CN205015038U - 一种通过温度校准的容器内液体体积的测量装置与容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种通过温度校准的容器内液体体积的测量装置与容器，其中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，压缩件上设有限位装置，其可与容器密封连接，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；气压传感器，用于检测密封空间压缩前后的气压值；温度检测装置，用于检测密封空间内气体的温度值；测量装置可基于上述的气压值、温度值、截面尺寸与位移值获得待检测容器内液体的体积。本实用新型可以消除温度对测量结果的影响，增加容器内液体体积的测量精度。

Description

一种通过温度校准的容器内液体体积的测量装置与容器

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。

现有一种基于气压变化来检测容器内液体体积的装置，其可与容器形成一密封空间，通过改变密封空间内的体积并获得气体体积的变化值以及相应的气压变化值便可以实现液体体积的测量，因而可以很好的解决上述问题。然而，这种方式未涉及到温度变量，当容器内存放的液体具有一定温度时，将会使得气压发生额外的变化，导致测量结构出现误差。

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通过温度校准的容器内液体体积的测量装置，可以消除温度对测量结果的影响，增加容器内液体体积的测量精度；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：

一种通过温度校准的容器内液体体积的测量装置，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，其上设有限位装置，压缩件可与容器密封连接，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；

气压传感器，用于检测密封空间压缩前后的气压值；

温度检测装置，用于检测密封空间内气体的温度值；

其中

测量装置可基于上述的气压值、温度值、截面尺寸与位移值获得待检测容器内液体的体积。

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，气压传感器在至少两处限位装置之间被导通时开始检测密封空间的气压值。

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，气压传感器在弹性件处于第一状态时开始检测密封空间的气压值。

作为上述方案的进一步改进方式，温度检测装置包括设于压缩件上的导热片与检测导热片温度的温度传感器，其中导热片可在压缩件与容器形成密封空间后与该空间内的气体导热接触。

作为上述方案的进一步改进方式，导热片可由铜、银或者人造金刚石制成。

作为上述方案的进一步改进方式，温度检测装置包括设于压缩件上的红外测温仪。

作为上述方案的进一步改进方式，包括用于增加红外测温仪感应区域的菲涅耳透镜。

作为上述方案的进一步改进方式，菲涅耳透镜是自压缩件的压缩面上一体成型的。

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，还包括上述的通过温度校准的容器内液体体积的测量装置，该测量装置通过突起在容器内形成密封空间。

一种通过温度校准的容器内液体体积的测量装置，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，压缩件可与容器螺纹连接，并在容器内形成密封空间，压缩件可通过相对容器的转动对密封空间内的气体进行压缩，角度传感器检测压缩件转动的角度值；

气压传感器，用于检测密封空间压缩前后的气压值；

温度检测装置，用于检测密封空间内气体的温度值；

其中

测量装置可基于上述的气压值、温度值、截面尺寸、螺距与角度值获得待检测容器内液体的体积。

作为上述方案的进一步改进方式，温度检测装置包括设于压缩件上的导热片与检测导热片温度的温度传感器，其中导热片可在压缩件与容器形成密封空间后与该空间内的气体导热接触。

作为上述方案的进一步改进方式，导热片可由铜、银或者人造金刚石制成。

作为上述方案的进一步改进方式，温度检测装置包括设于压缩件上的红外测温仪。

作为上述方案的进一步改进方式，包括用于增加红外测温仪感应区域的菲涅耳透镜。

作为上述方案的进一步改进方式，菲涅耳透镜是自压缩件的压缩面上一体成型的。

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，包括上述的通过温度校准的容器内液体体积的测量装置，该测量装置通过螺纹螺接在容器口上，并通过突起在容器内形成密封空间。

本实用新型的有益效果是：

可以消除温度对测量结果的影响，增加容器内液体体积的测量精度；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是本实用新型应用第一种温度检测装置的示意图；

图2是本实用新型应用第二种温度检测装置的示意图；

图3是本实用新型静态检测方案一个实施例的示意图；

图4是本实用新型容器第一个实施例的示意图；

图5是本实用新型动态检测方案一个实施例的示意图；

图6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（在本方案中即为大气压值），P1为压缩后密封空间内的气压值，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与P0是已知值，故只需获得P1与Vx即可。基于上述理论，本实用新型公开了一种容器内液体体积的测量装置：

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的外周设有密封圈与限位装置3。压缩件1可通过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。此外，还设有气压传感器4，用于直接检测P1值，因此，上述的P1与Vx均已获得，通过公式①与公式②便可以得出液体的体积，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后被容器口抵持，该距离值可以通过结构限制为一确定值。

优选的，为了防止液体或水蒸气损坏传感器，压缩件1上设有一腔体11，气压传感器4安装在其内，腔体11通过一柔性件5隔绝其与密封空间，优选的，腔体11设于压缩件1的端部。因为该柔性件处于腔体11与密封空间的连接处，当密封空间内的气压增大时，将推动其向腔体11一侧凹陷，导致腔体11的体积减小，腔内气压随之升高，即柔性件可将密封空间内的压力变化传递至所述腔体内，又因为驱动柔性件产生形变所需的应力很小，所以在传递过程基本上不存在能量的损耗，故可以认为柔性件两侧的气压值相等，这样气压传感器无需连通密封空间便可检测其内的气压值，从而免受水汽的侵蚀，有效的提高了传感器的使用寿命。

