电测pH值真空杯的制作方法
【专利摘要】一种电测pH值真空杯，涉及一种真空杯。它包括杯体和杯盖，所述杯盖可拆卸的安装在杯体开口处，其特征在于：所述杯盖设有pH值测量显示装置。所述pH值测量显示装置为pH计。本发明对照现有技术的有益效果是，由于杯盖设有pH值测量显示装置，因此能够检测并显示出杯体内盛放液体的pH值,让人及时了解杯体内盛放液体的pH值，其结构简单、易于制造。
【专利说明】电测PH值真空杯
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种真空杯，更具体地说涉及一种能够测量并显示真空杯内盛放液体的pH值的电测pH值真空杯。
【背景技术】
[0002]随着社会的进步和人们生活水平的不断提高，人们对身体健康越来越重视。为了能够达到延年益寿、养生保健的目的，人们除了加强身体锻炼之外，日常的饮食也越来越讲究。尤其是人们日常饮用的水，更是不能忽视。
[0003]由于人们渐渐发现温度较低的冷水(温度小于20度)是无法满足养生保健的需求，尤其到了冬天，人们不但无法通过饮用冰冷的冷水来养生保健，相反冷水还会伤害到人的身体。因此，为了满足人们饮用热水的需求，市场上出现大量具有保温效果的保温杯，这些保温杯通常在内部有一个真空保温夹层，通过该真空保温夹层减少保温杯内外热量的传递，从而起到保温的作用。上述这些保温杯由于采用真空保温夹层来实现保温的目的，因此又称为真空杯。
[0004]但是，仅注意水的温度是不够的。水质指标很多，其中，pH值是最重要的水质参数之一。水的酸碱度均用PH值表达。一般天然水源的pH值为6.5?8.5。酸性物质(包括大部分的有机污染物)或酸雨的影响会使水的PH值降低到5左右。在一般情况下水可以发生微弱的电离，即产生一个氢离子和一个氢氧根离子。习惯上，我们把氢离子浓度的负对数值作为溶液酸碱性的指标，简写为pH。在中性溶液中pH=7，pH大于7越多，则碱性越强，小于7越少，则酸性越强。在纯净水和人工矿物质水中，由于氢离子过剩均呈现酸性，有的人工矿物质水甚至比纯净水更酸。
[0005]适于饮用的水，其pH值应该在7.0以上，呈弱碱性。科普文章中，均称“正常人体的pH值应该是弱碱性”。周力博士说，我们通常讲人体pH值为7.35-7.45是指人体血液中的PH值，人体各部位及组织中的pH值是不同的。人体为了正常进行生理活动，血液的氢离子浓度必须维持在一定的正常范围内。
[0006]而氢离子浓度的正常，又必须依靠人体的调节功能，使体内的酸碱度达到动态平衡。如果过酸或过碱，都会引起血液氢离子浓度的改变，使正常的酸碱平衡发生紊乱，简称为酸碱失衡。例如饥饿时的胃液pH值为1-2,皮肤为5.5,大肠为8.4,汗为6.0,尿为6.9等。无论哪一个部位的PH值都维持在一个恒定范围内，哪怕是发生轻微的变化，都会引起身体的生物活性分子结构和化学功能发生剧烈的变化。
[0007]机体内的缓冲体系、呼吸系统、肾脏代偿系统等共同维持着pH的平衡，才使得机体的生理功能正常运行并维持着人体的健康。有些研究发现，每当血液中PH值下降0.1单位，胰岛素的活性就下降30%。
[0008]1958年，世界卫生组织在饮用水标准中规定，pH值不得低于6.5，不得大于9.2 ；在1984年第一版的饮水指导准则中规定pH值为6.5-8.5 ;在2003年第三版的饮水指导准则中规定PH值为6.5-8.0 ;在2006年第三版的修订本中规定pH值为6.5-9.5。我国的生活饮用水卫生标准中，将水的PH值定为6.5-8.5。在人类进化中，从饮用天然水、井水到近100年来的自来水，pH值均为6.5-8.5。虽然人体内具有强的pH值缓冲及调剂能力，但是饮用水的PH值保持在一定范围内是科学的，水的pH值越接近血液的pH值越好。
[0009]从大量的流行病学研究报告中可以看出水中的硬度与心血管等疾病的发病率呈负相关关系，也就是说，饮用水的硬度和PH值越低，发病率越高。在我国南方的许多地区，属于软水地区，水中的矿物质含量较低，PH值一般在7.0左右或以下。有些地区随着污染的增加，特别是长三角和珠三角地区属于酸雨地区，而饮用水主要来自地面降水，所以饮用水中的PH值较正常情况下低一些。近几十年这些地区的水质的pH值都有所降低。
[0010]从目前的瓶装饮用水水质来看，我们发现，凡是含有天然均衡矿物质和微量元素的饮用水，pH值都呈弱碱性，或非常接近7。而水中没有矿物质，或者人工添加矿物质的饮用水，pH值往往是酸性的。
