一种液体流量计 本申请要求具有2001年5月7日提出的美国专利临时申请No.60/289,159和2001年8月10日提出的美国专利临时申请No.60/311,472的优先权。
【发明领域】
本发明涉及一种监测液体流动的装置和方法，具体地涉及监测贮尿器，如无水贮尿器，中尿液流动并测定何时收集阱筒需要更换或维修。
背景技术
如美国专利No.6,053,197和2001年5月14日提出的美国专利申请No.09/855,735所公开的无水贮尿器一般使用收集阱，其中低密度的密封剂层覆盖仍留在贮尿器收集阱的少量废液。这样的贮尿器一般没有冲洗机构，因此，总要有少量的废液留在收集阱中。密封剂层防止了废水散发出气味。当废液从收集阱中缓慢排出，或收集阱堵塞，或贮尿器得到充分使用都使得施加的密封剂大大减少，导致出现令人不愉快的气味。因此，对于这样的贮尿器，很重要的一点是要经常进行清洁和维修，尤其是当缓慢排放时，和需要确定进行清洁和维修的时机。
【发明内容】
本发明成功地解决和克服了这些和其他的问题，并具有许多的优点。本发明使用了一种电气装置，其包括可编程的只读存储器和相关的算法，来监测通过筒式收集阱的尿流。可测定尿流持续时间和确定贮尿器使用次数，当根据设定地标准需要维修或更换时，可通过警告灯光或其他信号通知管理人员或维修人员或其他的服务人员。因为尿有很高的矿物质含量，是导电的，可连通间隔很小的金属触点(62a-62c，64a-64c)之间的电路，使其连接到可编只读存储器(PROM)，对给尿方式和尿液的存在进行监测。
对本发明的其他目的和优点以及对本发明完全了解，可参考下面附图从对本发明的示例性实施例的说明得到。
【附图说明】
图1是本发明的用于带有液体流量计的贮尿器的可取出收集阱的透视图；
图2是图1所示本发明的收集阱的截面图；
图3是液体流量计的外部或顶盖的透视图；
图4和图5是液体流量计的外部和顶盖的侧视图，两视角相差90度；
图6是液体流量计的示意性电路图；
图7是本发明的分解透视图；
图8是图3所示液体流量计的透视图，取下了外壳以显示内部元件；
图9是液体流量计的顶视图；
图10是液体流量计的向上看的底视图，与图9相比转动了90度；
图11和图12是液体流量计的侧视图，两视角相差90度；
图13和图14分别是用于图7-11所示液体流量计的负和正电池夹的透视图；
图15是用于图8-12所示的液体流量计的传感器触点夹的透视图；
图16是用于操作本发明的流量计的程序的逻辑流程图；和
图17是显示液体流量计的计算机芯片的程序变量的图表。
【具体实施方式】
因此，如图1和2所示，臭味抑制阱20，如上面提到的美国专利No.6,053,197和美国专利申请No.09/855,735所公开的，包括圆筒状外壳22、底部24和筒盖或顶部26，这些部件共同形成了内部27。其中臭味抑制阱20设有垂直挡板28，其固定到筒盖26并向下延伸；基本可视为水平的倾斜挡板30固定到垂直挡板28，溢流立管32从底部24向上延伸。溢流立管32包括壁部分，形成从阱20的内部到出口34的排出通道，出口连接到外部排放系统。入口36形成进入内部27的开口。
内部适合保留导电液体38，如水和尿的混合物等废液，油类物质的密封剂层40浮在导电液体之上。因此，废液通过一个或多个开口36进入臭味抑制阱20，流到并穿过密封剂层40，在其流过溢流立管32通过出口34流出臭味抑制阱的过程中，要在挡板30的上下流动。
筒盖26还设有被入口36围绕的中心开口42。
如图3到5所示和如图7到15所详细显示，液体流量计50可固定到臭味抑制阱20的顶部开口42。具体地，流量计50设有连接件52，包括柱54，其端接一对带舌部56的球状凸部58。顶部开口42和柱54具有近似相等的直径，当穿过顶部开口时凸部58将舌部56压到一起，然后舌部向外张开将液体流量计锁定到臭味抑制阱20。
