分配测量装置及测量分配的方法

专利名称：分配测量装置及测量分配的方法
分配测量装置及测量分配的方法发明领域本发明涉及测量被分配的物质。更具体地讲，本发明涉及使用者可能 察觉不到的测量。发明背景对^皮分配物质的测量是本领域已知的。例如，已使用磁体和霍尔效应传感器来指示定性分配。此外，用药依从性监测示于US 2003/0089733 Al 中，预定体积的液体分配示于GB 2087839 A中，US 4934566显示了基于滑 动控制杆的份额监测，并且US 6360181 Bl显示了卫生纸使用情况的数据收 集。 一般来讲，这些参考文献依靠霍尔效应传感器和磁体的邻近性来指示状 态变化或组件工作位置的变化，然后将这种变化与分配出的物质的量相关 联。然而，这些尝试均没有研究当被分配物质的量随时间和所用分配器的 使用情况而变化时所发生的问题。例如，加压容器，诸如包含由推进剂分配 的空气清新剂的容器，将随着推进剂的耗尽而分配较少的物质，原因是将被 后续分配的物质所受到的加压量减小。此外，与具有相同的累计分配时间的 数次快速喷发相比，长时间连续喷发的分配将释放不同量的产品。待分配的 量是不确定的，即，使用者可能在某次分配时分配未知的量或所需的量，并 且在下次使用时分配该量的非整数倍数。这使得测量与以离散单位诸如卫生 纸的片数或液体的预定体积数来计算剂量的情况相比变得更加复杂。此外，当使用泵型分配器诸如挤压式触发器23来分配液体织物清新剂 时，部分地拉动触发器23通常将仅导致泵载量的部分分配。取决于触发器 23的冲程，这造成较少的物质被分配。当使用气溶胶分配器时，推进剂会 随着时间的推移而耗尽，这将影响分配。然而，对于待分配物质的精确测量要求考虑这些因素。此外，测量应 当以使用者不容易察觉的方式进行，或者其不会干扰正常的使用模式。发明概述在一个实施方案中，本发明包括一种用于定量测量分配出的物质的量 的装置。该装置包括用于在其内存储物质的贮存器、用于分配所述贮存器中 容纳的物质的分配孔口 、以及用于通过所述孔口从贮存器中分配物质的分配 器。分配器具有相对于所述贮存器可移动的致动器和相对于所述分配器固定 的构件。霍尔效应传感器设置在所述分配器和所述固定构件之一上，并且磁 体设置在所述分配器和所述固定构件中的另一个上，从而所述^i体与所述霍 尔效应传感器之间的相对移动可产生响应所述移动的信号。该信号可与从所 述贮存器中分配出的物质的量相关联。可在基本上所有容纳在贮存器中的物质的整个分配过程中将该信号与从贮存器中分配的物质的量相关联。 本文引用的所有专利和专利申请均以引用方式并入本文。附图概述

图1为如本发明所述的由触发器启动的分配器的片段侧视图，以截面 图部分地显示。图2为适用于分配洗剂的弹簧支承压杆的片段侧视图，以截面图部分 地显示。图3为如本发明所述的螺紋/活塞递送装置的透视图，以截面图部分地显示。图4为性能曲线，其显示了在使用一种可商购获得的气溶胶产品时的 触发器位移与分配出的物质之间的关系，对于七个分配循环显示了^f黄坐标上 的时间和纵坐标上的沖程幅度。发明详述该装置包括用于在其内存储物质的贮存器。如果待分配的物质为气 体、液体或与气体推进剂相混合，则贮存器可为流体密封性的。可将贮存器 安装成与分配孔口成任何所需的关系，所述孔口用于将物质分配至其所需的 最终用途。该装置还具有分配器，所述分配器用于通过孔口从贮存器中分配物 质。已知有各种类型的分配器，诸如针对多种止汗剂的用于推进活塞的有螺紋的螺杆驱动件、针对多种清洁剂的泵、针对多种空气清新剂和剃刮膏的泄 压阀、针对湿擦拭物的封盖(其打开以便能够手动触及并提取产品)、针对 牙膏管的柔韧的挤压包装、针对食物存储的可重新密封地打开的袋、针对食物存储的有壁容器(其具有滑块以打开或闭合封盖)；等等。