CN117607167A - 一种入量水分测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种入量水分测量装置，其特征在于，包括：微波磁控模块以及微机模块；其中，所述微波磁控模块包括：发射子模块、接收子模块以及控制子模块；所述控制子模块，用于控制发射子模块向待测物体发射第一微波信号；控制接收子模块接收第二微波信号；以及将所述第一微波信号以及所述第二微波信号传输至所述微机模块；其中，所述第二微波信号为所述第一微波信号经过待测物体部分吸收后得到的微波；所述微机模块，用于所述第一微波信号以及所述第二微波信号计算得到所述待测物体的水分含量。本发明可以精确测量物体中的水分含量。
Description
技术领域
本发明涉及医疗护理技术领域，尤其涉及一种入量水分测量装置。
背景技术
入量是指进入人体内的所有液体，包括水、食物中所含的水分，临床治疗中需要观察、记录患者入量，以作为了解病情、确诊、确定救治方案的可靠证据，减少因液体量过多或过少对患者治疗造成的不良后果，在实际工作中，由于入量包含各种各样的项目，并不局限于液体，如水果无法通过测量直接计算所含液体量。目前，临床工作中，对于固体如水果等的入量计算主要是通过体重秤来称量重量，进而通过不同种类所含水分量进行转换来计算入量，含水量折算表只是规定了食物种类标准状态下每克重的含水量，实际生活中患者所进食食物并不一定是标准状态下的食物，故所折算的含水量与实际含水量存在差异，不能准确体现；而对于液体的入量计算是通过有刻度的杯子进行测量，但市面上刻度杯大多以50ml为一刻度测量，进水量少时也是大概估算数值，并非精准计算，使得液体入量记录的不准确时有发生，无法准确反映患者的身体状况。
发明内容
本发明提供了一种入量水分测量装置，以解决入量测量不精准的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种入量水分测量装置，包括：微波磁控模块以及微机模块；其中，所述微波磁控模块包括：发射子模块、接收子模块以及控制子模块；
所述控制子模块，用于控制发射子模块向待测物体发射第一微波信号；控制接收子模块接收第二微波信号；以及将所述第一微波信号以及所述第二微波信号传输至所述微机模块；其中，所述第二微波信号为所述第一微波信号经过待测物体部分吸收后得到的微波；
所述微机模块，用于根据所述第一微波信号以及所述第二微波信号，计算得到所述待测物体的水分含量。
作为优选方案，所述根据所述第一微波信号以及所述第二微波信号，得到所述待测物体的水分含量，包括：
对所述第二微波信号进行预处理，得到处理后的第二微波信号；
将所述第一微波信号以及所述处理后的第二微波信号进行比较，得到第二微波信号的微波变化信息；
将所述微波变化信息输入至入量水分计算模型，得到所述待检测物体的水分含量。
作为优选方案，所述入量水分计算模型的训练过程，包括：
获取若干待检测样本的水分含量；
对所述若干待检测样本分别发射第一微波信号并采集对应待检测样本的第二微波信号；
对所有待检测样本的第二微波信号进行预处理，得到处理后的待检测样本的第二微波信号；
将所述处理后的待检测样本的第二微波信号以及第一微波信号进行比较，得到待检测样本的第二微波信号的微波变化信息；
根据所述待检测样本的第二微波信号的微波变化信息以及对应的待检测样本的水分含量，训练所述入量水分计算模型，得到训练后的入量水分计算模型。
作为优选方案，所述微波变化信息，包括：微波衰减和相位变化。
作为优选方案，所述装置，还包括：称重模块；
所述称重模块，用于测量物体的重量，并将测量的结果传输至所述微机模块；
所述微机模块，还用于根据所述重量以及所述水分含量，计算物体的水分密度。
作为优选方案，所述装置，还包括：人机交互模块；
所述微机模块，还用于将所述水分含量以及所述水分密度传输至人机交互模块；
所述人机交互模块，用于以图表的形式对所述水分含量以及所述水分密度进行显示。
作为优选方案，所述装置，还包括：电源模块；
所述电源模块，用于为所述微机模块、所述微波磁控模块、所述称重模块以及所述人机交互模块供电。
