本實(shí)用新型涉及便攜式液體容器的消毒。

背景技術(shù)：

根據(jù)本發(fā)明人，常規(guī)便攜式液體容器(例如，水瓶)存在的問題包括它們是諸如細(xì)菌、病毒、霉菌等的病原體的理想生長場所。減少病原體的一些初步嘗試包括使用充氣水銀燈泡來提供UV光。這些嘗試存在的問題包括這種燈泡要求高電壓并且能源消耗大；燈泡易碎并且不適合用于高沖擊應(yīng)用(例如，露營等)；燈泡造成相當(dāng)大的中毒風(fēng)險(xiǎn)等等。

本實(shí)用新型的發(fā)明人相信需要用于對液體容器(例如，水瓶)消毒的改進(jìn)的設(shè)備和方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，一種便攜式液體存儲瓶包括：存儲部分，所述存儲部分被配置為存儲液體；以及處理部分，所述處理部分與所述存儲部分連接并且被配置為執(zhí)行對所述液體的分析。在一個(gè)系統(tǒng)中，所述處理部分包括：第一光源，所述第一光源被配置為向所述液體提供光源光；光檢測器，所述光檢測器被配置為響應(yīng)于向所述液體提供的所述光源光接收透射光(transmitted light)；處理器，所述處理器與所述第一光源和所述光檢測器連接，并且被配置為響應(yīng)于所述透射光確定液體特性；以及通信部分，所述通信部分與所述處理器連接，并且被配置為向遠(yuǎn)程計(jì)算系統(tǒng)提供所述液體特性的指示。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述第一光源包括UV光源，并且其中，所述光檢測器包括光電二極管。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述遠(yuǎn)程計(jì)算系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、智能設(shè)備或遠(yuǎn)程服務(wù)器，并且其中，所述通信部分被配置為使用包括藍(lán)牙、Wi-Fi、802.11、NFC、 以太網(wǎng)或ZigBee的協(xié)議。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述處理部分包括：被配置為在持續(xù)時(shí)間內(nèi)向所述液體提供UV光以對所述液體消毒的第二光源，其中，所述處理器與所述第二光源連接并且被配置為響應(yīng)于所述液體特性指定所述持續(xù)時(shí)間。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述通信部分被配置為提供所述液體被消毒的指示。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述處理部分設(shè)置在所述存儲部分下方，并且其中，所述液體包括水。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述處理器還被配置為響應(yīng)于所述透射光確定所述液體中的雜質(zhì)、污染物或病原體。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述雜質(zhì)、所述污染物或所述病原體包括細(xì)菌、病毒、霉菌、生物膜、硝酸鹽、TOC、DOC、COD、BOD、AOC和BTX中的至少一種。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，一種用于便攜式液體存儲瓶的方法包括：在所述便攜式液體存儲瓶的存儲部分中接收液體；由光源向所述液體提供光源光；以及響應(yīng)于向所述液體提供的所述光源光，由光檢測器確定透射光。技術(shù)包括：響應(yīng)于所述光源光和所述透射光，由與所述光檢測器連接的處理器確定所述液體的濁度；以及由與所述處理器連接的通信部分向遠(yuǎn)程計(jì)算系統(tǒng)發(fā)送所述液體的濁度的指示。

根據(jù)本實(shí)用新型的又一方面，描述了一種便攜式液體存儲瓶，所述便攜式液體存儲瓶包括被配置為存儲液體的存儲部分。設(shè)備可以包括處理部分，所述處理部分與所述存儲部分連接，其中，所述處理部分包括：第一UV LED光源，所述第一UV LED光源被配置為在照射持續(xù)時(shí)間內(nèi)向所述液體提供UV光以對所述液體消毒；處理器，所述處理器與所述第一光源連接并且被配置為確定所述照射持續(xù)時(shí)間；以及通信部分，所述通信部分與所述處理器連接并且被配置為向遠(yuǎn)程設(shè)備提供所述液體被消毒的指示。可以使用被配置為當(dāng)向所述液體提供所述UV光時(shí)在視覺上指示的視覺指示器。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，所述UV光包括UV-C光。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，所述視覺指示器包括被配置為響應(yīng)于UV光發(fā)熒光的材料。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，所述遠(yuǎn)程設(shè)備包括遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)或智能設(shè)備； 并且所述通信部分被配置為使用包括藍(lán)牙、Wi-Fi、802.11、NFC、以太網(wǎng)或ZigBee的協(xié)議。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，所述處理部分包括：光學(xué)透明度部分，所述光學(xué)透明度部分與所述處理器連接并且被配置為提供所述液體的透明度的指示，并且所述處理器與所述光學(xué)透明度部分連接并且被配置為響應(yīng)于所述液體的透明度的指示確定所述照射持續(xù)時(shí)間。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，所述便攜式液體存儲瓶還包括GPS單元，并且所述通信部分被配置為向所述遠(yuǎn)程設(shè)備提供GPS數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，所述存儲部分包括UV反應(yīng)性膜，所述UV反應(yīng)性膜被配置為響應(yīng)于所述UV光在所述液體中產(chǎn)生活性氧。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，所述處理部分設(shè)置在所述存儲部分下方或上方。

