall 14 water drain or drain pipe 24 , the downward directed towards a rear wall 19 of the inner shell 18 nozzle or from outlet opening having water inlet 16 via a water inlet 26 with ( Fresh) water supplied.

Der Wasserzulauf 26 ist mit dem Wassereinlaß 16 über ein Spülventil 28 verbunden, das die Wasserzufuhr unterbricht und im dargestellten Ausführungsbeispiel elektromagnetisch betrieben ausgebildet ist, so daß mittels eines elektri schen Steuerimpulses die Wasserzufuhr ein- bzw. ausschalt bar ist. Besonders geeignet ist das Spülventil 28 vom sog. "bistabilen Typ", d. h. eine Stromaufnahme des Ventils fin det nur während der Schalt- bzw. Umschaltvorgänge statt, und die stationären Betriebszustände "Durchlauf" bzw. "Sperren" sind jeweils stromlos.The water inlet 26 is connected to the water inlet 16 via a flush valve 28 which interrupts the water supply and is designed to be electromagnetically operated in the illustrated embodiment, so that the water supply can be switched on and off by means of an electrical control pulse. The flushing valve 28 of the so-called "bistable type" is particularly suitable, ie a current consumption of the valve takes place only during the switching or switching operations, and the stationary operating states "pass" or "lock" are in each case de-energized.

Zusätzlich ist ein Abflußventil 30 im Verlauf des Ablauf rohres 24 vorgesehen, das ebenfalls mittels elektrischer Signale betätigbar ist und bei geeigneter Ansteuerung den Ablauf sperrt bzw. freigibt.In addition, a drain valve 30 is provided in the course of the drain pipe 24 , which can also be actuated by means of electrical signals and blocks or releases the drain with suitable control.

Eine Sensoreinheit 32 ist im Hohlraum 22 hinter der Rück wand 19 so befestigt, daß eine - als Schlitz- bzw. Mi krostreifenleitungsantenne ausgebildete, flache und mit der Sensoreinheit 32 einen geschlossenen Körper bildende - An tenneneinheit 34 der rückwärtigen (hohlraumseitigen) Seite der Rückwand 19 gegenübersteht und mit ihrem obersten Ende einen (mit dem Bezugszeichen 36 angedeuteten) maximalen Wasserstand in der Innenschale 18 festlegt.A sensor unit 32 is mounted in the cavity 22 behind the rear wall 19 so that a - formed as a slot or Mi kroststreifenleitungsantenne, flat and with the sensor unit 32 forming a closed body - At tenneneinheit 34 of the rear (cavity side) side of the rear wall 19th faces and defines with its uppermost end a (indicated by reference numeral 36 ) maximum water level in the inner shell 18 .

Über ein Verbindungskabel 38 ist die Sensoreinheit mit dem elektromagnetischen Spülventil 28 verbunden, und über ein Verbindungskabel 40 wird eine elektrische Verbindung zwi schen der Sensoreinheit 32 und dem Ablußventil 30 herge stellt.Via a connecting cable 38 , the sensor unit is connected to the electromagnetic flushing valve 28 , and via a connecting cable 40 , an electrical connection between the sensor unit 32 and the drain valve 30 is established.

Eine Verstellschiene 42 zeigt schematisch die Höhenver stellbarkeit der Sensoreinheit 32 (mit der daran vorgesehe nen Antenneneinheit 34). An adjustment rail 42 schematically shows the height adjustability of the sensor unit 32 (with the antenna unit 34 provided thereon).

