專利名稱：自動液體分配器以及自動液體分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動液體分配器。通常來說，液體分配器安裝在冰箱或 凈水器上以使得用戶可容易地提取其中存儲的液體。具體的，安裝在冰 箱上的液體分配器設(shè)計(jì)成使用戶可從外部提取液體而無需打開冰箱門。
背景技術(shù)：
圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的液體分配器安裝在冰箱上的狀態(tài)的透視
圖。冰箱100的門110的正面安裝有液體分配器120。
液體分配器120具有容器容納室130，在液體分配器120內(nèi)安裝有 用于噴出液體的液體注射鍵(未示出)。當(dāng)用戶將容器140插入冰箱100 的門110的正面上安裝的液體分配器120的容器容納室130內(nèi)并按下液 體注射鍵時，只有在液體注射鍵被按下時液體才會被注入容器140。
如果在冰箱上安裝了液體分配器，則不需要打開冰箱門，因此冰箱 內(nèi)的冷氣不會泄露到外部，從而可降低冰箱的功耗，并進(jìn)一步延長或保 持冰箱內(nèi)存儲的食物的新鮮度。
目前已經(jīng)試圖開發(fā)自動分配的液體分配器，其主要目的在于為用戶 提供方便。

發(fā)明內(nèi)容
第一 目標(biāo)是提供一種自動液體分配器和自動液體分配方法，該自動 液體分配器和自動液體分配方法能夠向容器的上表面發(fā)射超聲波并接收 從容器的上表面反射回的超聲波以檢測容器高度，從而不管容器的形狀、 材料和表面狀態(tài)如何并且不管容器的放置位置如何，均可自由地檢測容 器高度。
第二目標(biāo)是提供一種能夠使用超聲波以與使用光相比降低制造成本
的自動液體分配器和自動液體分配方法。
第三目標(biāo)是提供一種適于在容器容納室上安裝能夠?qū)⑷萜骶_地設(shè) 置在噴嘴下方的容器設(shè)置器的自動液體分配器和自動液體分配方法，因 此從噴嘴注射出的液體可僅被輸入放置在容器容納室上的容器，從而防 止液體飛濺。
在本發(fā)明一方面，自動液體分配器包括容器高度測量器，該容器高 度測量器向容器的上表面生成超聲波并接收從該容器的上表面反射回的 超聲波以生成信號；測量容器內(nèi)的液體的液位的液位檢測器；將液體注 射到容器內(nèi)的液體注射器；和使用容器高度測量器和液位檢測器生成的 信號控制液體注射器的控制器。
在本發(fā)明另一方面，自動液體分配方法包括向容器的上表面發(fā)射超 聲波并接收從容器的上表面反射回的超聲波以測量容器高度，將液體注 射到容器內(nèi)，接收從液體的上表面反射回的超聲波以測量液位，并且如 果檢測到的液位達(dá)到預(yù)定值則停止液體注射。
在本發(fā)明又一方面，自動液體分配器包括將液體注射到容器內(nèi)的液 體注射器，檢測容器高度的第一超聲波傳感器，檢測容器內(nèi)的液體的液 位的第二超聲波傳感器，和控制器，該控制器使用第一超聲波傳感器檢 測到的信號確定容器高度，根據(jù)所確定的容器高度來確定可輸入容器內(nèi) 的液體的液位，并且使用第二超聲波傳感器檢測到的信號確定被輸入容 器中的液體的液位，從而控制液體注射器的工作。


圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的液體分配器設(shè)置在冰箱內(nèi)的狀態(tài)的透視圖。
圖2是示出根據(jù)第一示例性實(shí)施方案的自動液體分配器的示意性框圖。
圖3A-3C是示出根據(jù)第一示例性實(shí)施方案的自動液體分配器的容器 接觸單元的示意圖。
圖4A和4B是概念圖，它們示出在根據(jù)第一示例性實(shí)施方案的裝有
按鈕式容器接觸單元的自動液體分配器中測量容器高度的概念。
圖5是示出在根據(jù)第一示例性實(shí)施方案的自動液體分配器中測量容 器高度的概念的概念圖，在該自動液體分配器中設(shè)置有使用壓力傳感器 的容器接觸單元。
圖6是示出根據(jù)第一實(shí)施方案的用于驅(qū)動自動液體分配器的方法的 流程圖。
圖7A和7B是示出根據(jù)第一實(shí)施方案的自動液體分配方法的工作流 程圖。
圖8是根據(jù)第一實(shí)施方案測量出的由超聲波接收傳感器接收到的超 聲波信號的曲線圖。
圖9是示出根據(jù)第二示例性實(shí)施方案的自動液體分配器的示意性框圖。
圖10A-10D是示出根據(jù)第二示例性實(shí)施方案的用于驅(qū)動自動液體分 配器的方法的示意性概念圖。
圖11是示出根據(jù)第二示例性實(shí)施方案的液體注射器和超聲波傳感器 的設(shè)置狀態(tài)的示意圖。
圖12是示出根據(jù)第二示例性實(shí)施方案的用于測量容器內(nèi)的液體的 液位的超聲波接收傳感器的示意性截面圖。
圖13是示出根據(jù)第二示例性實(shí)施方案的用于測量容器內(nèi)的液體的 液位的超聲波接收傳感器的示意圖。
圖14是示出根據(jù)第二示例性實(shí)施方案的另一種用于驅(qū)動自動液體 分配器的方法的流程圖。
圖15是示出根據(jù)第三示例性實(shí)施方案的自動液體分配器的結(jié)構(gòu)的 示意性截面圖。
圖16是根據(jù)第三示例性實(shí)施方案的自動液體分配器內(nèi)的控制器的 功能框圖。
圖17A和17B是說明從容器的上表面反射的超聲波和從容器內(nèi)液體 的上表面反射的超聲波的曲線圖，其中根據(jù)第三示例性實(shí)施方案由第一 和第二超聲波傳感器檢測超聲波。
圖18是示出根據(jù)第四示例性實(shí)施方案的具有容器設(shè)置器的自動液 體分配器的示意性結(jié)構(gòu)圖。
圖19是示出根據(jù)第四示例性實(shí)施方案的容器和液位檢測器的結(jié)構(gòu) 的概念圖。
圖20是示出根據(jù)第四示例性實(shí)施方案的容器、液位檢測器和容器設(shè) 置器的示意性透視圖。
圖21是示出根據(jù)第四示例性實(shí)施方案的傳感器模塊和容器設(shè)置器 之間的設(shè)置關(guān)系的截面圖。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖從下文的詳細(xì)說明中可更清楚地理解本說明的特征和本質(zhì)。
圖2是示出根據(jù)第一示例性實(shí)施例的自動液體分配器的示意性框 圖，其中自動液體分配器包括容器高度測量器200，該容器高度測量器 200向容器的上表面發(fā)射超聲波并接收從容器的上表面反射回的超聲波 以生成信號，輸出與容器高度測量器200生成的信號有關(guān)的控制信號的 控制器210，響應(yīng)于控制器210的控制信號而將液體注入容器的液體注射 器220，和響應(yīng)于控制器210的控制信號而檢測容器內(nèi)的液體的液位的液 位檢測器230。
液位檢測器230測量容器內(nèi)的內(nèi)容物的高度。
這樣描述的自動液體分配器內(nèi)的自動液體分配方法是這樣的方法， 當(dāng)用戶放入容器時，從容器高度測量器200向容器的上表面發(fā)射超聲波， 并且容器高度測量器200接收從容器的上表面反射回的超聲波并生成信 號。 ；
