具波传感器的分配系统的制作方法_2

文档序号:8946808阅读:来源:国知局
存环境温度中的变化的温度传感器,可被配置用来激活分配器12。气味传感器可检 测出浴室或厨房等区域中的一些分子,并在该检测后立即或在特定时间激活分配器12。任 何上述传感器可单独或与运动传感器一起使用,例如,无源红外或热电运动传感器、红外反 射运动传感器、超声波运动传感器,或是雷达或微波无线电运动传感器,或更特别是光晶体 管,来检测光转换的高峰值和低峰值。应注意,虽然仅说明了一个传感器10,但是分配系统 10中可以使用上述传感器的任何组合。例如,声音传感器可用来检测声音、频率、压力变化 等,从外部方向至另一传感器,例如,光传感器,可用来检测运动,使分配器12启动预先设 定的响应,类似流体喷雾,如上所述。在一些实施例中,光传感器可以采用无源红外传感器, 如松下PIR MP运动传感器AMNl (由松下制造)、激光传感器,或闪烁传感器,提供宽广的视 野。在具体的实施例中,光传感器是光晶体管,检测光的强度,并将电信号输出到控制器18, 过滤及处理信号。当控制器18确定阈值光条件被达到,即,短时间间隔内由光晶体管接收 的光强度变化的预定水平,然后控制器18决定是否启动喷雾。在一些实施例中,控制器18 基于从声音传感器和光晶体管的输入来决定是否启动喷雾。此外,应注意,现列出的潜在传 感器22并不详尽,仅示出了可与在此所述的分配器12 -起使用的传感器22的不同类型。
[0044] 含有分配器12的一些或所有组件的壳体16可通过美观方式被构成,从而分配系 统10可"一览无遗"并放置在用户所期望的房间或空间内的突出位置。壳体16还可被设 计为放置在较为谨慎的位置。在一些情况下,壳体16可被装扮成其他功能对象或装饰件的 样式,如岩石、装饰、雕像、灯等,从而分配系统10及其相关的功能在外观上更精细或不容 易被察觉。壳体16可通过任何合适的材料被构造,如塑料、金属、玻璃、或上述的组合。此 外,材料可包括加工的,自然的,和回收或再生材料的组合。壳体16可以是本领域技术人员 已知的任何形状或任何颜色。在一些情况下,用于构成壳体16所选择的材料被配置来模拟 自然产生的物质,如木材、石头、纸张,或岩石,或上述的组合。在另一方面,壳体16可被成 形或着色来匹配将与分配器12 -起操作的容器28,或被配置为接收容器28的整体或一部 分。
[0045] 现参照图3,图1中的分配系统10以喷雾被射出的激活状态被示出。当容器28和 /或导管14在喷雾序列期间被激活时,例如,流体从容器28中逸出,穿过导管14并流出外 排放孔32时,压力波或声波34在导管14中被生成。传感器22可定位在远离导管14的外 排放孔32的直线距离Dl处,其中最大距离Dl受限于壳体16的物理限制,其包住所有组件, 包括一些或所有的容器28。应理解,距离Dl的范围约为0厘米至30厘米。在特定的实施 例中,距离Dl为零或几乎为零,因此传感器22被固定和/或相邻于导管14。在不同的实施 例中,距离Dl约为5厘米至12厘米,且优选是不超过8厘米。在不同的方面,壳体16的结 构提供有利于传感器22操作的波导特性,类似通过包含和引导一些或所有的声波34,以下 将进一步进行详细说明。
[0046] 在一个实施例中,传感器22为传声器或其他声音测量装置,例如,扬声器,用来拾 取声音信号或配置用来检测从导管14发出的声波34。声音传感器22可以是微机电系统 (MEMS)传声器,驻极体传声器,光纤传声器,或是可放置在壳体16内的本技术领域中已知 的任何其他类型的传声器。此外,各种声音传感器22提供不同的传感领域或拾取模式,包 括全方位的,双向的,心型,超心型指向,散弹,或本技术领域中已知的任何其他模式。在一 个实施例中,该传感器22为全方位微机电系统传声器,被安装在控制器18的电路板上的壳 体16内。在另一个实施例中,需要特定的传感角度,例如,较窄的传感光束,被优化来检测 由导管14发出的声波34,优选是单向或其他方向的传感器22。