CN113226136A - 检测耗材分配器的填充状态 - Google Patents

Abstract

被设置为检测分配器中耗材的填充状态的传感器装置，耗材为幅材，填充状态与分配器中耗材的空间延伸有关，传感器装置包括电容传感器，电容传感器包括细长的平面传感器区域；以及第一测量部段，其被构造为测量分配器的填充状态；其中，所述电容传感器包括第一通道和第二通道；其中，第一测量部段被构造为基于由第一通道和第二通道检测到的电容变化来测量分配器的填充状态。

Description

检测耗材分配器的填充状态

技术领域

本发明涉及用于检测分配器的填充状态和计算再填充包的传感器装置及其方法。具体地说，本发明涉及一种用于检测分配器中耗材的填充状态和计算再填充包的传感器装置及其方法，耗材是幅材，填充状态与分配器中耗材的空间延伸有关。更具体地说，本发明涉及一种传感器装置及其方法，该传感器装置包括电容传感器和第一测量部段。

背景技术

当今，人们普遍承认需要适当的卫生、特别是手部卫生。因此，公共或商业设施如公共建筑物、办公室、餐馆、机场、医院、商场等的洗手间，通常都配备有用于各种消耗品例如纸巾、肥皂液、厕纸、尿布或卫生巾的分配器。目的是使这些耗材易于在洗手间内提供给客人。

耗材通常存放在所述分配器中，为此，分配器固定在洗手间的适当位置。分配器例如可以是纸巾支架、厕纸支架、尿布支架、卫生巾支架或液体肥皂容器的形式。也使用其他类型的卫生设备，例如垃圾箱。检查每个耗材的水平并在需要时(即耗材水平低时)重新填充分配器或在耗材水平高时清空箱子的任务通常分配给清洁人员或管理员。

对于管理员来说，一个问题是要知道哪些分配器需要重新填充，以及在维护包含多个分配器的区域时需要携带多少耗材。此外，从管理的角度来看，可能很难提前知道应订购和库存多少耗材。出于这些原因，需要分配器被设置为监视耗材的实际使用，并且以某种适当的方式向中央服务办公室发送例如特定分配器需要重新填充的信号。为此，众所周知，现代分配器可包括一个或多个传感器，其被设置用于检测分配器内耗材的水平。一般而言，此类传感器可被设置为识别指示耗材水平低的任何状况，即通过检测耗材水平低于预定阈值。例如，所述传感器可以基于红外传感器，所述红外传感器被设置用于检测纸堆叠(例如分配器中的纸巾堆叠)的高度何时低于指定的低纸张阈值。此阈值对应于分配器需要重新填充的情况。

还存在这样的解决方案，其中分配器被设置为自动分配耗材。一个例子是自动肥皂分配器，其被设置为当用户在分配器的输出喷嘴下放着一只手时自动排出少量肥皂。这种分配器可以设置有传感器设备，其追踪喷嘴被驱动的次数。然后可以使用次数来估算已从分配器进给的耗材的量，从而也估算剩余量。当已经达到预定的最小阈值时，分配器可以向中央服务办公室发送指示其需要重新填充的信号。

其他类型的传感器可以例如基于飞行时间或者基于用于共同检测分配器内耗材水平的发光二极管和光电探测器。另一实例是计算厕纸分配器上的圈数的计数器装置，其中累积的圈数对应于厕纸的特定消耗量。

如上所述，与耗材分配器相关联的传感器可以连接于中央服务办公室，即连接于中央计算机服务器，以便在需要重新填充特定分配器时通知服务器。然后，可以向清洁人员发送有关分配器低状况的通知，清洁人员随后负责尽快重新填充特定的分配器。

与上述类型的监控系统相关的特定问题是：上述类型的传感器，即例如红外传感器或基于发光二极管和光电探测器的传感器，不满足关于数据收集的所有要求，从而例如在需要重新填充分配器时发出警报、当分配器快空了时发出警告和/或计算重新填充的数量。一个分配器可以是大尺寸的分配器，其中大尺寸的分配器可以存储多个再填充包，并且其中应计算再填充包的数量。为了能够对当今传感器类型的再填充包进行计数，有时需要多个传感器，这会导致有关后台解决方案的问题，后台解决方案最多只能管理两个传感器。此外，多个传感器的成本相对较高。

当必须以高粒度测量分配器的填充状态以准确且精确地检测分配器的填充状态时，可能会出现另一个问题。一种示例性情况可以是在高频率事件期间，即洗手间被频繁使用并且清洁人员必须在在大面积分布的许多洗手间中再填充多个分配器。在这种情况下，需要用于测量分配器的填充状态的传感器的高粒度，使得清洁人员能够准确且有效地再填充相应的分配器。

另一个问题可能出现在特定的分配器类型中，其中很难准确测量重新填充量。这些类型的分配器容纳例如其中纸张从纸卷筒内部消耗的纸卷筒，不管分配器是否需要重新填充，这种纸卷筒的尺寸保持不变。

因此，需要改进的传感器来检测分配器中耗材的填充状态。

发明内容

因此，本发明的目的是解决上述问题并提供一种传感器，其拓宽了具有全功能性的分配器类型的范围并提供更准确的数据。特别地，本发明的目的是提供一种传感器，其更准确地测量分配器的状态并且可以安装在任何类型的分配器中。

