專利名稱：耦合裝置的制作方法
耦合裝置本申請是作為PCT國際專利申請于2006年3月17日以 Colder Products Company (這是一家美國本土乂>司，其作為對除了美國 之外的所有國家的指定的申請人)，William John Rankin (美國7>民，其 作為M美國的指定的申請人)的名義提出的，并要求于2005年3月 17日申請的美國申請系列號No. 60/662,665的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
使用種來計量可消耗介質(zhì)是已知的，并且被廣泛地使用。例如，使用 工業(yè)噴墨式打印機來打印廣告牌或其他大型打印輸出的應(yīng)用需要在打印過 程中監(jiān)視墨的消耗。能夠有效地監(jiān)視墨的消耗量能使打印過程判斷是否有 足夠的特定的墨來產(chǎn)生下一個廣告牌或打印輸出。采取以與控制器鏈接的應(yīng)變儀的形式的秤已經(jīng)用于確定墨或可消耗 物的剩佘量。其他系統(tǒng)需要人工地移除具有諸如墨之類的特定的可消耗物 的容器，單獨地稱量可消耗物的重量，清潔封裝有可消耗物的容器，然后 將它重新連接到分配裝置(例如，打印機)。還有其他系統(tǒng)使用了現(xiàn)成的 流量傳感器來監(jiān)視消耗量。然而，這些系統(tǒng)具有缺點因而可以對其作出改進(jìn)。在所描述的示例系 統(tǒng)中，可能存在過量的部件需要不同配件，使得系統(tǒng)不太一致。此外，以 前的系統(tǒng)不能提供有效的自動且集成的機制來計量可消耗介質(zhì)的使用量。 因為可能需要額外處理可消耗物以及它們的容器，所以可能會危害到最終 用戶的安全。此外，以前的系統(tǒng)沒有提供一種機制，用以在最終用戶或客 戶無意中或故意地再填充可消耗物容器以繼續(xù)分配的情況下幫助調(diào)整保 修。對于以低流量分配的流體分配應(yīng)用場合(例如，墨噴打印)，系統(tǒng)不 能經(jīng)濟合算地j吏用現(xiàn)成的流量傳感器。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)一個方面， 一種用于估計流體的消耗的組件包括:允許流體流動
的耦合裝置；可滑動地耦合到該耦合裝置的托架組件；位于耦合裝置和托 架組件之間的偏置機構(gòu)；以及位移感測機構(gòu)，該位移感測機構(gòu)包括耦合到 耦合裝置和托架組件中的某一個的傳感器，以及耦合到耦合裝置和托架組 件中的另 一個的磁體。該位移感測機構(gòu)被配置為感測由于流體源與耦合裝 置的耦合而導(dǎo)致的磁體相對于傳感器的位移。根據(jù)另一個方面， 一種用于估計流體的消耗的系統(tǒng)包括耦合裝置； 可滑動地耦合到該耦合裝置的托架組件；位于耦合裝置和托架組件之間的 偏置機構(gòu)；以及耦合到托架組件的位移感測機構(gòu)。該系統(tǒng)還包括耦合到托 架組件的數(shù)據(jù)通信模塊。在將匹配插入物連接到耦合裝置之后，通過耦合 裝置從流體源提供流體，流體源向耦合裝置施加負(fù)載，位移感測機構(gòu)被配 置為感測由于與流體源關(guān)聯(lián)的負(fù)載而導(dǎo)致的耦合裝置相對于托架組件的 位移。數(shù)據(jù)通信模塊被編程為基于該位移來估計流體源中的流體量。根據(jù)再一個方面， 一種耦合裝置包括耦合到該耦合裝置的磁體，以 及耦合到該耦合裝置并被配置為感測磁體的磁力線的角度的磁位置傳感 器。該耦合裝置被編程為基于由磁位置傳感器測量的磁體的磁力線的角度 來估計耦合裝置相對于匹配耦合裝置的連接或斷開狀態(tài)。根據(jù)另一個方面， 一種用于估計流體源中的流體的消耗的方法包括 將托架組件和偏置機構(gòu)耦合到耦合裝置；將流體源的插入物耦合到該耦合 裝置；當(dāng)流體源耦合到該耦合裝置時，感測該耦合裝置相對于托架組件的 位移；以瓦基于該位移來估計流體源中的流體量。在下面的詳細(xì)描述中指出了這些及其他優(yōu)點以及新穎的特征。也可以 參考附圖，在附圖中顯示和描述了具體的實施例。


