專利名稱：使用雷達傳感器的抽水馬桶通風裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及抽水馬桶的通風裝置及方法。本發(fā)明尤其涉及安置在抽水馬桶的水箱中并包括雷達傳感器的抽水馬桶通風裝置及方法。
背景技術：
多種裝置被用于去除或減少洗手間和浴室中空氣的氣味。吊扇便是這些裝置中的一個示例。其它示例包括空氣過濾裝置，該裝置去除抽水馬桶的附近包括抽水馬桶的便桶的氣味。一些裝置使用電操作的風扇或吸入裝置來去除空氣的氣味。一般不需要風扇或吸入裝置連續(xù)操作，因為風扇或吸入裝置的馬達或其它機械和電氣部件有磨損和/或連續(xù)用電。
一些常見的空氣過濾裝置被設計成位于抽水馬桶外部或與抽水馬桶相連。這些裝置的一個弊端在于裝置是暴露的、并可能不美觀，和/或會受到損害。其它常見的空氣過濾裝置被設計成在抽水馬桶中操作，不過許多這些裝置要求對抽水馬桶作改裝(通常成本高)和/或要求抽水馬桶是專門建造的。例如，該裝置需要對抽水馬桶的水箱進行密封、給抽水馬桶連接上附加的軟管或管子、和/或在抽水馬桶的水箱或其它部分中形成傳感窗口。這些裝置一般來說不便于或不適于對現(xiàn)有的抽水馬桶作翻新改進。
已研究出許多空氣過濾裝置，它們利用開關來打開和關閉風扇或吸入裝置。手動開關可由使用者操作，但一般來說不方便。因此，已研究出帶有自動開關的裝置。一類常見的開關是壓力開關。例如，該開關可位于抽水馬桶坐部的下方。該開關在使用者坐在抽水馬桶坐部上時啟動，而在使用者站起來時釋放。這類壓力開關的一個弊端就是它是暴露的并會被污物、灰塵或其它污垢損壞、破壞或變得不起作用了。
另一類常見開關是紅外傳感器。紅外光源比如發(fā)光二極管(LED)發(fā)射紅外線，并且紅外線被使用者反射到紅外線探測儀比如光電管。紅外探測在使用上有幾項限制。首先，紅外輻射因其波長短不可能穿透大多數(shù)物質(zhì)。因而，紅外輻射源和探測儀一般是暴露的，或者位于由紅外輻射可透過的材料制成的窗口后面。此外，紅外傳感器會在輻射源或探測儀的前面被比如紙、灰塵或布的物質(zhì)有意無意地阻擋。
紅外探測的又一個弊端是物體比如衣服的反射率變化范圍寬。因而，紅外線探測儀必須對反射信號強度中的寬變化范圍敏感。從而存在這樣一種冒險，即探測儀不能用吸收或僅微弱地反射紅外輻射的衣服或其它物品來探測使用者。而且，常見紅外傳感器不識別物體相對于傳感器的距離。因而，紅外傳感器不會把使用抽水馬桶的人和站在抽水馬桶附近的人區(qū)別開來。紅外線探測儀的這些弊端會引起抽水馬桶的通風裝置發(fā)生故障(例如風扇或吸入裝置的連續(xù)或間歇的操作)。
發(fā)明概述一般來說，本發(fā)明涉及使用雷達傳感器的抽水馬桶的通風方法和裝置，從而響應使用者的有無來控制裝置的操作。一個實施例是安置在抽水馬桶內(nèi)例如抽水馬桶的水箱內(nèi)的抽水馬桶通風裝置。該抽水馬桶通風裝置包括一個限定了一進氣孔和一出氣孔的殼體。在該殼體內(nèi)具有一個將空氣抽到該裝置內(nèi)的空氣運動裝置、一個去除空氣中惡臭成分的過濾器和一個這樣的雷達傳感器，即該雷達傳感器響應使用者的存在啟動空氣運動裝置，或者在使用者離開時關閉該空氣運動裝置。該抽水馬桶通風裝置被構造并布置成利用該空氣運動裝置通過進氣孔將空氣從抽水馬桶抽至與過濾器相連接，并將空氣抽出出氣孔。在一個操作模式中，該抽水馬桶通風裝置被安置在抽水馬桶的溢流管上方，從而通過溢流管將空氣從抽水馬桶的便桶抽到抽水馬桶的通風裝置中。
本發(fā)明的另一實施例是一個這樣的抽水馬桶通風裝置，該抽水馬桶通風裝置包括一個殼體、一個空氣運動裝置和一個雷達傳感器，該殼體限定了一進氣孔和一出氣孔。該空氣運動裝置和該雷達傳感器被電連接，以響應對使用者的探測來啟動空氣運動裝置。該空氣運動裝置和雷達傳感器二者都被安置在殼體內(nèi)。該雷達傳感器包括一個發(fā)射射頻能量脈沖的發(fā)送器、一個接收射頻能量脈沖的反射波的選通接收器以及一個這樣的處理器，即該處理器響應該接收器接收的反射波判定使用者是否存在。
本發(fā)明的又一個實施例是一種利用安置在抽水馬桶內(nèi)例如抽水馬桶的水箱中的抽水馬桶通風裝置將空氣中的惡臭成分去除的方法。一個雷達傳感器感應使用者是否靠近抽水馬桶。當一個人靠近抽水馬桶時，空氣運動裝置便被打開，從而將空氣從抽水馬桶的便桶抽到抽水馬桶通風裝置中。接著，空氣中的惡臭成分通過一個過濾器被去除。該雷達傳感器、空氣運動裝置和過濾器都被安置在抽水馬桶通風裝置中。
以上的本發(fā)明概述并不打算描述本發(fā)明的每一個披露的實施例或每種實現(xiàn)方式。下面的附圖和詳細說明將更具體地描述這些實施例。


通過下面結合附圖對本發(fā)明的各個實施例進行的詳細說明，可更完全地理解本發(fā)明，其中圖1是本發(fā)明的抽水馬桶通風裝置的一個實施例的透視圖，它被安置在抽水馬桶的水箱中；圖2是圖1的抽水馬桶通風裝置的橫剖示意圖；圖3是圖1的抽水馬桶通風裝置的殼體下部的透視圖；圖4是圖1的抽水馬桶通風裝置的殼體上部的透視圖；圖5A是圖4殼體的上部基座的透視圖；圖5B是圖4殼體的上部蓋板的透視俯視圖；圖5C是圖4殼體的上部蓋子的透視俯視圖；圖5D是圖5B蓋板的透視底視圖；
圖6是本發(fā)明中雷達傳感器的一實施例的示意方框圖；圖7是本發(fā)明中雷達傳感器的第二實施例的示意方框圖；圖8是時序示意圖，示出了本發(fā)明中脈沖雷達傳感器的一實施例的操作；圖9是時序示意圖，示出了本發(fā)明中脈沖雷達傳感器的另一實施例的操作；圖10是本發(fā)明中脈沖雷達傳感器的工作示意圖；圖11是本發(fā)明中雷達傳感器的第三實施例的示意方框圖；圖12是時序示意圖，示出了本發(fā)明中脈沖雷達傳感器的又一實施例的操作；圖13是本發(fā)明中雷達傳感器的第四實施例的示意方框圖；圖14是本發(fā)明中抽水馬桶通風裝置的另一實施例的展開透視圖。
雖然本發(fā)明可有各種改型和替換形式，但其細節(jié)已由附圖中的示例示出并將詳細描述。不過，應該理解，本發(fā)明并不受所述特定實施例的限制。相反，本發(fā)明將覆蓋所有落入本發(fā)明實質(zhì)和范圍內(nèi)的改型、等效物和替換物。
