专利名称：用于吸湿吸尘器的水分指示器的制作方法
本申请是申请人于2001年8月13日提交的名称为“用于吸湿吸尘器的水分指示器”的第01120694.2号专利申请的分案申请。
本申请是2000年8月25日提交的系列号为09/648,204的申请的继续部分发明领域本发明涉及一种用于真空吸湿吸尘器的水分显示装置。特别是，本发明涉及一种装置，用于当吸湿型地毯吸尘器正从地毯吸取液体时进行检测和/或对回收箱或溶液箱的水分水平进行检测，并且然后显示其状态。
背景技术：
观察消费者在家中使用吸湿型吸尘器的情况，可以看到消费者常常没有完全吸出地毯某些区域或整块地毯中的清洗液。有些消费者忘记吸出地毯某些区域的清洗液。清洗液没有完全吸出会使地毯是湿的或过度潮湿。地毯，下面的衬垫和下面的地面可能因而会被地毯中存留的水损坏。地毯过湿也可能导致地毯发霉和形成霉菌，可能会引起地毯损坏和可能会对健康产生危害。而且，没有完全吸出地毯中的脏污清洗液导致地毯是脏的，相比之下，从地毯中吸出更明智。
在现有技术中，吸湿真空吸尘器和吸湿型地毯吸尘器，需要有水分检测器和显示器装置，在吸尘器吸液体时能检测并通过可听或目视信号向操作者显示其状态。这种装置提醒操作者继续从地毯的潮湿区域吸出液体，直到吸尘器不再吸出任何液体。这样，操作者不太可能没有完全吸出地毯中的液体。确保操作者在最大程度上去除从地毯中脏污的清洗液，并且地毯仅留微潮并会很快晾干。此外，适当使用这种水分检测器和显示器会基本纲领上防止水损坏地毯和霉菌的形成。
另外，干型真空吸尘器设计为仅吸干的污物和碎屑。马达风扇装置产生吸力吸出污物和碎屑，并由某些类型的过滤装置从气流中过滤。马达装置可位于在过滤器装置的上游，通常称为直接气流系统，或位于过滤器装置的下游，通常称为间接气流系统。这两个系统的任何一个暴露给液体都会出现危险。液体会被吸进马达风扇装置可能使马达短路。马达短路最轻会损坏马达元件，并可能会引发电弧或起火。
电子水分检测装置在现有技术中是已知的，例如，美国专利4,374,379公开了一种用于管道的水分检测器,它包括一对平行、隔开的导电体沿着水平延伸管道的较低侧设置。当管道开始渗漏，从管道渗漏的水在管道的较低侧形成水滴。水滴接通导电体间的间隔，并由此启动电路，接通可听或目视警报器。
美国专利4,418,712公开了用于洗衣机的溢流控制系统。所公开的实施方案之一包括位于洗衣机溢流管内的隔开的电极或导体。当溢流管内的水接通电极间的间隙时，电路被启动，接通警报器，和/或打开电路开关，以关闭洗衣机并防止洗衣机溢流。
美国专利4,896,142公开了用于吸湿型地毯吸尘器的水分检测系统，它防止回收箱的溢流。所公开的方案包括两个安装在地毯脱水机的吸管内回收箱和吸力风扇之间的导体。当任何水分、泡沫或水溢出回收箱并进入吸管时，水分接通两个导体间的间隙，并由此启动电路自动切断马达风扇装置的电源，和防止水分进入马达。
为了检测真空吸尘器中流过吸管的灰尘和指示操作者吸尘器正在吸尘，业已知道，在干型真空吸尘器中配有声检测器或振动检测器，如美国专利5,608,944所公开的；或光检测器，如美国专利4,601,082和5,815,884所公开的。这样，提醒操作者继续清洁地毯的给定区域，直到检测器再也检测不到由真空吸尘器吸出任何灰尘。这时，操作者可移到地毯的另一区域，确保在移动到另一区域之前地毯已被彻底清洁。
发明内容
本发明提供一种水分检测和指示装置，用于吸湿真空吸尘器，特别是用于地毯脱水机，当尘器正在吸出液体或正在地毯的潮湿区域上移动时它指示操作者。
本发明的目的是提供一水分检测器，用于吸湿或干型真空吸尘器，特别是用于湿地毯脱水机或深度吸尘器。
本发明进一步的目的是提供一显示器，用于当吸尘器正在地面吸湿或正在地毯潮湿区域上移动时指示吸湿或干型真空吸尘器的操作者。
本发明进一步的目的是提供电子检测器，检测吸湿或干型真空吸尘器吸管内水分的电导，并由此确定液体正在通过吸管。
本发明进一步的目的是提供一光检测器，用于确定水分和/或水何时正在通过吸湿或干型真空吸尘器的吸管。
本发明进一步的目的是提供一声检测器，用于确定水分或水何时正在通过吸湿或干型真空吸尘器的吸管。
本发明进一步的目的是在吸湿型地毯吸尘器中提供一种电子水分检测器，它与地面接触并测量地板导电性，以确定地板何时是所不希望的湿。
本发明进一步的目的是提供一种光检测器，用于确定水分和/或水何时正存于地板内或地板上，以确定地板何时是所不希望的湿。
本发明进一步的目的是将吸湿或干型真空吸尘器中的水分检测器连接到一个电路，该电路启动一可听或目视警报器，优选为灯泡或蜂鸣器，用于指示吸尘器正在从地板吸出液体和正在地毯的潮湿区域上移动。
本发明能实现这些和其它在本领域普通技术人员一旦看到以下描述和附图后是明显的目的，本发明提供吸湿型地毯清洁设备中水分检测系统，当地毯中或其它类型的工作表面的水分浓度达到可接受的低值时指示操作者。
在本发明的一个图示实施方案中，水分检测系统包括水分检测器，它可以是声、热、光或电的类型。来自水分检测器的电子信号输入到适当的警报器启动电路，该电路将地毯或工作面的水分含量状况以光或声转发给真空清洁设备的操作者。
