CN100400110C

CN100400110C - 投放器

Info

Publication number: CN100400110C
Application number: CNB2004800290545A
Authority: CN
Inventors: 杰弗里·罗伯特·哈蒙德; 迈克尔·李
Original assignee: Reckitt Benckiser UK Ltd
Current assignee: Reckitt Benckiser UK Ltd
Priority date: 2003-08-16
Filing date: 2004-08-13
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2024-08-13
Also published as: AU2010202351A1; US20110076185A1; GB0319318D0; US20060210421A1; WO2005018690A1; CN1863561A; CA2535946A1; HK1097203A1; ZA200601358B; CA2535946C; EP1660143A1; BRPI0413658A; GB2405097A; AU2004266477A1; MXPA06001781A

Abstract

本发明提供一种空气处理装置(2)，包括：具有多个气载剂传感器的气载剂检测器(6)，其中所述气载剂检测器(6)包括检测气载剂的临界值或临界浓度的部件；给所述装置(2)装载空气处理剂源的部件(8)；和根据所述检测器(6)对气载剂的检测，从所装载的空气处理剂源排出部分空气处理剂的部件(10，14)。

Description

投放器

技术领域

本发明涉及一种用于空气处理剂的投放器，特别是用于空间的除臭或中和异味。

背景技术

在房间、车辆及其他地方等很多用途中，广泛地使用空气清新装置及其他空气处理装置。尽管空气清新装置及其他空气处理装置通常是可重装的，或者是廉价的和一次性的，但是由于必须经常充填或替换它们，特别是例如在大型建筑物里使用很多个这类东西时，将会很不方便。当这类装置即将耗尽或已经耗尽时，不便于监测装置中的含量，以便预定替换物或新备品。而且，如果这类装置在不需要的情况下仍然散发物质，这将是一种浪费。

所以，理想的是，延长分配于空气清新装置或异味中和装置中的例如芳香剂等物质的寿命，以降低成本。延长空气清新装置寿命的一种方法是，用盖子或密封件很好地密封所述空气清新装置，以防止在使用者打开盖子前释放活性剂。然而，这对于使用者显然是不方便的，而且如果使用者在使用后忘了再盖上盖子，该活性剂就会不必要地继续释放，直到所述装置用空。

有人提出了一种自动形式的设想，其中，通过使用者进行设置，投放机构周期性地开启和关闭。在可以预测何时需要投放活性剂的情况下，这类系统是可以胜任的；但是在异味或其他物质不定期地进入气氛中的情况下，这类系统就不能胜任。

有人曾试图设计一种空气清新装置，该空气清新装置只在房间有人时才散发出香味剂、除臭剂或消毒剂，它利用红外线检测器来检测房间或空间内的活动情况。然而，当房间里有人时，除非此人进行了产生异味或不愉快气味的活动，否则不太有必要散发活性组分。于是，这种红外线检测及随后的活性组分释放就较为浪费，这是无效且昂贵的。

对于其他活性组分，例如臭味中和剂、抗菌剂和抗过敏化合物，例如，如果在封闭的空间里有大量的花粉，为了防止人患上花粉热，防止出现令人不适的症状，这时同样需要高效地不定期或定期释放空气清新剂。其他过敏原包括例如真菌孢子、尘螨(及其排泄物)、宠物过敏原等。

日本专利2001 087370公开了一种带有喷雾部件的除臭器，这种除臭器用于中和被臭味传感器检测到的酸性和碱性臭味组分。

所以，有利的是提供以下活性组分释放机制，其中，只有在装置周围的空间或封闭空间中出现特定刺激物时或者随着特定刺激物在装置周围的空间或封闭空间中的出现，才从装置中释放出数份空气处理剂，而且所述机制还可避免由于对刺激物的错误检测而释放出组分。

由很少量的气载剂(例如可被人嗅到的气载剂)来触发装置的问题是，这些装置易于出现检测和触发错误，从而会浪费空气处理剂。

另一个问题是，在没有人的时候这些装置会触发，因而也会浪费空气处理剂。

另外有利的是，提高空气处理剂从装置向空间释放的效率，特别是使所述空气处理剂的分布最大化，并且响应于空间中的刺激物或没有刺激物，以最佳的效率进行释放。另外有利的是，所提供的空气处理剂装置不是视线式(line-of-sight)装置，而且除了适应于该装置的刺激物外，其他刺激物不能触发该装置。

发明内容

本发明的优选实施方式的目的是，克服或缓解现有技术中的至少一个问题，本文明确提出或暗示了这些问题。

本发明的第一方面提供了一种空气处理装置，该装置包括：具有多个气载剂传感器的气载剂检测器，其中所述气载剂检测器具有用来检测气载剂临界值或临界浓度的部件；用来给所述装置装载空气处理剂源的部件；和用来根据所述检测器对气载剂的检测，从所装载的空气处理剂源排出部分空气处理剂的部件。

