CN102026673A - 用于蒸发被多孔基质吸收的流体的装置，以及评估被多孔基质吸收的流体的水平的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了评估被多孔基质吸收的流体的水平的方法，其中流体被基质吸收，其中光被布置在基质附近，使得其发射指向所述基质的光线，其中透过基质的光线的光强度在被所述基质吸收的流体的量降低的影响下改变。

Description

用于蒸发被多孔基质吸收的流体的装置，以及评估被多孔基质吸收的流体的水平的方法

技术领域

本发明涉及用于被多孔基质吸收的流体的装置。本发明还涉及评估被多孔基质吸收的流体的水平的方法。

背景技术

已知的空气清新器有时包括容纳多孔基质例如吸芯的瓶子以吸收将会蒸发到环境中的挥发性空气清新香料。在将吸芯暴露于环境空气中一段时间后，被吸芯释放到环境中的香料的量会降低或甚至不再能够被用户察觉到。为了告知用户吸芯的寿命终止，已知有寿命终止指示器，所述寿命终止指示器在被吸芯吸收的流体降低到一定水平，例如不再能够被用户察觉到时，提供吸芯的颜色变化。如国际申请公开WO2005/118007中所述，吸芯中存在的染料在流体蒸发时从吸芯沉淀，从而导致吸芯的颜色变化，并指示需要用香料来重新填充瓶子。

这种寿命终止指示器的缺点在于吸芯的颜色改变不均匀。此外，向组分例如吸芯或香料中添加沉淀染料可能并不总是可取的。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供指示被多孔基质吸收的流体的量的变化的可供选择的产品或方式。

该目的和/或其他目的可通过如权利要求1所述的装置来实现。

令人惊奇的是，已发现，被多孔基质吸收的流体的量的变化可改变多孔基质的光学特性。例如，某些多孔基质在干燥时，然后当更大的量的流体被吸收时，具有不同的透光特性。具体地讲，当多孔基质变得更干燥时，其可能变得更不透明，而当多孔基质处于湿润状态时，其可获得透明性。

为了能够主动地指示被多孔基质吸收的流体的量的变化，基质的装置可配备有照射到基质上的光。穿过基质的光的强度的改变是被基质吸收的流体的量的指示，该变化能够被用户察觉到，使得用户或装置本身能够注意到被吸收的流体的量已发生改变并且需要向基质中添加流体。

本发明的一个具体的实施方案使用主动指示器电路来指示被多孔基质吸收的流体的量已发生改变。例如，可在装置中配备光传感器来检测透过基质的光的量。此外，指示器电路可发送信号来告知用户传感器检测到的光强度的变化。

上述目的和/或其他目的也可通过如权利要求16所述的方法来实现。

附图说明

为了阐述本发明，将参考附图来进一步说明其实施方案。在附图中：

图1为空气清新器的示意图；

图1A为空气清新器的示意性侧视图；

图2为清新器的示意图。

在本说明书中，相同的或对应的部件具有相同的或对应的附图标号。所示的示例性实施方案不应被视为以任何方式受到限制，并且其仅用于阐述目的。

具体实施方式

在图1中，示意性地显示了空气清新装置1，该装置也被称为空气清新器或除臭器。该装置1例如包括瓶状的容器2，该容器2包含挥发性流体3，尤其是香料，或空气清新或除臭流体3。容器2也可容纳多孔基质，其在该实施方案中为吸芯4，该吸芯自动地吸收容器2中的挥发性流体3的至少一部分。被吸收到吸芯4中的流体3至少在流体3仍存在于吸芯4中期间从吸芯4的暴露端或部件蒸发到环境中以便对环境进行除臭。吸芯4可为任何形状，例如圆柱形、方形、或圆形。

装置1配备有照明电路5，该照明电路将光线7发射到安装在装置1中(例如放置在容器2中)的吸芯4上。也可提供与主电源11或电池的连接10以驱动照明电路5以及指示器电路6。在使用时，照明电路5发射的光线7至少在下文将描述的某些条件下穿过吸芯4，所述光线被在指示器电路6中提供的光传感器8接收。

