发明名称 体积计测装置及方法
摘要 本发明的体积计测装置系具备有:一端连通于收容着被测定物之容器的音响管;连通于该音响管另一端的另一容器;规范出邻接配置于该另一容器的密闭空间,且含有将该密闭空间与上述另一容器内部空间进行隔间之隔间板的隔间室;配置于上述密闭空间内,且对上述隔间板呈与音波输出面相对向配置的电动式喇叭。处理手段系根据从上述音波输出面经由上述隔间板,输出于上述另一容器内之音波的音响信号,求取被测定物体积。
申请公布号 TWI269029 申请公布日期 2006.12.21
申请号 TW094109078 申请日期 2005.03.24
申请人 国立大学法人京都大学;独立行政法人产业技术总合研究所;财团法人宇宙论坛;前川制作所股份有限公司 发明人 西津贵久;中纳晓洋;鸟泻康雄;山下智辉
分类号 G01F23/296(2006.01);G01F17/00(2006.01) 主分类号 G01F23/296(2006.01)
代理机构 代理人 赖经臣 台北市松山区南京东路3段346号1112室;宿希成 台北市松山区南京东路3段346号1112室
主权项 1.一种体积计测装置,其特征系具备有: 音响管,其系一端连通于收容着被测定物的容器; 另一容器,其系连通于该音响管另一端; 隔间室,其系规范出邻接配置于该另一容器的密闭 空间,且含有将该密闭空间与上述另一容器内部空 间进行隔间的隔间板; 电动式喇叭,其系配置于上述密闭空间内,且对上 述隔间板呈与音波输出面相对向配置;以及 处理手段,其系根据从上述音波输出面经由上述隔 间板而输出于上述另一容器内之音波的音响信号, 求取上述被测定物体积。 2.一种体积计测装置,其特征系具备有: 容器,其系收容着被测定物; 音响管,其系一端连通于该容器,而另一端开放于 周围环境; 隔间室,其系规范出邻接配置于上述容器的密闭空 间,且含有将该密闭空间与上述容器内部空间进行 隔间的隔间板; 电动式喇叭,其系配置于上述密闭空间内,且对上 述隔间板呈与音波输出面相对向配置;以及 处理手段,其系根据从上述音波输出面经由上述隔 间板而输出于上述容器内之音波的音响信号,求取 上述被测定物体积。 3.一种体积计测装置,其特征系具备有: 容器,其系收容着被测定物; 复数音响管,其系一端分别连通于该容器,而另一 端则分别开放于周围环境; 搬送手段,其系经由该复数音响管中之一个,将上 述被测定物搬入于上述容器内,且经由上述复数音 响管中之另一个,将上述被测定物搬出于上述容器 外; 隔间室,其系规范出邻接配置于上述容器的密闭空 间,且含有将该密闭空间与上述容器内部空间进行 隔间的隔间板; 电动式喇叭,其系配置于上述密开空间内,且对上 述隔间板呈与音波输出面相对向配置;以及 处理手段,其系根据从上述音波输出面经由上述隔 间板而输出于上述容器内之音波的音响信号,求取 上述被测定物体积。 4.如申请专利范围第1至3项中任一项之体积计测装 置,其中,更具备有驱动上述电动式喇叭的定电流 驱动型放大器; 上述处理手段系包含有: 测定手段,其系测定上述电动式喇叭的音圈(voice coil)电压;以及 运算手段,其系根据该所测得电压,运算上述被测 定物体积。 5.如申请专利范围第4项之体积计测装置,其中,上 述运算手段系含有: 第1运算手段,其系根据上述所测得电压,执行上述 音响信号的频率解析;以及 第2运算手段,其系根据该所执行的频率解析结果, 计算上述被测定物体积。 6.如申请专利范围第5项之体积计测装置,其中,上 述第1运算手段系将上述所测得电压的频谱上形成 尖峰的频率,决定为上述音响信号的共振频率; 上述第2运算手段系根据上述所决定的共振频率, 计算上述体积。 