流量控制装置和流量控制方法技术领域
本发明涉及一种流量控制装置和流量控制方法，尤其涉及能够根据容器
的容量来实时地、准确地判定水位，自动控制注入的流量的流量控制装置和
流量控制方法。
背景技术
人们在使用例如水龙头、冷饮机、热水壶、饮水机、磨豆机等的用于将
可流动物体的注入到容器的注入装置时，往往希望根据已注入到容器中的可
流动物体的量来自动控制该注入装置。典型地，希望在可流动物体充满容器
时，停止注入操作。为了实现上述的效果，现有的方案是每当注入量达到一
定阈值量时，自动停止注入操作。例如，对于容量为500ml的容器，在每次
注入500ml的可流动物体时，自动停止注入操作。通过这样的技术，能够自
动将可流动物体刚好充满容器，在一定程度上满足了人们的要求。
然而，上述技术也有一定的局限性。现有的技术方案仅仅适用于规定容
量的容器。例如，在上述装置中使用容量为700ml的容器时，可流动物体尚
未充满容器时就会停止注入操作，而使用400ml的容器时，会导致可流动物
体的溢出。再者，即使使用了500ml的容器，但如果在注入开始前容器里面
已经存在200ml的可流动物体，则会在注入300ml后可流动物体的溢出。因
此现有的技术方案只能适用于容器为空的情况。
发明内容
本发明鉴于以上课题完成，其目的在于，提供一种流量控制装置和流量
控制方法，能够根据容器的容量来实时地、准确地判定水位，自动控制注入
的流量。
本发明的一个实施例提供一种流量控制装置，用于控制注入装置，所述
注入装置用于向容器注入可流动物体，其中包括：采集单元，配置来采集注
入流量信息；控制信号输出单元，配置来当所述注入流量信息表征注入的可
流动物体的量到达规定阈值时，输出用于控制注入流量的流量控制信号；流
量控制单元，与所述注入装置连接，配置来根据所述流量控制信号控制所述
注入装置。
本发明的实施例还提供一种流量控制方法，用于控制注入装置，所述注
入装置用于向容器注入可流动物体，其中包括：采集注入流量信息；当所述
注入流量信息表征注入的可流动物体的量到达规定阈值时，输出用于控制注
入流量的流量控制信号；根据所述流量控制信号控制所述注入装置。
根据本发明的流量控制装置和流量控制方法，能够根据容器的容量来实
时地、准确地判定水位，自动控制注入的流量。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的流量控制装置的功能框图。
图2是根据本发明的第一个优选实施例的流量控制装置的示意图。
图3是根据本发明的第二个优选实施例的流量控制装置的示意图。
图4是根据本发明的第三个优选实施例的流量控制装置的示意图。
图5是根据本发明的第四个优选实施例的流量控制装置的示意图。
图6是根据本发明的第五个优选实施例的流量控制装置的示意图。
图7是根据本发明的实施例的流量控制方法的流程图。
图8是根据本发明的第一个优选实施例的流量控制方法的流程图。
图9是根据本发明的第二个优选实施例的流量控制方法的流程图。
图10是根据本发明的第三个优选实施例的流量控制方法的流程图。
图11是根据本发明的第四个优选实施例的流量控制方法的流程图。
图12是根据本发明的第五个优选实施例的流量控制方法的流程图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员能够更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图详
细说明本发明的流量控制装置和流量控制方法的具体实施方式。其中，本发
明的流量控制装置和流量控制方法均用于控制注入装置，该注入装置可以是
水龙头、冷饮机、热水壶、饮水机、磨豆机等任何向容器注入可流动物体的
装置。可流动物体可以是液体状、也可以是粉末状，只要可以通过注入装置
注入到容器中即可。在以下说明的实施例中，为了简单起见，以水龙头作为
注入装置的最典型的例子进行说明。显然，本发明不限于在以下说明的实施
例，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
【流量控制装置】
下面，结合附图来详细说明本发明的流量控制装置。图1是根据本发明
的实施例的流量控制装置的功能框图。如图1所示，流量控制装置100包括：
采集单元101、控制信号输出单元102、流量控制单元103。
采集单元101可以是任何能够采集注入流量信息的部件，例如是麦克风、
红外线感应单元、摄像头、重量测量单元等。采集单元101可以设置在容器
一侧，也可以设置在注入装置一侧。注入流量信息可以是任何能够反映可流
动物体注入到容器当中的量的信息，例如为声音频率、相位距离信息、可以
向容器注入的可流动物体的体积、容器以及在容器中的可流动物体的图像、
