CN109724667A - 容器内液体体积百分比的检测方法和系统以及具有该系统的分配器 - Google Patents
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Abstract
提供容器内液体体积百分比的检测方法和系统以及具有该系统的分配器。检测方法包括：a)将检测系统连接到容器，容器未充入液体；b)关闭第一阀且打开第二阀，对储气段充入气体，直至储气段内的气体压力达到预定压力；c)关闭第二阀且打开第一阀，使得储气段内的气体向容器扩散，直至气体状态稳定，并且d)在气体状态稳定时，检测该检测系统内部的第一稳态压力PE；e)将容器充满液体，并且重复执行步骤b)和c)；f)在气体的状态稳定时，检测该检测系统内部的第二稳态压力PF；g)从容器排出一部分液体，然后重复执行上述步骤b)和c)；h)在气体的状态稳定时，检测该检测系统内部的瞬时压力PT，其中，基于PE、PF和PT计算所述容器中的液体的体积百分比。
Description
技术领域
本申请涉及容器内液体体积百分比的检测方法和系统和具有该系统的分配器。
背景技术
在液体喷涂领域中，通常存在不易于经常开启或称重的较小密闭容器，例如胶桶或者胶箱等。公知一些对于这种密闭容器的内部液位水平检测的方法，例如，测量容器质量变化量、测量液体吐出流量、测量剩余空间的加压排气时间等方法。
然而，现有技术的对于这种密闭容器的内部液位水平检测的方法存在诸多缺陷，例如，对传感器精度要求高由此导致高成本，易受系统结构及外部干扰而引起不稳定性，拆装设备的不便性，以及检测时间较长等。
特别地，在电子粘合和组装应用中，需要控制器需要具有特定的功能以使得分配器能够实时监控胶箱或者胶桶中的胶位。对于诺信公司的典型的IC/PJ30,300涂覆器，采用了湿气固化反应型聚氨酯热熔胶(PUR热熔胶)，并且能够使用容积为30CC和300CC两种规格的胶桶，并且这两种胶桶都被紧固在保持架上。由于采用热熔胶涂覆，在整个涂覆过程中，胶一直被加热。因此，在胶的涂覆过程中，对于检测液体胶的实时胶位存在诸多限制。并且，到目前为止，对于胶位/液位感测，仍然没有成熟并且可靠的方式或方法。
由此，本发明的目的在于提供一种改进的密闭容器的内部液位水平检测的方法和系统，以克服现有技术中存在的缺陷。
发明内容
上述目的通过提供根据本发明的用于检测密闭容器的液位的方法和系统而实现，从而对于不易于经常开启或称重的较小密闭容器的内部液位水平检测提供了解决方案。
根据本发明的一个方面，提供一种用于检测容器中的剩余液体的体积百分比的检测系统，该检测系统包括：适配器，该适配器适于连接到所述容器；第一导管，该第一导管的一端连接到所述适配器，以与所述容器流体连通；第一阀，该第一导管的另一端连接到所述第一阀；第二导管，该第二导管的一端连接到所述第一阀，以与所述第一导管流体连通；第二阀，该第二导管的另一端连接到所述第二阀，气体能够经由所述第二阀被充入所述第二导管中；压力传感器，该压力传感器在所述第一阀和所述第二阀之间连接到所述第二导管上；和控制器，所述控制器被构造成与所述压力传感器通讯，并且根据来自压力传感器的信号控制所述第一阀和所述第二阀的打开和关闭，其特征在于，所述控制器被构造成基于如下的参数计算所述容器中的液体的体积百分比：在所述容器未充入任何液体并且所述第一阀打开且所述第二阀关闭的情况下，特定量的气体在所述检测系统中扩散后的第一稳态压力；在所述容器充满液体并且所述第一阀打开且所述第二阀关闭的情况下，该特定量的气体在所述检测系统中扩散后的第二稳态压力；在所述容器充入部分液体并且所述第一阀打开且所述第二阀关闭的情况下，该特定量的气体在所述检测系统中扩散后的瞬时压力。
