CN110520019B - 用于测量液体消耗的装置和方法 - Google Patents

Abstract

提出了一种测量容器中液体的使用的装置和方法。一种形式的装置包括一个或多个位于容器的出口之中或附近并配置成监测出口内或附近的液体是否存在的近端传感器、用于在液体开始流过出口时确定容器的第一角度以及用于在液体停止流过出口时确定容器的第二角度的角度传感器、以及用于将来自一个或多个近端传感器和角度传感器的数据或处理后的数据发送到计算装置和/或显示装置的发送器，其中的数据或处理过的数据用于计算或指示通过出口的液体体积。

Description

用于测量液体消耗的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于测量人对容器中液体的消耗量的装置和方法。特别地，本发明涉及通过所谓的“智能瓶”测量饮用事件，所述“智能瓶”无线连接到智能电话或可穿戴设备(例如活动跟踪器或智能手表)。

背景技术

如今，在一天中，特别是在健身活动中，测量一个人的各种衡量指标是很常见的。这些参数用于测量、比较和跟踪个人的表现，可能包括心率、步数、睡眠时间/质量、活动强度和持续时间。然而，很难衡量的一个指标是个体的水合作用。这一指标非常重要，因为运动期间脱水会对健康产生严重的不良影响。

已经尝试过用嵌入可穿戴设备中的红外线来测量个体的含水量，但是，这些只显示了有限的成功。各种“智能瓶”也已投放市场，或建议已公布的领域中的各种“智能瓶”测量消耗水量并将这些数据发送到无线连接的活动跟踪器、智能手表或智能手机。

目前市面上的一个这样的瓶是在H2O-Pal商标下出售的，它包括一个附加到水瓶底部的薄模块，该模块通过加速度计和重量传感器跟踪使用者的水的摄入，从而监测瓶内的水位。然后，通过智能蓝牙将通知发送到使用者手机上的应用程序。这类设备的问题在于，为了精确地测量用水，必须将水瓶放在饮料之间的坚硬表面上，这可能是不实际的(例如，人在走路的情况下)。

美国专利6,212,959(Perkins)建议使用另一种设备，该专利公开了一种用于估计个体水合作用的液体消耗设备，该设备包括位于溢流通道内的叶轮。叶轮的转速与通过流量计的液体的流速成比例，因此可以计算出使用者的消耗水量。

美国专利20160146659(Saltzgiver等人)还公开了另一种设备，其中，将位于瓶盖内的传感器配置为跟踪容器内液位的变化。传感器包括配置为指示容器内液体的液位的超声液位传感器。

然而，现有的“智能瓶”设备存在各种问题，包括部件的费用、功率效率以及在Perkins公开的叶轮中可能包括难以清洁的部件或在使用过程中可能会堵塞的部件。

本说明书中使用的“近端传感器”一词应理解为包括用于检测容器内特定位置是否存在液体(如水)的任何类型的传感器或开关。

应当理解的是，在整个说明书中对现有技术的任何讨论仅仅是为了提供本发明的上下文，不应以任何方式视为承认此类现有技术是该领域普遍已知的或构成一般常识的一部分，因为它存在于申请的优先日期之前。

发明内容

在本发明的一个方面(但不一定是最广泛或唯一的方面)中，提出了一种用于测量容器中液体消耗量的装置，包括：

位于所述容器的出口之中或附近的一个或多个近端传感器，其配置用于监测所述出口之中或附近是否存在所述液体；

角度传感器，用于在所述液体开始流过出口时确定所述容器的第一角度，并且用于在所述液体停止流过出口时确定所述容器的第二角度，其中一个或多个近端传感器激活倾斜开关，从而使得微控制器收集来自所述角度传感器的角度数据，以及

用于将来自角度传感器的所述角度数据或处理后的数据发送到计算设备和/或显示装置的发送器；

其中，所述角度数据或处理后的数据用于计算或指示通过出口的液体的体积。

在一种形式中，所述装置还包括用于接收来自一个或多个近端传感器的近端数据和来自角度传感器的所述角度数据的控制器，其中将来自传感器的数据或处理后的数据传输到发送器以进行发送。