作为优选方案，所述装置，还包括：底座外壳以及用于放置待测物体的容器；所述容器设置在所述底座外壳的上方；
所述发射子模块设置于所述容器的底部；所述接收子模块设置与所述容器的顶部；
所述微波磁控模块以及所述控制子模块设置于所述底座外壳的内部；
所述称重模块设置于所述底座外壳的顶部；
所述人机交互模块设置于所述底座外壳的外部侧面；
所述电源模块设置于所述底座外壳的内部。
相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
本发明包括：微波磁控模块以及微机模块；其中，所述微波磁控模块包括：发射子模块、接收子模块以及控制子模块；所述控制子模块，用于控制发射子模块向待测物体发射第一微波信号；控制接收子模块接收第二微波信号；以及将所述第一微波信号以及所述第二微波信号传输至所述微机模块；其中，所述第二微波信号为所述第一微波信号经过待测物体部分吸收后得到的微波；所述微机模块，用于所述第一微波信号以及所述第二微波信号计算得到所述待测物体的水分含量。通过发射包括多段不同频率的第一微波信号，以使所述第一微波信号经过物体部分吸收后得到第二微波信号，接收所述第二微波信号，并根据所述第一微波信号以及所述第二微波信号，确定物体的水分含量。本发明基于物体中水分子对微波的吸收和反射特性，通过发射向待测物体发射微波并接收经待测物体部分吸收后的微波来确定物体对微波的吸收能力，进而推断物体中的水分含量，可以精确测量物体中的水分含量。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种入量水分测量装置结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种入量水分测量装置另一结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种入量水分测量装置实物图；
其中，说明书附图的附图标记如下：
微波磁控模块1、发射子模块11、接收子模块12、控制子模块13、微机模块2、称重模块3、人机交互模块4、底座外壳5以及容器6。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参照图1，为本发明实施例提供的一种入量水分测量装置结构示意图，包括：微波磁控模块1以及微机模块2；其中，所述微波磁控模块1包括：发射子模块11、接收子模块12以及控制子模块13；
所述控制子模块13，用于控制发射子模块11向待测物体发射第一微波信号；控制接收子模块12接收第二微波信号；以及将所述第一微波信号以及所述第二微波信号传输至所述微机模块2；其中，所述第二微波信号为所述第一微波信号经过待测物体部分吸收后得到的微波；
所述微机模块2，用于根据所述第一微波信号以及所述第二微波信号，计算得到所述待测物体的水分含量。
在本实施例中，发射子模块11与接收子模块12分别与控制子模块13电连接，构成微波磁控模块1；微波磁控模块1的控制子模块13与微机模块2电连接。发射子模块11包括一个微波发生器和一个发射天线，用于产生微波信号并向待测物体发射微波信号；接收子模块12包括一个接收天线和一个微波接收器，用于接收和测量经待测物体部分吸收后的微波信号强度；控制子模块13包括一个微控制器或其他控制芯片，用于控制发射子模块11发射微波信号，控制接收子模块12接收微波信号，并将发送的微波信号以及接收的微波信号以电信号的形式传输至微机模块2；微机模块2包括一个数据处理器，用于将接收微波磁控模块1传来的电信号，并对该电信号进行计算和处理，将接收到的信号转换为水分含量的数值，得到待测物体的水分含量，微机模块2还可以对计算得到的数据进行校准操作。
需要说明的是，微波是一种电磁波，具有特定的频率和波长。微波水分测量的原理是基于待测物品对微波的吸收和反射特性，当微波通过待测物品时，待测物品中的水分子会吸收微波的能量，而其它成分，例如蛋白质、脂肪等，对微波的吸收相对较低，当特定2.4GHz频率的频率穿透介质时，介质里面水分子O-H键会吸收特定频率的微波能量，该微波信号的强度和相位会发生改变，这就使得水分子吸收的部分微波能量与水分子的含量可以保持着线性关系。不同的电磁频段、在不同的含水量和介质间的特性，通过同时发射多段不同频率的微波频谱，结合预设的数据模型和特殊算法金额能够确定待测物体的水分含量。
