一種具有液體溫度探測功能的浸入式裝置及測溫方法
【專利摘要】本發明公開了一種具有液體溫度探測功能的浸入式裝置及方法。裝置包括微處理器、溫度傳感器、電源、震動開關、定時器、電源控制模塊和LED指示燈。方法包括：當震動開關檢測到震動狀態時，喚醒浸入式裝置進入工作狀態：微處理器采集溫度傳感器的溫度數據，并根據溫度數據驅動LED指示燈顯示對應顏色和/或按對應頻率閃爍，啟動定時器計時；當定時器計時結束時，停止微處理器和LED指示燈工作。本發明一方面通過利用數字溫度探測裝置探測液體溫度，采用彩色閃光來表示水溫，測溫過程簡單快速準確客觀；另一方面結合震動開關和定時器實現省電節能，晃動杯子或戲水時，當前水溫立即顯示。本發明可廣泛應用于各種液體溫度探測設備。
【專利說明】
一種具有液體溫度探測功能的浸入式裝置及測溫方法
技術領域
[0001 ] 本發明涉及一種日常生活用品，尤其涉及一種液體溫度探測裝置。
【背景技術】
[0002]在現代生活中，飲水健康受到越來越多的重視。正常人每天平均耗水量為2000—2500毫升，體內物質氧化可生水300毫升，故每日應補充水分2200毫升，包括飲食中的含水量。夏天每日補充水分在3000毫升左右，才能滿足人體需要。一般成年人每天平均排尿約1.5升，通過呼吸和排汗散失水分約0.5?I升，為了保證健康，我們每天至少應飲水2?2.5升。
[0003]不同年齡人群對飲水溫度感受不同，而且同一個人在不同環境溫度、不同健康狀態、不同衣著、不同飲料類型，都可能選擇不同的飲用溫度。身體強壯、天氣炎熱，許多人會選擇4°C~15°C的冷飲。大多數人在適宜氣溫環境會選擇礦泉水飲用，水溫通常在15°030°C。對于體弱老人和嬰兒，飲料的溫度在30°C~45°C比較合適。50°C以上的水溫不適合直接飲用，包括茶水、咖啡、熱奶、湯水等等，會傷害口腔、食道、胃粘膜細胞，增加口腔潰瘍、食道炎、胃潰瘍、癌變等機會。
[0004]沖奶粉等營養品的水溫也有講究，過高水溫會破壞奶粉、蜂蜜等含有的營養成分。45°C?60°C范圍內不會破壞奶粉中的維生素等營養成分，最適合寶寶和老人。對于喜歡喝茶或咖啡的成人來說，泡茶和沖咖啡的最佳溫度是65°C~85°C。沖其他健康飲品也是如此，不適合水溫過高，以免破壞營養成分，最佳溫度為50°C?60°C。剛剛燒開的100°C水如飲用會引起燙傷，也不適宜用來沖營養飲品、泡茶和咖啡。
[0005]然而水溫難以依靠主觀感覺來準確感知，最常見的方法就是用嘴唇去試探，但是如果水溫過高容易燙到;又如大人給嬰兒喂沖制奶液，很多大人都是用手感覺奶瓶的溫度來判斷奶液的溫度，或是先自己嘗一下再喂嬰兒，一方面是嬰兒和父母對溫度的感應是不一樣的，他們更脆弱一點，父母的感覺不準確，另一方面是不衛生，容易將病毒帶給嬰兒，導致嬰兒生病。
[0006]再者，在沖澡尤其是兒童洗澡時，需要謹慎關注水溫，以免由于水溫過高或過低而造成兒童皮膚燙傷或引起感冒，目前的做法是直接由成人用手試探水溫。一方面由于成人手表溫度的不同，對水溫的試探的準確度較差，誤差5°C-10°C很常見；另一方面，兒童在戲水過程中，大人不可能時時將手置于洗澡水中，也不能通過觀望來實時監測水溫。
【發明內容】
[0007]為了解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種可探測并指示液體溫度、節能、使用壽命長的浸入式裝置和液體溫度測溫方法。
[0008]本發明所采用的技術方案是:
