CN204944603U - 一种带恒压舱的液体体积测量装置与容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带恒压舱的液体体积测量装置与容器，其中测量装置包括一截面尺寸固定且已知的压缩件，压缩件的外周设有密封圈与限位装置，其可通过该密封圈与容器密封连接，在容器内形成密封空间，并可通过相对容器的运动对密封空间内的气体进行压缩，限位装置使压缩件的运动距离确定且已知，其中压缩件上设有一密封的舱体，舱体内设有压力传感器，舱体通过一传力件隔绝其与外界环境，该传力件可将外界环境的气压转化为施加在压力传感器的压力；传力件受力面的面积值、舱体内的气压值以及与该气压值对应的初始压力值恒定且已知。本实用新型可以精确的测量容器内液体的体积，能够有效的消除液体晃动对测量结果的影响，测量稳定性好。

Description

一种带恒压舱的液体体积测量装置与容器

技术领域

本实用新型涉及智能设备领域，尤其是涉及一种液体体积的测量装置，本实用新型还涉及一种可测量内部液体体积的容器。

背景技术

水作为生命之源，是人们生存必不可少的物质，正确的饮水方式有助于人们保持健康，然而以前人们仅依靠自身感觉来喝水，无法直观的了解自己的饮水量，随着人们健康意识的增强与技术的进步，智能饮水设备开始受到人们的欢迎，其可以精确测量人们一天所摄取的水量，从而使人们可以合理规划自身的饮水量，同时该饮水数据又将成为整个大健康数据中的重要组成部分。但是现有的智能饮水设备一般是在容器上设置测量装置，这种方式存在一些缺陷：一、容器因为有着防漏水、保温等方面的要求，其自身结构（包括形状、材质、功能等）具有一定的限制，因此测量装置的加入会进一步增加容器设计与制造的难度，增加产品成本；二、测量装置不具有通用性，每一款容器都需要单独设计，进一步增加生产成本；三、现有的测量装置一般为液位传感器，其稳定性差，容易因容器倾斜、容器形状而导致测量误差，难以满足精确测量的要求。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种带恒压舱的液体体积测量装置，可以精确的测量容器内液体的体积，能够有效的消除液体晃动对测量结果的影响，测量稳定性好；可搭配不同材质、功能、容量的容器，具有较强的通用性；使用方便，在自然使用过程中即完成水量检测，无需特别的操作。

本实用新型提供一种可测量内部液体体积的容器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种带恒压舱的液体体积测量装置，用于容器内液体体积的测量，包括

一截面尺寸固定且已知的压缩件，压缩件的外周设有密封圈与限位装置，其可通过该密封圈与容器密封连接，在容器内形成密封空间，并可通过相对容器的运动对密封空间内的气体进行压缩，限位装置使压缩件的运动距离确定且已知，其中

压缩件上设有一密封的舱体，舱体内设有压力传感器，舱体通过一传力件隔绝其与外界环境，该传力件可将外界环境的气压转化为施加在压力传感器的压力；

传力件受力面的面积值、舱体内的气压值以及与该气压值对应的初始压力值恒定且已知。

作为上述方案的进一步改进方式，限位装置至少为两处，且处于同一水平面上，其由导电材料制成，压力传感器在压缩前进行第一次压力值检测，在限位装置之间被导通时进行第二次压力值检测。

作为上述方案的进一步改进方式，限位装置包括至少一处的固定件，以及对应设于固定件下方的弹性件，固定件与弹性件均由导电材料制成，弹性件可发生弹性运动，从而具有与固定件导通的第一状态和与固定件断开的第二状态，压力传感器在压缩前进行第一次压力值检测，在弹性件处于第一状态时进行第二次压力值检测。

作为上述方案的进一步改进方式，传力件包括硬质承力片，硬质承力片通过设于其周边的柔性硅胶片与舱体内壁密封连接，柔性硅胶片为波浪形结构。

作为上述方案的进一步改进方式，还包括用于测量承力片温度的测温装置，硬质承力片由导热材料制成。

一种可测量内部液体体积的容器，包括容器口，该容器内壁设有绕其一周的突起，还包括上述的带恒压舱的液体体积测量装置，该测量装置通过密封圈与突起连接，在容器内形成密封空间。