Elektrische Versorgungsleitungen für das Spülventil 28, das Abflußventil 30 bzw. die Sensoreinheit 32 sind im darge stellten Ausführungsbeispiel nicht gezeigt und sind - je nach Anwendungsfall - geeignet vorzusehen. Durch Auswahl von Elektromagnetventilen mit niedrigem Stromverbrauch ist die Steuereinrichtung gemäß dem dargestellten Ausführungs beispiel allerdings auch durch - in den jeweiligen Einhei ten ggf. enthaltene - Batterien betreibbar, oder eine im Wasserzulauf sitzende (nicht gezeigte) Turbine könnte hin durchfließendes Wasser zur Stromerzeugung und -versorgung der Sensoreinrichtung und der Ventile nutzen.Electrical supply lines for the flushing valve 28 , the drain valve 30 and the sensor unit 32 are not shown in the exemplary embodiment shown and are - depending on the application - to be provided appropriately. By selecting solenoid valves with low power consumption, the control device according to the illustrated embodiment, for example, can also be operated by batteries which may be present in the respective units, or a turbine (not shown) sitting in the water inlet could flow water through to generate and supply electricity use the sensor device and the valves.

Das Blockschaltbild gemäß Fig. 2 zeigt die wesentlichen (funktionalen) Komponenten der erfindungsgemäßen Steuerein richtung, wobei die gestrichelte Linie die in der Sen soreinheit 32 bzw. der Antenneneinheit 34 realisierten Funktionen umschließt.The block diagram of FIG. 2 shows the essential (functional) elements of the invention Steuerein direction, wherein the dashed line represents the soreinheit 32 and encloses the antenna unit 34 functions implemented in the Sen.

Die Antenne 34 ist mit einer Hochfrequenzeinheit 44 verbun den, die zum Erzeugen durch die Antenne 34 abgestrahlter Sendesignale bzw. zum Verarbeiten durch die Antenne 34 emp fangener Reflektions- bzw. Empfangssignale eingerichtet ist. Die Hochfrequenzeinheit 44 im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel erzeugt auf der Basis der Empfangssignale ein zwei-kanaliges Bewegungsrichtungssignal, wobei der Signal verlauf eines ersten Kanals einer Bewegung eines Objektes in Richtung auf die Sensoreinheit 32 bzw. die Antennenein heit 34 hin entspricht (in Richtung des Pfeiles A in Fig. 1), und das Signal auf dem zweiten Kanal eine entgegenge setzte Bewegungsrichtung (entlang des Pfeiles B) repräsen tiert.The antenna 34 is connected to a high-frequency unit 44 which is set up to generate transmitted signals emitted by the antenna 34 or to process received or received signals received by the antenna 34 . The high-frequency unit 44 in the exemplary embodiment shown generates a two-channel movement direction signal on the basis of the received signals, the signal course of a first channel corresponding to a movement of an object in the direction of the sensor unit 32 or the antenna unit 34 (in the direction of arrow A in Fig. 1), and the signal on the second channel represents an opposite direction of movement (along arrow B).

Das zwei-kanalige Bewegungssignal wird von einer Auswert- und Steuereinheit 46 empfangen und in geeignete Steuersi gnale für das Spülventil 28 bzw. das Abflußventil 30 umge setzt, und zusätzlich wird durch die Auswert- und Steuer einheit 46 ein - externer und in der Fig. 1 nicht näher gezeigter - Signal- bzw. Alarmgeber 48 angesteuert. The two-channel motion signal is received by an evaluation and control unit 46 and converted into suitable control signals for the flushing valve 28 or the drain valve 30 , and in addition, the evaluation and control unit 46 is an - external and in the Fig. 1 not shown - signal or alarm transmitter 48 controlled.

Die Sensoreinheit 32 im dargestellten Ausführungsbeispiel erzeugt Hochfrequenz- bzw. Mikrowellensignale einer Fre quenz höher etwa 1 GHz, und bevorzugt in den Bereichen zwischen etwa 2,4 und 2,48 GHz sowie zwischen etwa 5,7 und 5,9 GHz. In diesen Frequenzbereichen verfügen die hochfre quenten Wellen über besonders günstige Eigenschaften im Hinblick auf eine Durchdringung der Keramikwände des erfin dungsgemäßen Urinals; zusätzlich ist in diesen Frequenzbe reichen mit niedrigen Hochfrequenz-Sendeleistungen eine be friedigende Sensorreichweite erzielbar.The sensor unit 32 in the illustrated embodiment generates high-frequency or microwave signals with a frequency higher than approximately 1 GHz, and preferably in the ranges between approximately 2.4 and 2.48 GHz and between approximately 5.7 and 5.9 GHz. In these frequency ranges, the high-frequency waves have particularly favorable properties with regard to penetration of the ceramic walls of the urinal according to the invention; In addition, a satisfactory sensor range can be achieved in these frequency ranges with low high-frequency transmission powers.