容器以及在容器中的可流动物体的重量等。
控制信号输出单元102与采集单元101耦接，用于判定注入流量信息表
征注入流量是否到达规定阈值，当到达规定阈值时，输出用于控制注入流量
的流量控制信号。控制信号输出单元102在物理上可以与采集单元101共同
位于容器一侧，也可以与流量控制单元103共同位于注入装置一侧。当采集
单元101和控制信号输出单元102均设置在容器一侧时，控制信号输出单元
102可以通过远程的方式向流量控制单元103发送流量控制信号。
流量控制单元103一方面与控制信号输出单元102耦接，用于接收上述
流量控制信号。另一方面与注入装置连接，以根据流量控制信号控制注入装
置，从而实现控制流量的目的。
下面，结合附图2-6说明根据本发明的流量控制装置的各个优选实施例。
(第一优选实施例)
图8是根据本发明的第一个优选实施例的流量控制装置的示意图。如图
2所示，麦克风201采集注入所述可流动物体时产生的声音。具体而言，麦
克风201采集正在注入的可流动物体与已经在容器当中的可流动物体之间碰
撞产生的声音被容器的壁反射后的声音。此时，容器口与容器当中的可流动
物体的水平面之间的距离l1越小，声音的频率越高。麦克风201将该声音频
率发送给控制信号输出单元202。
控制信号输出单元202当声音的频率达到第一阈值时，输出用于停止所
述注入装置注入的流量控制信号，并将其发送到流量控制单元203。此时的
第一阈值例如可以设定为可流动物体即将充满容器时的声音的频率。这样，
当麦克风201采集到的声音的频率到达第一阈值时，表征已注入的可流动物
体即将充满容器，进而输出停止注入的流量控制信号。
流量控制单元203根据该流量控制信号控制注入装置以停止注入。
由于可流动物体即将充满容器时的声音的频率根据容器的大小和材质的
不同没有显著的变化，因此通过这样的实施例，能够与容器的大小和材质无
关地、实时地判定水位，自动控制注入的流量。
(第二优选实施例)
在本发明的第二优选实施例中，采集单元仍然为麦克风。图3是根据本
发明的第二个优选实施例的流量控制装置的示意图。如图3所示，麦克风301
采集被容器中的可流动物体的水平面反射的超声波。麦克风301将该超声波
相位信息发送给控制信号输出单元302。
控制信号输出单元302通过从麦克风301采集到的被容器中的可流动物
体的水平面反射的超声波中的相位信息，计算从麦克风301到容器中的可流
动物体的水平面之间的距离l2。当该距离l2低于第二阈值时，输出用于停止
所述注入装置注入的流量控制信号，并将其发送到流量控制单元303。此时
的第二阈值例如可以设定为比容器口到麦克风301之间的距离略大一点的距
离。这样，当麦克风301采集到的声音的频率低于第二阈值时，表征已注入
的可流动物体即将充满容器，进而输出停止注入的流量控制信号。
流量控制单元303根据该流量控制信号控制注入装置以停止注入。
由于可流动物体即将充满容器时的距离仅仅取决于容器的高度，因此通
过本实施例，能够与容器的宽度无关地、实时地判定水位，自动控制注入的
流量。
(第三优选实施例)
在本发明的第三优选实施例中，采集单元为红外线感应单元。图4是根
据本发明的第三个优选实施例的流量控制装置的示意图。如图4所示，红外
线感应单元401识别可以向容器注入的可流动物体的体积。具体而言，红外
线感应单元401识别容器的空闲空间的轮廓，并且根据该轮廓计算体积。红
外线感应单元401将该体积发送给控制信号输出单元402。
控制信号输出单元402当注入装置向容器注入的可流动物体达到该体积
时，输出用于停止所述注入装置注入的流量控制信号，并且将其发送给流量
控制装置403。这里，控制信号输出单元402例如可以从流量控制装置403
获得注入装置向容器注入的可流动物体的量。另外，也可以单独设置流量测
量部件，用于获得注入装置向容器注入的可流动物体的量。此处的“输出用
于停止所述注入装置注入的流量控制信号”应当广义理解，包括控制信号输
出单元402输出使得仅注入该体积的量的可流动物体的信号的情况。当注入
了上述体积的可流动物体时，表征已注入的可流动物体即将充满容器，进而
输出停止注入的流量控制信号。
流量控制单元403控制注入装置以在注入所述体积的量的可流动物体后
停止注入。
由于该实施例是通过可以向容器内注入的可流动物体的体积即空闲体积
来控制注入量，因此可以适用于任何容量的容器，而且即使在开始注入时容
器内已存在部分可流动物体，也可以准确地进行流量控制。
(第四优选实施例)
在本发明的第四优选实施例中，采集单元为摄像头。图5是根据本发明
的第四个优选实施例的流量控制装置的示意图。如图5所示，摄像头501采
集容器以及容器中的可流动物体的图像。摄像头501将该图像发送给控制信