相同的附圖標(biāo)記一M示圖中的對應(yīng)的元件。圖1是用于計量流體輸送材料的消耗的系統(tǒng)的示例實施例的示意方框圖。圖2是數(shù)據(jù)通信模塊的一個實施例的示意方框圖。圖3是包括耦合裝置和托架組件的一個實施例的重量感測耦合組件 的示例實施例的部分剖面圖。圖4顯示了如圖3的磁位置傳感器所測量的圖3的磁體的示例磁
力線角度。圖5是包括耦合裝置和托架組件的一個實施例的重量感測耦合組件 的另一個實施例的部分剖面圖。圖6是顯示了相對施加于托架組件的負(fù)載記^位置傳感器的輸出 的示例實驗的結(jié)果的圖形。圖7a是如圖5所示的托架組件的殼體的側(cè)視圖。圖7b是如圖5所示的托架組件的殼體的部分剖面圖。圖8是如圖5所示的托架組件的托架尾部的部分剖面圖。圖9是如圖3所示的托架組件的殼體的部分剖面圖。圖10是如圖3所示的托架組件的殼體的部分剖面圖。
具體實施方式
請參看圖1和2，示例系統(tǒng)26包括具有關(guān)聯(lián)的匹配插入物20和 RFID標(biāo)簽11的可消耗物容器10。由耦合器組件18定義重量感測耦 合組件24。重量感測耦合組件24具有數(shù)據(jù)通信模塊14和與其關(guān)聯(lián)的 位移感測機構(gòu)28，并被封裝在托架組件6la中(下面將進(jìn)一步描述)。在示例實施例中，系統(tǒng)26被配置為計量流體輸送材料的消耗。系統(tǒng) 26包括主機控制器17，該主機控制器17通過數(shù)據(jù)通信模塊14與 RFID標(biāo)簽11進(jìn)行通信。在所顯示的示例中，RFID標(biāo)簽11 ;陂附著到 插入物20。應(yīng)該理解，其他方案也是合適的。例如，在備選實施例中， RFID標(biāo)簽11可以直接位于諸如可消耗物容器10之類的流體源上。數(shù)據(jù)通信模塊14附著到耦合器組件18。數(shù)據(jù)通信模塊14提供了 天線或線圏13以^更以無線方式與RFID標(biāo)簽11的天線或線圈12進(jìn) 行通信，并提供了天線或線圏15以便與主機控制器17進(jìn)行通信。在如 圖1所示的示例實施例中，數(shù)據(jù)通信模塊14可操作地與位移感測機構(gòu) 28相連接。在如圖3所示的一個實施例中，位移感測機構(gòu)28包括位于 磁體64附近的磁位置傳感器22。下面將進(jìn)一步討論位移感測機構(gòu)28。在所顯示的示例中，耦合器組件18和匹配插入物20是現(xiàn)有技術(shù)中 已知的可置換的耦合件。在某些實施例中，這些耦合件是快速連接/斷開 耦合件,如在2002年5月21曰申請的美國專利No. 6,649,829中所 公開的耦合件，這里通過引用結(jié)合該申請的內(nèi)容。RFID技術(shù)(包括應(yīng)答器和標(biāo)簽)利用通過使用天線和收發(fā)器承載、 恢復(fù)和傳送的數(shù)據(jù)。已知這樣的標(biāo)簽用來承載數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可以為制造或 運輸中的產(chǎn)品(如流體分配應(yīng)用場合的可消耗物)或需要跟蹤或標(biāo)識的任 何產(chǎn)品提供標(biāo)識。通常，RFID系統(tǒng)包括天線或線圏13、 RFID收發(fā)器 54、以及應(yīng)答器或RFID標(biāo)簽11。由^器天線13發(fā)出的無線電信號 激活RFID標(biāo)簽11，允許對它進(jìn)行讀取或?qū)懭搿？梢杂懈魇礁鳂有螤詈?大小的天線，以適合特定的應(yīng)用場合。美國專利No. 6,649,829, 2005年 9月22日申請的美國專利申請系列號No. 11/233,939,以及2005年4 月27日申請的美國專利申請系列號No. 