合适的分配器 可根据下列共同转让的专利的教导来制造4,122,978 、 5,000,356 、 4,865,231 、外观设计专利393,999、 6,139,185、 6,149,304、 6,164,821、 6,325,239 B2、 6， 394， 299 Bl、 6,722,520 B2和6， 981, 658 B2。参见图1，本发明的第一实施方案包括用于测量由推进剂分配的喷剂或 由触发器泵送的喷剂的方法和装置21。示例性喷剂包括杀虫剂、香料、油 漆、清洁剂、局部用药物、止汗剂、发胶、室内空气清新剂等。下文将根据 Febreze Air Effects空气清新剂来描迷具体实例，虽然4支术人员将会i人识 到本发明不限于此。分配器可具有相对于装置21的贮存器或其它部分可移动的致动器和相 对于可移动致动器固定的构件22。可移动致动器可为触发器23 (其用作泵 或启动泵)、沿螺紋推进活塞的转盘33、通过围绕铰链枢转而打开的封 盖、或用来打开泄压阀的触发器23或按钮(如图所示)等。霍尔效应传感器40可设置在可移动致动器或固定构件22之一上。霍 尔效应传感器40测量导电或半导电材料片的相对两侧上的电压，所述材料 片呈霍尔元件(也称为van der Pauw元件)的形式。电流流过霍尔效应传 感器40。该电流由垂直于霍尔效应传感器40施加的磁场产生。磁体42可设置在可移动致动器和固定构件22中的另一个上，从而磁 体42与霍尔效应传感器40之间的相对移动可产生响应可移动致动器的移动 的信号。尽管磁体42或霍尔效应传感器40可如上所述安装在上述两者中的 任一组件上，但期望将磁体42安装在可移动致动器上，并且将霍尔效应传 感器40安装在固定构件22上。这允许将连接霍尔效应传感器40的导线44 保持在适当位置，而不会显著地移动和潜在地变得松动。对于多种几何形状 来讲，此构型也使得能够更容易地防止测量装置21的使用千扰正常的产品 使用和破坏数据。参见图4，显示了七个分配循环。前三个循环示出了相对完全的冲程， 而后四个循环指示出所发生的部分沖程。第一沖程从初始触发器位置50行6进至最终触发器位置54。部分沖程从中间触发器位置52行进至最终触发器 位置54。与触发器23的移动相关的冲程幅度和位置由带有双箭头的垂直线 指示。由霍尔效应传感器40产生的所得信号通常可与从贮存器中分配出的物 质的量相关联并且很精确。在基本上所有容纳在贮存器中的物质的整个分配 过程中，或在被分配物质的仅第一部分、最后部分或任何中间部分的整个分 配过程中，该信号均可与从贮存器中分配的物质的量相关联。来自霍尔效应 传感器40的信号与分配出的物质的量(按质量测量)通过函数关系相关 联。如果需要，可使用物质的密度将分配出的物质的质量转化为体积。可将函数关系作为载波发射，并且以电子方式存储在任何数字或模拟 介质装置中，诸如但不限于硬驱、闪驱、磁存储单元等。该布置可提供如下 优点以电子方式存储的函数关系可保持远离装置21,因而不会干扰正常 使用或不利地影响测量。函数关系可凭经验开发、通过计算机建模等方式开发。可如上所述将 装置21设置成以伏为单位记录霍尔效应传感器40的输出。该输出可以任何 方便的格式记录，诸如以电子表格形式，如本领域所熟知。对物质进行分 配，并且在每个分配事件之后称重贮存器。所述分配可包括致动器的完全启 动和部分启动。例如，在触发器23型的分配器中，测量可涵盖完全拉动和 部分拉动触发器23。