Uitgekookt wassen met multisensor

Zo'n 1,5 uur lang bewerken water, waspoeder, warmte en een ronddraaiende trommel het vuile goed. Daarna neemt de mens het over. Want wie de was uit de machine haalt, gebruikt ogen en neus om vast te stellen of het schoon is. Maar wie zegt dat dat niet al een halfuur eerder het geval was?

Sensoren of voelers in de machine zouden al tijdens het wasproces kunnen bepalen hoe vuil of schoon het goed is. Op grond van die informatie past een computer het wasprogramma of de hoeveelheid waspoeder aan. Het apparaat gaat daardoor zorgzamer om met het milieu.

Elektrotechnicus dr. ir. G. Langereis ontwikkelde zo'n sensor bij het MESA-instituut van de Universiteit Twente. Afgelopen donderdag promoveerde hij op zijn onderzoek. Hij noemde zijn idee een multisensor, want het gaat niet om één sensor maar om een combinatie van sensoren.

Robuust
Het minilaboratorium meet niet meer dan 1 vierkante millimeter. Uiterst dunne platinum draadjes doen al het werk, zij aan zij gerangschikt. Een computer stuurt op een slimme manier stroompjes door de sensor en voert daarmee verschillende metingen uit. De Enschedese elektrotechnicus heeft bewust voor een metaal gekozen. „Het is robuust. Bovendien hoeven we geen nieuwe productiewijze te ontwikkelen. De techniek om met licht strookjes van het metaal weg te etsen, fotolithografie, is bekend van de fabricage van chips. Op die manier kun je makkelijk en goedkoop grote aantallen sensoren maken.”

Met de multisensor is Langereis in staat temperatuur, geleidbaarheid en bleekactiviteit te bepalen. De geleidbaarheid is een maat voor het aantal geladen deeltjes in het wasmiddel en daarmee voor de vervuiling en de hoeveelheid wasmiddel. Een hoge geleidbaarheid betekent dus dat de was of het spoelwater nog niet schoon is. De bleekactiviteit zegt iets over de waskracht van het water. Voor deze metingen bestonden al sensoren. Volgens de promovendus zit het nieuwe van zijn werk in de combinatie van die verschillende voelers tot één multisensor.

Klutsen
Om de mogelijkheden van de sensor uit te breiden, maakte Langereis gebruik van actuatoren, elektronische schakelingen die wel bij de sensor zitten maar niets meten. Ze veranderen de omgeving van de sensor, bijvoorbeeld door opwarming of verandering van de zuurgraad. De manier waarop het waswater daarop reageert, levert nieuwe informatie op.

Langereis: „We kunnen bijvoorbeeld de temperatuur van het water verhogen en intussen de geleidbaarheid meten. Daarvoor moet de trommel even stilstaan. Het water vlak bij de sensor warmt dan in een paar seconden tot zo'n 60 graden Celsius op. 'Kleine' geladen deeltjes, ionen, gaan direct heel snel bewegen, terwijl 'grote' ionen zoals calcium pas langzamerhand actiever worden. De hoeveelheid calcium bepaalt de hardheid van het water. De verandering in de geleidbaarheid zegt iets over de verdeling van de geladen deeltjes in het waswater.”

De opwarmtechniek leent zich ook voor het meten van de stroomsnelheid. De actuator verhit in dat geval het waswater tijdens het draaien van de machine. Het langsstromende water voert de warmte af, waardoor de temperatuur dicht bij de sensor maar weinig toeneemt. Hoe sneller de trommel draait, hoe minder warm het water bij de sensor zal zijn. De temperatuur bij de sensor is op die manier een maat voor het 'klutsen' van de was.

Vier draadjes
Ondanks al deze mogelijkheden steken er maar vier draadjes uit de piepkleine multisensor. Een hele bos aansluitingen is niet nodig. Dat de sensor een 'behandeling' in de wasmachine overleeft, is inmiddels duidelijk. Langereis maakte er een paar vast aan de trommel van zijn eigen machine. „Na een paar wasbeurten zagen ze er nog keurig uit.”

Het duurt nog wel even voordat wasmachines met zo'n minilaboratorium in de winkels staan. Over 5 tot 10 jaar heeft de nieuwe generatie machines een multisensor, schat Langereis. Voorlopig blijft het gebruik ervan beperkt tot de laboratoria, om onderzoek te verrichten aan wasmiddelen en wasprocessen.