[實(shí)用新型]一種測(cè)量非金屬容器中液體容量的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420508724.2
• 申請(qǐng)日: 2014-08-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204241063U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊忠國(guó)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳睿謳科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01F22/00
• 分類(lèi)號(hào): G01F22/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于液體測(cè)量領(lǐng)域，具體而言，涉及一種測(cè)量非金屬容器中液體容量的裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，測(cè)量容器中液體容量的方法主要有容器外壁標(biāo)示刻度法、壓力變化測(cè)試法和傳統(tǒng)電容感應(yīng)測(cè)試法。利用容器外壁標(biāo)示刻度法測(cè)量液體容量時(shí)，容器的外壁需標(biāo)示刻度，操作者通過(guò)肉眼直接對(duì)比觀察。此方法存在的缺陷是：容器外壁必須透明；受操作者主觀因素影響較大，不容易保證測(cè)量結(jié)果的精度。利用壓力變化測(cè)試法測(cè)量液體容量時(shí)，當(dāng)容器內(nèi)液體重量變化時(shí)，必然產(chǎn)生壓力的變化，通過(guò)設(shè)置壓力傳感器感知上述壓力的變化，并將這種壓力變化換算為液體容量。此方法存在的缺陷是：壓力傳感器成本較高，裝配困難，尤其是裝配空間狹小時(shí)；測(cè)量精度較差，容器需要水平擺放，誤測(cè)幾率較高；壓力傳感器需要與液體直接接觸，容易污染液體，其測(cè)試精度也易受液體溫度及種類(lèi)的影響。利用傳統(tǒng)電容感應(yīng)測(cè)試法測(cè)量液體容量時(shí)，有無(wú)液體，會(huì)導(dǎo)致電容感應(yīng)片的電容量發(fā)生變化，通過(guò)比較電容量的變化值以確定液體的高度。此方法存在的缺陷是：測(cè)量精度受電容感應(yīng)片數(shù)量的限制；如圖1所示，由于電容感應(yīng)片之間存在生產(chǎn)工藝導(dǎo)致的間隙，當(dāng)液面位于上述間隙時(shí)，電容感應(yīng)片無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)出液面高度，從而使得上述間隙成為測(cè)量死角，導(dǎo)致測(cè)量誤差較大；測(cè)量電路需要一直供電，掉電重啟后無(wú)法判斷當(dāng)前的液面高度；易受環(huán)境影響和靜電干擾。以上三種液體容量的測(cè)試方法，當(dāng)容器傾斜時(shí)，均無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型提出一種測(cè)量非金屬容器中液體容量的裝置，容器無(wú)須透明，不依賴(lài)于人的主觀感覺(jué)；裝配簡(jiǎn)單，成本較低；測(cè)量精度較高，可以無(wú)縫測(cè)量；對(duì)測(cè)量環(huán)境適應(yīng)性好；掉電重啟后可以識(shí)別當(dāng)前的液面高度；抗干擾性能好；超低功耗；適應(yīng)各種使用場(chǎng)景，即使容器傾斜，也能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量。具體技術(shù)方案如下：

一種測(cè)量非金屬容器中液體容量的裝置，包括檢測(cè)IC電路、MCU和至少兩個(gè)電容感應(yīng)片，所述檢測(cè)IC電路與每一個(gè)所述電容感應(yīng)片分別一一聯(lián)接，所述檢測(cè)IC電路通過(guò)第一通訊接口與所述MCU相聯(lián)接；所述至少兩個(gè)電容感應(yīng)片均具有突出部分和凹下部分，一個(gè)所述電容感應(yīng)片的突出部分伸入相鄰另一個(gè)所述電容感應(yīng)片的凹下部分，從而使得相鄰電容感應(yīng)片相互交錯(cuò)。

所述裝置進(jìn)一步包括矢量傳感器，所述矢量傳感器通過(guò)第二通訊接口與所述MCU相聯(lián)接。

所述裝置進(jìn)一步包括電源開(kāi)關(guān)和電源，所述電源通過(guò)所述電源開(kāi)關(guān)向所述檢測(cè)IC電路供電，所述電源開(kāi)關(guān)通過(guò)IO通訊接口與所述MCU相聯(lián)接，所述MCU可打開(kāi)或關(guān)閉所述電源開(kāi)關(guān)。

所述裝置進(jìn)一步包括參考電容感應(yīng)片，所述參考電容感應(yīng)片與所述檢測(cè)IC電路單獨(dú)聯(lián)接，所述參考電容感應(yīng)片被設(shè)置于所述容器外壁上的、液面高度無(wú)法達(dá)到的位置。

所述第一通訊接口和第二通訊接口均為IIC、SPI或UART通訊接口。

所述至少兩個(gè)電容感應(yīng)片均由布置于軟性PCB上的、自上而下均勻分布的銅箔構(gòu)成。

所述至少兩個(gè)電容感應(yīng)片的形狀均為鋸齒形。

所述軟性PCB四周和背面均鋪設(shè)銅網(wǎng)格接地。

使用膠將所述軟性PCB自上而下貼裝在所述容器的外壁。

一種測(cè)量非金屬容器中液體容量的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)制作與所述容器的形狀和尺寸相對(duì)應(yīng)的軟性PCB，所述軟性PCB包括至少兩塊具有一定面積的銅箔，每塊所述銅箔均構(gòu)成一個(gè)電容感應(yīng)片，即構(gòu)成至少兩個(gè)電容感應(yīng)片；所述至少兩個(gè)電容感應(yīng)片均具有突出部分和凹下部分，一個(gè)所述電容感應(yīng)片的突出部分伸入相鄰另一個(gè)所述電容感應(yīng)片的凹下部分，從而使得相鄰電容感應(yīng)片相互交錯(cuò)；

(2)檢測(cè)IC電路與每一個(gè)電容感應(yīng)片分別一一聯(lián)接；當(dāng)所述容器中液面高度變化時(shí)，所述檢測(cè)IC電路檢測(cè)與液面高度變化相對(duì)應(yīng)的若干電容感應(yīng)片的變化后的電容值數(shù)據(jù)；所述檢測(cè)IC電路通過(guò)第一通訊接口與MCU相聯(lián)接，并將檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)傳送給所述MCU；在所述容器的外壁上設(shè)置矢量傳感器，用以檢測(cè)所述容器傾斜的角度，所述矢量傳感器通過(guò)第二通訊接口與MCU相聯(lián)接，并將檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)傳送給所述MCU；

(3)根據(jù)接收到的所述檢測(cè)IC電路和所述矢量傳感器發(fā)送的數(shù)據(jù)，所述MCU計(jì)算出液面的高度；