电子阀位置指示器的制造方法
【专利摘要】一种设备，包括具有至少两个输入端口的阀。至少两个输入端口中的第一输入端口连接至第一材料源并且至少两个输入端口中的第二输入端口连接至第二材料源。阀还包括输出端口和用于选择性地将至少两个输入端口中的一个输入端口连接至输出端口的阀选择器。电路选择性地连接输出装置，以当阀选择器处于将两个输入端口中的第一输入端口连接至输出端口的第一位置时，接收来自与第一材料源关联的第一传感器的数据，该第一传感器感测与第一材料源关联的至少一个特征，并且当阀选择器处于将两个输入端口中的第二输入端口连接至输出端口的第二位置时，接收来自与第二材料源关联的第二传感器的数据，该第二传感器感测与第二材料源关联的至少一个特征。
【专利说明】电子阀位置指示器【技术领域】
[0001]发明涉及用于响应于源的选择而自动选择并且识别与在源处存储的材料相关的特征的设备和方法。
【背景技术】
[0002]加压材料可以存储在罐或其它容器中。加压材料可以是加压气体或加压液体。普通的实例是存储在罐中并且选择性地被控制以经由位于人的嘴巴和鼻子上的面罩而被递送给人从而允许人来自由呼吸的加压气体。一种何时使用加压空气的这种实例是在健康环境中将生命支持提供给运输中的患者。例如，加压空气罐可以用于将空气提供给在早产儿保育器中运输的婴儿。在另一个实例中，可能有必要在否则可能被污染的环境中提供清洁空气。空气罐还可以通常由进入烟雾弥漫的建筑物搜索被火困住的受害者的消防员来使用。这仅仅是一个实例，而且进入不具有足够氧水平的环境的任何搜索以及营救人员可以采用这些类型的设备，该不具有足够氧水平的环境妨碍人的呼吸和以正常方式动作。在这些场景中，因为存储在罐中的加压空气是有限量的，所以这些人员典型地携带多个罐(例如多个加压空气源)来给他们提供延长的时间以完成要求的任务，例如搜索受害者。
[0003]在多个压力源之间的切换通常使用阀(例如图1A和图1B中描绘的阀)来执行。图1A描绘允许加压材料(例如空气、气体或液体)从高压区域到低压区域的流动的五端口阀I。继续上文描述的实例，罐中的空气被高度加压并且从罐流至压力水平低于罐中的压力水平的目的地(例如空气面罩)。图1A中的阀I包括阀本体2，该阀本体2包括第一端口集合3。第一端口集合3包括端口 3a和端口 3b。阀的本体还包括在端口 3a和端口 3b的相对侧上的两个附加端口。另外，阀本体2可以包括第二端口 4。内部阀组件(未示出)位于第一端口集合3和第二端口 4之间用于控制空气的方向性流动。轴环6位于本体与第四端口 4相对的一侧上形成防止任何空气通过阀流动泄漏的密封件。手柄7通过阀杆5连接至阀本体2，阀杆5选择性地将手柄7的动作传递给内部阀组件。内部阀组件的位置确定空气流动沿着的路径。在一种配置中，多个加压空气源可以连接至第一端口集合3中相应的集合，导致端口 3为输入端口。在这个配置中，手柄7的位置对应于端口 3a，其指引空气从连接至端口 3a的压力源流经本体2并且流出第二端口 4。当第一气体源耗尽时，可以选择性地旋转手柄7以允许气体从连接至端口 3b的第二压力源流动。图1A中显示的阀I管理气体从多至四个的压力源流经本体2并且通过第二端口 4流出。与图1A相似地，图1B中的阀Ib包括以相似的方法运行的相似元件。但是，阀Ib是七端口阀。因此，唯一的不同是第一端口集合3包括六个端口，从而允许多至6个压力源被连接至其上。
[0004]这些阀成功地使得多个加压气体、空气或液体源能够被连接至输出并且通过输出分配。与这些阀相关的缺点是用户不知道在连接至阀的任何压力源中剩余多少加压材料。因此，存在自动通知用户关 于在选择压力源时存在在压力源中的加压材料的量的需要。根据发明原理的设备解决已知压力控制设备的不足。
【发明内容】
[0005]在一个实施方式中，提供一种设备并且该设备包括具有至少两个输入端口的阀。至少两个输入端口中的第一输入端口连接至第一材料源并且至少两个输入端口中的第二输入端口连接至第二材料源。阀还包括输出端口和用于选择性地将至少两个输入端口中的一个输入端口连接至输出端口的阀选择器，电路选择性地连接输出设备以当阀选择器处于将两个输入端口中的第一输入端口连接至输出端口的第一位置时，接收来自与第一材料源关联的第一传感器的数据，该第一传感器感测与第一材料源关联的至少一个特征，并且当阀选择器处于将两个输入端口中的第二输入端口连接至输出端口的第二位置时，接收来自与第二材料源关联的第二传感器的数据，该第二传感器感测与第二材料源关联的至少一个特征。
[0006]在另一个实施方式中，提供了从至少两个材料源中选择材料源并且提供与所选择的源关联的数据的方法。该方法包括使用具有位于其上的致动器的源选择设备来选择连接至阀的多个源中的相应的一个源，每个源包括传感器，该传感器感测用于表示与相应的源关联的至少一个特征的数据并且生成数据信号。致动与所选择的源关联的开关，导致开关从第一打开位置移动到第二闭合位置。经由开关将数据信号提供给输出设备，并且通过阀将所选择的源内部的材料提供至目的地。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1A和图1B是用于控制加压材料的流动的示例性现有技术阀；
[0008]图2是根据发明原理的电子阀位置指示器的示例性电路板的俯视图；
[0009]图3是根据发明原理的电子阀位置指示器的示例性电路板的沿着图2中的线3-3而取得的侧视图；
[0010]图4是根据发明原理的电子阀位置指示器的示例性电路图；
[0011]图5是根据发明原理的电子阀位置指示器的示例性电路图；
[0012]图6是根据发明原理的电子阀位置指示器的示例性线路图；
[0013]图7是根据发明原理的电子阀位置指示器的可替选实施方式的示例性电路图；
[0014]图8A-8D是根据发明原理的电子阀位置指示器的示例性电路板图案；
[0015]图9是与根据发明原理的阀耦合的电子阀位置指示器的侧视图；
[0016]图10是根据发明原理的电子阀位置指示器的操作的详细流程图；
[0017]图11是根据发明原理的电子阀位置指示器的示例性电路图；