優(yōu)選實施例的描述本發(fā)明適用于抽水馬桶的通風裝置及方法。本發(fā)明尤其涉及利用雷達傳感器的抽水馬桶的通風裝置及方法。雖然本發(fā)明并不受此限制，但通過對下面示例的討論將會理解本發(fā)明的各個方面。
抽水馬桶的通風裝置包括一個具有一進氣孔和一出氣孔的殼體、一個空氣運動裝置、一個過濾器以及一個操縱該空氣運動裝置的雷達傳感器。優(yōu)選地是，所有這些部件都被安置在殼體中，從而提供一個單一的整體單元。利用空氣運動裝置的抽水馬桶通風裝置通過進氣孔將空氣抽到殼體中?？諝獗贿^濾器引導并被抽出出氣孔。雷達傳感器在探測到使用者時打開空氣運動裝置，或者在沒有探測到使用者時關閉空氣運動裝置?；蛘?，可將該裝置構造成使空氣運動裝置在一段所選擇的時間(例如5分鐘、10分鐘或15分鐘)之后關閉。
在至少幾個實施例中，抽水馬桶通風裝置的所有部件都被安置在抽水馬桶內(nèi)。例如，抽水馬桶通風裝置可完全位于抽水馬桶的主體內(nèi)，例如位于抽水馬桶的水箱內(nèi)(如果抽水馬桶有水箱的話)。因為抽水馬桶的材料(例如陶瓷)一般不阻擋雷達信號，所以雷達傳感器可不顯眼地安置在抽水馬桶的水箱或其它部位中。不需要在抽水馬桶的水箱或其它部位中形成窗口，而若抽水馬桶內(nèi)有一個紅外線傳感器的話，則是需要的。在至少幾個實例中，可利用抽水馬桶通風裝置來對現(xiàn)有的抽水馬桶作翻新改進，并不需要對抽水馬桶作其它改裝。
圖1表示抽水馬桶的水箱中的抽水馬桶通風裝置100的一實施例，而圖2示意性地表示該抽水馬桶通風裝置100的橫剖面。盡管該抽水馬桶通風裝置被表示和描述成一個位于抽水馬桶的水箱中的裝置，但應該理解，該抽水馬桶通風裝置可改變?yōu)槎ㄎ辉诔樗R桶內(nèi)的其它地方，例如抽水馬桶的基座內(nèi)，或抽水馬桶的外部。
抽水馬桶通風裝置100包括一個殼體102、一個進氣孔104、一個出氣孔106、一個空氣運動裝置108、一個過濾器110和一個雷達傳感器112(位于電路板上)。該實施例中的抽水馬桶通風裝置100可位于抽水馬桶150的水箱152中的溢流管154的上方。在一個操作的示例中，空氣通過空氣運動裝置108從抽水馬桶150的便桶156被抽取，繼而通過便桶邊緣160下側中的一個或多個邊緣孔158，再沿著沖洗管162通過溢流管154，最后被抽到抽水馬桶通風裝置100中。
邊緣孔158、沖洗管162和溢流管154在多種抽水馬桶中都是常見的元件。當使用者沖洗抽水馬桶時，舌閥166上升以露出進入沖洗管162的開口168，從而允許水通過沖洗管162和邊緣孔158從水箱152流出以沖洗便桶156，并將廢物沖凈。所示的抽水馬桶包括邊緣孔，這些邊緣孔是抽水馬桶邊緣管道內(nèi)的孔或開口。其它抽水馬桶具有不同于孔或開口的開槽邊緣。如果水位上升至溢流管154的頂部之上，那么溢流管154便用來除掉水箱152中的水。抽水馬桶一般還包括一個與水源172相連的再充管170。再充管170的一端被安置在溢流管154內(nèi)部或上方，從而在沖洗后并且在對水箱152再填充的過程中通過溢流管154對便桶156再填充。抽水馬桶通風裝置100可在殼體102內(nèi)包括一個用于再充管170的開口114。
應該理解，抽水馬桶通風裝置可與多種不包含所有這些部件的抽水馬桶或包含附加部件的抽水馬桶一起使用，或適于與它們一起使用。例如，抽水馬桶通風裝置可用在沒有水箱的抽水馬桶中。抽水馬桶通風裝置可位于玻璃材料的抽水馬桶中，并通過例如一個導管與便桶相連，該導管將水引導到便桶中和/或專門用來連接抽水馬桶的便桶和抽水馬桶通風裝置。在一些實施例中，抽水馬桶通風裝置可位于抽水馬桶的外部，此時該裝置的進氣孔從抽水馬桶的便桶連接到形成在抽水馬桶主體內(nèi)的導管上。在一些實例中，抽水馬桶通風裝置可位于洗手間墻壁的后面或上面。管道、軟管或管子將抽水馬桶與該裝置連接起來。
再看圖1和2，抽水馬桶通風裝置100的殼體102一般是利用塑料材料如聚丙烯形成的。塑料材料一般抵抗得住空氣和水中的降解作用，優(yōu)選抵抗得住水箱中清潔產(chǎn)品的化學品的降解。殼體102可形成為單個件或復合件。圖3和4表示一個合適的殼體102的實施例，該殼體102形成有一個下部116(圖3)和一個上部118(圖4)。在所示的實施例中，下部116包括進氣孔104、再充管開口114或者再充管170。在圖3所示的實施例中，殼體102的下部116還包括一個通道124，空氣通過該通道從進氣孔104被引導到如下所述的空氣運動裝置。
與溢流管154的尺寸相比，所示實施例中的進氣孔104一般要大些。這種布置方式的優(yōu)點在于，溢流管154(以及相連的沖洗管162和邊緣孔158)可用于從便桶156抽空氣，但如果水箱152中的水位升得太高的話，水仍然會容易流進溢流管154中。如果進氣孔104過小，會防止水流到溢流管154中。另一個優(yōu)點在于，寬進氣孔104減少了水與空氣一起被向上抽到(例如通過吸力)空氣運動裝置108和/或過濾器110的區(qū)域的可能性。在一些實施例中，附加的開口可形成在殼體的下部116中，從而允許空氣和/或水流進或流出殼體。在至少一些實例中，水箱152中的水會上升到抽水馬桶通風裝置100的進氣孔104中。這樣便容易通過溢流管154從便桶156抽取空氣，而不是從水箱152抽取。
大進氣孔的又一優(yōu)點在于，孔可容納多種現(xiàn)有的溢流管，并留有溢流管相對于水箱中其它元件的位置。這便容易在改裝現(xiàn)有的抽水馬桶時使用流體流動裝置。不過，應該理解，在一些實施例中，進氣孔可更小，尤其是在這樣的情況下，即抽水馬桶通風裝置通過一個專門用于該裝置的導管與抽水馬桶相連，和/或抽水馬桶是不用水箱的一類抽水馬桶。
圖3還表示了一個懸掛組件120，該組件使抽水馬桶通風裝置100與水箱152相連。懸掛組件120可包括掛鉤122或其它部件，比如緊固件、螺釘、螺母和螺栓等來將抽水馬桶通風裝置100懸掛、緊固或以其它方式連接到水箱152上。懸掛組件120可以是殼體102的一體化部分(例如下部116或殼體的另一部分)，或者懸掛組件120可被構造成將抽水馬桶通風裝置100連接到、支持在、支承在、粘附于、緊固到或以其它方式固定到抽水馬桶150的水箱152內(nèi)。懸掛組件120可包括可調(diào)節(jié)部件，這樣抽水馬桶通風裝置100的位置就可被調(diào)整成與抽水馬桶中現(xiàn)有的硬件相匹配。例如，懸掛組件120可被構造成在抽水馬桶內(nèi)向上或向下調(diào)整抽水馬桶通風裝置的位置，和/或調(diào)整抽水馬桶通風裝置和水箱側壁之間的距離。一個可調(diào)節(jié)懸掛組件使利用抽水馬桶通風裝置對多種不同的現(xiàn)有抽水馬桶進行改裝變得容易。此外，抽水馬桶通風裝置可例如通過螺釘、夾子、螺栓或其它緊固件與溢流閥相連。