Der Mikrowellensensor nach dem beschriebenen Ausführungs beispiel ist ein auf Impulsbasis arbeitender (Breitband-) Radarsensor, welcher mittels vorgegebener (einem Erken nungsabstand entsprechender) Zeittore eine Vielzahl von re flektierenden Impulsen erfaßt und aus deren Empfangshäufig keit auf eine Bewegung eines Objektes rückschließt. Auf diese Weise ist nicht nur eine exakte Reichweiteneinstel lung (durch Wahl der Laufzeit bzw. des Zeittores) möglich, sondern auch eine mögliche gegenseitige Beeinflussung von Sensoren benachbarter Urinale wird durch dieses Prinzip praktisch ausgeschaltet: Durch ein sehr kleines Verhältnis von Impulsdauer zu Impulsperiode ist die Wahrscheinlichkeit des (Tor-gesteuerten) Empfangs durch einen benachbarten Sensor minimal. The microwave sensor according to the described embodiment example is a pulse-based (broadband) Radar sensor, which by means of predetermined (an Erken distance of corresponding) time gates a variety of right reflecting impulses and frequently from their reception is based on the movement of an object. On this is not just an exact range setting possible (by choosing the duration or the time gate), but also a possible mutual influence of This principle makes sensors of neighboring urinals practically switched off: by a very small ratio from pulse duration to pulse period is the probability of (gate-controlled) reception by an adjacent one Sensor minimal.

Die Signalverarbeitung findet dann in der Auswert- und Steuereinheit 46 entsprechend vorgegebener Abläufe bzw. Muster auf der Basis der Bewegungsinformation durch die Hochfrequenzeinheit 44 statt, wobei typische Ablaufparame ter - etwa Dauer einer Betätigung des Spülventils 28 zum Spülen; Spülbeginn, nachdem ein Benutzer sich entfernt hat usw. - geeignet in einer Speichereinrichtung innerhalb der Auswert- und Steuereinheit 46 vorbestimmt und gespeichert sind und ggf. durch Einstellung und/oder Programmierung veränderbar sind.The signal processing then takes place in the evaluation and control unit 46 in accordance with predetermined sequences or patterns on the basis of the movement information by the high-frequency unit 44 , typical sequence parameters - approximately the duration of an actuation of the flush valve 28 for flushing; Start of rinsing after a user has left, etc. - are suitably predetermined and stored in a memory device within the evaluation and control unit 46 and can be changed, if necessary, by setting and / or programming.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann ein auf Im pulsbasis arbeitender Breitband-Radarsensor auch eine Mehr zahl von diskret erfaß- und auswertbaren Entfernungszonen aufweisen, wobei in diesem Fall eine Auswertung der ver schiedenen Zonensignale und deren zeitliche Abfolge eine konkrete Bewegungsrichtung eines Benutzers - entsprechend dem beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und Fig. 2 ge zeigten, bewegungsrichtungsabhängigen Zweikanaldoppler - ermöglicht.According to an alternative embodiment, a pulse-based broadband radar sensor can also have a plurality of discretely detectable and evaluable distance zones, in which case an evaluation of the different zone signals and their time sequence show a specific direction of movement of a user - corresponding to that in the exemplary embodiment ., according to Figures 1 and 2 ge showed movement-direction-dependent dual channel Doppler - allows.

Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird als Antenne 34 eine Anordnung eingesetzt, die in sich flach ist und die Montage zusammen mit der (übrigen) Sensoreinheit 32 in einem flachen Gehäuse gestattet, das problemlos hinter der Rückwand eines Urinalbeckens im Hohlraum befestigbar ist und sich - zu Nachrüstungszwecken - auch für derzeit handelsübliche, gängige Urinalbecken eignet. Vorteilhaft macht eine solche Befestigung das Vorsehen von Durch brüchen, Bohrungen od. dgl. in der Wand überflüssig, so daß eine Nachrüstung zerstörungsfrei und schnell - auch durch ungeübtes Personal - erfolgen kann.According to the exemplary embodiment shown, an arrangement is used as the antenna 34 , which is flat in itself and allows assembly together with the (remaining) sensor unit 32 in a flat housing which can be easily attached behind the rear wall of a urinal basin in the cavity and which can be used for retrofitting purposes - Also suitable for current, common urinal basins. Advantageously, such attachment makes the provision of openings, holes or the like in the wall superfluous, so that retrofitting can be carried out quickly and without destruction, even by inexperienced personnel.

Idealerweise wird die Antenneneinheit 34 mit auf einer Pla tine durch Ätzen od. dgl. gebildete Mikrostreifenleitungen bzw. Schlitze realisiert, die neben einer für den Anwen dungszweck günstigen Richtcharakteristik auch eine ein fache, großserientaugliche Fertigung ermöglichen.Ideally, the antenna unit 34 is realized with microstrip lines or slots formed on a board by etching or the like, which, in addition to a directional characteristic that is favorable for the application, also enable simple, large-scale production.

Wie in der Fig. 1 mittels der durch die gestrichelte Linie 50 angedeuteten Antennencharakteristik gezeigt, beschreibt diese eine Strahlungskeule einer 3dB-Breite von etwa 90° in der Vertikalen und etwa 70° in der Horizontalen. Durch die günstigen Durchdringungseigenschaften der benutzten Mikro wellen findet durch die keramische Innen- bzw. Außenschale 18, 20 praktisch keine relevante Dämpfung des Sensorsignals statt, solange im Urinalbecken keine dickere Wasserschicht steht. Durch geeignete Antennendimensionierung bzw. Aus gangsleistung des Sendeteils (in der Hochfrequenzeinheit 44) ist die maximale Reichweite der Sensoreinheit auf einen Erfassungsbereich von ca. 1 Meter eingestellt, so daß eine Bewegung innerhalb dieses Bereiches ein Sensorsignal er zeugt. As shown in FIG. 1 by means of the antenna characteristic indicated by the dashed line 50 , this describes a radiation lobe with a 3dB width of approximately 90 ° in the vertical and approximately 70 ° in the horizontal. Due to the favorable penetration properties of the micro waves used, there is practically no relevant attenuation of the sensor signal by the ceramic inner or outer shell 18 , 20 , as long as there is no thicker water layer in the urinal basin. By suitable antenna dimensioning or output power of the transmitting part (in the high-frequency unit 44 ), the maximum range of the sensor unit is set to a detection range of approximately 1 meter, so that movement within this range generates a sensor signal.

Die in der Fig. 1 dargestellte Anordnung der Sensoreinheit 32 unterhalb der maximalen Füllstandslinie 36 erlaubt zu sätzlich auf besonders vorteilhafte Weise die Ausnutzung einer wesentlichen Eigenschaft der zur Bewegungserkennung eingesetzten Mikrowellen: Während das von der Antenne 32 abgestrahlte Hochfrequenzsignal annähernd verlustlos das Keramik-(alternativ: Plastik-)material der Innenschale 18 durchdringt, findet aufgrund der hohen Dielektrizitätskon stante (ε = 83) von Wasser eine starke Beugung der Mikro wellen beim Durchgang durch eine Wasserschicht statt (der Absorptionskoeffizient im Bereich der zur Verfügung stehen den Frequenzen bewegt sich von etwa 0,1/cm bis etwa 20/cm). Dies hat zur Folge, daß bei einem Wasserstand an der ober sten Füllhöhe 36 die von der Sensoreinheit 32 bzw. der An tenne 34 ausgesendeten Mikrowellen so stark gedämpft wer den, daß eine signifikante (und erfaß- bzw. auswertbare) Reflektion an einem sich vor dem Urinal bewegenden Körper nicht mehr stattfindet.The arrangement of the sensor unit 32 below the maximum fill line 36 shown in FIG. 1 additionally allows, in a particularly advantageous manner, the use of an essential property of the microwaves used for motion detection: while the high-frequency signal emitted by the antenna 32 is almost without loss the ceramic (alternatively: Plastic) penetrates the inner shell 18 , due to the high Dielectric constant (ε = 83) of water, there is a strong diffraction of the microwaves when passing through a water layer (the absorption coefficient in the range of the available frequencies moves from about 0 , 1 / cm to about 20 / cm). This has the consequence that at a water level at the uppermost fill level 36, the microwaves emitted by the sensor unit 32 or the antenna 34 are so strongly attenuated that a significant (and detectable or evaluable) reflection in front of itself the body moving the urinal no longer takes place.