一種具有液體溫度探測功能的浸入式裝置，包括微處理器、溫度傳感器、電源、震動開關、定時器、電源控制模塊、存儲器和LED指示燈，所述溫度傳感器的輸出端與微處理器的輸入端連接，所述震動開關的輸出端與電源控制模塊的輸入端連接，所述定時器與電源控制模塊連接，所述電源控制模塊與微處理器連接，所述存儲器與微處理器連接，所述LED指示燈的輸入端與微處理器的輸出端連接，所述LED指示燈為多顏色燈珠或燈組，所述LED指示燈在微處理器的控制下通過顯示顏色的變化和/或閃爍頻率的變化指示液體溫度的變化，所述電源為浸入式裝置提供工作電源。
[0009]優選的，所述溫度傳感器、存儲器和微處理器集成在同一數字溫度探頭中。
[0010]優選的，所述LED指示燈指示顏色包括藍色、青色、綠色、黃色、紅色和紫紅色。其中，LED指示燈可以是單個彩色燈珠或由多個顏色燈珠組成的燈組。
[0011]優選的，所述浸入式裝置整體呈不倒翁結構，其上半部比重小于下半部比重，使得浸入式裝置可懸浮或漂浮在待測液體中，其測溫部分停留在待測液體中。
[0012]優選的，所述浸入式裝置的電子元器件設置在一PCB板上，所述PCB板包裹有絕熱填充材料，所述絕熱填充材料外層包裹有導熱外殼，所述導熱外殼外表面為食品安全層。
[0013]優選的，還包括漂浮裝置，所述漂浮裝置設置在浸入式裝置中使得浸入式裝置可漂浮在待測液體表面。
[0014]優選的，所述電源為紐扣電池、鋰電池或超級電容。
[0015]一種具有液體溫度探測功能的浸入式測溫方法，包括步驟:
Si，將浸入式裝置浸入待測液體中或漂浮在待測液體表面；
S2，當震動開關檢測到震動狀態時，喚醒浸入式裝置進入工作狀態:微處理器采集溫度傳感器的溫度數據，并根據溫度數據驅動LED指示燈顯示對應顏色和/或按對應頻率閃爍，啟動定時器計時；
S3，當定時器計時結束時，停止微處理器和LED指示燈工作，進入省電工作狀態。
[0016]優選的，步驟S2中所述LED指示燈顯示對應顏色和/或按對應頻率閃爍具體為:LED指示燈顯示顏色從低溫到高溫依次顯示藍色、青色、綠色、黃色、紅色和紫紅色;LED指示燈閃爍狀態從低溫到高溫閃爍頻率越來越快。
[0017]優選的，步驟S2中所述LED指示燈顯示對應顏色和/或按對應頻率閃爍具體包括子步驟:
S21，當液體溫度低于I攝氏度時，LED指示燈僅藍色閃爍I次；
S22，當液體溫度為1-15攝氏度時，LED指示燈顯示藍色緩慢閃爍；
S23，當液體溫度為16-30攝氏度時，LED指示燈顯示青色較慢閃爍；
S24,當液體溫度為31-45攝氏度時，LED指示燈顯示綠色中速閃爍；
S25，當液體溫度為46-60攝氏度時，LED指示燈顯示黃色較快閃爍；
S26，當液體溫度為60-85攝氏度時，LED指示燈顯示紅色快速閃爍；
S27,當液體溫度為86-99攝氏度時，LED指示燈顯示紫紅色極速閃爍。
[0018]本發明的有益效果是:
本發明裝置一方面通過利用數字溫度探測裝置探測液體溫度，采用彩色閃光來表示水溫，用戶可直觀、方便地獲知液體溫度，測溫過程簡單快速準確客觀；另一方面結合震動開關和定時器實現省電節能，晃動杯子或戲水時，當前水溫立即顯示，其它時候裝置幾乎不耗電，使得裝置低功耗、壽命長。
[0019]本發明的另一個有益效果是:
本發明方法一方面通過利用數字溫度探測裝置探測液體溫度，采用彩色閃光來表示水溫，通過指示燈顏色和閃爍頻率的變化使得用戶可直觀、方便地獲知液體溫度，測溫過程簡單快速準確客觀;另一方面結合震動開關和定時器實現省電節能，晃動杯子或戲水時，當前水溫立即顯示，其它時候裝置幾乎不耗電，使得裝置低功耗、壽命長。