在一个实施方案中，装置1包括外壳17，所述外壳17装备有照明电路5、传感器8、和指示器电路6，并且被布置成与主电源连接。容器2(其包括流体3和吸芯4)可被置于外壳17中，而在将容器2置于外壳17中之前，可将例如封盖或顶盖取下以将吸芯4暴露于空区中。在另一个实施方案中，当容器2被装置1本身打开时，在被安装在外壳17期间或之后，例如通过刺穿或换句话讲打开容器2的顶部。在另一个实施方案中，外壳17本身可包括需要被重新填充的容器2，同时装置1自动保持吸芯4湿润。如果容器2或至少吸芯4被定位，照明电路5和传感器8可被布置在吸芯4附近，各自在吸芯4的一侧，当至少吸芯4被设置在装置1中时。外壳17可被布置成使得其将容器2或至少吸芯4保持在传感器8和照明电路5之间。

图1A示意性地示出了实施方案，其包括外壳17，其中可放置重新填充瓶2A来蒸发流体3，例如在外壳17提供的电加热的影响下。照明电路5，例如LED，被布置在吸芯4的一侧，并且光传感器8被布置在吸芯4的另一侧，使得照明电路5发射的光线至少部分地穿过吸芯4，至少如果吸芯4不是干燥时，并且光线被传递到传感器8。光线可直接发射到吸芯4上。在一个实施方案中，整个瓶子2A例如包括吸芯4在流体3耗尽或几乎耗尽时被置换。例如，当瓶子2A被置于外壳17中时，瓶子2A的顶部被打开，例如被刺穿，使得其内的流体3可蒸发到空气中。在另一个实施方案中，只有流体3被重新填充。

在一个实施方案中，指示器电路6被布置成获取有关吸芯4中的流体3的信息，例如方法是将被光传感器8接收到的光与某些预设值进行比较。更具体地讲，光传感器8将接收到的光能转换成信号，该信号被指示器电路6转换成有关吸芯4中所存在的流体3的量的信号。该信息例如通过指示器9(其可能是如图1A所示的的光)传递给用户。

优选地，可使用一种具有某些光学特性的类型的吸芯4。更优选，吸芯4被布置成使得吸芯4的干透明特性收到被检测到的和/或分散在吸芯4内的流体3的量的影响。具体地讲，穿过吸芯4的光线7的光强度在被吸芯4吸收的流体3的量的降低的影响下改变。

对于所述光学特性，吸芯4优选地包括透明的或半透明的纤维。吸芯4的材料的折射率优选地相对接近于被吸收的流体3的折射率。这些纤维可至少部分地由聚烯烃制成。所述纤维可例如部分地被焊接以便获得吸芯4。聚烯烃的纤维可对光是版透明的并且可具有大约1.5的折射率。其他材料也可用于相同的目的。

一般来讲，当一定数量的纤维被焊接和/或放在一起以制造吸芯4时，吸芯4可相对地为白色和不透明的，原因是光大部分被纤维衍射，至少当吸芯4相对干燥时。当纤维之间的流体的折射率与纤维的材料的折射率较不同时，衍射的量可较高。例如，当吸芯4被干燥时，纤维之间的流体可为空气，其折射率为1，而纤维的折射率可例如为1.5。该差异足够大以导致较高量的衍射。在一个实施方案中，吸芯4的材料的折射率可为1.3或更高，优选为1.4或更高，更优选为1.5或更高，这足以导致衍射，至少当吸芯4处于干燥状态时。

吸芯4中的光的衍射可在纤维之间的流体的折射率较接近于吸芯4的材料或吸芯的纤维的折射率时降低。于是吸芯4可透过更多的光。例如，当吸芯4已吸收了流体3例如某种香料时，吸芯4的颜色和/或透明性可分别从白色和/或不透明变成半透明的并具有流体3例如香料的特性。例如香料的折射率为大约1.44，其与空气的折射显著不同，例如，但其较接近于吸芯4的材料的折射率。优选地，流体3的折射率与吸芯4的材料的折射率的差异至少小于吸芯4的折射率与空气的折射率之间的差异。例如，流体3的折射率与吸芯4的材料的折射率的差异小于0.2，优选小于0.1。

在一个实施方案中，透过吸芯4的光线7的光强度(其被光传感器8接收到)在被吸芯4吸收的流体3的量降低的影响下降低。适用于此类目的的吸芯4的实例为Filtrona

吸芯，其型号为NWN435179、BNW437108、BNW437604或BNW435348。当然，其他吸芯4也可适用于此类目的。

在一个示例性实施方案中，当装置1中不存在吸芯4时，被传感器8接收的光强度可为被光源发射的光的较大部分。例如，由于没有元素阻挡光线7，被传感器8接收的光可为发射的光的大约60％至100％。然而，当吸芯4存在时，吸芯4将阻挡或至少部分地阻挡光线7。例如，如果吸芯4为湿润的，例如被流体3湿透，那么吸芯4可为相对半透明的。例如，接收的光强度可为发射的光的强度的大约5％至大约80％，优选为10％至大约50％。如果吸芯4不包含流体3或仅包含很少的流体3，那么被传感器8接收的光强度可能显著更低。其可为例如0％，或至少较低，例如低于大约20％，或低于大约10％。