11/117,083中已經(jīng)乂>開了4吏用 RFID標(biāo)簽以及嵌入在其中的讀取器的耦合組件，這里通過引用結(jié)合這些 申請。請參看圖3和4，它們顯示了重量感測耦合組件24的一個實施例， 其中，耦合器組件18a被設(shè)計用于固定或非懸掛應(yīng)用場合。在此配置中， 施加于耦合裝置60的負(fù)載，(例如來自容器10的可消耗介質(zhì))向下壓 在耦合裝置60上。在該示例實施例中，位移感測機構(gòu)28包括磁位置傳 感器22，并測量安裝在耦合裝置60的托架尾部構(gòu)件65a上的磁體64 的位移。磁體64的這樣的設(shè)置只是一個示例，因為其他布置也等同地可 適用。例如，磁體64可以設(shè)置在耦合裝置60內(nèi)，并置于其閥部件內(nèi)。在 這樣的配置中，耦合裝置60的閥部件的移動可以指示耦合裝置60是處 于打開位置還是處于關(guān)閉的位置，也可以指示出相對于匹配插入物20的 連接或斷開狀態(tài)。磁體64的這樣的設(shè)置可以用于例如需要高壓的流體分 配應(yīng)用場合，其中可以確定某些閾值來允許或禁止流體流動。在所顯示的實施例中，磁位置傳感器22被嵌入在托架組件61a的 機身內(nèi)。然而，應(yīng)該理解，此設(shè)置只是示例，因為其他方案也等同地可適 用。例如，磁位置傳感器22也可以位于托架組件61a的任意數(shù)量的外 部或外表面66上或嵌入在其中的任意數(shù)量的位置。請參看圖5，該圖顯示了包括托架組件61b的耦合器組件18b的 另一個可能的實施例，其中，耦合器組件18b被設(shè)計用于非固定或懸掛 應(yīng)用場合。在此配置中，施加于耦合裝置60的負(fù)載(例如來自容器10的 可消耗介質(zhì)，)向下拉耦合裝置60。磁位置傳感器22對安裝在耦合裝置 60上的磁體64的位移進(jìn)行測量。磁體64的這樣的設(shè)置只是一個示例,
因為其他布置也等同地可適用。類似地，在其他實施例中，磁位置傳感器22可以置于其他位置，如托架組件61b的外表面66上。在懸掛和非懸掛實施例中，當(dāng)諸如可消耗物容器10之類的流體源與 耦合器組件18a， 18b耦合時，例如用于流體分配時，由磁位置傳感器22 對由于容器10的重量產(chǎn)生的耦合裝置60的移動進(jìn)行測量。磁位置傳感 器22對安裝在耦合裝置60或者托架尾部構(gòu)件65b上的磁體64的磁 力線角度70的變化進(jìn)行測量。隨著耦合裝置60響應(yīng)耦合到可消耗物容 器10而移動，安裝的永磁體64相對于磁位置傳感器22而移動。在示例實施例中，磁位置傳感器22被包括作為數(shù)據(jù)通信模塊14的 一部分，并可以安裝在托架組件61a， 61b的外表面66或內(nèi)表面上。在 所顯示的實施例中，磁位置傳感器22被嵌入在托架組件61a， 61b內(nèi)。 磁體64相對于磁位置傳感器22的相對移動導(dǎo)致磁位置傳感器22處 磁力線角度70發(fā)生變化。磁位置傳感器22向微控制器或微處理器51 或類似的處理元件輸出與磁力線角度70成比例的電壓。托架組件61a， 61b允許耦合裝置60與托架尾部構(gòu)件65a， 65b以 及偏置機構(gòu)63 —起移位或移動。偏置機構(gòu)63允許耦合裝置60可滑動 地嚙合托架組件61a， 61b并在托架組件61a， 61b的開口內(nèi)往復(fù)運動。 將在下面的圖7-10中進(jìn)一步詳細(xì)討論托架組件61a， 61b和托架尾部構(gòu) 件65a， 65b。在一個實施例中，偏置機構(gòu)63是盤簧。在示例實施例中，偏置M 63選擇成使它不接近其彈性極限或使滯后最小化。如此，偏置機構(gòu)63可 以反復(fù)地將施加于耦合裝置60的力(例如來自由可消耗物容器10中包 含的流體材料所提供的負(fù)載)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。