定向的传感器22可进一 步限制背景噪声,例如配置有分配系统10的房间中的活动。此外,可利用多个全向传声器 来有效地生成定向响应,被配置成壳体16内的波束形成阵列。进一步,通过使用两个传声 器可以有效地消除背景噪声。例如,第一个传声器可放置在导管14或声源附近,且第二个 全方位微机电系统传声器可放置在远离导管14处,例如约2厘米较远的距离。由于远场噪 声,即,背景噪声,经两个传声器以基本相同的水平被检测,且近场噪声,即,驱动期间导管 14中发出的声音,由于两个传声器与声源的不同位置,在其之间以较大的水平差异被检测, 因此可施加差分放大器来放大两个传声器之间的信号差异,从而生成差分信号,来有效地 消除背景噪声。该差分信号具有独立的驱动声音,特别适用于随后段落中描述的各种应用。 应注意,用于改善传感器22的信噪比的其他方法为本领域中的已知技术,且传声器类型的 选择或其他传感器22可基于成本、重量、尺寸、制造方便、传声器灵敏度和其他规范中的至 少一部分。
[0047] 如图6中进一步所示出的,根据声波34的检测,传感器22将声波34转换为电信 号,来用于进一步的处理过程。处理过程可包括波特性分析,如频率、波长、振幅、声压、声音 强度,以及本技术领域中已知的各种其他属性或测量。声波34的这种特性是容器28内部 压力的功能和定义导管14的容积的所有或部分表面的机械设计,例如,气溶胶容器的输出 阀的机械设计。在非限制性的例子中,可以利用导管34中生成的声波14特性来指示出容 器28的性能,包括容器28是否全满的、部分满的或空的;区分容器28内材料的流体配方; 从其他容器中区分出容器28 ;以及类似等,以下将进行详细说明。
[0048] 例如,导管14是被限制的通道,其中储存在容器28内的加压流体或物质的容积被 释放。当喷雾被引发时,物质通过动力从阀组件或计量配料室中被推动穿过内排放孔30,所 述动力由气溶胶容器28的较高内压力属性或是由于栗式喷雾器生成的吸力物质向上牵引 被提供。该物质继续以加压流体的流动穿过导管14的容积,并以较快的速度从外排放孔32 中向周围的低环境压力被排出。流动,通常是湍动及高能的,通过振动环境空气粒子和在其 流动路径中生成穿越表面区域的剪切力来产生声音,即,导管14、内排放孔30、和/或外排 放孔32。声音作为压缩波或声波34,经传感器22被检测。具体地,传感器22可检测到外 排放孔32处发出的声音,和/或从导管14的表面发出的声音,可被设计来产生更多的湍流 并影响声音的属性(见图4A-D)。特别是在全满的气溶胶容器28中,由于材料的高流速,或 容积流率,所述排放以较高的振动振幅产生声波34,被强制排出压力容器28。因此,声波34 可反映出物质穿过导管14的高容积流率。特别是,声波34通过传感器22被检测到具有较 高的振幅,并对应于较高的声压水平。控制器18可进一步根据给定的高声压水平,确定容 器28是全满的还是尚未耗尽的。另一方面,激活过程中检测到的低声压水平可对应于较低 的容积流率,并反映出容器28是不太满的还是空的。此外,应注意,虽然传感器22被说明 从分配系统10的特定部分,类似导管14和外排放孔32,来检测声音,但传感器22可从分配 系统10的所有部分来检测声音。例如,传感器22可以检测到从任何声源中发出的声音,例 如通过导管14壁,通过28容器壁,从与阀组件流体连通的喷头中等。甚至进一步,应注意, 传感器22可配置在壳体16内的任何位置,或是壳体16的内表面或外表面,或是位于容器 28上,等等。
