用於蒸發被多孔基質吸收的流體的裝置，以及評估被多孔基質吸收的流體的水平的方法

2023-06-08 09:08:11

專利名稱：用於蒸發被多孔基質吸收的流體的裝置，以及評估被多孔基質吸收的流體的水平的方法
技術領域：
本發明涉及用於被多孔基質吸收的流體的裝置。本發明還涉及評估被多孔基質吸收的流體的水平的方法。
背景技術：
已知的空氣清新器有時包括容納多孔基質例如吸芯的瓶子以吸收將會蒸發到環 境中的揮發性空氣清新香料。在將吸芯暴露於環境空氣中一段時間後，被吸芯釋放到環 境中的香料的量會降低或甚至不再能夠被用戶察覺到。為了告知用戶吸芯的壽命終止， 已知有壽命終止指示器，所述壽命終止指示器在被吸芯吸收的流體降低到一定水平，例 如不再能夠被用戶察覺到時，提供吸芯的顏色變化。如國際申請公開W02005/118007中 所述，吸芯中存在的染料在流體蒸發時從吸芯沉澱，從而導致吸芯的顏色變化，並指示 需要用香料來重新填充瓶子。這種壽命終止指示器的缺點在於吸芯的顏色改變不均勻。此外，向組分例如吸 芯或香料中添加沉澱染料可能並不總是可取的。

發明內容
因此，本發明的目的在於提供指示被多孔基質吸收的流體的量的變化的可供選 擇的產品或方式。該目的和/或其他目的可通過如權利要求1所述的裝置來實現。令人驚奇的是，已發現，被多孔基質吸收的流體的量的變化可改變多孔基質的 光學特性。例如，某些多孔基質在乾燥時，然後當更大的量的流體被吸收時，具有不同 的透光特性。具體地講，當多孔基質變得更乾燥時，其可能變得更不透明，而當多孔基 質處於溼潤狀態時，其可獲得透明性。為了能夠主動地指示被多孔基質吸收的流體的量的變化，基質的裝置可配備有 照射到基質上的光。穿過基質的光的強度的改變是被基質吸收的流體的量的指示，該變 化能夠被用戶察覺到，使得用戶或裝置本身能夠注意到被吸收的流體的量已發生改變並 且需要向基質中添加流體。本發明的一個具體的實施方案使用主動指示器電路來指示被多孔基質吸收的流 體的量已發生改變。例如，可在裝置中配備光傳感器來檢測透過基質的光的量。此外， 指示器電路可發送信號來告知用戶傳感器檢測到的光強度的變化。上述目的和/或其他目的也可通過如權利要求16所述的方法來實現。


為了闡述本發明，將參考附圖來進一步說明其實施方案。在附圖中圖1為空氣清新器的示意圖IA為空氣清新器的示意性側視圖；圖2為清新器的示意圖。在本說明 書中，相同的或對應的部件具有相同的或對應的附圖標號。所示的示 例性實施方案不應被視為以任何方式受到限制，並且其僅用於闡述目的。
具體實施例方式在圖1中，示意性地顯示了空氣清新裝置1，該裝置也被稱為空氣清新器或除臭 器。該裝置1例如包括瓶狀的容器2，該容器2包含揮發性流體3，尤其是香料，或空氣 清新或除臭流體3。容器2也可容納多孔基質，其在該實施方案中為吸芯4，該吸芯自動 地吸收容器2中的揮發性流體3的至少一部分。被吸收到吸芯4中的流體3至少在流體3 仍存在於吸芯4中期間從吸芯4的暴露端或部件蒸發到環境中以便對環境進行除臭。吸 芯4可為任何形狀，例如圓柱形、方形、或圓形。裝置1配備有照明電路5，該照明電路將光線7發射到安裝在裝置1中(例如放 置在容器2中)的吸芯4上。也可提供與主電源11或電池的連接10以驅動照明電路5 以及指示器電路6。在使用時，照明電路5發射的光線7至少在下文將描述的某些條件下 穿過吸芯4，所述光線被在指示器電路6中提供的光傳感器8接收。