可将输出记录为所得重量的函数。可由每个分配循环的离散数据点内 插得出函数关系。该关系可通过如下方式得出在分配循环期间记下致动器 的起点、致动器的终点，然后相减。这两个位置限定一个冲程。应当指出的 是，对于特定幅度的部分沖程来讲，分配出的物质的量可能不仅仅取决于该 沖程的幅度，而且还取决于发生任何幅度的沖程时触发器23冲程的位置。 一个位置的部分沖程可造成细喷流，而不同位置的相同幅度的部分沖程可产 生近似全剂量。当然，技术人员将会认识到，可将函数关系保持为曲线、查询表等。 函数关系可以图形或可视形式输出，或可保持在计算机上但不被使用者看见。此规程允许将函数关系保持远离测量装置21。远程保持允许装置21以其正常方式使用，并且可在以后下载数据。这种后续下载可允许引入函数关 系，并且可在以后对于使用者来讲方便的时候确定分配测量。在操作中，当人们利用由推进剂提供的压力差来分配物质时，会多次拉动触发器23。触发器23的拉动可为从完全闭合位置至完全打开位置、从 完全闭合位置至部分打开位置、从部分打开位置至完全打开位置、从完全打 开位置至部分打开位置、从部分打开位置至完全闭合位置、以及它们的各种 组合。可记录各种位置之间的完全沖程或部分沖程，从而通过函数关系与分 配出的物质的量相关联。此外，还可记录或下载霍尔效应启动响应触发器 23拉动的持续时间、时间和/或日期，以用于以后的分析。再参见图1，本发明可使用触发器23泵式喷雾器。这种喷雾器可具有 泵，所述泵由触发器23以已知方式启动。对于贮存器的特定填充水平，可 导出函数关系以响应触发器23的各种完全拉动或部分拉动而得到从贮存器 中分配出的物质的量。图2公开了可用于洗剂、霜膏和相对粘稠的物质的泵型分配器。这种 分配器具有可移动压杆25型泵。使用者压下压杆25以将待分配的物质从贮 存器中汲取到浸料管28中。弹簧26可使压杆25返回至向上的位置，以开 始下一个分配循环。喷嘴27可设置在压杆25的顶部上，以为使用者的手提 供舒适的人机工程学外形，并且也提供用于分配物质的孔口。压杆25可相 对于装置21主体的固定部分22上下移动。技术人员将会认识到，压杆25也可水平移动，或可在水平轴线和垂直 轴线之间的任何方向上移动。该压杆25布置可提供直线移动的优点，所述 移动可容易与函数关系相关联。霍尔效应传感器40可放置在装置21的可移动压杆25或固定部分22 之一上。磁体42可放置在另一个组件上。随着压杆25被启动，它们之间的 相对移动会产生与所排放和分配的物质相关联的磁场。如果需要，也可将倾斜传感器引入到装置21中。在分配期间，倾斜传 感器可用来确定贮存器是否歪斜而偏离了中心。如果是这样，则较少的物质 从贮存器中被分配出来，并且结果可能不会如预期的那样符合函数关系。例如，当浸料管28 (如果存在的话)的末端倾斜时，就可能不会浸没在待分
配的物质中。
技术人员将会认识到，针对图1至2的实施方案所导出的函数关系将 被定制成适合所考虑的装置21的具体几何形状、推进剂压力、尺寸、泵特 性等。此外，函数关系还将视所考虑的特定物质而定。如果要改变流变学特 性或材料特性，则可相应地调整函数关系。此外，函数关系还可被定制成适 合每个具体的磁体/霍尔效应传感器40组合，因为每个组件均可具有其独特 的特性；并且将涵盖此类组件在装置21上的定位情况的任何变型。