根据本发明，该水分检测检测器或直接测量地毯或地板的水分含量，或通过监视经过该设备吸管吸取的液体的多少间接地电评估地毯的分含量。在本发明的电检测器实施例中，一对间隔开的导体设置成接触吸取的水分流。足够的水分将接通导体间的间隙，并由此启动指示器电路，以指示操作者存在潮湿状态。导体间的断路使指示器电路告诉操作者存在干燥状态。导体的输出信号输给缓冲器和比较器，以切换指示地面中水分含量相对高的第一指示灯和指示水分含量相对低的的第二指示灯之间的电源。
水分显示器能用于测量地面的水分含量并因此控制马达风扇装置。水分显示器电连接于马达风扇装置，从而当吸尘器通过地面较湿的区域时，水分检测器会检测到较大量液体，并且控制电路会增加马达风扇装置的功率，这样增加吸尘器的吸力。当吸尘器从不太湿的地面区域通过时，水分检测器会检测到较少量的液体，并且控制电路会减低马达风扇装置的功率。
另外，水分显示器能被用于干型真空吸尘器，以在地面或吸管内检测到水分时，截断马达风扇装置的电源。当水分检测器检测到干型真空吸尘器里有液体存在时，控制电路通过继电器或其它的半导体装置断开马达风扇装置的电源，这样防止液体接触带电马达的绕组和电枢的潜在危险。
还有，另一个压力或导电型的第二检测器能用于检测回收箱中的液体的多少。
图1是竖式吸湿型地毯清洁设备的示意图，在其吸管内有本发明的水分检测器和显示器；图2是本发明第一实施方案的电检测器的示意图；图3是警报器启动电路的示意框图，它用于连接图2的电检测器；图4是本发明第二实施方案的水分声检测器的示意图；图5是警报器启动电路的示意框图，它用于连接图4的声检测器；图6是竖式吸湿型地毯清洁设备的示意图，按照本发明的另一实施方案配有两个水分检测器和显示器；图7是图6实施方案的电检测器和压力检测器的示意图；图7A是图6所示吸管阀门体的正立体图，它示出图7所示的两个检测器的可选方案和安排；图7B是沿图7A的线7B-7B剖开的剖视图；图8是警报器启动电路的示意框图，它用于连接图7和图7A导电检测器和压力检测器；图9是竖式吸湿型地毯清洁设备的示意图，按照本发明的另一实施方案它配有两个水分检测器和显示器；图10是第二导电检测器的示意图，按照图9的实施方案它被安装在回收箱；图11是警报器启动电路的示意框图，它用于连接图10的两个导电检测器；图12是安装在供应箱的第二导电检测器的示意图；图13是警报器启动电路可选实施方案的示意框图，它用于连接图7和7A的导电检测器和压力检测器；图14是吸力控制阀门的立体图，它安装在吸管的阀门壳体部分，并且为图示之目的，去掉了阀门壳体部分；图15是本发明另一实施方案的吸管的局部剖视图；图16是图15中沿线16-16剖开的剖视图；和图17是图15中沿线17-17剖开的剖视图。
图中相似的号码指的是相似的部件。
具体实施例方式
现参照图1，图1中阴影所示出的是立式地毯脱水机1。典型的立式地毯脱水机包括地板接合部分10和手柄部分12，手柄部分可转动地安装在地板接合部分，以在地板上推动脱水机。地板接合部分10包括清洗液分洒器13、旋转擦洗刷14、吸嘴16和产生吸力的马达风扇装置装置18。供应箱20中的清洗液，通过相应的管子21被输送到清洗液分洒器13，以用于地板。可以设有若干个由擦洗刷马达22驱动的旋转擦洗刷14。清洗液通过擦洗刷14撒洒到地面，并被擦入地面以疏松并带走地毯上的污物。擦洗刷马达22可以是由马达风扇装置18产生的气流驱动的空气涡轮机，或可以是电动马达，它被有效连接到擦洗刷使其旋转。马达风扇装置18通过吸嘴吸入空气，以从地毯上吸出脏污的清洗液。脏污的清洗液流过吸管24并流入回收箱26，吸出的液体在此与空气分离并被收集在回收箱26中。基本上干了的空气，被吸入马达风扇装置18并被排到空气中，如图1的箭头23所示。
上述例子描述了立式地毯脱水机1。这种立式地毯脱水机的进一步细节可在美国专利第5,500,977号和第5,983,442号中找到，这两份公开的专利文献在此结合作为参考。
按照本发明图1所示的第一方式，水分检测器28位于吸嘴16和回收箱26之间的吸管24上。该检测器优选设置于吸管转弯处的上游，这样流过吸管24的气流所包含的水分被推向水分检测器。水分检测器连接于显示器启动电路32，显示器启动电路32又连接到显示器装置34。在一个图示的实施方案中，显示器装置是一对彩色发光二极管36、38。绿灯36亮显示地毯的干燥区域，黄灯38亮显示地毯的潮湿区域，需要进一步吸湿。如果愿意，可用已知的、市场现有的其它类型的显示器装置，如一个或多个音响警报器，替代优选实施方案中的目视显示器。
仍参照图1，当水分以小水滴、泡沫或诸如此类的形式通过吸管24时，水分检测器28就检测到水分。当检测器检测到吸管中的水分时，显示器启动电路32接通黄灯并断开绿灯。由此，显示器告知操作者正在从地毯上吸湿。这样，操作者就知道地毯现在的部分仍是湿的，并继续从这部分吸湿。当脏污的清洗液已从地毯上吸出，达到实际希望的程度时，脱水机实际上吸不到液体，并且检测器28在吸管24中将再也检测不到液体。在该图示的实施方案中，此时，启动电路断开黄灯38并接通绿灯36。由此，显示器34告知操作者地毯现在的部分是干的，并应移到地毯的下一部分。
