CN113218472A - 喷雾器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种喷雾器，所述喷雾器包括：容器、通道以及检测单元。所述容器内装有液体。所述通道具有透光窗、第一开口、第二开口以及共振器，其中当所述容器内的液体经由所述第一开口通过所述共振器时，所述液体通过所述第二开口以气体型态被释放。所述检测单元设置在所述通道的外部，并包括：光源、光学传感器以及处理器。所述光源用于通过所述透光窗发出光线，以照射所述通道中的所述气体，使得所述气体反射光线。所述光学传感器用于通过所述透光窗检测反射光的参数。所述处理器耦合到所述光学传感器，并且用于当所述反射光的所述参数低于对应于所述容器内的特定液位的第一阈值时，停止所述共振器继续产生气体。

Description

喷雾器
技术领域
本发明涉及喷雾器，特别关于一种用于喷雾器的检测系统，所述检测系统使用光敏传感器来检测由所述喷雾器的内部共振器所发出的气体的平均强度，从而关闭共振器。
背景技术
在喷雾器中，液体容器中装填等待被汽化的液体，而喷雾器还包含超声波共振器(ultrasonic resonator)，被布置在液体容器的下部。一般来说，超声波共振器可通过包含有许多细小孔洞的精细网格来实现。液体通过细孔时，精细网格以高频率(如，超声波)共振，这让液体得以气体型态散发出去。当很少液体或没有液体通过网格时，超声波共振器有损坏的风险。因此，现有技术将检测液体容器中是否具备液体，或者检测低液位状态，据此关闭共振器。
现有技术通过设置在网格上的两个独立的电极，来确定容器中的液体为低液位或零液位。当液位足以覆盖网格时，电极之间会形成连接，即，电极导通。而当液位太低或者没有液体，以致于无法覆盖网格时，则电极将无法导通。
现有技术中的一个问题是，在容器中不具有液体的情况下，共振液体中也可能残留气泡，而这些气泡可能会覆盖网格。如此一来，尽管液位不足以使超声共振器产生气体输出，也会导致电极导电。在容器中没有液体的情况下，共振器还无法断电，这会造成共振器的损坏。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种用于喷雾器或扩散器的检测系统与方法，所述系统与方法可以通过检测气体输出的强度，早期检测出扩散器中的低液位。
本发明通过喷雾器来现实，所述喷雾器具有检测单元，其中所述检测单元用以判断所述喷雾器的液位何时低于一特定水平。所述喷雾器包括：容器、通道以及检测单元。所述容器内装有液体。所述通道具有透光窗、第一开口、第二开口以及共振器，其中当所述容器内的液体经由所述第一开口通过所述共振器时，所述液体通过所述第二开口以气体型态被释放。所述检测单元设置在所述通道的外部，并包括：光源、光学传感器以及处理器。所述光源用于通过所述透光窗发出光线，以照射所述通道中的所述气体，使得所述气体反射光线。所述光学传感器用于通过所述透光窗检测反射光的参数。所述处理器耦合到所述光学传感器，并且用于当所述反射光的所述参数低于对应于特定水平的第一阈值时，停止所述共振器继续产生气体。
光源可以是位于光学传感器旁边的发光二极管，可能可发射出红外光。光学传感器可以是CMOS图像传感器、CCD图像传感器或光电检测器。检测到的参数可以对应于气体中粒子的平均强度，并且/或可以与喷雾器内的液位成正比。光学传感器可以被设置为感测特定波长的光线，或者是感测波长范围的光线。
检测单元包含用于向处理器、光学传感器以及光源提供电力的电源供应装置，并且喷雾器还包含用于开启或关闭喷雾器的电源的开关，其中，开关耦合至处理器，并且共振器通过处理器耦合到电源。
容器可能是可移除的，而检测单元也可能是可移除的。当检测单元是可移除的时候，检测单元包含第一插塞和第二插塞，而喷雾器包含第三插塞和第四插塞。开关通过第二插塞和第四插塞耦合至处理器。共振器通过第一插塞和第三插塞耦合至处理器。检测单元还包含与通道的透光窗相对设置的一个透光窗。
处理器可以进一步将反射光的参数与第二阈值进行比较，其中第二阈值对应于容器内的低液位，并且第一阈值对应于容器内的零液位。当反射光的参数低于第二阈值且高于第一阈值时，喷雾器产生信号，这个信号可以是光信号或音频信号。第二阈值可以由处理器自动调整，或者由用户调整。
