廣東省環境輻射監測中心陳文濤獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉廣東省環境輻射監測中心申請的專利一種基于超聲波非接觸式液體體積測量裝置及方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN114563058B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-15發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210244765.4,技術領域涉及:G01F22/00;該發明授權一種基于超聲波非接觸式液體體積測量裝置及方法是由陳文濤;李美麗;孫勛杰;鄧雨陽設計研發完成,并于2022-03-12向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于超聲波非接觸式液體體積測量裝置及方法在說明書摘要公布了:本發明涉及一種基于超聲波非接觸式液體體積測量裝置,包括超聲波測量傳感器、熱電偶測溫計、中央處理器、機械臂總成、液體承載容器、容器定位板、顯示控制模塊、供電電源,其特征在于:所述超聲波測量傳感器的發射端和接收端集成在同一部件上,所述超聲波測量傳感器配置用于測定液面高度,熱電偶測溫計配置于用于校正超聲波測量傳感器測定的液面高度;所述機械臂總成用于驅動超聲波測量傳感器和熱電偶測溫計以確定液體承載容器截面信息;所述中央處理器內置控制器、對超聲波測量傳感器、熱電偶測溫計和機械臂總成的步進電機傳回數據進行處理、計算,獲得液體體積數據;本發明方案結構簡單,計算數據準確。
本發明授權一種基于超聲波非接觸式液體體積測量裝置及方法在權利要求書中公布了:1.一種基于超聲波非接觸式液體體積測量裝置的液體體積測量方法,其特征在于:基于超聲波非接觸式液體體積測量裝置包括超聲波測量傳感器、熱電偶測溫計、中央處理器、機械臂總成、液體承載容器、容器定位板、顯示控制模塊、供電電源,所述超聲波測量傳感器的發射端和接收端集成在同一部件上,所述超聲波測量傳感器配置用于測定液面高度,熱電偶測溫計配置于用于校正超聲波傳播速度; 所述機械臂總成用于驅動超聲波測量傳感器和熱電偶測溫計以確定液體承載容器截面信息; 所述中央處理器內置控制器、對超聲波測量傳感器、熱電偶測溫計和機械臂總成的步進電機傳回數據進行處理、計算,獲得液體體積數據; 液體體積測量方法包括如下步驟: 步驟a:定位液體承載容器于定位板中心位置,將液體承載容器放置在容器定位板上,基于容器在十字刻度尺四條軸上的數值調整容器,使液體承載容器放置在容器定位板正中心; 步驟b:在顯示控制模塊設置機械臂移動速度v、超聲波測量傳感器測量間隔時間T,設置所述超聲波測量傳感器和熱電偶測溫計隨機械臂從容器定位板外圍向內移動進入液體承載容器的投影; 步驟c:根據熱電偶測溫計實時測量超聲波測量傳感器周圍的空氣溫度,反饋至中央處理器,中央處理器對超聲波傳播速度以如下公式: S=ms; 進行修正,結合獲取的超聲波飛行時間t,計算反射點到超聲波測量傳感器距離h=St2,定義超聲波測量傳感器到容器定位板的距離H,以(H-h)為縱坐標,機械臂移動位移v為橫坐標,描點得到測量點數據,采用線性擬合的方式,得到液體承載容器橫截面數據,同時可獲得液體承載容器底部內壁到容器定位板的距離,定義為h0,其中所述機械臂移動速度控制在2-4mms; 步驟d:將液體樣品注入液體承載容器,定義液面高度為hy1,在加熱蒸發處理前,熱電偶測溫計和超聲波測量傳感器在液面上方對其進行測量,得到距離數據h1,按照如下公式:hy1=H-h1-h0獲取液面高度hy1,獲得液體樣品未蒸發前體積; 步驟e:根據修正后的超聲波傳播速度,承載容器橫截面信息,以及液面高度,獲取加熱蒸發液體樣品實時體積; 根據步驟c測得的液體承載容器橫截面數據,選擇(H-h)值突變且相鄰的4個測量點P1、P2、P3、P4,分別通過P1與P2、P3與P4的橫坐標位移,計算得出液體承載容器的直徑R1和R2,兩者取平均值,獲取液體承載容器的的直徑R,按照如下公式: V=πR22hy1獲取液體樣品的體積; 步驟e.液體樣品在加熱蒸發處理過程中,熱電偶測溫計和超聲波測量傳感器隨機械臂定期巡檢液面,中央處理器獲得一組數據H-h-h0n,所述數據被設定為需要剔除偏離數據; 剔除所述偏離數據的方法包括如下步驟: S1:按照順序計算m點數據組H-h-h0n~H-h-h0n+m的平均值H-h-h0avgm和標準偏差σn,兩者相除,得到相對偏差RSDn,所述按照順序計算m點數據組的順序為:按H-h-h01~H-h-h05、H-h-h02~H-h-h06、H-h-h03~H-h-h07…類推; S2:設定RSDn閾值異常數據,設定RSDn的閾值設為1-5%,當有一個數據異常時,確定m個異常RSDn,當根據計算得到相對偏差RSDn高于閾值時,剔除最后一個出現RSDn異常的H-h-h0n; 所述m數值為5-6。
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