殼體102的上部118可形成為單個件或復合件。圖5A-5D表示殼體上部118的一個實施例。該實施例包括一個基座126(圖5A)、一個蓋板128(圖5B和5D)以及一個蓋子130(圖5C)?；?26被構造成裝有殼體102的下部116。蓋板128被裝進蓋子130中，而基座126和蓋130接合在一起。
基座126、蓋板128、蓋子130和下部116可包括任何種緊固件比如夾子、聯(lián)鎖部件等和/或與緊固件相協(xié)作的元件比如粘合劑、螺釘、釘子、螺母、螺栓、鉚釘、U形釘?shù)?，用來將基?26、蓋板128、蓋子130和下部116緊固或以其它方式固定在一起。優(yōu)選地是，基座126、蓋板128、蓋子130和下部116緊緊地固定在一起，從而防止或減少水箱的空氣對抽水馬桶通風裝置100的滲透(不同于通過進氣孔的情況)。這樣做還防止水流進殼體102的上部118，并防止對空氣運動裝置和雷達傳感器造成的潛在危害。
基座126和蓋子130限定了一條出氣通道142，該通道從空氣運動裝置延伸到出氣孔106。過濾器放在該出氣通道142內(nèi)。在一些實施例中，殼體102可這樣構造，即過濾器可通過部分或完全地拆開裝置而取下來，和/或通過出氣孔取下來而不用拆開或僅部分地拆開裝置。這樣一來就可更換過濾器了。
基座126和/或蓋子130還可包括放過濾器(未示出)的肋條134。例如，肋條可提供一塊使空氣流到過濾器中的擋板。肋條還可使殼體102和過濾器之間保持密封。
在所示的實施例中，雷達傳感器位于一個腔室148中，該腔室148在空氣運動裝置之上的蓋子130中。雷達傳感器一般設置在位于該腔室148中的電路板上。應該理解，雷達傳感器可位于殼體102的其它部分中，或者在一些實施例中，雷達傳感器與殼體相分離并通過軟線、電線或其它連接元件與空氣運動裝置相連。
雷達傳感器可通過蓋板128與殼體102上部118內(nèi)部的剩余部分相分離，蓋板128至少部分地保護雷達傳感器不與抽水馬桶通風裝置中的空氣和水接觸，和/或固定空氣運動裝置。蓋板128可這樣構造，即允許電線、導線或其它連接元件在雷達傳感器和空氣運動裝置之間伸展。圖5D表示蓋板128的底部，該底部包括一個支柱132，其上安裝有空氣運動裝置(在所示實施例中為一臺風扇)。
雷達傳感器和/或空氣運動裝置可利用一節(jié)或多節(jié)電池或利用輸出端的交流電操作。如果空氣運動裝置和/或雷達傳感器是利用交流電源操作的話，那么基座126和/或蓋子130還可包括一個開口136，一根具有插銷或電壓或電流調(diào)節(jié)器140的軟線138可從該開口穿過(見圖4)。
所示實施例包括一臺作為空氣運動裝置的風扇。為了容易使空氣流動，抽水馬桶通風裝置100可這樣成形，即出氣通道142相對于風扇的中心是不對稱地定位的。這一結構允許風扇108在正確的方向轉動時通過出氣通道142將空氣導出，而不會通過出氣通道142將大量空氣抽回。在操作中，參照圖1、2、3、4和5A-5D，空氣沿著通道124從進氣孔104流到殼體102的上部118中?？諝馔ㄟ^風扇的轉動圍繞著風扇的中心導向，直到它通過出氣通道142、經(jīng)過過濾器110、并從出氣孔106流出進入水箱152中。在該實施例中，風扇通過過濾器110將空氣從出氣孔吹出。在其它實施例中，過濾器可位于裝置內(nèi)，這樣空氣通過過濾器被抽給風扇并從出氣孔抽出。
在所示的實施例中，空氣運動裝置(例如風扇)使氣流的方向反向。接著，空氣在單向上沿著通道124的行程被反向沿著出氣通道142導向。這便是“折疊”氣流的示例。其它實施例可沒有這種特殊類型的氣流?！罢郫B”氣流的一個優(yōu)點在于抽水馬桶通風裝置可形成相對細長的剖面，從而在水箱頂部與正?；蛞缌魉恢g僅有小間隙時位于抽水馬桶的水箱內(nèi)。
可采用多種不同的空氣運動裝置，包括風扇、風箱(例如通過壓電裝置膨脹和收縮)和抽吸裝置。所示實施例包括風扇。例如，合適的風扇包括無刷直流風扇、交流刷式風扇、離心式風扇、變速風扇和軸向安裝風扇。
空氣運動裝置與雷達傳感器電連接，這樣空氣運動裝置在被雷達傳感器接收的信號引導時可打開或關閉?；蛘?，還可給空氣運動裝置接上一手動開關，這樣使用者可手動地打開和關閉空氣運動裝置。該手動開關可設置在殼體上，或例如從殼體延伸至抽水馬桶150的水箱152的外部上或抽水馬桶坐部的上面或附近。
可采用多種不同的過濾器。一般來說，過濾器110包含一種放射性材料，該材料將抽取的空氣中的惡臭成分的至少一部分吸附、吸收、或起反應地去除到抽水馬桶通風裝置100中。該放射性材料可形成過濾器的結構，和/或過濾器可包含一種支承材料，放射性材料粘附、吸附、嵌入在其上或以其它方式安置在其上或其中。放射性材料可消除、吸附或吸收化學物質(zhì)例如甲硫醇和硫化氫。一般來說，過濾器具有肉眼能觀察到的空氣通道，和/或過濾器是由一種多孔材料組成的，從而允許空氣通過過濾器，但仍使空氣與過濾器的放射性材料相接觸。合適的放射性材料的示例包括活性炭和催化活性金屬氧化物。合適的過濾器包括比如多孔過濾材料的擠壓立方體、帶有蜂窩形通道并且過濾材料布置在網(wǎng)格上的過濾器。一個合適的過濾器為日本Fujisawa的Kobe Steel有限公司出品的型號為AKH12WLC 60/0560/40的過濾器。
圖14表示抽水馬桶通風裝置的又一示例。抽水馬桶通風裝置400包括一個下殼體，該下殼體具有一個基部416，其上連接有一個進氣部417，該進氣部417套在抽水馬桶的溢流管上以形成進氣孔404。殼體上部的基座418與下殼體的基部416相匹配，并包括一個氣孔407，空氣可通過該氣孔407被空氣運動裝置408抽取。過濾器410還固定到基座418上，用來過濾由空氣運動裝置408經(jīng)出氣通道411吹出的空氣。過濾之后，空氣經(jīng)出氣孔406出來。雷達傳感器412位于出氣通道411的一面上。蓋子430被裝到基座418上，優(yōu)選地是，該蓋子430使雷達傳感器412與除了空氣運動裝置408的連接件之外的抽水馬桶通風裝置400的剩余部分相分離，從而減少或防止抽水馬桶通風裝置400內(nèi)的水對雷達傳感器412造成的損害。