优选所述气载剂检测器是接触气载剂时其电导率可变的类型。

目标气载剂的临界值优选为占空气体积的至少0.1ppm，更优选0.05ppm，进一步优选0.01ppm。

优选所述源是单一的目标气载剂源。

该装置的类型可以是仅响应于对气载剂的检测来排出空气处理剂。

该装置可以是以下类型，其中，响应于气载剂的检测而排出空气处理剂不是排出空气处理剂的唯一方式。例如空气处理剂可以进行被动散发，检测到气载剂时，就会额外排出部分空气处理剂，以对被动散发的气载剂的背景量进行补充。这可以通过多种途径来实现，例如通过泵送装置来排出空气处理剂的一个脉冲，或优选采用风扇来提高从所述被动散发器释放空气处理剂的速度。在另一个实施方式中，可启动邻近扩散芯的加热元件，从而加强空气处理剂的散发。

气载剂是指气体、蒸汽、固体或液体颗粒或液滴状的气载化学品。

所述气载剂检测器可以与排出空气处理剂脉冲的部件恰当地连接而进行工作，从而使得响应于被检测器所检测到的气载剂而触发部分空气处理剂。

为该装置装载空气处理剂源的部件包括将容器连接到该装置的部件，所述容器装有空气处理剂。为该装置装载空气处理剂料源的部件可包括夹子、保持件、抓着件、凸缘、支架或其他类似结构，可与装有空气处理剂的容器配合，更优选可拆卸地装载装有空气处理剂的容器。

上述部分空气处理剂可以是空气处理剂的脉冲。该部分可以是单个脉冲。该部分可以是指定时间内连续的空气处理剂流，或是一段时间内的多个间歇式脉冲或空气处理剂流，这个时间区段可由所述装置本身来确定或控制，并且与所检测到的气载剂量相关。

可以使该装置连续地或间歇地排出背景量的空气处理剂，该部分空气处理剂可包括根据检测器对气载剂的检测而由该装置排出的空气处理剂的强化部分。于是，例如，该装置可以使用可少量连续地排出以便提供持续的除臭作用的除臭剂作为空气处理剂，而且根据检测器对气载剂的检测，可以使该装置排出强化部分的除臭剂，以抵消被检测到的气载剂。然后，当检测器没有进一步检测到气载剂，或检测到的气载剂在最小临界浓度以下时，该装置可回复为排出连续的背景量的空气处理剂。

所述气载剂检测器可包括用来检测一种气载剂或多种气载剂的混合物的部件。所述气载剂检测器可包括以下部件，该部件用来在使用时由使用者输入希望被检测器检测的何种气载剂。

气载剂检测器可包括用来检测一种或多种气载剂的临界值的部件。排出部件可仅在检测到指定临界值(例如临界浓度)的气载剂时才被激发，该临界值可以例如由使用者设置或由厂家设置。所以，只有在检测到所述临界值时，该检测器才可与用来从该装置排出一部分空气处理剂的部件联动，从而激发一部分空气处理剂的排出。

该排出部件可以连续地排出一份或多份空气处理剂，直到检测器不再检测到气载剂或气载剂的临界值为止。

空气处理剂的排出剂量优选与所检测到的气载剂的量有关。例如，空气处理剂的释放剂量可以与所检测到的气载剂量成比例。例如排出空气处理剂所用的时间长度可以与所检测到的气载剂量关联。

优选该气载剂检测器是气体检测器。于是，优选该气体检测器用来检测气体，并使得响应于对这种气体的检测而从该装置中排出部分气体处理剂。

所述气体检测器可包括一个或多个电子导通的气体传感器和/或一个或多个半导体气体传感器。

优选该检测器包括一个或多个半导体传感器。

该气体检测器可包括多个传感器，每个传感器各自包括不同的传感材料。优选该气体检测器包括至少3个传感器，优选至少4个传感器，每个传感器各自包括不同的传感材料。

在一个实施方式中，该气载剂检测器适用于检测含硫的气体；优选硫化氢、甲硫醇(又称甲基硫醇)和甲硫醚中的至少一种气体；更优选其中的至少两种气体；最优选全部这三种气体。

在一个实施方式中，该气载剂检测器适用于检测含氮的气体；优选是氨和二氧化氮中的至少一种气体，优选这两者。

在一个实施方式中，该气载剂检测器适用于检测一氧化碳。

该气载剂检测器可适用于检测含硫的气体、含氮的气体和一氧化碳中的至少两种气体，优选可检测全部这三种气体。

用作半导体气体传感器的是含有金属氧化物的那些气体传感器。于是，优选所述气体检测器包括至少一个金属氧化物气体传感器，在下文中称为“MOX”气体传感器。

已知将半导体MOX传感器在空气中加热到约300℃时，它会对空气中存在的微量的反应性气体显示出很强的敏感性。由于目标气体与氧气反应得失电子而使所述敏感性转变成阻抗变化。于是可以测量电子得失并建立关联来确定空气中存在的是何种气体。于是可定量地测量电子得失来作为电阻变化的量度，从而与该传感器周围的目标气体的浓度相关联。