优选地，所述控制器被构造成根据如下的表达式计算所述容器中的剩余液体的体积百分比：
其中，
PE:在所述容器未充入任何液体并且所述第一阀打开且所述第二阀关闭的情况下，该特定量的气体在所述检测系统中扩散后的第一稳态压力；
PF:在所述容器充满液体并且所述第一阀打开且所述第二阀关闭的情况下，特定量的气体在所述检测系统中扩散后的第二稳态压力；
PT:在所述容器充入部分液体并且所述第一阀打开且所述第二阀关闭的情况下，该特定量的气体在所述检测系统中扩散后的瞬时压力。
根据本发明的另一个方面，还提供一种分配系统，所述分配系统包括容器，所述容器用于容纳待分配的液体，其特征在于，所述分配系统还包括上述用于检测容器中的剩余液体的体积百分比的检测系统，其中，所述检测系统的适配器连接到所述容器。
根据本发明的又一个方面，还提供一种用于检测容器中的剩余液体的体积百分比的检测方法，所述检测方法通过检测系统来执行，包括如下步骤：
a)将所述检测系统连接到所述容器，所述容器未充入液体；
b)关闭所述第一阀且打开所述第二阀，由此对位于所述第一阀和所述第二阀之间的储气段充入气体，直至所述储气段内的气体压力达到预定压力；
c)关闭所述第二阀且打开所述第一阀，使得所述储气段内的气体向所述容器的内部扩散，直至所述气体的状态稳定，并且
d)在所述气体的状态稳定时，检测所述检测系统内部的第一稳态压力PE；
e)将所述容器充满液体，并且重复执行上述步骤b)和c)；
f)在所述气体的状态稳定时，检测所述检测系统内部的第二稳态压力PF；
g)从所述容器排出一部分液体，然后重复执行上述步骤b)和c)；
h)在所述气体的状态稳定时，检测所述检测系统内部的瞬时压力PT，并且
基于PE、PF和PT计算所述容器中的液体的体积百分比。
优选地，根据如下的表达式计算所述容器中的剩余液体的体积百分比：
该技术通过测得定量定压气体扩散入容器内剩余空间后的压力，将其代入标定所得计算式，来获得容器内液体的体积/内液位相较于全体积/满液位的百分比。对比测容器质量变化量、测液体吐出流量、测剩余空间加压排气时间等方法，该项技术解决了对传感器精度要求高导致的高成本、易受系统结构及外部干扰引起的不稳定性、拆装设备引起的不便性，以及检测时间长等各方面的问题。由此，利用扩散法进行液位检测具有明显的优势。
附图说明
本发明的这些和其它目的以及优点从结合附图的以下描述将更完全地体现出来，其中所有附图中用相同的附图标记表示相同的或相似的部件，且其中：
图1示出了根据本发明的容器内液体体积百分比的检测系统，其中，容器中充满液体；
图2示出了图1所示的检测系统，其中，容器中充入部分液体；
图3示出了图1所示的检测系统，其中，容器中未充入任何液体。
具体实施方式
将在下文中参考附图详细地描述根据本发明的实施例。在附图说明中，相同或者相应的部分由相同的数字和符号表示，并且将省略重复的说明。
检测系统：
根据本发明的容器内液体体积百分比的检测系统用于执行根据本发明的检测方法，该检测系统能够连接到用于容纳液体的容器，容器例如可以是分配器的胶罐、胶桶或胶箱、试管、储水池、油箱等。容器不限于上述列出的类别，该容器特别有利地是不易于经常开启或称重且需要检测其中的液体的体积百分比或液位的容器。容器通常安装在底座或者支架上。
图1示出了根据本发明的容器内液体的体积百分比测量系统。其中，该检测系统连接到容器1，并且容器中充满液体。如图1所示，检测系统包括用于连接到容器1的部件，例如适配器2。另一方面，该适配器2可以连接到导管，以将容器1的内部与外界连通。
