CN104856185A - 包括紫外线照明的存储设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包括紫外线照明的存储设备。紫外辐射被指向区域中。位于区域中的物品和/或区域的一个或多个条件在一段时间上被监视。基于该监视,通过调节由紫外辐射源生成的紫外辐射的方向、强度、模式和/或频谱功率来控制紫外辐射源。对紫外辐射源的调节可以对应于包括存储期限保存操作配置、消毒操作配置和乙烯分解操作配置的多个可选择的操作配置之一。
Description
对相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年2月24提交的美国临时申请No.61/943,915和于2014年8月27提交的美国临时申请No.62/042,737的权益,这两个申请都通过引用被结合于此。本申请还是于2013年8月28日提交并且要求于2012年8月28提交的美国临时申请No.61/694,229和于2012年8月28提交的美国临时申请No.61/694,232的权益的美国申请No.14/012,682的部分继续,这些申请都通过引用被结合于此。本发明的附加方面关于在于2014年9月5日提交并通过引用被结合于此的标题为“Ultraviolet Diffusive Illumination”的申请No.14/478,266中所公开的发明。
技术领域
本公开内容一般而言涉及紫外辐射,并且更具体而言,涉及利用紫外辐射对在区域中所存储的物品,诸如位于冷藏单元的存储区域中的食品进行保存、消毒等的解决方案。
背景技术
卫生和生物物品,诸如食物,的可靠和卫生存储是主要问题。例如,该问题在整个食品行业中都存在,例如,制造商、零售商、餐馆以及在每个家庭,并且对餐饮服务场所尤其显著,其中食物质量控制的相关问题也很显著。除了在容易获得电力的固定位置(例如,冰箱)的食物存储和质量控制,适当的食物存储和质量控制在不受限制的电力和/或稳定的存储设备,诸如冰箱,不可用的情形下也是重要的,诸如野餐、露营、流动食品亭、款待或战场吃饭地点、搜救,等等。除了食物,其它被存储的物品也需要卫生的存储。例如,医疗和化学设备、建筑木材等也需要在生物安全的环境中存储。由于环境温度显著影响细菌活性,因此对环境温度的有效控制对于确保各种物品的可靠卫生存储是重要的工具。
新鲜的食物产品可以利用紫外光作为杀菌介质进行处理,以减少食物滋生的微生物负载(microbial load)。水被利用紫外光处理一段时间,以提供安全的饮用水。能够通过系统被泵送的水果和蔬菜产品一般都非常适合通过紫外光处理,以减少微生物负载。如今,这些产品中大部分都被巴氏灭菌,以获得微生物安全和营养的产品。但是,由于温度和处理时间,巴氏灭菌会改变此类产品的口感和风味。来自不同来源的果汁可以通过暴露给不同剂量的紫外光被处理。另一方面,除其它的之外,诸如暴露时间、水果产品类型、果汁颜色和果汁成分之类的变量需要被研究,以获得具有减少的微生物负载、增加的保质期以及适当的感官和营养特性的水果产品。对于除液体之外的食物产品,通过应用紫外光作为杀菌介质来减少微生物负载也被研究。而且,紫外线技术可以是液体巴氏灭菌的资源,或者,代替热处理或应用抗菌化合物,作为备选技术给固态食物杀菌。
一般而言,紫外(UV)光被归类为三个波长范围:从大约200纳米(nm)到大约280nm的UV-C;从大约280nm到大约315nm的UV-B;以及从大约315nm到大约400nm的UV-A。一般而言,紫外光,并且特别地,UV-C光,是“有杀菌力的”,即,它使细菌、病毒和其它病原体的DNA失去活性,并且因此破坏它们繁殖并造成疾病的能力。这有效地导致微生物的灭菌。具体而言,通过在DNA中的某些相邻碱基(base)之间形成共价键,UV-C光对微生物的核酸造成破坏。这些键的形成防止DNA被“拉开”(unzip)用于复制,并且生物既不能为生命过程产生分子要素,也不能复制。实际上,当生物不能产生这些要素分子或者不能复制时,它就死亡。具有大约在大约250至大约280nm之间波长的UV光提供最高的杀菌效果。虽然对UV光的易感性变化,但是暴露于大约20至大约34毫瓦-秒/cm2的UV能量就足以使大约99%的病原体失去活性。
已经设法使用各种方法来使用紫外光给隔室,诸如冰箱中的隔室,消毒。例如,一种方案提供利用冰箱的标准电路系统的多个小的低电流UV光来给UV光源供电。另一种方案使用安装在冰箱顶部部分的UV灯和整个内部的反射衬里在整个隔室中反射UV辐射。另一种方案提供具有附连到冰箱内部侧壁的单个UV源的UV系统把光辐射到整个隔室,或者作为备选,向有限的隔室提供UV暴露。还有另一种方案建议用于冰箱的内部隔室的空气净化器,该空气净化器利用UV过滤器减少再循环的空气中的病原体。还有另一种方案为冰箱提供UV光辐射部件,以便根除来自其中所容纳的存储容器的低等级光,以促进食物的新鲜度。
发明内容
虽然冰箱被广泛用来维持存储在其中的食物的新鲜程度,并且已经提出了几种结合冰箱使用UV光设备的方案,但是发明人认识到,这些方案无法通过使用能够发射不同波长和/或强度的UV辐射的UV源,诸如UV发光二极管来适当地解决食物寿命的延长、消毒、乙烯分解等。
发明人提供了利用紫外辐射对在存储区域,诸如冷藏单元的存储区域,中所存储的物品进行保存、消毒等的解决方案。例如,该解决方案的实施例被配置为监视存储区域中的生物可降解物品并且确定并应用目标数量的紫外辐射来以保存和/或消毒物品,而不影响物品的质量。该系统的实施例可以在任意各种类型的存储环境中实现,诸如冰箱、餐具室、可重复使用的购物袋、冷却器、盒子、生物和/或无菌对象存储容器,等等。
本发明的各方面提供了其中紫外辐射被指向区域中的解决方案。位于该区域中的物品和/或该区域的一个或多个条件在一段时间上被监视。基于该监视,通过调整由紫外辐射源生成的紫外辐射的方向、强度、模式和/或频谱功率来控制紫外辐射源。对紫外辐射源的调整可以对应于多个可选择的操作配置中的一个,包括存储期限保存操作配置、消毒操作配置、乙烯分解操作配置,等等。
本发明的第一方面提供了一种系统,包括:至少一个紫外辐射源,被配置为生成指向存储区域中的紫外辐射;以及控制系统,用于利用多个可选择的操作配置之一和存储区域或位于存储区域中的物品集合当中至少一个的当前条件集合来控制由至少一个紫外辐射源生成的紫外辐射,其中控制包括基于存储区域的当前条件集合和用于存储区域或位于存储区域中的物品集合当中至少一个的对应于多个可选择操作配置中当前选定的一个的目标条件集合调整以下至少一个:被指向存储区域中的紫外辐射的方向、强度、模式或频谱功率,并且其中多个可选择的操作配置包括:存储期限保存操作配置、消毒操作配置和乙烯分解操作配置。
本发明的第二方面提供了一种食物存储设备,包括:存储区域,被配置为存储至少一个易腐烂的食品;至少一个紫外辐射源,被配置为生成指向该存储区域中的紫外辐射;以及监视系统,用于监视存储区域或位于存储区域中的物品集合当中至少一个的当前条件集合,其中该当前条件集合包括存储区域的当前生物条件集合以及至少一个紫外辐射源的操作条件。
本发明的第三方面提供了一种冷藏设备,包括:存储区域,被配置为存储至少一个冷藏物品;被配置为控制存储区域的至少一个环境条件的部件,其中这至少一个环境条件包括以下至少一个:温度、湿度、气体对流或流体对流;至少一个紫外辐射源,被配置为生成指向该存储区域中的紫外辐射;以及监视和控制系统,用于通过执行一种方法来管理存储区域,该方法包括:监视存储区域或位于存储区域中的物品集合当中至少一个的当前条件集合;以及利用多个可选择的操作配置之一和当前条件集合来控制由至少一个紫外辐射源生成的紫外辐射,其中控制包括基于存储区域的当前条件集合和用于存储区域或位于存储区域中的物品集合当中至少一个的对应于多个可选择操作配置中当前选定的一个的目标条件集合调整以下至少一个:被指向存储区域中的紫外辐射的方向、强度、模式或频谱功率,并且其中多个可选择的操作配置包括:存储期限保存操作配置、消毒操作配置和乙烯分解操作配置。