[0018]图12是根据发明原理的电子阀位置指示器的示例性电路图。
【具体实施方式】
[0019]如本文使用的加压材料可以包括气体、空气或液体。加压材料可以存储在源例如罐或容器中。从压力源流经输出的加压材料的流动由阀来控制。阀可以从源集合中选择相应的源并且控制从源流至输出的加压材料的流动路径。可替选地，可以存在连接至阀的单个源并且阀可以从多个输出中选择加压材料会流经的相应输出。在多个压力源由单个阀控制的实例中，有利的是，自动地通知加压材料所来源于的相应加压材料源中剩余的压力的量。电子阀位置指示器有利地响应于源的选择，自动接收和向用户通知在源中剩余的加压材料的压力。电子阀位置指示器处耦合至源的压力传感器自动地接收用于表示源中剩余的压力量的信号。当移动阀选择机构来从多个源中选择源作为输入时，连接至所选源的压力传感器将用于表示在所选源中感测的压力的信号传输至输出装置例如显示屏。这有利地使得用户能够观看到所选源中剩余的材料的压力。当选择不同的源作为输入时，将用于表示该源中的压力的量的数据提供至输出装置。因此，电子阀位置指示器自动地使得用户能够马上知道在相应的源中剩余的加压材料的压力。
[0020]图2为识别用于形成电子阀位置指示器200的组件的示例性电路板210。电路板210可以是非导电的传统印刷电路板并且包括蚀刻导电路径，该蚀刻导电路径允许安装在其上的组件之间的电气连接。电路板210可以包括基本上在电路板210的中心处的孔212。孔212接收连接至加压材料的源经过的阀的阀杆。虽然电路板210描述为具有单个孔212，但是应当理解电路板210可以包括任意数量的孔212。孔212的数量可以对应于阀阵列中的阀的数量。
[0021]电路板210还包括输入端子块214。输入跳线214允许电路板210和与多个源关联的多个传感器之间的电气连接。如本文中所显示的，输入端子块214包括允许与第一压力传感器的电气连接的第一输入端子216a和允许与第二不同压力传感器的电气连接的第二输入端子216b。这个实施方式描述四个输入216a_216b。但是，电路板210可以利用与具体阀可控制的同等数量的源对应的任意数量的输入端子来形成。
[0022]电路板210包括与连接至阀的压力源的数量对应的多个选择性可致动开关222。在一个实施方式中，设置与第一压力源(未不出)对应的第一开关222a和与第二不同源(未示出)对应的第二开关222b。虽然只显示出两个开关222a和222b，但是本领域技术人员会理解的是，电路板210可以包括与具体阀可控制的任意数量的源对应的任意数量的开关。每个开关222在电路板210上的位置应当基本上与阀本体上的相应端口对准。开关的操作将在下文中关于图4和图5讨论。
[0023]设置输出端子块218的集合允许与至少一个输出装置的电气连接。输出装置可以包括以下之中的至少一种:(a)显示屏；(b)可佩戴显示装置；(C)计量表；(d)计算机化监视系统；(e)数据库以及(f)在有线或无线通信网络上传输信号的通信装置中。输出端子块218可以包括第一输出端子220a和第二输出端子220b。输入端子块214、开关222和输出端子块218之间的电气连接将在下文中关于图4来讨论。
[0024]图3是沿着图2中的线3-3而取得的电路板210的侧视图。电路板210包括沿着其延伸的孔212。孔212的界限以虚线显示。输入端子块214沿着电路板210的第一边缘定位并且输出端子块218沿着电路板210的第二边缘定位，第二边缘与输入端子块214所定位于的边缘相对。与多个加压材料源对应的多个传感器中的每个连接至输入端子块214中的相应的一个输入端子块214。至少一个输出装置连接至输出端子块218。输入和输出端子块218和214的配置仅仅是为了实例的目的而显示和描述的并且在实践中可以处于电路板上的任何位置。如本文中所显示的，第一开关222a垂直于第二开关222b。这些位置仅仅是示例性的并且对应于阀本体上的端口的位置。当移动阀的阀选择机构(例如手柄)来选择端口时，阀选择机构上的致动器选择性地致动与所选择的端口对应的电路板上的开关。这样使得能够提供由与连接至所选择的端口的所选择的源关联的传感器感测的数据，以用于在至少一个输出装置上的输出。[0025]图2和图3中描述的实施方式表示用于3个端口阀的电子阀位置指示器，从而存在将两个加压材料源连接至公共输出端口的两个输入端口。电子阀位置指示器200的电气连接和操作将会进一步关于图4和图5讨论。任何具有“ + ”和的描述是出于识别的目的以区分不同端子并且除非指明，并且不是必要地反映传输的信号的极性，除非另外说明是这样。
[0026]图4中的电路板210通过孔212接收阀的阀杆。阀选择性地控制来自具有第一压力换能器(PTl)的第一源和来自具有第二压力换能器(PT2)的第二源的加压材料的流动。PTl和PT2中的每个通过正极导线和负极导线耦合至电路板210。负极导线PTl-经由输入216a连接至电路板210上的第一开关222a的输入。负极导线PT2-经由输入216b连接至电路板210上的第二开关222b。第一开关222a和第二开关222b都连接至输出端口 220b。正极导线PT2+和正极导线PTl+分别在输入导线216c和输入导线216d处连接至电路板210。输入216c和输入216d连接在一起并且连接至输出端口 220a。如本文中关于表示4_20mA环电源电路的图4所描述的，正极和负极的描述是准确的。但是，在其它实施例中可能不是这种情况。除非另有说明，否则任意正极和负极的描述被用作传输路径的区分并且未必是信号的极性。
[0027]当阀的阀选择机构被转动以选择阀端口来致动开关222a或开关222b并且从而接通电路时，电子阀位置指示器200有利地自动将由压力换能器PTl和压力换能器PT2感测的数据输出在输出显示装置402上。感测的压力数据表示在给定时间上源中剩余的加压材料的压力。显示装置402经由输出端子220b连接至电路板210。DC电源404耦合在输出端子220a和显示装置402之间。输出端子220a进一步连接至输入端子216c和输入端子216d并且经由输入端子216c和输入端子216d将功率提供给压力换能器PTl和压力换能器PT2。