Dieser Effekt wird nun erfindungsgemäß von der vorliegenden Steuereinrichtung so ausgenutzt, daß das Erfassen eines Füllstandes bis zur Linie 36 eine Wasserzufuhr durch den Wassereinlaß 16 mittels des Spülventils 28 vollständig blockiert; es wird also ausgeschlossen, daß bei einem - durch entsprechende Höhenpositionierung der Sensoreinheit 32 vorwählbaren - maximalen Wasserstand 36 noch zusätzlich Spülwasser eingelassen wird, so daß ein (auch mißbräuchli ches) Überlaufen des Urinals zuverlässig verhindert werden kann.This effect is now exploited according to the invention by the present control device so that the detection of a fill level up to line 36 completely blocks a water supply through the water inlet 16 by means of the flush valve 28 ; it is therefore excluded that with a - by appropriate height positioning of the sensor unit 32 preselectable - maximum water level 36 additionally flush water is let in, so that an (also abusive) overflow of the urinal can be reliably prevented.

Vielmehr sorgt ein solcher durch den Sensor 32 erkannter Betriebszustand für ein geöffnetes Abflußventil 30, das - falls keine Verstopfung vorliegt - das Entleeren der In nenschale 18 ermöglicht. Rather, such an operating state recognized by the sensor 32 ensures an open drain valve 30 which, if there is no blockage, enables the inner shell 18 to be emptied.

Wie Versuchsmessungen ergeben haben, kann durch geeignete Positionierung des Sensors unterhalb einer maximalen Was serlinie sowie entsprechende Auswertung des Füllsignals zu verlässig verhindert werden, daß bei gefülltem Becken zu sätzliches Spülwasser fließt; anderseits wird bei wieder gesunkenem Wasserstand sofort die volle Funktionsfähigkeit des Sensors (d. h. Reaktion auf die Bewegung einer Person) herbeigeführt.As experimental measurements have shown, suitable measurements can be taken Positioning the sensor below a maximum What serlinie and corresponding evaluation of the filling signal can be reliably prevented that when the pool is full additional rinse water flows; on the other hand, at again decreased water level immediately the full functionality of the sensor (i.e. response to a person's movement) brought about.

Messungen haben ferner ergeben, daß eine aktive Benutzung des Urinals durch eine Person - also Erzeugen eines Flüs sigkeitsfilms entlang der Rückwand 19 bzw. dem Bereich der Innenschale vor der Sensoreinheit 32 - aufgrund der beson deren Reflektionseigenschaften dieses Films zu einem cha rakteristischen Sensorsignal führt. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann daher die erfindungsgemäße Steuereinheit so weitergebildet werden, daß durch Erfassung bzw. Auswertung dieses Benutzungssignals auf die Urinmenge und entsprechend auf eine zum Spülen erforderliche Wasser menge rückgeschlossen werden kann. Diese Wassermenge wird dann beispielsweise durch Steuern der Öffnungszeit des Spülventils 28 eingestellt.Measurements have also shown that active use of the urinal by a person - that is, generating a liquid film along the rear wall 19 or the area of the inner shell in front of the sensor unit 32 - leads to a characteristic sensor signal owing to the special reflection properties of this film. According to a preferred development of the invention, the control unit according to the invention can therefore be further developed such that the amount of urine and, accordingly, a quantity of water required for flushing can be deduced by detecting or evaluating this use signal. This amount of water is then set, for example, by controlling the opening time of the purge valve 28 .