本发明的第四方面提供了一种系统,包括:存储设备,包括用于容纳至少一个物品的存储区域,其中该存储区域至少部分地由固定在存储设备中的透明区域和与透明区域相相邻反射区域限定,其中透明区域被配置为透射紫外辐射,反射区域被配置为将紫外辐射反射到存储区域中;以及紫外辐射源集合,被配置为生成进入存储区域的紫外辐射,其中该紫外辐射源集合当中至少一个与至少一个透明区域相邻。
本发明的第五方面提供了一种存储设备,包括:用于容纳至少一个物品的存储区域;用于可移除地安装紫外辐射源的装置,其中紫外辐射源被配置为生成指向存储区域中的紫外辐射,其中用于可移除地安装的装置包括:与紫外辐射源相邻的反射区域,该反射区域被配置为将紫外辐射反射到存储区域中;及隔离紫外辐射源与存储区域内部的透明区域,该透明区域被配置为将紫外辐射透射到存储区域中;以及用于监视用于存储区域和至少一个物品当中至少一个的当前条件集合并且用于基于当前条件集合来控制紫外辐射源的监视和控制系统。
本发明的第六方面提供了一种存储设备,包括:用于容纳至少一个物品的存储区域;位于存储设备中并且被配置为生成进入存储区域的紫外辐射的紫外辐射源集合,其中紫外辐射源集合位于由被配置为将紫外辐射反射到存储区域中的反射表面和被配置为透射紫外辐射的透明表面限定的中空区域中;被配置为生成进入存储区域的辐射的可见和红外线辐射源集合;以及用于监视存储区域的当前条件集合并利用该当前条件集合控制紫外辐射源集合及可见和红外线辐射源集合的监视和控制系统。
本发明的说明性方面被设计成解决本文所描述的一个或多个问题和/或未讨论的一个或多个问题。
附图说明
结合绘出本发明各方面的附图,通过以下对本发明各方面的详细描述,本公开内容的这些和其它特征将更容易理解。
图1示出了根据实施例的说明性紫外辐射系统。
图2示出了根据实施例的说明用于操作紫外辐射源的操作配置的使用的框图。
图3示出了根据实施例的包括紫外辐射系统的说明性系统。
图4A-4H示出了根据实施例的与紫外辐射系统一起使用的说明性存储设备。
图5示出了根据实施例的说明性存储设备的部分横截面透视图。
图6示出了根据实施例的说明性存储设备的横截面视图。
图7A和7B示出了根据实施例的说明性存储设备的透视图。
图8示出了根据实施例的说明性存储设备的横截面视图。
图9A和9B示出了根据实施例的说明性存储设备的横截面视图。
图10示出了根据实施例的说明性存储设备的透视图。
图11示出了根据实施例的说明性存储设备的透视图。
图12示出了根据实施例的与紫外辐射系统一起使用的说明性存储设备。
图13示出了根据实施例的说明性存储设备的部分透视图。
图14示出了用于几种聚合物的紫外线透射属性的图。
图15A和15B分别示出了根据实施例结合存储设备使用的说明性结构的顶视图和横截面视图。
图16示出了根据实施例的紫外辐射源的说明性布置。
图17示出了根据实施例的包括势垒和量子阱的说明性异质结构的能带图。
图18示出了根据实施例的说明性存储设备的透视图。
图19示出了根据实施例的说明性存储设备的透视图。
图20示出了根据实施例的包括说明性紫外辐射系统的冰箱抽屉。
图21A和21B示出了根据实施例的包括反射器的冰箱抽屉的透视图。
图22示出了根据实施例的用于连接反射器的说明性轨道系统的部分透视图。
图23示出了根据实施例的透明外壳内紫外辐射源的说明性布置的透视图。
图24A和24B分别示出了根据实施例的没有透明外壳和有透明外壳的紫外辐射源的光漫射。
图25A和25B分别示出了根据实施例的说明性紫外辐射系统的横截面和透视三维视图。
图26示出了根据实施例的与紫外辐射系统一起使用的说明性存储设备。
图27示出了根据实施例的说明性紫外辐射系统。
图28A示出了根据实施例的包括用于紫外辐射源的轨道系统的说明性紫外辐射系统,而图28B示出了根据实施例的包括柔性透明外壳的说明性紫外辐射系统。
应当注意,附图可能不是按比例的。附图仅仅是要绘出本发明的典型方面,并且因此不应当被认为是限制本发明的范围。在附图中,相同的标号在附图之间代表相同的元件。
具体实施方式
如以上所指示的,本发明的各方面提供了其中紫外辐射被指向区域中的解决方案。位于该区域中的物品和/或该区域的一个或多个条件在一段时间上被监视。基于该监视,通过调整由紫外辐射源生成的紫外辐射的方向、强度、模式和/或频谱功率来控制紫外辐射源。对紫外辐射源的调整可以对应于多个可选择的操作配置之一,包括存储期限保存操作配置、消毒操作配置、乙烯分解操作配置,等等。如在本文中所使用的,除非另外指出,否则术语“集合”指一个或多个(即,至少一个)并且短语“任何解决方案”指任何现在已知或以后开发的解决方案。此外,如在本文中所使用的,紫外辐射/光指波长在大约10纳米(nm)至大约400nm范围内的电磁辐射,而紫外-C(UV-C)指波长在大约100nm至大约280nm范围内的电磁辐射,紫外-B(UV-B)指波长在大约280至大约315纳米范围内的电磁辐射,紫外-A(UV-A)指波长在大约315至大约400纳米范围内的电磁辐射。还如在本文中所使用的,当材料/结构对特定波长的紫外光具有至少百分之三十的紫外线反射系数时,该材料/结构被认为对特定波长的紫外光是“反射性的”。在更特定的实施例中,高度紫外线反射材料/结构具有至少百分之八十的紫外线反射系数。此外,当材料/结构允许显著数量的紫外辐射经过它时,该材料/结构被认为对特定波长的紫外光是“透明的”。在实施例中,紫外线透明的结构由允许至少百分之十的紫外线辐射通过它的材料制成并具有允许这样的厚度。
现在转向附图,图1示出了根据实施例的紫外辐射系统10。在这种情况下,系统10包括实现为包括分析程序30的计算机系统20的监视和/或控制系统11,该分析程序30使计算机系统20可操作成通过执行本文所述的过程来管理紫外(UV)辐射源12。特别地,分析程序30可以使计算机系统20操作UV辐射源12生成并把紫外辐射指向区域中并且处理对应于该区域和/或位于该区域中的物品的一个或多个条件的数据,这些数据由反馈部件14获取。虽然示出了单个UV辐射源12,但是应当理解,该区域可以包括任何数量的UV辐射源12,其操作可以由计算机系统20利用本文所描述的方法单独管理。
在实施例中,在操作的初始阶段期间(例如,在对区域的最近存取、放在区域中的物品的添加/去除/配置之后,等等),计算机系统20可以从反馈部件14获取关于区域中物品的一个或多个属性和/或区域的条件的数据并且生成分析数据42,供进一步处理。分析数据42可以包括关于区域中物品的颜色、外观等、物品上或区域中微生物的存在,等等。此外,分析数据42可以包括关于区域中乙烯气体的存在的信息。计算机系统20可以使用分析数据42生成用于利用如本文所讨论的多个可选择的操作配置之一控制由紫外辐射源12生成的紫外辐射的一个或多个方面的校准数据40。此外,紫外辐射源12的操作的一个或多个方面可以由用户6经外部接口部件26B控制。
计算机系统20示为包括处理部件22(例如,一个或多个处理器)、存储部件24(例如,存储层次结构)、输入/输出(I/O)部件26A(例如,一个或多个I/O接口和/或设备)和通信通路28。一般而言,处理部件22执行至少部分地固定(fixed)在存储组件24中的程序代码,诸如分析程序30。当执行程序代码时,处理部件22可以处理数据,这可导致从存储组件24和/或I/O组件26A读取变换后的数据/向存储组件24和/或I/O组件26A写变换后的数据,供进一步处理。通路28提供计算机系统20中每个部件之间的通信链路。I/O部件26A和/或外部接口部件26B可以包括一个或多个人类I/O设备,这使得人类用户6能够与计算机系统20和/或一个或多个通信设备进行交互,以便使系统用户6能够利用任何类型的通信链路与计算机系统20进行通信。在这个程度上,在被计算机系统20执行的过程中,分析程序30可以管理使人类和/或系统用户6能够与分析程序30交互的接口集合(例如,图形用户接口、应用程序接口,等等)。此外,分析程序30可以利用任何解决方案管理(例如,存储、检索、创建、操纵、组织、呈现等等)数据,诸如校准数据40和分析数据42。