[0028]第一开关222a和第二开关222b保持在第一打开位置。当开关222a/222b处于第一打开位置时，电路未接通。当移动阀的阀选择机构408时，导致致动器406致动开关222a/222b中所选择的一个开关，导致其从第一打开位置移动到第二闭合位置，从而接通相应的电路。在一个实施方式中，开关222a和开关222b可以是磁性簧片开关并且致动器406可以是磁体。在这个实施方式中，响应于在一个相应开关上的磁性致动器406的定位，开关222a/222b会从第一打开位置移动至第二闭合位置。描述磁性簧片开关可以仅仅是出于实例的目的并且可以使用能够感测阀选择机构的位置的任何开关。例如，开关机构可以包括以下之中的至少一种(a):光学传感器和可以为LED灯的致动器；(b)感测阀手柄的位置的接近开关以及(c) RFID标签和传感器。一次只有一个开关222a或开关222b可以处于第二闭合位置从而确保在接通的电路上传输的数据是正确的并且只对应于用于单个所选择的源的压力数据。致动器406可以安装在阀的阀选择机构408上或形成在阀的阀选择机构408中，使得响应于用户旋转阀的阀选择机构408来选择不同的源，之前所选择的开关222a或开关222b会从第二闭合位置移动至第一打开位置从而切断电路并且使得开关222a或开关222b中新选择的一个开关从第一打开位置移动至第二闭合位置，从而接通允许监视所选择的压力源中的压力的量的电路。开关222a或开关222b的致动可以通过将致动器定位为在开关222上或在开关222的附近中的至少一种来发生，使得致动器距离开关一定的距离。
[0029]现将关于第一源的选择来描述电子阀位置指示器的操作，该第一源连接至PTl以监视该源中的压力的量。如上文所讨论的，当选择第一源时，在阀选择机构408上连接的致动器406定位在第一开关222a附近,导致第一开关222a从第一打开位置移动至第二闭合位置从而接通电路。来自DC源404的直流电流经输出端子220a并且流经电路板210以及进一步流经输入端子216c以向PTl供电。PTl可以自动地并且连续地感测所选择的第一源中的压力的量。在预定时间间隔上，在输入端子216a处提供包括所选择的源中的压力的量的数据信号，其经过第一开关222a并且经由输出端子220b输出至显示器402。用户可以选择性地观看在所选择的源中剩余的加压材料量以及所选择的源中的压力。因此，用户能够确定是否以及何时选择不同的源。
[0030]图5是显示当用户将所选择的源从第一源502改变至第二源504时电子阀位置指示器200的操作的示例性电路图。为了简化的目的，未显示出电子阀位置指示器200的某些元件。但是，本领域技术人员会理解的是，上文关于图4描述的结构和连接可以应用于图5，从而相似的元件以相似的方式连接和操作。
[0031]当包括与其连接的致动器406的阀选择机构408被旋转到允许来自与阀的不同端口连接的源的加压材料流动的位置时，与期望阀端口关联的开关被致动。在这个实例中，阀选择机构是手柄并且在下文中会称为手柄。手柄408被从图4中显示的位置逆时针旋转90度。手柄408的旋转导致致动器406定位在第二开关222b的附近。描述手柄408的90度旋转仅是出于实例的目的并且可以应用于本文描述的示例性实施方式涉及4个位置、5个端口的阀。本领域中技术人员会理解的是，为了选择不同材料源所要求的旋转度数取决于阀上的端口数量，其中每个端口具有与之关联的相应开关。当手柄408旋转时，从致动器406应用到第一开关222a以导致第一开关222a处于第二闭合位置的磁力减少并且第一开关222a返回至第一打开位置。致动器406可以在第二开关222b上施加磁力，导致开关从第一打开位置移动到第二闭合位置，从而接通通过电子阀位置指示器200上的第二开关222b将第二压力换能器PT2连接至输出装置402的电路。当第二开关222b处于第二闭合位置时，电流从电压404流至压力换能器PT2，向压力换能器PT2供电。压力换能器PT2从而能够监视第二源504中的压力的量。通过第二开关222b提供指示第二源504中的压力的数据信号，以用于输出装置402上的输出。当选择第二源时，用户有利地能够自动地观看剩余加压材料的压力，以确定是否并且何时选择不同的源。本文中描述的涉及压力换能器感测到的压力源的压力的数据信号仅仅是出于实例的目的。应当注意的是，本领域技术人员可以替换能够感测任何物理性质的任意传感器以提供指示感测的物理性质的值的数据信号。能够被感测的物理性质的实例包括但不限于以下之中的至少一种:(a)温度；(b)流速；(c)密度；(e)粘性；(f)PH ； (g)导电率；(h)湿度；⑴剩余体积和(k)任何其它可测量物理属性。在另一个实施方式中，除了用于感测并且提供包括用于表示测量的物理属性数据的数据信号的压力换能器之外，还可以设置能够感测任意可测量物理属性的至少一个附加传感器。在这个实施方式中，至少一个附加传感器可以形成为该传感器的自有电路，其具有由致动器致动的自有开关。可替选地，可以设置多路复用器用于接收来自多个传感器的输入数据以产生为显示器提供的单个输出数据信号。
[0032]从相应的压力换能器PTl和压力换能器PT2传输的数据信号可以是可以在显示装置上输出的4-20毫安信号。可替选地，数据信号可以是0-10伏、0-5伏或可以输出在显示装置上的任意其它工业标准信号。数据信号的类型取决于用于感测压力源中的压力量的传感器的类型。另外地，如下文中关于图7所讨论的，数据信号可以是数字的而不是模拟的。另外地，在显示器402上的数据信号的输出仅出于实例的目的而描述的并且数据信号可以由计算机处理系统来接收，该计算机系统利用数据信号作为用于具体目的的至少一个输入信号。例如，数据信号可以由处理装置接收以确定压力水平是否处于阈值之下，并且当接收到指示压力水平在阈值之下的数据信号时，处理装置可以启动进一步动作。例如，可以发出警报来建议给用户或另一方应当改变输入源。可替选地，数据信号可以存储在储存历史压力数据的数据库中，从而使得用户能够确定源中的压力耗尽速率。这可能有利地允许回顾在具体环境集合下的具体设置中的加压材料的消耗速率。