为了对容器1中的液体的体积百分比或者液位进行测量，将导管3连接到检测系统的适配器2，以与容器1内部连通。并且将另一根导管4经由截止阀7连接到导管3，以与导管3连通。截止阀6连接到导管4的另一端，以与导管4连通。截止阀6与外部的气源(未示出)连接，优选的通过导管5连接到气源，用于利用来自气源的气体填充该检测系统。导管5便于将本发明的检测系统连接到不同规格的气源。压力传感器8在截止阀6和截止阀7之间设置在导管4上。来自气源的气体能够依次经由截止阀6、导管4、截止阀7、导管3、适配器2进入到容器1的内部中。靠近气源的截止阀，即截止阀6又称作进气阀，而靠近容器的截止阀，即截止阀7又称作扩散阀。各个导管是不能膨胀的管，例如可以是塑料管、金属管等。气体可以是空气、氮气、惰性气体等。
容器1优选地但不必需地具有液位上限标识A，以表示位于容器1中的液体的容许最高液位。该液位上限标识A可以是刻度、凸起和凹痕等易于观察的构造。可以设置报警装置，从而当液体高于容器1的液位上限标识A时，可以触发报警装置以通知用户。当容器中的液体到达该液位上限标识A时，表示该容器已经被充满。容易理解的是，替代液位上限标识A，可以测量充入容器1中的液体的体积或者重量，当该体积或者重量达到预定阈值时，表示该容器已经被充满。
导管3、具体地导管3的一端可以连接到适配器2，例如以液密方式插入到适配器2中。优选的，可以设置加强件10，用于将导管3的一端牢固地以液密方式安装在适配器2中。在设置加强件10的情况下，有利地防止了检测系统的漏气。
本发明的检测系统还包括控制器9。该控制器被构造成从压力传感器8接收检测到的压力信号，并且基于检测到的压力信号，能够控制截止阀6和截止阀7的打开和关闭。
如图1所示，当截止阀6和7都关闭时，由截止阀6和7与导管4一起形成的空间的容积称作基准检测容积，用V0表示；并且当容器1充满液体即容器1中的液体到达液位上限标识A并且截止阀7关闭时，由截止阀7、导管3、适配器2和容器1一起形成的空间的容积称作全容积液体状态下的截获容积，用VF表示。此时，在截止阀6关闭且截止阀7打开的情况下，在本发明的检测系统中获得的未被液体占据的总容积为V0+VF。
图2示出了图1所示的检测系统，其中，容器中充入部分液体。如图2所示，液体的液位大于0并且低于液位上限标识A。与图1中示出的其中容器1充满液体或者液体的液位达到液位上限标识A的全容积液体状态相比，图2中示出的容器中充入部分液体或者液体的液位大于0并且低于液位上限标识A时容器内获得了另外的体积，该另外的体积等于当容器1充入部分液体并且截止阀7关闭时，由截止阀7、导管3、适配器2和容器1一起形成的空间的容积与全容积液体状态下的截获容积VF的差，该另外的体积被称作瞬时容积液体状态下的截获容积，用VT表示。此时，在截止阀6关闭且截止阀7打开的情况下，本发明的检测系统中获得的未被液体占据的总容积为V0+VF+VT。
图3示出了图1所示的检测系统，其中，容器中未充入任何液体。如图3所示，容器1中完全不存在液体。即，液体的体积或者液位等于0。此时，与图1中示出的其中容器1充满液体或者液体的液位达到液位上限标识A的全容积液体状态相比，图3中示出的容器中未充入任何液体或者液体的液位等于0时容器内获得了又一另外的体积，该又一另外的体积等于当容器1未充入任何液体并且截止阀7关闭时，由截止阀7、导管3、适配器2和容器1一起形成的空间的容积与全容积液体状态下的截获容积VF的差，且该又一另外的体积被称作空容积液体状态下的截获容积，用VE表示。实际上，该空容积液体状态下的截获容积VE等于当容器1中填充有最多液体即充满液体或者当容器1中的液体的液位达到液位上限标识A时该液体的总体积。此时，在截止阀6关闭且截止阀7打开的情况下，本发明的检测系统中获得的未被液体占据的总容积为V0+VF+VE。