参考图2所示的本发明的第一实施方案，检测器是导电检测器40。该导电检测器40包括一对安装在吸管24内部表面的导体或电极42和44。流过吸管的水分被推向吸管的内部表面，并接通电极42和44之间的间隙。由于水分的导电性，电流过电极之间；且警报器启动电路(在此也可称为“显示器启动电路”)断开绿灯并接通黄灯。一块普通的长方形安装板46，用于将检测器电极42、44安装在吸管24的内壁。该安装板46包括四个安装孔48、50、52和54，它们穿过该板46并分别设置在靠近板46的各角。孔48、50、52和52的尺寸加工成接受合适的连接件，如安装螺丝(未示出)。在板46的中部进一步提供一对隔开的通孔插座56、58。电极42、44加工成所需尺寸分别与插座56、58紧配合，并且被设置成保持预定间隔，本实施方案的预定间隔约为八分之三(3/8)英寸。检测器电极42、44用导线62、64电连接到印刷电路板60。电路板60用输出导线66、68将控制信号传送到显示器灯36、38。
图3示出一个适当的警报器启动电路，它用于根据本发明上述第一实施方案的导电检测器。参照图3，导电检测器和显示器电路由5伏直流电源70(Vcc)供电。如上述所讨论的，电极42和44在吸管的内部表面上可以相互隔开，正好在吸管转弯处的下游。电极44连接到npn型晶体管74(市场现有的如Q2N3904)的基极72。晶体管74的发射极连接到缓冲器78，以平滑来自晶体管的电压输出。一个施密特(Schmitt)触发比较器80被连接到缓冲器78的输出82。比较器80的输出84输给辅助或显示缓冲器86，并用于提供从绿色显示灯36到黄色显示灯38的电源平滑切换。
当水分接通电极之间的间隙时，晶体管74的基极72产生电流。流入晶体管基极的电流，使电流从晶体管的集电极74流到发射集76，因此，横跨电阻90产生电压。电阻90两端的电压与横跨电极42和44之间间隙的导电性成比例。跨过电极的导电性与接通电极的液体数量成比例，它与流过吸管24的液体的数量成比例。当吸管中水分的数量超过预定水平时，被检测的电阻90两端的电压和到施密特触发比较器80的输出超过相应的预定水平。然后，施密特触发比较器断开绿灯并接通黄灯。
由于穿过电极42、44水分流的湍流，被检测的电压信号在92呈现大幅波动。这种波动能导致水分含量的错误表达。所以，通过缓冲器78，和使用双斜率法由电阻94、96、二极管98和电容100形成的集合，达到平滑电阻90两端的随动电压。当被检测的水分含量超过预定的含量时，施密特触发比较器80接收来自连接点102的输入，并经过显示缓冲器86给出平滑切换，以使黄灯38发光，灯泡36经过电阻104连接到线电压Vcc，和灯泡38通过电阻106被接地。
另一方面，微型计算机可被用于图3的电路，以将电阻90两端的模拟电压值和预先设定的大小进行比较。然后，微处理器的数字输出信号能用来使灯泡36、38交替地发光。这种配置集合在图4和5所包含的另一个声检测器电路中。
仍参照图3，偏压70来自经整流电路110和含电容111和电阻113的调节电路112处理的交流电源电压108。输入电压或来自线路或来自马达抽头。
尽管图1、2和3所示的导电检测器，如上所述被安装于脱水机1内的吸管24，但并不意味着本发明被限制于此。电极42、44可用适合的方式，如安装板，安装在脱水机1的下侧，靠近吸嘴16和被设置成接触到其下的地毯。在这样一个实施方案中，地毯中的水分将接通电极之间的间隙，并使电流过其间。电极之间水分的导电性将被类似于上述的和图3所示电路的电子线路检测到，这样，导致切换发生在不同颜色的指示器灯36、38之间。因而，将导电检测器安装在脱水机的下侧，会提供直接测量脱水机所在地毯区域中的水分含量。
图4示出另一个声水分检测器114，根据本发明第二实施方案用于吸管内。该声检测器包括一个固定在吸管24(见图1)外表面的麦克风116。该麦克风116被固定在吸管24，在吸管转弯处直接的上游，由于在吸管流动气流中的水分在这个位置撞击吸管的内表面。当撞击吸管内表面时，麦克风检测到气流中水分小水滴产生的振动和发出的声音。麦克风和警报器启动电路基本相同于在此作为参考的美国专利5,608,944所公开的用于立式真空吸尘器的污物检测器。当麦克风检测到的音量达到预定的门限值时，警报器启动电路接通指示器灯，指示操作者水正在从地毯吸取。
普通的长方形安装板118，有四个安装孔120，122、124和126，分别位于靠近各角放置。中心通孔插座128按尺寸加工，与空心套130紧配合并以防液体密封方式密封。麦克风116被插入套的开口后侧并位于靠近套130的密闭前壁132。如此设置，保护麦克风116不直接接触流过吸管24的水分。麦克风116通过导线132、135电连接到印刷电路板136。来自电路板136上电路的输出信号通过导线138、140启动灯36、38(图4中没有示出)。
现参考图5，框图所示的电路可被连接到图4的麦克风116。该电路包括交流12伏输入电压141，它由电路142整流和由电路143调节。电路142包括电阻144、电容145和含有二极管146、147、148、149的二极管桥式整流器。电容150、152、158、电阻154和雪崩二极管156组成调整电路143，并用于提供恒定的5伏直流电流电源(Vcc)。交流电源141经电阻160被耦合到微处理器(市场现有的如Z86E02芯片)用于零交叉检测。
继续参考图5，检测电路包括微处理器162(Z86E02)；放大器滤波器部分164；二极管泵部分166；和放大部分168。一个常规音频麦克风116，如零售商Radio Shack Corporation销售的麦克风，如驻极体电容话简，如上所述安装和设置在脱水机回收管24的外表面，靠近九十度转弯处，尽管它可被设置于毗邻气流流动管道内产生湍流冲击表面的任何部分。如此放置，麦克风会检测到流过管道向上到回收箱的液流产生的声压。当麦克风监视的管道表面被湍流的气流和液体撞击时，产生小的电脉冲。在一实施方案中，麦克风响应的频率分析显示二比一的信噪比，在麦克风的输出从12000赫兹到40000赫兹的范围内。