偏置機構(gòu)63充當(dāng)耦合裝置60 的安裝裝置。在示例實施例中，偏置機構(gòu)63被選擇為是在15磅的滿負(fù)荷時具有 大致0.300英寸的變形的盤簧。偏置機構(gòu)63的大小被選擇成安裝在標(biāo) 準(zhǔn)耦合裝置的周圍。在某些實施例中，偏置機構(gòu)63的材料是這種材料， 其使得在預(yù)期的溫度范圍內(nèi)偏置力可以保持恒定。為偏置機構(gòu)63所描述的彈簧僅僅是示例。也可以使用可等同適用的 其他偏置機構(gòu)。例如，偏置機構(gòu)63可以是流體的封閉的室，當(dāng)向耦合裝 置60施加負(fù)栽時，可以由夾具(press)或活塞對該室進(jìn)行壓縮。壓力可以被傳到位置或力傳感器。而流體又施加力并按壓安裝在耦合裝置60 一側(cè)的位置/力傳感器的板。力可以按照耦合裝置60活塞和傳感器板之 間的面積的比率來劃分。在這樣的配置中，當(dāng)活塞壓在流體上時，使用不 可壓縮流體來將力耦合到力傳感器，可以在流體內(nèi)形成靜壓。壓力存在于 整個流體中，因此在力傳感器上施加壓力。在一個實施例中，流體被完全 限制在一個室中，在力傳感器中有可以忽略的移動，因此，當(dāng)施加壓力時， 流體可以是靜態(tài)的。因為流體是靜態(tài)的，并且因為在流體中沒有空隙，因 此可以消除流體的粘滯效應(yīng)。如此，施加于力傳感器上的力的大小與壓在 流體上的活塞和傳感器的面積比率成比例?？梢酝ㄟ^改變力傳感器的大小 來定制磅秤的承重能力。在偏置機構(gòu)63的其他示例中，可以使用壓力盤或環(huán)形物，如通過用柔性流體或皿填充該壓力盤或環(huán)形物。該盤或環(huán)形物可以通過活塞等祐:壓縮，并將力轉(zhuǎn)換到力傳感器?？梢杂媚蜔岵牧现圃爝@樣的軟盤。此外， 這樣的軟盤可形成為使其中的氣泡減少到最少，以便可以測量準(zhǔn)確的力。 可以理解，這些實施例只是示例，其他實施例也可等同地適用。請參看圖6，在一個可能的實施例中，微處理器51基于M位置傳 感器22輸入的電壓來計算施加的力80或可消耗物容器10的重量。微 處理器51執(zhí)行如下所示的多項式曲線擬合，或傳遞函數(shù)(a)。表示計算 出的重量的傳遞線80不是線性的。磁力線角度70不隨著磁位置傳感器 22 M體64的軸線的位移而線性地變化。在一個可能的實施例中，當(dāng) 根據(jù)下列回歸方程利用二階方程進(jìn)行近似時，傳遞函數(shù)(a)足夠準(zhǔn)確(a) 重量=9.98e-4*(X2) + 0.214*X + 6.45可以理解，在需要較大的或較小的最大重量閾值的其他可能的實施例 中，可以使用不同的傳遞函數(shù)。在典型的實施例中，施加的實際負(fù)荷的數(shù) 據(jù)點81落在從重量計算傳遞函數(shù)80產(chǎn)生的數(shù)據(jù)點的+/- 5 %精確度 閾值82內(nèi)就足夠了。可以理解，精確度可以高達(dá)2%?；氐綀D1和2，在一個可能的實施例中，將計算出的重量80從數(shù) 據(jù)通信模塊14通知給主機控制器17。主機控制器17和耦合器組件18 的數(shù)據(jù)通信模塊14之間的通信是通過雙向串行接口提供的。在該示例實 施例中，使用RS-232無線協(xié)議來在主機控制器17的天線16和數(shù)據(jù)通 信模塊14的天線15之間進(jìn)行通信。其他可能的實施例包括數(shù)據(jù)收發(fā)器 53，其使用藍(lán)牙、IEEE 801.11、 Zigbee無線協(xié)議，或RS-232、 RS-485、 以太網(wǎng)或USB有線協(xié)議來進(jìn)行雙向通信。在另 一個可能的實施例中，使 用光纜。在有線實施例中，天線15和16可以替換為有線連接。