适宜的MOX气体传感器包括以下气体传感器，这类气体传感器含有钨、锡的氧化物，以及任何适宜的半导电性金属氧化物，例如含有锌、钛、铬、钴、钼和钒的氧化物。特别优选的MOX气体传感器包括以下传感器，这类气体传感器含有一种或多种下述金属氧化物：SnO₂、WO₃、Cr_2-xTi_xO_3+z(其中x是0.1～0.8，z由该物质中的晶格空位量决定，其没有化学定量关系；优选x是0.1～0.3)、TiO₂、ZnO、MoO₃和V₂O₅。本领域的技术人员知道，这些化学式是示意性的，因为这些氧化物没有化学定量关系。

所述气体传感器可以包括至少一个n型MOX传感器和至少一个p型MOX传感器。

适宜的MOX传感器具有多孔膜或多孔层。由于在传感电极中电阻的变化是由表面反应所导致的，所以有利的是，使该表面区域最大化以增强对气体的响应。

优选该MOX传感器具有与基材或薄片(更优选铝或硅基材或薄片)相连接的金属氧化物材料。该MOX材料优选与例如铂或钽或它们的混合物等电极材料相连接。所述电极材料与MOX材料可以是交叉指状排布(inter-digital)的，或是通过其他任何适宜的方向或构造来连接的。所述基材顶部可以有绝缘层，例如在所述基材与所述MOX材料之间的硅或铝基材的氧化层。

所述MOX传感器还包括用来将该传感器加热至所需温度的部件。所述的加热该传感器的部件可具有例如电热元件等金属元件，所述金属元件与MOX材料相连，并以可工作的方式与加热部件连接。当具有电极材料时，该金属元件可具有与电极材料相同的材料，于是，例如可以是铂或钽。在使用时，该MOX传感器可被加热到至少300℃的温度。

在特别优选的实施方式中，MOX传感器包括优选Si或Al等基材、基材的氧化层、具有交叉指状电极的MOX层、具有电极材料的加热元件和温度传感器。

该MOX传感器可包括一种或多种添加剂，以增加MOX材料对特定气体或多种气体的选择性和/或敏感性。所述添加剂可以是例如催化添加剂，例如铂、钯、金或钛，或活性炭过滤器。特别优选的用来检测含硫的气载剂的传感器是含有铂的SnO₂和Cr_2-xTi_xO_3+z。

该MOX传感器可包括一个或多个保护性涂层，设置这些保护性涂层是为了在使用时防止对MOX材料的烧蚀或损害。该保护性涂层可包括膜、烧结的金属、炭过滤器等，但是该保护性涂层不应该阻止MOX传感器表面上的电荷转移，因此优选该保护性涂层不覆盖活性传感材料。

气体检测器可包括导电聚合物(CP)传感器来代替MOX传感器，或同时使用二者。

相对于其他传感器技术，采用导电聚合物来感应蒸汽和气体具有许多潜在的好处。与无机材料即金属氧化物相比，采用导电聚合物时的材料的选择更为广泛，可与气体或蒸汽相互作用的官能团也是如此，而且这些材料更易于加工。

有些导电聚合物传感器可以在室温下操作，这比半导体传感技术具有明显的优势，因为只需要少量的能量。它们在室温下还显示出可逆的特性，这意味着接触目标化合物后的该传感器的恢复速率比SAW(表面声波)传感器好。该传感器的电子控制远不如两个半导体MOX和SAW(表面声波)的检测复杂。所述的CP传感器在直到40℃和90％的湿度下仍是稳定的，这是相对于其他的传感器技术的最显著的优势。导电聚合物传感器可包括两个其间具有绝缘间隙的金微电极。该导电聚合物横跨该间隙进行电化学生长而形成传感器。该聚合物的导电性随着亲核气体和亲电气体的存在而变化，它们分别导致导电性的减少和增加。所以，通过跟踪两个微电极间的电阻，可以用该传感器来感应气体和蒸汽。该聚合物可掺杂例如Cl^-和SO₄ ^2-等阴离子，这些阴离子可改变对不同蒸汽的灵敏度和/或选择性。

用于CP传感器适宜的聚合物包括聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯烷酮、聚乙炔、聚芳撑(polyaraphenylene)、聚酞菁、炭黑(或其他碳聚合物)。

可用于该气体检测器的其他传感器包括例如SAW(表面声波)传感器、电化学电池、光学气体传感器、GASFETS(气体场效应晶体管)pellistors、纤维光学气体传感器等。

气体检测器不是“视线式”检测器，它不感受位置或方向。因此该装置可以放在一个偏僻的或不显眼的地方而不影响它的操作。

为了防止检测器对气体的“假阳性”检测，即与所设置的待检气体相似的气体将会触发空气处理剂的释放，该气体检测器可包括多个不同的气体传感器，优选每一传感器均检测到一种特定的气体，然后才可释放空气处理剂脉冲。该多个气体传感器可包括不同材料的传感器，每一种材料可设置为检测相同气体或不同气体。于是，例如该气体传感器可包括一组不同材料的金属氧化物传感器，每一种材料响应于相同的气体产生不同的信号，而且只在该多个传感器发出指定的信号组合时，才释放空气处理剂。