上述问题通过独立权利要求的主题得以解决。从属权利要求中定义了进一步的优选实施例。

根据本发明的一个方面，提供了一种传感器装置，其被设置为检测分配器中耗材的填充状态，耗材是幅材，并且填充状态与分配器中耗材的空间延伸有关。所述传感器装置包括：电容传感器，所述电容传感器包括细长的平面传感器区域；以及第一测量部段，其被构造为测量分配器的填充状态。电容传感器配置有第一通道和第二通道，其中第一测量部段构造为基于第一通道和第二通道检测到的电容变化来测量分配器的填充状态。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于分配耗材的分配器，耗材是幅材。所述分配器包括：存储部段，所述存储部段被设置为容纳和支撑所述耗材；装载开口，其布置为用于向分配器中填充耗材；以及分配开口，耗材被设置为从该分配开口被引导分配出。分配器还包括传感器装置，所述传感器装置被设置为检测分配器中耗材的填充状态，所述填充状态与分配器中耗材的空间延伸有关。所述传感器装置包括：电容传感器，所述电容传感器包括细长的平面传感器区域；以及第一测量部段，其被构造为测量分配器的填充状态。电容传感器构造有第一通道和第二通道，其中第一测量部段被构造为基于第一通道和第二通道检测到的电容变化来测量分配器的填充状态。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于检测分配器中耗材的填充状态的方法，所述耗材是幅材，所述填充状态与分配器中耗材的空间延伸有关。该方法包括以下步骤：通过电容传感器检测电容的变化，该电容传感器包括细长的平面传感器区域；以及由第一测量部段根据检测到的电容变化来测量分配器的填充状态。在这种情况下，电容传感器包括第一通道和第二通道；以及第一测量部段，用于基于由第一通道和第二通道检测到的电容变化来测量分配器的填充状态。

附图说明

本发明的实施例是为了更好地理解本发明的概念而提出的，并且不应被视为限制本发明，现在将参考附图来描述本发明的实施例，其中：

图1A至1C示出了存储幅材堆叠的分配器；

图1D示出了存储幅材卷筒的分配器；

图2A到2E示出了包括测量部段和电容传感器的传感器装置；

图3显示了一个分配器，其包含折叠幅材的堆叠和安装在分配器中的传感器装置；

图4A和4B示出与传感器装置组合的分配器和幅材卷筒；

图5A至5E示出了分配器和传感器装置，该传感器装置包括多个测量部段；

图6示出了根据一个实施例的其中分配器中的传感器装置使用数据传输到数据收集单元的场景的示意图；

图7A至7C示出用于检测分配器中耗材的填充状态的方法的流程图；并且

图8A和8B示出从电容至数字转换器的数据。

具体实施方式

现在将参照附图更全面地描述本发明，附图中示出了示例性实施例。然而，本发明不应被解释为限于本文阐述的实施例。

示例性实施例的公开特征可以如本发明所属领域的普通技术人员容易理解的那样进行组合。

图1A示出卫生设备的示例，在本实施例中，分配器110用于分配耗材120，耗材120是幅材的一端。幅材可以是连续或不连续的纸巾、厕纸、棉纸、面巾纸、无纺擦拭布等的片材，可以是折叠或成卷筒的形式，例如堆叠或卷筒。换言之，耗材120可以是连续或非连续的纸巾、厕纸、棉纸、面巾纸或无纺擦拭布的幅材片，这些片被折叠成堆叠或卷成卷筒。

分配器110可以具有设置为容纳和支撑待存储在分配器中的耗材的存储部段111和设置为用待存储耗材填充分配器的装载开口。装载开口可被例如图1A所示的门112覆盖，其中门112可被锁定或解锁。门112可以打开以露出装载开口。在其它实施例中，可根本不提供用于覆盖装载开口的门112。分配器110的形状和构造可以不同于图1A并且不限于如图1A所示的实施例。

图1A的分配器110还可以包括分配开口113，耗材120被设置为从分配开口引导以用于其分配。在本实施例中，分配开口113示出在分配器110的底部处。然而，分配开口113不限于如图1A的实施例所示的构造。分配开口113可以设置在分配器110的任何其他位置，使得用户可以容易地抓取幅材。

在图1A中，用虚线示出了幅材的堆叠114，其中幅材的堆叠114可以由存储在分配器110中的多包幅材组成。当分配器110被重新填充时，分配器110可装载有再填充幅材包。

图1B示出了不带分配器110的幅材的堆叠114，其中幅材的堆叠114由多个包组成。所述幅材可以作为连续幅材提供，所述连续幅材被折叠以形成折叠幅材。类似地，用于在分配器中补充折叠幅材的折叠幅材堆叠可以包括连续的幅材。在此，术语“补充”或“装载”不仅涉及补充或装载部分填充有折叠幅材堆叠的分配器，而且还被理解为包括装载空分配器。在分配期间，可分离连续的幅材。从分配器分配的幅材可被用作毛巾、餐巾、用于一般擦拭等。折叠的幅材可以类似手风琴的方式Z-折叠以形成折叠的幅材堆叠，如图1B所示。可将幅材的再填充包115放置在幅材的堆叠114顶部处以再填充分配器110。如果分配开口113位于分配器110的顶部处，则幅材的再填充包115可以放置在幅材的堆叠114底部处。

图1C示出可存储在相应分配器中的幅材的堆叠114的另一实施例，其中幅材可以类似手风琴的方式Z折叠以形成折叠幅材的堆叠。同样，幅材的堆叠114由多包幅材组成。在本实施例中，如图1C所示，当在相应的分配器中时，连续幅材被分配器的部件从最上面的包向上拉动，在分配器顶部处转向并继续向下。然后，借助特殊分离单元或任何其他工具，在分配器底部处分配单独的幅材片。可使用再填充包115从幅材的堆叠114底部再填充分配器。

图1D示出了用于分配耗材140的分配器130的另一实施例，耗材140是卷绕在位于分配器130内部的卷筒132上的幅材。耗材140可以是从卷筒内部消耗纸张的纸卷筒132或从卷筒外部消耗纸张的纸卷筒。