上述的导管3对应于本发明中的“第一导管”，导管4对应于本发明中的“第二导管”，截止阀7对应于本发明中的“第一阀”，并且截止阀6对应于本发明中的“第二阀”。
检测原理：
根据本发明的容器内剩余液体体积百分比的检测方法基于物理学上的关于气体状态方程的玻意耳定律。根据玻意耳定律，一定量的气体的体积随着气体压力而可逆地变化。玻意耳定律可以表示为如下的数学表达式：
PV＝C (1-1)
其中，P是气体压力，V是气体体积，且C是常数。
根据上述表达式，气体的压力在任何瞬时都随着体积的变化而变化。
在检测系统连接到容器1的情况下，当截止阀7即扩散阀打开时，该密封在截止阀6和7之间的气体能够扩散到导管3和容器1的空间中。因此，对于容器充满液体即充入最多液体、充入部分液体以及没有液体的状态，对于该一定量的气体能够得到如下表达式：
P0·V0＝PF·(V0+VF)＝PE·(V0+VF+VE)＝PT·(V0+VF+VT)＝C (1-2)
在上述表达式中，气体的四种类型的典型状态被定义为状态方程。其中，
V0:基准检测容积，即当截止阀6和7都关闭时，由截止阀6和7与导管4一起形成的空间的容积，如图1所示；
P0:基准检测压力，即基准检测容积中的气体稳态压力(通常3.5bar以上)；
VF:全容积液体状态下的截获容积，当容器1充满液体并且截止阀7关闭时，由截止阀7、导管3、适配器2和容器1一起形成的空间的容积，如图1所示
PF:全容积液体状态下的气体稳态压力，即当容器1充满液体并且在截止阀6关闭且截止阀7打开时基准检测容积V0中的特定量的气体在系统中扩散后的稳态压力；
VE:空容积液体状态下的截获容积，即当容器1未充入任何液体并且截止阀7关闭时，由截止阀7、导管3、适配器2和容器1一起形成的空间的容积与全容积液体状态下的截获容积VF的差，如图3所示；
PE:空容积液体状态下的气体稳态压力，即当容器1未充入任何液体并且截止阀6关闭且截止阀7打开时基准检测容积V0中的特定量的气体在系统中扩散后的稳态压力；
VT:瞬时容积液体状态下的截获容积，即当容器1充入部分液体并且截止阀7关闭时，由截止阀7、导管3、适配器2和容器1一起形成的空间的容积与全容积液体状态下的截获容积VF的差，如图2所示
PT:瞬时容积液体状态下的瞬时压力，即当容器1充入部分液体并且截止阀6关闭且截止阀7打开时基准检测容积V0中的特定量的气体在系统中扩散后的瞬时压力。
上述表达式中的所有的压力都可以通过安装在导管4上的压力传感器8来测定。因此，系统中任何状态下的液体的瞬时容积都可以明确地表达为测量到的实际压力值。
根据表达式(1-2)，能够得到如下表达式：
从而
类似地，
考虑到表达式(1-3)和(1-4)，能够得到容器中的液体的瞬时体积：
由上述表达式(1-5)能够获知，当初始密封在截止阀6和7之间的气体进行扩散时，在导管3以及与导管3连通的容器1中是否存在气体对容器中的液体的瞬时体积的计算是没有影响的。换言之，当进行根据本发明的测试时，在导管3以及与导管3连通的容器1中可以存在大气。
最后，通过将表达式(1-5)除以表达式(1-3)，能够得到容器中剩余液体的体积百分比：
由此可见，容器中剩余液体的体积百分比与三个压力值PF、PE和PT有关，而且对于特定的系统以及特定量的初始气体，压力值PF和PE是常数。至此，通过上述理论推导，能够获得容器中剩余液体的体积百分比。