附图说明
图1是本发明第一实施例的检测单元附接到喷雾器的架构图。
图2是本发明第二实施例的检测单元附接到喷雾器的架构图。
图3是本发明实施例的方法的流程图。
其中，附图标记说明如下：
100、200 喷雾器
110 容器
111 开口
120 主体
130 通道
131 开口
132 共振器
133、147 通光窗
140、240 检测单元
141 处理器
141a、141b、146b、132a 引脚
142 传感器
143 光源
144 基板
145 电源
146 开关
148 发光二极管
具体实施方式
本发明提供了一种用于喷雾器的检测单元，其使用被释放的气体的粒子密度来确定喷雾器的液位何时过低，这可以避免现有技术中对液位的错误判断。另外，本发明提供了一种更灵活的设计，其中检测单元是以可移除的形式附接到喷雾器的外部。
检测单元包含传感器，例如，CMOS图像传感器或光电检测器(例如，光电二极管)，以及光源。光源发出光线以照射被释放的气体，从而使传感器能够基于接收到的通过气体照射的光线的光强度，来检测粒子的密度。如本领域的技术人员所能理解的，当容器中的液位下降到某一液位以下时，所释放的气体将包括非常少的粒子，因此将具有低密度。
容器中的液位不足，可以通过设置与喷雾器所排放的粒子数量相对应的一个粒子密度阈值来判断。检测单元中耦合到CMOS图像传感器的处理器，可以运行于控制CMOS图像传感器的所有功能。通过进一步以有线或无线方式将处理器耦合到共振器，可以控制共振器的某些操作，例如启动/关闭。进一步来说，这让处理器可以释放气体中检测到的粒子密度下降到预定阈值以下时(代表容器内的液位在特定水平以下)，关闭共振器，。
参照图1，该图示出本发明第一实施例的喷雾器100。喷雾器100包含容器110和主体120，其中容器110可从主体120上移除，并且容器110具有开口111以释放液体。
主体120包含用于气溶剂(气体)流动的通道130和检测单元140。检测单元140包含组装在基板144上的处理器141，传感器142和光源143。通道130的开口131面向容器110的开口111，以接收来自容器110的液体。共振器132设置在开口131中，以将来自容器110的液体汽化。光源143照射气体，被照射的气体则被通道130反射后而被传感器142检测到。处理器141从传感器142接收光信息(如强度值)，其中处理器141可以是数字信号处理器、微控制器或任何能够计算数字或模拟信号的硬件。传感器142可以是能够检测由光源143所发射的光线的CMOS图像传感器或光电二极管。光源143可以是能够向通道130发射光线的发光二极管或激光器。
电源145向基板144提供电力(电流)，从而向处理器141、传感器142和光源143供电。处理器141电耦合到传感器142、光源143和共振器132来控制传感器142、光源143和谐振器132的操作。
开关146可以设置在喷雾器100的外表面上，让用户得以开启/关闭喷雾器100。在这种情况下，开关146也电耦合到处理器141，当用户开启或关闭喷雾器100，处理器141将相应地开启/关闭传感器142、光源143和共振器132。如图1所示，处理器141还电耦合到共振器132，当检测到容器110的液位低或为零时，处理器141可直接关闭共振器132。
开关146可能设置在喷雾器100的外表面上，让使用者可以开启或关闭喷雾器100的电源。其中，开关146还与处理器141电性连接。当使用者开启或关闭喷雾器100的电源时，处理器141将相应地开启/关闭传感器142、光源143和共振器132。如图1所示，处理器141还电性连接到共振器132。当检测到容器110的液位低或为零时，让处理器141可以直接关闭共振器132的电源。
图2示出本发明第二实施例的喷雾器200，其中检测单元240和容器110都是可移除的。由于处理器141设置在检测单元240中，无法直接耦合至喷雾器200的主体120中的共振器132，因此，主体120还包括引脚132a(耦合至共振器132)和146a(耦合至开关146)，而检测单元240则还包括引脚141a和141b(耦合至处理器141)，进而实现处理器141、共振器132与开关146之间的电性连接。
