一种基于压力感应的容器内液体体积测量装置与容器的制造方法_2

文档序号:9078469阅读:来源:国知局
对该空间内的气体进行压缩,传力件可将密封空间内的气压转化为施加在压力传感器上的压力,压力传感器用于获取压缩前、后来自传力件的压力值,在传力件受力面面积一定的情况下,密封空间内的气压值与压力值成正比,气体传感器检测环境气压值,控制器基于压力值、环境气压值、受力面的面积值、气体被压缩的体积值以及待检测容器的容积值来计算待检测容器内液体的体积。
[0053]压缩件可为圆形、方形等,由容器口的形状决定,压缩件可以通过内置的方式进行密封,如图1所示,压缩件I设置为柱状,其外壁设有密封圈,将压缩件塞入容器口内,通过密封圈与容器内壁完成密封过程;其也可以是外含式的,如图2所示,压缩件I设置为盖体,所述盖体的内壁设有密封圈,将盖体与容器口扣合,通过密封圈与容器外壁完成密封过程,此外压缩件I还可以采取与容器平行密封的方式,如图3所示,压缩件I密封部的尺寸等于容器口的尺寸,通过二者之间的密封圈进行密封,可以理解的是,密封方式也可以是上述实施例的组合。压缩件可以直接与容器密封连接,对气体进行压缩,也可以通过其他附属结构完成这一过程。
[0054]本实用新型公开了测量装置的一种静态检测方案,在本方案中,上述气体被压缩的体积值的获得是静态的,即所述体积值为一确定值,其已存入控制器中,且该确定值可以通过预先限定/测量得知,具体的,因为气体被压缩的体积等于压缩件侵入密封空间内的体积,所以压缩体积的检测实质上是压缩件侵入体积的检测,而在压缩件压缩面积一定的情况下,只需获得压缩件的移动距离便可得知所述侵入体积,具体的实施方式见下:
[0055]包括一限位装置,所述限位装置使压缩件在移动一固定距离后被容器抵持,从而限制压缩件的运动,通过预先限定/测量此距离值,便能够精确得知压缩件每次移动的距离,结合压缩件的压缩面的面积(压缩面指垂直于压缩件运动的方向,且直接用于压缩气体的截面,其面积可以经预先限定/测量得知),经简单计算便可以得出所述侵入体积,也即气体被压缩的体积值,优选的,参照图4,以压缩件与密封结构刚开始形成密封关系的位置为起点,限位装置14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。
[0056]理想情况下,容器内气压的测量需要在压缩件完成压缩后同步开始,然而上述限位装置仅能起到限制位移与获取移动距离的作用,无法实现同步检测的功能,为了解决这个问题,本实用新型公开了一种限位装置的改进方式:
[0057]参照图6,限位装置14至少为2处,其处于同一水平面内,限位装置14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,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。
[0058]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7,限位装置包括固定件141,以及对应设于固定件141下方的弹性件142,固定件141与弹性件142均由导电材料制成,弹性件142可发生弹性运动,从而具有与固定件141导通的第一状态和与固定件141断开的第二状态,当压缩件向下运动至一定距离后,容器口抵持弹性件142,使其与固定件141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。
[0059]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。
[0060]本实用新型还公开了测量装置的另一种方案,类似的,其也包括压缩件、压力传感器、气压传感器与控制器,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并不是预先输入的,而是通过一体积检测装置实时检测得知,参照图8,体积检测装置包括设置在压缩件I上的螺纹15,所述螺纹的螺距固定且已知,压缩件I通过所述螺纹螺接在容器上,并能相对其旋入和旋出,体积检测装置还包括一可检测盖体I旋转角度的角度传感器(未示出),该传感器可以把获得的角度值传输值控制器中,通过结合所述角度值与螺距,便可实现移动距离的动态检测,从而进一步确定气体被压缩的体积值。
[0061]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。
[0062]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。
[0063]参照图4,示出了测量装置一个具体实施例的剖面示意图,压缩件I包括圆形的盖体10,其包括底壁以及沿底壁圆周方向设置的边沿,所述底壁的内测上设有一伸出部11,该伸出部11优选为圆柱形,与边沿之间形成间隙13,用于放置容器的容器口。伸出部11的外周设有密封结构,在本实施例中,密封结构优选为密封圈2,当容器口插入至所述间隙内时,其内壁与密封圈2配合,在容器内部形成密封空间。
[0064]压力传感器3与传力件5设置在伸出部11上,具体的,伸出部11上设有与外界连通的腔体12,压力传感器3固定在其内。该腔体12通过传力件5隔绝其与密封空间,即传力件的两侧分别为密封空间以及腔体,当密封空间内气压增大时,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,在本方案中,传力件5受力面的面积确定且已知。
[0065]参照图5,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与腔体内壁密封连接,因为柔性硅胶片自身发生变形所需的应力极小,故密封腔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。
[0066]作为本实施例的改进方案,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。
[0067]为了消除温度对压力传感器的干扰,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。
[0068]本实用新型还公开了一可测量内部液体体积的容器,参照图9,容器4具有一容器口 41,压缩件I扣合在容器4上,容器口 41插入至盖体10与伸出部11之间的间隙13内,并与伸出部11密封连接,在容器形成密封空间,通过向下按压或旋转盖体,便可驱动伸出部11进一步伸入至密封空间内,从而对其内的气体进行压缩。
[0069]优选的,容器4的内壁具有一突起42,伸出部11在伸入容器内的过程中,密封圈2被突起42挤压而发生变形,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。
[0070]优选的,容器4具有导电功能,其可以在容器口 41处设有导电部,也可以是整体由导电材料制成。
[0071]优选的,容器4的外壁具有与螺纹15配合的外螺纹43。
[0072]本实用新型还公开了一种基于压力感应的容器内液体体积测量方法,包括以下步骤,
[0073]SlO通过一压缩件在容器内形成密封空间,压缩件上设有压力传感器与传力件,传力件可将密封空间内的气压转化为施加在压力传感器上的压力,其受力面的面积值为一确定值,压力传感器可以检测压缩前后来自传力件的压力值。
[0074]S20通过压缩件相对容器的运动对密封空间内的气体进行压缩。
[0075]S30获得液量检测参数,所述的参数包括压缩前密封空间内的气压值,压缩前压力传感器检测获得的压力值,压缩完成后压力传感器检测获得的压力值,传力件受力面的面积值,容器内气体被压缩的体积值,以及容器的容积值。
[0076]其中,获得容器内气体被压缩的体积值的方法为:使压缩件上垂直于所述运动方向,且直接作用于气体的压缩面的面积固定且已知(此面积可以经预先限定或者测量得知),然后获取压缩件运动的距离值,结合所述压缩面的面积与所述距离值获得容器内气体被压缩的体积值。
[0077]本实用新型公开了两种获取压缩件运动距离的方法:
[0078]1、设置一限位装置,使压缩件每次移动的距离固定且已知,在压缩件的压缩面积与移动距离均为常数的情况下,气体被压缩的体积值也将固定为一常数。
[0079]2、将压缩件与容器通过螺纹连接,螺纹
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