7.如申请专利范围第6项之体积计测装置,其中,在 上述容器内系依极低温状态收容着上述被测定物; 且上述放大器仅以施行最大熵(MEM)法所需之足够 时间来定电流驱动上述电动式喇叭; 上述第1运算手段系利用上述最大熵法,决定上述 共振频率。 8.如申请专利范围第1至3项中任一项之体积计测装 置,其中,更具备有接收上述音波的麦克风; 上述处理手段系根据由上述麦克风所接收到音波 的上述音响信号,求取上述被测定物的体积。 9.一种体积计测装置,其特征系具备有: 音响管,其系一端连通于收容着被测定物之容器; 另一容器,其系连通于该音响管另一端; 电动式喇叭,其系音波输出面朝向上述另一容器内 部空间而配置; 定电流驱动型放大器,其系驱动该电动式喇叭; 测定手段,其系测定上述电动式喇叭的音圈电压; 以及 运算手段,其系根据该所测得电压,计算上述被测 定物体积。 10.一种体积计测装置,其特征系具备有: 容器,其系收容着被测定物; 音响管,其系一端连通于该容器,而另一端开放于 周围环境; 电动式喇叭,其系音波输出面朝向上述容器内部空 间而配置; 定电流驱动型放大器,其系驱动该电动式喇叭; 测定手段,其系测定上述电动式喇叭的音圈电压; 以及 运算手段,其系根据该所测得电压,计算上述被测 定物体积。 11.一种体积计测装置,其特征系具备有: 容器,其系收容着被测定物; 复数音响管,其系一端分别连通于该容器,而另一 端则分别开放于周围环境; 搬送手段,其系经由该复数音响管中之一个,将上 述被测定物搬入于上述容器内,且经由上述复数音 响管中之另一个,将上述被测定物搬出于上述容器 外; 电动式喇叭,其系音波输出面朝向上述容器内部空 间而配置; 定电流驱动型放大器,其系驱动该电动式喇叭; 测定手段,其系测定上述电动式喇叭的音圈电压; 以及 运算手段,其系根据该所测得电压,计算上述被测 定物体积。 12.如申请专利范围第1至3至9至11项中任一项之体 积计测装置,其中,上述被测定物系液体;且更具备 有在无重力或微小重力状态下,将上述液体从气相 中分离出的分离手段。 13.一种体积计测方法,系具备有: 音响管,其系一端连通于收容着被测定物的容器; 另一容器,其系连通于该音响管另一端; 隔间室,其系规范出邻接配置于该另一容器的密闭 空间,且含有将该密闭空间与上述另一容器内部空 间进行隔间的隔间板;以及 电动式喇叭,其系配置于上述密闭空间内,且对上 述隔间板呈与音波输出面相对向配置;的体积计测 装置之体积计测方法;其特征为包含有: 从上述音波输出面经由上述隔间板而将音波输出 于上述另一容器内的输出步骤;以及 根据该所输出音波的音响信号,求取上述被测定物 体积的处理步骤。 14.一种体积计测方法,系具备有: 容器,其系收容着被测定物; 音响管,其系一端连通于该容器而另一端开放于周 围环境; 隔间室,其系规范出邻接配置于上述容器的密闭空 间,且含有将该密闭空间与上述容器内部空间进行 隔间的隔间板;以及 电动式喇叭,其系配置于上述密闭空间内,且对上 述隔间板呈与音波输出面相对向配置;的体积计测 装置之体积计测方法;其特征为包含有: 从上述音波输出面经由上述隔间板而将音波输出 于上述容器内的输出步骤;以及 根据该所输出音波的音响信号,求取上述被测定物 体积的处理步骤。 15.