UV分析的液体容器的制作方法

本实用新型涉及便携式液体容器的消毒。

背景技术：

根据本发明人，常规便携式液体容器(例如，水瓶)存在的问题包括它们是诸如细菌、病毒、霉菌等的病原体的理想生长场所。减少病原体的一些初步尝试包括使用充气水银灯泡来提供UV光。这些尝试存在的问题包括这种灯泡要求高电压并且能源消耗大；灯泡易碎并且不适合用于高冲击应用(例如，露营等)；灯泡造成相当大的中毒风险等等。

本实用新型的发明人相信需要用于对液体容器(例如，水瓶)消毒的改进的设备和方法。

技术实现要素：

根据本实用新型的一方面，一种便携式液体存储瓶包括：存储部分，所述存储部分被配置为存储液体；以及处理部分，所述处理部分与所述存储部分连接并且被配置为执行对所述液体的分析。在一个系统中，所述处理部分包括：第一光源，所述第一光源被配置为向所述液体提供光源光；光检测器，所述光检测器被配置为响应于向所述液体提供的所述光源光接收透射光(transmitted light)；处理器，所述处理器与所述第一光源和所述光检测器连接，并且被配置为响应于所述透射光确定液体特性；以及通信部分，所述通信部分与所述处理器连接，并且被配置为向远程计算系统提供所述液体特性的指示。

根据一个实施例，所述第一光源包括UV光源，并且其中，所述光检测器包括光电二极管。

根据一个实施例，所述远程计算系统包括计算机、智能设备或远程服务器，并且其中，所述通信部分被配置为使用包括蓝牙、Wi-Fi、802.11、NFC、 以太网或ZigBee的协议。

根据一个实施例，所述处理部分包括：被配置为在持续时间内向所述液体提供UV光以对所述液体消毒的第二光源，其中，所述处理器与所述第二光源连接并且被配置为响应于所述液体特性指定所述持续时间。

根据一个实施例，所述通信部分被配置为提供所述液体被消毒的指示。

根据一个实施例，所述处理部分设置在所述存储部分下方，并且其中，所述液体包括水。

根据一个实施例，所述处理器还被配置为响应于所述透射光确定所述液体中的杂质、污染物或病原体。

根据一个实施例，所述杂质、所述污染物或所述病原体包括细菌、病毒、霉菌、生物膜、硝酸盐、TOC、DOC、COD、BOD、AOC和BTX中的至少一种。

根据本实用新型的另一方面，一种用于便携式液体存储瓶的方法包括：在所述便携式液体存储瓶的存储部分中接收液体；由光源向所述液体提供光源光；以及响应于向所述液体提供的所述光源光，由光检测器确定透射光。技术包括：响应于所述光源光和所述透射光，由与所述光检测器连接的处理器确定所述液体的浊度；以及由与所述处理器连接的通信部分向远程计算系统发送所述液体的浊度的指示。

根据本实用新型的又一方面，描述了一种便携式液体存储瓶，所述便携式液体存储瓶包括被配置为存储液体的存储部分。设备可以包括处理部分，所述处理部分与所述存储部分连接，其中，所述处理部分包括：第一UV LED光源，所述第一UV LED光源被配置为在照射持续时间内向所述液体提供UV光以对所述液体消毒；处理器，所述处理器与所述第一光源连接并且被配置为确定所述照射持续时间；以及通信部分，所述通信部分与所述处理器连接并且被配置为向远程设备提供所述液体被消毒的指示。可以使用被配置为当向所述液体提供所述UV光时在视觉上指示的视觉指示器。

根据本发明的另一个实施例，所述UV光包括UV-C光。

根据本发明的另一个实施例，所述视觉指示器包括被配置为响应于UV光发荧光的材料。

根据本发明的另一个实施例，所述远程设备包括远程计算机或智能设备； 并且所述通信部分被配置为使用包括蓝牙、Wi-Fi、802.11、NFC、以太网或ZigBee的协议。

根据本发明的另一个实施例，所述处理部分包括：光学透明度部分，所述光学透明度部分与所述处理器连接并且被配置为提供所述液体的透明度的指示，并且所述处理器与所述光学透明度部分连接并且被配置为响应于所述液体的透明度的指示确定所述照射持续时间。