一种带恒压舱的液体体积测量装置，用于容器内液体体积的测量，包括

螺纹、角度传感器与压缩件，其中螺纹的螺距以及压缩件的截面尺寸确定且已知，压缩件的外周设有密封圈，其可通过该密封圈与容器密封连接，在容器内形成密封空间，并可通过相对容器的运动对密封空间内的气体进行压缩，限位装置使压缩件的运动距离固定且已知，其中

压缩件上设有一密封的舱体，舱体内设有压力传感器，舱体通过一传力件隔绝其与外界环境，该传力件可将外界环境的气压转化为施加在压力传感器的压力；

传力件受力面的面积值、舱体内的气压值以及与该气压值对应的初始压力值恒定且已知。

作为上述方案的进一步改进方式，传力件包括硬质承力片，硬质承力片通过设于其周边的柔性硅胶片与舱体内壁密封连接，柔性硅胶片为波浪形结构。

作为上述方案的进一步改进方式，还包括用于测量承力片温度的测温装置，硬质承力片由导热材料制成。

一种可测量内部液体体积的容器，包括容器口，该容器内壁设有绕其一周的突起，还包括上述的带恒压舱的液体体积测量装置，该测量装置通过螺纹螺接在容器口上，密封圈与突起连接，在容器内形成密封空间。

本实用新型的有益效果是：

可以精确的测量容器内液体的体积，能够有效的消除液体晃动对测量结果的影响，测量稳定性好；可搭配不同材质、功能、容量的容器，具有较强的通用性；使用方便，在自然使用过程中即完成水量检测，无需特别的操作。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型测量装置静态检测方案的示意图；

图2是本实用新型传力件一个实施例的剖视图；

图3是本实用新型静态检测方案第一个实施例的示意图；

图4是本实用新型静态检测方案第二个实施例的示意图；

图5是本实用新型容器第一个实施例的示意图；

图6是本实用新型测量装置动态检测方案的示意图；

图7是本实用新型容器第二个实施例的示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本实用新型中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本实用新型各组成部分的相互位置关系来说的。

此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

根据常识，气体的气压与体积成反比，如果在容器内形成密封空间，并对该密封空间内的气体进行压缩，则空间内的气压也会相应的发生变化，因此，当气体被压缩的体积值、对应时刻气压的变化值以及容器的容积值均能够准确测量时，通过公式①：

V1=P1Vx/(P1-P0)

与公式②：

V2=V-V1

便能够得出容器内液体的体积，其中，V1为压缩前容器内气体的体积值，Vx为容器内气体被压缩的体积值，P0为压缩前容器内的气压值，P1为压缩后容器内的气压值，V2为容器内液体的体积值，V为容器的容积值，在上述参数中，V是已知值，故只需获得P0、P1与Vx即可。基于上述理论，本实用新型公开了一种带恒压舱的液体体积测量装置：

参照图1，测量装置包括一截面尺寸固定且已知的压缩件1，压缩件1的外周设有密封圈2与限位装置3。压缩件1可通过密封圈2与容器密封连接，在容器内形成密封空间，并可通过相对容器的运动而对空间内的气体进行压缩。限位装置3可以在压缩件1运动了一定距离后与容器抵持，限制压缩件1进一步的运动，该距离可以通过预先设计或测量得知，从而使其成为一确定的常数，因为压缩件1的截面尺寸与移动距离均为常数，故容器内气体被压缩的体积值Vx（也即压缩件1的侵入体积值）可以通过截面尺寸与乘以移动距离的方式直接得出，此为静态检测方案。具体的，限位装置3设于压缩件1上，以密封圈2与容器刚开始形成密封关系的位置为起点，限位装置3可以使压缩件相对容器下压一定距离值h后被容器口抵持，该h值可以通过结构限制为一确定值。

压缩件1上设有一密封的舱体11，舱体11内设有压力传感器4，舱体11通过一传力件5隔绝其与外界环境，该传力件可将外界环境的气压转化为施加在压力传感器4的压力。在压缩件伸入容器内后，传力件的两侧分别为舱体以及密封空间，当密封空间内的气压增大时，传力件施加在压力传感器3上的压力也同步增大，这样便实现了气压变化与压力变化之间的正向关联，其中，传力件受力面的面积S、舱体内的初始气压值P以及与该气压值对应的初始压力值F恒定且已知，以初始气压值P、初始压力值F为基准值，结合面积S与压力传感器在压缩前后检测的压力值便可以计算P0与P1。