在任何情况下,计算机系统20都可以包括能够执行固定在其上的程序代码,诸如分析程序30,的一个或多个通用计算制品(例如,计算设备)。如本文所使用的,应当理解,“程序代码”指任何语言、代码或符号形式的任何指令集合,所述指令使具有信息处理能力的计算设备直接地或者在以下(a)转换成另一种语言、代码或符号;(b)在不同材料形式中复制;和/或(c)分解的任意组合之后执行特定的功能。在这个程度上,分析程序30可以体现为系统软件和/或应用软件的任意组合。
此外,分析程序30可以利用模块32的集合实现。在这种情况下,模块32可以使计算机系统20执行由分析程序30使用的任务集合,并且可以与分析程序30的其它部分分开单独地开发和/或实现。当计算机系统20包括多个计算设备时,每个计算设备可以只在其上固定分析程序30的一部分(例如,一个或多个模块32)。但是,应当理解,计算机系统20和分析程序30仅仅是代表可以执行本文所述过程的各种可能的等效的监视和/或控制系统11。在这个程度上,在其它实施例中,由计算机系统20和分析程序30提供的功能可以至少部分地由包括带或不带程序代码的通用和/或专用硬件的任意组合的一个或多个计算设备实现。在每种实施例中,如果包括硬件和程序代码,则硬件和程序代码可以分别利用标准的工程设计和编程技术创建。在另一种实施例中,监视和/或控制系统11可以不带任何计算设备地实现,例如,利用实现反馈控制回路的闭环电路,其中一个或多个感测设备的输出被用作输入来控制一个或多个其它设备(例如,LED)的操作。本发明的说明性方面在以下结合计算机系统20进一步描述。但是,应当理解,结合其所描述的功能可以由任何类型的监视和/或控制系统11实现。
无论如何,当计算机系20包括多个计算设备时,计算设备可以经任何类型的通信链路通信。此外,在执行本文所述过程的同时,计算机系统20可以利用任何类型的通信链路与一个或多个其它计算机系统,诸如用户6,通信。在任一情况下,通信链路都可以包括各种类型有线和/或无线链路的任意组合;包括一种或多种类型网络的任意组合;和/或利用各种类型传输技术和协议的任意组合。可以包括无线或基于电缆的传输的这种通信链路可以被用来发送关于存储区域54中一个或多个物品和/或区的信息。
系统10可以利用任何解决方案在现有的存储设备(例如,冰箱)中实现。例如,一个或多个紫外辐射源12和反馈部件14中包括的一个或多个设备可以固定在存储设备中各个位置(例如,在壁上、搁板上,等等)并且被配置为由计算机系统20操作。紫外辐射源12和/或反馈部件14中设备的位置可以被选择为提供存储设备的存储区域和位于存储区域中的物品的全面覆盖。在实施例中,计算机系统20可以位于存储设备的存储区域之外。
紫外辐射源12可以包括一个或多个紫外辐射发射器的任意组合。例如,UV源12可以包括高强度紫外灯(例如,高强度汞灯)、紫外线发光二极管(LED),等等。在实施例中,UV源12包括制造成具有一层或多层材料的发光二极管集合,其中材料选自族-III氮化物材料系统(例如,AlxInyGa1-X-YN,其中0≤x,y≤1,并且x+y≤1,和/或其合金)。此外,UV源12可以包括一个或多个附加部件(例如,波导结构、用于重定位和/或重定向紫外辐射发射器的部件,等等),以便把所发射的辐射指向和/或输送到存储区域中特定的位置/区域,在特定的方向、以特定的模式,等等。说明性波导结构包括,但不限于,每根都在开口处终止的多根紫外线纤维,漫射器,等等。计算机系统12可以独立地控制每个UV源12。
系统10还可以包括报警部件23,该部件可以被计算机系统20操作,以指示何时紫外辐射被指向存储区域中。报警部件23可以包括用于生成视觉信号、听觉信号等的一个或多个设备。例如,在图4A所示的例子中,当存储设备52包括冷藏设备时,面板8可以显示闪烁灯、文字、图像等,以指示紫外辐射当前被指向对应的存储区域54中。此外,报警部件23可以生成噪声,诸如铃声、蜂鸣声等,以指示紫外辐射当前被指向存储区域54中。
图2示出了根据实施例的说明用于操作紫外辐射源12的操作配置的使用的框图。如所说明的,计算机系统20可以使用对应于选定的操作配置50A-50C的数据来调整由紫外辐射源12生成的紫外辐射13的一个或多个方面。在实施例中,操作配置50A-50C可以包括存储期限保存操作配置50A、消毒操作配置50B和乙烯分解操作配置50C。在实施例中,存储期限保存操作配置50A被配置为增加存储在区域中的物品的存储期限,而消毒操作配置50B被配置为消除和/或减少区域中或位于区域中的物品上存在的微生物的量。乙烯分解操作配置50C可以被配置为从存储区域的大气中除去乙烯,否则,乙烯将缩短位于区域中的物品的存储期限。这些操作配置当中的一个或多个可以被配置为改进和/或维持存储区域中物品的视觉外观和/或营养价值。例如,增加存储期限可以包括抑制微生物生长、维持和/或改进营养价值、维持和/或改进视觉外观,等等。而且,操作配置可以被配置为防止霉菌在存储区域中和/或存储区域中的物品上的积聚。
计算机系统20被配置为控制和调整紫外辐射源12的方向、强度、模式和/或频谱功率(例如,波长),以对应于特定的操作配置50A-50C。计算机系统20可以独立地控制并调整UV源12的每个属性。例如,计算机系统20可以对给定的波长调整UV源12的强度、持续时间和/或时间进度(模式)。每种操作配置50A-50C可以指定以下这些的唯一组合:目标紫外线波长、目标强度级别、用于紫外辐射的目标模式(例如,时间进度,包括持续时间(例如,暴露/照射时间)、工作循环、暴露/照射之间的时间,等等)、目标频谱功率,等等,以便满足对应于每种操作配置50A-50C的唯一目标集合。
例如,存储期限保存操作配置50A可以要求相对较低强度的基本连续辐射的大约290nm峰值发射的紫外线波长。例如,说明性强度范围可以在大约0.1毫瓦/m2和大约1000毫瓦/m2之间。在实施例中,存储期限保存操作配置50A中用于紫外辐射的强度可以是大约400毫瓦/cm2。在更具体的说明性实施例中,紫外线LED可以把具有大约几(例如,1-3)毫瓦/cm2强度的紫外辐射指向不允许紫外辐射漏出的外壳,诸如铝管,中大约七天。
消毒操作配置50B可以要求紫外线波长范围(例如,在大约10nm和大约400nm之间)内紫外线波长的任何子集和更高的强度级别。在实施例中,强度范围可以在大约1毫瓦/m2和大约10瓦/m2之间。在更具体的实施例中,用于消毒操作配置50B的紫外线波长和强度级别可以分别在大约250-290nm之间和大约20微瓦/cm2或更高,并且紫外光可以施加大约20分钟。在这种情况下,用于消毒操作配置50B的紫外辐射的剂量可以是大约24毫焦耳/cm2。但是,应当理解,这仅仅是说明性的并且剂量可以是至少大约16毫焦耳/cm2。乙烯分解操作配置50C可以要求甚至比消毒操作配置50B更高的强度级别和相对低的大约230-270nm的紫外线波长。在实施例中,强度范围可以在大约1毫瓦/m2和大约1000瓦/m2之间。
图3示出了根据实施例的包括紫外辐射系统10的说明性系统。计算机系统20被配置为控制紫外辐射源12,以便把紫外辐射13指向存储设备52的存储区域54中,在存储区域54中有物品56的集合。反馈部件14被配置为获取用来在一段时间上监视存储区域54和/或物品56的当前条件集合。如所说明的,反馈部件14可以包括多个感测设备16,每个感测设备都可以获取被计算机系统20用来监视当前条件集合的数据。
