TWI479129B - Apparatus and method for managing the amount of liquid in a container - Google Patents

Description

用於管理容器中液體量的裝置及方法

本發明係關於用於管理容器中液體量之裝置及方法。

人每天需要攝入足量水才有利於身體健康，但人們由於沒有充分時間、不感覺口渴、忘記喝水等原因經常攝入不足量水。據報道，大部分人均有中度脫水症狀。很多人直到渴了才喝水。實際上等到渴了再喝水係錯誤的，因為此時人體血液中之水含量已經很低，因而需要自唾腺中分泌水，此對健康已經造成負面影響。許多慢性症狀實際上為脫水之徵兆。另外，老年人亦不能依賴感覺口渴了再喝水，因為口渴感覺會隨著年齡增長而下降。

針對背景技術中之上述問題，本發明在一實施例中提供一種管理容器中液體量之技術方案：偵測預定時間內容器中之液體之變化量並給使用者以相應提示資訊。

根據本發明之一實施例，提供一種用於管理一個容器中液體量之裝置，其包括：偵測器，用於偵測第一預定時間段內該容器裏液體之變化量；第一判定裝置，用於判定該變化量是否低於該第一預定臨限值；提示裝置，用於當該變化量低於該第一預定臨限值時，發出第一提示資訊。

根據本發明之另一實施例，提供一種管理一個容器中液體量之方法，其包括：偵測第一預定時間段內該容器中液體之變化量；判斷該變化量是否低於預定臨限值；若該變 化量低於預定臨限值，則發出第一提示資訊。

藉由使用本發明提供之裝置及方法，能夠提醒人們及時地飲用水等可飲用之液體，亦使得人們能夠掌握自身之飲用量，有益於人們的身體健康。

以下參照附圖，對本發明之具體實施方式進行詳細說明。

圖1示出根據本發明之一具體實施方式用於管理一個容器中液體量之裝置100之結構示意圖。在圖1中，裝置100包括偵測器101、第一判定裝置102及提示裝置103。

一般熟習此項技術者應能理解，容器之樣式可為多種多樣的，例如，容器可為一個杯子，裝置100可裝在杯子底部；裝置100亦可裝在一個杯墊中，杯子放在該杯墊上。需要說明，除偵測器101需要位於容器中之特定位置外，裝置100中之第一判定裝置102及提示裝置103可位於容器中之任何位置。

以下對裝置100之工作過程進行詳細說明。

首先，偵測器101偵測第一預定時間段內容器11裏液體之變化量。然後，第一判定裝置102判定液體之變化量是否低於第一預定臨限值。若液體變化量低於第一預定臨限值，則提示裝置103發出第一提示資訊。

第一提示資訊可為多種多樣的，例如第一提示資訊可為「液體變化量少於第一預定臨限值」或者類似資訊，在容器為水杯的情形下，第一提示資訊可為提示水杯之主人喝 水之提示資訊。

提示裝置103發出第一提示資訊之方式亦可為多種多樣的，例如，利用蜂鳴器發出「嘟嘟嘟」的聲音；再如，利用揚聲器播放「液體變化量少於第一預定臨限值」或者播放一段音樂；再如，利用顯示幕顯示「液體變化量小於第一預定臨限值」。

具體地，偵測器101可藉由多種方式來偵測第一預定時間段內容器裏液體之變化量。以下分別對該多種偵測液體變化量之方式進行詳細說明。

在一實施例中，偵測器101包括一個稱重感測器10111及一個第二判定裝置10112，如圖2所示。稱重感測器10111偵測容器中液體之重量，第二判定裝置10112根據稱重感測器10111所偵測之容器中之液體的重量，判定第一預定時間段內容器中之液體之變化量。例如，第一預定時間段為半個小時，若稱重感測器10111第一次偵測到容器中之液體之重量為300克，在半小時後第二次偵測到容器中之液體之重量為200克，則第二判定裝置10112判定半個小時內容器中之液體變化量為100克。

在另一實施例中，偵測器101包括一個壓力感測器10121及一個第三判定裝置10122，如圖3所示。壓力感測器10121偵測容器中液體所產生之壓力；第三判定裝置10122根據壓力感測器10121偵測到的壓力判定第一預定時間段內容器中之液體變化量。例如，第一預定時間段為半個小時，若壓力感測器10121第一次偵測到容器中之液體產生 之壓力為P₁ ，在半小時後第二次偵測到容器中之液體產生之壓力為P₂ ，則第三判定裝置10122判定半個小時內容器中之液體變化量為(P₁ -P₂ )×S/g，其中S為杯子的底面積(以容器在不同高度之截面積相同為例)，g為重力常數。需要說明，即使杯子為不規則形狀，對於給定之杯子，其高度一定，對應之水量亦為一定的，因此，第三判定裝置10122仍然可根據壓力感測器10121所偵測到的壓力對應之高度來判定液體之變化量。

