用于有机蒸气呼吸器滤筒的使用寿命终点指示器的制造方法
【技术领域】
[0001]实施例可大体上涉及用于检测呼吸器滤筒(filter cartridge)的使用寿命终点的装置和/或方法，并且更具体地涉及对用于有机蒸气呼吸器的滤筒的使用寿命终点的检测。
【背景技术】
[0002]呼吸器常常使用滤筒来保护使用者不受有潜在危害的蒸气的伤害。当呼吸器在使用者身上就位(通常以形成密封的方式附接到面部或头部)时，空气在任何时候使用者呼吸时通过滤筒吸入呼吸器中(并且空气通常只可以通过滤筒进入呼吸器，从而可由滤筒过滤空气以确保使用者在佩戴呼吸器时吸入的空气是清洁而安全的)。此类滤筒通常包含可锁住一种或多种有潜在危害的蒸气的过滤材料。当过滤材料暴露于蒸气时，它通常通过材料的孔结构吸收蒸气分子。因此，就其本质而言，滤筒具有有限的有效寿命(此后过滤材料已吸收了能够吸收的所有蒸气，并且滤筒不能过滤额外的蒸气)。一旦滤筒已达到其使用寿命的终点，其不再能有效保护使用者。然后，使用者应当自行离开具有危害性蒸气的环境或者用新滤筒更换呼吸器上的滤筒。因此，为了有效地保护使用者，可能重要的是根据滤筒的使用寿命而知道何时更换过滤器。
[0003]有机蒸气是一种呼吸器可以过滤的有潜在危害的蒸气；遗憾的是，目前没有市售的用于有机蒸气的使用寿命终点指示器(ESLI)。相反，使用寿命终点常常基于(I)由制造商提供的进度表或(2)在有机蒸气穿透过期的滤筒时使用者实际上闻到有机蒸气的气味来估计。然而，这些方法都是有问题的，因为进度表是实验估计的且未考虑过滤材料经历的实际条件(其可能大大影响使用寿命)，并且因为使用者在能够闻到气味之前实际上会暴露于有潜在危害的有机蒸气。
[0004]本申请人已开发了用于有机蒸气的使用寿命终点指示器(ESLI)，使得可以确定经受特定有机蒸气环境的特定滤筒的使用寿命终点的有效估计量。这可以允许使用者以更安全的方式有效地更换过滤器(降低意外暴露于有潜在危害的有机蒸气的风险)。
【发明内容】
[0005]本公开的方面可包括用于有机蒸气(organic vapor)的呼吸器的滤筒的使用寿命有效终点(effective-end-of-service-life)指示器系统的实施例，其包括下列中的一者或多者:位于滤筒内(常常在滤筒的内表面上)的传感器，其在暴露于UV光时发出可见的荧光；UV灯，其能够操作以发出UV光；以及可见光检测器，其能够操作以检测可见光的强度水平；其中:UV灯朝传感器导向；并且可见光检测器朝传感器导向。在一些实施例中，由UV灯发出的UV光可以是大约UV 254±10nm的。某些实施例还可包括:透镜，其能够操作以将UV光会聚到位于UV灯和传感器之间的传感器上；和/或位于传感器和可见光检测器之间的滤光器，其能够操作以滤掉除了可见光之外的光的波长。在一些实施例中，可基于在来自UV灯的UV光施加到传感器上时由可见光检测器检测到的减少的可见光来指示使用寿命的有效终点。在一些实施例中，传感器可位于滤筒前方附近，并且使用寿命的有效终点可基于对应于滤筒对于特定有机蒸气环境的接近使用寿命终点的可见光减少。在一些实施例中，传感器可包括下列中的一者或多者:金属点缀的硅酸锌、钨酸钙、硅酸钙、砷酸镁，并且点缀的金属离子可包括下列中的一者或多者:Mn、Zn、Cu、Fe、Sn、Pb、Bi或Sb。常常，实施例还可包括在传感器内的吸收材料，其能够操作以吸收一种或多种有机蒸气，并且该吸收材料可包括下列中的一者或多者:活性炭、娃销分子筛(Si/Al molecular series)、粘土或有机聚合物。在一些实施例中，传感器可包括荧光材料和吸收过滤材料，该荧光材料能够操作以在施加UV光时发出可见荧光(或者换句话讲发出可见光)。实施例还可包括在滤筒内的过滤材料，该材料能够操作以吸收一种或多种有机蒸气。并且在一些实施例中，UV灯和可见光检测器(常常均位于荧光读取器中)可以可移除地附接到滤筒。