[0011]在纯净水中人工添加矿物质，制成含有钾离子、镁离子、氯离子、硫酸根离子的人工矿物质水，会使水的酸度更酸，pH值甚至可能低于6.0。而且人工添加的矿物质,其配比和成分远没有天然来源自然、稳定。最后的结果是既不能保证人体所需微量矿物质元素的正常补充，又因为PH值过低的原因而影响人体酸碱的自然平衡。
[0012]
另外，由于各个厂家所添加到水中的化合物不同，给国家的产品质量监督带来了一定的难度。有一点可以肯定，添加矿物质的水质远不如优质饮用天然水(包括天然矿泉水)。在添加矿物质的时候，要适当考虑各种阴阳离子的相互的平衡和拮抗的作用，否则不仅不能给人带来健康，可能还会弓I起一些营养和健康方面的问题。
[0013]因此，人们迫切需要了解其饮用的水，其pH值是否合适，但是目前真空杯都不能检测并显示真空杯内盛放液体的pH值。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术无法让人了解真空杯内盛放液体PH值的缺点，提供一种电测pH值真空杯，这种电测pH值真空杯能够检测并显示出杯体内盛放液体的pH值。采用的技术方案如下:
一种电测pH值真空杯，包括杯体和杯盖，所述杯盖可拆卸的安装在杯体开口处，其特征在于:所述杯盖设有PH值测量显示装置。由于真空杯是人们用来喝水的，在真空杯上设置PH值测量显示装置，能够让人及时了解将要饮用的水，其pH值是否合适，如果合适则饮用，如果不合适则及时倒掉更换合适的水。
[0014]较优的方案，所述pH值测量显示装置为pH计。
[0015]较优的方案，所述pH计包括信号采集电路，检测位于杯体内的液体的pH值并送出PH值检测信号；差分放大电路，将pH值检测信号放大；温度传感器，检测位于杯体内的液体的温度并送出温度检测信号；控制模块，接收温度检测信号、被差分放大电路放大的PH值检测信号，处理后发出显示信号；显示装置，接收显示信号并显示图文。人们通过观看显示装置显示出来的图文，就可以了解位于杯体内的液体的PH值。
[0016]更优的方案，所述显示装置位于杯盖顶端，所述信号采集电路位于杯盖底部，所述控制模块位于杯盖内部。
[0017]为了便于操作，所述pH计还包括键盘，输入参数信号给控制模块。[0018]更优的方案，所述信号采集电路包括玻璃电极、参考电极和三个放大器组成的。
[0019]所述放大器选用型号为CA3140的放大器。
[0020]本发明对照现有技术的有益效果是，由于杯盖设有pH值测量显示装置，因此能够检测并显示出杯体内盛放液体的pH值，让人及时了解杯体内盛放液体的pH值，其结构简单、易于制造。
[0021]【专利附图】
【附图说明】
图1是本发明优选实施例的局部剖视图；
图2是图1所示优选实施例pH计的结构示意图；
图3是图1所示优选实施例杯盖的俯视图；
图4是图1所示优选实施例pH计的电路原理方框图；
图5是图1所示优选实施例信号采集电路、差分放大电路的电路原理图；
图6是图1所示优选实施例温度传感器的电路原理图。
[0022]【具体实施方式】
如图1-6所示，本优选实施例中的电测pH值真空杯，包括杯体I和杯盖2，所述杯盖2可拆卸的安装在杯体I开口处，所述杯盖2设有pH值测量显示装置。由于真空杯是人们用来喝水的，在真空杯上设置PH值测量显示装置，能够让人及时了解将要饮用的水，其pH值是否合适，如果合适则饮用，如果不合适则及时倒掉更换合适的水。
[0023]所述pH值测量显示装置为pH计3。
[0024]所述pH计3包括
信号采集电路，检测位于杯体I内的液体的PH值并送出pH值检测信号；差分放大电路，将pH值检测信号放大；温度传感器,检测位于杯体I内的液体的温度并送出温度检测信号；控制模块，接收参数信号、温度检测信号、被差分放大电路放大的PH值检测信号，处理后发出显示信号；显示装置，接收显示信号并显示图文；键盘304，输入参数信号。人们通过观看显示装置显示出来的图文，就可以了解位于杯体I内的液体的PH值。
[0025]所述显示装置位于杯盖2顶端，所述信号采集电路303位于杯盖2底部，所述控制模块位于杯盖2内部。
[0026]所述控制模块为单片机302。本实施例中单片机302的型号为AduC812。
[0027]所述显示装置为LED显示电路301。
[0028]所述信号采集电路303、差分放大电路中的放大器选用型号为CA3140的放大器。