[0033]图6是电子阀位置指示器200的可替选实施方式的电路图。第一输入端子块Jl包括第一端子1-4，其用于至与相应的材料源关联的相应传感器Pl和传感器P2的连接。传感器Pl和传感器P2选择性地监视与存储在其相应源处的材料关联的至少一个特征。第二输出端子块J2包括第二端子I和第二端子2。源自传感器Pl的数据输入线连接至第一端子I，传感器Pl监视与存储在第一源中的材料关联的至少一个特征。源自传感器P2的数据输入连接至第一端子3，传感器P2监视与存储在第二源中的材料关联的至少一个特征。第一端子I和第一端子3中的每个经由相应的开关SI或开关S2而连接至在第二端子I处的公共输出，使得在第二端子I处可以提供由与第一源关联的传感器Pl感测的或由与第二源关联的传感器P2感测的数据信号以用于第二端子的输出。与相应的源关联的相应的传感器可以感测与存储在相应源处的材料关联的至少一个特征。至少一个特征可以包括以下之中的至少一种:(a)源中剩余压力量(例如以psi测量)；(b)在源处的液体体积水平；(c)描述位于相应源处的材料类型的指示器；(d)从源流出的材料的流速；(e)直到材料从相应源中的耗尽为止剩余的时间量；(f)PH ； (g)流量；(h)密度；⑴温度；(j)导电系数；(k)湿度以及(I)气体专用传感器(例如感测空气中或氧气中的一氧化碳水平的CO感测器)。
[0034]传感器Pl和传感器P2分别进一步连接至在第一输入端子2和第一输入端子4处的电子阀位置指示器200。第一端子2和第一端子4连接至第二输出端子2。电源连接至第二输出端子2用于分别经由传感器Pl和传感器P2的在第一输入端子2和在第一输入端子4处的相应连接而向传感器Pl和传感器P2供电。
[0035]第一开关SI设置在第一输入端子I和第二输出端子I之间。开关SI是选可择性地致动开关，其被维持在第一打开位置中。响应于用户对第一源的选择来致动开关Si。第一源的用户选择导致在第一源处存储的材料作为输入被提供至第一源连接的阀的端口，穿过阀的端口并且在阀的输出端口处输出。第一开关Si的致动可以通过将致动器选择性地定位在第一开关Si附近来发生。响应于第一开关SI的致动，接通包括与所选择的源关联的传感器P1、第一开关S1、在第二输出端子I处连接的输出装置以及在第二端子2处连接的电源的电路。传感器Pl由电源供电，以监视与第一源中的材料关联的至少一个特征并且生成指示特征数据的数据信号。数据信号传输至在第二输出端子I处连接的输出装置。当用户期望改变源时，致动器选择性地从在第一开关SI附近的位置移动至在第二开关S2附近的位置。响应于对致动器重定位，导致第一开关Si从第二闭合位置移动至第一打开位置并且导致第二开关S2从第一打开位置移动至第二闭合位置。当开关S2处于第二闭合位置时，接通包括与新选择的源关联的传感器P2、第二开关S2、在第二输出端子I处连接的输出装置以及在第二端子2处连接的电源的电路。传感器P2由电源供电，以监视与第二源处的材料关联的至少一个特征并且生成指示特征数据的数据信号。数据信号传输至在第二输出端子I处连接的输出装置。尽管这个实施方式描述分别与传感器Pl和传感器P2关联的两个开关SI和S2，但是应当注意电子阀位置指示器可以采用与可以由具体阀接入的任意数量源和传感器对应的任意数量开关。例如，如果阀是五个端口的阀，那么可能有多至四个连接至公共输出端口的源。在这个实施方式中，电子阀位置指示器包括四个可选择性致动开关，其将与四个源中的每个关联的传感器连接至第二输出端子块J2上的输出。每个开关应当设置在电路板上，使得相应开关基本上与当选择打开阀上的具体端口时阀手柄所处的位置对准。
[0036]图7为根据发明原理的电子阀位置指示器的可替选实施方式的电路图。这个实施方式包括上文关于图3到图5所描述的相似元件。但是，图7中描绘的实施方式和上文关于图3到图5所描绘和描述的实施方式之间的不同为电源的放置。图3到图5表示具有成环的电源的电路，使得电源包括在电路中。相反，图7表示具有非成环电源702的电路。电源702耦合至一对输入端子716e和716f，以用于向多个传感器并且向输出装置402供电，其中，每个传感器感测与相应材料源关联的至少一个特征，该输出装置402输出由多个传感器中的一个感测的数据。在这个实施方式中，输出装置是面板式仪表，其能够选择性地显示由多个传感器中的一个生成的模拟数据信号或数字数据信号中的至少一种。电源702连接至第一端子块714中的输入端子716e。输入端子716e进一步电气连接至第二端子块718的输出端子720b。通过输入端子716e和输出端子720b从电源702向输出装置402供电。电源702进一步连接至多个传感器715a-715n，以用于向供电。电源702电气耦合至输入端子716f。输入端子716f还连接至输入端子716b和输入端子716c,以用于向与输入端子716b和输入端子716c连接的传感器供电。电源702连接至两个端子仅出于实例的目的而显示的并且电源可以连接至相应传感器连接的每个端子。可替选地，每个传感器可以包括其自身的电源用于向传感器供功电。
[0037]包括穿过电路板延伸的孔712的电路板710可以选择性地接收阀的阀杆(见图8)。电路板710包括第一输入端子块714,第一输入端子块714包括多个单独的输入端子716a-716f。用于从相应材料源感测至少一个特征的多个传感器715a_715n连接至多个输入端子716a-716d中的相应的输入端子。
[0038]在一个实施方式中，第一传感器715a电气稱合至输入端子716a和716d。第一传感器715a和第一输入端子716a之间的连接是数据连接，该数据连接允许用于表示由第一传感器监视的数据的数据信号的传输以用于在输出装置402上的显示。第一传感器715a还经由第二输入端子716b连接至电路板710。至端子716b的连接连接第一传感器715a以接收来自电源702的功率。第一可致动开关722a定位在输入端子716a和输出端子720a之间。第一开关722a在第一打开位置和第二闭合位置之间移动。当开关722a处于第一打开位置时，因为电路未接通所以没有数据传输发生。当致动器706定位在第一开关722a附近时，开关277a移动至第二闭合位置从而接通电路并且允许传输用于表示由第一传感器715a感测的数据的数据信号，以用于在输出装置402上的输出。