隨后，將容器高度測量器200生成的信號輸入控制器210，該控制 器210繼而向液體注射器220和液位檢測器230輸出控制信號。
當(dāng)輸入控制器210的控制信號時，液體注射器220將液體注入容器， 且同時液位檢測器230實(shí)時檢測被注入容器的液體的液位。
此時，如果液位檢測器230檢測到的液體的液位高于相對于容器高
度的預(yù)定液位，則控制器210輸出控制信號以最佳地結(jié)束液體注射器220
的液體注射。
液體注射的結(jié)束優(yōu)選地通過比較預(yù)先存儲的相對于容器高度的液位 值與檢測到的容器高度和液位來執(zhí)行。
其間，自動液體分配方法還優(yōu)選地包括檢測容器是否存在的容器檢 測步驟，和確定用戶希望的液位的步驟。
優(yōu)選地是，通過計(jì)算至少重復(fù)兩次容器高度測量和液位檢測而獲得 的平均值來執(zhí)行容器高度的測量和液位檢測。
更優(yōu)選地是，使用至少兩個以上的超聲波接收器的信號來檢測容器 高度，，每個超聲波接收器設(shè)置在不同的高度處，并且使用超聲波接收器 中的最接近液體注射器的超聲波接收器的信號來檢測液位高度。
因此，本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)是由于向容器的上表面上發(fā)射超聲波，并 接收從容器的上表面反射回的超聲波以檢測容器高度，所以不管容器的 形狀、材料、表面狀態(tài)和位置怎樣，均可自由地檢測容器高度。
另一個優(yōu)點(diǎn)是使用超聲波的自動液體分配器的制造成本低于使用光 的自動液體分配器的制造成本。同時，優(yōu)選地是，自動液體分配器還包括用于檢測容器的容器傳感 器，和用于輸入待注射的液體的液位的輸入單元。
控制器優(yōu)選地將預(yù)先存儲的相對于容器高度的液體液位值與由容器 高度測量器和液體檢測器檢測到的相對于容器高度的液體液位值進(jìn)行比 較，從而控制液體注射器的工作。
此外，優(yōu)選地是，自動液體分配器還包括容納容器的容器容納室。 此時，容器容納室優(yōu)選地具有用于標(biāo)明容器容納點(diǎn)的標(biāo)記。
此外，優(yōu)選地是，容器高度測量器和液位檢測器包括超聲波發(fā)射傳 感器和至少兩個超聲波接收傳感器，并且該標(biāo)記形成在超聲波發(fā)射傳感 器的垂直下方。
容器高度測量器和液位檢測器可包括至少一個超聲波發(fā)射傳感器和 至少兩個超聲波接收傳感器，并且該標(biāo)記可形成在任何一個超聲波接收 傳感器的垂直下方。該標(biāo)記可形成在液體注射器的垂直下方。
此外，優(yōu)選地是，容器高度測量器和液位檢測器包括至少一個超聲 波發(fā)射傳感器和至少兩個超聲波接收傳感器，并且該標(biāo)記的半徑是包含 超聲波發(fā)射傳感器、液體注射器和超聲波接收傳感器中的任何一個的圓 圈的半徑的80-150%。
此外，優(yōu)選地是，容器高度接收器和/或液位測量器的測量帶在2厘
米到l米的范圍內(nèi)，并且最優(yōu)選地是，容器高度接收器和/或液位測量器
的測量帶在2厘米到60厘米的范圍內(nèi)。
圖3A到3C是示出根據(jù)第一示例性實(shí)施方案的用于驅(qū)動自動液體分 配器的自動液體分配方法的示意性概念圖，其中首先設(shè)定待注入容器310 的液體340的液位(圖3A)。設(shè)定的液位是與容器310的大小無關(guān)的液 體340的液位。此外，該液位可通過用戶按下操作鍵來設(shè)定。
換句話說，如圖4A和4B所示，即使第一容器311和第二容器312 的寬度和高度不同，仍將低于第一容器311和第二容器312的各個高度 (Ha， Hb)的預(yù)定高度視作待注射的液體的液位。例如，如果液體填充 到容器高度的80%，則容器高度的80%將被看作是設(shè)定的待注射液體的 液位。
如上文提到的，第一容器311和第二容器312彼此不同，其中第一 容器311的寬度為"W"，髙度為"Ha"，而第二容器312的寬度為"W1"， 高度為"Hb"。
現(xiàn)在，如果容器310被放置在液體注射器下方，則向容器的上表面 發(fā)射超聲波并接收從容器的上表面反射回的超聲波，容器高度測量器使 用由反射回的超聲波生成的信號來測量容器高度(圖3B)。
容器高度測量器包括至少一個超聲波發(fā)射傳感器410和至少兩個超 聲波接收傳感器421， 422。
換句話說，超聲波發(fā)射傳感器410發(fā)射超聲波，而發(fā)射的超聲波從 容器310的上表面反射回并被超聲波接收傳感器421、 422接收，以能夠 檢測容器310的高度(h)。
優(yōu)選地是，超聲波接收傳感器421、 422的增益值低于其他超聲波接 收傳感器的增益值，從而檢測不到從容器的邊緣即容器的上表面反射回
的超聲波。
此外，優(yōu)選地是，容器高度測量器和液位檢測器分別包括一個超聲 波發(fā)射傳感器和三個超聲波接收傳感器。
測量了容器310的高度后，液體注射器400將液體注入容器310中， 直到液位高于設(shè)定的液位(圖3C)。液位檢測器實(shí)時檢測被注入容器310 的液體的液位。此時，液位檢測器優(yōu)選地包括超聲波接收傳感器421、 422 之一。更準(zhǔn)確地說，在兩個超聲波接收傳感器421、 422中只有一個超聲 波接收傳感器檢測容器310內(nèi)的液體的液位。
換句話說，從超聲波發(fā)射傳感器410發(fā)出的超聲波從容器內(nèi)的液體 的上表面反射回并被一個超聲波接收傳感器421接收，由此可檢測液位。
如果超聲波接收傳感器檢測到的液位達(dá)到高于預(yù)定液位的液位，則停止 注射器400的注射。
其間，優(yōu)選地是，使用兩個超聲波接收傳感器421、 422中增益值最 低的超聲波接收傳感器421所接收的超聲波來檢測液位。
圖5是示出根據(jù)第一示例性實(shí)施方案的超聲波發(fā)射傳感器410和一 個超聲波接收傳感器421如何設(shè)置的概念圖，其中超聲波發(fā)射傳感器410 和多個超聲波接收傳感器421、 422、 423設(shè)置在液體注射器400周圍。
此時，如圖5所示，超聲波發(fā)射傳感器410和超聲波接收傳感器421 距液體注射器400的距離(dl,d2)優(yōu)選地小于其它超聲波接收傳感器422、 423距液體注射器400的距離(d3,d4) (dl〈d3， dl〈d4， d2<d3， d2〈d4)。
優(yōu)選地是，從鄰近液體注射器400的超聲波接收傳感器421檢測液 位。此外，最接近液體注射器400的超聲波接收傳感器421參與容器高 度的測量，并且其增益值設(shè)計(jì)成相對低于其它超聲波接收容器422、 423 的增益值，從而可最低限度地檢測到或根本不能檢測到從液體的上表面 反射而接收的超聲波信號。