根据本发明的另一个实施例，所述便携式液体存储瓶还包括GPS单元，并且所述通信部分被配置为向所述远程设备提供GPS数据。

根据本发明的另一个实施例，所述存储部分包括UV反应性膜，所述UV反应性膜被配置为响应于所述UV光在所述液体中产生活性氧。

根据本发明的另一个实施例，所述处理部分设置在所述存储部分下方或上方。

根据本实用新型的又另一方面，公开了一种用于便携式液体存储瓶的方法，所述方法包括：在所述便携式液体存储瓶的存储部分中接收液体；由第一光源在照射持续时间内向所述液体提供UV LED光以对所述液体消毒；以及当向所述液体提供所述UV光时，由所述便携式液体存储瓶上的视觉指示装置输出视觉指示。方法包括：由与所述第一光源连接的处理器确定所述照射持续时间；并且由与所述处理器连接的通信部分向远程设备发送所述液体被消毒的指示。

附图说明

为了更全面地理解本实用新型，参照并不认为限制本实用新型的范围的附图，通过使用附图以额外的细节描述本实用新型的目前描述的实施例和目前理解的最佳实施方式，其中：

图1图示了本实用新型的实施例的示意图；

图2A至2B图示了本实用新型的实施例的另一个示意图；

图3图示了本实用新型的实施例的方框图；并且

图4图示了在不同的紫外光波长下各种类型的水的紫外光透光率。

具体实施方式

图1图示了本实用新型的实施例的实例，并且图4图示了在不同的紫外光波长下各种类型的水的紫外光透光率。在图1所示的实例中，图示了一种便携式液体容器(例如，水瓶)110。水瓶110包括具有开口130的外壳以及内部防水壳140。外壳可以是金属或金属合金、玻璃、塑料、半透明材料或其他UV阻挡材料。材料还可以反射防水壳140内的UV光。在一些实施例中，开口130可以包括用于进入的水的过滤器。在各种实例中，内壳140可以包括催化剂涂层，如TiO₂等。内壳140还可以包括UV荧光材料区域150、UV透射区域160(例如，石英或蓝宝石窗口)和光检测器170。在各种实施例中，电子设备设置在水瓶110的底部230中。可以设置各种部件，例如处理器240、电源供应器250、有线或无线通信接口260、LED驱动器270和一个或多个UV-LED 280。在各种实施例中，UV-LED 280可以包括UV-C、UV-A和/或UV-B LED等。

在各种实施例中，如图所示，响应于UV光照180，UV荧光材料150提供用户可见的可见光190。在一些实施例中，材料150可以是徽标、图案、特殊设计等的形状。该设计在存在UV光照180时将发光。另外，响应于UV光照200，内壳140上的催化剂在液体(例如，水)220内产生活性氧210。在一些实施例中，如图所示，UV或白光光照290穿过液体220，并且撞击光检测器(光电二极管或光谱仪)170。光的强度可以指示液体220的透明度或浊度。在一些实施例中，可以测量各种类型的光学性质，例如光传输性、光吸收性、光反射性和光学荧光性等。根据检测的光的强度(例如，透明度)，可以修改UV消毒过程的持续时间(例如，增大或减小)；可以修改UV LED的强度；可以中止UV消毒过程等等。

图2A至2B图示了本实用新型的另一个实施例。在实例中，水瓶300包括液体存储部分310以及设置在部分310上方的电子器件部分320。在一个实施例中，存储部分310可以存储0.5L至1L的水，然而在其他实施例中预想到其他尺寸。如结合图1所述，UV LED光源和控制电子器件可以设置在电子器件部分320内。类似于上述实施例，电子器件部分320可以是防水的。UVLED光源提供在UV-C频带中的UV光，并且可以提供足够的功率以对存储部分310内的液体在不到1分钟内以99％的消毒率消毒。内部电源供应器可以从外部电源或经由太阳能电池330再充电，并且可以在充电之间持续超过1 周时间。在各种实施例中，徽标320是UV反应性的，并且当正在对液体消毒时可以发出在可见光范围内的荧光。

在图2A至图2B所示的实施例中，UV或可见光反射表面340可以设置在液体存储部分310的底部。设置在电子器件部分320内的可见光或UV光源(例如，UV-A)370输出光350穿过液体、在反射表面340反射、穿过液体返回(360)并且撞击电子器件部分320内的光检测器380等(都在石英或蓝宝石窗口390后方)。基于光检测器380检测的光的量，可以确定液体的浊度(例如，透明度)，并且/或者可以确定液体类型(例如，牛奶、水、果汁)。在各种实施例中，消毒过程中UV LED光源输出的UV光的强度和/或UV光的持续时间可以响应于液体的浊度变化。例如，对于清澈的水，可以提供1分钟强度为50％的UV光；对于浑浊的水，可以提供1.5分钟强度为80％的UV光；对于清澈的果汁，可以提供2分钟强度为75％的UV光，等等。另外，反射表面340也可以反射来自UV LED光源的消毒UV-C UV光，从而增加消毒过程的UV功效。