在实施例中,感测设备16包括视觉相机或化学传感器当中至少一个。视觉相机可以获取用来监视存储区域54和/或位于其中的一个或多个物品56的数据(例如,视觉的、电子的,等等),而化学传感器可以获取用来监视存储区域54和/或位于其中的一个或多个物品的数据(例如,化学的、电子的,等等)。存储区域54和/或物品56的当前条件集合包括物品的颜色或视觉外观、存储区域54中微生物的存在,等等。在实施例中,视觉相机包括荧光光学相机。在这种情况下,当计算机系统20在存储期限保存操作配置50A(图2)中操作UV辐射源12时,视觉相机可以被操作为检测微生物的存在,因为它们在紫外光下发荧光。在实施例中,化学传感器是红外线传感器,它能够检测一种或多种气体的任意组合,诸如乙烯,环氧乙烷,等等。但是,应当理解,视觉相机和化学传感器仅仅是说明可以被实现的各种类型的传感器。例如,感测设备16可以包括一个或多个机械传感器(包括压电传感器、各种膜、悬臂、微机电传感器或MEMS、纳米机械传感器,等等),这些传感器可以被配置为获取关于存储区域54和/或位于其中的物品56的任意各种类型的数据。在乙烯分解操作配置50C中,存储设备52可以包括容纳高度UV反射的高效乙烯破坏室55、用于化学(例如,乙烯)破坏的高UV强度辐射室。在这种实施例中,计算机系统20可以操作室55中的一个或多个设备来破坏会在存储区域54的大气中存在的乙烯。计算机系统20可以单独地监视乙烯级别和微生物活性级别。
反馈部件14还可以包括一个或多个附加设备。例如,反馈部件14示为包括逻辑单元17。在实施例中,逻辑单元17从感测设备16的集合接收数据并且提供对应于存储区域54和/或位于存储区域54中的物品56的条件集合的数据,供计算机系统20处理。在更特定的实施例中,计算机系统20可以提供对应于当前选定的操作配置50的信息,供反馈部件14使用。例如,逻辑单元17可以根据当前选定的操作配置50调整一个或多个感测设备16的操作、操作感测设备16的独特子集,等等。响应于从反馈部件14接收到的数据,计算机系统20可以根据当前选定的操作配置50自动调整和控制由紫外辐射源12生成的紫外辐射13的一个或多个方面。
在实施例中,系统10可以包括可见和/或红外线(IR)源15,它可以被计算机系统20控制,以生成指向存储区域54中的光25。例如,计算机系统20可以控制可见光源15生成其波长被配置为增加一个或多个食品56中的光合作用的光25。此外,计算机系统20可以控制IR源15生成指向某些食物上的光25,以便局部增加食品56的温度。可见和/或IR源15还可以生成从物品56上可能存在的微生物激励荧光的光25,使得反馈部件14的感测设备16可以检测微生物。此外,可见和/或IR源15可以生成方便催化剂59的目标(例如,最佳的)光催化反应的光25。
如本文所描述的,实施例可以实现为任意各种类型存储系统的部分。图4A-4H示出了根据实施例的与紫外辐射系统10(图1)一起使用的说明性存储设备。例如,存储设备可以是用于存储多个物品的冰箱和/或冰柜(图4A)。作为替代,存储设备可以是用于生物对象的容器(图4B)。存储设备可以是冷却器(图4C)、背包(图4D)、食物容器(图4E)、塑料袋(图4F)、饭盒(图4G)、餐具室(图4H,例如,餐具室中的搁板),等等。在每种情况下,系统10的实施例都可以利用任何解决方案结合其实现。在这个程度上,应当理解,系统10的实施例的设备的数量、设备的尺寸、系统的功率需求等可以显著变化。无论如何,应当理解,这些仅仅是示例性存储设备并且系统10可以适用于本文未具体提到的其它存储设备。
在实施例中,紫外辐射源12可以包括位于与存储区域邻近的各个位置的多个紫外光发射器。在这个程度上,图5示出了根据实施例的说明性存储设备152的部分横截面透视图。存储设备152包括用于容纳至少一个物品56的存储区域154。如图中所示,多个紫外辐射发射器12位于存储区域154中。存储设备152可以由多层组成。这些层可以保护存储设备152的其它存储区域和/或部件不受紫外辐射和/或增加存储区域154中紫外辐射的效率。这些层不允许UV辐射从存储区域154漏出。例如,对紫外线透明的壁57可以包围紫外辐射发射器12位于其中的存储区域154。中空区域58可以位于对紫外线透明的壁57和高度反射的壁64之间。
高度反射的壁64可以反射和/或吸收UV辐射。高度反射的壁可以包括多于大约50%的反射率,如在正常入射方向对UV辐射测量的。中空区域58的体积的大约20%可以包括低于对紫外线透明的壁57的折射率的折射率。多个元件60可以从对紫外线透明的壁57突出到中空区域58中。这多个元件60可以包括高/低折射率(index)界面62。在操作过程中,一旦紫外辐射发射器12把紫外光照入存储区域154,高/低折射率界面62和高度反射的壁64就把紫外光反射回存储区域154中。对紫外线透明的壁57可以由一种或多种允许紫外辐射经过的材料制成,诸如熔融石英、无定形氟塑料(例如,由Dupont制造的Teflon),等等。其它说明性材料包括氧化铝溶胶-凝胶玻璃、氧化铝气凝胶、蓝宝石、氮化铝(例如,单晶氮化铝)、氮化硼(例如,单晶氮化硼),等等。外部反射壁64可以由一种或多种反射紫外辐射的材料制成,诸如抛光的铝、高度紫外线反射的扩张聚四氟乙烯(ePTFE)膜(例如,漫反射材料),等等。
图6示出了根据实施例的另一种说明性存储设备252的横截面视图。存储设备252示为包括包围存储区域254的内部紫外辐射透明外壳66。内部紫外辐射透明外壳66允许从紫外辐射发射器12发射的紫外辐射到达位于存储区域254中的物品56。外部紫外辐射反射壁68包围内部紫外辐射透明外壳66并且阻止紫外辐射离开存储设备252。紫外辐射发射器12可以位于内部紫外辐射透明外壳66和外部紫外辐射反射壁68之间。
图7A和7B根据其它实施例示出了说明性存储设备352的透视图。在这种情况下,每个存储设备352都示为具有圆柱形形状。存储设备352的圆柱形形状可以允许从各个侧面/角度返回到存储区域354中和所存储物品上的紫外辐射的增加的反射率。此外,圆柱形形状可以增加物品56暴露给紫外辐射的表面积。圆柱形形状的存储设备352可以被用来存储,例如,中等尺寸的圆形食品,诸如苹果、西红柿,等等。但是,应当理解,存储设备352可以包括任何形状和尺寸。图7A和7B中的存储设备352包括用于存取物品56可以位于其中的存储区域的滑动门70。
计算机系统20(图1)可以被配置为控制紫外辐射源12,使得,当滑动门70被打开时,紫外辐射源12关闭。一旦滑动门70关闭,紫外辐射源12就重新开启。虽然没有示出,但是存储设备352也可以包括如所示出并在本文描述过的内部紫外辐射透明外壳和外部紫外辐射反射壁。此外,存储设备352可以包括用于物品56的搁板72。在实施例中,搁板72由对紫外辐射透明的材料构成,因此位于搁板72上的物品56可以从任何方向接受紫外辐射。图8示出了根据实施例的说明性存储设备452的横截面视图。在这种情况下,存储设备452包括用于多个物品56的多个对紫外辐射透明的搁板472。搁板472可以完全或者只部分地位于存储设备452中。此外,紫外辐射源12可以位于每个对紫外辐射透明的搁板472中。
图9A和9B根据还有的其它实施例分别示出了说明性存储设备552、652的横截面视图。在这种情况下,多个对紫外辐射透明的搁板572、672分别包括多个带维度的凹陷74。带维度的凹陷74的尺寸可以设计成用于让任何期望尺寸的物品在其上存储。例如,在图9A中,带维度的凹陷74的尺寸是为草莓54设计的。在图9B中,带维度的凹陷74的尺寸是为蓝莓54设计的。带维度的凹陷74的尺寸也可以设计成例如用于覆盆子、猕猴桃、西兰花、菜花,等等。虽然每个搁板572、672示为具有相同尺寸的多个凹陷,但是应当理解,搁板572、672可以具有任何各种尺寸的任何数量的凹陷。带维度的凹陷74可以被配置为增加指向其中所存储的物品的紫外辐射的功率量。例如,透明凹陷可以允许紫外光穿过凹陷的侧面,朝所存储的物品指向。此外,凹陷可以防止所存储的物品彼此接触,由此增加可以被紫外辐射照射的表面积的量。