号输出单元502。
控制信号输出单元502分析从摄像头501发送来的图像，当容器中的可
流动物体占据容器的容量的比例达到第四阈值时，输出用于停止所述注入装
置注入的流量控制信号。此时的第四阈值例如可以是90％，也就是说，当所
注入的可流动物体占容器的90％时，表征已注入的可流动物体即将充满容器，
进而输出停止注入的流量控制信号。
流量控制单元503根据该流量控制信号控制注入装置以停止注入。
由于从摄像头501采集的图像能够直观的识别到可流动物体在容器当中
的水位，因此能够与容器无关地、实时地判定水位，自动控制注入的流量。
(第六优选实施例)
在本发明的第五优选实施例中，采集单元为重量检测单元。图6是根据
本发明的第五个优选实施例的流量控制装置的示意图。如图6所示，重量检
测单元601测量容器以及容器中的可流动物体的重量。重量检测单元601将
该重量发送给控制信号输出单元602。
控制信号输出单元602当重量检测单元601测量的容器以及容器中的可
流动物体的重量达到第五阈值时，向所述流量控制单元发送用于停止所述注
入装置注入的流量控制信号，并且将其发送给流量控制单元603。此时的第
四阈值例如可以设定为容器的重量与当可流动物体充满容器时的可流动物体
的重量之和。这样，当重量检测单元601测量的重量达到第五阈值时，表征
已注入的可流动物体即将充满容器，进而输出停止注入的流量控制信号。
流量控制单元603根据该流量控制信号控制注入装置以停止注入。
由于本实施例根据可流动物体即将充满容器时的重量判定水位，因此通
过本实施例，无论开始注入时容器中有多少可流动物体，都能实时地、准确
地判定水位，自动控制注入的流量。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发
明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来
实施。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者
部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介
质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设
备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例
或者实施例的某些部分所述的方法。
以上说明了本发明的流量控制装置的多个实施例。显然，本领域技术人
员在不脱离本发明的精神和范围内可以对上述实施例作出各种组合、修改或
者变形。本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其
他实施例，都属于本发明保护的范围。
【流量控制方法】
下面，结合附图来详细说明本发明的流量控制方法。图7是根据本发明
的实施例的流量控制方法的流程图。
如图7所示，首先采集注入流量信息(步骤S101)。采集的位置可以在
容器一侧，也可以设置在注入装置一侧。注入流量信息可以是任何能够反映
可流动物体注入到容器当中的量的信息，例如为水平面到声音频率、相位距
离信息、可以向容器注入的可流动物体的体积、容器以及在容器中的可流动
物体的图像、容器以及在容器中的可流动物体的重量等。
接下来，分析注入流量信息表征注入流量是否到达规定阈值，当到达规
定阈值时，输出用于控制注入流量的流量控制信号(步骤S102)。当没有到
达规定阈值时，返回到步骤S101。
最后，接收上述流量控制信号，并且根据流量控制信号控制注入装置(步
骤S103)，从而实现控制流量的目的。如果在容器一侧采集流量信息，在可
以通过远程的方式向与注入装置连接的流量控制单元发送流量控制信号，并
且通过该流量控制单元根据流量控制信号控制注入装置。
下面，结合附图8-12说明根据本发明的流量控制方法的各个优选实施
例。
(第一优选实施例)
图8是根据本发明的第一个优选实施例的流量控制方法的流程图。如图
8所示，首先，采集注入所述可流动物体时产生的声音(步骤S201)。具体而
言，采集正在注入的可流动物体与已经在容器当中的可流动物体之间碰撞产
生的声音被容器的壁反射后的声音。此时，容器口与容器当中的可流动物体
的水平面之间的距离l1越小，声音的频率越高。
接下来，当声音的频率达到第一阈值时，输出用于停止所述注入装置注
入的流量控制信号(步骤S202，是)。此时的第一阈值例如可以设定为可流
动物体即将充满容器时的声音的频率。这样，当采集到的声音的频率到达第
一阈值时，表征已注入的可流动物体即将充满容器，进而输出停止注入的流