雷達傳感器雷達傳感器112是一種用來探測檢測場中的個體和/或個體的動作的有效器件。雷達傳感器可位于抽水馬桶內(nèi)，例如位于抽水馬桶的水箱中，在操作時無需一個專門的窗口并不會暴露在抽水馬桶的外面。這樣就可方便地、不明顯地安置抽水馬桶通風系統(tǒng)，至少在一些實例中，在對現(xiàn)有抽水馬桶進行改裝時不怎么需要或不需要改變現(xiàn)有的抽水馬桶硬件。
圖6示意性地表示了雷達的探測情況。一般而言，雷達探測是這樣實現(xiàn)的，即從發(fā)送器192發(fā)送雷達信號，并由接收器194接收發(fā)送的雷達信號的反射波。反射波源自雷達信號與物體比如使用者196的相互作用。反射信號的強度部分地取決于物體的反射率和大小以及與物體的距離。接著，將接收器194接收的反射信號提供給探測電路197，該探測電路確定例如使用者的有無并通過控制電路198操縱比如空氣運動裝置199的裝置。
可采用多種雷達發(fā)送器。一類雷達發(fā)送器通常以單頻連續(xù)地發(fā)射電磁信號。一種從該信號獲取信息的方法是測量反射信號的頻率。如果反射信號的物體移動的話，那么反射信號的頻率就會多普勒式移動并提供運動和方向的信息。例如，物體離開雷達傳感器會導致反射信號的頻率減小，而物體靠近傳感器會導致反射信號的頻率增大。應該理解，還有其它連續(xù)波雷達系統(tǒng)和方法，它們可用于獲取有關雷達檢測場中個體的存在、位置、運動和方向的信息。這些雷達系統(tǒng)和方法同樣可用在本發(fā)明的裝置中。
另一類合適的雷達系統(tǒng)是脈沖雷達，在其中電磁能的脈沖由發(fā)送器發(fā)送，反射的脈沖由接收器接收。一個脈沖雷達結構在圖7中示意性地示出。該雷達系統(tǒng)包括一個脈沖發(fā)生器50、一個發(fā)送器52、一個任選發(fā)送器延遲電路53、一個接收器54、一個任選接收器延遲電路56和信號處理電路58，該脈沖發(fā)生器50以脈沖重復頻率(PRF)產(chǎn)生脈沖，該發(fā)送器52響應脈沖發(fā)送雷達信號，該任選發(fā)送器延遲電路53延遲雷達信號，該接收器54接收反射的雷達信號，該任選接收器延遲電路56在延遲之后開啟接收器，該信號處理電路58從反射的雷達信號獲取所需的存在、位置、移動和/或方向的信息。
在一類脈沖雷達中，電磁能的脈沖串是在特定的RF頻率下發(fā)射的，脈沖串的長度與雷達頻率下進行的RF能量復合振蕩相對應。一個利用RF頻率雷達脈沖串的雷達系統(tǒng)的示例被詳細描述在美國專利5521600中，在此引入作為參考。在該特定的雷達系統(tǒng)中，發(fā)送器和接收器的信號在信號處理之前被混合在接收器54中。
該特定雷達系統(tǒng)的時序圖在圖8中示出，圖8表示了被發(fā)送的RF脈沖串60、接收器選通信號62和被混合的發(fā)送器和接收器信號64。電路的探測臨界值66可被設定成足夠高的值，以便僅僅被混合的發(fā)送器和接收器信號觸發(fā)探測。該雷達系統(tǒng)具有最大的探測距離。可探測的信號僅源自足夠靠近發(fā)送器和接收器的物體，這樣至少一部分被發(fā)送的脈沖串行進至物體，并在脈沖串的時間長度內(nèi)被反射給接收器。該雷達系統(tǒng)的檢測場覆蓋其最大范圍內(nèi)的區(qū)域。該檢測場內(nèi)的任何物體都受到探測。
另一類脈沖雷達系統(tǒng)是超寬頻帶(UWB)雷達，該雷達包括具有毫微秒或亞毫微秒脈沖長度的發(fā)射脈沖。UWB雷達系統(tǒng)的示例被公開在美國專利5361070和5519400中，在此引入作為參考。這些UWB雷達系統(tǒng)還示意性地表示在圖7中。不過，就UWB雷達系統(tǒng)而言，圖9示出的發(fā)送脈沖68和接收器選通70的時序明顯不同于上述RF脈沖串雷達系統(tǒng)。發(fā)送器52在一般由脈沖發(fā)生器50確定的脈沖重復頻率(PRF)下發(fā)射發(fā)送脈沖。在一些實施例中，脈沖重復頻率可由一個噪聲源調(diào)制，從而發(fā)送脈沖是按平均間隔長度等同于脈沖重復頻率倒數(shù)的隨機變化的間隔發(fā)射的。接收器54在過了一延遲周期D后被開啟，該延遲周期是接收器延遲電路56和發(fā)送器延遲電路53的時延間的差值。在UWB雷達系統(tǒng)中，發(fā)送脈沖一般具有短脈沖寬度(PW)，例如10毫微秒或更少。接收器一般在過了發(fā)送器脈沖周期之后被開啟，與前面描述的RF脈沖串雷達系統(tǒng)相反，在RF脈沖串雷達系統(tǒng)中接收器是在發(fā)送器脈沖周期中被開啟的。
在UWB系統(tǒng)中，接收器選通和發(fā)送器脈沖的延遲周期和長度限定了探測殼72，在圖10中示出。該探測殼限定了UWB雷達系統(tǒng)的有效檢測場。雷達發(fā)送器/接收器與探測殼之間的距離是根據(jù)延遲周期確定的，延遲周期越長，與殼離得就越遠。殼的寬度73取決于發(fā)送脈沖寬度(PW)和接收器選通脈沖寬度(GW)。脈沖寬度或選通脈沖寬度較長，殼74的寬度75相應地就較大。通過采用UWB雷達系統(tǒng)，可以確定殼中物體76的多項特征如存在、位置、運動和物體運動的方向。
在一些實施例中，采用的是延遲時間不同的兩個或多個選通脈沖。選通脈沖可與每個定時脈沖相間使用或在一組定時脈沖之后使用(例如，一個選通脈沖與四十個定時脈沖一起使用，接著，第二個選通脈沖與下一四十個定時脈沖一起使用)。在其它的實施例中，可根據(jù)有關情況如使用者的探測情況在兩個或多個選通脈沖之間插入一個控制器。例如，第一選通脈沖可用于產(chǎn)生一個從固定裝置伸出特定距離的探測殼?？蓮某樗R桶通風裝置的空氣運動裝置開始探測使用者。一旦探測到使用者，就可采用第二選通脈沖，從而產(chǎn)生比第一殼更近或更遠的探測殼。一旦使用者離開這個第二探測殼，那么空氣運動裝置就可關閉。接著，控制器繼續(xù)使用第一選通脈沖以為下一個使用者的探測作準備。在別的實施例中，每個發(fā)送脈沖都設有不止一個選通脈沖，從而產(chǎn)生多個探測殼。