分配器130可以具有类似于图1A所示的存储部段111的存储部段131，该存储部段131被设置为容纳和支撑待存储在分配器中的耗材140，并且装载开口被设置为用待存储的耗材140填充分配器。装载开口可以被门覆盖，也可以不被门覆盖(图1B中未明确示出)，其中用于覆盖装载开口的不同实施例已在上文中描述并且也可应用于分配器130。分配器130的形状和构造可以不同于图1D并且不限于如图1D所示的实施例。

图1D的分配器130还可以包括分配开口133，耗材140被设置为从分配开口引导以用于其分配。在本实施例中，分配开口134被示为位于分配器130前侧的中心。然而，分配开口134可以设置在分配器130的任何其他位置处，使得用户可以容易地抓取幅材。

图1A和1D的分配器110和130可以是自立的单元，也可以安装在诸如墙、家具或门之类的结构上。分配器110和130可被设置为由用户——该用户例如抓取片材如纸巾、毛巾等或由用户拉动幅材120、140的尾部而穿过分配开口113和133手动分配幅材。分配器110和130可选地设置为穿过分配开口113和133自动分配幅材。自动分配可包括幅材的电动进给或幅材的机械进给。在这两种情况下，用户都可以启动进给。

幅材可以包括一个或多个幅层。如果有多个幅层，则这些层在堆叠中交错折叠。在从分配器分配期间，一张或多张幅材可从分配器中的幅材分离。为此，图1A到1D所示幅材可设置有弱线、穿孔。可选地，所述幅材可以是非穿孔的，在这种情况下，所述分配器可以设置有用于从幅材尾部分离片材的切割装置或撕裂装置。折叠幅材的一个或多个包装即包被设置为放置在分配器的幅材存储部段中以形成折叠幅材的堆叠。

幅材的尾部可设置为从幅材存储部段的上端部或下端部延伸到分配器的分配开口。幅材的尾部可以在幅材存储部段的上端部和分配开口之间在分配器内部一次或多次地改变方向。

优选的幅材或片材尤其适于形成供个人使用的吸收性棉纸或毛巾例如纸巾或手巾(例如用于在洗涤后擦拭用户的手)，用于形成餐巾纸或用于物体擦拭目的。也可以在堆叠中具有单个片材，其中用户能够穿过分配开口抓取单张纸。与幅材类似，单个片材尤其适合形成个人使用的吸收性棉纸，例如用于在洗涤后擦拭用户的手，用于餐巾纸或用于物体擦拭目的。

术语“幅材”和“单个片材”在本文中被理解为包括棉纸材料、非织造材料和作为棉纸和非织造材料的混合物的材料。

术语“棉纸”在本文中被理解为软吸收纸，并且可以是有皱纹的或无皱纹的。起皱可能发生在潮湿或干燥的条件下。棉纸可以用TAD或atmos方法制成。棉纸中所含的纤维主要是来自化学浆、机械浆、热机械浆、化学机械浆和/或化学热机械浆(CTMP)的纸浆纤维。棉纸还可含有其他类型的纤维，以增强纸张的强度、吸收性或柔软性。这些纤维可由再生纤维素或合成材料如聚烯烃、聚酯、聚酰胺等制成。

术语“非织造布”适用于各种各样的产品，就其性能而言，这些产品介于一方面纸和纸板组，另一方面纺织品组之间。关于非织造布，使用了大量不同的生产工艺，如气流成网、湿法成网、水刺、纺粘、熔喷技术等。纤维可以是无头纤维或无头长度预制纤维如原位生产的合成纤维的形式，或短纤维的形式。

可选地，它们可以由天然纤维或合成纤维与天然纤维的混合物制成。

幅材和片材可以是再循环柔性材料、新生产的材料或其组合。

图2A示出了传感器装置200，其可被设置为检测分配器中耗材的填充状态，例如存储不同类型耗材的分配器110和130，如图1A至1D所示。耗材可以是上文更详细描述的任何幅材，并且可以是如图1A到1C所示的幅材的堆叠114或可以是如图1D所示的幅材卷筒。

填充状态涉及分配器中耗材的空间延伸。填充状态可以指示耗材在分配器中的填充量，填充量与耗材在分配器中沿一个方向上的空间延伸有关，耗材是幅材。例如，图1A的分配器110可以容纳在高度上延伸的折叠幅材的堆叠、单个片材的堆叠、尿布堆叠、卫生巾堆叠或类似耗材。在本实施例中，填充状态可涉及耗材堆叠在高度上的空间延伸。填充状态还可与存在于分配器110中的幅材包的数量有关。

填充状态可以指示分配器是否满载耗材，或者分配器是否为空，其中分配器为空时需要重新填充新耗材或耗材包。另外，填充状态还可能以更高的粒度显示留在分配器中的耗材量，使得可能连续检测分配器的填充状态。因此，如图2A所示的传感器装置200可以被构造为与仅测量分配器的满或空两种状态的另一传感器相比更准确地测量分配器的状态。

在包含根据图1D的分配器130的实施例中，如图2A所示的传感器装置200也可以被设置为检测分配器130中耗材的填充状态。用于类似于图1D中分配器130的分配器的耗材可以是卷绕在位于分配器130内部的卷筒上的幅材。如上面更详细地描述的，耗材可以是从卷筒内部消耗纸的纸卷或从卷筒外部消耗纸的纸卷。