在一個可能的實施例中，主機控制器17通過有線或無線裝置連接到 多耦合器系統(tǒng)中的每一個數(shù)據(jù)通信模塊14。在另一個可能的實施例中， 主機控制器17通過有線或無線裝置連接到多耦合器系統(tǒng)中的一個耦合 器，其中每一個耦合裝置都鏈接到另一個耦合裝置，形成了鏈。多站協(xié)議 (multi-dropprotocol)在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，并例如通過4吏用RS-485 協(xié)議來實現(xiàn)。在一個可能的實施例中，主機控制器17基于從數(shù)據(jù)通信模塊14接 收到的計算出的重量80的函數(shù)來計算可消耗物容器10中的剩余流體 的量，并隨后將填充水平數(shù)據(jù)寫入到與可消耗物容器10關(guān)聯(lián)的RFID 標(biāo)簽11。在一個可能的實施例中，主機控制器17在控制面板或屏幕上 顯示"油量計，，類型的填充水平。應(yīng)該理解，計量系統(tǒng)可以進(jìn)一步允許最終 用戶在指示流體材料的量低或空之后的短時間內(nèi)仍能運行分配系統(tǒng)。在該示例實施例中，主機控制器17通過利用以前所描述的方法，借 助于將所需的數(shù)據(jù)通知給數(shù)據(jù)通信模塊14來將數(shù)據(jù)寫入到RFID標(biāo)簽 11存儲器中，而數(shù)據(jù)通信模塊14又通過數(shù)據(jù)通信才莫塊14的RFID收 發(fā)器54和天線13將數(shù)據(jù)通知給RFID標(biāo)簽11的天線12。數(shù)據(jù)被寫 入到RFID標(biāo)簽11存儲器中。在一個可能的實施例中，數(shù)據(jù)被寫入到 RFID標(biāo)簽11中，以確保用戶不能向可消耗物容器10添加未經(jīng)批準(zhǔn)的 流體。在一個可能的實施例中，RFID標(biāo)簽11的存儲器包括通用的46字 節(jié)EEPROM?？梢岳斫?，其他實施例可以使用其他類型和大小的存儲器 來存儲對該存儲器所附著到的可消耗物容器10特定的數(shù)據(jù)。在再一個可能的實施例中，RFID標(biāo)簽11直接附著到可消耗物容器 10，而不是連接到匹配插入物20。在一個可能的實施例中，可消耗物容器10的最大重量大致為11 磅。由于當(dāng)將可消耗物容器10連接到耦合器組件18a， 18b時的初始撞 擊，可能得到高達(dá)最大重量四倍的讀數(shù)?？梢岳斫猓渌麑嵤├赡苄枰?適用于支持較大的或較小的最大可消耗的容器重量的重量感測耦合組件。示例實驗請回頭參看圖6 ，進(jìn)行了一個示例實驗，其中測試了計算出的重量 的80線性度、校準(zhǔn)度以及傳遞函數(shù)(a)準(zhǔn)確性。向讀取器耦合裝置60 施加力，該力表示從耦合到耦合器組件18a、 181)的可消耗物容器10的 重量產(chǎn)生的力。由微控制器51使用回歸方程(a),基于磁位置傳感器22 輸入的電壓的函數(shù)，在計算出的重量80和如由電子秤讀取的實際施加的 重量81之間來比較結(jié)果。從回歸方程(a)得到的回歸線80在磁位置 傳感器22的整個可使用范圍內(nèi)落入實際數(shù)據(jù)81的+/- 5 %精確度 閾值82內(nèi)。在此實驗中，可消耗物容器10的最大重量大致是11磅。請參看圖7a、 7b和8，顯示了懸重感測耦合器殼體61b和附屬物 65b的一個實施例。在托架組件61b的外表面上提供法蘭62,以提供將 耦合器組件18b掛起的裝置。請參看圖9和10,顯示了非懸重感測耦合器殼體61a和附屬物 65a的一個實施例。對于懸桂和非懸掛實施例所共有的結(jié)構(gòu)是將托架尾部 構(gòu)件65a的一端插入到托架組件61a、 61b的第一端92。非斜面邊緣或 鈍端101祐A按入耦合裝置60。托架尾部構(gòu)件65a、 65b可以通過直立 /非懸掛耦合器組件18a的壓配合進(jìn)行連接。托架尾部可以被粘結(jié)以用于 懸掛耦合器組件18b?？梢岳斫?，這些配置只是示例。