[0020]本發明可廣泛應用于各種液體溫度探測設備。
【附圖說明】
[0021 ]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步說明:
圖1是本發明裝置一種實施例的電路結構示意圖；
圖2是本發明裝置一種實施例的實物結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0023]如圖1所示，一種具有液體溫度探測功能的浸入式裝置，包括微處理器、溫度傳感器、電源、震動開關、定時器、電源控制模塊、存儲器和LED指示燈，所述溫度傳感器的輸出端與微處理器的輸入端連接，所述震動開關的輸出端與電源控制模塊的輸入端連接，所述定時器與電源控制模塊連接，所述電源控制模塊與微處理器連接，所述存儲器與微處理器連接，所述LED指示燈的輸入端與微處理器的輸出端連接，所述LED指示燈為多顏色燈珠或燈組，所述LED指示燈在微處理器的控制下通過顯示顏色的變化和/或閃爍頻率的變化指示液體溫度的變化，所述電源為浸入式裝置提供工作電源。
[0024]優選的，還包括存儲器，所述存儲器與微處理器連接。存儲器可用于暫存溫度數據。
[0025]優選的，所述溫度傳感器、存儲器和微處理器集成在同一數字溫度探頭中。本發明采用數字溫度探頭芯片，省去了溫度傳感器和微處理器之間的模數轉換電路，節省了元器件成本的同時，節省了硬件電路空間，有利于浸入式裝置的小型化設計。
[0026]優選的，所述LED指示燈指示顏色包括藍色、青色、綠色、黃色、紅色和紫紅色。顯然顏色也可根據用戶需要自由配置。
[0027]一種具有液體溫度探測功能的浸入式測溫方法，包括步驟:
Si，將浸入式裝置浸入待測液體中或漂浮在待測液體表面；
S2，當震動開關檢測到震動狀態時，喚醒浸入式裝置進入工作狀態:微處理器采集溫度傳感器的溫度數據，并根據溫度數據驅動LED指示燈顯示對應顏色和/或按對應頻率閃爍，啟動定時器計時；
S3，當定時器計時結束時，停止微處理器和LED指示燈工作，進入省電工作狀態。該實施例中，定時器計時結束時，通過電源控制模塊控制微處理器進入關斷狀態，從而停止微處理器和LED指示燈工作。
[0028]具體的，本發明采用短時間(約I秒)LED閃爍顏色+頻率來表示水溫以及是否適合飲用和泡茶沖咖啡，顏色變化從低溫到高溫依次為藍-青(藍綠)_綠-黃(綠紅)_紅-紫(藍紅)，水溫越高閃爍頻率越快。藍色低頻閃爍表示水溫很低;綠色中速閃爍表示可以飲用;紅色高頻閃爍表示容易燙傷。黃色適合沖奶粉;紅色適合泡茶;紫紅色適合沖咖啡。
[0029]具體算法步驟說明如下:
1、水溫低于I攝氏度時不做測量，僅藍色閃爍一次，呈關機狀態。
[0030]2、水溫1-15攝氏度為藍色緩慢閃爍(頻率約2-4次/秒)，適合身體強壯人士以及熱天少量飲用。
[0031]3、水溫在16-30攝氏度為青色較慢閃爍(頻率約4次/秒)，綠色越明顯水溫越高，適合青壯年以及在舒適氣溫時飲用。
[0032]4、水溫在31-45攝氏度為綠色中速閃爍(頻率約5-9次/秒)，適合老人和嬰幼兒以及在舒適氣溫時飲用。
[0033]5、水溫在46-60攝氏度為黃色較快閃爍(頻率約10次/秒)，紅色越明顯水溫越高，適合體弱和病患以及在寒冷氣溫時少量飲用，適合沖奶粉。
[0034]6、水溫在61-85攝氏度為紅色快速閃爍(頻率約12-30次/秒)，不適合飲用，適合泡茶。