一些UWB發(fā)送器潛在的有效性能在于發(fā)送器天線通常在到了脈沖終端后持續(xù)成環(huán)形(即持續(xù)發(fā)射)。這樣便在最初的探測殼72內(nèi)產(chǎn)生多個殼，從而可在探測殼72和雷達發(fā)送器/接收器之間探測物體。
不論在RF脈沖串雷達系統(tǒng)還是在UWB雷達系統(tǒng)中，延遲電路53、56都提供了固定不變的或變化的延遲周期。變化的延遲電路可持續(xù)地變化或具有離散值。例如，連續(xù)變化的電位計可用于提供連續(xù)變化的延遲周期?；蛘?，可在具有不同值的電阻器之間插入一個多極開關，從而提供多個離散延遲周期。在一些實施例中，延遲電路53、56可簡單地構成一個位于脈沖發(fā)生器50和發(fā)送器52或接收器54之間的導體，如電線或導線，其中延遲周期與脈沖行進在該兩個部件之間的時間量相對應。在其它實施例中，延遲電路53、56為脈沖延遲發(fā)生器(PDG)或脈沖延遲線(PDL)。
正因為雷達系統(tǒng)具有多功能性，所以它們可探測雷達檢測場中(即在雷達探測距離內(nèi))個體的各項特征。例如，可由返回信號的強度探測個體的存在。該返回信號可與已在無個體時獲得的本底信號相比較并由探測儀儲存。
另一類現(xiàn)有的探測儀包括被一空間區(qū)域分離開的發(fā)送器和接收器。接收器僅開啟一段足以接收直接發(fā)送自發(fā)送器的信號的時間。如果信號被反射或阻擋，那么它或者不到達接收器或者在接收器被關閉后到達。例如，這類探測儀可用作“絆網(wǎng)”，探測個體或個體的一部分位于發(fā)送器和接收器之間的情況。當選通期間接收的信號減少或沒有時，便顯示有個體的存在。
例如可通過一系列越來越長，或滯后的接收器選通脈沖進行掃描來確定個體在檢測場中的位置。反射信號的探測或者在減去本底信號后的探測情況顯示了個體與雷達系統(tǒng)相距的距離。
個體的運動可通過許多包括上述多普勒雷達系統(tǒng)的方法來確定。美國專利5361070和5519400描述了一種運動探測的可選方法，其中接收的信號被帶通濾波，從而只剩下那些歸因于檢測場中人體運動的信號。例如，帶通濾波器的中心頻率為約0.1-100Hz。
美國專利5519400還描述了一種個體運動方向的確定方法。該方法采用為發(fā)送脈沖中心頻率1/4大小的頻率來調(diào)制延遲周期，從而獲得正交信息，該信息可用于確定檢測場中物體運動的方向(例如靠近及遠離探測儀)。
另一種探測運動方向的方法是比較連續(xù)信號或在連續(xù)的時間段中獲得的信號。就許多雷達系統(tǒng)而言，反射信號的強度隨著個體的靠近而增強。信號一般隨著個體的遠離而減弱。連續(xù)信號的比較結果可用于確定運動的大體方向，或者靠近雷達探測儀或者遠離它。
檢測場中個體的一項或多項特征比如存在、位置、運動或運動的方向可由一個或多個傳感器同時或按序探測。該信息可結合到確定相關動作的控制電路中。微處理器可基于這些復合信息控制空氣運動裝置?；蛘撸捎貌粡碗s的電路如比較電路來確定探測場中使用者的特征如存在或運動。應該理解，還可采用其它方法來確定雷達檢測場中個體的存在、位置、運動和運動的方向。
圖11示意性地表示了一個合適的雷達傳感器的實施例。雷達傳感器200包括一個脈沖振蕩器204、一條可選發(fā)送器延遲線206、一個發(fā)送器脈沖發(fā)生器208、一個RF振蕩器210、一個發(fā)送器天線212、一條接收器延遲線214、一個接收器脈沖發(fā)生器216、一個取樣器218、一個接收器天線220、一個或多個放大級222、一個比較器224(或其它處理電路)以及一個可選計時器226。該雷達傳感器200與抽水馬桶通風裝置的空氣運動裝置230相連。
脈沖振蕩器204提供一連串脈沖重復頻率(PRF)下的信號?；蛘?，脈沖振蕩器可與上述的一個噪聲發(fā)生器相連，從而改變振蕩頻率。脈沖振蕩器可在例如0.3-20Hz或0.5-5MHz范圍內(nèi)的頻率下操作?？筛鶕?jù)多項因素比如應用情況和所需用電情況來采用更高或更低的振蕩速率。在一些實例中，脈沖振蕩器是可調(diào)節(jié)的(例如具有可調(diào)節(jié)部件比如電位計或可調(diào)節(jié)電容器，或通過調(diào)節(jié)各部件相互之間的位置)，從而使PRF可在一段范圍內(nèi)變化。這在帶有一個抽水馬桶通風裝置的不止一個抽水馬桶的情況下是有效的。每個裝置可采用不同的PRF，這樣來自一個裝置的雷達信號不會不斷地影響由另一個裝置的接收器獲取的信號。
脈沖振蕩器204的脈沖信號是沿著可選發(fā)送器延遲線206提供給產(chǎn)生特定脈沖長度的脈沖的發(fā)送器脈沖發(fā)生器208的。可選發(fā)送器延遲線206可給發(fā)送脈沖提供選定的時延，從而在發(fā)送器和接收器脈沖之間產(chǎn)生選定的時延差異。在一些實施例中，發(fā)送器延遲線206用于提供例如RF振蕩頻率的四分之一波長的時延，從而允許進行正交探測，如下所述。
發(fā)送器脈沖發(fā)生器208給來自脈沖振蕩器204的每個脈沖提供特定的脈沖長度?；蛘?，發(fā)送器脈沖振蕩器204可提供多個具有該脈沖長度的脈沖，從而不需要一個單獨的脈沖發(fā)生器。脈沖寬度至少部分地確定探測殼的寬度，如上所述。脈沖寬度可例如在1-20毫微秒內(nèi)，但也可使用更長或更短的脈沖寬度。
脈沖被提供給RF振蕩器210，該RF振蕩器在特定的RF頻率下操作，以在RF頻率下產(chǎn)生一個RF能量的脈沖。該RF能量脈沖具有發(fā)送器脈沖發(fā)生器208提供的脈沖寬度和脈沖振蕩器204確定的脈沖速率。RF頻率可例如在1-100GHz、2-25GHz或3-8GHz的范圍內(nèi)，不過，可采用更高或更低的RF頻率。在至少一些實施例中，RF頻率是可變化的，從而可在不同的頻率下將不同的雷達傳感器設定用來減少鄰近傳感器之間的干擾。