图10示出了根据实施例的说明性存储设备752的透视图。在这种实施例中,存储设备752可以包括多个由计算机系统20(图1)利用反馈部件14(图1)单独/分开监视的多个子隔室。应当理解,多个子隔室可以位于内部紫外辐射透明外壳中,诸如图6中所示的外壳66。此外,每个子隔室中的紫外辐射源12可以由计算机系统20独立控制。例如,搁板772可以被分成被隔板80分开的第一子隔室76和第二子隔室78。多个子隔室76、78当中的每一个可以包括相同类型的UV源12。
作为替代,如图10中所示,第一子隔室76可以包括第一种类型的UV源12A,而第二子隔室78可以包括第二种类型的UV源12B。计算机系统20可以控制UV源12A、12B,使得第一子隔室76接受第一操作配置,而第二子隔室78接受第二操作配置。用于每个子隔室的特定操作配置可以不同。此外,计算机系统20可以控制UV源12A具有第一强度和第一波长,并且控制UV源12B具有第二强度和第二波长。例如,UV源12A可以包括全强度,而UV源12B包括零强度。相反,UV源12A可以包括零强度,而UV源12B包括全强度。此外,计算机系统20可以独立地调谐每个UV源12A、12B的相对强度,并且UV源12A、UV源12B中任何一个都可以具有零和完全之间的任何强度。
此外,搁板772可以,例如,经电机80,旋转。电机80可以受计算机系统20控制并且根据时间进度旋转,使得第一子隔室76和第二子隔室78每个都在具体的时间根据特定的操作配置接收从UV源12A、12B中一个发射的紫外光。虽然UV源12A、12B示为安装在搁板772之上,但是应当理解,UV源也可以在搁板772中、搁板772下面,等等。
图11示出了根据实施例的另一说明性存储设备852的透视图。存储设备852可以附连到陀螺仪悬架82,使得存储设备852可以旋转。当存储设备852旋转时,来自紫外辐射源12的紫外辐射可以从所有角度彻底照射位于存储设备852中的任何物品。
返回图3,应当理解,系统10可以包括与存储设备52分开实现的电力部件19,以便向系统10的各个部件当中的一个或多个供电,诸如紫外辐射源12、电机80(图10)、反馈部件14、计算机系统20,等等。例如,存储设备52可以包括不具有或以别的方式需要任何电源的冷却器等。此外,除维持存储区域54中的环境的一个或多个方面期望的时间段之外,存储设备52可以包括不足以操作系统10中各个部件的电源。无论如何,电力部件19都可以被用来操作系统10。电力部件19可以包括任何电力来源,包括但不限于电网、电池组、汽车充电器、太阳能电池,等等。在实施例中,依赖于电力来源,计算机系统20可以实现多个操作模式。特别地,当使用有限容量的电力部件19时,系统10的一个或多个功能可以被禁用和/或减小,以延长系统10的操作时间。例如,为延长存储区域54中物品寿命的紫外辐射源12的使用或者通过生成更高强度的紫外辐射消毒存储区域54可以被禁用。
存储区域54中的环境可以被环境控制部件18控制。在说明性实现中,环境控制部件18可以包括温度控制模块、湿度控制模块和/或对流控制模块,在环境控制部件18的正常操作过程中,用户6(图1)(例如,利用外部接口部件26B)可以选择要在存储区域54中维持的期望的温度、湿度等。环境控制部件18随后可以操作温度控制模块的一个或多个冷却/加热部件来维持期望的温度,操作湿度控制模块的一个或多个加湿/减湿部件来维持期望的湿度,操作对流控制模块的一个或多个空气或流体对流部件(例如,风扇、泵、通风孔、阀门等)以帮助维持存储区域54中相对均衡的温度/湿度,等等。作为替代,存储区域54中的局部温度控制可以由受环境控制部件18控制的冷空气循环来维持。
计算机系统20可以被配置为基于存储区域54中的当前条件集合和/或UV辐射源12的操作配置来调整环境控制部件18的一个或多个操作参数。例如,计算机系统20可以响应于生物活性动态集合并根据当前选定的操作配置来调整以下一个或多个:存储区域54的温度、湿度、气体对流和/或流体对流。在这个程度上,每种操作配置还可以定义在UV照射期间使用的目标环境条件集合。这种环境条件可以包括目标温度、目标湿度、通过非紫外线源(例如,可见光、红外线)的附加照射、空气循环,等等。此外,在操作配置实现过程中,一个或多个环境条件可以随时间改变。在说明性实施例中,计算机系统20可以操作环境控制部件18把空气循环到室55中,例如,在乙烯分解操作配置的实现过程中。此外,存储区域54中的当前条件集合可以包括系统10的一个或多个部件,诸如紫外辐射源12,的操作条件。关于操作条件的信息可以被用来,例如,利用报警部件23通知用户6有问题、更改操作配置的一个或多个方面,等等。此外,存储区域54中的当前条件集合可以包括对应于在预定时间段内由紫外辐射源12输送的紫外辐射的剂量。在这种情况下,计算机系统20可以动态确定何时关闭紫外辐射源12。
应当理解,存储区域54中的当前条件集合可以包括对应于存储区域内存在的生物活性动态集合的一个或多个属性。这组生物活性动态可以包括,例如,生物活性的存在(例如,指数级细菌生长)、生物活性的位置、生物活性的类型(例如,生物体的类型)、生物活性的浓度、生物已经处于生长阶段的估计时间量(例如,指数级生长和/或稳定),等等。生物活性动态集合可以包括关于生物活性随时间变化的信息,诸如生长率、包括生物活性的区域的扩张率,等等。在实施例中,生物活性动态集合关于区域内细菌活性的各种属性,包括,例如,可检测的细菌活性的存在、实测细菌群体/浓度时间动态、生长阶段,等等。
如本文所描述的,本发明的各方面可以实现为处理(例如,保存、消毒等)存储在各种类型环境中的各种类型的食物。典型的环境可以包括冷藏环境,食物被频繁地存储在其中,以延长食物的保质期。但是,实施例可以在其它非冷藏环境中实现,食物在被使用等之前被存储在其中一段时间,例如,为了使其成熟。此外,环境可以结合冰柜实现,其中温度维持在水的冰点之下。在这个程度上,本发明各方面可以对其实现的食品的类型可以包括如本文所述的各种类型的食物。如本文所描述的,食物可以包括各种类型的水果和蔬菜。但是,食物还可以包括冷冻的消耗品,诸如冰块、冰淇淋,等等。此外,食物可以包括液体、谷物、杂粮,等等。此外,如本文所描述的,实施例可以实现为处理存储在任何类型环境中的非食物物品。这种非食物物品可以包括,例如,冷冻的/液体化学品、沙子、木材,等等。无论如何,应当理解,被处理的物品可以是紫外线透明的(例如,半透明)、紫外线吸收的,和/或紫外线反射的。
在实施例中,计算机系统20可以被配置为操作UV辐射源12(例如,在存储期限保存操作配置50A期间)生成紫外辐射,以便例如维持和/或增加存储区域54中的食品56中的天然苯酚,包括一种或多种类型的类黄酮。在这种情况下,计算机系统20可以增加营养质量,包括抗氧化好处,和/或增加食品56的存储期限。
如本文所描述的,紫外辐射系统的实施例可以实现为任何类型存储设备的部分和/或与其结合实现。在实施例中,存储设备可以包括用于可移除或永久附连和/或密封紫外辐射源的透明区域。例如,在图12中,存储设备952可以包括可移除的盖子954,其中透明区域956被配置为被紫外辐射源958可移除或永久性地覆盖。虽然存储设备952和盖子954示为能够彼此物理分离的矩形棱柱形状,但是应当理解,存储设备952可以包括任何形状并且对存储区域952内部的存取可以利用任何解决方案(例如,铰链门、可滑动的盖子,等等)来提供。此外,虽然透明区域956示为位于盖子954上,但是应当理解,透明区域956(以及因此紫外辐射源958)可以位于构成外壳的一个或多个表面的任意组合上。