上述的方案因为没有涉及到温度变量，所以对高温液体的测量会导致结果出现误差，为了解决这一问题，本方案还具有一温度检测装置，其可以检测密封空间内气体的温度值，并通过温度值校准测量结果。具体的校准方式为：先固定密封空间的体积值（如100ml），然后在常用的温度区间内（如40℃～100℃）逐一取不同的温度值，测量在不同温度下密封空间内的气压值，由此可以得到一组数据；然后改变密封空间的体积值（如95ml），重复上述流程，便又可以得到一组数据。通过多次预先测量得出全部的体积-温度-气压的数据库，这样在经过气压传感器与温度传感器检测获得气压值和温度值后，便可以逆推出对应的体积值，从而可以对计算获得体积值进行修正。此外，校准方式也可以采用经验公式计算。

作为温度测量装置的一个具体实施方案，其可以是导热片与温度传感器的组合，导热片61设于压缩件1的压缩面上并与其密封连接，以使导热片61在压缩件1与容器形成密封空间后与该空间内的气体导热接触，温度传感器62用于测量导热片61温度，这样液体的热量通过密封空间内的气体逐渐传递值导热片上，使导热片的温度与液体趋于一致，并最终由温度传感器检测获得。

优选的，导热片由导热系数较高的铜、银或者人造金刚石制成。

作为温度测量装置的另一个具体实施方案，参照图2，也可以采用红外测温仪63，其无需热量传导的过程，可以实现即时测温，相对于导热片与温度传感器的方案，其检测速度更快。优选的，还设有一用于增加红外测温仪的感应范围的菲涅耳透镜64，更优选的，为了增加密封性能，菲涅耳透镜64是直接自压缩件1的压缩面上一体成型的。

为了便于握持，测量装置还包括有盖体2，压缩件1自盖体2的内侧面伸出，当测量装置与容器连接时，可以通过盖体2驱动压缩件1进行压缩运动。

参照图1，示出了限位装置的一种实施方式，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，气压传感器4在限位装置之间被导通时检测密封空间内的气压值，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，从而触发气压传感器工作。

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3，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，气压传感器在弹性件处于第一状态时检测密封空间内的气压值。

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4，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区别与上述静态检测方案的动态检测方案，类似的，其也包括压缩件与气压传感器，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5，测量装置还包括角度传感器（未示出）和设置在盖体2上的螺纹21，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6，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2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 (16)

1.一种通过温度校准的容器内液体体积的测量装置，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，其上设有限位装置，所述压缩件可与容器密封连接，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固定且已知；

气压传感器，用于检测密封空间压缩前后的气压值；

温度检测装置，用于检测密封空间内气体的温度值；

其中

测量装置可基于上述的气压值、温度值、截面尺寸与位移值获得待检测容器内液体的体积。

2.根据权利要求1所述的通过温度校准的容器内液体体积的测量装置，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，所述气压传感器在至少两处限位装置之间被导通时开始检测密封空间的气压值。

3.根据权利要求1所述的通过温度校准的容器内液体体积的测量装置，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，所述气压传感器在弹性件处于第一状态时开始检测密封空间的气压值。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的通过温度校准的容器内液体体积的测量装置，其特征在于，所述温度检测装置包括设于所述压缩件上的导热片与检测导热片温度的温度传感器，其中所述导热片可在压缩件与容器形成密封空间后与该空间内的气体导热接触。

5.根据权利要求4所述的通过温度校准的容器内液体体积的测量装置，其特征在于，所述导热片可由铜、银或者人造金刚石制成。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的通过温度校准的容器内液体体积的测量装置，其特征在于，所述温度检测装置包括设于所述压缩件上的红外测温仪。

7.根据权利要求6所述的通过温度校准的容器内液体体积的测量装置，其特征在于，包括用于增加所述红外测温仪感应区域的菲涅耳透镜。

8.根据权利要求7所述的通过温度校准的容器内液体体积的测量装置，其特征在于，所述菲涅耳透镜是自所述压缩件的压缩面上一体成型的。

9.一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8中任一项所述的通过温度校准的容器内液体体积的测量装置，该测量装置通过所述突起在容器内形成密封空间。

10.一种通过温度校准的容器内液体体积的测量装置，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，所述压缩件可与容器螺纹连接，并在容器内形成密封空间，所述压缩件可通过相对容器的转动对密封空间内的气体进行压缩，所述角度传感器检测所述压缩件转动的角度值；

气压传感器，用于检测密封空间压缩前后的气压值；

温度检测装置，用于检测密封空间内气体的温度值；

其中

测量装置可基于上述的气压值、温度值、截面尺寸、螺距与角度值获得待检测容器内液体的体积。

11.根据权利要求10所述的通过温度校准的容器内液体体积的测量装置，其特征在于，所述温度检测装置包括设于所述压缩件上的导热片与检测导热片温度的温度传感器，其中所述导热片可在压缩件与容器形成密封空间后与该空间内的气体导热接触。

12.根据权利要求11所述的通过温度校准的容器内液体体积的测量装置，其特征在于，所述导热片可由铜、银或者人造金刚石制成。

13.根据权利要求10所述的通过温度校准的容器内液体体积的测量装置，其特征在于，所述温度检测装置包括设于所述压缩件上的红外测温仪。

14.根据权利要求13所述的通过温度校准的容器内液体体积的测量装置，其特征在于，包括用于增加所述红外测温仪感应区域的菲涅耳透镜。

15.根据权利要求14所述的通过温度校准的容器内液体体积的测量装置，其特征在于，所述菲涅耳透镜是自所述压缩件的压缩面上一体成型的。

16.一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，包括权利要求10至15中任一项所述的通过温度校准的容器内液体体积的测量装置，该测量装置通过所述螺纹螺接在所述容器口上，并通过所述突起在容器内形成密封空间。