如图1和图2所示，通道130包含面向传感器142以及光源143的透光窗133，允许光源143所发射的光通过，并且照射已释放的气体，让传感器142得以检测被照射的气体。当检测单元240如图2所示为可移除时，则检测单元240还包含面向透光窗133的一个透光窗147。
通过使用光源143照射已释放的气体，并通过传感器142检测光信息，处理器141可以计算由传感器142接收的光线的平均强度，让处理器141能够决定气体的平均密度。尽管本发明不限于检测特定的气态悬浮物，但是悬浮在释放气体中的微粒子应当具备一定的尺寸，从而在被光源照射时，影响气体的密度。
当光源143照射气体时，光线将被气体反射，其反射光的量/强度取决于气体密度。如果气体非常稠密，则反射光将具有高强度。随着气体密度的降低，反射光的强度也会降低。此时，可设置至少一个与反射光的特定强度(在较佳实施例中，可选择低强度)相对应的阈值。当反射光降至该阈值以下时，可以确定扩散器内的液位已经足够低，释放出的粒子数量不足，所以造成气体的密度降低。此时，处理器141可以决定关闭共振器132。
以气体型态排放时，不同的液体将具有不同的密度，因此可以设置对应于不同液体的多个阈值。在这种情况下，可以通过将处理器设置为特定模式，从而检测与特定液体相关的特定阈值。此外，还可以设置对应于同一种气体的不同密度的多个阈值。如背景技术中所陈述的，当容器110中的液位低时，共振器132仍然可以释放出气体，因此不会立即损坏；而当容器110中的液位几乎为零时，共振器132立即有损坏的风险。通过设置对应于第一状况的第一阈值以及设置对应于第二状况的第二阈值，低于第一阈值的排放气体的强度可以用来通知用户，应当即刻更换容器110中的液体，但是不会导致共振器132立即被断电。
在上述情况下，可以通过发出声响或者激活如发光二极管148之类的可视指示器(如图所示位于开关146上方，但并非发明限制)，通知用户容器110中的液位正在下降。当接收到来自传感器142的反馈时，发光二极管148可以由处理器141来控制。
如图1所示，容器110可从喷雾器100的主体120上移除。如图2所示，容器110和检测单元240都可从喷雾器200的主体120上移除，这让设计具备更好的灵活性。在两个实施例中，通道130的内表面不应具有高反射性，因为这将导致对于反射光的光强度的错误判断。
在设置仅一个阈值和设置多个阈值的两种不同操作模式中，若所接收到的光的参数，低于对应至低液位的阈值时，处理器141将直接停止共振器132继续产生气体，因为低液位代表共振器132有即将损坏的风险。例如，处理器141判断传感器142所接收的反射光的强度水平是否低于阈值，并且当强度水平低于阈值时，将认定液位不足。阈值可以由使用者手动调整，也可以在处理器通过有线连接埠(如，USB连接埠)或无线连接(如，蓝牙)接收到液体信息时，自动地被调整。
在一个实施例中，光源143是红外光(infrared light)，因为这对于使用者是不可见的，所以不会对使用者造成任何负面影响。在另一个实施例中，光源143可能包含可发射不同波长的光线的多个光源。并且，传感器142可以检测与这些不同的波长的光线相对应的不同光强度信息，进而让处理器141得以进行更精确的气体密度分析。另外，在一实施例中，也可以使用超声波来替代红外光。
一般可以检测到的粒子的标准尺寸为5微米。在一个实施例中，检测单元140/240仅能够检测特定大小的粒子。在另一个实施例中，检测单元140/240可能能够检测一定尺寸范围内的粒子。在这种情况下，传感器可被设置为要检测哪种尺寸的粒子，并相应地设置传感器的检测范围。
一旦处理器141使共振器132关闭，不再释放气体时，便可以据此重置或关闭传感器142和光源143。
上述结构也可以应用在空气清洁度或纯度的检测系统。众所周知，空气中如2.5和5之类的微粒子的存在代表着空气污染。因此以上实施例还可以进一步应用在空气污染指数的检测系统中。
