[發(fā)明專利]一種容器內容物的體積測量方法、裝置、測量設備及介質

在審

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• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113358176A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設計）人: 葛林飛;張進
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: G01F22/00
• 分類號: G01F22/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 潘登

本發(fā)明實施例公開了一種容器內容物的體積測量方法、裝置、測量設備及介質。該方法包括：向容器內部發(fā)出一段由多個頻率成分組成的第一聲音信號；接收容器傳來的第二聲音信號，所述第二聲音信號為容器內部空氣因所述第一聲音信號產生振動發(fā)出的聲音信號；對所述第二聲音信號進行傅里葉變換處理，以得到信號頻譜；從所述信號頻譜中確定峰值對應的頻率；根據預先測量的容器剩余容積與峰值頻率的關系、以及已知的容器總容積，計算得到容器內容物的體積。本發(fā)明實施例的技術方案，通過利用聲波共振原理，求出回波峰值頻率所對應的容器內空氣的體積，在已知容器總容積的情況下，計算出容器內內容物的體積。

技術領域

本發(fā)明實施例涉及容器測量領域，尤其涉及一種容器內容物的體積測量方法、裝置、測量設備及介質。

背景技術

如何快速準確的測量容器內容物體積是一個重要問題。通常來說，我們需要取出內容物并使用度量設備進行測量，但是一些情景下并不能這么做，如智能水杯領域，我們希望能夠方便的測量水杯中水的體積，進而實現指導用戶飲水的功能。現在已有一些智能水杯水量檢測方法：

1、在杯蓋上放置超聲波測距模塊測量水杯內液面高度，進而得到水量數據。這種方法的精度依賴于容器的形狀，對于復雜形狀的容器，此種方法精度較低，因此基于液面高度求解水量的方法局限性較大。

2、在水杯上加裝陀螺儀模塊，在用戶飲水時測量傾斜角度，利用水平面與杯口相平的前提，測量水量。此方法基于用戶飲水時液面與杯口相平的假設來求水量，但上述假設并不可靠，不同用戶的飲水習慣有差異，因此普適性較差。

3、在水杯底部放置壓力傳感器，通過測量重量得到水量。此種方法需要增加壓力傳感器，且只能在水平桌面上測量水量，成本高且不易使用。

相比于目前的傳統(tǒng)測量方法，亟需一種全新的測量方法，以提高測量的易用性，增加普適性并降低成本。

發(fā)明內容

本發(fā)明實施例提供一種容器內容物的體積測量方法、裝置、測量設備及介質，以解決容器內內容物體積的測量問題，相比于傳統(tǒng)方法，使用了新的共振原理求解體積。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種容器內容物的體積測量方法，包括：

向容器內部發(fā)出一段由多個頻率成分組成的第一聲音信號；

接收容器傳來的第二聲音信號，所述第二聲音信號為容器內部空氣因所述第一聲音信號產生振動發(fā)出的聲音信號；

對所述第二聲音信號進行傅里葉變換處理，以得到信號頻譜；

從所述信號頻譜中確定峰值對應的頻率；

根據預先測量的容器剩余容積與峰值頻率的關系、以及已知的容器總容積，計算得到容器內容物的體積。

可選的，在向容器內部發(fā)出一段由多個頻率成分組成的第一聲音信號之前，還包括：

在容器為空和容器為滿中間，均勻取多個剩余容積并測量對應的峰值頻率，擬合這些數據得到一個描述剩余容積和峰值頻率關系的曲線。

可選的，所述容器為圓柱體容器，在向容器內部發(fā)出一段由多個頻率成分組成的第一聲音信號之前，還包括：

根據如下公式確定容器剩余容積與峰值頻率的關系：

其中，V為容器剩余容積，v_s為聲速，f為峰值頻率，S為容器底面積。

可選的，所述第一聲音信號為高斯白噪聲或者調頻連續(xù)波。

可選的，所述向容器內部發(fā)出一段由多個頻率成分組成的第一聲音信號，包括：

從容器頂蓋或未被內容物沒過的邊緣發(fā)出一段由多個頻率成分組成的第一聲音信號。