在图示的实施方案中，麦克风116通过在吸管24发生的音频信号产生的电信号，在选定频率段内提供脉冲。这些脉冲被馈送到两级高通滤波器放大电路164。放大器164有一个形成的第一级，它包括运算放大器172(市场现有的如LM324芯片)、电容174和电阻176、178，和一个第二级，它由电容180、电阻182、184，、反馈旁路电容186、和第二放大器188(LM324)组成。在电容及其相关电阻形成第一阻抗(Z1)和每极的其它电阻形成第二阻抗(Z2)时，这部分电路放大其输入信号。因为电容电抗在较高频率接近零，所以仅较高频元件被放大。这些放大器每个的增益一般被给出如Vout/Vin＝Z2/Z1。偏压电阻190在192处的电压Vcc和电路164之间提供。
麦克风116的第二端通过分流电容194和电阻196、198耦合到线电压Vcc。电路164进一步包括电容200和电阻202，其在结点204构成高通滤波器的末级。滤波器/放大器部分164的输出被馈入由二极管206和208、电容210和电阻212组成的二极管泵。二极管泵电路166将音频信号转换成平均直流电压，它随后被电路168放大。
电路168包括一个同相第三运算放大器214(LM324)，一个输入电阻216、和反馈电阻218。运算放大器214放大来自二极管泵电路166的平均直流电压输出，并将该信号输入到微处理器162(Z86C02)。二极管元件220、221、222和224，和电阻225、226、227、228、229、230、231和232和电容233、234和235被加到微处理器162的线路输入，如图5所示。目视显示器发光二极管元件236、238连接到电路电压Vcc和微处理器162之间，如所示二极管236发出绿色光和二极管238发出黄色光。微处理器162对来自放大器214的放大直流电压进行模-数转换，并将数字数据与制造商预定的门限值进行比较。在含量超过预定门限值时，指示地毯潮湿状况，微处理器通过黄色发光二极管238，指示使用者地毯中水分含量高，并应继续吸湿直到含量降到预定门限以下。此时，微处理器162切换回启动绿色发光二极管236，借此，指示使用者地毯足够干。
从所提供的描述中已清楚，本发明的所有目的已被满足。还应清楚，本发明不受在此所述的实施方案的限制。对本领域普通技术人员显而易见的和使用在此提出的技术的其它实施方案属于本发明的范围和实质精神之内。通过举例的方法，没有任何限制本发明的意思，其它类型的检测器可被用于实施本发明。一种近红外(infared)光(或热)检测器可用以检测贴近脱水机的地毯区域发出的近红外辐射。湿地毯发出的近红外辐射水平低于干地毯的发出的辐射水平。所以，通过市场现有的近红外检测器能进行该辐射量的测量，并能产生与近红外辐射水平成比例的模拟电压。然后，模拟电压量被放大，并且通过与上述类似的电子电路，与制造商设定的门限值进行比较。高于制造商设定的门限值的较高的近红外辐射，会显示干的地毯状况，并触发启动绿色发光二极管指示器以指示使用者。低于设定的门限值的较低的近红外辐射会显示湿的地毯状况，并触发启动黄色发光二极管以指示使用者。
本发明的另一实施方案能设计成使用包括发射机/接受机设备的光检测器。该光检测器可包括位于光接受器对面的一个灯泡或其它发光元件。光检测器能被横放在抽管，并测量从地毯吸出的水分或小水滴量。当水分或小水滴在光发射器和光接受器之间流动，接受器接收的光的波长达到门限值时，警报器电路接通黄色指示器灯。被检测的小水滴量低于门限值会使警报器启动电路去接通绿色指示器灯。
还能进行进一步的改动，使用对地毯出现的水分含量起化学反应的检测器。该检测器可位于地毯脱水机1(图1)地板接合部分10的较低表面。水分检测器设置在该位置以便相对地毯摩擦，以检测何时地毯含有不希望的水分含量。然后，来自化学水分检测器的信号被放大，并与预定的门限值进行比较。比较的结果将确定是否存在湿或干的状况。适当的用户可识别警报器或目视显示装置将地面状态传送给设备的使用者。
如前所述，本发明的进一步的可选实施方案是在脱水机1的底部重新部署图2和3所示的导电检测器，以使检测器能直接接触地毯。如图2所示的本发明的第一实施方案，导电水分检测器包括一对接触地毯的间隔开的电极或导体，当地毯中的水分接通间隙，电流能在两电极之间流动。这样，地毯的导电性可由流动在两电极之间的电流量来确定。当电流达到预定的门限值，警报器启动电路接通黄色指示器灯。电流低于预定门限值将接通绿色指示器灯并截止黄灯，借此，发出存在干燥状态的信号。
参照图6、7、7A、7B、8和13所示的本发明的另一实施方案。如图6所示，本实施方案包括另一检测器29和指示装置45，用于检测和指示何时回收箱26满了。第二检测器29位于吸嘴16和回收箱26之间的吸管24上。在本实施方案，检测器29是一压力检测器。如图7所示，压力入口或接管361与安装板346整体制成，一般在中间。吸管363连接在压力入口361和安装在印刷电路板366的压力开关360之间。安装板346可用任何适当的方式，如使用紧固螺丝，安装于吸管24。当安装板346安装于吸管24时，压力入口361与吸管24内部形成流体连通。