Eine ordnungsgemäße Funktion der erfindungsgemäßen Urinal steuerung ist auch ohne gesondertes Abflußventil 30 mög lich; in einem solchen Fall würde sich das Urinal stets selbst entleeren.A proper function of the urinal control according to the invention is possible without a separate drain valve 30 ; in such a case, the urinal would always empty itself.

Ein wesentlich erfindungsgemäßer Lösungsgedanke - das gleichzeitige Nutzen eines Radarsensors zur (versteckten, d. h. vor Beschädigung geschützten) Bewegungs- und Anwesen heitserkennung sowie zur Füllstandserkennung (bzw. als Überlaufschutz) - ist in entsprechender Weise auf andere sanitäre Einrichtungen, beispielsweise Waschbecken, Bade wannen oder Toiletten übertragbar. Durch den kompakten - und bevorzugt feuchtigkeitsdicht eingegossenen - Zustand der Sensor- und Antenneneinheit 32, 34 erscheint zudem der unmittelbare Einsatz der dargestellten Einheit in den angeführten weiteren sanitären Einrichtungen problemlos denk bar; lediglich die Steuervorgänge bzw. die zu steuernden Organe bzw. Ventile müßten dann in entsprechender Weise an gepaßt bzw. geändert werden.A substantially inventive solution idea - the simultaneous use of a radar sensor for (hidden, ie protected from damage) movement and presence detection as well as for level detection (or as overflow protection) - is in a corresponding manner to other sanitary facilities, such as sinks, baths or toilets transferable. Due to the compact - and preferably moisture-proof cast - state of the sensor and antenna unit 32 , 34 , the direct use of the unit shown in the other sanitary facilities listed appears to be problem-free; only the control processes or the organs or valves to be controlled would then have to be adapted or changed in a corresponding manner.

Auch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die im darge stellten Beispiel beschriebenen Schlitz- oder Streifenlei tungsantennen beschränkt; vielmehr ist problemlos der Ein satz beliebiger Antennenstrukturen - auch einfacher Draht antennen, beispielsweise entlang des Beckenrandes - mög lich, wobei die Antenne entsprechend der gewünschten Richt charakteristik bzw. des vorgesehenen Erfassungsbereiches auszuwählen und anzupassen ist.Also, the present invention is not limited to that in Darge provided example described slot or strip line limited antennas; rather, the one is no problem set of any antenna structures - also simple wire antennas, for example along the edge of the pool - possible Lich, with the antenna according to the desired direction characteristic or the intended detection range is to be selected and adjusted.

Im Gebrauch tritt ein Benutzer an das Urinalbecken 10 heran (Bewegungsrichtung gemäß Pfeil A in Fig. 1) und gerät in den Erfassungsbereich der Sensoreinheit 32. Die Gegenwart des Benutzers wird durch Auswertung eines entsprechenden Bewegungssignals auf dem ersten Kanal der Hochfrequenzein heit erfaßt.In use, a user approaches the urinal basin 10 (direction of movement according to arrow A in FIG. 1) and gets into the detection area of the sensor unit 32 . The presence of the user is detected by evaluating a corresponding movement signal on the first channel of the radio frequency unit.

Durch Erfassen des reflektierten Sensorsignals als Reaktion auf eine Benetzung der Rückwand 19 mit Flüssigkeit wird be vorzugt zusätzlich Dauer und Umfang der Benutzung des Uri nals erfaßt.By detecting the reflected sensor signal in response to a wetting of the rear wall 19 with liquid, the duration and extent of use of the urinal is preferably also detected.

