CN109916961A - 一种容器检测系统和余量测试方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种容器检测系统和余量测试方法及装置，所述方法包括：获取设于容器外侧的电场感应传感器所生成的电场电荷的振动频率值；基于所述容器内液体的类型、所述振动频率值及预配置的液体类型、振动频率值与液体余量之间的对应关系，确定所述容器内液体的余量值。

Description

一种容器检测系统和余量测试方法及装置

技术领域

本申请涉及网络技术领域，具体涉及一种容器检测系统和余量测试方法及装置。

背景技术

化工桶作为一种散装容器，广泛应用于化工、医药、涂料、油脂等行业等各个领域，绝大多数是以塑料制成，又名塑料化工桶和塑胶化工桶，具有耐酸碱、耐腐蚀、防泄漏、寿命长等优点，是目前对于腐蚀性液体的仓库储存、远途运输的最佳选择。在化工桶的实际使用过程中，如何对化工桶内液体的余量进行准确把控成为相关技术中备受关注的问题。

为了获取化工桶内的液体余量，相关技术中通过在容器内部放置浮球、浮子、伸缩杆等液位控制器件、或者超声波传感器、压力传感器等装置实现对容器内液体的液位高度的测量，但由于化工桶内往往用以对强酸、强碱类溶液的贮存，因而在化工桶内放置测量装置或液位控制器件，极易因装置器件的腐蚀或是用以连接器件的胶剂脱落而造成测量产生误差，甚至对桶内的原料造成污染。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种容器检测系统和余量测试方法及装置，可以实现对容器内的液体的准确测量，避免了因器件装置的腐蚀而造成的诸如测量失败等风险。

为实现上述目的，本申请提供技术方案如下：

根据本申请的第一方面，提出了一种容器检测系统，包括：

电场传感器，所述电场传感器设于容器外侧，用于获取所产生的电场电荷的振动频率值；

处理器，所述处理器与所述电场传感器相连，用于获取所述振动频率值，并基于所述容器内液体的类型、所述振动频率值及预配置的液体类型、振动频率值与液体余量之间的对应关系，确定所述容器内液体的余量值。

根据本申请的第二方面，提出了一种余量测量方法，包括：

获取设于容器外侧的电场感应传感器所生成的电场电荷的振动频率值；

基于所述容器内液体的类型、所述振动频率值及预配置的液体类型、振动频率值与液体余量之间的对应关系，确定所述容器内液体的余量值。

根据本申请的第三方面，提出了一种余量测量装置，包括：

获取单元，获取设于容器外侧的电场感应传感器所生成的电场电荷的振动频率值；

确定单元，基于所述容器内液体的类型、所述振动频率值及预配置的液体类型、振动频率值与液体余量之间的对应关系，确定所述容器内液体的余量值。

根据本申请的第四方面，提出了一种电子设备，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为实现如上述第二方面中任一项所述的方法。

根据本申请的第五方面，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现如第二方面中任一项所述方法的步骤。

由以上技术方案可见，基于容器内液体的类型、振动频率值及预配置的液体类型、振动频率值与液体余量之间的对应关系，确定所获取的容器外侧的电场感应传感器生成的电场电荷的振动频率值对应的液体的余量值，该余量测试方法具有较高的测试灵敏度，且与进行测试有关的装置无需置于待测液体溶剂内，使得当容器中贮存有强腐蚀性的液体溶剂时，亦可保证测试的准确性并排除了因装置模组对原液造成污染的可能性。

附图说明

图1(a)是根据本申请一示例性实施例中的一种含有容器检测系统的化工桶的结构示意图；

图1(b)是根据本申请一示例性实施例中的另一种含有容器检测系统的化工桶的结构示意图；

图2是根据本申请一示例性实施例中的一种容器检测系统的架构示意图；

图3是根据本申请一示例性实施例中的一种余量测量方法的流程图；

图4是根据本申请一示例性实施例中的一种电子设备的示意结构图；

图5是根据本申请一示例性实施例中的一种余量测试装置的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

化工桶作为现代仓储、运输液体产品的必备工具，在化工、医药、涂料、油脂等行业具有广泛的应用，由于化工桶内的工业原料一般具有一定的危害性，因而对化工桶内的液体余量情况的把控成为较为有效地应对因液体大量渗漏带来环境污染的防控手段，进而防止化工液体对环境或者人类造成伤害。