也可以使用將托架 尾部構(gòu)件65a、 65b連接到耦合裝置60的其他示例，例如但不限于超聲 波焊接。托架尾部構(gòu)件65a 、 65b提供在耦合裝置60的第一端92處進(jìn) 行了連接的延長的軟管構(gòu)件。該計量系統(tǒng)可以按如下方式操作。耦合裝置60裝備有托架組件 61a， 61b，包括托架尾部構(gòu)件65a, 65b和偏置機構(gòu)63。請參看圖3， 在耦合器組件18a的非懸掛實施例中，偏置機構(gòu)63位于托架組件61a 的肩部分94a和耦合裝置60的肩部分95a之間。請參看圖5,在耦合 器組件18b的懸掛實施例中，偏置機構(gòu)63位于托架組件61b的肩部分 94b和第二肩部分95b之間。在這兩個實施例任一個中，托架尾部65a、 65b充當(dāng)偏置機構(gòu)63的支撐面和導(dǎo)桿。偏置機構(gòu)63反復(fù)地將施加于耦 合裝置60的力(如來自由可消耗物容器10中包含的流體材料所提供的 施加于耦合裝置60的負(fù)載的力)轉(zhuǎn)換為位移。由于流體從可消耗物容器10傳輸并通過重量感測耦合組件24,偏 置機構(gòu)63由于力被施加到耦合裝置60而發(fā)生變形。該變形被測量，并 被通知給數(shù)據(jù)通信模塊14的微控制器51。讀數(shù),皮進(jìn)行定標(biāo)，并被轉(zhuǎn)換 為重量讀數(shù)80，表示施加于耦合裝置60的負(fù)載。主機控制器17隨后 使用重量數(shù)據(jù)80來確定可消耗物的量或剩余的流體輸送材料的量。4吏用磁位置傳感器22來測量托架組件61a、 61b內(nèi)的耦合裝置60 的位移。由磁位置傳感器22來感測耦合裝置60的位移, 磁位置傳感器22安裝到諸如但不限于數(shù)據(jù)通信模塊14的電路板上。磁位置傳感器22 感測由相對于磁位置傳感器22移動的永磁體64所產(chǎn)生的磁力線角度 70。隨著磁體64相對于磁位置傳感器22的相對位置的變化，磁位置傳 感器22處的磁力線角度70也發(fā)生變化。磁位置傳感器22產(chǎn)生與磁力 線70的角度成比例的電壓。磁位置傳感器22可以可操作地連接到諸如 數(shù)據(jù)通信模塊14的微控制器51的微控制器。微控制器51對磁位置傳 感器22的輸出進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以產(chǎn)生可消耗物容器10的重量80。微控制 器51將重量數(shù)據(jù)80返回給主機控制器17。在該示例實施例中，系統(tǒng) 使用電源，并采用8-24伏特的電壓供電。耦合裝置60可以如現(xiàn)有技術(shù)中已知的那樣來構(gòu)建建模和設(shè)置，例 如，如美國專利No. 6,649,829所描述的。支承托架尾部構(gòu)件65a、 65b可 以由模制塑料材料制成，并摩擦焊接到諸如已知的那種標(biāo)準(zhǔn)快速連接/斷 開耦合件上。托架尾部構(gòu)件65a、 65b可以包括內(nèi)表面上的校準(zhǔn)鍵。然而， 在某些實施例中，標(biāo)準(zhǔn)摩擦焊接方法可以在某一角度內(nèi)校準(zhǔn)焊接的尾部構(gòu) 件65a、 65b。
在示例實施例中，使用乙縮醛來構(gòu)建耦合裝置60和托架組件6la， 61b。需要能在耦合裝置60上提供適當(dāng)?shù)闹С忻娴牟牧?。可以根?jù)需要 修改部件結(jié)構(gòu)材料的進(jìn)一步限定，例如，在需要特定化學(xué)相容性的任何應(yīng) 用中。
