[发明专利]一种杯口高度的测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种杯口高度的测量装置及测量方法，在不增加测量阵列电路复杂度的前提下，提高待测水杯杯口高度测量精度。该装置包括基台、发射平板、一字激光器线阵、光敏电阻传感器阵列和接收平板；发射平板和接收平板分别固定连接在基台上，发射平板和接收平板相对，接收平板与基台之间的接触线与发射平板平行；发射平板和基台垂直；一字激光器线阵和发射平板固定连接，光敏电阻传感器阵列和接收平板固定连接；光敏电阻传感阵列中各行所在的直线与同时平行于发射平板和基台的直线成θ角；一字激光器线阵发射的激光线阵与接收平板的交线与同时平行于发射平板和基台的直线成θ角。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体来说，涉及一种杯口高度的测量装置及测量方法。

背景技术

光敏电阻传感器阵列，包括M行、N列规格相同的光敏电阻单元。每个光敏电阻单元的覆盖面积不大于d×d。当该阵列接收到一字激光器线阵发射的激光信号时，对应位置的光敏电阻单元阻值发生改变。这个特性被广泛应用于激光传感、光电自动控制和光电自动检测等场合。

在杯口高度测量方法中，光敏电阻传感器阵列被应用于一字激光器线阵发射激光信号的自动检测。以饮水机为例，现有的接水装置无法直接判断水杯是否接满水，需要人为参与，否则水杯会因接水过多而溢出。为了让接水装置可以自动监控杯子是否装满了水，并在水杯中的水溢出之前完成智能化关断，则要求接水装置能够精确计算水杯容积，从而对待测水杯杯口高度的测量精度提出了更高的要求。在上述测量方案中，影响待测水杯杯口高度的测量精度的关键因素是光敏电阻传感器阵列分辨率，但要想增加光敏电阻传感器阵列分辨率，则需增加单位面积内光敏电阻单元的数量，增大传感器阵列规模。众所周知，当传感器阵列的规模加大，对所有元器件的信息采集和信号处理就变得困难，扫描速度慢，周期长，效率低。基于此，如何在维持原有的电路复杂度不变的前提下，实现待测水杯杯口高度高精度测量就成了一道需要攻克的难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提出一种杯口高度的测量装置及测量方法，可以在不增加测量阵列电路复杂度的前提下，提高待测水杯杯口高度测量精度。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用以下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种杯口高度的测量装置，包括基台、发射平板、一字激光器线阵、接收平板和光敏电阻传感器阵列；发射平板和接收平板分别固定连接在基台上，且发射平板和接收平板相对且平行布设；一字激光器线阵与发射平板固定连接，光敏电阻传感器阵列与接收平板固定连接；光敏电阻传感阵列中各行所在的直线与同时平行于发射平板和基台的直线成θ角；一字激光器线阵发射的激光线阵与接收平板的交线与同时平行于发射平板和基台的直线成θ角；θ的取值范围为-90°θ90°。

作为优选例，所述一字激光器线阵由以相等间隔平行且竖向排列的M个一字激光器组成，M为大于1的整数；一字激光器线阵发射的激光平面垂直于发射平板所在的平面。

作为优选例，所述光敏电阻传感器阵列为M行、N列光敏电阻单元组成；M为大于1的整数；N为大于1的整数；每个光敏电阻单元的覆盖面积不大于d×d，其中，d表示光敏电阻单元的最大直径。

作为优选例，所述θ为tan^-1(1/N)或-tan^-1(1/N)。

另一方面，本发明实施例还提供一种杯口高度的测量方法，所述方法包括：

步骤10)安装测量装置：将发射平板和接收平板分别固定连接在基台上，接收平板与基台之间的接触线与发射平板平行；将发射平板和基台垂直；将一字激光器线阵固定连接在发射平板上，光敏电阻传感器阵列固定连接在接收平板上；光敏电阻传感阵列中各行所在的直线与同时平行于发射平板和基台的直线成θ角；一字激光器线阵发射的激光线阵与同时平行于发射平板和基台的直线成θ角；一字激光器线阵中一字激光器之间的垂直距离为dcosθ；