其具体步骤见下：

1、首先计算压缩前容器内（即密封空间内）的气压值P0，根据公式③：

P0=(F0-F)/S+P

其中，F0为压缩前容器内气体的压力值。

2、然后由P0进一步得到压缩后容器内（即密封空间内）的气压值P1，根据公式④：

P1=(F1-F0)/S+P0

其中，F1为压缩后容器内气体的压力值。

综上，结合公式①～④与体积值Vx便能测量出容器内所存储液体的体积值。

参照图2，优选的，为了实现较好的传递效果，传力件5包括硬质承力片51。该硬质承力片通过设于其周边的柔性硅胶片52与舱体内壁密封连接，因为柔性硅胶片自身发生变形所需的应力极小，故密封舱体内的气压可以基本上无损耗的传递至压力传感器处，保证测量的准确性。其中柔性硅胶片52为波浪形结构，以进一步降低应力值。

更优选的，还包括用于测量承力片温度的测温装置（如温度传感器等，未示出），便于用户实时掌握容器内液体的温度，具体的，硬质承力片由导热材料制成，通过热量的传递，承力片的温度将逐渐与液体温度保持一致，通过测温装置与承力片的导热接触便可以实现测量；此外测温装置也可以是红外测量等非接触式装置，本实用新型并不对温度测量的方式做出限定。

在压力传感器与承力片中间优选设有隔温层（未示出），该隔温层在隔绝温度的同时，不影响传力件向压力传感器施加压力。

为了便于握持，测量装置还包括有盖体6，压缩件1自盖体6的内侧面伸出，当测量装置与容器连接时，可以通过盖体6驱动压缩件1进行压缩运动。

参照图3，示出了限位装置的一种改进方式，限位装置3至少为2处，其处于同一水平面内，限位装置3由导电材料制成，压力传感器4在压缩前进行第一次压力值检测，在限位装置之间被导通时进行第二次压力值检测，此种方式适合于具有导电功能的容器，当容器口同时接触到2处限位装置时，限位装置之间通过容器导通，从而触发压力传感器工作。

上述实施例仅适用于具有导电功能的容器，对于由绝缘材料制成的容器则无法实现其功能，此外由于误差的存在，可能出现容器无法同时接触到限位装置的情况，导致无法同步测量，因此，本实用新型公开了进一步的改进方式，参照图4，限位装置包括固定件31，以及对应设于固定件31下方的弹性件2，固定件31与弹性件32均由导电材料制成，弹性件32可发生弹性运动，从而具有与固定件31导通的第一状态和与固定件31断开的第二状态，当压缩件1向下运动至一定距离后，容器口抵持弹性件32，使其与固定件31接触导通，此种方式不局限于容器的材质，从而有效的解决了上述实施例的问题。

类似的，压力传感器在压缩前进行第一次压力值检测，在弹性件处于第一状态时进行第二次压力值检测。

本实用新型公开了一种应用上述静态检测方案的容器，参照图5，容器7具有一容器口71，测量装置通过盖体扣合在容器口71上，压缩件1伸入至容器7内形成密封空间，通过向下按压或旋转盖体，便可驱动压缩件1进一步伸入至密封空间内，从而对其内的气体进行压缩，优选的，容器7的内壁具有一圈突起72，压缩件1在伸入容器内的过程中，密封圈2被突起72挤压而发生变形，可以实现更好的密封效果，同时也能更加精确的定位压缩起点。

本实用新型还公开了一种应用动态检测方案的测量装置，类似的，其也包括压缩件与压力传感器，相对于上述的静态检测方案，其区别在于气体压缩的体积值Vx并不是预先输入的，而是通过实时检测得知，参照图6，测量装置还包括角度传感器（未示出）和设置在盖体6上的螺纹61，螺纹的螺距固定且已知，测量装置通过所述螺纹螺接在容器上，并能相对其旋入和旋出，角度传感器可以获得盖体旋转的角度值，通过结合所述角度值与螺距，便可动态的检测压缩件的移动距离，从而进一步确定气体被压缩的体积值。