根據(jù)本實(shí)用新型的又另一方面，公開了一種用于便攜式液體存儲瓶的方法，所述方法包括：在所述便攜式液體存儲瓶的存儲部分中接收液體；由第一光源在照射持續(xù)時(shí)間內(nèi)向所述液體提供UV LED光以對所述液體消毒；以及當(dāng)向所述液體提供所述UV光時(shí)，由所述便攜式液體存儲瓶上的視覺指示裝置輸出視覺指示。方法包括：由與所述第一光源連接的處理器確定所述照射持續(xù)時(shí)間；并且由與所述處理器連接的通信部分向遠(yuǎn)程設(shè)備發(fā)送所述液體被消毒的指示。

附圖說明

為了更全面地理解本實(shí)用新型，參照并不認(rèn)為限制本實(shí)用新型的范圍的附圖，通過使用附圖以額外的細(xì)節(jié)描述本實(shí)用新型的目前描述的實(shí)施例和目前理解的最佳實(shí)施方式，其中：

圖1圖示了本實(shí)用新型的實(shí)施例的示意圖；

圖2A至2B圖示了本實(shí)用新型的實(shí)施例的另一個(gè)示意圖；

圖3圖示了本實(shí)用新型的實(shí)施例的方框圖；并且

圖4圖示了在不同的紫外光波長下各種類型的水的紫外光透光率。

具體實(shí)施方式

圖1圖示了本實(shí)用新型的實(shí)施例的實(shí)例，并且圖4圖示了在不同的紫外光波長下各種類型的水的紫外光透光率。在圖1所示的實(shí)例中，圖示了一種便攜式液體容器(例如，水瓶)110。水瓶110包括具有開口130的外殼以及內(nèi)部防水殼140。外殼可以是金屬或金屬合金、玻璃、塑料、半透明材料或其他UV阻擋材料。材料還可以反射防水殼140內(nèi)的UV光。在一些實(shí)施例中，開口130可以包括用于進(jìn)入的水的過濾器。在各種實(shí)例中，內(nèi)殼140可以包括催化劑涂層，如TiO₂等。內(nèi)殼140還可以包括UV熒光材料區(qū)域150、UV透射區(qū)域160(例如，石英或藍(lán)寶石窗口)和光檢測器170。在各種實(shí)施例中，電子設(shè)備設(shè)置在水瓶110的底部230中?？梢栽O(shè)置各種部件，例如處理器240、電源供應(yīng)器250、有線或無線通信接口260、LED驅(qū)動(dòng)器270和一個(gè)或多個(gè)UV-LED 280。在各種實(shí)施例中，UV-LED 280可以包括UV-C、UV-A和/或UV-B LED等。

在各種實(shí)施例中，如圖所示，響應(yīng)于UV光照180，UV熒光材料150提供用戶可見的可見光190。在一些實(shí)施例中，材料150可以是徽標(biāo)、圖案、特殊設(shè)計(jì)等的形狀。該設(shè)計(jì)在存在UV光照180時(shí)將發(fā)光。另外，響應(yīng)于UV光照200，內(nèi)殼140上的催化劑在液體(例如，水)220內(nèi)產(chǎn)生活性氧210。在一些實(shí)施例中，如圖所示，UV或白光光照290穿過液體220，并且撞擊光檢測器(光電二極管或光譜儀)170。光的強(qiáng)度可以指示液體220的透明度或濁度。在一些實(shí)施例中，可以測量各種類型的光學(xué)性質(zhì)，例如光傳輸性、光吸收性、光反射性和光學(xué)熒光性等。根據(jù)檢測的光的強(qiáng)度(例如，透明度)，可以修改UV消毒過程的持續(xù)時(shí)間(例如，增大或減小)；可以修改UV LED的強(qiáng)度；可以中止UV消毒過程等等。