[0035]7、水溫在85-99攝氏度以上為紫紅色急速閃爍(頻率約33-120次/秒)，容易燙傷，適合沖咖啡。
[0036]8、高于99攝氏度可能會損壞測溫器件。
[0037]本發明采用指示燈顏色和閃爍頻率的變化算法指示液體溫度變化，顏色過渡緩和，閃爍頻率也是隨著溫度變化逐漸變化。有效避免了單一顏色顯示帶來的邊界溫度時顏色突變造成難以判斷液體溫度的問題。
[0038]另外，本發明通過以下3方面實現超級節電效果，提高裝置省電性能:
1.整個裝置僅在震動開關觸發電源控制模塊接通電源開始工作，其余時間處于關斷狀態；
2.微處理器通過控制LED指示燈發光的占空比來減少LED指示燈發光時間，降低通過LED的電流積分值；
3.微處理器通過時分方式分別控制紅色、綠色、藍色等顏色的LED指示燈輪流單獨發光來降低LED總電流量。
[0039]如圖2所示，該實施例中，所述浸入式裝置的電子元器件設置在一PCB板上。具體的，LED指示燈設置在PCB板的上層，其它電子元器件(包括微處理器、溫度傳感器、電源、震動開關和定時器等)設置在PCB板的底層。所述PCB板包裹有絕熱填充材料，所述絕熱填充材料外層包裹有導熱外殼，所述導熱外殼外表面為食品安全層。其中，絕熱填充材料用于保護PCB板，導熱外殼采用導熱材料(如304#不銹鋼)，用于傳導液體溫度，如當裝置漂浮在液體表面，也可以準確測量液體溫度。裝置外表面的食品安全層可以是食用硅膠材料、陶瓷、尼龍塑料或不銹鋼材料等等，設置食品安全層使得裝置可直接浸入各種飲品中。
[0040]優選的，還包括漂浮裝置，所述漂浮裝置設置在浸入式裝置中使得浸入式裝置可漂浮在待測液體表面。
[0041]更具體的，所述浸入式裝置整體呈不倒翁結構，所述不倒翁結構的上半部比重小于下半部比重，使得浸入式裝置可懸浮或漂浮在待測液體中。該實施例中，浸入式裝置整體為橢圓形結構，PCB板放置在橢圓形結構的中部，將橢圓形結構分為上半部和下半部，上半部為密閉空間，填充有小比重氣體(如空氣)，密閉空間上方包裹有透明或半透明的食品安全層，LED指示燈設置在PCB板上層，LED指示燈燈光可穿透食品安全層。該結構設計是的LED指示燈始終朝上，而且還可以在液體中懸浮或漂浮:當浸入式裝置放置在平面上(無液體狀態)時，由于下半部比重大，整體重心低，浸入式裝置整體呈不倒翁狀態，保證LED指示燈側朝上，容易被觀察；當浸入式裝置浸入液體時，由于上半部比重小于液體比重，浸入式裝置整體懸浮在液體中或漂浮在液體表面，并且保證LED指示燈側朝上，容易被觀察。
[0042]優選的，所述電源為紐扣電池、鋰電池或超級電容等等。
[0043]本發明一方面通過利用數字溫度探測裝置探測液體溫度，采用彩色閃光來表示水溫，通過指示燈顏色和閃爍頻率的變化使得用戶可直觀、方便地獲知液體溫度，測溫過程簡單快速準確客觀;另一方面結合震動開關和定時器實現省電節能，晃動杯子或戲水時，當前水溫立即顯示，其它時候裝置幾乎不耗電，使得裝置低功耗、壽命長。
[0044]本發明可廣泛應用于各種液體溫度探測設備。
[0045]以上是對本發明的較佳實施進行了具體說明，但本發明創造并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。
【主權項】