再次，填充状态与分配器中的耗材(如纸卷)的空间延伸有关。在本实施例中，填充状态随后可指示用耗材在分配器中的填充量，填充量与耗材在分配器中沿一个方向的空间延伸有关，耗材为幅材。例如，图1D的分配器130可容纳被卷成卷筒且在宽度上延伸(即从卷筒的中心向外延伸)的幅材类型的耗材。在本实施例中，填充状态可涉及卷绕为卷筒的耗材在宽度上的空间延伸，即卷绕为卷筒的耗材从卷筒的中心向外的空间延伸。

如对于类似于图1A的分配器110的分配器所述，填充状态可以指示图1D的分配器130是否装满耗材，或者指示放置在分配器130中的纸卷是否为空，从而没有材料卷起，其中分配器在清空时需要重新填充新的耗材卷筒。另外，填充状态还可能以更高的粒度显示留在分配器中的耗材的量，使得可能连续检测分配器的填充状态。因此，如图2A所示的传感器装置200可以被构造为与仅测量分配器的满或空两种状态的另一传感器相比更准确地测量分配器的状态。

传感器装置200可以包括如图2A所示的电容传感器210，电容传感器210包括细长的平面传感器区域。细长的平面传感器区域可以是在分配器中耗材的空间延伸方向上延伸的条带，以便检测分配器的填充状态。

传感器装置200还可以包括第一测量部段225，第一测量部段225被构造为测量分配器的填充状态。如图2B所示的第一测量部段225可以位于细长的平面传感器区域上，或者可以是如图2A、2C和2E所示的电子器件容纳部分220的一部分。电子器件容纳部分220可以容纳与传感器装置200相关的所有电子器件，例如电容-数字转换器集成电路和微控制器(未示出)。电容-数字转换器集成电路可以接收由电容传感器210测量的电容，并将测量的电容转换为数字数据。微控制器可以使用数字数据来计算分配器的填充状态。如上面更详细地描述的，第一测量部段被构造为以高粒度精确地测量分配器的填充状态。

如图2B中进一步示出，电容传感器210可以包括第一通道211和第二通道212，其中第一测量部段被构造为基于第一通道211和第二通道212检测到的电容变化来测量分配器的填充状态。第一通道211和第二通道212可以是某种带状线，其可以彼此平行并且可以在分配器中耗材的空间延伸方向上是细长的。在本发明的上下文中，术语“通道”或“带状线”是指带状导体，其中第一通道211和第二通道212可以是带状导体。具体地，第一通道211和第二通道212可以是电容传感器的电容板。

电容传感器210可以利用两个通道211和212检测电容的变化，因为靠近电容传感器的材料的存在具有与空气不同的介电常数，从而影响两个导体之间的电容。由于发送到第一测量部段225的电容的变化，第一测量部段225能够确定分配器的耗材填充状态。下面将参考图3给出关于第一通道211和第二通道212的构造的更多细节。

第一通道211和第二通道212可设置在基板上，具有两个通道的基板形成柔性细长的平面传感器区域。基板可以是例如箔的类型，优选塑料箔、纸箔等。基板也可以是某种屏蔽材料，以屏蔽背面的电容传感器210。屏蔽材料的目的可能是提高测量精度，并阻挡分配器后面的物体如墙壁等，这些物体可能以负面方式影响测量。屏蔽材料可以由金属例如铜组成，其中屏蔽可以是实心接地板或网格式(hatched)接地板。在第一和第二通道211、212与屏蔽材料之间，可以放置绝缘材料例如聚酰亚胺等，以提高测量的精度。第一通道211和第二通道212可以是例如放置在基板上的金属箔、铜线、铜箔、铝箔、导电油墨、镀金、镀银、镀锡等。

代替将两个通道放置在基板上的是，第一通道211和第二通道212可以直接放置在分配器的表面上。

可以根据传感器装置200安装其内的分配器的大小和高度预先构造电容传感器210的长度及由此两个通道的长度，以及如果提供的话预先构造基板的长度；或者可以由用户单独切割以将电容传感器210准确、精确地适配在分配器中。为了能够通过普通工具(例如通过剪刀)将电容传感器210切割成单个长度，电容传感器210的厚度最好不超过特定阈值。具体而言，电容传感器210的厚度——即基板和两个通道211、212的厚度，或者如果没有提供基板则两个通道211、212的厚度，可以在以下任一范围内：4μm至500μm、100μm至300μm、190μm至210μm、或大约200μm。通过如上所述构造电容传感器210的厚度，可以确保电容传感器210可以根据分配器的尺寸容易且灵活地切割成各种长度。代替切割电容传感器210的是，可为电容传感器210设置弱线、穿孔，使得用户可以根据分配器的大小容易地将电容传感器210撕成各种长度。

不论是否提供基板，包括第一通道211和第二通道212的电容传感器210可以是如图2C所示可弯曲的柔性细长平面传感器区域。通过确保电容传感器210的柔性，传感器装置200被构造为独立于分配器的大小、形状和结构而安装在任何类型的分配器中，因为电容传感器210适于安装在分配器的任何表面上。

在另一实施例中，如图2D中进一步示出的，电容传感器210可具有粘合剂背面215，粘合剂背面使电容传感器210与分配器接合以测量分配器的填充状态。具体而言，电容传感器210的粘合剂背面215可将电容传感器210附接于分配器的表面或壁。例如，粘合剂背面215可以使用胶带将电容传感器210固定于分配器的表面或壁。包括胶带的粘合剂背面215可被保护箔覆盖。为了将电容传感器210放置在分配器中，电容传感器210的细长平面传感器区域可被卷绕并定位在分配器中。然后，可以将保护箔从粘合剂背面215的胶带移除，并且可以将细长的平面传感器区域附接于分配器内部的表面，例如分配器的壁。如果电容传感器210包括基板，则基板可以包括粘合剂背面215。如果电容传感器210不包括基板，则第一通道211和第二通道212都可以包含粘合剂背面215。如图2D所示，粘合剂背面215可以允许呈第一通道211和第二通道212的视图，或者可以不允许呈两个通道211和212的视图。