现有技术中通过浮球、浮子、伸缩杆之类的液位控制器件或是诸如超声波传感器、光感类传感器、压力传感器等装置以获取化工桶内的液体余量情况，受制于化工桶中长期贮存强腐蚀类的工业溶剂，因而极易腐蚀容器内所放置的器件装置及其与容器侧壁之间连接的胶剂，一旦器件装置内部结构损毁或是脱离测量位置，则将致使器件装置的测量失真，且被腐蚀的材料经与桶内液体的反应产物亦会对原料造成污染。

有鉴于此，本申请提供了一种容器检测系统，不仅可以准确地实现化工桶内液体余量的测量方法，还可对化工桶周边的环境信息进行实时监测，以供终端用户及时获取化工桶内液体及其所处周边环境的情况，提高监测系统的智能化水平。

图1(a)是根据本申请一示例性实施例中的一种含有容器检测系统的化工桶的结构示意图，图1(b)是根据本申请一示例性实施例中的另一种含有容器检测系统的化工桶的结构示意图。如图1(a)、图1(b)所示，含有检测系统的化工桶可以包括：容器11，电场传感器12、智能终端装置13，智能终端装置13中位于容器11的外侧，且可以放置容器11外侧的保护盒中，智能终端装置13可以包括处理器、供电装置、通讯装置。

电场传感器12可以位于容器11的外侧，位于容器11的侧面，具体可以在容器11的每一预设高度处设置至少一个电场传感器，例如可以如图1(a)所示分别在顶部和底部均设置一个电场传感器12(1)和电场传感器12(2)；或是可以如图1(a)所示，可以在容器11的顶部及底部的位置处分别设置电场传感器12(3)和电场传感器12(4)，凡是容器内的液体可对电场传感器12产生；可以根据容器的高度和电场传感器的性能，结合实际测量需求在容器11的外侧预设范围内设置一定数量的电场传感器，例如图1(b)所示，在容器11的侧面同一垂直方向上设置电场传感器12(5)、电场传感器12(6)、电场传感器12(7)；也可以分别在容器11的顶部设置两个电场传感器12(8)、12(9)及容器11的底部设置电场传感器12(10)、电场传感器12(11)。本申请对电场传感器设置的具体数量及设置的具体位置不作限定。

电场传感器12通过其上的金属薄片发射出交变电场，在供电装置进行正常供电情况下，所产生的交变电场中的电荷以固定的振动频率运动，而当电场传感器的周边存在液体、固体等介质时，其产生的交变电场中的电荷受到介质的干扰后，振动频率将发生衰减，这种衰减在电场传感器周边存在一定量的液体介质的情况下尤为突出明显，因而可根据交变电场中电荷的振动频率的衰减程度获得振动频率变化量对应的液体余量值，具体的计算方式在下述图3对应的实施例中进行详述，这里暂不赘述。

处理器与电场传感器12相连，用于基于容器11内的液体的类型、所获取的振动频率值及液体类型、振动频率值与液体余量之间的对应关系，确定容器11内液体的余量值，具体的计算方式在下述图3对应的实施例中进行详述，这里暂不赘述。

在容器检测系统中还可以包括其他属性信息的检测装置，该检测装置可以位于智能终端装置13中，检测装置可以包括诸如湿度传感器、温度传感器、角度传感器和定位装置中至少之一，以用于检测容器11周边的湿度值、温度值、容器11的倾斜角度值和容器11的位置信息中至少之一。上述关于其他属性信息的检测装置可以根据实际需要集成在智能终端装置中，并通过智能终端装置中的供电装置进行集中供电，提高了系统的集成度。

通讯装置可以含有基于窄带物联网(Narrow Band Internet of Things，NB-IoT)技术的模组，简称NB-IoT模组，NB-IOT模组用于将容器11内的液体余量值、容器11周边环境的湿度值、容器11及其周边环境的温度值、容器11的倾斜角度值和容器11所在的位置信息中至少之一发送至预配置的用户设备。

图2是本申请一示例性实施例提供的一种容器检测系统的架构示意图。如图2所示，该系统可以包括含有电场传感器及智能终端装置的容器21、基站22、用户设备23，智能终端可以包括通讯装置、供电装置、处理器以及温度传感器、温度传感器、角度传感器和定位装置中的至少之一，用户设备23可以包括便携式设备、台式机等。

对于通讯装置与用户设备之间的数据交互，可以将传感器获取的数据直接发送至用户设备，或者通过将数据信息发送至基站，进而通过基站与用户之间所建立的数据链接将数据信息传送至用户设备，本申请对具体的通讯方式不作限定。