優(yōu)選地是，超聲波發(fā)射傳感器410的射束角在60-150度的范圍內(nèi)。 此時，在超聲波接收傳感器421、 422、 423的射束角大于150度時發(fā)生 干擾。優(yōu)選地是，超聲波發(fā)射傳感器和超聲波接收傳感器均附有噪聲吸 收材料。換句話說，如果使用多個超聲波接收傳感器，則從各個超聲波接收 傳感器接收到的超聲波產(chǎn)生干擾，這使得難以精確地分析液體的高度或 液位，因此使用噪聲吸收材料來包裹超聲波發(fā)射和接收傳感器的外壁的 全部或一部分，以使得超聲波的干擾最小。
此外，超聲波發(fā)射傳感器優(yōu)選地形成為最接近液體注射器。每個超 聲波接收傳感器優(yōu)選地在與液體注射器不同的位置處形成。優(yōu)選地是， 通過來自最接近液體注射器的超聲波接收傳感器的信號來檢測液位。
圖6是示出根據(jù)第一實(shí)施方案的用于驅(qū)動自動液體分配器的方法的 流程圖，其中設(shè)定待注入容器的液體的液位(SIO)。
容器內(nèi)的液體的液位是被注射到自動液體分配器內(nèi)容納的容器內(nèi)的 液體的飽和量。
例如，如果液體被輸入具有高度(a)的容器，則當(dāng)容器的高度(a) 為100%時，在50-80%的范圍內(nèi)設(shè)定待注入容器的液體的液位。然后， 將容器插在自動液體分配器下方(S20)。從超聲波發(fā)射傳感器生成超聲 波(S30)。
隨后，從超聲波發(fā)射傳感器生成的超聲波從容器的上表面反射回， 并且從容器的上表面反射回的超聲波被多個超聲波接收傳感器接收以檢 測容器高度(S40)。從自動液體分配器將液體注入容器(S50)。
檢測被注入容器的液體的液位(S60)，其中容器內(nèi)的液體的液位的 檢測優(yōu)選地由多個超聲波接收傳感器中的一個執(zhí)行，并且從自動液體分 配器注射液體開始到液體注射結(jié)束為止，實(shí)時地連續(xù)執(zhí)行該檢測。
確定檢測到的液位是否高于設(shè)定的液位(S70)。如果檢測到的液位 高于設(shè)定的液位，則自動液體分配器結(jié)束液體注射。
圖7A和7B是示出根據(jù)第一實(shí)施方案的自動液體分配方法的執(zhí)行的 流程圖，其中圖7A和7B內(nèi)的流程在圖6的自動液體分配方法中的自動 液體分配之前(在S30的執(zhí)行之前)且在容器被容納在自動液體分配器 內(nèi)之后執(zhí)行。
換句話說，如圖7A所示，在容器被容納在自動液體分配器內(nèi)(S20) 之后，確定驅(qū)動開關(guān)是否被啟動(S21)。驅(qū)動開關(guān)設(shè)置在自動液體分配
器上，使得在用戶將容器容納在分配器內(nèi)之后，可通過按下該開關(guān)來執(zhí) 行自動液體分配。
如果驅(qū)動開關(guān)被啟動，則執(zhí)行從超聲波發(fā)射傳感器生成超聲波的步 驟(S30)。
現(xiàn)在，參照圖7b，在容器已被容納在自動液體分配器內(nèi)(S20)之 后，自動液體分配器確定是否已經(jīng)檢測到容器(S22)。優(yōu)選地使用檢測 傳感器執(zhí)行容器檢測。如果檢測到了容器，則超聲波發(fā)射傳感器生成超 聲波(S30)。
圖8是根據(jù)第一實(shí)施方案測量出的由超聲波接收傳感器接收到的超 聲波信號的曲線圖，其中從一個超聲波發(fā)射傳感器發(fā)出超聲波，并且該 超聲波發(fā)射傳感器發(fā)射的超聲波從容器的上表面(容器的上緣)和液體 的表面反射而被三個超聲波接收傳感器接收。圖8示出測量出的由超聲 波接收傳感器接收到的超聲波信號的曲線圖。
如上文提到的， 一個超聲波接收傳感器的增益值被設(shè)定為低于其他 超聲波接收傳感器的各增益值，使得檢測不到從容器的上表面反射回的 超聲波。
結(jié)果，在從容器的上表面反射回的超聲波中、由增益值被設(shè)定為較 低的超聲波接收傳感器接收的超聲波幾乎沒有幅值，并且其峰值沒有在 該曲線圖上示出。
從另兩個超聲波接收傳感器發(fā)出并從容器的上表面反射回的超聲波 在曲線圖上示出為峰值"A"和"B"。
再次參照圖8，可見超聲波接收傳感器接收到的峰值"A1"、 "B1"和 "C1"，其中這些峰值是從被注入容器的液體反射回而被超聲波接收傳感 器接收到的超聲波的峰值。此外，從該曲線圖中可知容器高度和液位。
換句話說，因?yàn)榫嚯x等于速度乘以時間并且超聲波的速度是已知的， 所以唯一要做的就是測量時間。因此，如果測量出到"D"和"F'的時間(由 與容器的高度相關(guān)的超聲波峰值"A"和"B"示出)，則可計(jì)算出容器高度。 此外，如果測量出到"F"的時間(由與液位相關(guān)的超聲波峰值"C1"示出)， 則可得到被注入容器的液體的液位。
圖9是示出根據(jù)第二示例性實(shí)施方案的自動液體分配器的示意性框圖。
參照圖9，自動液體分配器包括容器高度測量器201，該容器高度測 量器201向容器的上表面發(fā)射超聲波并接收從容器的上表面反射回的超
聲波以多次測量容器高度，計(jì)算由容器高度測量器多次測量的容器高度
的平均值以確定容器高度的容器高度確定器240，將液體注入容器的液體 注射器220，存儲相對于容器高度的液位作為預(yù)定數(shù)據(jù)的存儲器250，檢 測容器內(nèi)的液體的液位的液位檢測器230，和比較器260，該比較器接收 該容器高度確定器240確定的容器高度和液位檢測器230檢測到的液位， 并將液位與存儲器250內(nèi)存儲的預(yù)定容器高度進(jìn)行比較。
容器高度測量器201、容器高度確定器240、液體注射器220、存儲 器250、液位檢測器230和比較器260均由控制器210控制。
容器高度測量器201包括超聲波發(fā)射傳感器和多個超聲波接收傳感 器，其中超聲波發(fā)射傳感器向容器的上表面發(fā)射超聲波，并且多個超聲 波接收傳感器中的一個首先接收到從容器的上表面反射回的超聲波，其 中優(yōu)選地多次測量容器高度。
液位檢測器230優(yōu)選地是容器高度測量器201的多個超聲波接收傳 感器中的最接近液體注射器220和超聲波發(fā)射傳感器的超聲波接收傳感 ^&。
如果液位檢測器230是最接近液體注射器220和超聲波發(fā)射傳感器 的超聲波接收傳感器，則該超聲波接收傳感器多次測量容器內(nèi)的液體的 液位。
優(yōu)選地是，自動液體分配器還包括液位確定器(未示出)，該液位確 定器通過計(jì)算由該超聲波接收傳感器多次測量的液位的平均值來確定液 位。此時，比較器260接收該液位確定器確定的液位。
當(dāng)用戶將容器容納在上述自動液體分配器內(nèi)時，控制器210向容器 高度測量器201輸出要求向容器的上表面發(fā)射超聲波的控制信號。
隨后，超聲波高度測量器201中的超聲波發(fā)射傳感器向容器的上表 面發(fā)射超聲波，并且多個超聲波接收傳感器接收從容器的上表面反射回
的超聲波。此時，多個超聲波接收傳感器中的首先接收到反射回的超聲 波的超聲波接收傳感器多次測量容器高度。術(shù)語"多次測量容器高度"是 指從液體被注入容器開始到液體注射結(jié)束為止實(shí)時地連續(xù)測量該高度。
此后，容器高度確定器240計(jì)算被容器高度測量器201多次測量的
容器高度的平均值，并確定容器高度。