在优选形式中，近端传感器包括至少两个液体接触销。其中，当两个或两个以上的接触销浸入液体中时，会引起接触销之间的弱电流流动，以指示所述液体的存在。本领域技术人员会意识到即使含有极稀物质(如矿物质)的水也会携带电流。因此，所述装置可以配置为在容器内的特定位置检测水，即使当水的导电率低至8-10ppm时也是如此。

在一种形式中，可将至少两个液体接触销间隔配置定位在大致水平的平面上。

在优选的形式中，第一接触销位于喷嘴的一侧，三个间隔开的第二接触销位于喷嘴的另一侧，这样当拉长瓶大致水平布置地定位时，三个第二接触销沿着大致垂直的轴间隔开。当三个第二接触销中最低的那个第二接触销和第一接触销大致沿着水平的平面定位时，中间的和上部的第二接触销的位置相对于第一接触销的位置依次升高。这样，当水的高度增加时，即当瓶从垂直位置倾斜到水平位置时，逐渐将第二接触销覆盖，并依次引起在第一和每个覆盖的第二接触销之间的弱电流流动。这提高了近端传感器的精度，并克服了与瓶内的水溢出有关的一些问题。当瓶下降到直立或垂直位置时，精度也会提高。

在另一种形式中，至少两个液体接触销或多个近端传感器可位于喷嘴内，并沿着大致垂直的轴间隔开。然而，读者应该理解，接触销的数量和配置可以在不偏离本发明范围的情况下进行更改。

优选地，将通过出口的液体的所述体积用于计算使用者的液体消耗量，然后用于确定所述使用者的近似水合作用。

优选地，容器是具有已知体积的瓶。所述使用者可以携带和抓取瓶。出口优选地包括使用者可通过其饮用或以其他方式从所述容器内接触液体的喷嘴。

在一种形式中，通过出口的液体的所述体积可以是在单个饮用事件或倾倒事件期间。

可计算所述单次饮用或倾倒事件后容器内剩余液体的体积，以在容器需要重新装满时进行指示。

在一种形式中，容器是瓶，其包括与向上延伸的圆周壁相邻的底座，所述圆周壁划定用于容纳液体的室或储液罐。可逆可附加的盖组件连接到所述壁的顶部圆周边缘，用于密封所述室或所述储液罐。喷嘴优选地沿着大致垂直的轴移动，并附加到盖组件的上部，并且是可以关闭或密封的。

在一种形式中，圆周壁通常是圆柱形和垂直伸长的，其中一个大致为圆盘形的盖组件附加在容器的开口上端。

喷嘴可以是圆盘形盖组件的中心，或者在优选的形式中，喷嘴可以从圆盘形盖组件的中心点偏移。

装置可包括旋转传感器，用于倾斜时相对于容器纵轴确定一个或多个近端传感器的位置。

装置还可以包括处理器，用于在通过发送器发送处理后的数据到计算设备和/或显示装置之前处理来自传感器的数据。计算设备可对来自所述传感器的所述数据进行进一步处理。或者，将来自传感器的数据直接发送到负责对所述数据进行所有处理的计算设备。

处理器或控制器优选地是低功耗的微处理器或微控制器。

装置优选地包括电源，例如电池。电池可以是纽扣电池，优选地固定在盖组件内。纽扣电池可保留在防篡改壳体内，以防止未经授权的人员(如儿童)接触。在一种形式中，防篡改壳体包括锁紧构件，锁紧构件固定纽扣电池，其中锁紧构件只能通过配合工具解锁。在其他形式中，电池可以通过移除电池或在合适的地方使用电缆或便携式充电装置充电。或者，充电装置可并入装置中，用于给电池充电。

计算设备或显示装置可以是智能手机、活动跟踪器、智能手表、可穿戴或便携式显示装置、笔记本电脑、平板电脑或其他个人计算设备。

在一种形式中，数据或处理后的数据可以显示在计算设备的便于使用的显示模块上。

装置还可包括用于测量瓶的加速度的加速度计，以估计或计算容器快速倾斜时的倾斜率。

优选地沿三个轴测量容器的移动，从而计算容器的方向和倾斜度。

当计算设备或显示装置未与装置配对时，装置可包括用于存储数据或处理后的数据的闪存。

在本发明的另一方面，提出了一种用于附加到容器的盖组件，用于测量容器中液体的使用，包括：

位于所述盖组件的出口之中或附近的一个或多个近端传感器，其配置用于监测所述出口之中或附近是否存在所述液体；

角度传感器，用于在所述液体开始流过所述出口时确定所述盖子的第一角度，并用于在所述液体停止流过所述出口时确定所述容器的第二角度，其中一个或多个近端传感器激活倾斜开关，从而使得微控制器收集来自所述角度传感器由一个或多个近端传感器激活以的角度数据，以及