量控制信号。当声音的频率没有达到第一阈值时，返回到步骤S201(步骤
S202，否)。
最后，根据该流量控制信号控制注入装置以停止注入(步骤203)。
由于可流动物体即将充满容器时的声音的频率根据容器的大小和材质的
不同没有显著的变化，因此通过这样的实施例，能够与容器的大小和材质无
关地、实时地判定水位，自动控制注入的流量。
(第二优选实施例)
图9是根据本发明的第二个优选实施例的流量控制方法的流程图。如图
9所示，首先采集被容器中的可流动物体的水平面反射的超声波(步骤S301)。
接下来，通过采集到的被容器中的可流动物体的水平面反射的超声波中
的相位信息，计算采集位置到容器中的可流动物体的水平面之间的距离l2。
当该距离l2低于第二阈值时，输出用于停止所述注入装置注入的流量控制信
号(步骤S302，是)。此时的第二阈值例如可以设定为比容器口到采集位置
之间的距离略大一点的距离。这样，当采集到的声音的频率低于第二阈值时，
表征已注入的可流动物体即将充满容器，进而输出停止注入的流量控制信号。
当该距离l2不低于第二阈值时，返回到步骤S301(步骤S302，否)。
最后，根据该流量控制信号控制注入装置以停止注入(步骤S303)。
由于可流动物体即将充满容器时的距离仅仅取决于容器的高度，因此通
过本实施例，能够与容器的宽度无关地、实时地判定水位，自动控制注入的
流量。
(第三优选实施例)
图10是根据本发明的第三个优选实施例的流量控制方法的流程图。如图
10所示，首先，识别可以向容器注入的可流动物体的体积(步骤S401)。具
体而言，红外线感应单元401识别容器的空闲空间的轮廓，并且根据该轮廓
计算体积。
接下来，当注入装置向容器注入的可流动物体达到该体积时，输出用于
停止所述注入装置注入的流量控制信号(步骤S402，是)。此处的“输出用
于停止所述注入装置注入的流量控制信号”应当广义理解，包括在步骤S402
输出使得注入装置仅注入该体积的量的可流动物体的信号的情况。当注入了
上述体积的可流动物体时，表征已注入的可流动物体即将充满容器，进而输
出停止注入的流量控制信号。当注入装置向容器注入的可流动物体没有达到
该体积时，返回到步骤S401(步骤S402，否)。
最后，控制注入装置以在注入所述体积的量的可流动物体后停止注入(步
骤S403)。
由于该实施例是通过可以向容器内注入的可流动物体的体积即空闲体积
来控制注入量，因此可以适用于任何容量的容器，而且即使在开始注入时容
器内已存在部分可流动物体，也可以准确地进行流量控制。
(第四优选实施例)
图11是根据本发明的第四个优选实施例的流量控制方法的流程图。如图
11所示，首先，采集容器以及容器中的可流动物体的图像(步骤S501)。
接下来，当容器中的可流动物体占据容器的容量的比例达到第四阈值时，
输出用于停止所述注入装置注入的流量控制信号(步骤S502，是)。此时的
第四阈值例如可以是90％，也就是说，当所注入的可流动物体占容器的90％
时，表征已注入的可流动物体即将充满容器，进而输出停止注入的流量控制
信号。当容器中的可流动物体占据容器的容量的比例没有达到第四阈值时，
返回到步骤S501(步骤S502，否)。
最后，根据该流量控制信号控制注入装置以停止注入(步骤S503)。
由于从采集的图像能够直观的识别到可流动物体在容器当中的水位，因
此能够与容器无关地、实时地判定水位，自动控制注入的流量。
(第五优选实施例)
图12是根据本发明的第五个优选实施例的流量控制方法的流程图。如图
12所示，首先，测量容器以及容器中的可流动物体的重量。
接下来当测量的容器以及容器中的可流动物体的重量达到第五阈值时，
向所述流量控制单元发送用于停止所述注入装置注入的流量控制信号(步骤
S601,是)。此时的第四阈值例如可以设定为容器的重量与当可流动物体充满
容器时的可流动物体的重量之和。这样，当测量的重量达到第五阈值时，表
征已注入的可流动物体即将充满容器，进而输出停止注入的流量控制信号。
当测量的容器以及容器中的可流动物体的重量没有达到第五阈值时，返回到
步骤S601(步骤S602，否)。
最后，根据该流量控制信号控制注入装置以停止注入(步骤S603)。
由于本实施例根据可流动物体即将充满容器时的重量判定水位，因此通
过本实施例，无论开始注入时容器中有多少可流动物体，都能实时地、准确
地判定水位，自动控制注入的流量。
以上说明了本发明的流量控制方法的多个实施例。显然，本领域技术人
员在不脱离本发明的精神和范围内可以对上述实施例作出各种组合、修改或
者变形。本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其
他实施例，都属于本发明保护的范围。