通常，液體所產生之壓力與液面高度有關，在容器傾斜的情形下，需要根據傾角大小來對壓力感測器10121所偵測到的壓力作一個轉換以精確地量測液體之變化量，此情形下，偵測器101亦可包括一個傾角感測器10123，如圖4所示。用於量測容器與水平面或豎直方向所成之角度，然後根據該角度，對量測之壓力進行轉換。

如圖5所示，不失一般性地，以容器為圓柱形杯子11並且壓力感測器10121安裝在杯子底部正中央為例，設杯子11沒有傾斜時液面高度為h，若杯子傾斜，設其與水平面所成之角度為α，則此時壓力感測器10121所偵測到的壓力係高度為h_d =(h×cosα)之液體所產生。因此，杯子11沒有傾斜時，液面之實際高度為h=h_d /cosα。因此，第三判定裝置10122可根據杯子11之傾角以及傾斜時液體所產生之壓力來判定對應之杯子11沒有傾斜時之液面高度，從而能夠判定第一預定時間段內液體之變化量。

需要說明，上文以容器為圓柱形杯子，並且壓力感測器 10121安裝在杯子底部正中央為例，對容器傾斜時如何判定液體變化量進行了說明。一般熟習此項技術者應能理解，即使為不規則形狀之容器，以及壓力感測器10121安裝在容器底部任意位置時，對於確定形狀之容器、確定之壓力感測器10121之安裝位置，容器傾斜一定角度時，第三判定裝置10122根據壓力感測器10121所偵測之壓力，均能判定出液面之高度或者液體之重量，從而亦能判定第一預定時間段內之液體變化量。

近紅外光中，例如由LED發出之中心波長為940nm之譜線，經過5cm之純淨水後，至少40%之能量會被吸收掉。若近紅外光經過5cm路程的茶、果汁或者咖啡，會被吸收得更多。因此，可利用近紅外光此種被液體尤其可飲用之液體吸收之特性來偵測容器中之液面高度，下文對此進行詳細描述。

在一實施例中，偵測器101包括一個近紅外光源10131及多個近紅外感測器10132及第四判定裝置10133，如圖6所示。其中，12為液面位置。近紅外光源10131發射近紅外光，在容器11中沒有液體時，其發射之近紅外光能夠被各個感測器10132接收到。多個近紅外感測器10132分別位於容器11之不同高度之位置，用於偵測近紅外光源10131發出之近紅外光之強度。第四判定裝置10133根據多個近紅外感測器10132所偵測到的近紅外光之強度，判定容器11中液體之液面高度，從而判定該第一預定時間段內液體之變化量。

具體地，若某個近紅外感測器10132位於液面下方，則其所偵測到的光強非常弱，若其位於液面上方，則其偵測到的光強較強。因此，第四判定裝置10133可根據某個近紅外感測器所偵測到的光強來判定近紅外感測器與液面之相對位置，亦即，第四判定裝置10133可判定偵測到的光強高於第二預定臨限值之近紅外感測器10132位於液面上方，偵測到的光強低於第三預定臨限值之近紅外感測器10132位於液面下方。

若多個近紅外感測器10132中有部分所偵測到的光強大於第二預定臨限值，有部分所偵測到的光強低於第三預定臨限值，則第四判定裝置10133判定光強高於第二預定臨限值及光強低於第三預定臨限值之相鄰兩個近紅外感測器之間的高度為液面高度。可選地，第四判定裝置10133可判定該相鄰兩個近紅外感測器之間的任一高度為液面高度，亦可判定其間的中點為液面高度。

若多個近紅外感測器10132所測之光強全部高於第二預定臨限值，則判定高度最低之近紅外感測器10132所處之位置或者其下任一高度為液面高度。

若多個近紅外感測器10132所測之光強全部低於第三預定臨限值，則判定高度最高之近紅外感測器10132所處之位置或者其上任一高度為液面高度。

需要說明，在此情形下，量測之精確程度與近紅外感測器之個數有關。若近紅外感測器之個數越多，則量測之結果越準確。多個近紅外感測器10132可位於容器11側壁上 等高度差之位置，亦可位於容器11側壁上非等高度差之位置。通常多個近紅外感測器10132與近紅外光源10131分別位於容器11中相對之兩側，如圖5所示。在一實施例中，多個近紅外感測器10132與近紅外光源10131分別位於容器11中同一側，在相對的一側，具有一個反射器10134，用於反射近紅外光源10131發射的光，以使得多個近紅外感測器10132能夠偵測到近紅外光源10131發射之近紅外光，如圖7所示。該實施例之優點為增加了近紅外光所走過之路程，亦即增加了各個近紅外感測器所接收到的信號之差別，更加有利於第四判定裝置10133判定液面高度。