用于将来自角度传感器的所述角度数据或处理后的数据发送到计算设备和/或显示装置的发送器；

其中，所述角度数据或处理的数据用于计算或指示通过所述出口的液体的体积，从而计算使用者的液体消耗量。

在另一方面，提出了一种具有出口的容器，包括用于根据上述任何一种测量容器中液体使用的装置。

优选地，所述事件是饮用事件。更优选地，所述液体是非粘性液体，例如但不限于水。

指标可以是饮用事件中消耗的液体体积，单位为毫升或液体盎司。或者，装置的处理器或无线连接的计算设备可以根据使用者的年龄、健康状况、气候、活动和一天中的时间计算其所需的液体量，从而将指标显示为使用者所需液体总量的百分比以保持吸入足够的水分。

装置的处理器或控制器或无线连接的计算设备也可以与附加到瓶或容器的显示装置通信，例如编码的红色、橙色、绿色LED灯，用于指示使用者是否消耗了所需的液体量。

附图说明

包含在本说明书中并构成本说明书一部分的附图说明本发明的实施，并和说明书与权利要求书一起，用于解释本发明的优点和原理。在图纸中，

图1是附加到瓶上的本发明装置的一个实施例的侧面横截面图；

图2是装置、盖组件和瓶在垂直位置的第二实施例的侧面横截面图；

图3是图2的装置、盖组件和瓶在第一倾斜位置的侧面横截面图，其中水位与近端传感器接触；

图4是图2的装置、盖组件和瓶在第二倾斜位置的侧面横截面图，其中水从出口流出；

图5是图2的装置、盖组件和瓶以相反方向倾斜到第三倾斜位置的侧面横截面图，其中水位下降到近端传感器下方；

图6是图2的装置、盖组件和瓶的侧面横截面图，示出水位从第一位L1下降到第二位L2；

图7a是本发明盖组件的另一实施例的透视图，其中盖组件具有一个开口，开口由隐藏着可伸缩喷嘴的可转动封盖覆盖；

图7b是图7a中盖组件和瓶的透视图，示出盖组件主体和可转动封盖的运动；

图7c是图7a中盖组件和瓶的透视图，示出伸出位置的喷嘴；

图8是图7a的盖组件和瓶的分解图，示出装置的第三实施例的部件；

图9是图8的装置支撑架的透视图；

图10是图8的喷嘴的透视图；

图11a是图8的喷嘴和装置支撑架的透视图，示出靠近簧片开关的磁铁；

图11b是图11a的喷嘴和装置支撑架的透视图，示出与簧片开关隔开的磁铁；

图12a是盖组件的侧面横截面图，包括装置和图7a中的瓶，示出处于收缩位置的喷嘴；

图12b是图12a的盖组件、装置和瓶的侧面横截面图，示出伸出位置的喷嘴；

图12c是图12a的盖组件、装置和瓶在第一倾斜位置的侧面横截面图；

图12d是图12a的盖组件、装置和瓶在第二倾斜位置的侧面横截面图，示出水接触近端传感器；

图12e是图12a的盖组件、装置和瓶在第三倾斜位置的侧面横截面图，示出水从出口流出；

图12f是图12a的盖组件、装置和瓶在第四倾斜位置的侧面横截面图，示出水位下降到近端传感器以下；

图12g是图12a的盖组件、装置和瓶在直立位置的侧面横截面图，示出饮用/倾倒事件后的较低水位；

图13a是另一实施例的通信模块的底面透视图，示出第一接触销和三个第二接触销；图13b是图13a中通信模块的底视图；

图13c是图13a中通信模块的底面透视图；

图13d是图13a中通信模块的后视图；

图14是图13a通信模块的侧视图，示出喷嘴的位置；

图15是图13a中通信模块的一个实施例的电路布局图；以及

图16是本发明的另一个实施例的侧面横截面图，示出垂直间隔的多个近端传感器。

具体实施方式

类似的参考字符指示整个图纸的相应部分。为了明确或说明的目的，图纸中所示某些零件的尺寸可能已修改和/或夸大。