圖2A至2B圖示了本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例。在實(shí)例中，水瓶300包括液體存儲部分310以及設(shè)置在部分310上方的電子器件部分320。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲部分310可以存儲0.5L至1L的水，然而在其他實(shí)施例中預(yù)想到其他尺寸。如結(jié)合圖1所述，UV LED光源和控制電子器件可以設(shè)置在電子器件部分320內(nèi)。類似于上述實(shí)施例，電子器件部分320可以是防水的。UVLED光源提供在UV-C頻帶中的UV光，并且可以提供足夠的功率以對存儲部分310內(nèi)的液體在不到1分鐘內(nèi)以99％的消毒率消毒。內(nèi)部電源供應(yīng)器可以從外部電源或經(jīng)由太陽能電池330再充電，并且可以在充電之間持續(xù)超過1 周時(shí)間。在各種實(shí)施例中，徽標(biāo)320是UV反應(yīng)性的，并且當(dāng)正在對液體消毒時(shí)可以發(fā)出在可見光范圍內(nèi)的熒光。

在圖2A至圖2B所示的實(shí)施例中，UV或可見光反射表面340可以設(shè)置在液體存儲部分310的底部。設(shè)置在電子器件部分320內(nèi)的可見光或UV光源(例如，UV-A)370輸出光350穿過液體、在反射表面340反射、穿過液體返回(360)并且撞擊電子器件部分320內(nèi)的光檢測器380等(都在石英或藍(lán)寶石窗口390后方)。基于光檢測器380檢測的光的量，可以確定液體的濁度(例如，透明度)，并且/或者可以確定液體類型(例如，牛奶、水、果汁)。在各種實(shí)施例中，消毒過程中UV LED光源輸出的UV光的強(qiáng)度和/或UV光的持續(xù)時(shí)間可以響應(yīng)于液體的濁度變化。例如，對于清澈的水，可以提供1分鐘強(qiáng)度為50％的UV光；對于渾濁的水，可以提供1.5分鐘強(qiáng)度為80％的UV光；對于清澈的果汁，可以提供2分鐘強(qiáng)度為75％的UV光，等等。另外，反射表面340也可以反射來自UV LED光源的消毒UV-C UV光，從而增加消毒過程的UV功效。

在各種實(shí)施例中，液體容器可以向用戶的智能手機(jī)、水質(zhì)監(jiān)測服務(wù)器(例如，政府、組織)、社交媒體推送等報(bào)告水質(zhì)。在一些實(shí)施例中，液體容器可以向用戶的智能手機(jī)、社交媒體推送等報(bào)告液體的消毒(經(jīng)由UV-LED)。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明人假定當(dāng)用戶對液體消毒時(shí)，容器是滿的并且所有液體實(shí)際上被消耗。因此，可以根據(jù)每個(gè)消毒周期估計(jì)用戶消耗的水的量。此數(shù)據(jù)也可以被傳遞到用戶的智能手機(jī)、監(jiān)測服務(wù)器(例如，政府、組織)、社交媒體推送等。

圖3示出了如上所述的水瓶400的各種實(shí)施例的功能框圖，該水瓶包括處理器或控制器510、存儲用于處理器510的程序和數(shù)據(jù)的存儲器520(例如，閃存、DRAM、可拆卸存儲器等)。程序可以包括不透明度/病原體/污染物測定程序、消毒程序(UV強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間算法)等。數(shù)據(jù)可以包括不透明度、病原體、檢測的污染物、消毒周期的次數(shù)、估計(jì)的處理/飲用的液體量等。

在一些實(shí)施例中，可以設(shè)置單個(gè)顯示器530以顯示狀態(tài)數(shù)據(jù)(例如，剩余消毒周期的次數(shù)、已執(zhí)行的消毒周期的次數(shù)、電池600電量等)。另外，顯示器530可以允許用戶選擇一個(gè)或多個(gè)消毒程序(例如，針對水、針對果汁等)。在一些實(shí)施例中，可見光LED還可以提供狀態(tài)數(shù)據(jù)(例如，紅色代表 消毒前，藍(lán)色代表消毒中，綠色代表已消毒的液體等)。