如果容器高度確定器240確定了容器高度，則控制器210向液體注 射器220發(fā)送控制信號，液體注射器220開始向容器注入液體。
隨后，如果液體注射器220開始向容器注入液體，則液位檢測器230 檢測容器內(nèi)的液體的液位。
此時，存儲器250存儲了用戶期望的相對于容器高度的液位作為預(yù) 定數(shù)據(jù)。例如，將容器高度的80%設(shè)定為液位，并且將設(shè)定的數(shù)據(jù)存儲 在存儲器內(nèi)。
比較器260接收容器高度確定器240確定的容器高度和液體檢測器 230檢測的液位，并將存儲器內(nèi)預(yù)先存儲的相對于容器高度的預(yù)定液位與 容器高度確定器240確定的容器高度和液體檢測器230檢測的液位進(jìn)行 比較。
如果容器內(nèi)的液位等于或大于相對于容器高度的預(yù)定液位，則控制 器210向液體注射器220發(fā)送控制信號以終止液體注射。
因此，上述自動液體分配器的一個優(yōu)點(diǎn)是可向容器的上表面發(fā)射超 聲波，并且可接收從容器的上表面反射回的超聲波以檢測容器的高度， 從而不管容器的形狀、材料和表面狀態(tài)以及容器的放置位置如何均可自 由地檢測容器高度。
另一個優(yōu)點(diǎn)是與使用光的自動液體分配器相比，該自動液體分配器 可使用超聲波以降低制造成本。
圖IOA到IOD是示出根據(jù)第二示例性實(shí)施方案的用于驅(qū)動自動液體 分配器的方法的示意性概念圖。
首先，相對于容器310的高度(h)設(shè)定待注射到容器310內(nèi)的液體 340的液位(hl)(圖IOA)。設(shè)定的液位(hl)與容器310的大小成比例， 即容器的70%。此外，可由用戶按下操作鍵來設(shè)定液位。
當(dāng)容器310被容納在液體注射器400下方時(在該液體注射器周圍 設(shè)置有超聲波發(fā)射傳感器410和多個超聲波接收傳感器)，超聲波發(fā)射傳 感器410向容器310的上表面發(fā)射超聲波(圖10B)。
此后，超聲波接收傳感器421、 422、 423中的首先接收到從容器310 的上表面反射回的超聲波的超聲波接收傳感器421多次測量容器高度， 并計(jì)算多次測量的容器高度的平均值以確定容器高度(圖10C)。首先接 收到從容器310的上表面反射回的超聲波的超聲波接收傳感器可根據(jù)容 器310的位置、寬度和高度而改變。
最后， 一旦容器高度被確定，則液體注射器400將液體注射到容器 310內(nèi)直到預(yù)定液位(圖IOD)。
當(dāng)最接近液體注射器400的超聲波接收傳感器確定了液位并且液體 達(dá)到預(yù)定液位時，液體注射器400結(jié)束液體的注射，液位檢測器實(shí)時地 檢測容器310內(nèi)的液體的液位。
圖11是示出根據(jù)第二示例性實(shí)施方案的液體注射器和超聲波傳感器 的設(shè)置狀態(tài)的示意圖，其中超聲波發(fā)射傳感器410和多個超聲波接收傳 感器421、 422、 423、 424設(shè)置在液體注射器400周圍。
超聲波發(fā)射傳感器410和多個超聲波接收傳感器421、 422、 423、 424可在液體注射器400周圍自由地設(shè)置，其設(shè)置并不局限于圖4所示的 設(shè)置。
如果在液體注射器400下方設(shè)置具有不同寬度的容器321、 322，并 且從超聲波發(fā)射傳感器410發(fā)射的超聲波首先到達(dá)超聲波接收傳感器 423，則在具有窄寬度的容器321的情況下容器高度僅由超聲波接收傳感 器423測量。
此外，在具有寬寬度的容器322的情況下，如果超聲波發(fā)射傳感器 410生成的超聲波首先并最主要到達(dá)超聲波接收傳感器422，則容器高度 僅由超聲波接收傳感器422測量。
此時，超聲波發(fā)射傳感器410的射束角優(yōu)選地在30-150度的范圍內(nèi)。 如果射束角等于或大于150度，則發(fā)射出的超聲波直接傳播到超聲波接 收傳感器421、 422、 423、 424而發(fā)生干擾。因此，優(yōu)選地是，超聲波接
收和發(fā)射傳感器的外壁涂覆有噪聲吸收材料。
換句話說，使用多個超聲波接收傳感器會導(dǎo)致超聲波中的干擾，這 使得難以精確地分析容器高度和液位，從而使用噪聲吸收材料包裹超聲 波發(fā)射傳感器和超聲波接收傳感器的外壁的全部或一部分，以使超聲波 的干擾最小。此外，優(yōu)選地是，超聲波接收傳感器的測量帶在2厘米到1 米的范圍內(nèi)。
圖12是示出根據(jù)第二示例性實(shí)施方案的用于測量容器內(nèi)的液體的 液位的超聲波接收傳感器的示意性截面圖，其中使用最接近超聲波發(fā)射
傳感器410和液體注射器400的超聲波接收傳感器來測量液位。
參照圖12，在超聲波發(fā)射傳感器410和多個超聲波接收傳感器421a、 422a、 423a設(shè)置在液體注射器400周圍的情況下，因?yàn)槌暡ń邮諅鞲?器422a最接近超聲波發(fā)射傳感器410和液體注射器400，所以超聲波接 收傳感器422a測量液位。超聲波發(fā)射傳感器410距超聲波接收傳感器 422a的距離短于超聲波發(fā)射傳感器410距其它超聲波接收傳感器423a、 421a的距離，使得超聲波接收傳感器422a是最接近超聲波發(fā)射傳感器 410的超聲波接收傳感器。
圖13是示出根據(jù)第二示例性實(shí)施方案的用于測量容器內(nèi)的液體的 液位的超聲波接收傳感器的示意圖，其中超聲波發(fā)射傳感器和多個超聲 波接收傳感器可被自由地設(shè)置。
在超聲波發(fā)射傳感器410和六個超聲波接收傳感器421b、 422b、 423b、 424b、 425b、 426b設(shè)置在液體注射器周圍的情況下，考慮到超聲 波發(fā)射傳感器410距超聲波接收傳感器421b、 422b、 423b、 424b、 425b、 426b的距離，因?yàn)镈11短于D12到D16，所以由超聲波接收傳感器421b 測量液位。此時，測量液位的超聲波接收傳感器必須距液體注射器最近。
圖14是示出根據(jù)第二示例性實(shí)施方案的另一種用于驅(qū)動自動液體 分配器的方法的流程圖。
首先，設(shè)定待注入到容器內(nèi)的液體的液位(SIO)。此時，容器內(nèi)的 液位是相對于插入自動液體分配器的容器高度的待注入該容器內(nèi)的液體 的飽和高度(％)。例如，如果液體被注入具有高度(a)的容器，則當(dāng)容
器的高度(a)為100。/。時，待注入容器的液體的液位被設(shè)定為30-80%。
將容器容納在液體注射器下方(S20)。隨后，從超聲波發(fā)射傳感器 發(fā)射超聲波(S30)。超聲波發(fā)射傳感器生成的超聲波從容器的上表面反 射回，并且從容器的上表面反射回的超聲波被多個超聲波接收傳感器接 收，由超聲波首先和最主要到達(dá)的超聲波接收傳感器測量容器的高度 (S40)。