图3是本申请一示例性实施例提供的一种余量测量方法的流程图，如图3所示，该方法可以包括以下步骤：

步骤301，获取设于容器外侧的电场感应传感器生成的电场电荷的振动频率值。

步骤302，基于容器内液体的类型、所述振动频率值及预配置的液体类型、振动频率值与液体余量之间的对应关系，确定容器内液体的余量值。

在一实施例中，预配置的液体类型、振动频率值与液体余量之间的对应关系可以为依据容器内待贮存的液体类型预先配置于处理器中，以使得处理器根据所接收到的振动频率值便可直接得到基于预配置的对应关系获得的液体余量值。

预先配置的对应关系可通过对测试模型进行训练获得，基于电场传感器位于容器的具体的位置不同，采取不同的模型训练过程。以在高度为L的容器侧面的顶部和底部分别设置电场传感器a和电场传感器b为例，对模型可采用的训练过程进行详细阐述：

步骤一、基于容器空置状态时，分别获取容器侧面的电场传感器a所获得的振动频率值f_D1和容器侧面的底部处所设置的电场传感器b所获得的振动频率值f_B1；

步骤二、针对于待测液体的类型A，使用液体A装满容器后，再次获取电场传感器a和电场传感器b所获得的振动频率值分别为f_D2和f_B2；

步骤三、通过公式以获得电场传感器a在单位高度所对应的振动频率变化值，类似的，通过公式以获得电场传感器b在单位高度所对应的振动频率变化值。

步骤四，在容器内灌注一个单位高度的液体A，测量当容器内贮存一个单位高度的液体A的情况下，电场传感器a对应的振动频率值为f_D3和电场传感器b对应的振动频率值f_B3；

步骤五、计算得到电场传感器a对应的修正因子电场传感器b对应的修正因子

因而，当容器内存在一定量的液体A时，通过实时所获取的电场传感器a对应的振动频率值F_D和电场传感器b对应的振动频率值F_B，即可确定当前高度为其中，公式作为对于容器的顶部和底部分别设置一个电场传感器对应的测试模型，容器顶部的电场传感器所获得的振动频率值代入公式中X的位置，而容器低部的电场传感器所获得的振动频率值代入公式中Y的位置，公式中的α、β、Δ_D、Δ_B作为拟合参量，其数值可通过大量数据不断迭代优化，以确定针对该液体A对应的最佳参量数值，从而，尽可能地减少偶然因素所导致的测量结果不准确，增强测试模型的可靠性。

在一实施例中，可以通过湿度传感器、温度传感器实时获取待测容器所处环境的湿度值、温度值，进而基于实时湿度值、温度值、待测液体类型，通过通讯模块发送与之对应的振动频率值与液体余量之间的对应关系，使得基于当前振动频率值与液体余量之间的实时对应关系确定当前容器内的液体余量。

经过实验获知，容器周边环境的湿度值、容器及其周边环境的温度值、容器的倾斜角度值中的任一因素均将对当前容器中液体的液面高度的测量产生影响，以容器周边环境的湿度值为例：由于液体对于交变电场中的电荷振动频率具有较强的削弱效果，因而容器所处环境的湿度高于一定阈值时，其同样将削弱电场传感器生成的交变电场中的电荷振动频率，因而致使液体液面高度测量值偏高。

因而受到容器所在的周边环境因素的影响，即便训练程度极高的预配置的训练模型依然会产生因环境改变而造成的液体余量计算结果的偏差，对此，实时获取容器当前的湿度、温度等属性信息，以根据待测液体余量的容器所处的环境信息情况，向处理器实时配置相应的测试模型，增强了测试模型的环境适应性，提高了液体余量的测试准确率。

在一实施例中，可通过倾斜角度传感器获知待测液体所在的容器是否位于水平位置，可以选择待被测液体所在的容器的倾斜角度修正为水平后，再使用测试模型进行测试。

在一实施例中，用户终端可通过定位装置实时获取容器的位置信息，解决了关于容器的挪用、搬运时的位置确定等管理难题，其中，位置数据可根据精度需求加装GPS模组或通过基站定位等方法获取，本申请对定位的具体实施方式不作限定。

在一实施例中，液体类型A可以为强腐蚀性的液体。

在一实施例中，基于NB-IOT模组将所述余量值、所述湿度值、所述温度值、所述倾斜角度值和所述位置信息中至少之一发送至预配置的用户设备，基于NB-IOT技术的装置模组具有低功耗、信号覆盖范围大等特点，进而扩大的容器的移动范围，且因NB-IOT模组的使用过程中几乎不产生能耗，所以相应的维护成本极低，单个模组的价格也较为优廉。