[0006]本公开的其它方面可包括用于有机蒸气的呼吸器的滤筒的使用寿命有效终点指示器系统的实施例，该滤筒具有前部和后部，该系统包括下列中的一者或多者:位于滤筒内(常常在滤筒的内表面上)的两个传感器，其在暴露于UV光时发出可见的荧光；以及两个荧光读取器；其中:每个读取器对应于传感器中的一个；每个读取器包括UV灯和可见光检测器；每个读取器的UV灯朝对应的传感器导向；每个读取器的可见光检测器朝对应的传感器导向；并且第一组对应的传感器和读取器在滤筒中位于前部，而第二组对应的传感器和读取器在滤筒中位于后部。在一些实施例中，可基于后读取器检测到光水平降低至大约由前读取器检测到的光水平来指示使用寿命的有效终点。例如，在一些实施例中，可基于前光检测器检测到比后光检测器检测到的可见光水平低约0-10%的可见光水平来指示使用寿命的有效终点。在一些实施例中，第一组对应的传感器和读取器可位于滤筒内约10%的位置处，而第二组对应的传感器和读取器可位于滤筒内约80%的位置处。并且在一些实施例中，由每个UV灯发出的UV光可以是大约UV 254±10nm的。在一些实施例中，每个传感器可包括下列中的一者或多者:金属点缀的硅酸锌、钨酸钙、硅酸钙、砷酸镁，并且点缀的金属离子可包括下列中的一者或多者:Mn、Zn、Cu、Fe、Sn、Pb、Bi或Sb。在一些实施例中，该系统还可包括在滤筒内的过滤材料，其能够操作以吸收一种或多种有机蒸气，其中过滤材料可包括下列中的一者或多者:活性炭、硅铝分子筛、粘土或有机聚合物。
[0007]本公开的附加方面可包括一种或多种检测用于有机蒸气的呼吸器的滤筒的使用寿命有效终点的方法，该滤筒具有在暴露于UV光时发出可见荧光的位于其中的传感器，该方法包括下列中的一者或多者:将UV光朝传感器导向；以及检测由传感器发出的可见光。在一些实施例中，该方法可能还包括吸收一种或多种有机蒸气和基于在施加UV光时由传感器发出的可见光水平减小来指示滤筒的使用寿命有效终点。在一些实施例中，指示使用寿命的有效终点可基于对应于滤筒对于特定有机蒸气环境的接近使用寿命终点的可见光减少。在其它实施例中，其中滤筒包括位于其中且在暴露于UV光时发出可见荧光的第二传感器，并且其中第二传感器在滤筒内位于第一传感器后方；该方法还可包括:吸收滤筒内的一种或多种有机蒸气光朝第二传感器导向；检测由第二传感器发出的可见光；比较由第一传感器发出的可见光与由第二传感器发出的可见光；以及基于由第二传感器发出的可见光水平的降低接近或达到由第一传感器发出的可见光水平来指示滤筒的使用寿命的有效终点。
[0008]通过下面的详细描述并结合附图和权利要求书，这些和其它特征将被更清楚地理解。
【附图说明】
[0009]为了更全面地理解本公开，现在结合附图和详细描述对以下简要描述进行参考，其中类似的附图标记表示类似的部件。
[0010]图1不出其中(多种)有机蒸气竞争以吸收UV光的一般不意性方法；
图2示意性地示出用于检测(多种)吸收的有机蒸气并估计使用寿命终点的系统的实施例；
图3示出包括传感器材料和读取器单元的滤筒的一般实施例；
图4示出示例性的荧光读取器单元的示意图；
图5示出通常用于在已知环境中使用的有机蒸气检测装置的实施例；
图6A-6B示出用于在不论任何有机蒸气环境中使用的有机蒸气检测装置的实施例；
图6C示出用于在不论任何有机蒸气环境中使用的有机蒸气检测装置的备选实施例，其中两个测试部位在单个较大的传感器单元上；以及
图7A示出用于将检测装置(或读取器)可移除地附接到滤筒的主体的示例性方法，而图7B示出显示示例性密封环的剖视图。
【具体实施方式】
[0011]首先应当理解，虽然下文示出了一个或多个实施例的示例性实施，但所公开的系统和方法可利用任何技术实施，而不论是现在已知的或是尚不存在的。本公开决不应局限于下文示出的示例性实施、附图和技术，而是可以在所附权利要求的范围及其等同物的全部范围内被修改。
[0012]下面的术语简要定义应适用于本申请全文:
术语“向前”在用来描述在实施例内的位置时意指朝着或靠近滤筒的前端，其中滤筒的前部意指最远离到呼吸器的附接部并且因此最远离使用者的身体的滤筒的端部。因此，向前可能例如意指远离呼吸器的使用者和/或进气口。
[0013]术语“向后”在用来描述在实施例内的位置时意指朝着滤筒的后端，其中滤筒的后部意指最靠近到呼吸器的附接部并且因此最靠近使用者的身体的滤筒的端部。因此，向后可能例如意指朝着呼吸器的使用者和/或进气口。
[0014]术语“使用寿命的有效终点”意指滤筒的