此后，從液體注射器將液體注射到容器內(nèi)(S50)。待注入容器的液 體的液位由多個液體接收傳感器中的一個測量(S60)。此時，液體的液 位優(yōu)選地由多個超聲波接收傳感器中的最接近超聲波發(fā)射傳感器和液體 注射器的超聲波接收傳感器測量。此外，從自動液體分配器注射液體開 始到液體注射結(jié)束為止實(shí)時地連續(xù)執(zhí)行容器內(nèi)的液體液位的檢測。
然后，確定檢測到的液位是否高于設(shè)定的液位(S70)。如果檢測到 的液位達(dá)到設(shè)定的液位，則液體注射器結(jié)束液體注射。
圖15是示出根據(jù)第三示例性實(shí)施方案的自動液體分配器的結(jié)構(gòu)的 示意性截面圖，其中自動液體分配器500包括液體注射器511，第一超聲 波傳感器520a，第二超聲波傳感器520b和控制器(未示出)。
首先，將液體注射器511安置在用于容納容器的容器容納室510上。 第一超聲波傳感器520a是用于檢測被容納在容器容納室510內(nèi)的容 器的高度的傳感器，而第二超聲波傳感器520b是用于檢測被注射到容器 內(nèi)的液體的高度的傳感器。
更準(zhǔn)確地說，如圖15所示，第一超聲波傳感器520a和第二超聲波 傳感器520b分別被容納在容器容納室510上且位于與液體注射器511相 同的高度處，其中第一和第二超聲波傳感器520a、 520b優(yōu)選地圍繞液體 注射器511而彼此相對。第二超聲波傳感器520b還優(yōu)選地被安置成比第 一超聲波傳感器520a更接近液體注射器511。
換句話說，盡管第一和第二超聲波傳感器520a和520b設(shè)置在液體 注射器511周圍，但是第二超聲波傳感器520b比第一超聲波傳感器520a 距液體注射器511更近，因?yàn)槿绻谝缓偷诙暡▊鞲衅?20a、 520b 之間的距離過近，則超聲波信號會被干擾或抵消以致于降低檢測能力或
辨別能力。
更優(yōu)選地是，第一和第二超聲波傳感器520a、 520b具有相互不同的 頻帶，以使各個超聲波信號不會相互干擾。
其間，普通的容器可能在口部具有小的上部面積以使得從其上表面 發(fā)射較少的超聲波，因此會降低分辨和辨別能力，所以優(yōu)選地是，第一 超聲波傳感器520a的頻率范圍為30kHz到80kHz。當(dāng)使用具有所述頻率 范圍的超聲波傳感器時，從容器的上表面反射回的超聲波的靈敏度非常 好，使得可精確測量容器高度。
其間，如圖所示，第一超聲波傳感器520a的檢測角(e》和第二超 聲波傳感器520b的檢測角(e2)優(yōu)選地相互不同，以便防止發(fā)生超聲波 干擾或重疊，并且第一超聲波傳感器520a的檢測角(e,)優(yōu)選地大于第 一超聲波傳感器520b的檢測角(e2)。
第一超聲波傳感器520a的檢測角(e。大于第二超聲波傳感器520b 的檢測角(02)是因?yàn)榧词褂脩魧⑷萜?10容納在容器容納室510的任意 位置，仍可更精確地檢測從容器的上表面反射回的超聲波信號。
可選擇地是，第二超聲波傳感器520b的檢測角(e2)小于第一超聲 波傳感器520a的檢測角(e》的理由是僅精確地檢測從液體的表面反射 回的超聲波信號。
第一超聲波傳感器520a的檢測角(e》和第二超聲波傳感器520n 的檢測角(62)優(yōu)選地分別為60-120度和30-60度。
可供參考的是，典型的超聲波傳感器可分成兩類，即能夠同時發(fā)射 和接收超聲波的主動型超聲波傳感器，和僅能夠接收超聲波的被動型超 聲波傳感器。第三示例性實(shí)施方案中的第一和第二超聲波傳感器520a、 520b均是主動型的。
最后，控制器(未示出)以這樣的方式工作，即通過第一超聲波傳 感器檢測到的信號確定容器高度，通過所確定的容器高度確定待輸入容 器的液體的液位，通過第二超聲波傳感器檢測到的信號確定待輸入容器 內(nèi)的液體的液位，并且如果已注入的液體的高度高于可輸入液體高度， 則液體注射結(jié)束。
圖16是示出根據(jù)第三示例性實(shí)施方案的自動液體分配器內(nèi)的控制
器530的功能的框圖，其中控制器530包括液體注射確定器531，時間確 定器532，容器高度確定器533，液體注射高度確定器534，液體高度確 定器535和液體注射控制單元536。
首先，如果容器被容納在圖15內(nèi)的容器容納室內(nèi)，則容器檢測傳感 器570自動檢測該容器并生成信號。如果容器檢測傳感器570生成的信 號被輸入液體注射確定器531，則用于注射液體的信號被輸出給液體注射 控制單元536。
此時，如果容器在容器容納室內(nèi)可用，則液體注射確定器531生成 用于注射液體的信號，相反，如果容器在容器容納室內(nèi)不可用，則液體 注射確定器531不會生成用于注射液體的信號。
此外，如果用戶選擇液體選擇鍵540，則來自液體選擇鍵540的選 擇信號被輸入液體注射確定器531，從該液體注射確定器輸出用于液體注 射的信號。
如果液體注射控制單元536從液體注射確定器531接收到用于注射 液體的信號，則向容器高度確定器533發(fā)送控制信號以便檢測容器高度。
如果容器高度確定器533從液體注射控制單元536接收到控制信號， 則容器高度確定器533驅(qū)動第一超聲波傳感器520a。
此時，第一超聲波傳感器520a向容器的上表面發(fā)射超聲波，并檢測 從容器的上表面反射回的超聲波。此外，容器高度確定器533檢測由時 間確定器532發(fā)射超聲波的時刻到超聲波從容器的上表面反射回的時刻 的間隔時間，并檢測從容器的上表面反射回的超聲波以確定容器高度， 并將與所確定的容器高度有關(guān)的信號輸出給液體注射高度確定器534。
此時，液體注射高度確定器534響應(yīng)于容器高度確定器533確定的 容器高度和用戶通過液體注射高度控制鍵550預(yù)先確定的比例，確定待 注射到容器內(nèi)的液體的高度，并將與可注射的液體高度有關(guān)的信號輸出 給液體注射控制單元536。
由液體注射高度確定器534確定的可注射液體高度不能被設(shè)定為高 于容器高度，因此例如，液體注射高度確定器534確定由用戶通過液體
注射高度控制鍵550預(yù)先確定的液體高度與容器高度的比例所決定的、 低于容器高度的可注射液體高度。
隨后，當(dāng)液體注射控制單元536接收到與可注射液體高度有關(guān)的信 號時，控制致動器560，并且液體注射器將液體注射到容器內(nèi)。
同時，液體注射控制單元536向液體高度確定器535輸出控制信號， 以確定注射到容器內(nèi)的液體的高度。
如果液體高度確定器535從液體注射控制單元536接收到控制信號， 則液體高度確定器535驅(qū)動第二超聲波傳感器520b。第二超聲波傳感器 520b向注入的液體的上表面發(fā)送超聲波，并檢測從液體的上表面反射回 的超聲波。
液體高度確定器535利用時間確定器532檢測由時間確定器532發(fā) 射超聲波的時刻到超聲波從液體的上表面反射回的時刻的間隔時間，并 檢測從液體的上表面反射的超聲波，以確定所注入的液體的高度，并向 液體注射控制單元536輸出與確定的液體高度有關(guān)的信號。
液體注射控制單元536然后將液體注射高度確定器534確定的可注 射液體高度與液體高度確定器535確定的實(shí)際注射液體的高度進(jìn)行比較， 并且如果實(shí)際注射的液體高度不高于可注射液體高度，則連續(xù)執(zhí)行液體 注射器的液體注射以使不會停止驅(qū)動致動器560。