可移除的盖子954可以通过任何装置,诸如带螺纹的机制、衬垫等,附连和/或密封到存储设备952的容器部分950。透明区域956可以由允许紫外辐射源958生成的紫外辐射的至少一部分经过其的任何材料形成。在实施例中,透明区域956由聚合物形成。图14示出了用于几种聚合物的紫外线透射属性(T%)的图。在实施例中,透明区域956包括对在正常入射时由紫外辐射源958发射的紫外辐射的至少50%的透明度。例如,透明区域956可以包括UV透明材料,诸如聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙烯丙烯(FEP)、全氟乙烯-丙烯(EFEP)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚乳酸(PLA)、聚苯乙烯(PS)、再生纤维素的片材(例如,玻璃纸),等等。在实施例中,当紫外辐射源958被除去时,存储设备952(例如,盖子954和/或容器部分950)可以利用任何期望的解决方案,例如,包括洗碗机很容易地被清洁。在这种情况下,包括UV透明材料的材料,可以被选择,以经受利用洗碗机的重复清洗(例如,PTFE、FEP,等等)。
如图13中所说明的,紫外辐射源958可以利用任何解决方案永久性或可移除地附连到可移除的盖子954。例如,盖子954可以包括固定设备960的集合,其被配置为将紫外辐射源958保持在适当的位置和/或将紫外辐射源958固定到盖子954。说明性固定设备960包括,例如,被设计为让紫外辐射源958滑入的滑轨。在另一种实施例中,固定设备960可以包括用于将紫外辐射源958咬合到适当位置的塑料夹子。塑料夹子可以集成到紫外辐射源958中并且咬合到盖子954上的开口中。在另一种实施例中,固定设备960可以包括钩子和环紧固件(例如,Velcro),以便将紫外辐射源958附连到盖子954。当被附连时,紫外辐射源958和可移除的盖子954之间的连接可以提供气密连接并且紫外辐射源958可以覆盖透明区域956,使得紫外辐射不经透明区域956离开存储设备952和/或从紫外辐射源958与盖子954之间的间隙离开。在实施例中,反馈部件,诸如图3中的反馈部件14,可以被用来监视存储区域,即,存储设备952的容器部分950,中的当前条件集合。例如,反馈部件14可以确定紫外辐射是否可以离开存储设备952。在这种情况下,反馈部件14可以确定可移除的盖子954是否牢固地附连到存储设备952的容器部分950和/或紫外辐射源958是否完全覆盖透明区域956。虽然透明区域956结合紫外辐射源958的使用被示出并被描述,但是应当理解,透明区域956可以结合可见和/或红外线源15(图3)和/或感测设备16(图3)使用。类似地,被配置为覆盖透明区域956的单个结构可以包括以下一个或多个的任意组合:紫外辐射源958、可见和/或红外线源15、感测设备16,等等。
返回图12,存储设备952的剩余部分的壁951的内表面可以对在正常入射时相关波长的紫外线辐射有至少50%的反射性。类似地,可移除的盖子954的剩余部分(例如,不包括透明区域956)的内表面也可以对在正常入射时相关波长的紫外线辐射有至少50%的反射性。在实施例中,存储设备952的壁951的内表面的至少一部分可以包括灭菌剂或光激活的灭菌剂,诸如TiO2和MgO粒子,以及银或铜纳米粒子,等等,以增加位于存储设备952中的对象的灭菌效率。在另一种实施例中,存储设备952的壁951的至少一部分可以包括荧光剂,用于指示紫外辐射被开启。在实施例中,荧光剂可以包括荧光颜料和染料,诸如LUMW荧光颜料,等等。
转向图15A和15B,用来封住本文所述存储设备的内部的结构1052可以被配置为将紫外辐射漫射到内部。例如,如在美国申请No.14/478,266中所描述的,结构1052可以包括结合到封住存储设备内部的一个或多个结构1052中的多个透明区域1056,例如,包括在可移除的盖子、侧壁、底部等等之上,以允许紫外辐射指向存储设备的内部。例如,结构1052可以构成透明区域956(图12),被结合作为紫外辐射源958(图12)的部分,等等。无论如何,每个透明区域1056都可以被至少一个紫外辐射源覆盖,例如,每个透明区域1056示为被多个紫外辐射源1058A-C覆盖。透明区域1056可以完全被覆盖,如本文所描述的,使得没有紫外辐射通过透明区域1056或者通过紫外辐射源1058A-C与对应透明区域1056之间的间隙从对应存储设备的内部漏出。
结构1052还可以包括反射镜1060的集合,每个反射镜1060直接位于透明区域1056下面。反射镜1060可以包括高度漫射的紫外辐射材料,诸如高度紫外反射的膨体聚四氟乙烯(ePTFE)膜(例如,漫反射产品(Diffuse Reflector Product,DRP)),等等。在实施例中,反射镜1060可包括含氟聚合物,诸如全氟乙烯-丙烯(EFEP)、氟化乙烯丙烯(FEP)、全氟烷氧基(PFA)、四氟乙烯六氟丙烯偏二氟乙烯(THV)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)、Teflon,等等。在还有另一种实施例中,反射镜1060可以部分UV反射、部分UV透明。例如,反射镜1060可以包括在UV透明膜之上的UV反射膜。在实施例中,反射镜1060可以被配置为提供镜面反射并且可以包括,例如,抛光的铝,等等。
在紫外辐射离开出射面1062之前,反射镜1060可以在整个结构1052的内部漫射由紫外辐射源1058A-1058C发射的紫外辐射。结构1052的出射面1062可以包括漫射膜,以进一步增加紫外辐射的均匀性,紫外辐射可以从出射面1062射出到存储设备的内部。在实施例中,出射面1062关于正常入射的相关波长的紫外辐射是至少40%透明和至多30%吸收的。在实施例中,出射面1062还可以包括让紫外辐射离开结构1052的开口。
每个紫外辐射源1058A-C可以被选择/工程设计为产生具有特定峰值辐射波长的发射。例如,第一紫外辐射源1058A可以产生具有在UV-A光谱范围内的峰值波长的发射,第二紫外线辐射源1058B可以产生具有在UV-B光谱内的峰值波长的发射,而第三紫外辐射源1058C可以产生具有在UV-C光谱中的峰值波长的发射。在另一种实施例中,单个紫外辐射源可以被配置为同时发射多峰的紫外辐射。例如,图17示出了结合不同深度的势垒和量子阱的说明性能带图的示意图,其导致几个波长的发射。
当使用多个紫外辐射源1058A-C时,这多个紫外辐射源1058A-C可以以任何形式布置。例如,图15A示出了布置成错开形式的紫外辐射源1058A-C。作为替代,图16说明了布置成蜂窝形式的紫外辐射源1058A-C。在这种情况下,较大的第三紫外辐射源1058C可以被以交替模式布置成蜂窝形式的第一紫外辐射源1058A和第二紫外辐射源1058B围绕。但是,应当理解,这些布置仅仅是说明可以在本文所描述的实施例中使用的各种可能的布置。虽然结构1052已经结合紫外辐射源1058A-C的使用被示出和描述,但是应当理解,结构1052可以结合可见和/或红外线源15(图3)使用。类似地,单个结构1052可以包括以下一个或多个的任意组合:紫外辐射源958,可见和/或红外线源15,等等。
在实施例中,本文所描述的存储设备可以包括传感器,用于获取指示存储设备是否处于可安全开启紫外辐射源的配置的数据。例如,在图18,存储设备1152被示为包括用于指示紫外辐射源1158牢固地附连到可移除的盖子1154的第一传感器1180。当牢固地附连时,紫外辐射源1158可被配置为完全覆盖可移除的盖子1154上的透明区域1156。存储设备1152还可以包括用于指示可移除的盖子1154被牢固地附连到存储设备1152剩余部分以便使得存储设备的内部被完全封住的第二传感器1182。监视和/或控制系统1190可以接收和处理由传感器1180、1182获得的数据,以便利用任何解决方案控制紫外辐射源1158(例如,允许辐射源1158被开启,强制关断,等等)等。监视和/或控制系统1190可以有线或无线地连接到紫外辐射源1158、传感器1180、1182,和/或存储设备1152的其它部分。