通过上述实施例，基于容器内液体的类型、振动频率值及预配置的液体类型、振动频率值与液体余量之间的对应关系，确定所获取的容器外侧的电场感应传感器生成的电场电荷的振动频率值对应的液体的余量值，该余量测试方法具有较高的测试灵敏度，且与进行测试有关的装置无需置于待测液体溶剂内，使得当容器中贮存有强腐蚀性的液体溶剂时，亦可保证测试的准确性并排除了因装置模组对原液造成污染的可能性。

图4是根据本申请一示例性实施例中的一种电子设备的示意结构图。请参考图4，在硬件层面，该电子设备包括处理器、内部总线、网络接口、内存以及非易失性存储器，当然还可能包括其他业务所需要的硬件。处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，在逻辑层面上形成余量测试装置。当然，除了软件实现方式之外，本申请并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。

请参考图5，在软件实施方式中，该余量测试装置可以包括：

获取单元501，获取设于容器外侧的电场感应传感器所生成的电场电荷的振动频率值；

确定单元502，基于所述容器内液体的类型、所述振动频率值及预配置的液体类型、振动频率值与液体余量之间的对应关系，确定所述容器内液体的余量值。

可选的，还包括：

监测单元503，监测所述容器的周边环境的湿度值、温度值、所述容器的倾斜角度值和所述容器的位置信息中的至少之一。

可选的，还包括：

发送单元504，基于NB-IOT模组将所述余量值、所述湿度值、所述温度值、所述倾斜角度值和所述位置信息中至少之一发送至预配置的用户设备。

所述装置与上述方法相对应，更多相同的细节不再一一赘述。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

虽然本说明书包含许多具体实施细节，但是这些不应被解释为限制任何发明的范围或所要求保护的范围，而是主要用于描述特定发明的具体实施例的特征。本说明书内在多个实施例中描述的某些特征也可以在单个实施例中被组合实施。另一方面，在单个实施例中描述的各种特征也可以在多个实施例中分开实施或以任何合适的子组合来实施。此外，虽然特征可以如上所述在某些组合中起作用并且甚至最初如此要求保护，但是来自所要求保护的组合中的一个或多个特征在一些情况下可以从该组合中去除，并且所要求保护的组合可以指向子组合或子组合的变型。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (13)

1.一种容器检测系统，其特征在于，所述系统包括：

电场传感器，所述电场传感器设于容器外侧，用于获取所产生的电场电荷的振动频率值；

处理器，所述处理器与所述电场传感器相连，用于获取所述振动频率值，并基于所述容器内液体的类型、所述振动频率值及预配置的液体类型、振动频率值与液体余量之间的对应关系，确定所述容器内液体的余量值。

2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，还包括：

湿度传感器、温度传感器、角度传感器和定位装置中至少之一，用于监测所述容器周边的湿度值、温度值、所述容器的倾斜角度值和所述容器的位置信息中至少之一。

3.根据权利要求2所述系统，其特征在于，还包括：

NB-IOT模组，用于将所述余量值、所述湿度值、所述温度值、所述倾斜角度值和所述位置信息中至少之一发送至预配置的用户设备。

4.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述电场传感器设于所述容器的侧面；

在所述容器的每一预设高度处设置至少一个所述电场传感器，或者在所述容器的顶部和底部分别设置一个所述电场传感器。

5.一种余量测量方法，其特征在于，包括：

获取设于容器外侧的电场感应传感器所生成的电场电荷的振动频率值；

基于所述容器内液体的类型、所述振动频率值及预配置的液体类型、振动频率值与液体余量之间的对应关系，确定所述容器内液体的余量值。

6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，还包括：

监测所述容器的周边环境的湿度值、温度值、所述容器的倾斜角度值和所述容器的位置信息中的至少之一。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，还包括：

基于NB-IOT模组将所述余量值、所述湿度值、所述温度值、所述倾斜角度值和所述位置信息中至少之一发送至预配置的用户设备。

8.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述液体为易腐蚀液体。

9.一种余量测量装置，其特征在于，包括：

获取单元，获取设于容器外侧的电场感应传感器所生成的电场电荷的振动频率值；

确定单元，基于所述容器内液体的类型、所述振动频率值及预配置的液体类型、振动频率值与液体余量之间的对应关系，确定所述容器内液体的余量值。

10.根据权利要求9所述装置，其特征在于，还包括：

监测单元，监测所述容器的周边环境的湿度值、温度值、所述容器的倾斜角度值和所述容器的位置信息中的至少之一。

11.根据权利要求9所述装置，其特征在于，还包括：

发送单元，基于NB-IOT模组将所述余量值、所述湿度值、所述温度值、所述倾斜角度值和所述位置信息中至少之一发送至预配置的用户设备。

12.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为实现如权利要求5-8中任一项所述的方法。

13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现如权利要求5-8中任一项所述方法的步骤。