r>[0034]S43根據(jù)步驟S30中檢測(cè)獲得的各頻率成分的聲能占比，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)逆推出腔體的體積。
[0035]S44將容器容積值減去腔體的體積值便可以得到待測(cè)液體的體積值。
[0036]由于聲音在空氣中的傳播速度較快，為了防止聲音信號(hào)過(guò)度衰減，步驟S30中聲音信號(hào)的接收在步驟S20中聲音信號(hào)的發(fā)射后立即進(jìn)行。
[0037]此外，腔體在剛形成之時(shí)可能會(huì)因?yàn)闃?gòu)件之間的碰撞或者外界噪聲的殘留導(dǎo)致腔體內(nèi)存在雜音，故聲音信號(hào)的發(fā)射與接收在腔體形成之后間隔一段時(shí)間后開(kāi)始進(jìn)行，以消除雜音的干擾，優(yōu)選的，該時(shí)間間隔為Is。
[0038]為了能夠更好的提高精度，還包括對(duì)接收的聲音信號(hào)進(jìn)行降噪處理的步驟。
[0039]參照?qǐng)D2至圖5，示出了相同聲音信號(hào)在不同體積的腔體內(nèi)經(jīng)共鳴后的波形圖與頻譜圖，波形圖的橫軸為時(shí)間，縱軸為振幅；頻譜圖的橫軸為頻率，縱軸為該頻率成分?jǐn)y帶的聲能大小。其中聲音信號(hào)為中心頻率為3000Hz的白噪聲，發(fā)射時(shí)長(zhǎng)為100ms，由圖中信息可知，當(dāng)水量較少時(shí)，容器中的空腔體積較大，使得余音中的低頻部分較多，而高頻部分較少；當(dāng)水量較多時(shí)，容器中的空腔體積小，使得余音中的高頻部分較多，而低頻部分較少，通過(guò)余音中高頻和低頻成分聲能所占的比重，則可以判斷出容器中的空腔大小，進(jìn)而可以通過(guò)容器容量減去空腔大小得到容器中的水量。
[0040]本發(fā)明還公開(kāi)了一種測(cè)量裝置，參照?qǐng)D6，其包括主體1、揚(yáng)聲器2、麥克風(fēng)3與控制系統(tǒng)(未示出)。其中，主體I作為承載結(jié)構(gòu)，用于安裝所述揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)與控制系統(tǒng)。揚(yáng)聲器2與麥克風(fēng)3在控制系統(tǒng)的控制下，分別進(jìn)行聲音信號(hào)的發(fā)射與接收，共鳴后的聲音信號(hào)經(jīng)控制系統(tǒng)檢測(cè)獲得各頻率成分的聲能占比，系統(tǒng)檢測(cè)基于容器的容積與聲能占比獲得液體的體積。
[0041]優(yōu)選的，所述揚(yáng)聲器發(fā)射的聲音信號(hào)為白噪聲，且其具有固定的發(fā)射持續(xù)時(shí)長(zhǎng)?？刂葡到y(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)有數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)為該聲音信號(hào)在不同體積的空間內(nèi)共鳴后各頻率成分聲能占比的數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0042]作為測(cè)量裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其可以是一個(gè)單獨(dú)的結(jié)構(gòu)，用于現(xiàn)有容器內(nèi)液體體積的測(cè)量，如汽車油箱內(nèi)油量的監(jiān)測(cè)，將主體1、揚(yáng)聲器2、麥克風(fēng)3與控制系統(tǒng)集成為獨(dú)立的測(cè)量裝置，然后將該測(cè)量裝置安裝于油箱內(nèi)便能完成液量的測(cè)量。
[0043]作為測(cè)量裝置的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，測(cè)量裝置本身也可構(gòu)成腔體的一部分。在本實(shí)施例中，主體優(yōu)選為一容器或一蓋體，當(dāng)主體為容器時(shí)，揚(yáng)聲器2、麥克風(fēng)3與控制系統(tǒng)安裝在容器上，其需要配合容器蓋形成上述的腔體；類似的，主體為蓋體時(shí)，揚(yáng)聲器2、麥克風(fēng)3與控制系統(tǒng)安裝在蓋體上，其需要配合容器形成上述的腔體。本實(shí)施例優(yōu)選采用主體為蓋體的情形，適用于水壺4等容器，其可將水壺4的密封與液量檢測(cè)合為一體，便于用戶使用。