在各种实施例中，液体容器可以向用户的智能手机、水质监测服务器(例如，政府、组织)、社交媒体推送等报告水质。在一些实施例中，液体容器可以向用户的智能手机、社交媒体推送等报告液体的消毒(经由UV-LED)。在一些实施例中，本发明人假定当用户对液体消毒时，容器是满的并且所有液体实际上被消耗。因此，可以根据每个消毒周期估计用户消耗的水的量。此数据也可以被传递到用户的智能手机、监测服务器(例如，政府、组织)、社交媒体推送等。

图3示出了如上所述的水瓶400的各种实施例的功能框图，该水瓶包括处理器或控制器510、存储用于处理器510的程序和数据的存储器520(例如，闪存、DRAM、可拆卸存储器等)。程序可以包括不透明度/病原体/污染物测定程序、消毒程序(UV强度和持续时间算法)等。数据可以包括不透明度、病原体、检测的污染物、消毒周期的次数、估计的处理/饮用的液体量等。

在一些实施例中，可以设置单个显示器530以显示状态数据(例如，剩余消毒周期的次数、已执行的消毒周期的次数、电池600电量等)。另外，显示器530可以允许用户选择一个或多个消毒程序(例如，针对水、针对果汁等)。在一些实施例中，可见光LED还可以提供状态数据(例如，红色代表 消毒前，蓝色代表消毒中，绿色代表已消毒的液体等)。

在一些实施例中，UV LED 540可以用于对水消毒，并且一些UV LED可以用于在模块550内分析液体。在各种实施例中，UV模块540包括UV-A LED170和UV-B和/或UV-C LED 210，以对液体和水存储器535的壁照射不同范围的UV光以消灭不同类型的病原体(例如，细菌、病毒、霉菌、生物膜等)。在一些实例中，使用多频率的光以处理液体。例如，214nm范围的UV光用于消灭MS2大肠杆菌噬菌体，265nm范围的UV光用于消灭枯草杆菌等。这些实施例可以直接针对以下描述的水分析模块550在进入的水中确定的病原体。例如，如果模块550中只检测到枯草杆菌，就可以只启动具有约260nm至约270nm的输出范围的UV-LED来攻击枯草杆菌。

模块550可以检测水、污染物、病原体(例如，细菌、病毒、霉菌、生物膜等)和杂质等的光学透明度。例如，210nm至250nm范围内的UV光可以检测亚硝酸盐(NO2)和硝酸盐(NO3)，250nm至380nm范围内的UV光可以检测总有机碳(TOC)、溶解性有机碳(DOC)、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、颜色(色度)、可同化有机碳(AOC)，240nm至300nm范围内的UV光可以检测臭氧，360nm至395nm范围内的UV光可以检测苯、甲苯和二甲苯(BTX)以及浊度(NTU)等等。这些数据可以提供给远程服务器、智能设备等。在各种实施例中，可以设置一个或多个多孔膜560以过滤掉水中悬浮的污染物颗粒。在一些实例中，膜560可以包括用于氯、TOC、DOC、COD等的活性炭过滤器。在一些实施例中，模块550可以通过UV LED 540在过滤(通过多孔膜)前和/或后以及/或者在消毒前和/或后监测水。然后可以上传这些数据。

在一些实施例中，可以包括GPS接收能力580以向远程服务器提供设备500的地理位置。GPS数据、水质数据(过滤或消毒前和/或后)等可以经由模块590发送到用户的智能设备、专用或公共水质服务器、政府组织等。

图3是能实施本实用新型的一个设备400的代表图。本领域的普通技术人员应当容易明白，许多其他的硬件和软件配置适合与本实用新型一起使用。本实用新型的实施例可以包括至少一些，而不需要包括图3所示的所有功能框。另外，应当理解，多个功能框可以实施为单个物理包或装置，并且多个功能框可以拆分并且在单独的物理包或装置中执行。

在其他实施例中，可以方便地进行以上讨论的本实用新型的组合或子组合。例如，一个或多个内部UV波导可以从瓶表面延伸。这些实施例可以增大UV光的扩散。在另一个实施例中，TiO₂材料可以采用TiO₂纳米颗粒、薄膜、微球、粉末等的形式。为了便于理解而组合了结构的方框图和流程图。应当理解，本实用新型的替代性实施例中设想了功能框的组合、新功能框的增加、功能框的重新布置等。因此，说明书和附图被认为是说明性的而非限制性意义。然而，显然在不脱离如权利要求书所阐述的本实用新型的宽广的精神和范围的情况下可以进行各种修改和变化。