如果實(shí)際注射的液體高度高于可注射液體高度，則停止致動器560 以結(jié)束液體注射器向容器的液體注射。
因此，優(yōu)選地，根據(jù)第三示例性實(shí)施方案的自動液體分配器包括用 于將液體注入容器的液體注射器，用于檢測容器的高度的第一超聲波傳 感器，用于檢測被注射到容器內(nèi)的液體的高度的第二超聲波傳感器，和 控制器，該控制器用于由該第一超聲波傳感器檢測到的信號確定容器高 度，響應(yīng)于被確定的容器高度確定可注射到容器內(nèi)的液體的高度，響應(yīng) 于第二超聲波傳感器檢測到的信號確定被注射到容器內(nèi)的液體的高度，
并控制液體注射器的工作。
圖17A和17B是解釋從容器的上表面反射回的超聲波和從容器內(nèi)的 液體的上表面反射回的超聲波的曲線圖，根據(jù)第三示例性實(shí)施方案從第
一和第二超聲波傳感器檢測到這些超聲波。
圖17A的曲線圖示出根據(jù)該示例性實(shí)施方案的自動液體分配器內(nèi)， 檢測到的由第一超聲波傳感器發(fā)射出并返回以測量容器高度的超聲波。
首先，在圖17A中，"①"定義了發(fā)射波而"②"定義了反射波。
換句話說，如果從第一超聲波傳感器發(fā)射超聲波，則被首先發(fā)射的 超聲波會影響該傳感器從而檢測到如圖中所示的發(fā)射波①。
因此，檢測到的發(fā)射波①與從容器的上表面反射回的超聲波無關(guān)， 從而檢測到的發(fā)射波①可被忽視而無需考慮。
但是，如圖17A的曲線圖所示，在發(fā)射波①之后被首先檢測到的A 部分中檢測到反射波，A部分是由來自容器的上表面的反射波而檢測到 的部分。
由圖可知，由于第一超聲波傳感器和容器的上表面之間的距離在理 論上最短，并且容器的上表面的面積小，所以檢測到小的波。
因此，測量檢測A部分所耗費(fèi)的時間，即檢測由使用第一超聲波傳 感器發(fā)射的超聲波生成并首先返回的反射波(A部分)所花費(fèi)的時間， 然后將該時間乘以聲速340m/s并除以2。此簡單運(yùn)算可獲得第一超聲波 傳感器和容器的上表面之間的距離。除以2是因?yàn)樵摵馁M(fèi)時間是超聲波 來回往返的時間。
最后，確定與第一超聲波傳感器和容器的上表面之間的距離有關(guān)的 容器高度值。高度值可隨著超聲波傳感器的檢測角而不同，但是如果求 得第一超聲波傳感器的檢測角的一半的余弦值，并且第一超聲波傳感器 和容器的上表面之間的距離被當(dāng)作直角三角形的斜邊，則可獲得第一超 聲波傳感器和容器的上表面之間的大致垂直的距離。此外，如果從容器 容納室的預(yù)定的垂直高度中減去第一超聲波傳感器和容器的上表面之間 的垂直距離，則可獲得容器本身的高度。
圖17B的曲線圖示出根據(jù)該示例性實(shí)施方案的自動液體分配器內(nèi)， 檢測到的由第二超聲波傳感器發(fā)射出并返回以測量容器內(nèi)液體高度的超 聲波。
首先，在圖17B中，"①"仍定義發(fā)射波而"②"仍是指反射波。
如圖17B所示，如果在開始將液體注射到容器內(nèi)之后從第二超聲波 傳感器發(fā)射超聲波，則被首先發(fā)射的超聲波會影響該傳感器從而檢測到 如圖中所示的發(fā)射波①。
因此，檢測到的發(fā)射波①與從液體的上表面反射回的超聲波無關(guān)， 從而檢測到的發(fā)射波①可被忽視而無需考慮。
但是，如圖17B的曲線圖所示，從發(fā)射波①之后首先檢測到的B部 分中檢測到反射波，B部分是由來自液體上表面的反射波而檢測到的部 分。
因此，測量檢測B部分所耗費(fèi)的時間，即檢測由使用第二超聲波傳 感器發(fā)射的超聲波生成并首先返回的反射波(B部分)所花費(fèi)的時間， 然后將該時間乘以聲速340m/s并除以2。此簡單運(yùn)算可獲得第二超聲波 傳感器和液體上表面之間的距離。除以2是因?yàn)樵摵馁M(fèi)時間是超聲波來 回往返的時間。
最后，如果從容器容納室的預(yù)定的垂直高度中減去第二超聲波傳感 器和液體上表面之間的距離，則可確定被注射到容器內(nèi)的液體的高度。
例如，很明顯，根據(jù)本發(fā)明的自動液體分配器的結(jié)構(gòu)中所述的"容器 高度"和"注射到容器內(nèi)的液體的高度"都是基于容器容納室的底面的值。
圖18是示出根據(jù)第四示例性實(shí)施方案的具有容器設(shè)置器的自動液 體分配器的示意性結(jié)構(gòu)圖，圖19是示出根據(jù)第四示例性實(shí)施方案的容器 和液位檢測器的結(jié)構(gòu)的概念圖，而圖20是示出根據(jù)第四示例性實(shí)施方案 的容器、液位檢測器和容器設(shè)置器的示意性透視圖。
參照圖18、 19和20，根據(jù)第四示例性實(shí)施方案的具有容器設(shè)置器 的自動液體分配器包括液體供給器610，容器容納室611 ，容器設(shè)置器630， 容器和液位檢測器650以及控制器670。
首先，要容納容器(V)的容器容納室611在其一側(cè)從正面開口，并 在其中形成用于容納容器(V)的平坦的水平面。容器容納室611在其內(nèi) 部上側(cè)具有液體供給器610。
液體供給器610與連接到容納液體的液體槽615的液體通道619連 通，并具有安裝在容器容納室611的上表面的至少一個噴嘴613。液體通道開通/關(guān)斷單元617的主體是諸如螺線管的致動器，該致動
器安裝在與液體槽615和液體供給器610連通的液體通路619上，并響 應(yīng)于電信號來開通和關(guān)斷液體通路619。
容器設(shè)置器630設(shè)置在容器容納室611中以使用戶可容易地將容器 放置在噴嘴613下方。因此，從噴嘴613噴出的液體可被注射到放置在 容器容納室611內(nèi)的容器中，從而防止液體濺入自動液體分配器以及弄 臟自動液體分配器。
如圖18所示，容器設(shè)置器630形成在容器容納室611的底面上。優(yōu) 選地是，容器設(shè)置器630包括識別標(biāo)記631。換句話說，識別標(biāo)記631被 設(shè)計(jì)為使用戶可憑肉眼容易地將容器(V)容納在準(zhǔn)確的位置。
優(yōu)選地是，識別標(biāo)記631由具有彩色或全息圖表面的帶子制成，或 者由可與容器容納室611的底面區(qū)分開的彩色材料制成。更優(yōu)選地是， 識別標(biāo)記631對于容器和液位檢測器650的超聲波發(fā)射具有非常好的反 射能力。
因?yàn)樽R別標(biāo)記631設(shè)置在可能會泄露液體的液體供給器610的容器 容納室611內(nèi)，因此形成為容器(V)放置在其上的圓形形狀的識別標(biāo)記 631優(yōu)選地由防水材料制成以容易地除去液體。
優(yōu)選地是，容器設(shè)置器630還具有用于該識別標(biāo)記的至少一個光源 633，從而使用戶可容易地將容器(V)容納在容器容納室611內(nèi)。換句 話說，光源633可響應(yīng)于來自控制器的控制信號而開通或關(guān)閉，以使得 用戶可將容器精確地設(shè)置在容器設(shè)置器630內(nèi)。