特别地，在容器的横截面面积S是恒定的情况下，根据公式V＝S·h，其中h为容器中液体的液位，能够得出容器中剩余液体的体积百分比等于容器中剩余液体的液位百分比。也就是说，根据上述表达式(1-6)，能够检测容器中剩余液体的液位百分比。
最后，通过对上述表达式(1-6)关于压力P求导，可以获得检测系统的测量精度：
定义测量精度为δ，则：
至此，通过上述理论推导，能够获得本发明的测量系统的测量精度。
从表达式(1-7)可见，本发明的检测精度与气体的全容积液体状态下的稳态压力PF和空容积液体状态下的稳态压力PE有关。进一步，稳态压力PF和稳态压力PE与基准检测压力P0成正比。相应地，基准检测压力P0与测量精度δ成正比，且基准检测压力P0越大，测量精度就越高。
因此，实际检测中，通常采用3.5Bar或以上的气压作为初始检测压力，即基准检测压力P0。在空罐和满罐检验时，空容积液体状态下的稳态压力PE和全容积液体状态下的稳态压力PF主要受到V0和VF共同影响，并且通常满足2.0Bar<PE<PF<P0。
检测步骤：
本发明的体积百分比或液位检测方法以定量气体的体积变化会引起其压力变化作为理论依据，且实质上是一种利用扩散法的体积百分比或液位检测。
利用本发明的检测系统进行体积/液位百分比的单次检测的步骤如下：
将检测系统分别连接到容器1和气源，所述容器未充入液体；
关闭截止阀7即扩散阀，打开截止阀6即进气阀，利用气源对具有基准检测容积V0的储气段进行充气；保持扩散阀关闭并且进气阀打开，直至储气段内的气体压力达到预定的基准检测压力P0(大于容器内常规压力，例如3.5bar)；在进气过程中，利用压力传感器8来控制并检测充气压力，最终气体以基准检测压力P0充满基准检测容积V0，如图1所示；
关闭进气阀且打开扩散阀，让储气段内的气体向容器1的内部扩散，直至状态稳定。通常情况下，检测系统需要花费数秒钟来达到状态稳定，此时气体充满容积V0+VF+VT，如图2所示；
在气体状态稳定时，读取压力传感器采集到的瞬时容积液体状态下的瞬时压力PT；
分别在空罐和满罐状态下用相同的基准检测压力P0进行上述操作以获取作为标定压力数值的空容积液体状态下的气体稳态压力PE和全容积液体状态下的气体稳态压力PF，将瞬时容积液体状态下的瞬时压力PT代入含有作为标定压力数值的PE和PF的公式(1-6)，即可获得容器内剩余液体的体积百分比。进一步，当容器的横截面恒定时，获得了容器内剩余液体的液位百分比。至此，检测过程结束，系统进入待机模式，以准备下一次检测。
上述测量过程中，能够测量充入任意量的液体时的体积/液位百分比。然而，能够理解的是，也可以采用控制器来自动控制截止阀的打开和关闭。例如，在进气开始时，控制阀控制截止阀6打开并且控制截止阀7关闭，以获得具有基准检测体积V0的储气段内的基准检测压力P0。当液位检测开始时，控制器将信息传送到位于靠近容器的截止阀即截止阀7以打开截止阀7，从而使得空气扩散到容器1中。在气体达到稳定状态时，压力传感器8采集一组压力值，并且将该组压力值发送给控制器。然后，可编程控制器读取这些数据并且对这些数据进行平均以获得平均压力值，且将该平均压力值作为扩散后的瞬时压力，即瞬时容积液体状态下的瞬时压力PT。
对于容器中的体积/液位百分比的连续检测与上述的单次检测不同之处在于测量顺序不同。具体地，为了连续地实时检测容器中的体积或者液位百分比，可以首先确定基准检测容积V0和基准检测压力P0；然后，分别确定空罐和满罐状态下的作为标定压力数值的PE和PF；最后，逐渐排出容器中的液体，并且在两次排出液体之间的时间间隔内，检测系统中的瞬时容积液体状态下的瞬时压力PT。由此，能够在例如分配器的整个分配过程中，实时地监控分配器的容器中的体积或者液位百分比。