参考图纸以获得更详细的描述，图示了一种用于测量容器12内液位变化的装置10，通过示例说明了可采用本发明原理的布置。读者应了解，装置10将参考与具有盖14的瓶12一起使用来描述，其中盖14具有偏移的喷嘴16，但应理解，本发明不限于此特定应用，其他类型的容器和喷嘴可在不脱离本发明范围的情况下使用，例如，喷嘴16可位于盖14的中心。

如图1所示，显示了用于测量具有盖或盖组件14的瓶12中的液体消耗量的装置10的一个实施例。具有与向上延伸的圆周壁20邻接的底部18的瓶12形成已知体积的室22。盖组件14通过与圆周壁20顶部的螺纹26配合的螺纹部分24附加到瓶12上。盖组件14可以固定地附加到瓶12的顶部，这样盖组件14就无法从瓶12上拆下，或者盖组件14可以反向接合圆周壁20。可使用其他接合部件，如摩擦接合或盖子可热焊接到瓶12上。

本实施例的盖组件14包括形成出口28的固定喷嘴16，使用者可通过出口接触内容物30，例如水。

近端传感器32位于出口28附近以监测通过出口28的水流。但是，读者应了解近端传感器32可能位于出口之中，并且其可能包括两个或多个传感器或传感器元件。与现有技术中现有或建议的其他瓶系统不同，近端传感器32不测量通过出口的实际流量，而是测量出口28内或附近的液体30是否存在，这将通过详细说明变得更清楚。

装置10还包括一个角度传感器34，用于在液体30开始流过出口32时确定或测量瓶12的第一角度A，如图3所示。角度传感器34还用于确定或测量液体30停止流过出口28时瓶12的第二角度B，如图5所示。

回到图1，装置10还包括控制器或处理器36、发送器38和电源40。处理器36配置为处理来自近端传感器32、角度传感器34和任何其他相关传感器的数据，例如但不限于用于测量瓶12绕纵轴旋转的轴向传感器42。然后将处理后的数据发送到发送器38。

控制器或处理器36配置为通过比较当液体30开始流过出口28时瓶12的角度和液体30停止流过出口28时瓶12的角度来计算通过出口28液体的体积。

由于液体(如水)会发现其自然水平与水平面相对应，室22内的液体越少，为了液体30从出口28流出，瓶12倾斜的角度越大。由于已知室22的容量，处理器36可以计算出液体与近端传感器32接触或停止接触时倾斜的瓶内的液体的体积。

然后，发送器38通过短程网络将处理后的数据无线传输到计算设备和/或显示装置，例如智能手机44或活动跟踪器46，以显示通过出口28的液体体积(例如在饮用事件期间)。短程网络可以是独立的低功率无线电网络、

或

低功耗(BLE)。

但是，读者会意识到传感器32、34、42的数据可以直接发送到外部计算设备和/或显示装置44、46。

然后，计算设备和/或显示装置44或46可以使用来自传感器32、34、42的处理后的数据或数据来估计使用者的水合作用，并通知他们是否需要更多的水合作用或是否吸入足够的水分。

传感器34、42、处理器36、发送器38和电源40保留在密封壳体48内。密封壳体48保护部件远离液体30的影响和防止部件未经授权的篡改。密封壳体48可与盖14一体，也可从盖14上拆卸，从而可以清洗瓶12和盖组件14，而不会损坏密封壳体48内的部件。可以使用各种密封件和接线来密封和连接部件但不再做详细讨论，因为它们对于本领域技术人员来说是显而易见的。

图2至5说明了装置10的第二个实施例，该装置包括瓶12、带有固定喷嘴16的盖组件14、近端传感器32和角度传感器34。为了清晰起见，图1中一些部件的细节不进行说明或讨论。

如图2所示，瓶12处于直立位置，其中瓶12的纵轴50与垂直方向对齐。室22中的液体30自然会找到与水平面对齐的自身水平面，从而在瓶12直立时与纵轴50垂直。因此，液体30的表层52与近端传感器32间隔开。