图2E示出了传感器装置200的另一实施例，其中包括第一通道211和第二通道212的电容传感器可以构造为与电子器件容纳部分220接合，并且可以进一步构造为与分配器接合以测量分配器的填充状态。

例如，如图2D所示，电容传感器210可以包括电容传感器构件230，在电子器件容纳部分220中具有其相应的对应物(未示出)。电容传感器构件230和电子器件容纳部分中的相应对应物可以匹配/接合，以使电容传感器210可以附接于电子器件容纳部分，即可以击合就位。可以使用用于将电容传感器210附接于电子壳体部件220的任何系统。

如果第一测量部段225被包括在电子器件容纳部分220中，则电子器件容纳部分也可以附接于分配器内部的表面或壁上以测量填充状态。为了将电子器件容纳部分220固定于分配器，电子器件容纳部分220可以包括电子器件容纳部分构件，其被构造为与分配器的相应分配器构件接合(未示出)。电子器件容纳部分构件和分配器构件可以是匹配的连接器或紧固件，其中电子器件容纳部分构件和分配器构件中的一个构件是接收和容纳另一构件即“阳”连接器的“阴”连接器。用于将电子器件容纳部分220固定于分配器的任何其它系统，例如胶水、胶带等，可用于将电子器件容纳部分固定于分配器以测量填充状态。

现在，更详细地描述具有安装的传感器装置200的分配器的实施例。该实施例也在图3中示出，其中图3的实施例示出与图1A的分配器110相等的分配器。图3和下面的其他附图中的虚线示出了从外部看不到的物体，即放在分配器中的折叠幅材堆叠。传感器装置200未用虚线示出，但也被放置在分配器内部以能够测量分配器的填充状态。

如图3中的实施例所示，包含多包幅材的幅材的堆叠310可以存储在与图1A的分配器相同的分配器110中，其中幅材堆叠310可以是连续折叠幅材包或非连续幅材包。在图3中，以虚线为例示出了幅材的堆叠、包或单个元件。

传感器装置200可以安装在分配器110的内部，使得传感器装置200可以被放置在最靠近幅材的位置，以便准确地测量分配器110的填充状态。传感器装置200可以如图3所示安装在分配器110的后壁上，因为这与传感器装置200安装在分配器110的侧壁上相比，幅材与传感器装置200之间的距离是最短的。然而，传感器装置200可以安装在分配器110内部的任何位置，以便检测存储在分配器110中的幅材。

例如，可以选择分配器110的后壁来安装传感器装置，以便更准确地测量填充状态。将传感器装置200安装在分配器110的侧壁上的缺点可能是由于幅材与传感器装置200之间的空气空间而导致测量结果不太准确。如图1C的实施例所示，在分配器壳体的最上部中存在展开的连续纸幅不会影响填充状态检测的准确性。这与分配器中最上端剩余包的上方只有空气是一样的。任何类型的堆叠系统或任何其他类型的卷筒系统的填充状态检测的一个方面是幅材的堆叠或包应靠近传感器装置的条带定位。优选地，传感器装置可被放置在距离耗材堆叠或卷筒不超过1cm的位置。优选地，将该条带定位/附接于分配器壳体内部的后壁以确保如此近的距离。

在本实施例中，电容传感器210附接于电子器件容纳部分，并且电子器件容纳部分220附接于分配器110的表面。如果在电容传感器210中包括具有用于测量分配器110填充状态的电路的第一测量部段225，则省略将电容传感器210附接于电子器件容纳部分220和将电子器件容纳部分220附接于分配器110的表面的相应步骤。

在图3中，如上文参考图2D所述，可通过首先将电容传感器210与电子器件容纳部分220接合来安装包括细长平面传感器区域的电容传感器210。

为了安装包括第一测量部段225的电子器件容纳部分220，分配器110的壁可以被预先构造，以便将传感器装置200的电子器件容纳部分220保持就位。一种可能性是分配器110可以具有安装在分配器表面上的多个分配器构件，其中电子器件容纳部分220可以通过具有相应的电子器件容纳部分构件而固定于分配器110。因此，用户可以通过选择一个分配器构件，然后通过使电子壳体部件构件与所选择的分配器构件接合将电子壳体部件220击合就位，从而能够选择将传感器装置200安装在分配器110中的位置。以上已经更详细地描述了构件的构造，并且可以使用用于将电子器件容纳部分220附接于分配器110的任何方法。

一旦电容传感器210已经附接于电子器件容纳部分220并且电子器件容纳部分220已经附接于分配器110内部的表面，则电容传感器210的细长平面传感器区域可以卷开并且通过使用电容传感器210的粘合剂背面215将其附接于分配器110内部的表面。在图3中，电容传感器210竖直地固定在分配器110的后壁上，使得包括在电容传感器210中的第一通道211和第二通道212在幅材堆叠的空间延伸方向上细长，以便测量分配器110的填充状态。

为了能够测量分配器110的填充状态，第一测量部段被构造为分析由电容传感器210检测到的电容的变化。如上所述，第一通道211和第二通道212可以是彼此相邻的导体板，其中存储在分配器110中的耗材可以是介电介质。当分配器110的填充状态改变时，即存储在分配器110中的幅材的水平改变时，介电值及由此的电容发生改变。如果电子器件容纳部分220包括第一测量部段225，则这些变化由电容传感器210检测，然后由第一测量部段225或电子器件容纳部分220评估。如果电容高，则第一测量部段225确定分配器110充满耗材，因此填充状态高。如果相反地，电容低，则第一测量部段225确定分配器110没有充满耗材，并且用户、管理员或清洁人员的人可能需要重新填充分配器110。在这种情况下，通过电容变化，可以准确而精确地测量分配器110的填充状态。