[0039]至少一个附加传感器715η电气耦合至电路板710。这个传感器显示为连接至输入端子716c和输入端子716d。至少一个附加传感器715η和第三输入端子716d之间的连接是数据连接，该连接允许用于表示由至少一个附加传感器715监视的数据的数据信号的传输以用于在输出装置402上的显示。至少一个附加传感器715η还经由第四输入端子716c连接至电路板710。至端子716c的连接连接至少一个附加传感器715η以接收来自电源702的功率。第二可致动开关722b定位在输入端子716d和输出端子720a之间。第二开关722b在第一打开位置和第二闭合位置之间移动。当开关722b处于第一打开位置时，因为电路未接通所以不发生数据传输。当移动致动器706到第二开关722b的附近时，第二开关722b移动至第二闭合位置从而接通电路。另外地，当致动器706在第二开关722b附近时，第一开关722a从第二闭合位置移动至第一打开位置。通过闭合第二开关722b形成的接通电路允许传输用于表示由第一传感器715a感测的数据的数据信号，以用于在输出装置402上的输出。
[0040]在输出装置402上显示的数据对应于耦合至当前处于第二闭合位置的开关的传感器所生成的数据信号。每个传感器由电源702来供电以自动感测与在材料相应源处的材料关联的特征。在一个实施方式中，材料为从连接至多端口阀上的一个输入端口的气体源(例如罐)分配的加压气体。使用阀控制机构(例如手柄)来选择阀上的相应输入端口，以通过允许气体流经气体源所连接的输入端口、阀并且流出阀上的输出端口，在气体源和目的地之间形成路径。响应于选择输入端口，在阀控制机构上的致动器定位在与所选择的阀输入端口关联的开关和相关源的附近，从而接通将相应传感器连接至输出装置402的电路。传感器(例如压力换能器)耦合至气体源并且可以感测气体源中的压力的量。传感器可以在预定时间间隔自动地并且连续地感测压力水平并且生成包括在每个时间间隔上的压力水平的数据信号。传输包括在给定时间处的压力的量的数据信号，以用于在输出装置402上的输出。
[0041]当用户期望选择连接至阀上的不同输入端口的不同气体源时，阀控制机构移动至这样一种位置，该闭合第一路径并且形成允许气体从第二气体源通过阀流动至目的地的第二路径。通过移动阀控制机构，定位在该机构上(或一体形成在其中)的致动器定位在与所选择的阀输入端口关联的第二开关附近，从而接通用于将第二传感器连接至输出装置的电路。耦合至第二(和当前所选择的)气体源的传感器(例如压力换能器)可以感测第二气体源中的压力的量。传感器可以在预定时间间隔自动地并且连续地感测压力的量并且生成包括在每个时间间隔上的压力的数据信号。传输包括在给定时间处的压力量的数据信号，以用于在输出装置402上的输出。
[0042]这个操作仅出于实例的目的而描述的并且应当理解电子阀位置指示器可以利用具有连接至公共输出端口的任意数量的输入端口的阀来操作。电子阀位置指示器要求开关的数量等于阀上的可选择端口数量，使得开关以这样一种方式设置在电路板上，该方式为允许包括致动器的阀控制机构定位在与阀上的相应输入端口对应的相应开关附近。致动器可以定位在多个开关中的相应的一个开关附近，从而对于将相应传感器连接至输出装置的每个位置，接通单个电路。因此，阀控制机构的位置打开这样一种通路，其允许材料从选择源流经阀并且流出至目的地以及提供用于表示与流经其至输出装置的材料关联的至少一个特征的数据。
[0043]在另一个实施方式中，单个材料源可以通过多个输出端口分配。这个实施方式可以利用上文关于图2-7描述的相同阀和电路。在这个实施方式中，单个材料源可以连接至输入端口，以用于通过多个输出端口中的一个的分配。与单个材料源关联的传感器可以感测与在单个源处的材料关联的至少一个特征并且将指示至少一个特征的数据信号提供至输出装置。在这个实施方式中，阀位置机构允许用户选择性地选择来自单个源的材料会流经的多个输出中的相应的一个。该实施方式的一个实例可以包括当单个氧气罐用于供应多个不同的用户时。当选择输出端口中的相应的一个时，传感器可以感测罐中的氧气量并且用户可以使用这个信息来确定何时以及是否应当选择不同的输出。
[0044]开关设置的配置的实例显示在图8A-图8D中。图8A和图8B表示包括四个输入端口 804、808、812和816的五端口阀。第五个端口是输出端口(未显示出)，输入端口 804、808,812和816中的每个输入端口响应于阀选择机构805的操纵而选择性地连接至该输出端口，以与输入端口 804、808、812和816中的相应的输入端口对准。如图8A中所显示的，阀选择机构805与第四输入端口 816对准，以允许材料从第四输入源流经阀的端口 810而流至目的地。电路板801包括多个开关802、806、810和814。每个开关以基本上与相应的输入端口 804、808、812和816对准的方式定位在电路板801上。第一开关802与第一输入端口 804对准。第二开关806与第二输入端口 808对准。第三开关810与第三输入端口 812对准并且第四开关814与第四输入端口 816对准。开关的位置被描述为与输入端口对准仅出于实例的目的并且它们可以处于允许阀选择机构的位置选择相应的输入阀并且致动与所选择的输入阀关联的开关的任何设置。如上文描述的，阀选择机构805包括致动器807，当该致动器基本上定位在开关802、806、810和814中的相应的一个附近时，致动切换并且接通将传感器连接至输出装置的电路。在图8A中，阀选择机构805上的致动器807基本在定位在第四开关814附近。因此，材料流从与材料连接的源流经第四输入端口 816并且流出通过输出端口。而且，如上文所述的，与连接至第四输入端口 816的源关联的传感器会感测与源关联的至少一个特征并且提供用于输出显示装置上的显示的数据。图8B包括如图8A中描述的相同配置和元件。但是，阀选择机构805顺时针旋转90度，导致所选择的输入端口为第三输入端口 812。如上文所述的，致动器807基本上定位在第三开关810附近并且与连接至第三输入端口 812的源关联的传感器会感测与源关联的至少一个特征并且提供数据以用于在输出显示装置上的显示。在这个配置中，阀选择机构805可以为关于电路板810的中点809可旋转360度，允许期望输入端口的自由选择。图8C和图8D表示七端口阀，包括可选择性连接至输出端口的六个输入端口。此处显示的配置和阀的操作与关于图8A和图SB所描述的这些类似，除了对应于两个附加输入端口的两个附加输入端口和两个附加开关外。对应于附加输入端口的附加开关不会讲根据发明原理的电子阀位置指示器的操作改变为超出提供用于从附加源中进行选择的能力。