在一個實施方案中，裝置1包括外殼17，所述外殼17裝備有照明電路5、傳感 器8、和指示器電路6，並且被布置成與主電源連接。容器2 (其包括流體3和吸芯4)可 被置於外殼17中，而在將容器2置於外殼17中之前，可將例如封蓋或頂蓋取下以將吸芯 4暴露於空區中。在另一個實施方案中，當容器2被裝置1本身打開時，在被安裝在外殼 17期間或之後，例如通過刺穿或換句話講打開容器2的頂部。在另一個實施方案中，外 殼17本身可包括需要被重新填充的容器2，同時裝置1自動保持吸芯4溼潤。如果容器 2或至少吸芯4被定位，照明電路5和傳感器8可被布置在吸芯4附近，各自在吸芯4的 一側，當至少吸芯4被設置在裝置1中時。外殼17可被布置成使得其將容器2或至少吸 芯4保持在傳感器8和照明電路5之間。圖IA示意性地示出了實施方案，其包括外殼17，其中可放置重新填充瓶2A來 蒸發流體3，例如在外殼17提供的電加熱的影響下。照明電路5，例如LED，被布置在 吸芯4的一側，並且光傳感器8被布置在吸芯4的另一側，使得照明電路5發射的光線至 少部分地穿過吸芯4，至少如果吸芯4不是乾燥時，並且光線被傳遞到傳感器8。光線可 直接發射到吸芯4上。在一個實施方案中，整個瓶子2A例如包括吸芯4在流體3耗盡或 幾乎耗盡時被置換。例如，當瓶子2A被置於外殼17中時，瓶子2A的頂部被打開，例 如被刺穿，使得其內的流體3可蒸發到空氣中。在另一個實施方案中，只有流體3被重 新填充。在一個實施方案中，指示器電路6被布置成獲取有關吸芯4中的流體3的信息， 例如方法是將被光傳感器8接收到的光與某些預設值進行比較。更具體地講，光傳感器 8將接收到的光能轉換成信號，該信號被指示器電路6轉換成有關吸芯4中所存在的流體 3的量的信號。該信息例如通過指示器9 (其可能是如圖IA所示的的光)傳遞給用戶。優選地，可使用一種具有某些光學特性的類型的吸芯4。更優選，吸芯4被布置 成使得吸芯4的幹透明特性收到被檢測到的和/或分散在吸芯4內的流體3的量的影響。具體地講，穿過吸芯4的光線7的光強度在被吸芯4吸收的流體3的量的降低的影響下改變。對於所述光學特性，吸芯4優選地包括透明的或半透明的纖維。吸芯4的材料 的折射率優選地相對接近於被吸收的流體3的折射率。這些纖維可至少部分地由聚烯烴 製成。所述纖維可例如部分地被焊接以便獲得吸芯4。聚烯烴的纖維可對光是版透明的 並且可具有大約1.5的折射率。其他材料也可用於相同的目的。一般來講，當一定數量的纖維被焊接和/或放在一起以製造吸芯4時，吸芯4可 相對地為白色和不透明的，原因是光大部分被纖維衍射，至少當吸芯4相對乾燥時。當 纖維之間的流體的折射率與纖維的材料的折射率較不同時，衍射的量可較高。例如，當 吸芯4被乾燥時，纖維之間的流體可為空氣，其折射率為1，而纖維的折射率可例如為 1.5。該差異足夠大以導致較高量的衍射。在一個實施方案中，吸芯4的材料的折射率可 為1.3或更高，優選為1.4或更高，更優選為1.5或更高，這足以導致衍射，至少當吸芯4 處於乾燥狀態時。吸芯4中的光的衍射可在纖維之間的流體的折射率較接近於吸芯4的材料或吸芯 的纖維的折射率時降低。於是吸芯4可透過更多的光。例如，當吸芯4已吸收了流體3 例如某種香料時，吸芯4的顏色和/或透明性可分別從白色和/或不透明變成半透明的並 具有流體3例如香料的特性。例如香料的折射率為大約1.44，其與空氣的折射顯著不同， 例如，但其較接近於吸芯4的材料的折射率。