[实用新型]一种测量非金属容器中液体容量的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于液体测量领域，具体而言，涉及一种测量非金属容器中液体容量的装置。

背景技术

现有技术中，测量容器中液体容量的方法主要有容器外壁标示刻度法、压力变化测试法和传统电容感应测试法。利用容器外壁标示刻度法测量液体容量时，容器的外壁需标示刻度，操作者通过肉眼直接对比观察。此方法存在的缺陷是：容器外壁必须透明；受操作者主观因素影响较大，不容易保证测量结果的精度。利用压力变化测试法测量液体容量时，当容器内液体重量变化时，必然产生压力的变化，通过设置压力传感器感知上述压力的变化，并将这种压力变化换算为液体容量。此方法存在的缺陷是：压力传感器成本较高，装配困难，尤其是装配空间狭小时；测量精度较差，容器需要水平摆放，误测几率较高；压力传感器需要与液体直接接触，容易污染液体，其测试精度也易受液体温度及种类的影响。利用传统电容感应测试法测量液体容量时，有无液体，会导致电容感应片的电容量发生变化，通过比较电容量的变化值以确定液体的高度。此方法存在的缺陷是：测量精度受电容感应片数量的限制；如图1所示，由于电容感应片之间存在生产工艺导致的间隙，当液面位于上述间隙时，电容感应片无法准确测出液面高度，从而使得上述间隙成为测量死角，导致测量误差较大；测量电路需要一直供电，掉电重启后无法判断当前的液面高度；易受环境影响和静电干扰。以上三种液体容量的测试方法，当容器倾斜时，均无法进行准确测量。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型提出一种测量非金属容器中液体容量的装置，容器无须透明，不依赖于人的主观感觉；装配简单，成本较低；测量精度较高，可以无缝测量；对测量环境适应性好；掉电重启后可以识别当前的液面高度；抗干扰性能好；超低功耗；适应各种使用场景，即使容器倾斜，也能实现准确测量。具体技术方案如下：

一种测量非金属容器中液体容量的装置，包括检测IC电路、MCU和至少两个电容感应片，所述检测IC电路与每一个所述电容感应片分别一一联接，所述检测IC电路通过第一通讯接口与所述MCU相联接；所述至少两个电容感应片均具有突出部分和凹下部分，一个所述电容感应片的突出部分伸入相邻另一个所述电容感应片的凹下部分，从而使得相邻电容感应片相互交错。

所述装置进一步包括矢量传感器，所述矢量传感器通过第二通讯接口与所述MCU相联接。

所述装置进一步包括电源开关和电源，所述电源通过所述电源开关向所述检测IC电路供电，所述电源开关通过IO通讯接口与所述MCU相联接，所述MCU可打开或关闭所述电源开关。

所述装置进一步包括参考电容感应片，所述参考电容感应片与所述检测IC电路单独联接，所述参考电容感应片被设置于所述容器外壁上的、液面高度无法达到的位置。

所述第一通讯接口和第二通讯接口均为IIC、SPI或UART通讯接口。

所述至少两个电容感应片均由布置于软性PCB上的、自上而下均匀分布的铜箔构成。

所述至少两个电容感应片的形状均为锯齿形。

所述软性PCB四周和背面均铺设铜网格接地。

使用胶将所述软性PCB自上而下贴装在所述容器的外壁。

一种测量非金属容器中液体容量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制作与所述容器的形状和尺寸相对应的软性PCB，所述软性PCB包括至少两块具有一定面积的铜箔，每块所述铜箔均构成一个电容感应片，即构成至少两个电容感应片；所述至少两个电容感应片均具有突出部分和凹下部分，一个所述电容感应片的突出部分伸入相邻另一个所述电容感应片的凹下部分，从而使得相邻电容感应片相互交错；

(2)检测IC电路与每一个电容感应片分别一一联接；当所述容器中液面高度变化时，所述检测IC电路检测与液面高度变化相对应的若干电容感应片的变化后的电容值数据；所述检测IC电路通过第一通讯接口与MCU相联接，并将检测得到的数据传送给所述MCU；在所述容器的外壁上设置矢量传感器，用以检测所述容器倾斜的角度，所述矢量传感器通过第二通讯接口与MCU相联接，并将检测得到的数据传送给所述MCU；

(3)根据接收到的所述检测IC电路和所述矢量传感器发送的数据，所述MCU计算出液面的高度；