[0044]可以理解的是，揚(yáng)聲器2、麥克風(fēng)3與控制系統(tǒng)也可以分別安裝在容器與容器蓋上。
[0045]為了使液量測(cè)量更為精準(zhǔn)，測(cè)量裝置還包括觸發(fā)裝置。作為觸發(fā)裝置的一個(gè)實(shí)施例，以主體為容器蓋的情形為例，包括設(shè)于容器蓋上的至少兩處的導(dǎo)電片，其處于同一水平面上，適用于具有導(dǎo)電能力的容器。當(dāng)蓋體與容器之間形成腔體時(shí)，容器口同時(shí)與導(dǎo)電片接觸，從而在導(dǎo)電片之間形成導(dǎo)電回路，進(jìn)而觸發(fā)揚(yáng)聲器2與麥克風(fēng)3開(kāi)始工作。
[0046]上述實(shí)施例僅適用于具有導(dǎo)電功能的容器，對(duì)于由絕緣材料制成的容器則無(wú)法實(shí)現(xiàn)其功能，此外由于誤差的存在，可能出現(xiàn)容器無(wú)法同時(shí)接觸到限位裝置的情況，導(dǎo)致無(wú)法同步測(cè)量，因此，本發(fā)明公開(kāi)了進(jìn)一步的改進(jìn)方式，觸發(fā)裝置包括可導(dǎo)電的固定片，以及對(duì)應(yīng)設(shè)于固定片下方的彈片，彈片可發(fā)生彈性運(yùn)動(dòng)，從而具有與所述固定片導(dǎo)通的第一狀態(tài)和與所述固定片斷開(kāi)的第二狀態(tài)。當(dāng)蓋體與容器形成腔體后，容器口抵持彈片使其與固定片接觸，從而在彈片與固定片之間形成導(dǎo)電回路，進(jìn)而觸發(fā)揚(yáng)聲器與麥克風(fēng)工作。
[0047]為消除殘留噪音的影響，揚(yáng)聲器與麥克風(fēng)在觸發(fā)后的一段時(shí)間后開(kāi)始工作。
[0048]以上為本發(fā)明公開(kāi)的兩種典型觸發(fā)方式，但是本發(fā)明并不局限于這兩種，其也可以是霍爾磁感式、光電式、電場(chǎng)耦合式等。
[0049]以上是對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說(shuō)明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于聲音共鳴的容器內(nèi)液體體積測(cè)量方法，包括以下步驟， SlO在容器內(nèi)形成一腔體； S20向腔體內(nèi)發(fā)射包括至少兩種頻率成分的聲音信號(hào)； S30接收經(jīng)腔體共鳴后的聲音信號(hào)； S40基于共鳴后聲音信號(hào)中的各頻率成分的聲能占比獲得容器內(nèi)液體的體積。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聲音共鳴的容器內(nèi)液體體積測(cè)量方法，其特征在于，所述聲音信號(hào)為白噪聲。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于聲音共鳴的容器內(nèi)液體體積測(cè)量方法，其特征在于，所述白噪聲的中心頻率為3000Hz。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于聲音共鳴的容器內(nèi)液體體積測(cè)量方法，其特征在于，所述腔體為一封閉的腔體。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于聲音共鳴的容器內(nèi)液體體積測(cè)量方法，其特征在于，聲音信號(hào)的發(fā)射持續(xù)時(shí)長(zhǎng)為100ms。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的基于聲音共鳴的容器內(nèi)液體體積測(cè)量方法，其特征在于，步驟S40中獲得容器內(nèi)液體體積的方法為: S41預(yù)先測(cè)試聲音信號(hào)在不同體積的空間內(nèi)共鳴后各頻率成分的聲能占比，形成數(shù)據(jù)庫(kù)； S42獲得容器的容積； S43根據(jù)步驟S30中聲音信號(hào)的各頻率成分的聲能占比與數(shù)據(jù)庫(kù)獲得腔體的體積； S44容器容積與腔體體積之間的差值為待測(cè)液體的體積。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于聲音共鳴的容器內(nèi)液體體積測(cè)量方法，其特征在于，聲音信號(hào)的發(fā)射在腔體形成之后間隔一段時(shí)間后開(kāi)始進(jìn)行。