在本实施方案中，水分检测器28(图6)为导电检测器340，如图7所示，包括安装在吸管24(图6)的内部表面的一对电极342、344。流过吸管的水分被推向该管道的内部表面，并接通电极342和344之间的间隙。由于水分的导电性，电流过电极之间；并且警报器启动电路(在此也称为“指示器启动电路”)断开绿灯36(图6)并接通黄灯38(图6)。现更详细地描述电极342、244的安装方式。扁形接触件323、325的阳接头部件355、357固定在安装板346。电极342、344，以铆钉354、352的形式，伸过其各自的阳接头部件355、357进入吸管24(图6)，并安装在吸管24内部表面上，它们固定在安装板346。接触件325、323的阴接头部件351、353与其各自的阳接头部件355、357摩擦配合。电极342、344用导线362和346电连接于印刷电路板366，导线362和346连接于接触件325、323的阴接头部件351、353。导线362、364插入印刷电路板366。
另一方面，可去掉安装板，导电检测器341和压力检测器359可直接安装到吸管24。这种安装方案在图7A和7B中示出。在这种安装方案中，对于压力检测器359，压力入口361与连接其上的吸管道363，被固定到吸管24的阀门壳体448，如图7A所示。对于图7A所示的导电检测器340，旗形接触件423、425的阳接头部件443、445固定或设置于阀门壳体448的前部。铆钉354、352形式的电极342、344，插入阳接头部件443、445的孔内。如图7B所示，铆钉354、352伸进吸管24阀门壳体448的内部，并安装在吸管24垫片451、453上，以使电极342、344被固定在阀门壳体448。接触件423和425的旗形阴接头部件439、441(图7A)与其各自阳接头部件443、445摩擦配合。导线364、362连接于其各自的接触件423、425阴接头部件439、441，以使电极342、344电连接于印刷电路板366(图7)。一个U型支架451容纳导线364和吸管道363，管道支架455容纳导线364、362和吸管道363，以使它们固定。筋450与阀门壳体448的前部整体制成，位于电极344和342之间，防止它们相互接触。
现描述压力检测器359的一般功能。参照图6，马达风扇装置18经吸嘴16吸入空气，以从地毯吸出脏污的清洗液。脏污的清洗液流过吸管24并进入回收箱26，所载的液体物质在此与空气分离并被收集在回收箱26中。基本干了的气体，如虚线箭头所示，被吸入马达风扇装置18并被排到大气中，如图6箭头23所示，由此在吸管24内产生真空，出现相当于15英寸到35英寸水的负压。屏障或隔板33引导脏污的清洗液，随后，引导分离后的干燥气体流过固定在回收箱26的盖35下侧的浮体盒31。浮体合31包括浮体27，它与压力检测器259相连，运行如下。当回收箱26中的液体达到满箱的水平时，浮体27上升到假想线所示的位置，以阻止或堵塞工作空气流排到大气中。这一动作增加管道24内靠近压力入口361的压力到接近零英寸水的压力，它被压力开关360检测到。
压力开关360(图7)的输出被输入到印刷电路板366(图7)的微处理器162(图8)。来自典型的普通电源插座(未示出)的120伏电源通过插进线路板的导线368、370向线路板366供电。当压力开关360检测到因浮体27堵塞空气导致吸管24内的压力增加时，开关360使微处理器162接通红色发光二极管45(图6)，指示回收箱26满了。
应该注意，不同压力开关形式的压力检测器359，可检测到吸管24内当回收箱中的液体达到满箱水平时而引起的压力变化，如果没有使用浮体27阻止工作空气的流动来增加吸管24内的压力。还有，微处理器也可被编程，当回收箱26中的液体达到满箱水平，断开马达风扇装置。
微处理器162提供额外的任何光的闪烁的灵活性，以产生更明显的视觉指示器。在本发明实施方案中，微处理器162被编程接通和关闭红色“满箱”发光二极管45，以向使用者报警满箱情况。压力或真空开关360及其相应的指示电路，基本上相同于结合在此作为参考的美国专利5,608,944公开的用于立式真空吸尘器的污物检测器。
图8示出与图5相似的整流电路242和调节电路243，除了交流120伏输入电压141被连接到隔离变压器141a、和雪崩二极管156被替换成电压调整器157(LM7805)。此外，还去掉了电容145、150和电阻144。交流电源141a通过电阻160被耦合到微处理器162，用于零交叉检测。
图8所示的检测电路包括微处理机162(Z86E02)、涉及导电检测器340的水分检测器部分372和涉及压力检测器359的压力检测电路374。对于水分检测器部分372，电极342和344在吸管的内表面上相互隔开放置。电极344通过限流电阻73连接到npn型晶体管74(如市场现有的Q2N3904)的基极72。晶体管74的发射极76连接到微处理机162的线路输入，平滑电容77和79分别与电阻91、90并联。当水分接通电极342、344之间的间隙时，晶体管74的基极产生电流。流入晶体管74基极72的电流使电流从晶体管的集电极88流到发射集76，因此横跨电阻90产生电压。电阻90两端的电压与电极342和344之间间隙的导电性成比例。跨过电极的导电性与接通电极的液体数量成比例，它与流过吸管24的液体数量成比例。