顯然，在圖6中，離近紅外光源10131較遠之近紅外感測器10132接收到的近紅外光之強度相比於離近紅外光源10131較近之近紅外感測器所接收到的近紅外光之強度要弱。另外，由於單個光源之發射角度限制，在有些情形下，有些近紅外感測器10132可能接收不到近紅外光源產生的光。因此，為了增加近紅外感測器10132之接收靈敏度，圖6中之近紅外光源10131亦可採用多個分立之發光元件，例如多個近紅外LED燈，該多個分立之發光元件與多個近紅外感測器10132一一對應，每個發光元件與其對應之近紅外感測器10132處於同一高度，如圖8所示。在容器11中沒有液體的情形下，對於每個發光元件，其發射之近紅外光大部分能量能夠被與之對應之近紅外感測器10132接收到。

可選地，在圖8所示之偵測器101中，其中光源之多個分 立元件亦可用單個光源10131加一個導光裝置10135來替代，如圖9所示。導光裝置10135用於提取近紅外光源10131發射之近紅外光以使得多個近紅外感測器10132能夠偵測到近紅外光源10131發射之近紅外光。導光裝置10135可為一個導光板或者一根光纖，其接收近紅外光源10131發射之近紅外光，並將光自其表面導出從而使光入射至多個近紅外感測器10132上，其光路示意圖如圖9所示。

可選地，圖1中之裝置100亦可包括一個加速度計104，如圖10所示。該加速度計用於量測容器11之加速度，若在第二預定時間段內加速度計沒有偵測到容器11之加速度，則提示裝置103發出第二提示資訊。第二提示資訊可為例如「第二預定時間段內沒有偵測到加速度」之資訊或者類似資訊。在容器11為喝水杯的情形下，該第二提示資訊可為例如「您已經有一段時間沒有喝水了」等資訊，該第二提示資訊之目的係用於提醒人們，已經有一段時間沒有喝水了。同上文所述，提示裝置103發出第二提示資訊之方式亦為多種多樣的，此處不再贅述。

通常，在上文所述之偵測器101利用稱重感測器10111或者近紅外感測器10131來偵測容器11中之液體變化量時，若容器11處於水平位置或者豎直置放時，偵測器101之量測結果才較準確。為了獲得更加準確的結果，可選地，加速計104亦可用於偵測容器11與水平方向所成之第一傾角或者與豎直方向所成之第二傾角，僅當第一傾角大於第四預定臨限值或第二傾角小於第五預定臨限值時，偵測器 101才偵測該液體之變化量。亦即，僅當容器11處於水平位置或準水平位置時，亦即豎直置放或者準豎直置放時，此時，第一傾角約為90度左右，第二傾角約為0度左右，稱重感測器10111或者近紅外感測器10131才進行相應量測。第四預定臨限值與第五預定臨限值之取值可根據實際需要之量測精度而定。

具體地，加速計104如何量測傾角已係此項技術中非常成熟的技藝。飛思卡爾公司2005年公開之AN3107晶片之應用文檔Rev0，05中，公開了一種根加速度計來量測傾角之方法，如下式所示： 其中，θ為加速度計與水平方向所成之夾角，VOUT為加速度計之輸出電壓；VOFFSET為加速度計在0g時之偏置值，△V/△g為靈敏度，g為重力常數。更詳細之資訊可參閱AN3107之應用文檔，在此不再贅述。

圖11示出根據本發明之一具體實施方式用於管理一個容器中之液體量之方法流程圖。

首先，在步驟S1101中，偵測第一預定時間段內容器中液體之變化量。具體地，可藉由偵測第一預定時間段內容器中液體之重量或液體所產生之壓力或液體之液面高度的變化來判定液體之變化量。在一實施例中，可由前文所述之偵測器101來執行步驟S1101。

