一種基于聲波檢測的液體體積測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及液體體積的檢測領域，尤其是涉及一種液體體積的測量裝置。
【背景技術】
[0002] 超聲波液位測量技術在廣泛應用于液體體積的測量，其基本原理為向液面發(fā)出超 聲波，然后接收反射后的聲波，根據時間差與聲速便可以得出聲波行進的總路程，進而便可 以得到液面的高度，之后通過該高度與容器橫截面積求得液體的體積，然而這種方式在實 際使用的過程中存在若干限制：1、因為是通過液面高度來間接獲得液體體積，故要求容器 的截面形狀要保持一致，否則將會增加計算難度，甚至導致無法計算；2、超聲波的方向性極 強，故其對水面的平靜程度以及超聲波探頭的安裝方向和穩(wěn)定性均有較高要求，當水面不 平靜或超聲波探頭發(fā)生形變和位移時，很難準確地測量水量。
[0003] 基于上述不足，本實用新型提出了一種適用性強、精度高的測量裝置。 【實用新型內容】
[0004] 為了克服現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供一種基于聲波檢測的液體體積測量裝 置，可以直接測量空間的體積，對容器的形狀沒有限制，因而可以適用于具有不規(guī)則腔體的 容器，同時對液面的平整度以及容器的放置姿態(tài)要求較低，適用范圍廣；結構簡單，體積小 巧，將容器的密封與液量測量結合為一體，使用十分方便。
[0005] 本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：
[0006] -種基于聲波檢測的液體體積測量裝置，用于檢測存儲于一腔體內的液體的體 積，包括
[0007] 作為承載結構的主體；
[0008] 揚聲器，其設于該主體上，用于向腔體內發(fā)射聲波；
[0009] 麥克風，其設于該主體上，用于接收經腔體內壁與液面反射后的聲波；
[0010] 控制系統(tǒng)，用于控制揚聲器向腔體內發(fā)射聲波、控制麥克風接收反射后的聲波以 及檢測反射后聲波的衰減系數，并基于容器容積與聲波的衰減系數獲得液體的體積。
[0011] 作為上述方案的進一步改進方式，揚聲器發(fā)射的聲波具有固定的持續(xù)時長與波 長，且控制系統(tǒng)內存儲有數據庫，數據庫為該固定時長與波長的聲波在不同體積的腔體內 反射后的衰減系數的數據庫。
[0012] 作為上述方案的進一步改進方式，主體為一容器或一蓋體。
[0013] 作為上述方案的進一步改進方式，包括設于主體上的至少兩處的導電片，其處于 同一平面上，揚聲器與麥克風在導電片之間導通后的一段時間后開始工作。
[0014] 作為上述方案的進一步改進方式，包括設于主體上的可導電的固定片，以及對應 設于固定片下方的彈片，彈片可發(fā)生彈性運動，從而具有與固定片導通的第一狀態(tài)和與固 定片斷開的第二狀態(tài)，揚聲器與麥克風在彈片處于第一狀態(tài)后的一段時間后開始工作。
[0015] 本實用新型的有益效果是：
[0016] 可以直接測量空間的體積，對容器的形狀沒有限制，因而可以適用于具有不規(guī)則 腔體的容器，同時對液面的平整度以及容器的放置姿態(tài)要求較低，適用范圍廣；結構簡單， 體積小巧，將容器的密封與液量測量結合為一體，使用十分方便。
【附圖說明】
[0017] 下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0018] 圖1是本實用新型檢測方法的流程圖；
[0019] 圖2是容器內液量較少時檢測裝置的檢測原理圖；
[0020] 圖3是容器內液量較多時檢測裝置的檢測原理圖。
【具體實施方式】
[0021] 以下將結合實施例和附圖對本實用新型的構思、具體結構及產生的技術效果進行 清楚、完整地描述，以充分地理解本實用新型的目的、方案和效果。需要說明的是，在不沖突 的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0022] 需要說明的是，如無特殊說明，當某一特征被稱為"固定"、"連接"在另一個特征， 它可以直接固定、連接在另一個特征上，也可以間接地固定、連接在另一個特征上。此外， 本實用新型中所使用的上、下、左、右等描述僅僅是相對于附圖中本實用新型各組成部分的 相互位置關系來說的。
[0023] 此外，除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與本技術領域的技術 人員通常理解的含義相同。本文說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例，而不 是為了限制本實用新型。本文所使用的術語"及/或"包括一個或多個相關的所列項目的 任意的組合。
[0024] 根據常識，當聲波在一有限體積的空間內運動時，聲波將會在該空間內來回反彈， 在與容器和液面的碰撞過程中其自身能量會不斷損失，從而導致聲波的衰減。如果空間的 體積較小，聲波與容器在單位時間內的碰撞次數較多，衰減速率較快；相反，如果空間的體 積較大，聲波在單位時間內發(fā)生碰撞的次數相對而言沒有那么頻繁，因此聲波的強度衰減 速率相對較低。
[0025] 由以上的物理現(xiàn)象，本方案公開了一種基于聲波衰減的液體體積測量方法。容器 內的水量越多，空腔的體積越小，則聲能的衰減系數越大；反之，容器內的水量越少，空腔的 體積越大，則聲能的衰減系數越小。具體的，參照圖1，其包括以下步驟，
[0026] S10在容器內形成一腔體，該腔體可以使聲波在其中發(fā)生反射，其優(yōu)選為一封閉腔 體，更優(yōu)選的，其還是一隔音的腔體，當然，本實用新型并不要求腔體完全密封，其上可以根 據使用需求開設孔、縫等結果，只需保證該孔、縫結構對測量結果的影響處于可控程度內 即可。
[0027] S20向腔體內發(fā)射聲波。
[0028] S30接收經腔體內壁與液面反射后的聲波；
[0029] S40基于反射后聲波的衰減系數獲得容器內液體的體積。
[0030] 優(yōu)選的，步驟S20中聲波的發(fā)射持續(xù)時長與波長為一固定值，時長的取值優(yōu)選大 于10ms，以使聲波具有足夠的能量，便于后續(xù)的接收。聲波的波長優(yōu)選大于容器的高度，且 小于10m，一方面可以避免駐波的產生，另一方面又能防止低頻聲波穿透容器，造成聲波泄 漏。
[0031] 對應上述固定時長與波長的聲波，步驟S40中獲得容器內液體體積的一種優(yōu)選方 法為：
[0032]S41建立不同體積的腔體與聲波衰減系數的對應數據庫，在本實施例中通過預先 測試完成。具體的，首先固定腔體的體積值，然后在該腔體內發(fā)射上述的固定時長與波長的 聲波并接收反射后的聲波，記錄聲波的衰減系數。然后改變腔體的體積值，在其他測試條件 相同的情況下分別測量聲波的衰減系數，將所有的數據集合整理形成數據庫，體積值單次 變動的數值不宜過大，以便獲得更精確的數據庫。
[0033]S42獲得待測容器的容積。
[0034]S43根據步驟S30中檢測獲得的聲波的衰減系數，結合數據庫逆推出腔體的體積。
[0035]S44將容器容積值減去腔體的體積值便可以得到待測液體的體積值。
[0036]由于聲音在空氣中的傳播速率較快，為了防止聲波過度衰減，步驟S30中聲波的 接收在步驟S20中聲波的發(fā)射后立即進行。
[0037] 此外，腔體在剛形成之時可能會因