对于压力检测电路374，当回收箱不是在满箱水平时，压力开关360常闭并接地。这样，零电压信号传送到微处理器162。当压力达到满箱的预定水平时指示时，压力开关360打开，并且这样使约2.5伏的信号通过电阻501和503构成的电压分配器被送到微处理机162。
检测器部分372和压力检测电路374的输出被输入进微处理器162的线路输入。二极管元件和电阻228、229、328、230、231和电容234、235被包含到微处理器162的线路输入。被连接到电路电压Vcc和微处理器162之间的目视指示器发光二极管元件236、238和338，用发绿色光的二极管236、发黄色光的二极管238和发红色光的二极管338表示。对检测器部分372和压力检测电路374的输出，微处理器162完成模-数转换，并将模拟数据与制造商编程的门限值进行比较。
至于导电检测器340(图7)，在含量超过预定的门限值时，指示地毯潮湿状况，微处理器162，如图8所示，通过黄色发光二极管238指示使用者地毯中水分含量高，并应继续吸湿直到含量降到低于预定门限值。此时，微处理器162切换回启动绿色发光二极管236，从而，指示使用者地毯足够干了。另一方面，微处理器162能被编程以初始设立一上门限值。一旦来自导电检测器的输出信号达到该值，微处理器162通过黄色发光二极管238指示使用者水分正在被吸取，而且一个下门限值被写入程序。来自导电检测器的输出信号必须降到该新值以下，以通过绿色发光二极管236指示不再进行吸湿或指示“干”的状况。
关于压力开关360，在大小低于预定门限值，指示回收箱26中的液体满了，微处理器162，如图8所示，通过闪烁红色的发光二极管338，指示使用者除去或倒空回收箱26中的液体。
如图9至图11所示的本发明的另一实施方案，采用了第二导电检测器。如图10所示，该检测器380被安装在回收箱26的侧壁127。第一对触点376、377安装在回收箱26的底面，并通过其各自的导线378、379连接到检测器380的电极400和402。第二对触点382、383安装在吸管24(图9)，并由其各自的导线384、385连接到印刷电路板386。第二对触点382、383被弹簧加载，各自具有内部部分406、407被弹簧410、411可伸缩地连接到外部部分408、409。另一方面，也可使用片簧型触点。
当回收箱26安装到基座或接合地板部分10时，第一和第二对触点376、377和382、383分别相互毗连接触，在其之间产生电连接。当回收箱26从啮合地板部分10拆卸时，因为相互没有接触，第一对触点376、377和第二对触点382、383之间的电连接断开。第一和第二对触点之间的这种毗连布置使水箱26从地板接合部分12能容易地拆卸，以倒空其中的液体，然后安装回地板接合部分12，以将电极400、402电连接于印刷电路板386。
图11所示的指示器电路与图8所示的相类似，除了用第二导电检测器380的检测器部分375替换了压力检测电路374之外。该检测器部分375与前述的检测器部分372相类似。特别是，电极400通过限流电阻573连接到npn晶体管574(市场现有的Q2N3904)的基极572。晶体管574的发射极576连接到微处理器162的线路输入。平滑电容577和579分别与电阻591、590并联。当水分接通电极400、402之间的间隙时，晶体管574的基极572产生电流。流入晶体管574基极572的电流能使电流从晶体管574的集电极588流到发射极576，因此横跨电阻590产生电压。电阻590两端的电压与跨过电极400和402之间间隙的导电性成比例。
微处理器162也可用如第一导电检测器340的类似的门限值被编程。这样，当回收箱26中的液体达到接通电极400、402之间的间隙并使电流到微处理机162的水平时，微处理器162将进行与对第一导电检测器340相类似的运行。特别是，微处理器162将产生一控制信号，将它与预定门限值进行比较，并且，如果该控制信号达到预定门限值，则启动红色发光二极管338。
在图12所示的另一实施方案中，第二导电检测器380能安装到溶液箱20，以检测溶液水平。在这个实施方案中，电极400、402安装在靠近溶液箱20的底部，并且微处理器162被编程，以在液体水平没有接通电极400、402之间的间隙时，启动红色发光二极管338，指示溶液箱20几乎是空的。另一方面，除了在图9至图11实施方案中所示的两个导电检测器之外，该导电检测器380与其相应的指示装置，能被用于溶液箱20。
在如图13所示的另一实施方案中，模拟电路取代了用于图8的用于压力开关360和水分检测器部分372的微处理器。对于这个实施方案的水分检测器部分372，晶体管74的集电极88不再连接Vcc，而是连接在电阻631和633之间。这些电阻631、633与电容635结合构成定时电路，它决定黄色发光二极管238停留的时间量。
导电检测器中包括定时电路的运算放大器的结构就是通常说的具有滞后电路637的反相比较器。特别是，晶体管74的集电极88连接到比较器641的反相输入。导电电路的输出电压与比较器641非反相输入端的参考电压进行比较。该参考电压是由电阻643和644分配的电压Vcc所构成。电阻646向比较器电路637提供滞后。比较器641的输出通过电阻652被输入到开关晶体管648的基极649，用于黄色发光二极管238，并且通过电阻654还被输入到开关晶体管650的基极651，用于绿色发光二极管236。电阻652和654阻断到比较器641的任何漏电流。电阻228和229用于分别限制到黄色和绿色发光二极管238和236的电流。