作为替代或在此基础上，设置某些或全部气体传感器来检测不同的气体，只有在检测到一定数量或浓度的气体时才可以释放空气处理剂。

作为替代，所述气载剂检测器可包括生物传感器或化学传感器，在使用时它们用于检测可以是气体、液体(包括蒸汽)或微粒状固体的气载剂。

生物传感器或化学传感器可以用来检测生物材料的气载微粒，例如花粉、引起过敏症的蛋白质、真菌孢子、微生物、其他蛋白质等，或用来检测气载化学品。

该装置可包括它自身的电源，例如一个或多个电池或例如太阳能电池。作为替代，该装置可包括插头或插座，在使用时与相应的例如供电系统的电插头或插座相配合。

一些检测器例如气体传感器、化学传感器和生物传感器通常可具有较低的电源要求，所以采用这些传感器的本发明的装置适宜作为采用例如电池等内置电源的便携式装置。

该装置可包括一个处理单元，该处理单元可接收响应于一种或多种气载剂而产生的一个或多个信号，并决定是否释放空气处理剂。

该装置可包括人体传感器，例如红外线传感器(例如PIR(人体红外)传感器)。可以对所述的处理单元进行程控，使得只在有人时才释放空气处理剂，并且只有在那时才响应目标气载剂的感应。

可将所述的处理单元程控为只在检测到含硫化合物时才引起空气处理剂的释放。

可将所述的处理单元程控为只在检测到含氮化合物时才引起空气处理剂的释放。

可将所述的处理单元程控为只在检测到含一氧化碳时才引起空气处理剂的释放。

可将所述的处理单元程控为在检测到含硫化合物、含氮化合物和一氧化碳中的两种时才引起气载处理剂的释放，或优选检测到三种时才引起气载处理剂的释放。

可将所述的处理单元程控为只在没有检测到含硫化合物(但存在另一种气载剂)时才引起气载处理剂的释放。

可将所述的处理单元程控为只在没有检测到含氮化合物时才引起气载处理剂的释放(但存在另一种气载剂时，引起气载处理剂的释放)。

可将所述的处理单元程控为只在没有检测到一氧化碳时才引起气载处理剂的释放(但存在另一种气载剂时，引起气载处理剂的释放)。

可将所述的处理单元程控为只在没有检测到两种所述类型气载剂时才引起气载处理剂的释放(但检测到其他类型的气载剂时，引起气载处理剂的释放)。

该装置可包括定时器，使得当检测器或传感器检测到气载剂时，在指定时间段内投放空气处理剂的连续流，和/或投放指定数目的间歇脉冲。间歇脉冲可以是等时间间隔或不等时间间隔的。

为了激发所述投放部件，所述的一个或多个气载剂检测器可以具有ASIC(特定用途集成电路)电路作为处理单元，以便为空气处理剂投放部件提供必要的信号。

空气处理剂可装在例如罐、瓶(bottle)或小瓶(vial)等任何适宜的容器中。该容器可以是加压容器，例如气雾剂罐，除了所述空气处理剂外，还可装有加压气体，优选例如丙烷、丁烷或戊烷等烃类气体(或在环境温度和压力下为气体的烃)，或例如氟氯烃气体等卤代烃气体。

该容器可以安装到所述装置上，并且是可拆卸的。于是，如果该容器中的空气处理剂用空了，可以将该容器取下，或者重装，或者将另一个装有空气处理剂的容器安装到该装置上。

所述的空气处理剂排出部件可包括本领域的技术人员所知的任何适宜的部件，例如泵或喷雾器。所述投放部件可包括喷嘴。该喷嘴可具有一个孔，例如圆形或椭圆形的孔，或一个细长的缝。该喷嘴可具有多个孔，例如喷头。所述多个孔可具有网眼。

所述的排出部件可简单地包括芯，以便能够从该装置中蒸发出空气处理剂。作为替代，该排出部件可包括例如超声排出部件、雾化部件、放电部件等。

所述喷嘴优选可使空气处理剂以喷雾或薄雾形式投放，例如，这可通过迫使空气处理剂通过多个小尺寸的孔等来实现。

空气处理剂优选包括可掩盖、中和或减轻装置周围空气中的异味或不愉快臭味的试剂。该空气处理剂可包括例如除臭剂、抗菌剂、消毒剂、芳香剂或香水。该空气处理剂可包括抗过敏物质，抗过敏物质优选在使用时可与气载剂检测器检测到的过敏原反应和/或中和该过敏原。

空气处理剂可包括颗粒状或粉末状的固体，但优选包括在环境温度和压力下的液体或气体。优选空气处理剂包括可经适宜的喷嘴以雾状或薄雾状投放的液体。如果该空气处理剂包括气体或液体，则它可包括可与待检气载剂反应的气体或蒸汽，以中和该气载剂所引起的任何异味。

气体检测器是指能够检测气体或蒸汽本身和/或分散在各种气体或空气中的细颗粒固体或液滴的检测器。

该装置可包括风扇或类似部件，所述风扇或类似部件可与空气处理剂投放部件以可工作的方式连接。该风扇可包括排出一部分空气处理剂的部分部件。为了增加空气处理剂从该装置排出的速度，和/或增加该装置周围空间中空气处理剂的分布，优选使该风扇在投放部件动作前的瞬间启动，和/或在投放部件动作过程中启动。