優選地，流體3的折射率與吸芯4的材料 的折射率的差異至少小於吸芯4的折射率與空氣的折射率之間的差異。例如，流體3的 折射率與吸芯4的材料的折射率的差異小於0.2，優選小於0.1。在一個實施方案中，透過吸芯4的光線7的光強度(其被光傳感器8接收到) 在被吸芯4吸收的流體3的量降低的影響下降低。適用於此類目的的吸芯4的實例為 Filtrona 吸芯，其型號為 NWN435179、BNW437108、BNW437604 或 BNW435348。當 然，其他吸芯4也可適用於此類目的。在一個示例性實施方案中，當裝置1中不存在吸芯4時，被傳感器8接收的光強 度可為被光源發射的光的較大部分。例如，由於沒有元素阻擋光線7，被傳感器8接收的 光可為發射的光的大約60%至100%。然而，當吸芯4存在時，吸芯4將阻擋或至少部 分地阻擋光線7。例如，如果吸芯4為溼潤的，例如被流體3溼透，那麼吸芯4可為相 對半透明的。例如，接收的光強度可為發射的光的強度的大約5%至大約80%，優選為 10%至大約50%。如果吸芯4不包含流體3或僅包含很少的流體3，那麼被傳感器8接 收的光強度可能顯著更低。其可為例如0%，或至少較低，例如低於大約20%，或低於 大約10%。 在一個實際的實施方案中，指示器電路6可被配置成將來自光傳感器8信號與某 些預設值進行比較，例如使用比較電路16，其將在下文描述。例如指示器電路6將在從 光傳感器8接收的信號約為第一閾值或低於第一閾值時指示信號。例如，第一閾值介於1 和大約2伏之間，例如1.5伏。當指示器電路6接收到的信號低於1.5伏時，接收到的光 強度可由於較乾燥的吸芯4而較低，以便指示器電路6發送信號以指示流體3應當被重新 填充，例如通過指示器9。例如，第二閾值(其高於第一閾值)可具有大約3至大約4.5 伏的值，優選為大約4伏。這將代表在缺乏吸芯4的情況下的較高值，其中光傳感器發送的信號涉及較高的光強度。然後，指示器電路6可發送不同的信號，以指示吸芯4需 要被置換或吸芯需要被放置。在上述第一和第二閾值之間，吸芯4可包含足夠的流體3 用於蒸發，在這種情況下指示器電路6可發送信號或不發送信號。當然，上述閾值可為 任何值，例如眾多的上述值，例如取決於進來的電流和/或照明電路5的光12和/或指 不器電路6，等等。優選地，指示器電路6被布置成將光傳感器信號與預設的閾值進行比較並當達到或跨過上述閾值時驅動指示器9。首先，指示器電路6可被布置成向用戶傳達以下信 息吸芯4已變幹，僅剩很少的流體3可被釋放到環境中。這樣的話，當沒有任何流體 或僅有很少的流體被釋放到環境中時，用戶可得到主動的提示。因此，在一個實施方案 中，指示器電路6可被布置成當光傳感器8接收到的透射的光線7的光強度低，例如至少 低於第一閾值時來進行指示。其次，指示器電路6也可被布置成當光傳感器8接收到的光強度較高，或至少高 於第二閾值(其高於第一閾值)例如當沒有吸芯4存在時，來進行指示。上述閾值實際上是任選的並且可以變化，例如取決於被選擇的吸芯4和/或流體 3。在某些實施方案中，裝置1持續時間較長，例如大於20天，例如30至90天。 有時，用戶可能意識不到清新器1正在工作這一事實，或可能意識不到清新器1、尤其是 吸芯4已耗盡流體3或幾乎耗盡流體3這一事實。清新器1可例如被無意識地放置。因 此，指示器9可被布置成向用戶指示吸芯4中的流體3的量以便用戶可了解可重新填充裝 置1。