图6显示了液体流量计50的电路，流量计的驱动机构是微控制器60，如12LC508A-04/SN微控制器，这是Microchip Technology公司生产的PICD12C5XX系列微控制器中的一种。PICD12C5XX系列是低成本高性能的8位全静态的可擦只读存储器/可擦可编程只读存储器/只读存储器基的互补金属氧化物半导体的微控制器系列。其具有精简指令集芯片(RISC)体系结构，具有33单字/单循环指令。所有的指令是单一形式(1微秒)，只有程序分支具有两个循环。PICD12C5XX系列包括高度对称的12位宽指令，可导致2∶1的代码压缩。
微控制器60设置了8个输入和输出引脚(代号1到8)，其中引脚6和7通过导线62`和64`连接到一对接触传感器探头62和64的各自接触点62x和64x。引脚5通过中间导线67经电阻66连接到发光二极管68，引脚1连接到电源VCC 70，如3.3伏的锂电池，型号可为CR200。与电池70正极的连接经过带有3个接线端的连接件，分别指定为电池夹(正)70a和70a`，a``，a```(见图7到14)。与电池70负极的连接经过带有2个接线端的连接件，分别指定为电池夹(负)70b和70b`，b``(同是参见图7到14)。这些接线端即可用作夹子，也可钎焊成为辅助电连接。发光二极管68连接到电源70。引脚8接地，如标记70所指示的。微控制器的功能和其电路在下面介绍。
包括微控制器60、传感器探头62和64、电阻66、正负电池夹70a和70b等多个电气元件之间的连接通过电路板78来实现。在需要的地方要设置绝缘，比如夹子绝缘件80。
如图2到5清楚地显示，传感器探头62和64位于液体流量计50，其暴露的端子63未延伸到液体流量计的底表面(用标记65来指示)，因此，与筒盖26间隔开。当臭味抑制阱20使用中液面上升到筒盖26的入口36时，端子63的间隔可避免探头之间出现不希望有的闭合。此外，尤其是端子62c和64b之间的间隔和端子62b和64c之间的间隔要保证有最小距离，以避免意外的接触，如未通过入口36的废液滴造成的接触。
现在参考图16和17，图16显示了用于传感和测量臭味抑制阱20的动作的逻辑过程。下面是将用到术语的术语表：
使用-使用是当传感器触点在特定时间周期内探测到存在流体。
使用计数器或计数器#1-记录使用的全部次数。
使用计时器或计时器#1-使用计时器测定各流体接触开始之间的时间和何时可记录下一次流体接触。
连续-连续是传感器触点连续探测到有特定持续时间的流体。
连续计时器或计时器#2-连续计时器记录通过传感器触点记录的流体连续存在的时间。
连续计数器或计数器#2-连续计数器记录通过连续计时器确定的连续次数，何时计时器超过了特定最少时间。
此外，在下面的算法的说明中，X表示作为程控变量的时间，图17涉及到X。设想液体流量计50处于停止的关断状态。开始操作时，如方框100所示，这时尿流接触指示器或流量计上的传感器促动本系统。如方框102所示，微处理器60中的计数器#1记录使用一次。在X1时间内和若探头62和64浸在液体中计数器#1将不会对使用进行记录。如果如方框104所示，尿液在探头之间保持接触的时间超过X3时间，计数器#2记录连续一次。在下一步中，如方框106所示，如果连续地发生X4次连续，发光二极管68闪光，指示有连续。如方框108所示，闪光持续直到能量耗尽或进行重新设置。但是，如方框112所指出，如果未连续发生X4次连续，计数器#2重新设为0。
或者，如方框110所示，当使用次数达到X5，启动寿命周期终止闪光发光二极管68，每分钟闪光X7次，每次持续X6秒。程序直接进行到方框108所示的步骤，即持续闪光直至能量耗光或进行重新设定。
