CN110987112A - 一种自动液量容器及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动液量容器，所述容器，包括容器盖、储液部以及底座，其特征在于，所述容器盖设置于所述储液部上端，所述底座设置于所述储液部底部；所述底座还包括微型气泵、压力传感器、单向阀、气道、加速度传感器、无线通信部、电源以及主控板，所述微型气泵与所述气道连接，所述压力传感器以及所述单向阀依次设置于所述气道上，所述加速度传感器固设于所述底座内部，所述微型气泵、所述压力传感器、所述加速度传感器、所述无线通信部以及所述电源连接至所述主控板，本发明所述容器能通过压强计算液面高度，并计算所述容器内液体体积，通过加速度传感器，对于测定时容器的姿态、是否放置、是否运动均没有严格限制，克服了传统测量方法的诸多弊端，使用场景广泛。

Description

一种自动液量容器及其测量方法

技术领域

本发明涉及电子智能容器领域，具体的说，涉及一种自动液量容器。

技术背景

当前具有液量测定功能的电子容器，如智能水杯，大都基于称重原理进行液量测算，其主要缺点在于测量时容器必须垂直静置于坚硬的平面上，且每次液量发生变化后均必须进行静置测量，否则无法准确获知相应变化，从而导致液量统计出现误差。

发明内容

针对现有技术不足，提出一种自动液量容器，所述液量容器，包括容器盖、储液部以及底座，所述容器盖设置于所述储液部上端，所述底座设置于所述储液部底部；

所述底座还包括微型气泵、压力传感器、单向阀、气道、加速度传感器、无线通信部、电源以及主控板，所述微型气泵通过所述气道与所述储液部，所述压力传感器以及所述单向阀依次设置于所述气道上，所述加速度传感器以及所述无线通讯部固设于所述底座内部，所述微型气泵、所述压力传感器、所述加速度传感器、所述无线通信部以及所述电源连接至所述主控板。

进一步的，所述气道与所述储液部连通。

进一步的，所述无线通信部内设置有无线接收器。

进一步的，所述无线通信部内设置有无线发射器。

进一步的，所述容器为旋转体。

进一步的，所述自动液量容器的测量方法，包括如下步骤：

步骤1，测量待测液体密度ρ；

步骤2，在所述容器内没有液体时进行标定，通过所述压力传感器测量此时压力值为P₀；

步骤3，将待测量液体倒入所述容器内；

步骤4，所述微型气泵启动，气体通过所述气道向所述储液部输送气体,此时气道内压力逐渐增大；

步骤5，当气道内压力基本恒定时，气道内液体排尽，所述压力测量此时压力值为P₁；

步骤5.1，计算待测液体压力，计算公式如下：

P＝P₁-P₀；……(1)

步骤5.2，计算待业液体液面高度，计算公式如下：

H＝P/(ρg)。……(2)

步骤6，通过无线通信部将液体密度输入；

步骤7，所述主控板通过如下公式：

计算所述容器内待测量液体的体积，并通过无线通信部将待测液体体积数值发送给无线接收端显示。

本发明的技术方案有益效果为：

本发明所述液量容器能通过压强计算液面高度，并计算所述容器内液体体积。

本发明所述液量容器通过加速度传感器，对于测定时容器的姿态、是否放置、是否运动均没有严格限制，克服了传统测量方法的诸多弊端，使用场景广泛。

附图说明

图1为本发明所述液量容器结构示意图。

图2为本发明所述液量容器倾斜时工作状态示意图。

图中标记：1-容器盖，2-储液部，3-底座，4-微型气泵，5-气道，6-单向阀，7-压力传感器， 8-加速度传感器，9-无线通信部，10-电源，11-主控板，12-平面A，13-平面B，14-平面C，15- 平面D，16-平面E。