例如，當指示器9通過指示器電路6接收到信號時，例如當清新器不再包含吸芯 4或流體3時，指示器9提供視覺信號，例如光，諸如LED，儘管也可使用聽覺信號，例 如，指示器9的用戶信號可與接收到的傳播的光的光強度直接相關。因此，在一個實施 方案中，指示器9為LED或警示燈，其在達到一個閾值時間歇地發射光，或在達到另一 個閾值時連續發射光。例如，當吸芯4未存在於裝置1中時，指示器9恆定地發射光， 並且當流體的量較低時或清新器1需要重新填充時，指示器9間歇地發射光。當然，其 他信號也是合適的，例如照明電路5可改變顏色，可使用不同的光信號，或呈現符號的 LCD屏幕，和/或可使用符號。在另一個實施方案中，指示器電路6在裝置1本身內發送信號。例如，裝置1 可被布置成當第一流體已耗盡時轉換到第二流體，後者由指示器電路6指示。例如，裝 置1可包括外殼17，使用時包括多個包含不同流體3的瓶子2A或容器。當一種流體已 耗盡時，將被指示器電路6檢測到，該指示器電路向處理電路發送信號，上述處理電路 被布置成啟動裝置1以釋放第二流體3，例如通過重新填充原先包含流體3的容器，或通 過打開第二容器。用於裝置1的電氣方案的一個實施方案示於圖2中。在吸芯4的一側提供了照 明電路5，在吸芯4的另一側提供了指示器電路6。照明電路5配備有照射到吸芯4上的 發光LED 12。發光LED 12被配備有來自電源的動力。例如來自具有大約220至230伏 的振蕩電流的主電源11。任選地，提供了加熱元件13，例如加熱電線，其加熱吸芯4和 /或加熱其內的流體3，使得流體3在熱的影響下更快地蒸發。在圖2的實施方案中，提供了 AC/DC轉換器14以輸出較恆定的轉換自進來的信號的信號。AC/DC轉換器14可平行於加熱元件13被轉換。轉換器可提供5V的恆定信號。可提供多諧振蕩器，例如不穩定的15，以在從AC/DC轉換器14接收到的恆定 信號中產生孔以便獲得時變信號。孔可以一定的頻率例如IOkHz來產生。發光LED 12 然後以接收到的頻率例如IOkHz發射。該頻率是能夠與環境光區分的頻率的一個實例， 以便來自環境光的光噪可被過濾，例如通過指示器電路6，儘管其他頻率也是適用的。在本說明書中，環境光可被 理解為包括自然的日光，或其反射，以及在環境中 由其他光源提供的光，例如連結到主電源。一般來講，可能有利的是，發射的光具有某些特性使得其可與環境光區分，因 為環境光可提供進入到傳感器8中的光噪。例如，照明電路5可被布置成以低於或高於 50Hz和/或60Hz的特定頻率發射，因為50Ηζ/60Ηζ頻率是用於主電源照明系統的常見 頻率，儘管不同於標準電源頻率的任何頻率也適用於區分照明電路5發射的光和由來自 主電源照明的照明電路5發射的光。也可能發射具有特定顏色的光，例如紅外線，所述 光可與環境光區分。轉到圖2，指示器電路6被配備有光傳感器8，該光傳感器接收發射光12發射的 光，至少在吸芯4是至少半透明的，例如不是乾燥的時候。如上文所已闡述，吸芯4和 光源/傳感器布置可具有三種不同的狀態。例如，如果吸芯4較乾燥，將沒有光或僅有 很少的光穿過吸芯4，而如果LED 12和傳感器8之間不存在吸芯4，則將有大量的光傳輸 到傳感器8。當吸芯4處於溼潤狀態時，光至少部分地穿過以便接收到的光量超過乾燥吸 芯4的情況並且小於不存在吸芯4的情況。光傳感器8接收光並將其轉化為電信號。