由于瓶12沿箭头54的方向倾斜，如图3所示，液体30的表层52大致保持在水平面上。但是，由于瓶12的纵轴50远离垂直方向，因此液体30的表层52与近端传感器32接触。一旦近端传感器32检测到液体30的存在，角度传感器34配置为确定瓶12的第一角度A。因为瓶12的尺寸已知，所以当瓶在第一角度A倾斜时，可以计算出体积。

当瓶12继续向箭头54的方向倾斜时，如图4所示，水30通过出口28流出。这可能发生在饮用事件期间，也可能发生在将液体倾倒入容器以供使用者饮用的情况下。一旦饮用或倾倒事件结束，瓶12就会向相反的方向倾斜，如图5中箭头56所示，其中液体30的表层52会下降到近端传感器32的下方。此时，角度传感器34配置为确定瓶12的第二角度B，因此可以计算剩余液体的体积。

然后可以计算图6所示的初始水平L1和后续水平L2之间的差异58，从而确定饮用事件的体积。然后，可以将其与其他监控器(如心率监控器、活动跟踪器、智能手表和/或气象传感器)的数据结合使用，以计算使用者的液体需求以及饮用事件的体积根据正在进行的活动是否足够，以保持使用者的正确水合作用。

在图7a至12g中，展示了装置10的第三个实施例，其中盖组件14包括可伸缩喷嘴16。

先前已在PCT/AU2015/050567中以本申请人的名义公开了可伸缩喷嘴16的操作，其标题为“具有可伸缩喷嘴的瓶盖组件”，现以引用方式并入本文中。因此不再重复可伸缩喷嘴组件的某些细节，以避免掩盖本发明。然而，读者应了解，无论喷嘴或开口是可伸缩的还是固定的，或者是位于盖中心或偏离中心点的位置，装置10都可并入任何喷嘴或开口中。

图7a示出瓶12和保留有装置10的盖组件14。盖组件14包括顶盖70、可旋转主体72和可移动的喷嘴16。顶盖70包括一个开口74，开口74可通过可转动的封盖76关闭。喷嘴16配置成在收缩位置(如图7a所示，其中喷嘴16位于主体72内且位于顶盖70下方)和伸出位置(如图7c所示，其中喷嘴16穿过盖72中的开口74延伸)之间具有沿着平行于瓶12的纵轴50的第一轴偏移运动。

盖组件14可以附加到任何形状或尺寸的瓶100，尽管在本实施例中，瓶大致是圆柱形的。

如前所述，盖组件14还包括配置用于连接瓶12的底座构件78。如PCT/AU2015/050567所揭示，顶盖70和底座构件78保持固定关系，主体72能够围绕第一和第二位置之间的纵轴50在顶盖70和底座构件78之间旋转。

包括按钮82和锁定设备84的可释放的闩锁机构80提供一种用于触发喷嘴16从收缩位置移动到伸出位置的工具。当主体开始旋转时，如图7b所示，可转动的封盖76离开开口74，使喷嘴16从收缩位置穿过开口74向上移动到伸出位置。在伸出位置，如图7c所示，人可以使用喷嘴16接触瓶12中包含的液体30。

当使用者结束饮用或倾倒喷嘴16中的液体时，接着他们可以抓住主体72的外表面，抵靠着偏压件(the bias)手动地将主体72旋转至关闭位置，其中喷嘴16收缩，可转动的封盖76关闭开口74。闩锁机构80将喷嘴16抵靠着偏压件保持在关闭位置，直到使用者启动按钮82。

图8显示了盖组件14的分解图，其中顶盖70可以通过固定构件86相对于底座构件78固定。所述喷嘴16包括主体部分88，所述主体部分88包括液体通路28，所述液体通路28在上部由吹口92限定。一组臂94a、94b和指状物96a、96b、96c从主体部分88向侧面延伸，臂94a、94b包括各自的孔98。

本实施例中的主体22形成为圆柱形管状构件，其具有以一段螺纹或三段螺纹的形式向内突出的法兰100a、100b、100c。指状物96a、96b、96c紧挨着向内突出的法兰100a、100b、100c的上边缘，当喷嘴16在收缩位置和伸出位置之间移动时，它们起到引导作用。