然後，在步驟S1102中，判定液體之變化量是否低於第一預定臨限值。在一實施例中，可由前文所述之第一判定裝置102來執行步驟S1102。

最後，若液體之變化量低於第一預定臨限值，則在步驟S1103中，發出第一提示資訊。可選地，在一實施例中，可由前文所述之提示裝置103來執行步驟S1103。

可選地，圖11所示之方法亦可包括如圖12所示之步驟。

首先，在步驟S1201中，偵測容器之加速度。

若在第二預定時間段內沒有偵測容器之加速度，則在步驟S1202中發出第二提示資訊。

通常，在步驟S1101中偵測容器中之液體變化量時，若容器處於水平位置時，利用壓力感測器、紅外感測器等方法量測之結果較準確。為了獲得更加準確的結果，可選地，亦可偵測容器與水平方向所成之第一傾角或者與豎直方向所成之第二傾角，僅當第一傾角大於第四預定臨限值或第二傾角小於第五預定臨限值時，才偵測液體之變化量。亦即，僅當容器處於水平位置或準水平位置時，此時，第一傾角約為90度左右，第二傾角約為0度左右，才偵測液體之變化量。第四預定臨限值與第五預定臨限值之取值可根據實際需要之量測精度而定。

以上對本發明之各個實施例進行了詳細說明。需要說明，第一預定臨限值至第五預定臨限值可根據實際情形進行選取，可由使用者進行設定。例如，裝置100可包含一個互動元件，用於接收使用者輸入之各個預定臨限值的 值。同樣，第一預定時間段及第二預定時間段亦可由偵測器101自身設定，亦可由使用者藉由互動元件來設定。

本發明所述之多個實施例，可相互結合，例如在偵測器101為圖2至圖4以及圖6至圖9中任一種所示之結構下，裝置100均亦可包含一個加速度計104。在偵測器101為圖4所示之包含壓力感測器10121、第三判定裝置10122及傾角感測器10123的情形下，傾角感測器10123之功能亦可由加速度計104根據上述方式實現，亦即加速度計104及傾角感測器10123可共用同樣一個硬體。另外，對於圖6至圖9所示之結構中，偵測器101亦可同時包括反射器10134及導光裝置10135等。

另外需要說明，上述實施例僅為例示性的，而非對本發明之限制。任何不背離本發明精神之技術方案均應落入本發明之保護範疇內。此外，不應將請求項中之任何附圖標記視為限制所涉及之請求項；「包括」一詞不排除其他申請專利範圍或說明書中未列出之裝置或步驟；單元前之「一個」不排除多個此類單元之存在；在包含多個單元之裝置中，該多個單元中之一個或多個之功能可由同一硬體或軟體模組來實現；「第一」、「第二」、「第三」等詞語僅用來表示名稱，而並非表示任何特定次序。

11‧‧‧容器

12‧‧‧液面位置

100‧‧‧裝置

101‧‧‧偵測器

102‧‧‧第一判定裝置

103‧‧‧提示裝置

104‧‧‧加速度計/加速計/速度計

10111‧‧‧稱重感測器

10112‧‧‧第二判定裝置

10121‧‧‧壓力感測器

10122‧‧‧第三判定裝置

10123‧‧‧傾角感測器

10131‧‧‧近紅外光源

10132‧‧‧近紅外感測器

10133‧‧‧第四判定裝置

10134‧‧‧反射器

10135‧‧‧導光裝置

h_d ‧‧‧高度

h‧‧‧杯子沒有傾斜時之液面高度

S1101‧‧‧步驟

S1102‧‧‧步驟

S1103‧‧‧步驟

S1201‧‧‧步驟

S1202‧‧‧步驟

α‧‧‧杯子傾斜時其與水平面所成之角度

藉由閱讀以下結合附圖對非限定性實施例之描述，本發明之其他目的、特徵及優點將變得更為明顯及突出。

圖1為根據本發明之一具體實施方式用於管理一個容器 中液體量之裝置100之結構示意圖；圖2為根據本發明之一具體實施方式圖1中之偵測器101之一結構示意圖；圖3為根據本發明之另一具體實施方式圖1中之偵測器101之一結構示意圖；圖4為根據本發明之又一具體實施方式圖1中之偵測器101之一結構示意圖；圖5為容器傾斜時，壓力感測器量測液體所產生之壓力的示意圖；圖6為根據本發明之一具體實施方式包含近紅外感測器之偵測器101之示意圖；圖7為根據本發明之另一具體實施方式包含近紅外感測器之偵測器101之示意圖；圖8為根據本發明之又一具體實施方式包含近紅外感測器之偵測器101之示意圖；圖9為根據本發明之又一具體實施方式包含近紅外感測器之偵測器101之示意圖；圖10為根據本發明之又一具體實施方式用於管理一個容器中液體量之裝置100的結構示意圖；圖11為根據本發明之又一具體實施方式用於管理一個容器中液體量之方法流程圖；及圖12為根據本發明之又一具體實施方式用於管理一個容器中之液體量之方法流程圖；其中，相同或相似之附圖標記表示相同或相似之步驟特 徵/裝置(模組)。