例如，如果盥洗室的用户使用存储纸巾的分配器110，则分配器110中的纸巾供应随着时间流逝而减少，并且纸巾堆叠的高度减小。电容传感器210可以检测到由于介电值的变化而引起的电容变化，即由于纸巾堆叠的减少而引起的电容变化，并且可以将电容变化发送到第一测量部段225，第一测量部段225可以确定分配器110的填充状态。通过改变电容，第一测量部段225能够确定耗材堆叠的高度，从而确定分配器110的填充状态。

将传感器装置200安装在分配器中的另一实施例如图4A所示，其中分配器等于如图1D所示的分配器类型。图4A的分配器130可以存储卷绕在卷筒320上的幅材，例如这通常见于厕纸。根据分配器130的使用情况，幅材卷筒320的宽度可随时间减小。

为了测量分配器130的填充状态，传感器装置200可以安装在分配器130中，传感器装置200检测存储在分配器130中的幅材卷筒320的宽度。为了更好的理解，在图4B中示出了没有分配器130的幅材卷筒320，其中幅材卷筒320的宽度W与幅材320从幅材卷筒320的中心到幅材卷筒320的最外层轮廓的空间延伸有关。幅材卷筒320的宽度W可根据卷筒上卷起的幅材数量而改变。幅材可以从卷筒内部消耗，也可以从卷筒外部消耗。

为了测量幅材卷筒320的宽度W以确定分配器130的填充状态，如图4A和4B所示，沿着幅材卷筒320的半径安装传感器装置200。传感器装置200的安装和存储在分配器130中耗材的测量即分配器130的填充状态的测量，类似于图3所示的分配器类型110的配置。因此，为了简洁起见，这里省略详细描述。

通过沿卷筒的半径安装传感器装置200，不论从卷筒内部抑或从卷筒外部消耗幅材，均可执行分配器130的填充状态的准确和精确的测量。因此，提供了这样的传感器装置200：该传感器装置200拓宽了分配器类型的范围，同时确保与分配器的填充状态有关的全部功能和更准确的数据。

图5A中示出了传感器装置500的另一实施例，其中传感器装置500类似于具有电容传感器210和第一测量部段的传感器装置200，其中第一测量部段被包括在电子器件容纳部分220中。也可以从传感器装置500移除电子器件容纳部分220，并将第一测量部段放置在电容传感器210上，如上文关于图2A到2D的更详细描述。

此外，如图5A所示，传感器装置500可包括第二测量部段，其可安装在电容传感器210上或电子器件容纳部分220中。在本实施例中，电容传感器210被划分为两个传感器区域510和520(在图5A中用黑框表示)，其中第一测量部段根据第一传感器区域510的电容变化确定填充状态，并且其中第二测量部段根据第二传感器区域520的电容变化确定填充状态。第一和第二测量部段510和520也在图5C中示出，其中黑框被添加到电容传感器210以用于示出两个传感器区域510和520。第一和第二传感器区域510、520都具有第一通道和第二通道，其中两个通道如上关于通道211和212所述检测电容变化。因此，此时省略详细描述。

如上所述，第二测量部段可以被构造为确定第二传感器区域的填充状态。第二传感器区域可以具有预定高度，该高度例如等于幅材包的高度。第一测量部段可被构造为通过计算基于与第二传感器区域的预定高度相对应的幅材包的高度而获得的电容参考值来适应分配器的填充状态的测量。因此，用于测量分配器的填充状态的某种校准可能导致更准确和精确的测量结果。

可选地或另外地，一种选择可以是，第二测量部段可以被构造为测量空气中的湿度，其中第一测量部段可以被构造为使分配器的填充状态的测量适应由第二测量部段测量的空气中的湿度。通过考虑空气中的湿度以及由此存储在分配器中的耗材的湿度，可以更准确地测量分配器的填充状态。即，用于确定分配器的填充状态的电容传感器210对电容变化的测量可能受到待检测耗材的一致性的影响，并且可能导致不精确的测量结果。例如，幅材中的水分可能会影响电容，这意味着与存储在干燥空气中的幅材相比，电容可能更高。因此，与填充状态相关的测量结果可能会失真。

为了避免测量结果的失真，可以使用第二测量部段来得出关于幅材湿度的结论，其中，湿度/潮湿度，即与干燥空气中的测量值相比的电容差异，被用作准确测量分配器的填充状态的参考。在图5A和5C中，传感器装置500可被划分为两个传感器区域510和520，其中电子器件容纳部分220包含第一测量部段和第二测量部段，并且其中传感器装置500被放置在与图1A的分配器110类似的分配器中。然而，包括第二测量部段的传感器装置500可以放置在包括图1D所示的分配器130类型的任何类型分配器中。如果仅提供一个测量部段，则第一测量部段考虑电容传感器210的整个范围来检测填充状态。该实施例在图5B中示出。

第二测量部段的测量可以用作第一测量部段的测量的参考。例如，第二传感器区域520可以例如高达一包幅材的高度，并且可以覆盖靠近分配开口的幅材包。如果第一测量部段由于电容值高于预定阈值而检测到幅材，则传感器装置500得出结论，由第二测量部段测量的电容值与第二传感器区域520被耗材完全覆盖有关。然后，由第二测量部段测量的电容值被传感器装置500用作关于由第一测量部段测得的电容值的参考，以检测整个分配器的填充状态。因此，例如间接地考虑空气中的湿度。

