用于減少電容傳感器之間的串擾的裝置和方法
【專利說明】
[0001]【背景技術(shù)】和

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]本公開一般涉及用于減少電容傳感器之間串擾的裝置和方法。更具體地，本公開涉及減少在管道應用中使用的電容傳感器之間的串擾，例如諸如電子龍頭、電子馬桶和相關(guān)電子配件諸如電子肥皂分配器。
[0003]電子龍頭常常用于控制流體流。電子龍頭可包括接近傳感器諸如主動紅外(“IR”)接近檢測器或電容接近傳感器。此類接近傳感器用于檢測定位在該龍頭附近的使用者的手，并且響應于該使用者的手的檢測打開和關(guān)閉水。其他電子龍頭可以使用觸摸傳感器控制龍頭。此類觸摸傳感器包括電容觸摸傳感器或位于龍頭的噴口上或用于控制龍頭的手柄上的其他類型的觸摸傳感器。該龍頭上的電容傳感器還可用于檢測龍頭組件的觸摸和鄰近龍頭的使用者的手的接近度。
[0004]電容傳感器也在電子馬桶應用中用作沖洗致動傳感器、水箱填充傳感器和桶身溢流傳感器。此外，電容傳感器用在管道相關(guān)配件上，例如諸如液體肥皂分配器。
[0005]在電容感測應用中，位于電子龍頭附近的其他組件可對來自電容傳感器的輸出信號有非預期影響。例如，觸摸金屬水槽的使用者可在電容傳感器處誘發(fā)錯誤的電容信號。水槽平臺下方發(fā)生的變化也可在電容傳感器處引起錯誤讀數(shù)。
[0006]在其他電容感測應用中，耦合到相同控制器的多個電容傳感器可在該電容傳感器之間產(chǎn)生串擾并且因此還對來自該電容傳感器的輸出信號有非預期影響。例如，第一電容傳感器的電容值的大變化可致使第二電容傳感器的電容值變化足夠大以在第二電容傳感器中觸發(fā)錯誤感測事件。常規(guī)感測應用使用復雜的軟件算法以試圖減小相鄰的電容傳感器之間的串擾的影響。
[0007]在本公開的一個例示的實施例中，感測裝置包括耦合到第一組件的第一電容傳感器和耦合到第二組件的第二電容傳感器。該第二電容傳感器包括感測電極、耦合到該電極的第一感測線和與該電極間隔開的第二感測線。感測裝置還包括耦合到第一電容傳感器且耦合到第二電容傳感器的第一感測線和第二感測線的控制器。該控制器經(jīng)編程以確定分別從第二電容傳感器的第一感測線和第二感測線接收的第一輸出信號和第二輸出信號之間的差異信號，從而減小來自第一電容傳感器的串擾對第二電容傳感器的影響。該控制器還經(jīng)編程以分析差異信號，從而檢測由事件引起的第二電容傳感器電容值的變化。
[0008]在本公開的另一個例示的實施例中，電子馬桶包括馬桶水箱，該馬桶水箱經(jīng)配置從供水系統(tǒng)接收水并且將水保持在其中；位于該馬桶水箱內(nèi)的至少一個電容傳感器；與該馬桶水箱流體連通的馬桶桶身；以及桶身溢流電容傳感器，該桶身溢流電容傳感器在高于馬桶桶身的正常填充水位的位置處耦合到馬桶桶身。桶身溢流電容傳感器包括感測電極、耦合到該電極的第一感測線和與該電極間隔開的第二感測線。電子馬桶還包括控制器，該控制器耦合到馬桶水箱內(nèi)的至少一個電容傳感器且耦合到桶身溢流電容傳感器的第一感測線和第二感測線。該控制器經(jīng)編程以確定從桶身溢流電容傳感器的第一感測線和第二感測線接收的輸出信號之間的差異信號，從而減小串擾對桶身溢流電容傳感器的影響。該控制器還經(jīng)編程以分析差異信號，從而確定何時馬桶桶身中的水位高于馬桶桶身的正常填充水位。
[0009]在本公開的又一個例示的實施例中，電子肥皂分配器包括分配頭，該分配頭包括出口 ；栗，該栗可操作地耦合到肥皂儲存貯存器，以將來自該肥皂儲存貯存器的液體肥皂栗送到該分配頭的出口 ；以及可操作地耦合到該分配頭的電容傳感器。該電容傳感器包括電極、耦合到該電極的第一感測線和與該電極間隔開的第二感測線。電子肥皂分配器還包括耦合到電容傳感器的第一感測線和第二感測線的控制器。該控制器經(jīng)編程以分別從第一感測線和第二感測線接收第一輸出信號和第二輸出信號、根據(jù)第一輸出信號和第二輸出信號之間的差確定差異信號、分析該差異信號以檢測通過使用者的電容傳感器的致動、并且響應于檢測到的通過使用者的電容傳感器的致動來選擇性地致動該栗，以從該分配頭的出口分配肥皂。
[0010]通過考慮以下對目前所認識到的實施本發(fā)明的最佳模式進行舉例說明的示例性實施例的詳細描述，本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將變得顯而易見。
【附圖說明】
[0011]圖式的詳細描述尤其是指附圖，其中:
[0012]圖1是示例實施例的電子龍頭的方框圖；