该风扇优选与气载剂检测器以可工作的方式连接，以便在该检测器检测到气载剂后，在排出部件动作前和/或动作中启动该风扇。

该装置可包括加热器，该加热器与空气处理剂投放部件以可工作的方式连接。为了在一部分空气处理剂从该装置排出时加热该部分空气处理剂，该加热器可设置为在空气处理剂排出装置动作前的瞬间启动，和/或在该排出装置动作的过程中启动。于是，该加热器可用于使从该装置中排出的部分空气处理剂蒸发或增加其流动性。

该加热器可设置为当该部分在所述装置或试剂容器内时加热所述部分；作为替代，该该加热器可设置为，当该部分离开所述装置时加热该部分。该加热器还可用以通过对流来改善空气处理剂的分布，并且如果空气处理剂包括可被热活化的或通过加热表现出高的功效的组合物，则该加热器可激活空气处理剂的分子。

该装置可包括报警器，在感应到危险气体时该报警器工作。例如，该装置可具有可被临界值的一氧化碳所触发的报警器。

本发明的第二方面提供了一种在本发明第一方面的装置上装载有空气处理剂源的装置。

本发明的第三方面提供了一种用空气处理剂处理空间的方法，该方法包括以下步骤：检测空间中的气载剂；响应于对气载剂的检测，激发空气处理剂向空间中的排出。

该方法可包括提供气载剂检测器、空气处理剂源和根据所述检测器对气载剂的检测而排出部分空气处理剂的装置。

该方法可包括响应于对气载剂的检测而排出单份空气处理剂的步骤，或包括等间隔或不等间隔地间歇性投放多份空气处理剂的步骤。作为替代，空气处理剂的排出可包括：检测到气体时，在指定时间内排出连续的空气处理剂流。例如，检测器只要在检测到气载剂或指定临界值的气载剂的期间内，或者在长于或短于该期间的时间内，该排出部件可连续地排出一份空气处理剂或间歇性地排出多份空气处理剂。

该一份或多份空气处理剂可以以来自投放部件的空气处理剂脉冲的形式投放。

例如，在检测器检测到吸烟所产生的气体或混合气体时，该排出部件可排出单份空气处理剂，或者，在指定的时间内或在检测器连续检测到该气体或混合气体的时间内，可以排出多份空气处理剂。在有些实施方式中，当气体检测器显示不再检测到气体时，还可以设置该排出部件排出一份或多份空气处理剂。

作为替代，该排出部件可在指定时间内连续投放该份空气处理剂，所述时间可由使用者预先设定，或相应于短于、等于或长于气载剂检测器检测到气载剂或指定临界值的气载剂所经历的时间。

该方法优选包括处理居家的(例如厨房、起居室、浴室、卧室、厕所、车库、地下室、阁楼等)、商业的或工业的室内空间。该方法可包括处理封闭的物体或开放的物体内的空间。适宜的物体包括例如餐具洗涤机、洗衣机、垃圾桶和其他废物容器、衣柜、洗衣缸、袋子、鞋、车辆内饰、冰箱、碗橱、卫生间、消毒柜、浅盘架(nappy containers)、储面罐(sharps bins)等。

气载剂检测器、空气处理剂排出部件和空气处理剂源可以为如本发明的第一方面所述。

本发明的第四方面提供了使用第一或第二方面的装置的第三方面的方法。

为更好地理解本发明并例示如何实施其实施方式，下面发明将参照附图通过实施例来描述本发明。

附图说明

图1是本发明的投放器的示意图；

图2是图1所示装置的MOX传感器的平面图；

图3是图2所示MOX传感器组中的一个MOX传感器的侧视图；

图4显示了采用图1～3的装置的实验结果，包括MOX气体传感器，在模拟居家条件中感应吸烟所产生的气体；

图5显示了采用图1～3的装置在模拟居家条件下的第二个实验结果；和

图6～8显示了用含硫气体进一步实验的结果。

具体实施方式

首先参见图1，图1是本发明的空气处理投放装置2的侧视图。

该装置包括壳体4，其上装有气体检测器形式的气载剂检测器，该检测器包括气体传感器组6。所述壳体4中安装有可拆卸的小罐8形式的空气处理剂源，其中装有液态除臭剂作为空气处理剂。该小罐8通过电路7与传感器组6电子连接。所述小罐8包括输出管11，其末端开口于喷嘴10，该喷嘴10包括多个孔(未显示)，当使用该装置2时，这些孔可以使除臭剂自壳体4排出，成为细雾或薄雾。位于喷嘴10内的是风扇14，输出管11延伸穿过风扇14。为了改善该装置2外部细雾的分布，风扇14的设置可以是，在使用时，在部分除臭剂从输出管11排出到喷嘴10时，启动风扇14，以便迫使该排出的部分通过喷嘴10的孔。

下面见图2和3，这两张图是图1的传感器组6的正视图和侧视图。传感器组6包括基材13，基材13包括如图3所示的硅基底15，硅基底15上覆盖有如图3所示的绝缘的SiO₂层16。在该SiO₂层顶部安装有四个金属氧化物(MOX)传感器12、12’、12”和12”’。这四个MOX传感器12、12’、12”和12”’包括材料20：分别是SnO₂、SnO₂/Pt、SnO₂和SnO₂/Pt。