上述用于计算容器中剩余液体的体积百分比的数学表达式(1-6)可以被编译在控制器软件中。在测量容器内的瞬时压力的同时，瞬时的液位百分比能够显示在系统的面板上，以供用户实时监控。
应用实例：
实例1：
对于30ml的容器例如胶罐进行实时液位测量，使用3.5bar的基准检测压力，并且该基准检测压力在储气段中保持1.5秒。该胶罐具有恒定的横截面面积。
检测结果如下：
表1：
| NO. | 实际液位 | 测量液位1 | 测量液位2 | 测量液位3 | 测量液位4 | 测量液位5 | 精度 |
| 1 | 100％ | 100％ | 100％ | 100％ | 100％ | 100％ | 0％ |
| 2 | 93％ | 94％ | 94％ | 94％ | 94％ | 94％ | -1％ |
| 3 | 83％ | 83％ | 83％ | 83％ | 83％ | 83％ | 0％ |
| 4 | 72％ | 74％ | 74％ | 74％ | 72％ | 73％ | -2％ |
| 5 | 59％ | 61％ | 61％ | 61％ | 61％ | 61％ | -2％ |
| 6 | 48％ | 49％ | 49％ | 49％ | 49％ | 49％ | -1％ |
| 7 | 37％ | 38％ | 38％ | 38％ | 38％ | 38％ | -1％ |
| 8 | 25％ | 27％ | 27％ | 27％ | 27％ | 27％ | -2％ |
| 9 | 12％ | 15％ | 15％ | 15％ | 15％ | 15％ | -3％ |
| 10 | 0％ | 1％ | 1％ | 1％ | 1％ | 1％ | -1％ |
上表示出了对于30ml的容器的液位实际值和液位测量值以及测量精度值。在测量过程中，首先，将容器充满液体，此时实际液位为100％。然后，容器中的液体不断地被分配或者排出(分8次排出)，并且在每次排出之前，控制器被触发以检测瞬时液位。并且，连续检测5次以获得5个检测液位值，而不是仅仅测量一次。测量过程持续，直至容器中的液体被完全分配或排出，此时实际液位为0％。实验结果表明，液位检测的误差小于3％，由此是可以接受的。如果考虑到压力传感器的精度，则该测量精度在1.5％左右。该实验结果表明根据本发明的液位检测方法是相当可靠的，能够在分配操作的早期阶段获得极高精度的测量结果。
实例2：
对于300ml的容器诸如胶罐进行实时液位测量，使用3.5bar的基准检测压力，并且该基准检测压力在储气段中保持1.5秒。该胶罐具有恒定的横截面面积。
检测结果如下：
表2：
| NO. | 实际液位 | 测量液位1 | 测量液位2 | 测量液位3 | 测量液位4 | 测量液位5 | 精度 |
| 1 | 100％ | 100％ | 100％ | 100％ | 100％ | 100％ | 0％ |
| 2 | 94％ | 94％ | 94％ | 94％ | 94％ | 94％ | 0％ |
| 3 | 88％ | 88％ | 88％ | 88％ | 88％ | 88％ | 0％ |
| 4 | 82％ | 81％ | 81％ | 81％ | 81％ | 81％ | 1％ |
| 5 | 75％ | 75％ | 75％ | 75％ | 75％ | 75％ | 0％ |
| 6 | 70％ | 69％ | 69％ | 69％ | 69％ | 69％ | 1％ |
| 7 | 65％ | 64％ | 64％ | 64％ | 64％ | 63％ | 1％ |