图1至2所示的实施方案示出了磁体42,所述》兹体被结合到触发器23 中并设置在触发器23的下面。这可提供如下优点，即整个测量可在对于使 用者而言不可见的情况下进行。具体地讲，在通常的预期用途期间，》兹体 42和霍尔效应传感器40对于使用者来讲是不可见的。该测量系统可以是重 量轻并且足够小，以致使用者可能注意不到，因此可能无需改变通常的分配 习惯。当然，技术人员将会认识到，本发明不限于此。所示出的磁体42和 霍尔效应传感器40的位置可对调。组件中的任一个或其两者均可放置在装 置21上的不同位置中，只要它们之间的相对邻近性(因此信号)可响应物 质从贮存器中的分配而—皮检测到。
参见图3，本发明可使用用来驱动活塞的螺紋装置21，如通常针对止 汗剂/除臭剂所用的那样。活塞被沿螺杆轴向地驱动。螺杆具有纵向轴线， 所述轴线与螺杆的中心重合并且平行于分配方向。螺杆与有螺紋的螺母之间 的相对旋转可在纵向上推进活塞。
活塞的纵向推进可通过挤出通过一个或多个分配孔口来分配此装置21 的贮存器中容纳的物质。这种分配可通过围绕纵向轴线旋转螺杆/螺母来实 现。螺杆的旋转可通过手动抓持设置在装置21的外部的转盘33来发生。转 盘33垂直于纵向轴线旋转并且围绕纵向轴线旋转。
磁体42可放置在装置21的转盘33和固定组件22之一上。如果需 要，磁体42可为环形形状的，其包围纵向轴线和/或与纵向轴线垂直设置。 作为另外一种选择，径向地设置在转盘33的外侧的单一磁体42当其朝向和 背离霍尔效应传感器40推进时，可提供更明显的信号强度变化。磁体42与 转盘33 —起旋转、或霍尔效应传感器40 (如果安装在转盘33上的话)的
9旋转可产生信号，所述信号可与活塞的推进相关:f关。然后活塞的推进可与分 配出的物质的量相关耳关。
如果需要，装置21可包括不等数目的磁体42和霍尔效应传感器44。 该布置可提供冗余度优点，因为其可有助于在恶劣的工作环境中或其中工作 范围的不同部分需要附加分辨率的环境中。
前述的测量是定量的。然而，本发明也可用于定性测量。
例如，本发明也可用来测量存储袋(未示出)的打开和进入，所述袋 如通常用于存储剩余食物的存储袋一样。此类食物存储袋具有由轨道形成的 密封件，所述轨道具有互补的接合部分。可将霍尔效应传感器40和磁体42 之一设置在袋的每个侧面上。当打开时，它们之间的邻近性的变化可^f皮注意 到，因此人们将知道袋的内容物被取用过或有附加物质被添加到袋中。因 此，本发明可用于具有大致松软壁的贮存器。
同样，本发明也可用于具有刚性壁的贮存器(未示出)，如通常用来 容纳擦拭物、薄纸等的贮存器。例如，可利用具有封盖的大致平行立面体形 状的容器。该容器可为正立的、基本平坦的、或具有任何所需形状/几何形 状。该容器可具有封盖，所述封盖可闭合以密封其中的内容物，并且可打开 以触及其中的物质来进行分配，如由共同转让的US 4,979,613和 5,516,001所示出。封盖可为铰接的、可移除的等，以便暴露出可供物质通 过它来分配的孔口 。霍尔效应传感器40和磁体42可分别放置在封盖和密封 面上，反之亦然。将检测到它们之间的邻近性的变化，因此可指示贮存器中 的物质的取用或向贮存器中补充了内容物。
此外，本发明的装置21还可用来确定遮光物的打开和闭合，所述遮光 物用来覆盖开口，诸如窗口。使用如共同转让的US 6,640,867 Bl所示的拉 带来打开和闭合示例性遮光物。
技术人员将会认识到，本文所述的且受权利要求书保护的本发明也可 用来监测使用家用产品的习惯。例如，本文所述的磁体42/霍尔效应传感器 40组合可用于监测马桶座的放置、水箱门的打开/闭合、药拒门的打开/闭 合、或日常事务的其它方面。本文所公开的量纲和值不旨在被理解为严格地限于所述的精确值。相 反，除非另外指明，每个这样的量纲是指所引用的数值和围绕该数值的功能 上等同的范围。