在示例實施例中，系統(tǒng)26適用于計量工業(yè)墨噴式打印應(yīng)用中的流體 的消耗。系統(tǒng)26還適合于合并到任意數(shù)量的應(yīng)用中，所述應(yīng)用包括但不 限于襯袋紙盒(bag-in-box)和吹模制(blow-moulded)流體分配。其他 應(yīng)用可以包括對試劑和/或化學(xué)制品容器進(jìn)行化學(xué)處理和測量。此外，也 可以使用藥物測量，例如對于劑量或其他使用流體分配的醫(yī)學(xué)應(yīng)用場合。 這些只是示例。應(yīng)該理解，計量系統(tǒng)26和重量感測耦合組件24可以用 于流體分配系統(tǒng)的任意數(shù)量的應(yīng)用。這里使用了術(shù)語"流體，，來表示可以使其流動的任何物質(zhì)。這包括但不 限于液體、氣體、細(xì)微或粉狀固體、兩種或更多種流體的混合物或乳狀液、 固體在液體或氣體內(nèi)的懸浮體等。這里所說明的示例系統(tǒng)可以使用戶監(jiān)視有多少流體或其他產(chǎn)品材料 連接到重量感測耦合組件。該系統(tǒng)可以使客戶跟蹤可消耗物容器的最后已
知的重量。當(dāng)與數(shù)據(jù)通信模塊進(jìn)行通信時，RFID標(biāo)簽允許從其進(jìn)行周期 性的讀取并對其進(jìn)行寫入。如此，可消耗物容器中剩余的流體的量可以被 周期性寫入到RFID標(biāo)簽中，以及可從RFID標(biāo)簽中讀取該剩余流體 量。在此配置中，可以對可消耗物容器進(jìn)行跟蹤，以確定是否以及何時向 可消耗物容器中添加了更多的流體輸送材料。這里所i兌明的系統(tǒng)可以提供 向用戶或設(shè)備制造商通知非故意的或有目的的向可消耗物容器或流體源 中引入額外的材料的裝置，從而控制了保修。上面的說明提供了改善的提升閥構(gòu)件的構(gòu)成、制造和使用的完整的描 述。在不偏離^^>開的精神和范圍的情況下，可以做出許多實施例。
權(quán)利要求
1.一種用于估計流體的消耗的組件，所述組件包括流體能流動的耦合裝置；可滑動地耦合到所述耦合裝置的托架組件；位于所述耦合裝置和所述托架組件之間的偏置機構(gòu)；以及位移感測機構(gòu)，包括耦合到所述耦合裝置和所述托架組件中的某一個的傳感器，以及耦合到所述耦合裝置和所述托架組件中的另一個的磁體；其中，所述位移感測機構(gòu)被配置為感測由于流體源與所述耦合裝置的耦合而導(dǎo)致的所述磁體相對于所述傳感器的位移。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述傳感器是耦合到所述托 架組件的磁位置傳感器，所ii^體耦合到所述耦合裝置，所i^體隨著所 述耦合裝置而移動，所i^位置傳感器檢測所述^m體的相對位移。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的組件，進(jìn)一步包括被編程為基于所^體 的所述位移來估計所述流體源中流體的量的微控制器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，進(jìn)一步包括^L編程為把所述位移通 知給主機控制器的數(shù)據(jù)通信模塊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述偏置機構(gòu)是彈簧。
6. —種用于估計流體的消耗的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 耦合裝置；滑動地耦合到所述耦合裝置的托架組件； 位于所^合裝置和所述托架組件之間的偏置機構(gòu)； 耦合到所述托架組件的位移感測機構(gòu)；以及 耦合到所述托架組件的數(shù)據(jù)通信模塊；其中，在將匹配插入物連接到所述耦合裝置之后，通過所述耦合裝置 從流體源傳遞流體，所述流體源向所述耦合裝置施加負(fù)載;其中，所述位移感測機構(gòu)被配置為感測由于與所述流體源關(guān)聯(lián)的負(fù)載 而導(dǎo)致的所述耦合裝置相對于所述托架組件的位移;以及其中，所述數(shù)據(jù)通信模塊被編程為基于所述位移來估計所述流體源中的流體的量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括包含有流體的所述流體源。