具体实施方式：

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述，但不作为本发明的限定。

实施例1：

如图1，图2所示，所述液量容器包括容器盖1、储液部2以及底座3，容器盖1设置在容器盖上端，底座3设置于储液部底部。

底座内部设置有微型气泵4、气道5、单向阀6、压力传感器7、加速度传感器8、无线通信部9、电源10以及主控板11，无线通信部9固设于底座3内部，通过无线通信部9内的无线输入器能够远程输入待测液体的密度，通过无线通信部内的无线发射器能够将待测液体的体积远程显示，微型气泵4通过气道5与储液部2连接，压力传感器7、单向阀6、依次设置于气道5上，压力传感7器用于测量储液部2底部压力，加速度传感器8固设于底座内部，加速度传感器8用于测量所述容器与水平地面之间的角度，微型气泵4、压力传感器7、加速度传感器8、无线通信部均连接至主控板11，主控板11与电源10连接。

进一步的，所述容器为旋转体。

进一步的，所述气道5以储液部2底部圆心60°～90°环向分布2～3圈，每圈设置4～6个气道5每圈气道5之间的间隔为储液部2中心至容器壁距离的1/4，能够使测量精度更准确。

使用方法：先标定一个压力值，该标定的压力值为：当储液部2内不存在液体时，通过压力传感7器测量储液部2内的压力P₀，在不重新测量时，P₀不会改变，再将待测液体倒入储液部2 中，通过无线通信部9输入待测液体密度ρ，在不重新输入时待测液体密度ρ不会改变，压力传感器7检测储液部2内压力变化，主控板11控制微型气泵4启动，微型气泵4通过气道5向储液部 2内输送气体，当气道5内液体全部被送出气道5时，气道5内压力趋于恒定，压力传感器7记录压力P₁，微型气泵4停止工作，主控板11通过数据计算待测液体体积并通过无线通信部9使待测液体体积能够远程显示。

计算方法：

1.计算待测液体压力，待测液体压力为气道5内含待测液体时压力传感器7记录的压力数值 P₁减去当储液部2内不存在液体时压力传感器7记录的压力数值P₀即为待测液体压力数值P，即 P＝P₁-P₀。……(1)

2.计算待测液体高度，待测液体密度为ρ时，待测液体底部到液面的高度等于待测液体压力数值/(待测液体密度×重力加速度)，即H＝P/(ρg)……(2)。

3.计算待测液体体积，如图1-2所示，所述容器放置在平面上或非水平平面上时，所述容器与水平面夹角为θ，则平面C14与平面B13之间的体积相当于平面C14与平面E16之间体积的一半,因此可以等价于平面C14与平面D15之间的体积，其中，平面D14位于平面C13与平面E16的正中，则待测液体体积V为：

其中，h为平面A12的圆心到平面B13的圆心之间的距离。

本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种自动液量容器，所述液量容器，包括容器盖、储液部以及底座，其特征在于，所述容器盖设置于所述储液部上端，所述底座设置于所述储液部底部；

所述底座还包括微型气泵、压力传感器、单向阀、气道、加速度传感器、无线通信部、电源以及主控板，所述微型气泵通过所述气道与所述储液部连接，所述压力传感器以及所述单向阀依次设置于所述气道上，所述加速度传感器以及所述无线通信部固设于所述底座内部，所述微型气泵、所述压力传感器、所述加速度传感器、所述无线通信部以及所述电源连接至所述主控板。

2.根据权利要求1所述的自动液量容器，其特征在于，所述无线通信部内设置有无线接收器。

3.根据权利要求1所述的自动液量容器，其特征在于，所述无线通信部内设置有无线发射器。

4.根据权利要求1所述的自动液量容器，其特征在于，所述容器为旋转体。

5.根据权利要求1所述的自动液量容器的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，测量待测液体密度ρ；

步骤2，在所述容器内没有液体时进行标定，通过所述压力传感器测量此时压力值为P₀；

步骤3，将待测量液体倒入所述容器内；

步骤4，所述微型气泵启动，气体通过所述气道向所述储液部输送气体,此时气道内压力逐渐增大；

步骤5，当气道内压力基本恒定时，气道内液体排尽，所述压力测量此时压力值为P₁；

步骤5.1，计算待测液体压力，计算公式如下：

P＝P₁-P₀；……(1)

步骤5.2，计算待业液体液面高度，计算公式如下：

H＝P/(ρg)。……(2)

步骤6，通过无线通信部将液体密度输入；

步骤7，所述主控板通过如下公式：

计算所述容器内待测量液体的体积，并通过无线通信部将待测液体体积数值发送给无线接收端显示。

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