所述底座构件78包括侧开并配置为固定密封按钮104的依赖密封按钮座102。当喷嘴16处于收缩位置时，喷嘴16的主体部分88的下边缘抵着密封按钮104的上表面，因此瓶100中的液体不能进入喷嘴16的液体通道28。当喷嘴16处于伸出位置时，主体部分88的下边缘远离密封按钮104，因此来自瓶100的液体可以流过密封按钮座102侧面形成的孔并且进入喷嘴32的液体通道28。不过，读者应该理解，可以使用其他密封配置。

如图8进一步所示，装置10包括支撑架110、壳体112、盖114和密封件116。连接到支撑架110上的部件将根据图9进行讨论。

使用各种固定装置和密封件来构造盖组件14，该盖组件14目前没有图示，但对于本领域技术人员来说是显而易见的。PCT/AU2015/050567中详细介绍了一些固定装置和密封件以及可移动喷嘴的操作，其以引用方式并入本文中。

如图9所示，支撑架110提供了一个多个组件附加到其上的结构。本实施例的这些组件包括主电源按钮118、蓝牙无线电模块(

radio module)120、微控制器(MCU)122、电池124、倾斜开关126、簧片开关128、LED指示灯130、角度传感器(e-compass)34和以液体接触销134、136形式的近端传感器32。

当液位接触到两个液体接触销134、136时，一股微弱的电流在两者之间流过，这表明液体即将通过喷嘴16向外移动，如图12d所示。当液位下降到液体接触销134以下时，136弱电流停止，这表明液体不再通过喷嘴16流出，如图12f所示。

然而，读者应当理解，可以使用其他类型的近端传感器，而不背离本发明的范围，例如，近端传感器可以是浮动开关或感应传感器的形式。此外，尽管设想使用

技术(

technology)进行短程通信，但也可以使用其他形式的短程通信，而不背离本发明的范围。

为了节省电池寿命，使用簧片开关128打开和关闭装备10，或在激活和备用模式之间进行切换。簧片开关128由连接到喷嘴16的磁铁138激活，如图10所示。

图11a和11b示出支撑架110和喷嘴16与盖组件14的其他部件隔离，从而说明簧片开关128的操作。图11a示出处于收缩位置的喷嘴16完全包含在盖组件14中。在此收缩位置，磁铁138靠近簧片开关128。因此，装置10的电子设备配置成将部件置于待机模式或关闭电源部件，因为瓶12已关闭，不会发生饮用事件。

当操作盖组件14将喷嘴16提升到伸出位置时，如图11b所示，磁铁138离开簧片开关128。然后，装置10的电子设备配置成为装置10的相关部件供电，因为很可能在短时间内发生饮用或倾倒事件。当喷嘴16移回收缩位置时，装置10的被供电的部件随后将被断电至待机或关闭模式。

由于装置10的被供电的部件仅在喷嘴16处于伸出位置时处于激活状态，因此当关闭瓶12时，由于设备处于待机或关闭模式，不会激活近端传感器32，瓶12可以以任何角度定位。

这样，电池124仅在可能发生饮用事件的一段或多段时间内使用。不过，读者应该理解，当瓶12处于关闭状态，喷嘴16收缩时，电池仍然可以为某些部件供电，例如瓶12上的显示屏或LED指示灯130。因此，在待机或关闭模式下，可以使用电池124的一些有限电能。

图12a至12g示出装置10的本实施例在饮用或倾倒事件期间经历的阶段。并非所有部件都标记在图中，以便不模糊本发明的操作。图12a所示为位于盖组件14内在伸缩位置的喷嘴16，并由可转动的封盖76覆盖。图12a中的液位30表示为L1。图12b说明了一旦释放闩锁机构80，使主体72旋转，可转动的封盖76移开时，喷嘴16处于伸出位置。此时，磁铁138和簧片开关128彼此远离定位，如前所述，因此装置10处于激活或开启模式。

然后，令瓶12倾斜，如图12c所示，直到水位与近端传感器32的液体接触销134、136接触，如图12d所示。然后，激活倾斜开关126，微控制器122通过角度传感器34测量瓶12的第一角度A。然后，微控制器122可以在饮用或倾倒事件开始时计算瓶12中所含液体30的体积。