每个MOX传感器12、12’、12”和12”’进一步包括用来支持它本身的下层部分硅基底15和SiO₂层16，和两个隔离的铂电极18、18’，其间由MOX传感材料20桥接。所述电极与电压计24相连，该电压计可通过导线22测定跨越传感器12、12’、12”和12”’的传感材料的电阻。

每个MOX传感器12、12’、12”和12”’以可工作的方式与加热元件相连，该加热元件是与四个传感器组6的传感材料20相连接的Ta/Pt电阻层的形式，并且该加热元件与四个MOX传感器中的每一个都接触。

现在将参考图1～3和图4和5来描述该装置2的使用。

已知将半导电性MOX传感器在空气中加热至约300℃，它就对空气中存在的微量的反应性气体显示出很强的敏感性。在商业上仅对很少量的氧化物开发出了这种测量效果，因为这需要电阻率、特定气体中电阻变化的幅度(敏感性)和湿度影响的特定组合。用作MOX传感器的氧化物中有SnO₂，上文所述的装置2的传感器组6使用了SnO₂。通过采用起催化作用的添加剂，例如装置6的传感器12’和12”’中的Pt，可提高SnO₂传感器的选择性和敏感性。

所吸收的氧气与目标气体反应引起表面电子的得失，由此导致传感器所引起的电阻变化。如果氧化物为n型，则会由材料中的导带给出电子(产生气体)或夺取电子(氧化性气体)。结果是，如果存在例如NO₂、O₃等氧化性气体，则n型氧化物会增加其电阻，而例如CO、CH₄和乙醇等还原性气体会降低电阻。对于p型氧化物则相反，其中，由气体的相互作用引起的电子交换导致价带中电子空穴的增加(氧化性气体)或减少(还原性气体)。每一个这些反应随后转化为相应的电阻变化。与某些气体感应技术不同，MOX传感器可成为定量性的，因为电阻变化的幅度是所存在的目标气体浓度的直接量度。

选择传感器12、12’、12”和12”’的原因是，它们在检测通常由吸烟产生的气体NO₂、O₃、CO、CH₄和乙醇方面具有良好性能。于是，采用上述传感材料的装置6特别适用于感应封闭空间或半封闭空间中吸烟所产生的气体。

因为表面反应会引起传感器12、12’、12”和12”’的感应氧化物的电阻变化，所以有利的是使表面积最大化，以增强对气体的响应。为此，传感器12、12’、12”和12”’包括一层薄膜形式的MOX材料20。作为替代，该层20可略厚，但是高度多孔性的。该MOX材料20被印刷或沉积在半导体层16上面。电极18和18’在同一个平面上，位于MOX材料20/半导体层16的界面处。在图2所示的传感器组6中，SiO₂绝缘层16厚约1μm。Ta/Pt交叉指状电极18和18’厚约200nm，但可以是10nm～1000nm之间的任何厚度。

如果需要的话，例如，可以在每个传感器中采用不同的金属氧化物层20，或使用催化性添加剂、不同的操作温度、保护性涂层和活性炭过滤器，从而可以增强选择性。

在传感器12、12’、12”和12”’进行检测时，并且如图4所示电阻下降时，传感器组6通过电路7向小罐8发出信号，使之投放小罐中的除臭剂的一部分。收到信号后，所述小罐8中的泵(未显示)启动，通过输出管11泵出一部分除臭剂并使其通过该装置2的喷嘴10。当所述小罐8泵出该部分处理剂时，风扇14启动。于是，当该试剂进入喷嘴10时，风扇促进了该剂从喷嘴10通过孔(未显示)的分散，这样处理剂的喷雾或薄雾进一步进入该装置2所在的空间。

使用时，将该空气处理装置2放在被处理的空间中，例如房间、冰箱、卫生间、储面罐等。

现在将通过实验例描述该装置2的使用。将该装置2用于两人家庭的起居室，在此处吸烟。

在位于英国Hessle的家庭的起居室的墙上安装该装置2，房间内的人吸烟，烟草燃烧产生混合气体，该装置启动来检测该混合气体。

具体来讲，该装置6的传感器12、12’、12”和12”’的传感材料20可以检测NO₂、O₃、CO、CH₄和乙醇，这些都是烟草燃烧产生的常见气体。

该装置6启动，一个人在预定时间上午9:30进入该房间，并点燃一支烟。约2¹/₂小时后，此人在该房间内点燃第二支烟。图4显示四个传感器12、12’、12”和12”’响应于该空间中吸烟所产生的气体的检测的输出结果。从图4可看出，随着上午9:30点燃第一支烟，传感器12、12’、12”和12”’记录到传感材料20的电阻下降。当下午1:10点燃第二支烟时，这四个传感器12、12’、12”和12”’再次记录到感应材料20的电阻下降。