此外,应当理解,紫外辐射源1158可以以多个物理结构实现,每个物理结构都包括一个或多个紫外辐射设备,并且可以通过监视和/或控制系统1190独立地和/或共同地控制。例如,如图19中所说明的,存储设备1252可以包括多于一个透明区域1256和对应的紫外辐射源1258。虽然没有示出,但是应当理解,存储设备1252可以包括用于每个紫外辐射源1258的传感器,例如,以获取指示紫外辐射源1258是否被正确固定到存储设备1252的数据。响应于至少一个紫外辐射源1258未牢固地附连到存储设备1252的指示,监视和/或控制系统1190(图18)可以停用所有剩余的紫外辐射源1258。
如以上在图4A中提到的,与紫外辐射系统一起使用的说明性存储设备可以包括冰箱和/或冰柜。例如,本文所讨论的紫外辐射系统可以在冰箱的存储抽屉中使用。现在转向图20,说明性抽屉1352可以包括紫外辐射系统的紫外辐射源1358的集合。虽然紫外辐射源1358的集合示为位于抽屉1352的左上侧,但是应当理解,辐射源1358的集合可以位于抽屉1352中任何地方。紫外辐射源1358的集合位于抽屉1352中这样的位置,使得紫外辐射源1358的集合在冰箱(图4A)和/或抽屉1352的正常使用过程中不模糊(obscure)抽屉1352的使用。此外,紫外辐射源1358的集合位于抽屉1352中这样的位置,使得紫外辐射源1358的集合在抽屉1352和/或冰箱的正常使用过程中不容易被看到。
紫外辐射源1358可以利用任何解决方案永久性地或可移除地安装在抽屉1352中。例如,现在转向图21A和21B,紫外辐射源1358可以被安装在反射器1360上,反射器1360附连到抽屉1352的内表面。反射器1360可以由反射紫外辐射的任何材料制成,诸如抛光的铝、高度紫外线反射的ePTFE膜(例如,漫反射材料),等等。紫外辐射源1358可以安装在反射器1360的弯曲部分中,以便增加被反射到抽屉1352中的紫外辐射的量。反射器1360可以利用任何解决方案永久性地或可移除地附连到抽屉1352的内表面。例如,如图22中所示,反射器1360可以包括滑入轨道系统1364的一段1362,轨道系统1364附连到抽屉1352的内表面和/或构成其一部分。
现在转向图23,在另一种实施例中,包括紫外辐射源集合1458A-C的反射器1460可以被容纳在对紫外辐射部分透明的外壳1470中。在这种实施例中,外壳1470可以完全包围反射器1460。反射器1460中的紫外辐射源集合1458A-C可以隔开小于外壳1470上与每个紫外辐射源1458A-C相对的辐射点的直径的距离。外壳1470可以包括氟聚合物,诸如EFEP、FEP、PFA、THV,等等。外壳1470的侧面可以被盖帽(cap)1472覆盖,盖帽1472包括用于给紫外辐射源集合1458A-C供电的电连接1474。包括具有紫外辐射源集合1458A-C的反射器1460的外壳1470可以利用任何解决方案安装在抽屉中,诸如图21A-B中所示的抽屉1352。例如,虽然没有示出,但外壳1470可以利用轨道系统,诸如图22中所示的轨道系统1364,安装在抽屉中。
现在转向图24A和24B,示出了说明性系统1452A、1452B的光漫射。在这种情况下,系统1452A包括不带外壳1470的紫外辐射源集合(图23),而系统1452B包括带外壳1470,例如FEP管,的紫外辐射源集合。虽然每个系统1452A、1452B示为包括四个紫外辐射设备(每个对应于一个亮点),但是应当理解,这仅仅是说明性的。在系统1452B中,由于一些紫外辐射被外壳吸收,通过外壳1470漫射的紫外辐射的功率比系统1452A中漫射的紫外辐射的功率小大约5%。但是,系统1452B中的紫外辐射比系统1452A中的紫外辐射在整个区域中更均匀地漫射。
现在转向图25A和25B,在实施例中,示出了包括安装在反射器1560上的紫外辐射源集合1558的反射器1560。图25A示出了横截面视图,而图25B示出了透视三维视图。在这种实施例中,外壳1570覆盖反射器1560的开放部分,以形成圆形形状,诸如圆形、椭圆形、卵形,等等。类似于图23中所示的外壳1470,外壳1570对紫外辐射是部分透明的并且可以包括含氟聚合物,诸如EFEP、FEP、PFA、THV,等等。外壳1570可以利用任何解决方案附连到反射器1560。例如,如图25A中所示,螺栓1580A、1580B的集合可以被用来将外壳1570附连到反射器1560。在另一种实施例中,外壳1570可以通过其它方式,诸如插销、夹子、槽等等,附连到反射器1560。在实施例中,外壳1570利用使得容易拆卸的解决方案附连到反射器1560。例如,外壳1570可以容易地从反射器1560分离,使得零件可被更换。例如,外壳1570可以容易地从反射器1560分离,使得外壳1570可以被更换,紫外辐射源集合1558当中的一个或多个可以容易地被更换,反射器1560可以容易地被更换,等等。反射器1560可以安装在第二外壳1590,该外壳1590容纳用于给紫外辐射源集合1558供电的电子部件并且利用任何解决方案使结构永久性或可移除地附连到表面(例如,存储设备的内壁)。
现在转向图26,在实施例中,包括具有紫外辐射源集合1658的反射器的外壳1670可以安装在抽屉1652的角落。外壳1670和/或反射器1660可以被配置为按照箭头1662A、1662B旋转(例如,通过图1中所示的监视和/或控制系统11),以便将紫外辐射重定向到抽屉1652中的目标区域。在实施例中,监视和/或控制系统11选择目标区域并相应地基于抽屉1652中的条件(例如,利用由反馈元件14(图3)获取的数据、基于当前操作配置,等等)旋转外壳1670和反射器1660。外壳1670和/或反射器1660旋转的程度不限定于由箭头1662A、B示出的方向。更确切地说,外壳1670和/或反射器1660可以在抽屉1652中以任何角度和任何方向旋转,以便将紫外辐射指向抽屉1652中任何区域。
类似于图21A-B、23和25A-B中所示的外壳,外壳1670可以对紫外辐射部分漫射地透明。但是,如果漫射属性不是期望的,则部分透明的外壳1670可以包括不漫射属性并且可以包括熔融石英、蓝宝石,等等。无论如何,外壳1670都可以透射大部分紫外辐射并且可以对紫外辐射至少大约50%透明。在本文所讨论的外壳的任何实施例中,外壳可以包括图案化,粗糙化,透镜,等等。反射器1660可以对紫外辐射高度反射并且反射紫外辐射的至少大约50%。在本文所讨论的所有实施例中,反射器可以是镜面反射或漫反射的。
现在转向图27,在实施例中,反射器1760可以包括在不同波长操作的不同辐射源。例如,辐射源1758B、1758E和1758G可以包括在紫外辐射波长范围内工作的紫外辐射源。辐射源1758A、1758C、1758D和1758F可以包括在可见光和/或红外辐射的波长范围内工作的可见和/或红外辐射源。监视和/或控制系统11(图1)可以被配置为只有当抽屉,诸如图21A中的抽屉1352,关闭时才开启紫外线辐射源1758B,1758E和1758G,而可见和/或红外辐射源1758A、1758C、1758D和1758F可以在冰箱,诸如图4A中所示的冰箱,的门打开时被开启。在实施例中,紫外辐射源1758B、1758E和1758G和/或可见和/或红外辐射源1758A、1758C、1758D和1758F可以被配置为生成在不同的波长的辐射。