使用间隔开的销134、136作为近端传感器32的优点之一是，只有当两个销都浸入水中并且电流能够流动时，才会激活传感器。这意味着，当携带打开的瓶12时，当水在室22内飞溅时，近端传感器32将不会启动。

随着瓶12的进一步倾斜，如图12e所示，液体30从室22内流过喷嘴16。在饮用或倾倒事件过程中，液体接触销134、136完全浸没在液体30中，并且弱电流在其中流动。

一旦饮用或倾倒事件完成，瓶12就会朝相反的方向倾斜，如图12f所示，这样液体30就停止流过喷嘴16，并且液体的液位下降到液体接触销134、136以下。因此，电流在销134、136之间停止流动，然后使用角度传感器34记录瓶12的第二角度B。

然后使用微控制器122确定如图12g中L2所示的新液位30。这样，可以计算在饮用或倾倒事件期间通过出口的液体30的体积。这些数据可用于向使用者指示他们是否根据当前情况消耗了足够的液体，以维持适当的水合作用。

图13a至14说明了支持架110的另一个实施例，在这种情况下是通信模块或

模块(

module)。如图所示，第一接触销136位于喷嘴16的一侧，三个间隔开的第二接触销134a、134b、134c位于喷嘴16的另一侧，这样当瓶12处于大致水平地布置时，三个第二接触销134a、134b、134c沿大致垂直的轴间隔开，如图13b所示。如图13b所进一步说明的，三个第二接触销134a中最低的那个和第一接触销136通常沿水平面定位，中间的134b和上部的134c第二接触销相对于第一接触销136依次设置得更高。这样，随着水的高度增加，在瓶倾斜期间，依次覆盖第二接触销134a、134b、134c。

读者应该理解，最初覆盖住第一接触销136和第二接触销134a，并在它们之间形成弱电流流动。然后，随着水的高度增加，在瓶12倾斜过程中，覆盖第二接触销134b，并在第二接触销134b和第一接触销136之间产生弱电流流动。最后，随着水的高度进一步增加，覆盖第二接触销134c，并在第二接触销134c和一次接触销136之间产生弱电流流动。

第二接触销134a、134b、134c的顺序激活提高了近端传感器的精度，并克服了在移动过程中瓶内的水溢出的一些问题。

如图13a-14所示，通信模块包括LED显示灯149，用于通知使用者饮用事件或水合作用水平。图15示出通信模块电路布局图的一个实施例，尽管在不背离本发明精神或范围的情况下可以进行其他配置。

图16示出装置10的另一个实施例，该装置包括垂直间隔的近端传感器150a、150b、150c。通过这种方式，当液体30逐渐进入喷嘴16时，依次淹没近端传感器。这样做是为了避免倾斜过快时容器内液体的错误读数。

本领域技术人员现在将意识到所示发明相对于现有技术的优势。在一种形式中，本发明提供了一种测量容器中液体使用情况的方法，该容器可并入具有已知体积的不同形状和尺寸的瓶中。该装置能够跟踪液体的使用情况，即使是在携带着瓶的时候。此外，使用低功耗传感器和可转换至关闭或待机模式的组件意味着该设备在电池的更换和充电之间具有更长的使用寿命。该装置能够准确测量瓶内液体的使用，这意味着这数据可以用来预测使用者的水合作用情况。

本发明的各种特征在与本发明的示例性实施例相关的方面已经特别地显示和描述，但是必须理解，这些特定的布置仅仅说明本发明，并且不限于本发明。因此，本发明可以包括在本发明的精神和范围内的各种修改。

Claims (11)

1.用于测量容器中液体的消耗量的仪器，包括：

一个或多个近端传感器，位于所述容器的出口之中或出口附近，并配置成监测所述出口之中或出口附近是否存在所述液体；

角度传感器，用于在所述液体开始流过所述出口时确定所述容器的第一角度，并用于在所述液体停止流过所述出口时确定所述容器的第二角度，其中一个或多个近端传感器激活倾斜开关，从而使得控制器收集来自所述角度传感器的第一角度的角度数据，以及