在传感器12、12’、12”和12”’进行检测时，并且如图4所示电阻下降时，传感器组6通过电路7给所述小罐8发出信号，使得投放所述小罐中的除臭剂的一部分。收到信号后，小罐8中的泵(未显示)启动，通过输出管11泵出一部分除臭剂并使之通过该装置2的喷嘴10。当所述小罐8泵出该部分处理剂时，风扇14启动。于是，当该试剂进入喷嘴10时，风扇促进了该剂从喷嘴10通过孔(未显示)的分散，这样处理剂的喷雾或薄雾进一步进入该装置2所在的起居室。

图5显示第二个实验的结果，其中，在另一个位于德国弗赖堡(Freiburg)的家庭的起居室中安装该装置6。在一天中，在上午11:10、上午11:45和下午7:25吸三支烟。对于该实验，使用仅具有两个传感器12和12’的装置2，相应的SnO₂/Pt和SnO₂材料作为传感材料20。可以看出，在上午11:10、上午11:45和下午7:25刚点燃烟时，传感器12和12’的MOX材料20的电阻立刻下降，这就产生了一个信号，接着通过控制电路7向小罐8发出该信号。然后所述小罐8启动，通过上述的喷嘴10向该装置2以外释放出一部分除臭用的空气处理剂，以掩盖烟草气体的异味。

于是该装置2可用以有效地对抗吸烟所产生的异味或封闭空间中产生的其他异味。传感器2可放在任何有异味产生的封闭空间或半封闭空间中。可以改变传感材料20，以增加对作为部分异味而产生的各种气体的选择性和/或敏感性。

在作为替代的实施方式中，可以采用导电聚合物(CP)传感器，而不采用MOX传感材料。

相对于其他传感器技术，采用导电聚合物传感器对于蒸汽的感应具有很多潜在的优势。与无机材料即金属氧化物相比，采用导电聚合物时的材料的选择更为广泛，可与蒸汽相互作用的官能团也是如此，而且这些材料更易于加工。有些导电聚合物传感器可在室温下操作，这相比半导体MOX感应技术具有显著优势，因为它对电源的要求内在性地低。它们在室温时还显示可逆的特性，这意味着该传感器接触目标化合物后的恢复速率比SAW(表面声波)传感器好。该传感器的电子控制远不及半导体MOX和SAW的检测复杂。CP传感器在直到40℃和90％的湿度下仍是稳定的，这是相对于感应技术最显著的优点。

导电聚合物传感器实际上是两个金微电极，所述两个电极间有绝缘间隙。导电聚合物跨越该间隙生长形成传感器。该聚合物的导电性随着亲核气体和亲电气体的存在而变化，它们分别导致导电性的减少和增加。所以，通过跟踪两个微电极间的电阻，可以用该传感器来感受气体和蒸汽。该聚合物可掺杂例如Cl^-和SO₄ ^2-等阴离子，这些阴离子可改变对不同蒸汽的敏感度。

在用作化学传感器之前，一旦将该导电聚合物涂覆到电极材料上，就需要对其进行活化。需要通过活化来将绝缘的、中性形式的聚合物转化为氧化的、带正电荷的导电形式，其中来自电解质溶液的阴离子被导入聚合物膜中。为此，通过另一个被称为循环伏安法的电化学方法，在碱性电解液中首先为该聚合物膜赋予特性。在此，电位在特定的极限之间以选定的扫描速率循环至少两个完整的周期。在出现氧化峰的点给出活化所需的最大电位，高于该电位的电位导致导电聚合物膜的过度氧化和降解。

作为替代或附加地，除基于MOX和CP的气体检测器以外，可以使用的其他气体检测器包括具有表面声波传感器和/或传感材料的气体检测器。

在另外的实施方案中，根据传感器组6对一种气体或多种气体的检测而投放的这部分投放试剂可包括多个间歇性的脉冲，这些间歇性的脉冲可以是等时间间隔或不等时间间隔的，或者，该部分投放试剂可包括一个在一定时间内连续分散的空气处理剂流。所述的一定时间可以由用户确定，或在装置2内预先设定。装置2可释放出恒定背景量的空气处理剂，也可根据对空间中气载剂的检测而排出增强效果的一份空气处理剂。

在其他实施方案中，该装置2除了包括风扇14之外还可包括加热器，或用该加热器来替代风扇14。该加热器的配置可使得通过喷嘴10排出的任何空气处理剂更具流动性，或使液态的空气处理剂气化。该加热器甚至可使含有热活化化合物的空气处理剂活化。其他空气处理剂排出部件可包括例如雾化器、静电部件、单根芯等。

在又一个替代实施方案中，待投放的这部分空气处理剂可以在检测到气体时立即投放，或在检测到气体后的任何确定的时间间隔投放。在装置2启动后，可以使风扇14在投放这部分空气处理剂后继续工作，以便进一步促使空气处理剂分散到整个空间。

该装置2可包括生物传感器或化学传感器形式的检测器，而不包括气体检测器。可以配置生物传感器或化学传感器来检测空气中的颗粒状固体、液体或气体，并可以用来检测化学试剂或例如蛋白质、微生物、过敏原、真菌孢子等生物材料，等等。生物传感器或化学传感器可以是任何适当的传感器，例如本领域的技术人员所熟知的安培计传感器、光学传感器等。