光源633優(yōu)選地為LED (發(fā)光二極管)燈。但是，應(yīng)理解，只要可 使用戶容易地識別則可使用多種其他的光源，并且光源的安裝位置也根 本不受限制，可自由選擇。
盡管在附圖中突出和夸大地示出識別標(biāo)記631和光源633，并且距 容器容納室611的底面具有一定高度，但是這僅是為了清楚地示出其結(jié) 構(gòu)。實(shí)際上，優(yōu)選地是，識別標(biāo)記631非常薄，并且光源633可被埋在 容器容納室611的底面內(nèi)以允許光從中射出。
容器和液位檢測器650包括傳感器模塊，其包括設(shè)置在PCB (印刷
電路板)內(nèi)的超聲波發(fā)射傳感器，和至少一個接收傳感器。
圖19是示出設(shè)置在PCB內(nèi)的容器和液位檢測器650的傳感器的示 例性概念圖，其中第一到第三超聲波接收傳感器655、 657、 659和超聲 波發(fā)射傳感器653設(shè)置在PCB條帶651內(nèi)。
優(yōu)選地是，PCB條帶651上的半弧形噴嘴槽652設(shè)置在超聲波發(fā)射 傳感器653和第一超聲波接收傳感器655之間，以允許噴嘴613被相鄰 地安置。第二和第三超聲波接收傳感器657、 659圍繞超聲波發(fā)射傳感器 653并相對于超聲波接收傳感器655分離地設(shè)置。
結(jié)果是，圖19內(nèi)所示的容器和液位檢測器650的傳感器653、 655、 657、 659排成一列，但是這些傳感器的設(shè)置可自由改變。
其間，在第四示例性實(shí)施方案中，從超聲波發(fā)射傳感器653發(fā)射超 聲波以便測量容器(V)的高度，被發(fā)射的超聲波從容器(V)反射回以 被第一到第三超聲波接收傳感器655、 657、 659接收，其中容器的高度 由三個超聲波接收傳感器655、 657、 659中的首先接收到超聲波的傳感
、、控制器670接收到從容器和液位檢測器650傳送的關(guān)于容器高度的 信號，并控制容器(V)的液體供給。
此外，當(dāng)用戶正常地將容器(V)容納在容器容納室611中并操作設(shè) 置在自動液體分配器上的自動液體供給功能鍵時，控制器670控制容器 和液位檢測器650以開啟液體通道開通/關(guān)斷單元617來處理用戶設(shè)定的 值。
容器和液位檢測器650同時實(shí)時地向控制器650發(fā)送容器(V)內(nèi)的 液體的液位。如果確定由容器和液位檢測器650輸出的信號確定的液位 值等于或大于用戶的設(shè)定值，則控制器670控制液體通道開通/關(guān)斷單元 617以關(guān)斷液體通路619，并且如果取走了被停止供給液體的容器(V)， 則結(jié)束自動液體分配。
現(xiàn)在，參照圖19、 20和21，根據(jù)第四示例性實(shí)施方案的識別標(biāo)記 631的面積必須大于由超聲波發(fā)射傳感器653的最左緣(圖19)和第一 超聲波接收傳感器655的最右緣(圖19)形成的直徑為"L"的圓的面積。
換句話說，如圖20所示，與圓面積(S)相等的面積(Sl)被安置在識
別標(biāo)記631內(nèi)。優(yōu)選地是，識別標(biāo)記631的面積小于容器(V)的預(yù)定最 小底面面積。更優(yōu)選地是，直徑為"L"的圓的圓心與識別標(biāo)記631的圓心 一致。
應(yīng)理解，上述實(shí)施方案并不周限于前述說明的任何細(xì)節(jié)。因此，其 他實(shí)施方案也在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，并且落在權(quán)利要求的界限或其 等同物內(nèi)的所有改變都被包含在權(quán)利要求內(nèi)。
從前文顯而易見，上述技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是超聲波被發(fā)送到容器的上表面， 并且從容器的上表面反射回的超聲波被接收以檢測容器高度，從而不管 容器的形狀、材料和表面狀態(tài)如何并且不管容器的放置位置如何，均可 自由地檢測容器高度。
另一個優(yōu)點(diǎn)是與使用光的情況相比，使用超聲波可降低自動液體分 配器的制造成本。
還另一個優(yōu)點(diǎn)是使用在容器容納室內(nèi)能夠?qū)⑷萜骶_地設(shè)置在噴嘴 下方的容器設(shè)置器，從而從噴嘴噴出的液體可僅被輸入到放置在容器容 納室上的容器，由此可防止液體飛濺。
本申請基于并要求2006年11月7日提交的韓國申請 10-2006-0109384、 2007年1月19日提交的韓國申請10-2007-0006047、 2007年2月23日提交的韓國申請10-2007-0018716，以及2007年3月5 日提交的韓國申請10-2007-0021464的優(yōu)先權(quán)，在此通過參引并入其公開 內(nèi)容。
權(quán)利要求
1、一種自動液體分配器，該自動液體分配器包括容器高度測量器，該容器高度測量器向容器的上表面生成超聲波并接收從該容器的上表面反射回的超聲波以生成信號；測量容器內(nèi)的內(nèi)容物的液位以生成信號的液位檢測器；將液體注射到容器內(nèi)的液體注射器；以及使用容器高度測量器和液位檢測器生成的信號來控制液體注射器的控制器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l的自動液體分配器，其中所述容器高度測量器和 液位檢測器包括至少一個超聲波發(fā)射傳感器和至少兩個超聲波接收傳感 器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1的自動液體分配器，其中各所述容器高度測量器 和液位檢測器包括一個或兩個超聲波發(fā)射傳感器和三個、四個或五個超 聲波接收傳感器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2的自動液體分配器，其中所述至少一個超聲波發(fā) 射傳感器和超聲波接收傳感器中的至少一個包含噪聲吸收材料。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2的自動液體分配器，其中所述超聲波接收傳感器 形成在與所述液體注射器相互不同的位置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2的自動液體分配器，其中所述至少一個超聲波發(fā) 射傳感器形成為最接近所述液體注射器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5的自動液體分配器，其中所述液位檢測器使用從 所述超聲波接收傳感器中的最接近所述液體注射器的超聲波接收傳感器 接收到的信號，來檢測所述容器內(nèi)的內(nèi)容物的液位。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2的自動液體分配器，其中在所述超聲波接收傳感 器中， 一個超聲波接收傳感器的增益值被設(shè)定低于其他超聲波接收傳感 器的增益值。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l的自動液體分配器，其中該自動液體分配器還包 括用于檢測所述容器的容器檢測器。