[0029]
所述玻璃电极和参考电极是PH计的重要组成部分，溶液的pH值是由它们与待测溶液组成的原电池的电动势决定的。玻璃电极是由特殊玻璃膜制成的，其厚度可以小于0.lmm, Ag-AgCl为参考电极在内部，由二者组成复合电极，之间是pH值一定的参比溶液，当玻璃电极放入待测溶液时，玻璃膜处于H+浓度一定内参比溶液和待测溶液之间，形成很薄的水化层，二者之间形成新的H+平衡，产生了膜电位En (玻璃电极)和En (参比电极)，则复合电极的E=Ew-En, En恒定不变。通过预先存放在单片机302内的程序，对温度检测信号、被差分放大电路放大的PH值检测信号进行处理后，就可以获得位于杯体I内的液体的pH值。
[0030]如图5所示，玻璃电极在溶液中构成的原电源是一个高内阻信号源，大约IO12 Ω,输入电流信号很小，达PA级，小电流信号精度比较高，这里选择了 CA3140来组成差分放大器，兼有高电压PMOS管和高压二极管的优点，都集成在单独的芯片上，输入电路PMOS提供非常高的阻抗，可达到T Ω级，并且具有非常快的响应速度，还具有自身补偿能力来达到稳定的放大增益，输出部分含有自身保护电路来保护由于负载短路造成的损害，非常适合此电路设计，本实施例中采用3个CA3140来构成输入电路，前两个电压跟随，后面一个放大。
[0031]Ul和U2构成常称之为输入级或第一级，而U3构成输出级或第二级，依据输入电压约束条件，在Rg上的电压为玻璃电极Vl和参考电极V2电压之差JPV1-V2，依据输入电流约束条件，流过R3与Rg是同一电流。
[0032]因为增益取决于外部电阻的比值，所以采用合适的电阻，可以达到精确的放大增益，由于Ul和U2工作在同相结构，它们的闭环输入电阻极高，同样U3的闭环输出电阻也很低，最后通过适当调节第二级中的电阻可以使共模抑制比CMRR达到最大，可以得到理想的
4—20mA电流输出，送入单片机302AduC812模/数端进行处理。
[0033]如图6所示，本实施例采用PtlOO来作为温度传感器，其测温范围为_200°C到+850°C;热响应时间<30s ;允通电流=5mA。另外还具有抗震动，稳定性好，精度高等优点。
[0034]其中由Rl、R2、R3、PtlOO组成电桥，R1=R2=R3=R0，传感器的电流不宜过大，否则会导致失真增大,这符合本设计电流输入小的特点，电桥电压不宜太高,一般要求V=lv。
[0035]经放大器放大输出要得到的电流信号送到AduC812进行A/D转换，AduC812内部功能强大，是一个完全集成的12位数据采集系统，在一个芯片内结合了高性能的自校准多通道12位ADC，双12位DAC和可编程8位微控制器，与8051兼容，片内有8K字节闪存，52引脚方型扁平塑料封装，数据在其内部经过处理后经DAC由PO 口到LED显示pH值和温度，键盘304能让人根据温度将对应的参数写入内部程序进行计算。
[0036]本申请的真空杯，也可以换成生态杯。
[0037]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明的权利要求范围所做的等同变换，均为本发明权利要求范围所覆盖。
【权利要求】
1.一种电测pH值真空杯，包括杯体和杯盖，所述杯盖可拆卸的安装在杯体开口处，其特征在于:所述杯盖设有PH值测量显示装置。
2.如权利要求1所述的电测PH值真空杯，其特征在于:所述pH值测量显示装置为pH计。
3.如权利要求2所述的电测pH值真空杯，其特征在于:所述pH计包括信号采集电路，检测位于杯体内的液体的PH值并送出pH值检测信号；差分放大电路，将pH值检测信号放大；温度传感器，检测位于杯体内的液体的温度并送出温度检测信号；控制模块，接收温度检测信号、被差分放大电路放大的PH值检测信号，处理后发出显示信号；显示装置，接收显示信号并显示图文。
4.如权利要求3所述的电测pH值真空杯，其特征在于:所述显示装置位于杯盖顶端，所述信号采集电路位于杯盖底部，所述控制模块位于杯盖内部。
5.如权利要求3或4所述的电测pH值真空杯，其特征在于:所述pH计还包括键盘，输入参数信号给控制模块。
【文档编号】G01N27/403GK103462439SQ201310444188
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】陈本祥 申请人:汕头市华净瓷饮水杯科技有限公司