RF能量脈沖被提供給發(fā)送器天線212以輻射到空間中，如上所述。這些脈沖的短持續(xù)時間一般會導致超寬頻帶(UWB)信號的輻射。此外，發(fā)送器天線212會成環(huán)形，從而給每個脈沖提供多個探測殼。在至少一些實施例中，天線在電路板上形成為一道金屬軌跡。該結構與其它天線結構相比具有節(jié)省更小空間的優(yōu)點。不過，應該理解，在需要時或必要時也可采用其它天線結構。天線的方位可定向(即其定向取決于天線發(fā)射信號的強度)。當使用定向的天線時，優(yōu)選的方向一般朝向抽水馬桶的正面。
脈沖振蕩器204除了給發(fā)送器產(chǎn)生脈沖外還提供開啟接收器的脈沖。雷達傳感器200的發(fā)送器和接收器部分使用相同的脈沖振蕩器204，便容易在雷達傳感器的這兩部分之間定時。來自脈沖振蕩器204的脈沖被傳遞給接收器延遲線214，該接收器延遲線214使脈沖延遲一個所要求的時段，從而至少部分地確定探測殼與雷達傳感器相距的距離，如上所述。接收器延遲線214能提供僅一個時延或兩個或多個不同的時延，從而在適當時被選擇用來提供不同的雷達作用距離。例如，接收器時延可選擇在10-100皮秒范圍內(nèi)。接收器時延可被選擇用來提供距離在例如0-6英尺或1-2英尺范圍內(nèi)的探測殼。在至少一些實施例中，接收器時延是可變化的(例如包含一可變化部件如電位計)，從而可選擇接收器時延。
脈沖在延遲后被提供給接收器脈沖發(fā)生器216，該接收器脈沖發(fā)生器產(chǎn)生帶有特定脈沖寬度的接收器脈沖。該脈沖的寬度和發(fā)送器脈沖的寬度至少部分地確定了探測殼的寬度，如上所述。接收器僅僅是在接收器脈沖時期才開啟以接收雷達信號。接收器脈沖的脈沖寬度一般處于從0到RF周期時間的1/2的范圍內(nèi)(例如在5.8GHz發(fā)送頻率下為0-86皮秒)，通常為RF周期時間的1/4-1/2(例如在5.8GHz發(fā)送頻率下為43-86皮秒)。不過，也可采用更長的脈沖寬度。接收器開啟的時段(即接收器脈沖的脈沖寬度)在這里稱作“選通時段”。
采樣器218被設計成僅在接收器脈沖時期從接收器天線220獲取接收器信號并將該信號傳遞給放大級222。合適的采樣器示例包括單或雙二極管采樣器。例如，單個或多個二極管可在接收器脈沖時期正向偏壓，而在其它時候反向偏壓。二極管會對抽水馬桶通風裝置中產(chǎn)生的熱量敏感。在一些實例中，為了減少采樣器218的二極管與溫度的依賴關系，可將二極管設置在一個保護蓋下面，從而使外在溫度的波動對二極管的影響減少了。在其它實例中，可對二極管施加偏壓，從而減少因溫度波動引起的變化。
接收器信號從采樣器218被提供給一個或多個放大級222。多個放大級可用于同時提供來自多個發(fā)送器和接收器延遲線裝置的輸出信號。
信號經(jīng)放大之后被處理以探測使用者的有無。在一些實例中，使用者的有無是由OHz或接OHz下的反射信號的強度確定的。在其它實例中，使用者的有無是由約0.2-20Hz的頻率下的運動確定的。這樣便可去除直流信號。
信號的處理可通過使用處理電路來完成，如微處理器或其它電路或硬件，從而作為輸出提供關于使用者的有無和/或使用者運動的有無的指示。一個合適的且相對簡單的處理器示例包括一個比較器，該比較器將信號的強度(例如一種頻率下或一頻率范圍中直流信號的振幅或交流信號的最大峰值、峰值或均方根值)與界限值作比較。在一些實例中，比較器可確定信號是否在特定范圍之內(nèi)或之外。例如，產(chǎn)生超出±50mV范圍的峰值電壓的信號可表示有使用者。
來自比較器224的信號可直接用于打開和關閉空氣運動裝置230?；蛘?，可將來自比較器224的信號提供給可選計時器226。計時器226可這樣構造，即要求在打開空氣運動裝置230之前，來自比較器224的信號在探測時段中指示有使用者。例如，計時器226可包括一個由來自比較器的信號充電的電容器。當電容器被充電到一特定電平時空氣運動裝置打開。合適的探測時段包括但不限于三秒、五秒或十秒。
計時器226還可在空氣運動裝置關閉時起控制作用。計時器226可這樣構造，即要求在關閉空氣運動裝置230之前，來自比較器224的信號在非探測時段中指示無使用者。合適的非探測時段包括但不限于十秒、三十秒和一分鐘。一種探測無使用者的可選方案是在空氣運動裝置已打開之后使空氣運動裝置操作一段固定的時間(例如五、十或十五分鐘)。空氣運動裝置在操作完這段固定時間后被關閉。雷達傳感器在空氣運動裝置打開的期間仍然操作，或者該傳感器一直到空氣運動裝置關閉才不操作。
探測時段和非探測時段不必具有相同的時間長度。在至少一些實例中，非探測時段比探測時段長，這樣就可采用大且穩(wěn)定的信號來打開空氣運動裝置，而僅需要小(甚至不規(guī)則)的信號來保持空氣運動裝置處于打開裝置。在一實施例中，當空氣運動裝置關閉時，計時器被重新設定到完全關閉狀態(tài)(例如電容器被迅速放電)，從而防止利用相對弱的信號重新啟動空氣運動裝置。
空氣運動裝置230與雷達傳感器200相連并受其控制。在一些實例中，空氣運動裝置230還與一個調(diào)節(jié)器(未示出)相連，從而減少交流或直流電壓的變化以及隨之而來的空氣運動裝置速度的變化。
低功率雷達傳感器與抽水馬桶通風裝置一起使用的雷達傳感器可利用交流電或直流電進行工作。盡管在許多情況下雷達傳感器可利用來自出口的現(xiàn)有交流電來操作，但改用電池電源也是方便的。例如，雷達傳感器可能不方便或不美觀地與出口相連。在該情況下，就需要一個靠電池供電的雷達傳感器。不過，還希望所測量的傳感器中電池壽命的數(shù)量級達到月或年。因而，希望研究出低功率雷達傳感器。
與那些持續(xù)操作的傳感器相比，脈沖傳感器使用的功率通常要小些。而且，一般來說，每一單位時間發(fā)射的脈沖越少，傳感器操作所需的功率就越小。不過，靈敏度通常隨脈沖速率的降低而降低。此外，已發(fā)現(xiàn)降低脈沖速率還會增大接收器中采樣器的阻抗。這樣就限制了傳感器的帶寬，因為即便是少量的雜散電容也會導致接收器發(fā)生頻率響應，從而在非常低的頻率下滾降。此外，高輸出阻抗對隨后的放大級有嚴格要求，并在電路中為噪音耦合(noise coupling)提供非常易受影響的點。