10、 根據(jù)權(quán)利要求2的自動液體分配器，其中所述超聲波發(fā)射傳感器的射束角在大約60-150度的范圍內(nèi)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1的自動液體分配器，其中所述容器高度測量器 和/或液位檢測器的測量帶在大約2厘米到1米的范圍內(nèi)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1的自動液體分配器，其中所述容器高度測量器 和/或液位檢測器的測量帶在大約2厘米到60厘米的范圍內(nèi)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1的自動液體分配器，其中該自動液體分配器還 包括用于輸入待注射到所述容器內(nèi)的液體的液位的輸入單元。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1的自動液體分配器，其中所述控制器將相對于 預(yù)先存儲的容器高度的液位值與所述容器高度測量器和液位檢測器檢測 到的相對于容器高度的液位值進(jìn)行比較，從而控制所述液體注射器的工 作。
15、 根據(jù)權(quán)利要求l的自動液體分配器，其中該自動液體分配器還 包括接納所述容器的容器容納室。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15的自動液體分配器，其中所述容器容納室包括 用于標(biāo)明容器容納位置的標(biāo)記。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16的自動液體分配器，其中所述容器高度測量器 和液位檢測器包括一個超聲波發(fā)射傳感器和至少兩個超聲波接收傳感 器，并且所述標(biāo)記在形成所述超聲波發(fā)射傳感器的垂直下方或基本垂直 下方。
18、 根據(jù)權(quán)利要求16的自動液體分配器，其中所述容器高度測量器 和液位檢測器包括至少一個超聲波發(fā)射傳感器和至少兩個超聲波接收傳 感器，并且所述標(biāo)記形成在任何一個所述超聲波接收傳感器的垂直下方 或基本垂直下方。
19、 根據(jù)權(quán)利要求16的自動液體分配器，其中所述標(biāo)記形成在所述 液體注射器的垂直下方。
20、 根據(jù)權(quán)利要求16的自動液體分配器，其中所述容器高度測量器 和液位檢測器包括至少一個超聲波發(fā)射傳感器和至少兩個超聲波接收傳 感器，并且所述標(biāo)記的半徑為包含所述超聲波發(fā)射傳感器、液體注射器和超聲波接收傳感器中任何一個的圓的半徑的80-150°/。。
21、 一種自動液體分配方法，該方法包括向容器的上表面發(fā)射超聲波，并接收從該容器的上表面反射回的超聲波以確定容器高度；將液體注射到容器內(nèi)；接收從液體的上表面反射回的超聲波以確定容器內(nèi)的液位；以及 如果確定的液位達(dá)到預(yù)定值，則停止液體注射。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21的自動液體分配方法，其中所述停止液體注射 的步驟是基于預(yù)先存儲的相對于容器高度的液位值與所確定的相對于所 述確定的容器高度的液位值之間的比較而執(zhí)行的。
23、 根據(jù)權(quán)利要求21的自動液體分配方法，其中該方法還包括 檢測容器存在還是不存在。
24、 根據(jù)權(quán)利要求21的自動液體分配方法，其中所述容器高度和液 位是基于通過至少重復(fù)兩次所述確定而獲得的容器高度和液位的平均值 來確定的。
25、 根據(jù)權(quán)利要求21的自動液體分配方法，其中所述容器高度是基 于至少兩個不同位置的超聲波接收傳感器的信號而確定的。
26、 根據(jù)權(quán)利要求25的自動液體分配方法，其中所述液位是基于多 個超聲波接收傳感器中的最接近液體注射器的超聲波接收傳感器的信號 而確定的。
27、 根據(jù)權(quán)利要求21的自動液體分配方法，其中該方法還包括 確定用戶所期望的液位。
28、 一種自動液體分配器，該自動液體分配器包括 將液體注射到容器內(nèi)的液體注射器； 檢測容器的容器高度的第一超聲波傳感器； 檢測容器內(nèi)的液體的液位的第二超聲波傳感器；以及控制器，該控制器使用第一超聲波傳感器輸出的信號確定容器高度， 基于所確定的容器高度來確定可輸入到容器中的液體的液位，并且使用 第二超聲波傳感器輸出的信號確定被輸入到容器中的液體的液位，從而控制液體注射器的工作。
29、 根據(jù)權(quán)利要求28的自動液體分配器，其中該自動液體分配器還 包括用于容納所述容器的容器容納室。
30、 根據(jù)權(quán)利要求29的自動液體分配器，其中所述容器容納室位于 所述液體注射器的垂直下方。
31、 根據(jù)權(quán)利要求28的自動液體分配器，其中所述第二超聲波傳感 器比所述第一超聲波傳感器更接近所述液體注射器。
32、 根據(jù)權(quán)利要求28的自動液體分配器，其中所述控制器包括 容器高度確定器，該容器高度確定器使用所述第一超聲波傳感器輸出的信號確定容器高度；液體注射高度確定器，該液體注射高度確定器基于該容器高度確定 器確定的容器高度而確定可注射到容器內(nèi)的液體的高度；液體高度確定器，該液體高度確定器基于所述第二超聲波傳感器輸 出的信號而確定被注射到容器內(nèi)的液體的高度；以及液體注射控制單元，如果所述液體高度確定器確定的液體高度高于 可注射到容器內(nèi)的液體的高度，則該液體注射控制單元停止液體注射盔 的液體注射。
33、 根據(jù)權(quán)利要求28的自動液體分配器，其中所述第一超聲波傳感 器的檢測角大于所述第二超聲波傳感器的檢測角。
34、 根據(jù)權(quán)利要求28的自動液體分配器，其中所述第一超聲波傳感 器的檢測角在60-120度的范圍內(nèi)，而所述第二超聲波傳感器的檢測角在 30-60度的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動液體分配器和自動液體分配方法，該自動液體分配器和自動液體分配方法能夠向容器的上表面發(fā)射超聲波并接收從容器的上表面反射回的超聲波以檢測容器高度，從而不管容器的形狀、材料和表面狀態(tài)如何并且不管容器的放置位置如何，均可自由地檢測容器高度。
文檔編號B67D99/00GK101177232SQ20071016803
公開日2008年5月14日 申請日期2007年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月7日
發(fā)明者尹周煥, 李永賢, 柳東柱, 金鐘煥 申請人:Lg電子株式會社