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于聲音共鳴的容器內(nèi)液體體積測(cè)量方法，其特征在于，聲音信號(hào)的接收在聲音信號(hào)的發(fā)射后立即進(jìn)行。9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的基于聲音共鳴的容器內(nèi)液體體積測(cè)量方法，其特征在于，包括對(duì)接收的聲音信號(hào)進(jìn)行降噪處理的步驟。10.一種液體體積測(cè)量裝置，用于檢測(cè)存儲(chǔ)于一容器內(nèi)的液體的體積，其特征在于，包括 作為承載結(jié)構(gòu)的主體； 揚(yáng)聲器，其設(shè)于該主體上，用于向容器內(nèi)發(fā)射聲音信號(hào)； 麥克風(fēng)，其設(shè)于該主體上，用于接收經(jīng)容器共鳴后的聲音信號(hào)； 控制系統(tǒng)，用于控制所述揚(yáng)聲器向容器內(nèi)發(fā)射聲音信號(hào)、控制所述麥克風(fēng)接收共鳴后的聲音信號(hào)以及檢測(cè)共鳴后聲音信號(hào)中各頻率成分的聲能占比，并基于容器容積與聲能占比獲得液體的體積。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液體體積測(cè)量裝置，其特征在于，所述揚(yáng)聲器發(fā)射的聲音信號(hào)為白噪聲，且所述控制系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)有數(shù)據(jù)庫(kù)，所述數(shù)據(jù)庫(kù)為該聲音信號(hào)在不同體積的空間內(nèi)共鳴后各頻率成分聲能占比的數(shù)據(jù)庫(kù)。12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的液體體積測(cè)量裝置，其特征在于，所述主體為一容器或一蓋體。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的液體體積測(cè)量裝置，其特征在于，包括設(shè)于所述主體上的至少兩處的導(dǎo)電片，其處于同一平面上，所述揚(yáng)聲器與麥克風(fēng)在導(dǎo)電片之間導(dǎo)通后的一段時(shí)間后開(kāi)始工作。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的液體體積測(cè)量裝置，其特征在于，包括設(shè)于所述主體上的可導(dǎo)電的固定片，以及對(duì)應(yīng)設(shè)于所述固定片下方的彈片，所述彈片可發(fā)生彈性運(yùn)動(dòng)，從而具有與所述固定片導(dǎo)通的第一狀態(tài)和與所述固定片斷開(kāi)的第二狀態(tài)，所述揚(yáng)聲器與麥克風(fēng)在彈片處于第一狀態(tài)后的一段時(shí)間后開(kāi)始工作。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于聲音共鳴的容器內(nèi)液體體積測(cè)量方法與裝置，其中測(cè)量方法包括以下步驟：在容器內(nèi)形成一腔體；向腔體內(nèi)發(fā)射包括至少兩種頻率成分的聲音信號(hào)；接收經(jīng)腔體共鳴后的聲音信號(hào)；基于共鳴后聲音信號(hào)中的各頻率成分的聲能占比獲得容器內(nèi)液體的體積。本發(fā)明可以直接測(cè)量空間的體積，對(duì)容器的形狀沒(méi)有限制，因而可以適用于具有不規(guī)則腔體的容器，同時(shí)對(duì)液面的平靜度以及容器的放置姿態(tài)要求較低，適用范圍廣；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小巧，將容器的密封與液量測(cè)量結(jié)合為一體，使用十分方便。
【IPC分類】G01F22/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105181070
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510602861
【發(fā)明人】胡建偉
【申請(qǐng)人】深圳麥開(kāi)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年9月21日