可以理解的是，所述静态检测方案与动态检测方案并不是绝对独立的，二者可以结合实用，以达到最优的测量效果。

本实用新型所公开的测量装置还可设有输出终端，其可以将液体体积数据以语音、文字或者图像的形式输出。

参照图7，本实用新型公开了一种应用上述动态检测方案的容器，容器7具有一容器口71，容器口71处设有外螺纹73，测量装置通过盖体6螺接在容器口71上，压缩件1伸入至容器7内形成密封空间，通过旋转盖体，便可驱动压缩件1进一步伸入至密封空间内，从而对其内的气体进行压缩，优选的，容器7的内壁具有一圈突起72，压缩件1在伸入容器内的过程中，密封圈2被突起72挤压而发生变形，可以实现更好的密封效果，同时也能更加精确的定位压缩起点。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种带恒压舱的液体体积测量装置，用于容器内液体体积的测量，其特征在于，包括

一截面尺寸固定且已知的压缩件，所述压缩件的外周设有密封圈与限位装置，其可通过该密封圈与容器密封连接，在容器内形成密封空间，并可通过相对容器的运动对密封空间内的气体进行压缩，所述限位装置使压缩件的运动距离确定且已知，其中

所述压缩件上设有一密封的舱体，舱体内设有压力传感器，所述舱体通过一传力件隔绝其与外界环境，该传力件可将外界环境的气压转化为施加在所述压力传感器的压力；

所述传力件受力面的面积值、所述舱体内的气压值以及与该气压值对应的初始压力值恒定且已知。

2.根据权利要求1所述的带恒压舱的液体体积测量装置，其特征在于，所述限位装置至少为两处，且处于同一水平面上，其由导电材料制成，所述压力传感器在压缩前进行第一次压力值检测，在限位装置之间被导通时进行第二次压力值检测。

3.根据权利要求1所述的带恒压舱的液体体积测量装置，其特征在于，所述限位装置包括至少一处的固定件，以及对应设于所述固定件下方的弹性件，所述固定件与弹性件均由导电材料制成，所述弹性件可发生弹性运动，从而具有与所述固定件导通的第一状态和与所述固定件断开的第二状态，所述压力传感器在压缩前进行第一次压力值检测，在弹性件处于第一状态时进行第二次压力值检测。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的带恒压舱的液体体积测量装置，其特征在于，所述传力件包括硬质承力片，所述硬质承力片通过设于其周边的柔性硅胶片与舱体内壁密封连接，所述柔性硅胶片为波浪形结构。

5.根据权利要求4所述的带恒压舱的液体体积测量装置，其特征在于，还包括用于测量承力片温度的测温装置，所述硬质承力片由导热材料制成。

6.一种可测量内部液体体积的容器，包括容器口，该容器内壁设有绕其一周的突起，其特征在于，还包括权利要求1至5中任一项所述的带恒压舱的液体体积测量装置，该测量装置通过所述密封圈与所述突起连接，在容器内形成密封空间。

7.一种带恒压舱的液体体积测量装置，用于容器内液体体积的测量，其特征在于，包括

螺纹、角度传感器与压缩件，其中所述螺纹的螺距以及压缩件的截面尺寸确定且已知，所述压缩件的外周设有密封圈，其可通过该密封圈与容器密封连接，在容器内形成密封空间，并可通过相对容器的运动对密封空间内的气体进行压缩，

其中

所述压缩件上设有一密封的舱体，舱体内设有压力传感器，所述舱体通过一传力件隔绝其与外界环境，该传力件可将外界环境的气压转化为施加在所述压力传感器的压力；

所述传力件受力面的面积值、所述舱体内的气压值以及与该气压值对应的初始压力值恒定且已知。

8.根据权利要求7所述的带恒压舱的液体体积测量装置，其特征在于，所述传力件包括硬质承力片，所述硬质承力片通过设于其周边的柔性硅胶片与舱体内壁密封连接，所述柔性硅胶片为波浪形结构。

9.根据权利要求8所述的带恒压舱的液体体积测量装置，其特征在于，还包括用于测量承力片温度的测温装置，所述硬质承力片由导热材料制成。

10.一种可测量内部液体体积的容器，包括容器口，该容器内壁设有绕其一周的突起，其特征在于，还包括权利要求7至9中任一项所述的带恒压舱的液体体积测量装置，该测量装置通过所述螺纹螺接在所述容器口上，所述密封圈与所述突起连接，在容器内形成密封空间。