在一個實施方案中，該信號可被分為 恆定信號，這可能是由於環境光、時變信號，例如以IOkHz的頻率，其由於發光LED 12 透射的光，和以不同的頻率例如50Hz，100Hz, 150Hz,等的時變信號，這可能是由主電 源環境光導致的。在本說明書中，時變信號旨在包括振蕩信號、交替信號和脈衝信號。提供了頻率濾波器15，該頻率濾波器被布置成從進來的信號中、尤其是從恆定 的信號中過濾掉恆定的信號和/或時變信號，並且所述時變信號具有不同於發射的光的 頻率，例如不同於50Hz。具體地講，濾波器15被布置成過濾掉傳感器8接收到的50Hz 頻率的環境光和恆定的環境光，使得發光LED 12的IOkHz頻率光可保持並且來自環境光 的光噪被過濾。因此，獲得了與吸芯4的溼度相關的信號。輸出可例如為介於O和5伏 之間的恆定信號。輸出可取決於以發射頻率接收到的時變電壓的幅度。比較電路16，例如窗口比較電路，可被轉換到指示器9。頻率濾波器的輸出可 被比較電路16接收到，比較電路將輸出遞送給指示器9。例如，如果電壓小於例如1.5 的第一閾值，那麼將意味著吸芯是乾燥的或幾乎乾燥的。如果電壓大於第二閾值，例如 4伏，這將意味著裝置1中沒有吸芯4。如果電壓介於所述第一閾值和第二閾值之間，例 如分別為1.5和4伏，這將意味著在發光LED 12和傳感器8之間存在吸芯4並且其是溼 潤的。優選地，比較電路16在沒有吸芯4時，或在吸芯4是乾燥的或幾乎乾燥的時， 將信號傳送給指示器9，以便指示器9發送信號以指示裝置1中沒有吸芯4和/或流體3 已完全蒸發或幾乎完全蒸發。例如，指示器9包括LED或警示燈，所述LED或警示燈被布置成根據比較電路16的輸出來照耀。例如，指示器9可在沒有吸芯4時照耀，並且 指示器9可在清新器1已耗盡流體3時閃爍。如上所述，指示器電路6可被布置成向用戶指示清新器1的不同狀態。同樣，指 示器電路6可被布置成指示兩種狀態，例如，吸芯4是潤溼的或者吸芯4是乾燥的；或三 種以上的狀態，例如吸芯4是潤溼的，吸芯4是幾乎乾燥的，吸芯4是乾燥的，或沒有吸 芯4存在。此外，其他與吸芯4中的流體3的量相關的狀態也可通過指示器9來傳遞。揮發性流體3可例如為空氣清新或除臭流體3。在其他實施方案中，流體3為殺 蟲劑組合物或去除劑，例如驅蟲劑。流體3也可包括空氣潤溼劑。流體3可例如被選擇 以與吸芯4合作使得吸芯4的光強度相對於被吸收的流體3的量的改變可很容易被區分。在一個實施方案中，吸芯4被容器2包圍，並且流體3將在容器2內蒸發，並且 之後蒸發的流體將通過開口 2在容器2內擴散。在一個實施方案中，吸芯4本身被用作指示器9。例如，照明電路5在一定的時 段內向吸芯4上發射光，而在該時段內，被吸芯4吸收的流體3的量通過流體3的蒸發而 發生變化，以便因此吸芯4的透明性也發生變化。吸芯4透射的光的所得變化可本身指 示被吸收/蒸發的流體3的量的變化。顯而易見的是，本發明不以任何方式受限於說明書和附圖中所代表的實施方 案。在由權利要求書概括的本發明的範圍內，許多變型和組合是可能的。在本發明的範 圍內，實施方案的一個或多個方面的組 合或不同實施方案的組合都是可能的。所有類似 的變型均被理解為落在有權利要求書所概括的本發明的範圍內。
權利要求
1.一種用於蒸發被多孔基質吸收的流體的裝置，所述裝置配備有用於在多孔基質被 至少部分地安裝在所述裝置中時將光發射到所述多孔基質上的照明電路。