另一种选择是放置传感器(例如测量空气中湿度的传感器)作为靠近分配器的分配开口的第二测量部段，用于直接检测空气中的湿度。当确定空气中的湿度时，空气中湿度的测量结果被传送到电子器件容纳部分。电子器件容纳部分可以包括湿度传感器单元以处理由第二测量部段检测到的湿度值并使第一测量部段的测量适应所测得的湿度。因此，可以补偿填充状态的测量偏差。

图5D和5E示出了传感器装置500的进一步实施例，其中在图5D中，电容传感器210的范围被划分为两个以上的传感器区域510-550，每个区域具有各自的测量部段。在本实施例中，每个传感器区域510-550覆盖一幅材包，并且各个测量部段分别测量一幅材包的高度。通过组合多个测量部段的测量结果，可以准确和精确地确定分配器的填充状态。

图5E示出了另一实施例，其中传感器区域510和520彼此相邻放置，而不是上下叠加放置。与关于图5A至5D所述的其他设置相比，该设置不改变填充状态的确定方式以及传感器装置500的工作方式。因此，此时省略详细描述。

为了更准确地检测分配器的填充状态，传感器装置可以进一步构造为检测存储在分配器中的幅材类型，通过幅材的厚度、幅材的尺寸和/或幅材的材料组成来区分幅材的类型。为了做到这一点，存储在分配器中的幅材可以制备有传感器装置能够检测到的某种条带或条形码。通过检测幅材的类型，传感器装置根据幅材的类型评估电容的变化，从而对填充状态进行更准确和更精确的检测。代替制备带有某种条带或条形码的幅材的是，可以制备带有导电物质的幅材，以便能够区分不同类型的幅材。

一旦已经测量了分配器的填充状态，就可以通过传感器装置将填充状态通知给用户，例如负责用耗材重新填充分配器的用户、管理员或清洁人员。当需要重新填充分配器时，或者当分配器几乎为空时，即当分配器中的耗材量低于预先构造的阈值时，可以向用户发出警报或警告。

此外，分配器可以例如被构造为通过发光二极管(LED)条带或任何其他照明工具输出光。填充状态可以用不同的色调表示，其中填充状态可以高粒度输出。颜色可以例如从绿色(分配器装满耗材)到橙色(分配器半满)到红色(分配器空)，其中可以通过调节要显示的颜色量来调节粒度。

另一实施例在图6中示出，其中传感器装置600类似于上文更详细描述的传感器装置200或500，其被构造为向数据收集单元640发送数据，该数据指示任何种类的分配器610、630等的填充状态。数据收集单元640可以包括网关、服务器和应用功能中的任何一个。数据收集单元640可以能够无线地连接于安装在分配器610、630中的传感器装置600，或者能够经由导线连接于传感器装置600。通常通过例如一个或多个网络如无线或线控、短程或远程网络(例如IrDA、IEEE802.15.4、Zigbee、RF4CE、SP1C0、IEEE802.il、蓝牙(TM)、GSM、PCS、UMTS、3GPP、LTE、WLAN、LAN、因特网等)来收集传感器装置600的数据。

在本实施例中，传感器装置600可以检测分配器610、630的填充状态，并且可以将关于分配器610、630的填充状态的数据转发给数据收集单元640。在这一点上，传感器装置600的电子器件容纳部分620可以包含无线电通信部件，以便能够与数据收集单元640通信并将与各个分配器610、630的填充状态有关的数据发送到数据收集单元640。无线通信部件可以在传感器装置600与数据收集单元640之间建立无线连接，例如Zigbee等。与填充状态相关的数据可以是0％到100％(0％：分配器为空，100％：分配器为满)范围的值、二进制值(0：分配器为空，1：分配器为满)、命令等。

然后，数据收集单元640可以将关于各个分配器610、630的填充状态的数据发送到用户装置650或云系统660以进行进一步处理。用户装置650可以是诸如智能电话、台式计算机、平板电脑、智能手表、膝上型计算机等的任何个人计算装置，并且可以显示从数据收集单元640接收的数据。用户装置650还能够与云系统660双向通信，其中可以在用户装置650与云系统660之间传输任何类型的数据。

用户，例如管理员或清洁人员，可以检查用户装置650上显示的数据，从而易于快速地检查特定分配器的填充状态。用户装置650还可以被构造为一旦分配器610、630中的一个为空或者一旦分配器610、630中一个的填充状态降到阈值以下，就输出警告和/或向用户发出警报。云系统650可用于存储连接于数据收集单元640的分配器610、630的填充状态，并在需要时进一步处理有关分配器610、630的填充状态的数据。

图7A至7C涉及用于检测分配器中耗材的填充状态的实施例的方法。

更详细地，图7A的流程图描述了用于检测分配器中耗材的填充状态的方法，耗材是幅材并且填充状态涉及分配器中耗材的空间延伸。如图7A所示的方法包括步骤710，其中由电容传感器检测电容的变化，如上面更详细地描述。所述电容传感器包括细长的平面传感器区域，其中所述电容传感器包括第一通道和第二通道。第二步骤720包括由第一测量部段根据检测到的电容变化来测量分配器的填充状态，其中第一测量部段被构造为基于由第一通道和第二通道检测到的电容变化来测量分配器的填充状态。确定分配器的填充状态可以包括通过电容传感器测量、计算和/或处理电容变化的任何内容，以便确定分配器的填充状态。