| 8 | 58％ | 57％ | 57％ | 57％ | 57％ | 57％ | 1％ |
| 9 | 52％ | 51％ | 51％ | 51％ | 51％ | 51％ | 1％ |
| 10 | 44％ | 43％ | 43％ | 43％ | 43％ | 43％ | 1％ |
| 11 | 37％ | 36％ | 36％ | 35％ | 35％ | 35％ | 1％ |
| 12 | 29％ | 27％ | 27％ | 27％ | 27％ | 28％ | 2％ |
| 13 | 20％ | 19％ | 19％ | 19％ | 19％ | 19％ | 1％ |
| 14 | 14％ | 12％ | 12％ | 12％ | 12％ | 12％ | 2％ |
| 15 | 8％ | 6％ | 5％ | 7％ | 6％ | 6％ | 2％ |
| 16 | 0％ | 0％ | 0％ | 0％ | 0％ | 0％ | 0％ |
上表示出了对于300CC的容器的液位实际值和液位测量值以及测量精度值。测量步骤与对于30CC的容器的测量步骤大致相同，不同之处仅在于采用了更多次(14次)的排出操作，且相应地对于更多的液位进行了测量。实验结果表明，液位检测的误差小于2％，由此是可以接受的。
并且，通过实验可知，对于容积大于300CC，甚至容积大于1L的容器的液位探测也具有本领域可以接受的精度。
本发明的技术效果如下：
根据本发明的液位检测方法不需要配备精密的质量传感器或流量传感器来应对参数的微量变化，常规的压力传感器可以达到很高精度的测量结果；
无需拆装容器进行测量操作，只需要稳定的气源，由此对于不方便拆装的设备，实现起来尤为方便，而且安全；
通过合理地调整储气段的体积以及供气压力可以有效地应对各种容器变化，而不影响其测量精度；并且
在合理的系统参数下，整个充气及扩散过程，检测时间等可以大大缩短。
上面已经参照附图详细描述本发明的具体实施例。可以预期的是，在不脱离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明做出各种变形和修改。
附图标记清单：
1容器
2适配器
3导管
4导管
5导管
6截止阀
7截止阀
8压力传感器
9控制器
10加强件
Claims (12)
1.一种用于检测容器中的液体的体积百分比的检测系统，该检测系统包括：
适配器(2)，该适配器适于连接到所述容器；
第一导管，该第一导管的一端连接到所述适配器，以与所述容器流体连通；
第一阀，该第一导管的另一端连接到所述第一阀；
第二导管，该第二导管的一端连接到所述第一阀，以与所述第一导管流体连通；
第二阀，该第二导管的另一端连接到所述第二阀，气体能够经由所述第二阀被充入所述第二导管中；
压力传感器(8)，该压力传感器在所述第一阀和所述第二阀之间连接到所述第二导管上；和
控制器(9)，所述控制器被构造成与所述压力传感器(8)通讯，并且根据来自压力传感器(8)的信号控制所述第一阀和所述第二阀的打开和关闭，
其特征在于，
所述控制器被构造成基于如下的参数计算所述容器中的液体的体积百分比：
在所述容器未充入任何液体并且所述第一阀打开且所述第二阀关闭的情况下，特定量的气体在所述检测系统中扩散后的第一稳态压力；
在所述容器充满液体并且所述第一阀打开且所述第二阀关闭的情况下，该特定量的气体在所述检测系统中扩散后的第二稳态压力；
在所述容器充入部分液体并且所述第一阀打开且所述第二阀关闭的情况下，该特定量的气体在所述检测系统中扩散后的瞬时压力。
2.根据权利要求1所述的检测系统，其中，所述控制器被构造成根据如下的表达式计算所述容器中的液体的体积百分比：