1.一種具有液體溫度探測功能的浸入式裝置，其特征在于，包括微處理器、溫度傳感器、電源、震動開關、定時器、電源控制模塊、存儲器和LED指示燈，所述溫度傳感器的輸出端與微處理器的輸入端連接，所述震動開關的輸出端與電源控制模塊的輸入端連接，所述定時器與電源控制模塊連接，所述電源控制模塊與微處理器連接，所述存儲器與微處理器連接，所述LED指示燈的輸入端與微處理器的輸出端連接，所述LED指示燈為多顏色燈珠或燈組，所述LED指示燈在微處理器的控制下通過顯示顏色的變化和/或閃爍頻率的變化指示液體溫度的變化，所述電源為浸入式裝置提供工作電源。2.根據權利要求1所述的具有液體溫度探測功能的浸入式裝置，其特征在于，所述溫度傳感器、存儲器和微處理器集成在同一數字溫度探頭中。3.根據權利要求1或2所述的具有液體溫度探測功能的浸入式裝置，其特征在于，所述浸入式裝置的電子元器件設置在一 PCB板上，所述PCB板包裹有絕熱填充材料，所述絕熱填充材料外層包裹有導熱外殼，所述導熱外殼外表面為食品安全層。4.根據權利要求3所述的具有液體溫度探測功能的浸入式裝置，其特征在于，所述浸入式裝置整體呈不倒翁結構，其上半部比重小于下半部比重，使得浸入式裝置可懸浮或漂浮在待測液體中。5.根據權利要求1、2或4所述的具有液體溫度探測功能的浸入式裝置，其特征在于，還包括漂浮裝置，所述漂浮裝置設置在浸入式裝置中使得浸入式裝置可漂浮在待測液體表面。6.根據權利要求5所述的具有液體溫度探測功能的浸入式裝置，其特征在于，所述電源為紐扣電池、鋰電池或超級電容。7.—種具有液體溫度探測功能的浸入式測溫方法，其特征在于，其應用在如權利要求1至6任一項所述的浸入式裝置上，所述方法包括步驟: SI，將浸入式裝置浸入待測液體中或漂浮在待測液體表面； S2，當震動開關檢測到震動狀態時，喚醒浸入式裝置進入工作狀態:微處理器采集溫度傳感器的溫度數據，并根據溫度數據驅動LED指示燈顯示對應顏色和/或按對應頻率閃爍，啟動定時器計時； S3，當定時器計時結束時，停止微處理器和LED指示燈工作，進入省電工作狀態。8.根據權利要求7的一種具有液體溫度探測功能的浸入式測溫方法，其特征在于，步驟S2所述LED指示燈按對應頻率閃爍具體為:微處理器通過控制LED指示燈發光的占空比實現LED指示燈按對應頻率閃爍。9.根據權利要求8的一種具有液體溫度探測功能的浸入式測溫方法，其特征在于，步驟S2中所述LED指示燈顯示對應顏色和/或按對應頻率閃爍具體為:LED指示燈顯示顏色從低溫到高溫依次顯示藍色、青色、綠色、黃色、紅色和紫紅色;LED指示燈閃爍狀態從低溫到高溫閃爍頻率越來越快。10.根據權利要求9的一種具有液體溫度探測功能的浸入式測溫方法，其特征在于，步驟S2中所述LED指示燈顯示對應顏色和/或按對應頻率閃爍具體包括子步驟: S21，當液體溫度低于I攝氏度時，LED指示燈僅藍色閃爍I次； S22，當液體溫度為1-15攝氏度時，LED指示燈顯示藍色緩慢閃爍； S23，當液體溫度為16-30攝氏度時，LED指示燈顯示青色較慢閃爍；S24，當液體溫度為31-45攝氏度時，LED指示燈顯示綠色中速閃爍；S25，當液體溫度為46-60攝氏度時，LED指示燈顯示黃色較快閃爍；S26，當液體溫度為60-85攝氏度時，LED指示燈顯示紅色快速閃爍；S27,當液體溫度為86-99攝氏度時，LED指示燈顯示紫紅色極速閃爍。
【文檔編號】G01K1/02GK105865640SQ201610202970
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月1日
【發明人】曹陽
【申請人】深圳迪美泰數字醫學技術有限公司