图7B的流程图描述了如图7A所示的方法的变化。在图7B中，该方法包括通过传感器装置的第二测量部段测量空气中的湿度的步骤705。由于上面已经详细描述了第二测量部段，为了简洁起见，省略了进一步的说明。图7B的步骤710等于图7A的步骤710，并且包括通过电容传感器检测电容的变化。在步骤715中，然后根据测量的空气湿度适配填充状态的测量。通过考虑空气中的湿度并通过适配填充状态的测量，可以更精确和准确地确定填充状态，因为电容传感器的电容随空气中的湿度而变化。因此，可以避免与填充状态有关的测量结果的失真。

在适配填充状态的测量之后，可以在图7B的步骤720中准确和精确地确定填充状态。应当注意，与图7B所示的实施例相比，图7B的步骤705-720的顺序不是固定的，并且步骤705-720的顺序可以重新排列。

图7C中的流程图示出了用于检测分配器的填充状态的方法的另一实施例。步骤710和720等于图7B和7C的步骤710和720。图7B的步骤705和715也可以包括在图7C的实施例中，但是由于简洁的原因而被省略。

如图7C所示，步骤710包括通过电容传感器检测分配器的电容变化，步骤720包括通过测量部段确定分配器的填充状态。在获得关于分配器的填充状态的数据之后，包括电容传感器和测量部段的传感器装置可以将获得的数据发送到数据收集单元，如参考图6更详细地描述(步骤730)。然后，数据收集单元可以将数据转发给用户装置和/或云，并且可以将分配器的填充状态通知用户装置的用户。

图8A和8B显示来自安装在分配器中的传感器装置的数据。图8A示出当分配器充满五包耗材时的实施例。图8A的图表显示，当在分配器中填充更多的耗材包时，电容值增加。在图8B中，从分配器中抽出耗材例如纸巾，直到分配器为空。图8B的图表显示，当越来越多的纸巾从分配器中被抽出时，电容值随时间而减小。从图8A和8B中所示的图表可以看出，在每包耗材装载入分配器的步骤中电容逐步增大，而每种耗材即幅材从分配器中被抽出时电容逐渐减小。因此，能够以高粒度准确和精确地测量分配器的填充状态。

尽管已经描述了详细的实施例，但是这些实施例仅用于提供对由独立权利要求所定义的本发明的更好理解，并且不应被视为限制性的。

Claims (12)

1.一种传感器装置，其被设置为检测分配器中耗材的填充状态，所述耗材是幅材，所述填充状态与分配器中耗材的空间延伸有关，所述传感器装置包括：

电容传感器，其包括细长的平面传感器区域；以及

第一测量部段，其被构造为测量分配器的填充状态；

其中，所述电容传感器包括第一通道和第二通道；并且

其中，第一测量部段被构造为基于由第一通道和第二通道检测到的电容变化来测量分配器的填充状态。

2.根据权利要求1所述的传感器装置，

其中，所述第一测量部段被包括在电子器件容纳部分中，所述电子器件容纳部分包括被构造为与分配器的相应构件接合的构件；和

其中，包括第一通道和第二通道的电容传感器被构造为与电子器件容纳部分和分配器接合。

3.根据权利要求1或2所述的传感器装置，

其中，所述电容传感器包括粘合剂背面，所述粘合剂背面使所述电容传感器与所述分配器接合。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的传感器装置，还包括第二测量部段。

5.根据权利要求4所述的传感器装置，其中，所述第二测量部段被构造为测量空气中的湿度，

其中，第一测量部段被构造为使分配器的填充状态的测量适配于由第二测量部段测量的空气中的湿度。

6.根据权利要求4或5所述的传感器装置，其中，所述第二测量部段被构造为确定传感器区域的填充状态，所述传感器区域具有预定高度；并且

其中，第一测量部段被构造为通过计算基于与预定高度相对应的幅材包的高度而获得的电容参考值来适配分配器的填充状态的测量。

7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的传感器装置，

其中，所述传感器装置被构造为向数据收集单元发送数据，所述数据指示分配器的填充状态。

8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的传感器装置，所述耗材是纸巾、厕纸、棉纸、面巾或无纺擦拭布的连续或不连续片的幅材，所述片被折叠成堆叠或卷绕成卷筒。

9.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的传感器装置，

其中，所述传感器装置还被构造为检测存储在分配器中的幅材的类型，通过所述幅材的厚度、所述幅材的尺寸和/或所述幅材的材料组成来区分所述幅材的类型。

10.一种用于分配耗材的分配器，所述耗材为幅材，所述分配器包括：

存储部段，其被设置为容纳和支撑耗材；

装载开口，其被设置为用耗材填充分配器；

分配开口，耗材被设置为从该分配开口引导以用于其分配；和

传感器装置，其被设置为检测分配器中耗材的填充状态，所述填充状态与分配器中耗材的空间延伸有关，所述传感器装置包括：

电容传感器，包括细长的平面传感器区域；以及

第一测量部段，其被构造为测量分配器的填充状态；

其中，所述电容传感器构造有第一通道和第二通道；和

其中，第一测量部段被构造为基于由第一通道和第二通道检测到的电容变化来测量分配器的填充状态。

11.根据权利要求10所述的分配器，

其中，所述传感器装置根据权利要求1至9中的任一权利要求所述。

12.一种用于检测分配器中耗材的填充状态的方法，所述耗材是幅材，所述填充状态与分配器中耗材的空间延伸有关，所述方法包括以下步骤：

通过电容传感器检测电容的变化，该电容传感器包括细长的平面传感器区域；以及

由第一测量部段根据检测到的电容变化来测量分配器的填充状态；

其中，所述电容传感器包括第一通道和第二通道；和

其中，第一测量部段被构造为基于由第一通道和第二通道检测到的电容变化来测量分配器的填充状态。

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