[0049] 在特定的实施例中,持有气溶胶物质的全满容器28的导管14中所穿过的容积流 率约为0. 05ml/ms至15ml/ms,且空的或较少状态下的相同容器的容积流率则约为lml/ms 至0ml/ms。在本实施例中,容器28在全满状态下,23摄氏度下的内部压力为65psi,且在空 的或较少状态下,23摄氏度下的内部压力则为Opsig。此外,本实施例包括具有约14mm 3的 容积的导管,且容器具有约310cnT3容积的物质。在特定的实施例中,在全满的条件下,容器 具有约15cm 3的容积,导管容积约为12mm 3, 23摄氏度下的内部压力约为65psig,且容积流 率约为lml/ms,以及在空的或较少的状态下,容积约为0mm3, 23摄氏度下的内部压力约为 Opsig,且容积流率约为Oml/ms。在不同的实施例中,在全满的条件下,容器具有约225cnT3的容积,导管容积约为12mm 3, 23摄氏度下的内部压力约为65psig,且容积流率约为lml/ ms,以及在空的或较少状态下,容积约为9mm3, 23摄氏度下的内部压力约为Opsig,且容积 流率约为Oml/ls。还可利用具有各种流体和机械导管属性的其他容器,可具有先前指出的 属性,可以是更大或更小,并可以是在上述所指出的范围之上、之下、或之
[0050] 有关容器28是满的还是空的,可基于阈值声压水平被确定,其对于满的或空的容 器28来说是已知的,被预编程至控制器18,用于在满的或空的控制逻辑中执行。特别是,阈 值声压水平可在低声压水平的范围内以最低值被设置,根据较少或近空的容器26被预计。 在此,最小值的范围约为20dB至30dB,在导管14附近经传感器22被测量,例如在壳体16 内。在一个实施例中,确定容器28是满的或还是空的状态,包括通过传感器22来检测对应 于穿过导管14的容积流率的声音。当传感器22检测到较低的容积流率时,即检测到基本 上处于和/或低于阈值声音水平的声压水平,在第二阶段,容器28可表示为较少或空的,其 取决于所设定的阈电平。例如,阈电平可以设置在用于区分容器28的流出量和零流出的点 上,或是容器28的流出量较低几乎空的但不是完全空的点上。该阈值水平可以被设置用来 示出容器28在任何地方剩余有1/3*^到1/10 th的物质。另一方面,当传感器22检测到较高 的容积流率时,即检测到对应于低流速的阈值声音水平以上的声压水平,则在第一阶段,容 器28可表示为具有正级水平的物质,其表示满的或可操作的状态。在此,在驱动状态期间, 阈电平与检测到的声音水平的比率小于第一阶段的,并与第二阶段的基本相同。同样地,涉 及在驱动状态期间,容积流率的水平与容积流率的阈电平的比率小于第一状态的,并与第 二状态的基本相同。此外,涉及,由分配系统10生成用户可感知的提示,来指示出容器28 的第一和/或第二阶段或状态。该提示可包括以各种不同模式进行灯照明或发出嘟嘟声。
[0051] 应注意,容器28内部压力的下降可能不会发生,直到容器28被大部分耗尽。对于 液体物质和液体推进剂混合物,液体推进剂在多次使用期间保持内部压力,由于物质退出 时空间被生成,通过将足够的液体推进剂转换成气体相来保持内部压力。该液体推进剂可 包括丙烷和丁烷的混合物,被称为液化石油气或LPG。在该混合物中,容器28内的压力保 持有效的恒定,并在气溶胶的使用寿命中保持最大的喷雾性能。对于液体物质和压缩气体 推进剂混合物,容器28内气体的容积是恒定的,从而物质退出时更多的空间被生成,且气 溶胶的使用寿命中压力下降更明显。压缩气体推进剂可包括氮、一氧化二氮,空气和二氧化 碳。虽然由于液体物质减弱压力下降,但可考虑改善喷雾性能,例如物质配方,经压力允许 从液体转变为气相,或其他蒸汽等压线设计。鉴于上述,整个使用寿命中具有基本恒定压力 的容器28的阈电平,最有可能被设置在用于区分满的还是空的状态的点上。另一方面,具 有较大范围压力的容器28的阈电平,即整个使用寿命中压力减少,可能会具有较大范围的 阈值,以识别各种状态的容器28,即满的、空的、1/4满的、1/3满的,和类似等。在一个实施 例中,多个阈值可由控制器18被设置和查
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