在一个实际的实施方案中，指示器电路6可被配置成将来自光传感器8信号与某些预设值进行比较，例如使用比较电路16，其将在下文描述。例如指示器电路6将在从光传感器8接收的信号约为第一阈值或低于第一阈值时指示信号。例如，第一阈值介于1和大约2伏之间，例如1.5伏。当指示器电路6接收到的信号低于1.5伏时，接收到的光强度可由于较干燥的吸芯4而较低，以便指示器电路6发送信号以指示流体3应当被重新填充，例如通过指示器9。例如，第二阈值(其高于第一阈值)可具有大约3至大约4.5伏的值，优选为大约4伏。这将代表在缺乏吸芯4的情况下的较高值，其中光传感器发送的信号涉及较高的光强度。然后，指示器电路6可发送不同的信号，以指示吸芯4需要被置换或吸芯需要被放置。在上述第一和第二阈值之间，吸芯4可包含足够的流体3用于蒸发，在这种情况下指示器电路6可发送信号或不发送信号。当然，上述阈值可为任何值，例如众多的上述值，例如取决于进来的电流和/或照明电路5的光12和/或指示器电路6，等等。

优选地，指示器电路6被布置成将光传感器信号与预设的阈值进行比较并当达到或跨过上述阈值时驱动指示器9。首先，指示器电路6可被布置成向用户传达以下信息：吸芯4已变干，仅剩很少的流体3可被释放到环境中。这样的话，当没有任何流体或仅有很少的流体被释放到环境中时，用户可得到主动的提示。因此，在一个实施方案中，指示器电路6可被布置成当光传感器8接收到的透射的光线7的光强度低，例如至少低于第一阈值时来进行指示。

其次，指示器电路6也可被布置成当光传感器8接收到的光强度较高，或至少高于第二阈值(其高于第一阈值)例如当没有吸芯4存在时，来进行指示。

上述阈值实际上是任选的并且可以变化，例如取决于被选择的吸芯4和/或流体3。

在某些实施方案中，装置1持续时间较长，例如大于20天，例如30至90天。有时，用户可能意识不到清新器1正在工作这一事实，或可能意识不到清新器1、尤其是吸芯4已耗尽流体3或几乎耗尽流体3这一事实。清新器1可例如被无意识地放置。因此，指示器9可被布置成向用户指示吸芯4中的流体3的量以便用户可了解可重新填充装置1。例如，当指示器9通过指示器电路6接收到信号时，例如当清新器不再包含吸芯4或流体3时，指示器9提供视觉信号，例如光，诸如LED，尽管也可使用听觉信号，例如，指示器9的用户信号可与接收到的传播的光的光强度直接相关。因此，在一个实施方案中，指示器9为LED或警示灯，其在达到一个阈值时间歇地发射光，或在达到另一个阈值时连续发射光。例如，当吸芯4未存在于装置1中时，指示器9恒定地发射光，并且当流体的量较低时或清新器1需要重新填充时，指示器9间歇地发射光。当然，其他信号也是合适的，例如照明电路5可改变颜色，可使用不同的光信号，或呈现符号的LCD屏幕，和/或可使用符号。

在另一个实施方案中，指示器电路6在装置1本身内发送信号。例如，装置1可被布置成当第一流体已耗尽时转换到第二流体，后者由指示器电路6指示。例如，装置1可包括外壳17，使用时包括多个包含不同流体3的瓶子2A或容器。当一种流体已耗尽时，将被指示器电路6检测到，该指示器电路向处理电路发送信号，上述处理电路被布置成启动装置1以释放第二流体3，例如通过重新填充原先包含流体3的容器，或通过打开第二容器。

用于装置1的电气方案的一个实施方案示于图2中。在吸芯4的一侧提供了照明电路5，在吸芯4的另一侧提供了指示器电路6。照明电路5配备有照射到吸芯4上的发光LED 12。发光LED 12被配备有来自电源的动力。例如来自具有大约220至230伏的振荡电流的主电源11。任选地，提供了加热元件13，例如加热电线，其加热吸芯4和/或加热其内的流体3，使得流体3在热的影响下更快地蒸发。