一個低功率雷達傳感器的示例是通過假定雷達脈沖隨時間推移不均勻地彼此隔開而操作的。在操作中，脈沖394的脈沖串390在發(fā)送器中被觸發(fā)，如圖12所示。每個脈沖串之間有一間歇時間段392，在該時間段中發(fā)送器不發(fā)送RF能量。例如，RF脈沖的一個1-100微秒的脈沖串可每隔0.1-5毫秒形成。例如，可在脈沖串內(nèi)以0.5-20MHz的速率提供RF脈沖，其中RF頻率例如為1-100GHz。這樣一來，在脈沖串時期中就具有相對高的脈沖速率，但總功率低，因為脈沖串出現(xiàn)的時間僅為脈沖串之間時段的5％或更少。盡管如此，該雷達傳感器的靈敏度可大致與這樣的雷達傳感器的靈敏度相同，即它具有相同數(shù)目的、隨時間推移間隔均勻的脈沖，脈沖串時期中的采樣器的阻抗可更小一些。不過，在一些實施例中，脈沖串時期可為脈沖串之間時間的10％、25％、50％或更大。
一個示范性的低功率雷達傳感器300在圖13中示出。該雷達傳感器300包括一個脈沖串啟動器302，其觸發(fā)脈沖串的開始或結束。脈沖串的速率被限定為提供給脈沖串的速率。脈沖串寬度為脈沖串的時間長度。脈沖串之間的時間為間歇時間段。就許多應用場合而言，脈沖串的速率例如為200Hz-10KHz，例如通常為500Hz-2KHz。例如，脈沖串的寬度可為1-200微秒，例如通常為5-100微秒。不過，還可采用更高或更低的脈沖串速率，以及更長或更短的脈沖串寬度。特定的脈沖串速率和脈沖串寬度取決于多項因素，如應用場合和所希望使用的功率量。一個示范性的脈沖串390在圖12中示出。
脈沖串啟動一個脈沖振蕩器304，其給每個脈沖提供觸發(fā)信號。該脈沖振蕩器可在例如0.5-20MHz或2-10MHz的頻率下操作，從而每一脈沖串提供例如5-2000個脈沖。對于每一脈沖串而言，可采用更高或更低的振蕩速率以及更多或更少的脈沖，這取決于多項因素，例如應用場合和所希望使用的功率量。
這些觸發(fā)信號是沿著可選發(fā)送器延遲線306提供給脈沖發(fā)生器308的，脈沖發(fā)生器308產(chǎn)生帶有所需脈沖長度的脈沖?？蛇x發(fā)送器延遲線306可給發(fā)送器脈沖提供所需的時延，從而在發(fā)送器和接收器脈沖之間產(chǎn)生所需的時延差異。在一些實施例中，發(fā)送器延遲線306用于提供一個例如為RF振蕩頻率的四分之一波長的時延，從而進行正交檢波，如下所述。
脈沖發(fā)生器給來自脈沖振蕩器的每個脈沖提供所需的脈沖長度。該脈沖的寬度至少部分地確定了探測殼的寬度，如上所述。脈沖寬度可例如為1-20毫微秒，但可采用更長或更短的脈沖寬度。圖12示出了一個來自脈沖振蕩器的脈沖394的示例。
接著，脈沖被提供給RF振蕩器310，該RF振蕩器310在特定的RF頻率下操作，從而在該RF頻率下產(chǎn)生RF能量的脈沖，該脈沖的脈沖寬度由脈沖發(fā)生器308在一脈沖速率下提供，該脈沖速率由脈沖振蕩器304在被脈沖串啟動器302啟動的脈沖串時期中確定。RF頻率例如可為1-100GHz或2-25GHz，不過，也可采用更高或更低的RF頻率。
RF能量的脈沖被提供給RF天線312，從而輻射到空間中，如上所述。脈沖的持續(xù)時間短，一般會導致超寬頻帶(UWB)信號的輻射。此外，RF天線312可成環(huán)形，從而給每個脈沖提供多個探測殼。
脈沖振蕩器304除了產(chǎn)生發(fā)送器的脈沖外還提供開啟接收器的脈沖。來自脈沖振蕩器304的脈沖被傳遞到接收器延遲線314，該延遲線314將脈沖延遲一段時間，從而至少部分地確定探測殼和雷達傳感器間的距離，如上所述。接收器延遲線314可酌情僅提供一個或多個所選擇的時延，從而提供不同的雷達作用距離。
脈沖在延遲后被提供給接收器脈沖發(fā)生器316，該接收器脈沖發(fā)生器316產(chǎn)生帶有所需脈沖寬度的接收器脈沖。該脈沖的寬度以及發(fā)送器脈沖的寬度至少部分地確定了探測殼的寬度，如上所述。僅僅在接收器脈沖期間，接收器才開啟以接收雷達信號。接收器脈沖的脈沖寬度范圍一般為零至RF循環(huán)時間的1/2(例如在5.8GHz的發(fā)送頻率下為0-86皮秒)，通常為RF循環(huán)時間的1/4-1/2(例如在5.8GHz的發(fā)送頻率下為43-86皮秒)。不過，還可采用更長的脈沖寬度。接收器脈沖396僅僅是在脈沖串390中產(chǎn)生的，如圖12所示。接收器脈沖396可與發(fā)送器脈沖394重疊，也可不重疊。
接收器信號是通過接收器天線320接收的，但這些信號僅僅是在接收器脈沖中通過采樣器318采樣的。采樣器318例如可為用于雷達傳感器200的、如上所述的單二極管或雙二極管采樣器。
采樣器318將這些信號傳遞給一取樣保持部件321。一般而言，該取樣保持部件321包括一個門，其與脈沖串啟動器302相連，可在脈沖串之間打開從而孤立剩余電路。
與上述情況一樣，包括放大級322、處理器324和可選計時器326的雷達傳感器余部以及空氣運動裝置330的連接件都是相對于雷達傳感器200而言的。關于合適的雷達傳感器尤其是低功率雷達傳感器的其它示例和討論公開在美國專利申請09/118050中，在此引入作為參考。
本發(fā)明不應被認為限制于上述的特定示例，而應理解成覆蓋如所附權利要求中闡述的本發(fā)明的所有方面。雖然本發(fā)明是針對該說明書描述的，但對于本領域的技術人員來說，各種改型、等效工序以及本發(fā)明所適用的多種結構是顯而易見的。
權利要求
1.一種安置在抽水馬桶中的抽水馬桶的通風裝置，該抽水馬桶通風裝置包括(a)一個限定了一進氣孔和一出氣孔的殼體；(b)一個安置在該殼體中的空氣運動裝置；(c)一個安置在該殼體用來去處空氣中惡臭成分的過濾器；(d)一個安置在該殼體中并與該空氣運動裝置電連接的雷達傳感器，從而響應使用者的存在而啟動該空氣運動裝置；(e)其特征在于，該抽水馬桶通風裝置是這樣構造和布置的，即利用空氣運動裝置通過進氣孔從抽水馬桶中抽吸空氣，使空氣與過濾器相接觸，并將空氣從出氣孔抽出。
2.如權利要求1所述的抽水馬桶通風裝置，其特征在于，雷達傳感器包括一個脈沖射頻發(fā)送器，發(fā)送器發(fā)射射頻能量脈沖。
3.如權利要求2所述的抽水馬桶通風裝置，其特征在于，雷達傳感器包括一個選通接收器，接收器僅在來自脈沖射頻發(fā)送器的每個脈沖后的選通時段中接收射頻能量的反射波。
4.如權利要求1所述的抽水馬桶通風裝置，其特征在于，雷達傳感器包括(i)一個發(fā)射射頻能量的發(fā)送器，(ii)一個接收由發(fā)送器發(fā)射的射頻能量的反射波的接收器，(iii)基于接收器接收的反射波探測使用者的處理電路。
