[发明专利]一种智能注水装置及方法

说明书

本发明公开了一种智能注水装置及方法，包括容器放置区、红外光源、红外图像传感器和控制器；其中，红外光源向容器放置区的台面和容器发射红外光束；红外图像传感器接收反射回的红外光束，计算出深度数据，形成深度信息平面图；控制器从深度信息平面图中找出深度数据发生明显跳跃的临界像素点，并从中选出能形成封闭曲线的临界像素点形成容器的上缘轮廓，确定出容器上缘最低点的深度h2；向容器注水，检测深度信息平面图中深度数据出现动态连续变化的区域，选择所述区域中深度数据最小值作为液面深度h4；在检测到h4‑h2≤设定阈值时，停止注水。本发明可以对容器的内腔高度实现有效测量，即便是不规则形状的容器，也能解决液体外溢的问题。

技术领域

本发明属于注水设备技术领域，具体地说，是涉及一种可以根据容器高度自动控制注水量的装置及注水控制方法。

背景技术

在日常生活中，人们经常会遇到在使用杯子等容器在注水设备（例如饮水机等）上接水时，由于分心或者判断失误等原因，造成水溢出杯子，污染环境，浪费水资源的问题。

为了解决这一生活中常见的问题，在目前的某些注水设备上增设了用于检测容器高度以及容器内液位高度的检测装置。例如，申请号为201610109448.6的中国专利申请，公开了一种智能自动注水系统及方法，如图1所示，包括一个红外发射器10、多个红外接收器12和一个超声传感器20。其中，红外发射器10和红外接收器12用于检测容器高度，呈相对设置的位置关系，中间预留出容器放置区域，多个红外接收器12从低到高依次排列。当容器30放置在红外发射器10与红外接收器12之间时，红外接收器12接收到的信号由于受到容器30的遮挡而发生变化，通过探测这种变化可判断出容器30的高度。超声传感器20用于探测容器30中的液面高度，设置在容器放置区域的正上方。当液面高度等于容器高度时，自动控制水龙头开关40关闭或控制提示设备50发出提示信号，以防止液体溢出容器30。

现有注水设备所使用的上述检测装置存在以下弊端：

1、在测量容器高度时，需要使用多个红外接收器，不但结构设计复杂，增加了设备的组装难度，而且红外接收器之间的距离决定了容器高度的测量精度，红外接收器使用的数量越多，容器高度的测量精度就越高，但相应地，设备的结构和组装就越复杂。因此，出于结构设计、产品成本等多方面考虑，红外接收器的使用数量不会太多，这就导致了容器高度的测量精度不会很高。

2、受红外发射器和红外接收器布设方式的限制，现有的检测装置只能测量出从容器的外底到容器上缘的高度（即，容器的外高度），而无法测量出从容器的内底到容器上缘的高度（即，容器实际可容纳液体的内腔高度）。但不同的容器，其底厚是不同的，即便是外高度相同的容器，其内腔高度也不尽相同，因此，将容器的外高度与检测到的液面高度进行比较，来判断液体是否注满容器是不准确的，需要预设很大的余量，在液面高度与容器外高度相差较大时，就必须结束注水过程，这样虽然能够保证液体不外溢，但显然控制效果并不理想。

3、现有的检测装置只能测量规则形状的容器的外高度，对于杯口呈斜面的不规则形状的容器，则只能测量出容器的最大高度，即，容器上缘的最高点距离容器外底的高度。若以此高度作为基准来确定注水高度，则很容易出现液体外溢的情况。

4、为了实时地检测容器内的液位高度，超声波传感器必须在水龙头放水期间处于工作状态。由于超声波传感器位于容器的上方，水流注入容器的过程中，水流会遮挡超声波的传播路径，导致液位的测量精度大受影响，因此，不能完全杜绝液体外溢的现象。

发明内容

本发明目的在于提供一种智能注水装置及方法，不仅可以对容器的内腔高度实现有效的测量，而且可以提高注水过程中液位检测的准确度。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：