在图2的实施方案中，提供了AC/DC转换器14以输出较恒定的转换自进来的信号的信号。AC/DC转换器14可平行于加热元件13被转换。转换器可提供5V的恒定信号。

可提供多谐振荡器，例如不稳定的15，以在从AC/DC转换器14接收到的恒定信号中产生孔以便获得时变信号。孔可以一定的频率例如10kHz来产生。发光LED 12然后以接收到的频率例如10kHz发射。该频率是能够与环境光区分的频率的一个实例，以便来自环境光的光噪可被过滤，例如通过指示器电路6，尽管其他频率也是适用的。

在本说明书中，环境光可被理解为包括自然的日光，或其反射，以及在环境中由其他光源提供的光，例如链接到主电源。

一般来讲，可能有利的是，发射的光具有某些特性使得其可与环境光区分，因为环境光可提供进入到传感器8中的光噪。例如，照明电路5可被布置成以低于或高于50Hz和/或60Hz的特定频率发射，因为50Hz/60Hz频率是用于主电源照明系统的常见频率，尽管不同于标准电源频率的任何频率也适用于区分照明电路5发射的光和由来自主电源照明的照明电路5发射的光。也可能发射具有特定颜色的光，例如红外线，所述光可与环境光区分。

转到图2，指示器电路6被配备有光传感器8，该光传感器接收发射光12发射的光，至少在吸芯4是至少半透明的，例如不是干燥的时候。如上文所已阐述，吸芯4和光源/传感器布置可具有三种不同的状态。例如，如果吸芯4较干燥，将没有光或仅有很少的光穿过吸芯4，而如果LED 12和传感器8之间不存在吸芯4，则将有大量的光传输到传感器8。当吸芯4处于湿润状态时，光至少部分地穿过以便接收到的光量超过干燥吸芯4的情况并且小于不存在吸芯4的情况。

光传感器8接收光并将其转化为电信号。在一个实施方案中，该信号可被分为恒定信号，这可能是由于环境光、时变信号，例如以10kHz的频率，其由于发光LED 12透射的光，和以不同的频率例如50Hz，100Hz，150Hz，等的时变信号，这可能是由主电源环境光导致的。在本说明书中，时变信号旨在包括振荡信号、交替信号和脉冲信号。

提供了频率滤波器15，该频率滤波器被布置成从进来的信号中、尤其是从恒定的信号中过滤掉恒定的信号和/或时变信号，并且所述时变信号具有不同于发射的光的频率，例如不同于50Hz。具体地讲，滤波器15被布置成过滤掉传感器8接收到的50Hz频率的环境光和恒定的环境光，使得发光LED 12的10kHz频率光可保持并且来自环境光的光噪被过滤。因此，获得了与吸芯4的湿度相关的信号。输出可例如为介于0和5伏之间的恒定信号。输出可取决于以发射频率接收到的时变电压的幅度。

比较电路16，例如窗口比较电路，可被转换到指示器9。频率滤波器的输出可被比较电路16接收到，比较电路将输出递送给指示器9。例如，如果电压小于例如1.5的第一阈值，那么将意味着吸芯是干燥的或几乎干燥的。如果电压大于第二阈值，例如4伏，这将意味着装置1中没有吸芯4。如果电压介于所述第一阈值和第二阈值之间，例如分别为1.5和4伏，这将意味着在发光LED 12和传感器8之间存在吸芯4并且其是湿润的。

优选地，比较电路16在没有吸芯4时，或在吸芯4是干燥的或几乎干燥的时，将信号传送给指示器9，以便指示器9发送信号以指示装置1中没有吸芯4和/或流体3已完全蒸发或几乎完全蒸发。例如，指示器9包括LED或警示灯，所述LED或警示灯被布置成根据比较电路16的输出来照耀。例如，指示器9可在没有吸芯4时照耀，并且指示器9可在清新器1已耗尽流体3时闪烁。

如上所述，指示器电路6可被布置成向用户指示清新器1的不同状态。同样，指示器电路6可被布置成指示两种状态，例如，吸芯4是润湿的或者吸芯4是干燥的；或三种以上的状态，例如吸芯4是润湿的，吸芯4是几乎干燥的，吸芯4是干燥的，或没有吸芯4存在。此外，其他与吸芯4中的流体3的量相关的状态也可通过指示器9来传递。