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括耦合到所述流體源的所 述匹配插入物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述位移感測機構(gòu)包括 耦合到所述托架組件的磁位置傳感器；以及耦合到所述耦合裝置的磁體；其中，所ii^體隨著所述耦合裝置而移動，所g位置傳感器檢測所 il^體的位移。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)通信模塊包括樣支控 制器，所M位置傳感器把所，體的位移通知給所述微控制器，所述微 控制器被編程為基于磁體的所述位移來估計所述流體源中的流體的量。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)通信模塊把所述 流體的量通知給主機控制器，所述主機控制器基于所述流體的量來估計所 述流體源的填充水平。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)通信模塊將流體 源的所述填充水平寫入與所述流體源關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)標(biāo)簽。
13. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述偏置機構(gòu)是彈簧。
14. 一種耦合裝置，包括 耦合到所述耦合裝置的磁體；以及耦合到所述耦合裝置并被配置為感測所述磁體的磁力線的角度的磁 位置傳感器；其中，所述耦合裝置被編程為基于由所M位置傳感器測量的所i4^ 體的磁力線的角度來估計所述耦合裝置相對于匹配耦合裝置的連接或斷 開狀態(tài)。
15. 一種用于估計流體源中流體的消耗的方法,所述方法包括:將托架組件和偏置機構(gòu)耦合到耦合裝置； 將流體源的插入物耦合到所述耦合裝置； 當(dāng)所述流體源耦合到所述耦合裝置時，感測所述耦合裝置相對于所述托架組件的位移；以及基于所述位移來估計所述流體源中的流體的量。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，使用包括磁位置傳感器和 磁體的感測機構(gòu)來感測所述位移，其中，所i^體隨著所^合裝置而移 動，所i^位置傳感器檢測所it^體的位移。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括把所述位移通知給主 機控制器。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括基于所述位移來估計 所述流體源的填充水平。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括將流體源的所述填充 水平寫入與所述流體源關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)標(biāo)簽。
全文摘要
一種用于估計流體的消耗的組件，包括允許流體流動的耦合裝置；可滑動地耦合到所述耦合裝置的托架組件；位于所述耦合裝置和所述托架組件之間的偏置機構(gòu)；以及位移感測機構(gòu)，該位移感測機構(gòu)包括耦合到所述耦合裝置和所述托架組件中的某一個的傳感器，以及耦合到所述耦合裝置和所述托架組件中的另一個的磁體。所述位移感測機構(gòu)被配置為感測由于流體源與所述耦合裝置的耦合而導(dǎo)致的磁體相對于傳感器的位移。
文檔編號G01F23/20GK101160509SQ200680012822
公開日2008年4月9日 申請日期2006年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月17日
發(fā)明者威廉·約翰·蘭金 申請人:考爾得產(chǎn)品公司