在一优选的实施例中，所述根据所述第一微波信号以及所述第二微波信号，得到所述待测物体的水分含量，包括：
对所述第二微波信号进行预处理，得到处理后的第二微波信号；
将所述第一微波信号以及所述处理后的第二微波信号进行比较，得到第二微波信号的微波变化信息；
将所述微波变化信息输入至入量水分计算模型，得到所述待检测物体的水分含量。
在本实施例中，对所述第二微波信号的进行的预处理包括但不限于去除噪声、滤波以及校准。
在一优选的实施例中，所述入量水分计算模型的训练过程，包括：
获取若干待检测样本的水分含量；
对所述若干待检测样本分别发射第一微波信号并采集对应待检测样本的第二微波信号；
对所有待检测样本的第二微波信号进行预处理，得到处理后的待检测样本的第二微波信号；
将所述处理后的待检测样本的第二微波信号以及第一微波信号进行比较，得到待检测样本的第二微波信号的微波变化信息；
根据所述待检测样本的第二微波信号的微波变化信息以及对应的待检测样本的水分含量，训练所述入量水分计算模型，得到训练后的入量水分计算模型。
在本实施例中，获取若干待检测样本的水分含量，包括不同水分含量和其他相关参数的样本，以确保数据集具有广泛的覆盖范围和多样性。对所有待检测样本的第二微波信号进行预处理，包括但不限于去除噪声、滤波以及校准。
在一优选的实施例中，所述微波变化信息，包括：微波衰减和相位变化。
在本实施例中，将所述第一微波信号以及所述处理后的第二微波信号进行比较，计算两者的相位差，相位差除以波长可以得到相位变化，或者将相位差转换为角度并乘以波长也可以得到相位变化。
请参照图2，为本发明实施例提供的一种入量水分测量装置另一结构示意图，所述装置，所述装置，还包括：称重模块3；
所述称重模块3，用于测量物体的重量，并将测量的结果传输至所述微机模块2；
所述微机模块2，还用于根据所述重量以及所述水分含量，计算物体的水分密度。
在本实施例中，称重模块3与微机模块2电连接。称重模块3包括一个重力传感器，用于测量待测物品的重量，并将测量结果以电信号的形式传输至微机模块2；微机模块2接收到来自称重模块3的测量结果，结合待测物品的水分含量，计算得到待测物品的水分密度。
请参照图2，为本发明实施例提供的一种入量水分测量装置另一结构示意图，所述装置，所述装置，还包括：人机交互模块4；
所述微机模块2，还用于将所述水分含量以及所述水分密度传输至人机交互模块4；
所述人机交互模块4，用于以图表的形式对所述水分含量以及所述水分密度进行显示。
在本实施例中，人机交互模块4与微机模块2电连接。微机模块2将计算得到的待测物品的水分含量和水分密度以电信号的形式传输至人机交互模块4。人机交互模块4包括一个液晶显示屏或其他显示装置，用于显示待测物品的水分含量和水分密度。
需要说明的是，人机交互模块4可以是一个触摸显示屏，可以接送一些人机交互指令并将指令传输至微机模块2；微机模块2可以处理并响应人机交互指令。
在一优选的实施例中，所述装置，还包括：电源模块(图中未示出)；
所述电源模块，用于为所述微机模块2、所述微波磁控模块1、所述称重模块3以及所述人机交互模块4供电。
电源模块分别与微机模块2、微波磁控模块1、称重模块3以及人机交互模块4电连接。电源模块包括一个电源管理电路和一个电池，用于为微机模块2、微波磁控模块1、称重模块3以及人机交互模块4供电。
请参照图3，为本发明实施例提供的一种入量水分测量装置实物图，所述装置，包括：微波磁控模块1(图中未示出)、微机模块2(图中未示出)、称重模块3、人机交互模块4、电源模块(图中未示出)、底座外壳5以及用于放置待测物体的容器6；其中，所述微波磁控模块1包括：发射子模块11、接收子模块12以及控制子模块13；
所述容器6设置在所述底座外壳5的上方；
所述发射子模块11设置于所述容器6的底部；所述接收子模块12设置与所述容器6的顶部；