[0013]圖2是示出本公開的示例實施例的電子龍頭的進一步細節(jié)的方框圖，該電子龍頭包括耦合到龍頭組件諸如噴口或手柄的至少一個初級電容傳感器和多個次級電容傳感器以測量靠近該龍頭的非預期電容信號；
[0014]圖3示出來自初級電容傳感器和次級電容傳感器的示例性輸出信號和該初級電容傳感器輸出信號和該次級電容傳感器輸出信號之間的差異信號；以及
[0015]圖4是示出本公開的另一個示例實施例中的電子馬桶的電容傳感器的細節(jié)的方框圖。
【具體實施方式】
[0016]出于促進對本公開原理的理解的目的，現(xiàn)在參考附圖中所示的實施例，該實施例在下文中描述。下文中所公開的實施例并不意圖是詳盡的，或者并不意圖將本發(fā)明限制于以下詳細描述中公開的確切形式。相反，該實施例被選擇和描述，使得本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員可利用它們的教導。因此，并不意圖由此限制本發(fā)明所要求保護的范圍。本發(fā)明包括對所說明的裝置和所描述的方法的任何更改和進一步修改，并且本發(fā)明所涉及的領(lǐng)域的技術(shù)人員通常會想到針對本發(fā)明的原理的進一步應用。
[0017]圖1是示出本公開的電子龍頭10的一個示例性實施例的方框圖。龍頭10示例性地包括用于輸送流體諸如水的噴口 12和用于以手動模式控制通過噴口 12的流體流的至少一個手動閥手柄14。熱水源16和冷水源18分別通過流體供應管線17和19耦合到手動閥體組合件20。閥手柄14可操作地耦合到手動閥體組合件20以控制通過其中的水流。
[0018]在一個示例實施例中，針對熱水源16和冷水源18提供單獨的手動閥手柄14。在其他實施例中，諸如廚房龍頭實施例，單個手動閥手柄14用于熱水和冷水的輸送。在此類廚房龍頭實施例中，手動閥手柄14和噴口 12通常通過單孔安裝耦合到水槽。閥體組合件20的輸出耦合到致動器驅(qū)動閥22，該致動器驅(qū)動閥22由從控制器24接收的輸入信號電子控制。在例示性實施例中，致動器驅(qū)動閥22是電操作閥，諸如電磁閥。致動器驅(qū)動閥22的輸出通過供應管線23將流體供應到噴口 12。
[0019]在可替代的實施例中，熱水源16和冷水源18直接連接到致動器驅(qū)動閥22，以提供無需任何手動控制的完全自動的龍頭。然而在另一個實施例中，控制器24控制電子比例閥(未示出)，以將流體從熱水源16和冷水源18供應到噴口 12。
[0020]因為控制器24電地控制致動器驅(qū)動閥22，所以可以使用來自傳感器諸如電容傳感器26、28的輸出控制水流。如圖1所示，當致動器驅(qū)動閥22打開時，龍頭10可以常規(guī)方式操作，即通過操作手柄14和閥體組合件20的手動閥構(gòu)件以手動控制模式操作該龍頭。相反地，當手動控制的閥體組合件20被設置以選擇水溫和流速時，致動器驅(qū)動閥22可被觸摸控制，或當物體(諸如使用者的手)在檢測區(qū)內(nèi)時可由接近傳感器激活，以將水流切換成打開和關(guān)閉。
[0021]在一個示例實施例中，噴口 12具有連接到控制器24的電容傳感器26。此外，手動閥手柄14還具有安裝在其上的電容傳感器28，該電容傳感器28電耦合到控制器24。來自電容傳感器26、28的輸出信號用于控制致動器驅(qū)動閥22，其從而控制從熱水源16和冷水源18到噴口 12的水流。通過用電容傳感器26、28感測電容值變化，控制器24可以做出邏輯判定，以控制龍頭10的不同操作模式，諸如在手動操作模式與免手動操作模式之間改變，這在美國申請公開號2010/0170570 ;和美國專利號7，690，395和7，150，293以及7，997，301中進一步描述，該申請公開和專利的公開內(nèi)容均以引用方式明確并入本文。在美國專利號7，232，111中更詳細地描述用于接近檢測器和響應于該接近檢測器用于龍頭的邏輯控制的另一個例示配置，其全文通過引用方式并入。
[0022]基于一個或多個使用者輸入確定來自熱水源16和冷水源18的流體的量，諸如期望的流體溫度、期望的流體流速、期望的流體體積、各種基于任務的輸入、各種公認的表達和/或它們的組合。如上所述，龍頭10還可包括電子控制比例閥或混合閥，該電子控制比例閥或混合閥與熱水源16和冷水源18兩者流體連通。在美國專利號7，458，520和PCT國際公開號W02007/082301中描述了示例性電子控制的混合閥，其公開內(nèi)容通過引用明確并入本文。
[0023]在圖2中示出電子龍頭的示例性實施例的附加細節(jié)。圖2示出包括至少一個初級電容傳感器26、28的龍頭10，該初級電容傳感器26、28位于龍頭組件諸如如上所述的噴口12或手柄14上。初級電容傳感器26、28檢測龍頭組件的觸