其中，
PE:在所述容器未充入任何液体并且所述第一阀打开且所述第二阀关闭的情况下，特定量的气体在所述检测系统中扩散后的所述第一稳态压力；
PF:在所述容器充满液体并且所述第一阀打开且所述第二阀关闭的情况下，该特定量的气体在所述检测系统中扩散后的所述第二稳态压力；
PT:在所述容器充入部分液体并且所述第一阀打开且所述第二阀关闭的情况下，该特定量的气体在所述检测系统中扩散后的所述瞬时压力。
3.根据权利要求1所述的检测系统，其中，所述控制器被构造成根据如下的表达式计算所述容器中的液体的体积百分比的检测精度：
其中，
PE:在所述容器未充入任何液体并且所述第一阀打开且所述第二阀关闭的情况下，特定量的气体在所述检测系统中扩散后的所述第一稳态压力；
PF:在所述容器充满液体并且所述第一阀打开且所述第二阀关闭的情况下，该特定量的气体在所述检测系统中扩散后的所述第二稳态压力；
PT:在所述容器充入部分液体并且所述第一阀打开且所述第二阀关闭的情况下，该特定量的气体在所述检测系统中扩散后的所述瞬时压力。
4.根据权利要求1-3中的一项所述的检测系统，其中，所述检测系统还包括加强件(10)，所述加强件将所述第一导管的一端连接到所述适配器(2)。
5.根据权利要求1-4中的一项所述的检测系统，其中，所述检测系统包括显示器，所述显示器用于显示所述体积百分比和/或所述体积百分比的检测精度。
6.一种分配器，所述分配器包括容器(1)，所述容器用于容纳待分配的液体，
其特征在于，所述分配器还包括：
如上述权利要求中的任一项所述的用于检测容器中的液体的体积百分比的检测系统，其中，所述检测系统的适配器(2)连接到所述容器。
7.根据权利要求6所述的分配器，其中，所述容器具有恒定的横截面面积。
8.一种用于检测容器中的液体的体积百分比的检测方法，所述检测方法通过根据权利要求1所述的用于检测容器中的液体的体积百分比的检测系统来执行，所述检测方法包括如下步骤：
a)将所述检测系统连接到所述容器(1)，所述容器未充入液体；
b)关闭所述第一阀且打开所述第二阀，由此对位于所述第一阀和所述第二阀之间的储气段充入气体，直至所述储气段内的气体压力达到预定压力；
c)关闭所述第二阀且打开所述第一阀，使得所述储气段内的气体向所述容器(1)的内部扩散，直至所述气体的状态稳定，并且
d)在所述气体的状态稳定时，检测所述检测系统内部的第一稳态压力PE；
e)将所述容器充满液体，并且重复执行上述步骤b)和c)；
f)在所述气体的状态稳定时，检测所述检测系统内部的第二稳态压力PF；
g)从所述容器排出一部分液体，然后重复执行上述步骤b)和c)；
h)在所述气体的状态稳定时，检测所述检测系统内部的瞬时压力PT，并且
基于PE、PF和PT计算所述容器中的液体的体积百分比。
9.根据权利要求8所述的检测方法，其中，根据如下的表达式计算所述容器中的液体的体积百分比：
10.根据权利要求8和9中的一项所述的检测方法，其中，
根据如下的表达式计算所述容器中的液体的体积百分比的检测精度：
11.根据权利要求8-10中的一项所述的检测方法，其中，所述检测方法包括如下步骤：
i)每次从所述容器排出部分液体后重复执行上述步骤g)和h)，以检测每次从所述容器排出部分液体后所述容器中的液体的体积百分比。
12.根据权利要求8-11中的一项所述的检测方法，其中，所述瞬时压力PT、所述第一稳态压力PE和所述第二稳态压力PF分别是多个测量值的平均值。
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