参照图3，图3是详细描述了用于喷雾器100/200的传感器143和处理器141的操作的流程图。请注意，流程不限于以下详细步骤，还可以加入其他步骤，或者是删除一些步骤，并且顺序也可以被改动，只要最终的方法能够检测出所释放的气体的密度，并将其用于控制喷雾器的操作即可。
流程如下：
步骤300：流程开始；如果有多种波长的光，则执行步骤310；如果只有单一波长的光，则执行步骤320。
步骤310：光源模式选择。
步骤320：连续光激发。
步骤330：接收光信号。
步骤340：所接收到的光信号是否高于起始阈值？如果是，则执行步骤350；如果否，则返回步骤330。
步骤350：找到最大振幅。
步骤360：决定最大振幅的特定百分比；此量是否低于弱喷雾阈值？如果是，执行步骤370；如果否，返回步骤350。
步骤370：关闭喷雾器。
步骤380：结束。
上面的程序详细解释了用于喷雾器的检测单元，其可以利用被释放的气体的粒子密度，判断喷雾器中的液位是低还是为零。并且，检测单元可以使用检测结果来关闭共振器，从而防止共振器的损坏。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种喷雾器，包括用于判断所述喷雾器的液位何时低于特定水平的检测单元，其特征在于，所述喷雾器包括：
容器，所述容器内装有液体；
通道，包括透光窗、第一开口、第二开口和共振器，其中当所述容器中的液体经由所述第一开口通过所述共振器时，所述液体通过所述第二开口以气体型态被释放；以及
检测单元，设置在所述通道的外部，其中所述检测单元包括：
光源，用于通过所述透光窗发出光线，以照射所述通道中的所述气体，使得所述气体反射光线；
光学传感器，用于通过所述透光窗检测反射光的参数；以及
处理器，耦合到所述光学传感器，用于当所述反射光的所述参数低于对应所述特定水平的第一阈值时，停止所述共振器继续产生气体。
2.如权利要求1所述的喷雾器，其特征在于，所述光源是发光二极管，且位于所述光学传感器的旁边。
3.如权利要求2所述的喷雾器，其特征在于，所述发光二极管发射出红外光。
4.如权利要求1所述的喷雾器，其特征在于，所述容器是可移除的。
5.如权利要求1所述的喷雾器，其特征在于，所述检测单元包括用于向所述处理器、所述光学传感器和所述光源提供电力的电源供应装置，并且所述喷雾器还包括用于启动或关闭所述喷雾器的开关，其中，所述开关耦合至所述处理器。
6.如权利要求5所述的喷雾器，其特征在于，所述共振器经由所述处理器耦合至所述电源供应装置。
7.如权利要求6所述的喷雾器，其特征在于，所述检测单元是可移除的。
8.如权利要求7所述的喷雾器，其特征在于，所述检测单元包括第一插塞和第二插塞，所述喷雾器包括第三插塞和第四插塞，所述开关通过所述第二插塞和所述第四插塞耦合至所述处理器，并且所述共振器通过所述第一插塞和所述第三插塞耦合至所述处理器。
9.如权利要求7所述的喷雾器，其特征在于，所述检测单元包括与所述通道的所述透光窗相对设置的一个透光窗。
10.如权利要求1所述的喷雾器，其特征在于，所述光学传感器是CMOS图像传感器、CCD图像传感器或者是光电检测器。
11.如权利要求1所述的喷雾器，其特征在于，所述处理器可以进一步将所述反射光的所述参数与第二阈值进行比较，其中所述第二阈值对应于所述容器内的低液位，而所述第一阈值对应于所述容器内的零液位；以及当所述反射光的所述参数低于所述第二阈值且高于所述第一阈值时，所述喷雾器产生信号。
12.如据权利要求11所述的喷雾器，其特征在于，所述信号是光信号。
13.如据权利要求11所述的喷雾器，其特征在于，所述信号是音频信号。
14.如据权利要求11所述的喷雾器，其特征在于，所述第二阈值可以由所述处理器自动调节，或者由用户调节。
15.如权利要求1所述的喷雾器，其特征在于，所述参数对应于所述气体中的粒子的平均强度。
16.如权利要求1所述的喷雾器，其特征在于，所述参数与所述喷雾器内的液位成正比。
17.如权利要求1所述的喷雾器，其特征在于，所述光学传感器被设置成用于感测特定波长的光。
18.如权利要求1所述的喷雾器，其特征在于，所述光学传感器被设置成用于感测一定波长范围内的光。
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