一种体积计测方法,系具备有: 容器,其系收容着被测定物; 复数音响管,其系一端分别连通于该容器,而另一 端则分别开放于周围环境; 搬送手段,其系经由该复数音响管中之一个,将上 述被测定物搬入于上述容器内,且经由上述复数音 响管中之另一个,将上述被测定物搬出于上述容器 外; 隔间室,其系规范出邻接配置于上述容器的密闭空 间,且含有将该密闭空间与上述容器内部空间进行 隔间的隔间板;以及 电动式喇叭,其系配置于上述密闭空间内,且对上 述隔间板呈与音波输出面相对向配置;的体积计测 装置之体积计测方法;其特征为包含有: 利用上述搬送手段将上述被测定物搬入上述容器 内时,从上述音波输出面经由上述隔间板,将音波 输出于上述容器内的输出步骤;以及 根据该所输出音波的音响信号,求取上述被测定物 体积的处理步骤。 16.一种体积计测方法,系具备有: 音响管,其系一端连通于收容着被测定物的容器; 另一容器,其系连通于该音响管另一端; 电动式喇叭,其系音波输出面朝向上述另一容器内 部空间而配置;以及 定电流驱动型放大器,其系驱动该电动式喇叭;的 体积计测装置之体积计测方法;其特征为包含有: 测定上述电动式喇叭之音圈电压的测定步骤;以及 根据该所测得电压,运算出上述被测定物体积的运 算步骤。 17.一种体积计测方法,系具备有: 容器,其系收容着被测定物; 音响管,其系一端连通于该容器而另一端开放于周 围环境; 电动式喇叭,其系音波输出面朝向上述容器内部空 间而配置;以及 定电流驱动型放大器,其系驱动该电动式喇叭;的 体积计测装置之体积计测方法;其特征为包含有: 测定上述电动式喇叭之音圈电压的测定步骤;以及 根据该所测得电压,运算出上述被测定物体积的运 算步骤。 18.一种体积计测方法,系具备有: 容器,其系收容着被测定物; 复数音响管,其系一端分别连通于该容器而另一端 则分别开放于周围环境; 搬送手段,其系经由该复数音响管中之一个,将上 述被测定物搬入于上述容器内,且经由上述复数音 响管中之另一个,将上述被测定物搬出于上述容器 外; 电动式喇叭,其系音波输出面朝向上述容器内部空 间而配置;以及 定电流驱动型放大器,其系驱动该电动式喇叭;的 体积计测装置之体积计测方法;其特征为包含有: 测定上述电动式喇叭之音圈电压的测定步骤;以及 根据该所测得电压,运算出上述被测定物体积的运 算步骤。 图式简单说明: 图1为具有本发明第1实施形态之体积计测装置的 共振器部分构造概略剖视图。 图2为第1实施形态的体积计测装置中,除共振器部 分以外尚含有计测部分的装置整体构造方块图。 图3为具有本发明第2实施形态之体积计测装置的 共振器部分构造概略剖视图。 图4为第2实施形态之封闭系音响系统中,从振动板 的隔间板所观看到等效电路的等效电路图。 图5为第2实施形态的音响信号频率与电动式喇叭 振动板速度间之关系特性图。 图6为具有本发明第3实施形态之体积计测装置的 共振器部分构造概略剖视图。 图7为具有本发明第4实施形态之体积计测装置的 共振器部分构造概略剖视图。 图8为具有本发明第5实施形态之体积计测装置的 共振器部分构造概略剖视图。 图9(a)、(b)为第5实施形态之噪音试验结果的信号 波形图。 图10(a)、(b)为第4实施形态之噪音试验结果的信号 波形图。 图11为相关第5与第4实施形态,于相同条件下,施行 100次海耳姆赫兹氏共振频率测定时,识别共振频率 的变动系数表。 图12为共振时的波长较长于共振器尺寸,并可依集 中常数系统(concentrated constant system)近似,第1实施 形态的封闭系音响系统,从喇叭振膜(振动板)所观 看到可将机械系与音响系振动全部取代为机械系 的电式类比电路电路图。 图13为当对第2容器装入0、10、20%液体时,表示振动 板速度的频率特性之特性图。
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