下一步进行方框114所示的内容，如果促动进行重新设定特征，即如果传感器触点在4秒钟内闭合X8次，指示器/流量计60将进入警告状态。如果传感器触点重又在4秒钟闭合X8次，指示器将重新设定。最后，如方框116所示，如果进行重新设定，所有的计数器重新设为0。
还可以如方框118所示，将发光二极管68设置成当使用时单闪X2时间。
本发明可采用多种材料。顶盖壳可用热塑材料来制造，如ABS或聚丙烯塑料。电子元件可设置在模具中发光二极管和传感器触点附近的适当位置。尽管注射模制是一种封装方法。其他方法也能成功使用，比如灌封或冷注射模制。
装配本发明可通过将位于指示器基部的开口球状杆(连接件52、柱54、一对舌部56，凸部58)置于筒的顶部或筒盖上的排水孔36中心的安装孔42中。
本发明有三种操作状态：
1.包装状态：预先安装到筒顶盖的指示器具有活动性，但处于睡眠模式。
2.安装状态：指示器和筒安装到贮尿器，准备好进行首次尿液接触。只读存储器程序中无储存的信息。
3.启动流体探测状态：含有高矿物质的尿(或水，其中含有较少的矿物质)将连通传感器探头之间的电路，使芯片通电并允许进行信息储存。
在一个实施例中，上面所提到的流体探测状态的程序如下：
1.每当检测到流体时，使用计数器将增加(1)，使用计时器记录探测到的流体持续时间，当只应当记录使用一次或只要仍存在流体时，使用计数器将在预定的很短时间(如50秒)停止记录另外的使用，以避免错误记录到两次使用。
2.当使用的次数(利用计数器的记录)大于预定的次数(在一实施例中为7000次)，单元启动“变化信号” (连续的或闪光的发光二极管)。
3.如果探测到流体的持续时间大于预定值(在一个实施例中为75秒)，连续计数器将增加(1)。
4.当连续计数器达到预定的数值(在一实施例中为3)，并且这种情况是连续发生的，单元启动“变化信号”(闪光)。
5.如果连续情况发生的预定次数不是连续的，那么连续计数器重置为0。
在另一可选择的实施例中，在下面情况下可重新置0：
1.如流体持续时间是小于一秒的非常短的预定值(在一实施例中为0.5秒)，激发重置计数器一次，跟踪复位时间。
2.如果重置计数器等于预定值(在一实施例中为10)并且复位时间小于或等于预定值(在一实施例中为5秒)，所有的计数器都重置为0。
3.如果复位时间大于预定值(在一实施例中为5秒)重置“重置计数器”和重置计时器为0。
在相关的可选择的实施例中，如果尿液是连续的，将提供某种特征信号，流体的持续时间大于某非常长的预定时间(如在一实施例中为75秒)，单元将启动“变化信号”。
在一可选择的实施例中，本发明将给出由全部使用时间触发的“变化信号”。
1.当启动流体探测，芯片通电和启动持续时间计时器。
2.当持续时间计时器到达预定的天数值(在一实施例中为90天)，激发“变化信号”。
在另一可选择的实施例中，每当出现下面的情况本发明将使发光二极管闪光：
1.当启动流体探测，激发正在使用闪光信号(1/10秒)，表示装置正在使用。正在使用闪光信号可当结束流体探测时复位。
在另一可选择的实施例中，本发明使用第二发光二极管，提供使用中信号，第一发光二极管用于溢流。两个发光二极管可采用不同的颜色。另外，不同的颜色和不同的发光二极管可用于不同的信号。
本装置可用于带冲洗的贮尿器，可在贮尿器上连接电磁阀，在连续给尿的情况下，切断冲洗水流。连接可通过硬导线或通过发送器及接收器。
尽管水的矿物质含量较低，也能使装置工作，从而需要设置可适当调节的传感器，以测定水和尿的差别。因此，在可选择的实施例中，设定了电阻值限度，故不会认出冲洗该系统的水，而系统可辨认出尿液。
虽然本发明已通过特定的实施例进行了介绍，应当认识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种变化和改进。