在一些實(shí)施例中，UV LED 540可以用于對水消毒，并且一些UV LED可以用于在模塊550內(nèi)分析液體。在各種實(shí)施例中，UV模塊540包括UV-A LED170和UV-B和/或UV-C LED 210，以對液體和水存儲器535的壁照射不同范圍的UV光以消滅不同類型的病原體(例如，細(xì)菌、病毒、霉菌、生物膜等)。在一些實(shí)例中，使用多頻率的光以處理液體。例如，214nm范圍的UV光用于消滅MS2大腸桿菌噬菌體，265nm范圍的UV光用于消滅枯草桿菌等。這些實(shí)施例可以直接針對以下描述的水分析模塊550在進(jìn)入的水中確定的病原體。例如，如果模塊550中只檢測到枯草桿菌，就可以只啟動(dòng)具有約260nm至約270nm的輸出范圍的UV-LED來攻擊枯草桿菌。

模塊550可以檢測水、污染物、病原體(例如，細(xì)菌、病毒、霉菌、生物膜等)和雜質(zhì)等的光學(xué)透明度。例如，210nm至250nm范圍內(nèi)的UV光可以檢測亞硝酸鹽(NO2)和硝酸鹽(NO3)，250nm至380nm范圍內(nèi)的UV光可以檢測總有機(jī)碳(TOC)、溶解性有機(jī)碳(DOC)、化學(xué)需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、顏色(色度)、可同化有機(jī)碳(AOC)，240nm至300nm范圍內(nèi)的UV光可以檢測臭氧，360nm至395nm范圍內(nèi)的UV光可以檢測苯、甲苯和二甲苯(BTX)以及濁度(NTU)等等。這些數(shù)據(jù)可以提供給遠(yuǎn)程服務(wù)器、智能設(shè)備等。在各種實(shí)施例中，可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)多孔膜560以過濾掉水中懸浮的污染物顆粒。在一些實(shí)例中，膜560可以包括用于氯、TOC、DOC、COD等的活性炭過濾器。在一些實(shí)施例中，模塊550可以通過UV LED 540在過濾(通過多孔膜)前和/或后以及/或者在消毒前和/或后監(jiān)測水。然后可以上傳這些數(shù)據(jù)。

在一些實(shí)施例中，可以包括GPS接收能力580以向遠(yuǎn)程服務(wù)器提供設(shè)備500的地理位置。GPS數(shù)據(jù)、水質(zhì)數(shù)據(jù)(過濾或消毒前和/或后)等可以經(jīng)由模塊590發(fā)送到用戶的智能設(shè)備、專用或公共水質(zhì)服務(wù)器、政府組織等。

圖3是能實(shí)施本實(shí)用新型的一個(gè)設(shè)備400的代表圖。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)容易明白，許多其他的硬件和軟件配置適合與本實(shí)用新型一起使用。本實(shí)用新型的實(shí)施例可以包括至少一些，而不需要包括圖3所示的所有功能框。另外，應(yīng)當(dāng)理解，多個(gè)功能框可以實(shí)施為單個(gè)物理包或裝置，并且多個(gè)功能框可以拆分并且在單獨(dú)的物理包或裝置中執(zhí)行。

在其他實(shí)施例中，可以方便地進(jìn)行以上討論的本實(shí)用新型的組合或子組合。例如，一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部UV波導(dǎo)可以從瓶表面延伸。這些實(shí)施例可以增大UV光的擴(kuò)散。在另一個(gè)實(shí)施例中，TiO₂材料可以采用TiO₂納米顆粒、薄膜、微球、粉末等的形式。為了便于理解而組合了結(jié)構(gòu)的方框圖和流程圖。應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)用新型的替代性實(shí)施例中設(shè)想了功能框的組合、新功能框的增加、功能框的重新布置等。因此，說明書和附圖被認(rèn)為是說明性的而非限制性意義。然而，顯然在不脫離如權(quán)利要求書所闡述的本實(shí)用新型的寬廣的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行各種修改和變化。