100‧‧‧裝置

101‧‧‧偵測器

102‧‧‧第一判定裝置

103‧‧‧提示裝置

Claims (13)

1. 一種用於管理一個容器中液體量之裝置(100)，其包括：偵測器(101)，用於偵測第一預定時段(period)內該容器中液體之變化量，其中該偵測器包括：近紅外光源(10131)，用於發射近紅外光；複數個近紅外感測器(10132)，分別位於該容器之側壁之不同高度之位置，用於偵測該近紅外光源發出之近紅外光的強度；及判定裝置(10133)，用於根據該複數個近紅外感測器所偵測到的近紅外光之強度，判定該液體之液面高度，從而判定該第一預定時段內該液體之變化量；第一判定裝置(102)，用於判定該變化量是否低於第一預定臨限值；提示裝置(103)，用於當該變化量低於該第一預定臨限值時，發出第一提示資訊。
2. 如請求項1之裝置(100)，其中，該偵測器(101)包括：稱重感測器(10111)，用於偵測該容器中液體之重量；第二判定裝置(10112)，用於根據該稱重感測器所偵測之重量，判定該第一預定時段內該液體之變化量。
3. 如請求項1之裝置(100)，其中，該偵測器(101)包括：壓力感測器(10121)，用於偵測該容器中液體所產生之壓力；第三判定裝置(10122)，用於根據該壓力感測器所偵測之壓力，判定該第一預定時段內該液體之變化量。
4. 如請求項3之裝置(100)，其中，該偵測器(101)包括：傾角感測器(10123)，用於偵測該容器之傾角；該第三判定裝置(10122)亦用於：根據該傾角感測器(10123)偵測之傾角以及該壓力感測器(10121)偵測之壓力判定該第一預定時段內該液體之變化量。
5. 如請求項1之裝置(100)，其中，該近紅外光源(10131)與該複數個近紅外感測器(10132)分別位於該容器第一側，該偵測器亦包括一個反射器(10134)，其位於該容器之與該第一側相對之另一側，用於反射該近紅外光源(10131)發出之近紅外光，以使得該複數個近紅外感測器(10132)能夠偵測到該近紅外光源(10131)發射之近紅外光。
6. 如請求項1之裝置(100)，其中，該近紅外光源(10131)包括複數個分立之發光元件，其分別與該複數個近紅外感測器(10132)一一對應，每個發光元件與其對應之近紅外感測器(10132)處於同一高度。
7. 如請求項1之裝置(100)，其中，該偵測器(101)亦包括一個導光裝置(10135)，該導光裝置(10135)用於提取該近紅外光源(10131)發射之近紅外光以使得該複數個近紅外感測器(10132)能夠偵測到該近紅外光源(10131)發射之近紅外光。
8. 如請求項1之裝置(100)，其亦包括：加速計(104)，用於量測該容器之加速度；該提示裝置(103)亦用於： 若第二預定時段內該加速計沒有偵測到該容器之加速度，則發出第二提示資訊。
9. 如請求項8之裝置(100)，其中，該加速度計(104)亦用於：偵測該容器與水平方向所感之第一傾角或與豎直方向所成之第二傾角；該偵測器(101)亦用於：若該第一傾角大於第四預定臨限值或該第二傾角小於第五預定臨限值時，則偵測該液體之變化量。
10. 一種杯子，其包括如請求項1至9中任一請求項之裝置(100)。
11. 一種管理一個容器中液體量之方法，其包括：偵測(S1101)第一預定時段內該容器中液體之變化量，其中該偵測步驟包括：發射近紅外光；偵測該近紅外光源發出之近紅外光的強度；及根據該所偵測到的近紅外光之強度，判定該液體之液面高度，從而判定該第一預定時段內該液體之變化量；判定(S1102)該變化量是否低於預定臨限值；若該變化量低於預定臨限值，則發出(S1103)第一提示資訊。
12. 如請求項11之方法，其中，該偵測步驟包括：藉由偵測該第一預定時段內該液體之重量或該液體所 產生之壓力或該液體之液面高度的變化來判定該液體之變化量。
13. 如請求項11之方法，其中，在該偵測步驟之前亦包括以下步驟：偵測(S1201)該容器之加速度；若第二預定時段內沒有偵測到該容器之加速度，則發出(S1202)第二提示資訊。