所述微波磁控模块1以及所述控制子模块13设置于所述底座外壳5的内部；
所述称重模块3设置于所述底座外壳5的顶部；
所述人机交互模块4设置于所述底座外壳5的外部侧面；
所述电源模块设置于所述底座外壳5的内部。
在本实施例中，底座外壳5为方形物体，其中一侧面设置有人机交互模块4的显示装置，其顶部设置有称重模块3的重力传感器；容器6设置于底座外壳5的上方并于底座外壳5紧贴放置，其底部设置有发射子模块11，其顶部设置有接收子模块12；发射子模块11与接收子模块12用电线连接至底座外壳5内的微机子模块。
需说明的是，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实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。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。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种入量水分测量装置，其特征在于，包括：微波磁控模块以及微机模块；其中，所述微波磁控模块包括：发射子模块、接收子模块以及控制子模块；
所述控制子模块，用于控制发射子模块向待测物体发射第一微波信号；控制接收子模块接收第二微波信号；以及将所述第一微波信号以及所述第二微波信号传输至所述微机模块；其中，所述第二微波信号为所述第一微波信号经过待测物体部分吸收后得到的微波；
所述微机模块，用于根据所述第一微波信号以及所述第二微波信号，得到所述待测物体的水分含量。
2.如权利要求1所述的入量水分测量装置，其特征在于，所述根据所述第一微波信号以及所述第二微波信号，得到所述待测物体的水分含量，包括：
对所述第二微波信号进行预处理，得到处理后的第二微波信号；
将所述第一微波信号以及所述处理后的第二微波信号进行比较，得到第二微波信号的微波变化信息；
将所述微波变化信息输入至入量水分计算模型，得到所述待检测物体的水分含量。
3.如权利要求2所述的入量水分测量装置，其特征在于，所述入量水分计算模型的训练过程，包括：
获取若干待检测样本的水分含量；
对所述若干待检测样本分别发射第一微波信号并采集对应待检测样本的第二微波信号；
对所有待检测样本的第二微波信号进行预处理，得到处理后的待检测样本的第二微波信号；
将所述处理后的待检测样本的第二微波信号以及第一微波信号进行比较，得到待检测样本的第二微波信号的微波变化信息；
根据所述待检测样本的第二微波信号的微波变化信息以及对应的待检测样本的水分含量，训练所述入量水分计算模型，得到训练后的入量水分计算模型。
4.如权利要求3所述的入量水分测量装置，其特征在于，所述微波变化信息，包括：微波衰减和相位变化。
5.如权利要求1所述的入量水分测量装置，其特征在于，还包括：称重模块；
所述称重模块，用于测量物体的重量，并将测量的结果传输至所述微机模块；
所述微机模块，还用于根据所述重量以及所述水分含量，计算物体的水分密度。
6.如权利要求5所述的入量水分测量装置，其特征在于，还包括：人机交互模块；
所述微机模块，还用于将所述水分含量以及所述水分密度传输至人机交互模块；
所述人机交互模块，用于以图表的形式对所述水分含量以及所述水分密度进行显示。
7.如权利要求6所述的入量水分测量装置，其特征在于，还包括：电源模块；
所述电源模块，用于为所述微机模块、所述微波磁控模块、所述称重模块以及所述人机交互模块供电。
8.如权利要求7所述的入量水分测量装置，其特征在于，还包括：底座外壳以及用于放置待测物体的容器；所述容器设置在所述底座外壳的上方；
所述发射子模块设置于所述容器的底部；所述接收子模块设置与所述容器的顶部；
所述微波磁控模块以及所述控制子模块设置于所述底座外壳的内部；
所述称重模块设置于所述底座外壳的顶部；
所述人机交互模块设置于所述底座外壳的外部侧面；
所述电源模块设置于所述底座外壳的内部。
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