[0045]图9为包括电子阀位置指示器903的阀901的侧视图。阀901包括具有第一输入端口 904、第二输入端口 906和输出端口 908的阀本体902。具有致动器914的阀选择机构910经由阀杆912连接至本体902，阀杆912允许选择耦合至输入端口 904、输入端口 906的相应加压材料源905a、加压材料源905b。电子阀位置指示器903安装在阀901上并且定位在阀选择机构910和本体902之间。电子阀位置指示器903包括与第一输入端口 904关联的第一开关918和与第二输入端口 906关联的第二开关920。第一传感器907a连接在第一源905a和电子阀位置指示器903的输入端子919之间。第一传感器907a感测用于表示与源905a关联的至少一个特征的数据。第二传感器907b连接在第二源905b和电子阀位置指示器903的输入端子919之间。第二传感器907b感测用于表示与第二源905b关联的至少一个特征的数据。用于选择性输出由传感器907a和传感器907b感测的数据的输出装置924连接至输出端子922。第一开关918连接在第一传感器907a和输出装置924之间。第二开关920连接在第二传感器907b和输出装置924之间。
[0046]当移动阀选择机构910来选择第一输入端口 904时，如阴影箭头所指示的，加压材料从源905a流经输入端口 904并且流出输出端口 908。响应于移动阀选择机构910，致动器914致动第一开关918来接通用于将传感器907a连接至显示器924的电路。第一传感器907a感测与源905a关联的至少一个特征。在一个实施方式中，特征可以是源905a中的压力水平，该压力水平指示在源905a中剩余的材料量。用于表示感测的特征的数据信号从传感器907a传输到输出装置924,以用于输出装置的输出。阀选择机构910可以选择性地旋转180度来选择连接至第二端口 906的第二加压材料源905b。第二传感器907b可以感测与源905b关联的至少一个特征。响应于选择第二源905b，致动器914可以致动第二开关920，接通用于将第二传感器907b连接至显示器924的电路。用于表示感测的特征的数据信号从传感器907b传输至输出装置924,以用于输出装置的输出。
[0047]图10为详述上文关于图1到图9描述的电子阀位置指示器的示例性操作的流程图。电子阀位置指示器有利地从至少两个材料源中选择一个材料源并且提供与所选择的材料源关联的数据。在步骤1002中，使用具有定位其上的致动器的源选择设备来选择连接至阀的多个材料源中的相应的一个，每个源包括传感器，该传感器感测用于表示与相应的源关联的至少一个特征的数据并且生成数据信号。在步骤1004中，致动与所选择的源关联的开关，导致开关从第一打开位置移动至第二闭合位置。在步骤1006中，经由开关将数据信号提供至输出装置，并且在步骤1008中通过阀将所选择的源中的材料提供至目的地。在步骤1010中，如果用于想要选择不同材料源，那么源选择设备移动至第二位置，该第二位置对应于与第二传感器关联的所述至少两个材料源中的第二个。在步骤1012中，通过将在源选择设备上的致动器定位在第二开关附近来致动第二开关。在步骤1014中经由第二开关将来自第二传感器的数据信号提供至输出装置并且通过阀将第二源中的材料提供至目的地。
[0048]图11是根据发明原理的电子阀位置指示器的另一个示例性实施方式的电路图。这个实施方式的描述不是按比例绘制的并且仅仅出于说明的目的以示出发明的原理。在这个实施方式中，存在有标记为源I和源2的两个材料源。源I包括传感器组1104a，传感器组1104a包括用于感测或者否则监视关于源I处的材料的不同特征的传感器S1-S4。源2包括传感器组1104b，传感器组1104a包括用于感测或者否则监视关于源2处的材料的不同特征的传感器S5-S8。相应的传感器组1104a/1104b中的传感器S1-S4和/或传感器S5-S8可以监视在源处的材料的任意物理特征，其包括但不限于:(a)源中剩余的压力量(以psi测量)；(b)在源处的液体体积；(c)描述位于相应源处的材料类型的指示器；(d)从源流出的材料的流速；(e)直到材料从相应源中耗尽为止剩余的时间量；(f)PH ； (g)流动；(h)密度；
(i)温度；(j)导电系数；(k)湿度以及(I)气体专用传感器(例如感测空气或氧气的一氧化碳水平的CO传感器)。源I的传感器S1-S4和源2的传感器S5-S8耦合至电路板1102。电路板1102通过孔1112接收阀的阀杆。阀选择性地控制来自源I到源2的加压材料流。
[0049]第一传感器组1104a中的每个传感器通过第一输入块1114耦合至电路板1102。输入块1114包括多个端子1114a-1114d。传感器SI耦合至第一输入块1114的第一输入端子1114a。传感器S2耦合至第一输入块1114的第二输入端子1114b。传感器S3耦合至第一输入块1114的第三输入端子1114c。传感器S4耦合至第一输入块1114的第四输入端子1114d。第一输入块1114耦合至第一开关组1116。第一开关组1116包括四个可选择性致动开关1116a-1116d。开关1116a_1116d耦合至它们相应的输入端子1114a_1114d。第一开关组1116中的每个开关1116a-1116d耦合至公共输出块1124的相应输出端子1124a_1124d。