Der Benutzer entfernt sich dann in Richtung des Pfeils B von dem Urinalbecken, dieser Vorgang wird durch Auswerten eines entsprechenden Bewegungssignals auf dem zweiten Kanal der Hochfrequenzeinheit erfaßt, und eine vorbestimmte Zeit nach dem Entfernen betätigt die Auswert- und Steuereinheit 46 das Spülventil 28 zum Spülen des Urinals. Bevorzugt wird dabei die Spülmenge (bzw. die Spüldauer des Spülventils 28) in Abhängigkeit von einer festgestellten, durch den Benut zer abgegebenen Urinmenge gesteuert. The user then moves away from the urinal basin in the direction of arrow B, this process is detected by evaluating a corresponding movement signal on the second channel of the high-frequency unit, and a predetermined time after the removal, the evaluation and control unit 46 actuates the flush valve 28 to flush the urinal. The flush volume (or the flush duration of the flush valve 28 ) is preferably controlled as a function of a determined amount of urine dispensed by the user.

Für den Fall einer Verstopfung des Wasserablaufes 24 und einem entsprechenden Ansteigen des Flüssigkeitspegels in der Innenschale 18 erkennt der Sensor aufgrund der empfan genen Reflektionswerte, daß der Flüssigkeitsstand die maxi male Füllhöhe 36 erreicht hat und deaktiviert daraufhin das Spülventil 28. Ein weiteres Eintreten von Spülwasser in die Innenschale 18 des Urinalbeckens 10 ist dann so lange nicht möglich, bis der Flüssigkeitspegel wieder abgesunken ist und die Sensoreinheit 32 zur Bewegungserkennung wieder freiliegt.In the event of a blockage in the water outlet 24 and a corresponding rise in the liquid level in the inner shell 18 , the sensor recognizes on the basis of the reflection values received that the liquid level has reached the maximum fill level 36 and then deactivates the flushing valve 28 . A further entry of rinse water into the inner shell 18 of the urinal basin 10 is then not possible until the liquid level has dropped again and the sensor unit 32 for motion detection is exposed again.

Claims

1. Control device for a urinal or the like. Sanitary device, with a for activating a rinse water inlet in a urinal basin ( 10 ) electrically controllable valve ( 28 ) and with the valve ( 28 ) connected sensor unit ( 32 ) for contactless control of the valve ( 28 ) in response to a movement of a user at the front and relative to the urinal basin ( 10 ), the sensor unit ( 32 ) being designed to detect a movement on the basis of microwave signals penetrating a shell ( 18 ) of the urinal basin ( 10 ) is and so at a rear region of the urinal basin ( 10 ) is hen that a detection area of the sensor unit ( 32 ) through the shell ( 18 ) of the urinal basin ( 10 ) is directed towards the user, characterized in that the sensor unit as is realized on the basis of impulses working radar sensor, which uses a given time gate corresponding to a detection distance ahl of re reflected pulses and from their reception frequency back to the movement of the user.

2. Control device according to claim 1, characterized in that the sensor unit ( 32 ) so adjustable behind the shell ( 18 ) in the vertical direction BEFE Stigbar that a maximum liquid filling level ( 36 ) in the shell ( 18 ) with a vertika len assembly position of the sensor unit ( 32 ) is aligned and the sensor unit ( 32 ) has a detection device ( 46 ) which for detecting a level of filling in the shell ( 18 ) at the level of the maximum filling level ( 36 ) and for deactivating the valve ( 28 ) is formed in response to this.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized records that the sensor unit is a device for Predetermine and change the detection area has.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sensor unit ( 32 ) has egg ne antenna ( 34 ) which is realized as a slot antenna, microstrip line antenna or other, with antennae formed on a flat substrate built antenna ,

5. The device according to claim 4, characterized in that the antenna has a directional characteristic with a horizontal opening angle of about 70 ° and one vertical opening angle of about 90 °, each be moved to a 3dB waste.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sensor unit ( 32 ) is accommodated in a flat, dimensioned for mounting behind handelsübli chen urinal basin, which is cast to protect against moisture and pollution.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that a power supply provided for operating the valve ( 28 ) is set up for additional operation of the sensor unit ( 32 ).

8. Device according to one of claims 1 to 7, ge characterized by an additional radio module for wireless transmission of operating status information to an external evaluation unit.