发送器，用于将来自角度传感器的第一角度和第二角度的角度数据或由角度传感器处理后的数据发送到计算装置和/或显示装置；

其中，所述第一角度和第二角度的角度数据或处理后的数据用于计算或指示通过所述出口的液体的体积；

其中，所述出口包括喷嘴，使用者能够通过该喷嘴从所述容器中饮用液体，所述喷嘴能够固定地连接到所述容器或者相对于所述容器的主体是可移动的；

其中，近端传感器包括位于所述喷嘴一侧的第一接触销和位于所述喷嘴相反侧的三个间隔开的第二接触销，使得当细长的容器沿着水平面定位时，三个第二接触销沿着垂直轴间隔开，因此当容器的纵轴接近所述水平面时，逐渐将第二接触销覆盖，由此，当第二接触销逐渐受覆盖时，从而在第一接触销和每个第二接触销之间产生弱电流流动。

2.根据权利要求1所述的仪器，还包括控制器，所述控制器用于接收来自一个或多个近端传感器的近端数据和来自角度传感器的第一角度和第二角度的角度数据，其中将数据或处理后的数据传输到发送器以进行发送。

3.根据权利要求1所述的仪器，其中使用通过所述出口或喷嘴流过的液体体积来计算使用者的液体消耗量。

4.根据权利要求3所述的仪器，其中所述通过出口或喷嘴的液体的体积是在单次饮用或倾倒事件期间。

5.根据权利要求1所述的仪器，其中一种形式的容器是瓶，其包括一个底部和向上延伸的圆周壁，所述圆周壁描绘了用于容纳液体的室或储液罐，可逆地且可附加的盖组件连接到圆周壁的顶部边缘以密封所述室或储液罐，所述喷嘴能够沿垂直的轴移动并附加到所述盖组件的上部，并且所述喷嘴是可关闭的以密封所述室，其中，所述圆周壁为圆柱形且垂直地伸长，且圆盘形的盖组件附加在瓶的开口上端。

6.根据权利要求1所述的仪器，进一步包括旋转传感器，其用于确定容器倾斜时一个或多个近端传感器相对于容器纵轴的位置。

7.根据权利要求1所述的仪器，进一步包括电源和处理器，所述处理器用于在处理后的数据通过发送器发送到计算装置和/或显示装置之前处理来自角度传感器和一个或多个近端传感器的数据。

8.根据权利要求7所述的仪器，其中所述处理器、控制器或无线连接的计算装置与所述显示装置通信，所述显示装置以编码的红色、橙色、绿色的LED灯的形式连接到所述容器，所述显示装置指示使用者是否已消耗所需量的液体。

9.根据权利要求1所述的仪器，进一步包括用于测量容器加速度的加速度计，以估计或计算容器快速倾斜时的倾斜率。

10.根据权利要求1所述的仪器，其中沿着三个轴测量容器的移动以计算容器的方向和倾斜。

11.用于附加到容器的盖组件，其用于测量容器中液体的消耗量，包括：

位于所述盖组件的出口之中或附近的一个或多个近端传感器，其配置用于监测所述出口之中或附近是否存在所述液体；

角度传感器，用于在所述液体开始流过所述出口时确定盖的第一角度，并且用于在所述液体停止流过所述出口时确定所述容器的第二角度，其中一个或多个近端传感器激活倾斜开关，从而使得控制器收集来自所述角度传感器的第一角度的角度数据，以及

发送器，用于将来自角度传感器的第一角度和第二角度的角度数据或由角度传感器处理后的数据发送到计算装置和/或显示装置；

其中，所述第一角度和第二角度的角度数据或处理后的数据用于计算或指示通过所述出口的液体的体积，从而计算使用者的液体消耗量；

其中，所述出口包括喷嘴，使用者能够通过该喷嘴从所述容器中饮用液体，所述喷嘴能够固定地连接到所述容器或者相对于所述容器的主体是可移动的；

其中，近端传感器包括位于所述喷嘴一侧的第一接触销和位于所述喷嘴相反侧的三个间隔开的第二接触销，使得当细长的容器沿着水平面定位时，三个第二接触销沿着垂直轴间隔开，因此当容器的纵轴接近所述水平面时，逐渐将第二接触销覆盖，由此，当第二接触销逐渐受覆盖时，从而在第一接触销和每个第二接触销之间产生弱电流流动。

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