[0050]第二传感器组1104b中的每个传感器通过第二输入块1118耦合至电路板1102。第二输入块118包括多个端子1118a_1118d。传感器S5稱合至第二输入块1118的第一输入端子1118a。传感器S6耦合至第二输入块1118的第二输入端子1118b。传感器S7耦合至第二输入块1118的第三输入端子1118c。传感器S8耦合至第二输入块1118的第四输入端子IllSd0第二输入块1118耦合至第二开关组1120。第二开关组1120包括四个可选择性致动开关1120a-1120d。开关1120a_11206d耦合至第二输入块1118中的开关1120a_11206d的相应的输入端子1118a-1118d。第二开关组1120中的每个开关1120a_1120d耦合至公共输出块1124的相应的输出端子1124a-1124d。
[0051]当具有致动器1122的阀选择机构1121被转动以选择与第一开关组1116对应或与第二开关组1120对应的阀端口以致动相应的开关组并且从而接通电路时，电子阀位置指示器1100有利地自动输出由相应传感器组1104a的传感器S1-S4感测的数据或者传感器组1104b的传感器S5-S8感测的数据。从传感器S1-S4提供用于表示在源I处感测的材料特征的数据并且从传感器S5-S8提供用于表示在源2处感测的材料特征的数据。当通过致动第一开关组1116或第二开关组1120来接通相应电路时，将从所选择的源感测的数据提供至显示器1130。显示装置1130经由输出块1124连接至电路板1102。
[0052]第一开关组1116中和第二开关组1120中的每个开关维持在第一打开位置。当处于第一打开位置时，电路未接通。当阀的阀选择机构1121移动时，导致致动器1122致动所选择的开关组1116/1120中的所有开关，导致这些开关从第一打开位置移动至第二闭合位置从而接通相应的电路。在一个实施方式中，开关组1116和1120中的每个开关可以是磁性簧片开关并且致动器1120可以是磁体。在这个实施方式中，响应于磁性致动器1122在相应开关组上的定位，开关1116/1120会从第一打开位置移动第二闭合位置。一次只有所选择的开关组中的开关可以处于第二闭合位置从而确保在接通的电路上传输的数据是准确的并且仅对应于来自单个所选择的源的数据。响应于用于旋转阀的阀选择机构1121来选择不同的源，之前所选择的开关组1161或1120中的开关会从第二闭合位置移动至第一打开位置从而切断电路并且允许新所选择的开关组从第一打开位置移动至第二闭合位置，从而接通允许监视第二源的数据的电路。
[0053]这个实施方式的操作与上文关于图4-图10描述的操作相似，具有附加优点在于:用于可以感测和监视与在相应材料源处的材料关联的多个不同特征。另外，虽然描述源I和源2中的每个具有四个传感器以用于感测四种特征数据，但是本领域中技术人员可以理解，可以为每个源实现任意数量的传感器。另外地，所利用的传感器的数量不需要相等，使得一个源可以使用第一数量的传感器来监视第一数量的不同特征，而第二源可以使用不同数量的传感器来监视不同数量的特征。而且，应当注意的是，材料源的数量可以等于所利用的阀上的输出端口的数量。
[0054]图12为电子阀位置指示器的可替选实施方式，该电子阀位置指示器有利地提供来自多个不同材料源的传感器数据的同时显示，同时可视地区分显示的数据。如本文中显示的，传感器S1-S4与相应的加压材料源关联。这些传感器可以感测用于表示与相应加压材料源关联的任何物理特征的数据。为了实例的目的，例如上文描述的，图12中传感器1-4是压力换能器。传感器S1-S4耦合至显示装置1212并且由此连续地且同时地显示感测的数据。这个实施方式有利地总是将由传感器S1-S4同时感测的所有数据自动地输出至输出装置1212。如本文所显示的，输出装置1212包括四个独特的视窗1212a-1212b。但是这仅是出于实例的目的并且数据可以输出至单独的显示装置(例如单独的LCD屏)或一起显示在单个显示装置中的单个视窗中。
[0055]为了区分对应于选择材料源的数据，电子阀位置指示器1200包括多个属性A1-A4。电路板1202通过孔1204接收阀阀杆。阀选择性地控制来自以第一属性(Al)标示的第一源，以第二属性(A2)标示的第二源，以第三属性(A3)标示的第三源和以第四属性(A4)标示的第四源的加压材料流。属性A1-A4的每个在输入块1206的相应端子1206a-1206d处耦合至电路板1202。属性Al经由输入端子1206a连接至电路板1202上的第一开关1208a的输入。属性A2经由输入端子1206b连接至电路板1202上的第二开关1208b的输入。属性A3经由输入端子1206c连接至电路板1202上的第三开关1208c的输入。属性A4经由输入端子1206d连接至电路板1202上的第四开关1208d的输入。
[0056]在这个实施方式中，开关1208a_1208d是属性开关，当被激活时，其经由输出块1210将用于表示至少一种属性的电压经由输出块1210施加至显示装置1212。第一开关1208a的输出经由输出端子1210a连接至显示面板1212a的一部分。第二开关1208b的输出经由输出端子1210b连接至显示面板1212b的一部分。第三开关1208c的输出经由输出端子1210c连接至显示面板1212c的一部分。第四开关1208d的输出经由输出端子1210d连接至显示面板1212d的一部分。例如，通过闭合属性开关而施加的电压可以导致来自所选择的源的数据以与来自非所选择的源的数据相比的不同颜色出现。可以施加至数据的属性包括以下中的至少一种:(a)颜色；(b)声音和(c)LED指示器。在属性为声音的情况中，每个相应源可以与输出的不同类型/样式的声音关联，从而通知用户哪个源是当前动作的。在属性为LED指示器的情况中，指示器对于每个源是不同的。可替选地，施加至数据的属性可以在不同的时候是不同的。在一个实施方式中，当选择源时并且在感测源中的材料在阈值之下(例如，压力下降到阈值Psi以下)时，以第一属性来修改数据，第二不同的属性可以施加至信号以进一步区分数据。例如，如果第一属性可以为颜色或者第二属性可以为闪烁的文字。