挥发性流体3可例如为空气清新或除臭流体3。在其他实施方案中，流体3为杀虫剂组合物或去除剂，例如驱虫剂。流体3也可包括空气润湿剂。流体3可例如被选择以与吸芯4合作使得吸芯4的光强度相对于被吸收的流体3的量的改变可很容易被区分。

在一个实施方案中，吸芯4被容器2包围，并且流体3将在容器2内蒸发，并且之后蒸发的流体将通过开口2在容器2内扩散。

在一个实施方案中，吸芯4本身被用作指示器9。例如，照明电路5在一定的时段内向吸芯4上发射光，而在该时段内，被吸芯4吸收的流体3的量通过流体3的蒸发而发生变化，以便因此吸芯4的透明性也发生变化。吸芯4透射的光的所得变化可本身指示被吸收/蒸发的流体3的量的变化。

显而易见的是，本发明不以任何方式受限于说明书和附图中所代表的实施方案。在由权利要求书概括的本发明的范围内，许多变型和组合是可能的。在本发明的范围内，实施方案的一个或多个方面的组合或不同实施方案的组合都是可能的。所有类似的变型均被理解为落在有权利要求书所概括的本发明的范围内。

Claims (19)

1.一种用于蒸发被多孔基质吸收的流体的装置，所述装置配备有用于在多孔基质被至少部分地安装在所述装置中时将光发射到所述多孔基质上的照明电路。

2.如权利要求1所述的装置，所述装置配备有指示器电路，包括：

光传感器，当所述光传感器被安装到所述装置中时，其用于接收透过所述基质的所述光，并将接收到的光能转化成与接收到的光强度相关的信号，

其中所述指示器电路被布置成输出取决于来自光传感器的、与所述光强度相关的信号的指示器信号。

3.如权利要求2所述的装置，其中所述指示器电路被布置成在所述接收自光传感器的信号约为或低于第一预设阈值时指示所述指示器信号。

4.如权利要求3所述的装置，其中所述指示器电路被布置成在被光传感器接收的光的光强度约为或高于某一第二阈值时指示信号，所述某一第二阈值高于所述第一阈值。

5.如权利要求3或4所述的装置，其中所述第一阈值具有介于1和大约2伏之间的值。

6.如权利要求4所述的装置，其中所述第二阈值具有介于大约3和大约4.5伏之间的值。

7.如权利要求2至6中任一项所述的装置，其中所述指示器电路包括滤波器，所述滤波器被布置成过滤掉恒定的信号和/或时变信号。

8.如前述任一项权利要求所述的装置，其中所述照明电路被布置成以预设的频率发射光，该频率是预设的以便其能够容易地与环境光的频率区分。

9.如权利要求8所述的装置，其中所述发射的光的频率优选地不同于50或60赫兹。

10.如权利要求2至9中任一项所述的装置，其中所述指示器电路包括警示灯和/或LED以用于向用户发出指示基质的状态的信号。

11.如前述任一项权利要求所述的装置，其中所述照明电路包括LED。

12.一种用于吸收流体的多孔基质和如前述任一项权利要求所述的装置的套件，其中所述基质被布置成安装在光传感器和照明电路之间。

13.如权利要求12所述的套件，其中所述多孔基质被布置成使得当其吸收了一定量的流体时透射光，其中在被多孔基质吸收的流体的量改变时，透过基质的光的光强度发生改变。

14.如权利要求12或13所述的套件，其中要被蒸发的流体被基质吸收，其中所述流体的折射率与所述基质的主要材料的折射率之间的差异小于所述基质的主要材料的折射率与空气的折射率之间的差异。

15.如权利要求2至11中任一项所述的装置，或如权利要求12至14中任一项所述的套件，其中所述多孔基质为吸芯。

16.如权利要求2至11中任一项或权利要求15所述的装置，或如权利要求12至15中任一项所述的套件，其中所述多孔基质为用于吸收香料或杀昆虫剂的吸芯。

17.一种评估被多孔基质吸收的流体的水平的方法，其中流体被所述基质吸收，其中光被布置在基质的附近，使得其发射指向所述基质的光线，其中透过基质的光线的光强度在被所述基质吸收的流体的量降低的影响下改变。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述透射的光线被寄存并被转换成信号，该信号与预设的阈值进行比较，在比较之后，取决于与阈值进行比较的信号的值，指示器信号被指示。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述透射的光线的光强度在被基质吸收的流体的量降低的影响下降低。

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