现在转向图28A,在实施例中,辐射源1758A-F可以在外壳1870内可移动。例如,外壳1870可以包括用于辐射源集合1758A-F的轨道系统1880。轨道系统1880可以安装在反射器1860上。辐射源集合1758A-F可以被配置为根据箭头1890在任一方向由监视和/或控制系统11(图1)沿着轨道系统1880移动。现在转向图28B,在实施例中,外壳1970可以包括柔性材料。在实施例中,用于外壳1970的柔性材料可以包括含氟聚合物。外壳1970的柔韧性可被用于外壳1970的容易放置。
虽然在本文示出并描述为用于管理存储区域的方法和系统,但是应当理解,本发明的各方面还提供各种备选实施例。例如,在一种实施例中,本发明提供固定在至少一个计算机可读介质中的计算机程序,当其被执行时,使计算机系统利用本文所述的方法管理存储区域。在这个程度上,计算机可读介质包括程序代码,诸如分析程序30(图1),这使得计算机系统实现本文所描述的一些或全部过程。应当理解,术语“计算机可读介质”包括现在已知的或以后开发的一个或多个任意类型的有形表达介质,从其可以感知、再现或以别的方式被计算设备传送的程序代码的拷贝。例如,计算机可读介质可以包括:一个或多个便携式存储制品;计算设备的一个或多个存储器/存储部件;纸;等等。
在另一种实施例中,本发明提供了提供程序代码,诸如分析程序30(图1),的拷贝的方法,该程序代码使计算机系统实现本文所描述的一些或全部过程。在这种情况下,计算机系统可以处理程序代码的拷贝,以便为了在另一不同位置接收而生成并发送数据信号的集合,这种数据信号集合已经设置和/或改变了其一个或多个特性,从而编码数据信号集合中程序代码的拷贝。类似地,本发明的实施例提供了获取程序代码的拷贝的方法,包括接收本文所描述的数据信号集合、并且把该数据信号集合翻译成固定在至少一个计算机可读介质中的计算机程序的拷贝的计算机系统。在任一情况下,数据信号的集合都可利用任何类型的通信链路被发送/接收。
在还有另一种实施例中,本发明提供了生成用于管理存储区域的系统的方法。在这种情况下,生成可以包括把计算机系统,诸如计算机系统20(图1),配置为实现如本文所述的管理存储区域的方法。配置可以包括获得(例如,创建、维护、购买、修改、使用、使得其可用,等等)一个或多个硬件组件,有或没有一个或多个软件模块,以及设置这些组件和/或模块来实现本文所述的过程。在这个程度上,配置可以包括把一个或多个组件部署到计算机系统,这可以包括以下一个或多个:(1)在计算设备上安装程序代码;(2)向计算机系统添加一个或多个计算和/或I/O设备;(3)结合和/或修改计算机系统,以使其能够执行本文所描述的方法;等等。
以上本发明各方面的描述的给出是为了说明和描述。它不是详尽的或者要把本发明限定到所公开的精确形式,并且很显然,许多修改和变化都是可能的。对本领域技术人员可能显然的这种修改和变化包括在如由所附权利要求定义的本发明的范围内。
Claims (20)
1.一种系统,包括:
存储设备,包括用于容纳至少一个物品的存储区域,其中该存储区域至少部分地由以下限定:
固定在存储设备中的透明区域,其中该透明区域被配置为透射紫外辐射;及
与透明区域相邻的反射区域,其中该反射区域被配置为将紫外辐射反射到存储区域中;及
紫外辐射源集合,被配置为生成进入存储区域中的紫外辐射,其中这组紫外辐射源中的至少一个与至少一个透明区域相邻。
2.如权利要求1所述的系统,其中紫外辐射源集合中的至少一个位于透明区域和反射区域之间。
3.如权利要求1所述的系统,其中紫外辐射源集合中的至少一个被安装到与存储设备分开的结构中的反射区域,该系统还包括用于可移除地附连该结构以便覆盖透明区域的装置。
4.如权利要求3所述的系统,还包括:
传感器,用于生成指示该结构被牢固地附连以覆盖透明区域的数据;及
控制系统,用于利用从传感器接收的数据来控制紫外辐射源集合。
5.如权利要求4所述的系统,其中控制系统还包括利用多个可选择的操作配置之一以及存储区域或位于存储区域中的物品集合中的至少一个的当前条件集合,来控制由紫外辐射源集合生成的紫外辐射,其中控制包括基于当前条件集合和用于存储区域或位于存储区域中的物品集合中的至少一个的对应于多个可选择操作配置中当前选定的一个的目标条件集合来调整以下至少一个:被指向存储区域中的紫外辐射的方向、强度、模式或频谱功率,并且其中多个可选择的操作配置包括:存储期限保存操作配置、消毒操作配置和乙烯分解操作配置。
6.如权利要求5所述的系统,还包括监视系统,用于获取对应于当前条件集合的数据并且将数据提供给控制系统。
7.如权利要求5所述的系统,还包括:
可见和红外线辐射源集合;及
反馈部件,包括被配置为感测当前条件集合的感测设备集合,当前条件集合包括物品集合的视觉属性和物品集合的化学属性集合,其中视觉属性和化学属性集合被控制系统用来控制紫外辐射源集合及可见和红外线辐射源集合,并且其中化学属性集合包括乙烯气体的存在。
8.如权利要求3所述的系统,其中所述结构还包括位于紫外辐射源集合中的至少一个之下的反射镜集合,其中反射镜集合被配置为漫射由紫外辐射源集合中的至少一个发射的紫外辐射。
9.如权利要求1所述的系统,其中紫外辐射源集合包括布置在蜂窝配置中的多个紫外辐射源。
10.如权利要求1所述的系统,其中存储区域的内部还包括用于将紫外辐射源集合中的至少一个可移除地安装在存储区域内部的装置。
11.如权利要求10所述的系统,其中用于可移除安装的装置包括附连到存储区域内表面的轨道系统。
12.如权利要求10所述的系统,其中安装在存储区域内部的紫外辐射源集合中的至少一个位于由反射器和透明区域限定的外壳中,其中该外壳被安装到反射器上。
13.一种存储设备,包括:
存储区域,用于容纳至少一个物品;
用于可移除地安装紫外辐射源的装置,其中紫外辐射源被配置为生成指向存储区域中的紫外辐射,其中用于可移除地安装的装置包括:
与紫外辐射源相邻的反射区域,该反射区域被配置为将紫外辐射反射到存储区域中;及
隔离紫外辐射源和存储区域内部的透明区域,该透明区域被配置为将紫外辐射透射到存储区域中;及
监视和控制系统,用于监视用于存储区域和至少一个物品中的至少一个的当前条件集合,并且用于基于该当前条件集合来控制紫外辐射源。
14.如权利要求13所述的设备,其中透明区域被嵌在存储设备的一部分中,其中该系统还包括用于生成指示紫外辐射源覆盖透明区域的数据的传感器,其中监视和控制系统还基于该数据来控制紫外辐射源。
15.如权利要求13所述的设备,其中反射区域包括反射器,并且紫外辐射源被安装在反射器上。
16.如权利要求15所述的设备,其中用于可移除地安装的装置还包括安装在存储区域中的轨道系统,其中反射器被配置为可移除地安装到该轨道系统。
17.如权利要求15所述的设备,其中透明区域被可移除地安装到反射器上。
18.如权利要求17所述的设备,其中控制紫外辐射源包括旋转透明外壳和反射器中的至少一个。
19.一种存储设备,包括:
存储区域,用于容纳至少一个物品;
紫外辐射源集合,位于存储设备中并且被配置为生成进入存储区域中的紫外辐射,其中紫外辐射源集合位于由被配置为将紫外辐射反射到存储区域中的反射表面和被配置为透射紫外辐射的透明表面限定的中空区域中;
可见和红外线辐射源集合,被配置为生成进入存储区域的辐射;及
监视和控制系统,用于监视存储区域的当前条件集合,并利用该当前条件集合来控制紫外辐射源集合及可见和红外线辐射源集合。
20.如权利要求19所述的设备,其中存储设备包括:
用于限定存储区域的第一结构,该第一结构包括透明表面;
包括紫外辐射源集合的第二结构;
用于将第二结构可移除地附连到第一结构以便覆盖透明区域的装置;及
传感器,用于生成对应于第二结构是否覆盖透明区域的数据,其中监视和控制系统还基于该数据来控制紫外辐射源。
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