[0057]本文中显示的开关和阀选择机构的操作与上文描述的类似。但是，当导致与所选择的源关联的开关从第一打开位置移动至第二闭合位置时，将对应于与所选择的源关联的属性类型的电压施加至与所选择的源关联的显示面板，以便以与非所选择的源关联的传感器感测的数据在视觉上不同的方式来将数据显示在显示装置1212上。
[0058]尽管发明根据示例性实施方式来描述，但并不限于此。相反，应当将所附权利要求广义地理解为包括可以由本领域技术人员在不偏离发明的范围和等同范围的情况下作出的发明的其它变型和实施方式。本公开打算覆盖本文所讨论的实施方式的任何修改或变型。
【权利要求】
1.一种设备，包括: 阀，其包括: 至少两个输入端口，所述至少两个输入端口中的第一输入端口连接至第一材料源并且所述至少两个输入端口中的第二输入端口连接至第二材料源； 输出端口 ；和 阀选择器，所述阀选择器用于将所述至少两个输入端口中的一个输入端口选择性地连接至所述输出端口； 电路，其择性地连接输出设备，以: 当所述阀选择器处于将两个输入端口中的第一输入端口连接至输出端口的第一位置时，接收来自与第一材料源关联的第一传感器的数据，所述第一传感器感测与第一材料源关联的至少一个特征，并且 当所述阀选择器处于将两个输入端口中的第二输入端口连接至输出端口的第二位置时，接收来自与第二材料源关联的第二传感器的数据，所述第二传感器感测与第二材料源关联的至少一个特征。
2.根据权利要 求1所述的设备，还包括: 电源，所述电源连接在输出装置与所述第一传感器和所述第二传感器之间，以: 当所述阀选择器处于第一位置时，向所述第一传感器供电，并且 当所述阀选择器处于第二位置时，向所述第二传感器供电。
3.根据权利要求1所述的设备，还包括: 位于阀选择器上的致动器，并且其中，所述电路还包括连接在所述第一传感器和所述输出装置之间的第一开关；和连接在所述第二传感器和所述输出装置之间的第二开关，其中响应于选择第一输入端口，所述致动器移动至导致所述第一开关闭合并且接通这样一种电路的位置，该电路允许包括用于表示感测的至少一个特征的数据的数据信号的传输，以用于在输出装置上的输出，并且 响应于选择第二输入端口，所述致动器移动至导致所述第二开关闭合并且接通这样一种电路的位置，该电路允许包括用于表示感测的至少一个特征的数据的数据信号的传输，以用于在输出装置上的输出。
4.根据权利要求3所述的设备，其中， 所述阀包括多个输入端口，以及 所述电路包括多个开关，多个开关中的每个开关具有在所述阀上的对应输入端口。
5.根据权利要求3所述的设备，其中，所述第一开关基本上与所述阀的所述第一输入端口对准，并且所述第二开关基本上与所述阀的所述第二输入端口对准。
6.根据权利要求1所述的设备，其中， 所述输出装置为显示来自所述第一传感器和所述第二传感器中的至少一个的数据的显示屏。
7.根据权利要求1所述的设备，其中， 所述输出装置包括以下之中的至少一种:(a)显示屏；(b)可佩戴显示装置；(c)计量表；(d)计算机化监视系统；(e)数据库以及(f)在有线或无线通信网络上传输信号的通信装直。
8.根据权利要求1所述的设备，其中， 所述感测的至少一个特征表示在源内部的压力的量。
9.根据权利要求1所述的设备，其中， 所述感测的至少一个特征包括以下之中的至少一种:(a)相应的源内部的压力的量(psi) ；(b)相应的源内部的液体体积水平；(c)相应的源内部的材料类型；(d)材料从相应的源流出的速率以及(e)直到材料从相应源内部耗尽为止剩余的时间量。
10.根据权利要求1所述的设备，其中， 响应于所述阀选择器处于所述第一位置，所述第一传感器连续地将用于表示与第一源关联的至少一个特征的数据提供至所述输出装置，并且 响应于所述阀选择器处于所述第二位置，所述第二传感器连续地将用于表示与第二源关联的至少一个特征的数据提供至所述输出装置。
11.一种从至少两个材料源中选择材料源并且提供与所选择的源关联的数据的方法，包括以下动作: 使用源选择设备来选择连接至阀的多个源中的相应的一个源，所述源选择设备具有位于其上的致动器，每个源包括传感器，所述传感器感测用于表示与相应的源关联的至少一个特征的数据并且生成数据信号； 致动与所选择的源关联的开关，导致开关从第一打开位置移动到第二闭合位置； 经由开关将数据信号提供至输出装置；以及 将所选择的源内部的材料经过阀提供至目的地。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括以下动作: 将所述源选择设备移动至对应于与第二传感器关联的所述至少两个材料源中的第二源的第二位置；以及 通过将所述源选择设备上的致动器定位在第二不同开关的附近来致动第二开关；以及 经由所述第二开关将来自第二传感器的数据信号提供至输出装置；以及 通过阀将第二源中的材料提供至目的地。
13.根据权利要求11所述的方法，其中， 输出装置包括以下之中的至少一种:(a)显示屏；(b)可佩戴显示装置；(c)计量表；(d)计算机化监视系统；(e)数据库以及(f)在有线或无线通信网络上传输信号的通信装置。
14.根据权利要求11所述的方法，其中， 由传感器感测到的所述至少一个特征包括以下之中的至少一种:(a)相应的源内部的压力的量(psi) ；(b)相应的源内部的液体体积水平；(c)相应的源内部的材料类型；(d)材料从相应的源流出的速率以及(e)直到材料从相应源内部耗尽为止剩余的时间量。
【文档编号】F17C13/04GK103930708SQ201180074665
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2011年9月9日 优先权日:2011年9月9日
【发明者】戴维·杜安·小罗杰斯 申请人:德雷格医疗系统股份有限公司