采用包括以下四种传感器的装置来进一步进行实验，即：SnO₂；[SnO₂+Pt](串联)；CTO(Cr_1.8Ti_0.2O_3+z)；和WO₃。它们均被置于同一石英基材上的同一硅晶片上。

目标气体是H₂S、(CH₃)₂S和CH₄S。在室温条件下，通过对传感器进行常规的加热来进行试验。

图6显示了在(CH₃)₂S的浓度为2ppm、5ppm和10ppm下，CTO、SnO₂和[SnO₂+Pt]传感器的电阻的变化(R＝电阻；Ro＝初始电阻)。CTO和[SnO₂+Pt]传感器表现得特别突出。

图7显示了CH₄S的体积浓度为0.1ppm、0.2ppm、0.5ppm和1ppm下的相应结果。在该气体的情况下，CTO和SnO₂传感器表现得特别突出。

图8显示了H₂S的体积浓度为0.1ppm、0.2ppm、0.5ppm和1ppm下的相应结果。在该气体的情况下，所试验的所有传感器均表现得突出。

还对该单元进行了测试，结果给出在图6～8中，但是按顺序采用了CO、NO₂和NH₃作为气体。在该实施例中，这些气体仅仅是在检测目标气体的过程中作为干扰或不良气体；在该实施例中不希望它们触发气载剂的释放。已经发现，在正常量下，它们使传感器的电阻发生小的变化，从而它们不会释放出气载剂。如果需要，可以提供“调节”为CO、NO₂或NH₃的传感器，使得如果该传感器被激发，则该装置要么不会触发气载剂的释放，要么仅当检测到浓度特别高的H₂S、CH₄S或(CH₃)₂S时才会触发气载剂的释放。

Claims

1.一种空气处理装置(2)，所述装置包括：具有多个气体或蒸汽传感器的气体或蒸汽检测器(6)，至少两个传感器(12，12’)感测相同的气体或蒸汽，其中所述气体或蒸汽检测器(6)包括用来检测气体或蒸汽的临界值或临界浓度的部件；用来给所述装置装载空气处理剂源的部件(8)；在所述检测器检测到气体或蒸汽时，排出部分空气处理剂的部件(14)；和处理单元，其中，所述处理单元必须接收来自两个传感器的信号，以便致使部分气载处理剂排出。

2.如权利要求1所述的空气处理装置(2)，其中，所装载的空气处理剂源还被动散发空气处理剂。

3.如权利要求1或2所述的空气处理装置(2)，其中，所述排出部分空气处理剂的部件具有在扩散芯附近的加热元件，在所述检测器检测到气体或蒸汽时启动所述加热元件，以便强化所述空气处理剂的散发。

4.如权利要求1所述的空气处理装置，其中，给所述装置装载空气处理剂源的部件(8)包括将容器与所述装置连接的部件，所述容器中装有所述空气处理剂。

5.如权利要求1所述的空气处理装置(2)，其中，所述检测器(6)包括用来检测目标气体或蒸汽和非目标气体或蒸汽的传感器(12)，其中，为了避免响应于非目标气体或蒸汽而排出空气处理剂，所述装置包括用来检测所述非目标气体或蒸汽但不检测所述目标气体或蒸汽的第二传感器(12’)，所述处理单元的配置使得当所述第二传感器检测到信号时，完全阻止空气处理剂的排出，或阻止空气处理剂的排出一直到第一传感器给出高于正常临界值的信号时为止。

6.如权利要求1所述的空气处理装置(2)，其中，所述检测器(6)包括人体检测器，只有在所述人体检测器给出信号并经过一定的间隔时，所述处理器单元响应于来自一个或多个所述传感器的信号而使气载处理剂排出。

7.如权利要求1所述的空气处理装置(2)，其中，所述检测器(6)包括导电聚合物传感器。

8.如权利要求1所述的空气处理装置(2)，所述装置包括至少一个金属氧化物传感器。

9.如权利要求1所述的空气处理装置(2)，其中，所述空气处理剂排出部件包括泵或喷雾器。

10.如权利要求1所述的空气处理装置(2)，在所述装置上安装有空气处理剂源。

11.如权利要求1所述的空气处理装置(2)，其中，所述空气处理剂包括能够掩蔽、中和或阻碍异味或不愉快气味的试剂。

12.如权利要求1所述的空气处理装置(2)，其中，所述空气处理剂包括除臭剂、抗菌剂、消毒剂、芳香剂、香水或抗过敏剂。

13.一种用空气处理剂处理空间的方法，所述方法使用前述任一项权利要求所述的空气处理装置(2)，并包括以下步骤：检测空间中的气体或蒸汽；以及响应于检测到所述气体或蒸汽而启动空气处理剂向所述空间的排出。

14.如权利要求13所述的方法，所述方法包括以下步骤：响应于检测到气载剂，排出一份试剂或间歇性地排出多份试剂。

15.如权利要求13所述的方法，其中，试剂的排出包括在检测到气载剂时在规定的时间段内排出连续的试剂物流。