运行中，当水分接通电极342、344之间的间隙时，在晶体管74的基极72产生电流。该流入晶体管74基极72的电流，能使电流从晶体管74的集电极88流到发射集76，因此使电容635通过电阻633和晶体管74放电。这使在反相输入端的电压近似于零。该电压与参考电压的比较使比较器的输出为高，由此发送控制信号到开关晶体管648。该控制信号接通开关晶体管648，使黄色发光二极管238导通。同样，来自比较器输出的控制信号使开关晶体管650接通。然而，这个动作并没有接通绿色发光二极管236，因为开关晶体管650短路绿色发光二极管236。被短路的绿色发光二极管236禁止电流从其流过，因此它被断开。
当水分不再接通电极342和344之间的间隙时，晶体管74断开，并且电容635通过电阻633和631开始充电，直到比较器641反相输入端的电压变成大于其非反相输入端的电压为止。当这发生时，比较器641的输出为低，断开开关晶体管648和650。黄色发光二极管238不再导通，因为开关晶体管648的断开在晶体管两端产生开路状态，这样没有电流能流过黄色发光二极管238。但是，绿色发光二极管导通，因为开关晶体管650处于开路状态，因此使电流流过绿色发光二极管236。同样，电阻631、633和电容635，构成定时电路，防止黄色发光二极管238由于电压尖峰或其它的不规则性而闪烁。此外，在晶体管74断开时，电容635通过电阻631和633从Vcc充电回来所花的时间量，控制着在黄色发光二极管238断开和绿色发光二极管236接通回来之前所用的时间量。
对于满箱指示器电路的压力开关360，振荡器电路670连接在开关晶体管672和压力开关360之间。振荡器电路670包括构成定时电路的电容676和电阻678、比较器674和构成电压分配网络的电阻680、682和684，用于将电压Vcc降低到合适的输入进比较器674非反相输入端的参考电压。处于常闭状态(当回收箱没有满时)的压力开关360短路电容676。这样，没有电压信号被传送到振荡电路670。但是，当压力达到指示满箱(约-5”)的预定水平，开关360打开并传送一电压信号到振荡器电路使其启动。来自振荡器电路670输出的控制信号接通或断开开关晶体管672，由此使红色发光二极管338接通和断开或闪光。电容676和电阻678构成的定时电路将为红色发光二极管338的闪光速率设定一个值。
图14还示出水分检测器28的另一安装位置。特别是，导电检测器40(图2)的电极42、44安装到主吸力控制阀门750的可旋转的空心轴792。电极42、44的导线62、64从轴792的内部穿过并电连接到印刷电路板60(图2)。主吸力控制阀门750优选包括阀门件752，它由辐板706悬挂安装在旋转轴792，用于在阀门壳体794内沿旋转轴792限定的轴线转动。通常，主吸力控制阀门750的可旋转轴792安装在吸管24的主阀门壳体794，吸管24与结合在此作为参考的前述美国专利第5,983,442号所公开的相同。业已发现，安装于可旋转轴792的水分检测器28，消除了传送到印刷电路板60错误显示电极42、44之间导电性的错误控制信号。
在图15、16和17所示的本发明的另一实施方案中，铆钉354、352形式的电极342、344被安装在吸管24内部(图15)横向延伸的筋800。优选地，筋800固定在吸管24最窄部分，以便较高的水量直接流过电极上。电极342、344被隔开半英寸的距离，并沿筋800的长度方向放置，位于吸管24内转弯外半径处靠近吸管24的壁803。如图16和17所示，在剖面图中，筋800是一半圆柱体，它具有与凸台800一体形成的垂直圆柱形突起801用于支撑铆钉352(图16)、354(图17)。铆钉的头部852(图16)、854(图17)直接装在突起上，并这样被固定在凸台800。
进一步，警报器启动电路和被其启动的指示器装置可以进行改变。可以使用其它指示器。例如，可使用峰鸣器形式的可听指示器、或某些其它类型的目视指示器，如气流驱动或电驱动旋转盘、或在指示位置移进或移出的机械旗。无论选择什么样的指示器，它都以容易识别的方式提供信息，通知设备的使用者，地毯或地面是比较湿还是足够干的状态，和/或回收箱或溶液箱的液体是否是在预定水平。
在本发明另外的实施方案中，微处理器162可有效连接到马达风扇装置18，用于控制马达风扇装置的运行速度。在这样的实施方案中，水分的各种门限值可被编程在微处理器中，由此微处理器根据检测器检测到的水分，增加或降低马达风扇装置的速度。当遇到地毯较湿或有水区域，微处理器增加马达风扇装置的速度，这样增加吸力和通过吸嘴16的气流。同样地，当遇到地毯不太潮湿时，微处理器就降低马达风扇装置的速度，这样降低吸力和通过吸嘴16的气流。另外，微处理器162可被编程，以根据回收箱或溶液箱中液体达到的预定水平，增加或降低马达风扇装置的速度尽管示出或描述了用于吸湿或抽湿型吸尘器的本水分指示器，应当明白，该水分指示器也能被用于干型真空吸尘器。当与干型真空吸尘器结合时，本发明的水分指示器起着安全装置的作用，以切断马达风扇装置。检测器位于干型真空吸尘器的脏物传输管内，用于检测液体的存在，如上所述和图2和3所示。当液体接触电极42和43并在其之间的形成电路时，通过电连接在线电压和马达风扇装置之间的继电器或其它半导体装置，如三端双向晶杂闸管开关元件，SCR或诸如此类的，截断相应的控制电路或断开线电压。依据在管道中检测到的水分截断马达风扇装置的电源，将关闭马达风扇装置，这样防止潜在的危险状况。进一步地，一旦检测到回收箱26或溶液箱20已满或达到预定的其它液体水平，马达风扇装置的电源能被截断。还应注意到，也可使用压力传感器而不是压力开关360。