本发明的发明详述中所有引用文献的相关部分均以引用方式并入本
义或定义沖突时，将以赋予本书面文献中术语的含义或定义为准。
虽然已经举例说明和描述了本发明的具体实施方案，但是对于本领域 技术人员来说显而易见的是，在不背离本发明实质和范围的情况下可以做出 多个其他改变和变型。因此，有意识地在附加的权利要求书中包括属于本发 明范围内的所有此类改变和变型。
权利要求
1.一种定量测量分配出的物质的量的装置(21)，所述装置(21)包括用于在其内存储物质的贮存器；用于从其通过来分配容纳在所述贮存器中的物质的分配孔口；用于通过所述孔口来从所述贮存器中分配所述物质的分配器，所述分配器具有相对于所述贮存器可移动的致动器；相对于所述分配器固定的构件(22)；其特征在于霍尔效应传感器(40)，所述传感器设置在所述分配器和所述固定构件(22)之一上；磁体(42)，所述磁体设置在所述分配器和所述固定构件(22)中的另一个上，由此所述磁体(42)和所述霍尔效应传感器(40)之间的相对移动可产生响应所述移动的信号，所述信号可与从所述贮存器中分配出的不确定量的物质相关联。
2. 如权利要求1所述的装置(21 )，所述装置还包括以电子方式存储的 函数关系，所述函数关系指示从所述贮存器中分配出的物质的量， 其中所述物质可以不确定量分配。
3. 如权利要求2所述的装置(21),其特征在于所述函数关系被保持远 离所述装置(21)。
4. 如前述任一项权利要求所述的装置(21)，其中所述磁体(42)设 置在所述可移动致动器上，并且所述传感器设置在所述固定构件(22) 上，其特征在于所述磁体(42)或所述传感器对于分配所述 物质的使用者来讲均为不可见的。
5. 如前迷任一项权利要求所述的装置(21)，其中所述磁体(42)在 直线路径上移动。
6. 如前述任一项权利要求所述的装置(21),其中所述分配器包括手 动操作的泵，并且所述致动器包括与所述泵可操作地联合的触发器(23) 。
7. 如权利要求 所述的装置(21)，其中所述致动器包括可围绕纵向轴线旋转的转盘(33)，并且所述分配器还包括活塞，所述活塞可在所述纵向上移动并且与所述转盘(33)可操作地联合，其中所述磁 体(42)包围所述纵向轴线。
8. 如权利要求5所述的装置(21),其中所述分配器包括相对于大气压 力的正压力并且其将待分配的物质保持在正压力下，并且所述致动 器包括阀门，所述阀门可打开以释^:所述加压物质并且与所述加压 物质可操作地联合，其中所述贮存器具有平行于所述纵向的主轴， 并且所述磁体(42)在基本上平行于所述纵向的方向上移动。
9. 如前述任一项权利要求所述的装置(21),所述装置包括不等数目 的磁体(42)和霍尔效应传感器(40)。
10. —种定量测量分配出的物质的量的方法，所述方法装置(21)包括 以下步骤通过相对于用于在其内存储物质的贮存器移动致动器来通过孔口从 所述贮存器中分配不确定量的物质，从而响应所述移动而在霍尔效 应传感器(40)与磁体(42)之间产生信号；并且其特征在于将所 述移动与通过所述致动器的移动而从所述贮存器中分配出的物质的 量相关联。
全文摘要
本发明公开了一种分配测量装置。该装置可关联霍尔效应传感器与磁体之间的相对邻近性。一个保持固定，而另一个可响应在分配期间所发生的通常的启动而移动。对于邻近性的变化的检测可与分配出的物质的量相关联。
文档编号B67D7/58GK101578505SQ200780047087
公开日2009年11月11日 申请日期2007年12月21日 优先权日2006年12月21日
发明者J·L·乔伊斯, K·S·蒂加登 申请人:宝洁公司