5.如權利要求4所述的抽水馬桶通風裝置，其特征在于，處理電路包括一個微處理器。
6.如權利要求4所述的抽水馬桶通風裝置，其特征在于，處理電路包括一個比較器。
7.如權利要求4所述的抽水馬桶通風裝置，其特征在于，雷達傳感器還包括一個計時器，計時器是這樣構造和布置的，即當處理器在探測時段探測使用者時啟動空氣運動裝置。
8.如權利要求7所述的抽水馬桶通風裝置，其特征在于，計時器是這樣構造和布置的，即當處理器在非探測時段不探測使用者時關閉空氣運動裝置。
9.如權利要求8所述的抽水馬桶通風裝置，其特征在于，非探測時段比探測時段長。
10.如權利要求7所述的抽水馬桶通風裝置，其特征在于，計時器包括一個電容器，探測時段包括一個需要將該電容器充電到一探測電平的時段。
11.如權利要求1所述的抽水馬桶通風裝置，其特征在于，雷達傳感器是這樣構造和布置的，即通過探測使用者的運動來確定使用者的存在。
12.如權利要求1所述的抽水馬桶通風裝置，還包括一個與抽水馬桶通風裝置的殼體相連的懸掛組件，從而將抽水馬桶通風裝置掛在抽水馬桶水箱的側壁上。
13.如權利要求12所述的抽水馬桶通風裝置，其特征在于，懸掛組件是這樣構造和布置的，即可調(diào)節(jié)地將抽水馬桶通風裝置定位在抽水馬桶的水箱中。
14.如權利要求1所述的抽水馬桶通風裝置，其特征在于，該裝置被構造和布置成使空氣運動裝置通過過濾器吹氣。
15.如權利要求1所述的抽水馬桶通風裝置，其特征在于，雷達傳感器包括一塊電路板，以及至少一個用作電路板上導軌的天線。
16.如權利要求1所述的抽水馬桶通風裝置，其特征在于，雷達傳感器被安置在空氣運動裝置上方。
17.如權利要求1所述的抽水馬桶通風裝置，其特征在于，抽水馬桶通風裝置與抽水馬桶的溢流管相連。
18.一種用于去處氣味的抽水馬桶通風裝置，它包括(a)一個限定一進氣孔和一出氣孔的殼體；(b)一個安置在殼體中的空氣運動裝置；(c)一個安置在殼體中并與空氣運動裝置電連接的雷達傳感器，從而響應對使用者的探測啟動空氣運動裝置，其特征在于，雷達傳感器包括(i)一個發(fā)射射頻能量的發(fā)送器，(ii)一個接收射頻能量脈沖的反射波的選通接收器，選通接收器僅在每個射頻能量脈沖后的接收器開啟的時間段中接收反射波，(iii)一個響應接收器接收的反射波確定使用者是否存在的處理器。
19.一個安置在抽水馬桶的水箱中并用來至少從抽水馬桶的便桶部分除去污物的抽水馬桶通風裝置，該抽水馬桶通風裝置包括(a)一個限定一進氣孔和一出氣孔的殼體；(b)一個安置在殼體中的空氣運動裝置；(c)一個安置在殼體中的過濾器；(d)一個安置在殼體中的雷達傳感器，雷達傳感器與空氣運動裝置電連接，從而響應使用者的有無來啟動和關閉空氣運動裝置；(e)其特征在于，該抽水馬桶通風裝置是這樣構造和布置的，即安置在抽水馬桶的溢流管上方，并利用空氣運動裝置通過溢流管從抽水馬桶的便桶將空氣抽到殼體的進氣孔中，再通過過濾器將空氣從殼體的出氣孔抽出。
20.一種利用安置在抽水馬桶中的抽水馬桶通風裝置來去處惡臭成分的方法，該方法包括的步驟有(a)利用一雷達傳感器探測是否有人靠近抽水馬桶，雷達傳感器被安置在抽水馬桶通風裝置中；(b)在人靠近抽水馬桶時使一空氣運動裝置操作，從而從抽水馬桶的便桶將空氣抽到抽水馬桶通風裝置中，空氣運動裝置被安置在抽水馬桶通風裝置中；(c)利用安置在抽水馬桶通風裝置中的一過濾器去除從抽水馬桶的便桶抽取的空氣中的惡臭成分。
21.如權利要求20所述的方法，其特征在于，使空氣運動裝置操作的步驟包括(i)響應使用者的存在，經(jīng)抽水馬桶的溢流管將空氣從抽水馬桶的便桶抽到抽水馬桶通風裝置中，抽水馬桶通風裝置包括一個限定了一進氣孔的殼體，抽水馬桶的溢流管被安置在進氣孔中。
22.如權利要求20所述的方法，其特征在于，探測是否有人靠近抽水馬桶的步驟包括(i)從雷達傳感器的發(fā)送器部分發(fā)射發(fā)送器信號；(ii)在雷達傳感器的接收器部分接收接收器信號，接收器信號包括一部分由任何靠近抽水馬桶的人反射的雷達信號；(iii)對接收器信號進行處理，以確定是否有人靠近抽水馬桶。
23.如權利要求22所述的方法，其特征在于，從抽水馬桶的便桶抽取空氣的步驟包括當在探測時段中探測到靠近抽水馬桶的人時啟動空氣運動裝置。
24.如權利要求23所述的方法，其特征在于，從抽水馬桶的便桶抽取空氣的步驟還包括當在非探測時段中探測到無人靠近抽水馬桶時，關閉空氣運動裝置。
25.如權利要求22所述的方法，其特征在于，(i)發(fā)射發(fā)送器信號的步驟包括發(fā)射多個雷達脈沖，(ii)接收接收器信號的步驟包括僅僅是在雷達傳感器的接收器部分開啟時的每個雷達脈沖后的時間段中在雷達傳感器的接收器部分接收接收器信號。
26.如權利要求20所述的方法，其特征在于，去除惡臭成分包括通過過濾裝置從空氣運動裝置吹空氣，并將空氣吹出抽水馬桶通風裝置的出氣孔。
27.如權利要求20所述的方法，其特征在于，空氣運動裝置的操作包括將空氣抽到空氣運動裝置中，并沿反向將空氣重新導出空氣運動裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種抽水馬桶通風裝置,它包括一個限定有一進氣孔和一出氣孔的殼體。在殼體內(nèi)有一個空氣運動裝置、一個過濾器和一個雷達傳感器,空氣運動裝置用于將空氣抽到抽水馬桶通風裝置中,過濾器用于去除空氣中的惡臭成分,雷達傳感器響應使用者的存在而啟動空氣運動裝置,或者在使用者離開時關閉空氣運動裝置。抽水馬桶通風裝置是這樣構造和布置的,即利用空氣運動裝置通過進氣孔從抽水馬桶將空氣抽至與過濾器接觸,并將空氣抽出出氣孔。在一個實施例中,抽水馬桶通風裝置被安置在抽水馬桶的溢流管上方,從而通過溢流管從抽水馬桶的便桶將空氣抽到抽水馬桶通風裝置中。最好將整個抽水馬桶通風裝置安置在抽水馬桶的水箱中。
文檔編號E03D9/04GK1350610SQ00807608
公開日2002年5月22日 申請日期2000年4月6日 優(yōu)先權日1999年4月12日
發(fā)明者彼得·W·登津, 邁克爾·J·梅里特, 弗雷德·J·海因茨曼, 詹妮弗·A·施萊, 約翰·F·拉金, 埃里克·C·林西卡姆, 彼得·O·索倫森, 凱爾·L·彼得里希 申請人:科勒公司