尽管本发明的实施方案已在此被描述和示出，但本领域技术人员可在不背离本发明实质精神和范围的情况下做出许多改进。本发明的权利要求覆盖本发明实质精神和范围内的所有改进。
权利要求
1.一种用于吸尘器的检测系统，包括第一检测器，它安装于吸尘器并被设置成以检测清洁面的水分含量；一个电路，它电连接于所述第一检测器，以根据所检测到的清洁面的水分含量产生第一控制信号；其特征在于，一个箱，可拆卸安装到于所述吸尘器以容纳液体；一个第二检测器，它安装于所述吸尘器，以检测何时所述箱内的液体到达预定水平；和其中所述电路电连接于所述第二检测器，用于根据所述箱中所检测到的液体的量，产生一个第二控制信号。
2.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于该电路包括一个微处理器，用于将所述第一控制信号与一门限相比较。
3.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于所述第二探测器是一个压力开关，它响应与所述箱中的所述预定液体水平有关的压力大小。
4.如权利要求3所述的检测系统，其特征在于该电路包括一个微处理器，用于将所述第一控制信号与一门限值相比较。
5.如权利要求3所述的检测系统，包括一个装置，它响应所述第二控制信号，以指示在何时所述箱中的液体达到预定水平。
6.如权利要求5所述的检测系统，其特征在于所述装置包括至少一个灯泡，当所述箱中的液体达到预定水平时，它由所述电路点亮。
7.如权利要求6所述的检测系统，其特征在于所述该电路包括一个微处理器，用于将所述第一控制信号与一门限值相比较。
8.一种用于吸尘器的检测系统，包括第一检测器，它安装于吸尘器并被设置成以检测清洁面的水分含量；一个电路，它电连接于所述第一检测器，以根据所检测到的清洁面的水分含量产生第一控制信号；其特征在于，一个箱，可拆卸安装到于所述吸尘器以容纳液体；一个第二检测器，它安装于所述吸尘器，以检测何时所述箱内的液体到达预定水平；和其中所述电路电连接于所述第二检测器，用于根据所述箱中所检测到的液体的量，产生一个第二控制信号，和一个开关晶体管，被有效连接到所述灯泡和所述电路，其中所述电路输出所述第二控制信号，接通使所述灯泡发亮的所述开关晶体管。
9.如权利要求8所述的检测系统，其特征在于所述电路包括一个比较器电路部分，用于输出所述第二控制信号，所述比较器电路部分有效连接到所述开关晶体管。
10.如权利要求8所述的检测系统，其特征在于所述吸尘器包括一个基座，用于沿表面移动，一个手柄，可转动地连接于所述基座，所述回收箱，可拆卸地安装于所述基座和所述手柄之一，所述吸尘器进一步包括一个溶液箱，用于盛放清洗液，一个流畅地连接于所述溶液箱的分洒器，用于在所述表面上分洒清洗液。
11.一种用于吸尘器的检测系统，包括第一检测器，它安装于吸尘器并被设置成以检测清洁面的水分含量；一个电路，它电连接于所述第一检测器，以根据所检测到的清洁面的水分含量产生第一控制信号；其特征在于，一个箱，可拆卸安装到于所述吸尘器以容纳液体；一个第二检测器，它安装于所述吸尘器，以检测何时所述箱内的液体到达预定水平；和其中所述电路电连接于所述第二检测器，用于根据所述箱中所检测到的液体的量，产生一个第二控制信号，和其中，所述电路包括一个振荡器电路。
12.如权利要求11所述的检测系统，其特征在于所述吸尘器包括一个基座，用于沿表面移动，一个手柄，可转动地连接于所述基座，所述回收箱，可拆卸地安装于所述基座，所述吸尘器进一步包括一个溶液箱，用于盛放清洗液，一个流畅地连接于所述溶液箱的分洒器，用于在所述表面上分洒清洗液。
13.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于所述电路包括一个微处理器，耦合于所述第一检测器和所述第二检测器。
14.如权利要求13所述的检测系统，其特征在微处理器安装于一个印刷线路板。
全文摘要
用于吸湿真空吸尘器的，具体地说，用于吸湿型地毯吸尘器的水分检测器设置于吸管内，以检测何时水滴或水分正在流过吸管。一个指示器被启动，以指示操作者水分正在从地毯吸取。检测器也可被装在地板接合部分与地板接触的底部。当地毯中的水分超过预定门限值时，指示器被启动，以指示操作者地板还是湿的，并应继续从地板吸湿。另一方面，检测器能被用做干型真空吸尘器上的安全装置。当在吸管中检测到水分时，干型真空吸尘器的马达风扇装置断电，以防止潜在的危险状况。另一水分检测器也设置在吸尘器中，以检测何时溶液箱或回收箱中的水分含量达到预定水平。当水分含量达到预定水平时，指示器被启动以指示操作者。
文档编号A47L9/28GK1605316SQ200410086878
公开日2005年4月13日 申请日期2001年8月13日 优先权日2000年8月25日
发明者J·M·塞勒姆, E·A·戈登, L·N·约翰斯顿, M·J·约瑟夫, R·D·施奈德, R·S·威尔森 申请人:胡佛公司