2.如權利要求1所述的裝置，所述裝置配備有指示器電路，包括光傳感器，當所述光傳感器被安裝到所述裝置中時，其用於接收透過所述基質的所 述光，並將接收到的光能轉化成與接收到的光強度相關的信號，其中所述指示器電路被布置成輸出取決於來自光傳感器的、與所述光強度相關的信 號的指示器信號。
3.如權利要求2所述的裝置，其中所述指示器電路被布置成在所述接收自光傳感器的 信號約為或低於第一預設閾值時指示所述指示器信號。
4.如權利要求3所述的裝置，其中所述指示器電路被布置成在被光傳感器接收的光的 光強度約為或高於某一第二閾值時指示信號，所述某一第二閾值高於所述第一閾值。
5.如權利要求3或4所述的裝置，其中所述第一閾值具有介於1和大約2伏之間的值。
6.如權利要求4所述的裝置，其中所述第二閾值具有介於大約3和大約4.5伏之間的值。
7.如權利要求2至6中任一項所述的裝置，其中所述指示器電路包括濾波器，所述濾 波器被布置成過濾掉恆定的信號和/或時變信號。
8.如前述任一項權利要求所述的裝置，其中所述照明電路被布置成以預設的頻率發 射光，該頻率是預設的以便其能夠容易地與環境光的頻率區分。
9.如權利要求8所述的裝置，其中所述發射的光的頻率優選地不同於50或60赫茲。
10.如權利要求2至9中任一項所述的裝置，其中所述指示器電路包括警示燈和/或 LED以用於向用戶發出指示基質的狀態的信號。
11.如前述任一項權利要求所述的裝置，其中所述照明電路包括LED。
12.一種用於吸收流體的多孔基質和如前述任一項權利要求所述的裝置的套件，其中 所述基質被布置成安裝在光傳感器和照明電路之間。
13.如權利要求12所述的套件，其中所述多孔基質被布置成使得當其吸收了一定量的 流體時透射光，其中在被多孔基質吸收的流體的量改變時，透過基質的光的光強度發生 改變。
14.如權利要求12或13所述的套件，其中要被蒸發的流體被基質吸收，其中所述流 體的折射率與所述基質的主要材料的折射率之間的差異小於所述基質的主要材料的折射 率與空氣的折射率之間的差異。
15.如權利要求2至11中任一項所述的裝置，或如權利要求12至14中任一項所述的 套件，其中所述多孔基質為吸芯。
16.如權利要求2至11中任一項或權利要求15所述的裝置，或如權利要求12至15 中任一項所述的套件，其中所述多孔基質為用於吸收香料或殺昆蟲劑的吸芯。
17.—種評估被多孔基質吸收的流體的水平的方法，其中流體被所述基質吸收，其中 光被布置在基質的附近，使得其發射指向所述基質的光線，其中透過基質的光線的光強 度在被所述基質吸收的流體的量降低的影響下改變。
18.如權利要求17所述的方法，其中所述透射的光線被寄存並被轉換成信號，該信號與預設的閾值進行比較，在比較之後，取決於與閾值進行比較的信號的值，指示器信號 被指示。
19.如權利要求18所述的方法，其中所述透射的光線的光強度在被基質吸收的流體的 量降低的影響下降低。
全文摘要
本發明公開了評估被多孔基質吸收的流體的水平的方法，其中流體被基質吸收，其中光被布置在基質附近，使得其發射指向所述基質的光線，其中透過基質的光線的光強度在被所述基質吸收的流體的量降低的影響下改變。
文檔編號A61L9/12GK102026673SQ200980113192
公開日2011年4月20日 申請日期2009年4月14日 優先權日2008年4月14日
發明者F-Y·佩雷斯博尼拉, T·布倫卡諾阿滕恰 申請人:寶潔公司