一种具有液体温度探测功能的浸入式装置及测温方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有液体温度探测功能的浸入式装置及方法。装置包括微处理器、温度传感器、电源、震动开关、定时器、电源控制模块和LED指示灯。方法包括：当震动开关检测到震动状态时，唤醒浸入式装置进入工作状态：微处理器采集温度传感器的温度数据，并根据温度数据驱动LED指示灯显示对应颜色和/或按对应频率闪烁，启动定时器计时；当定时器计时结束时，停止微处理器和LED指示灯工作。本发明一方面通过利用数字温度探测装置探测液体温度，采用彩色闪光来表示水温，测温过程简单快速准确客观；另一方面结合震动开关和定时器实现省电节能，晃动杯子或戏水时，当前水温立即显示。本发明可广泛应用于各种液体温度探测设备。
【专利说明】
一种具有液体温度探测功能的浸入式装置及测温方法
技术领域
[0001 ] 本发明涉及一种日常生活用品，尤其涉及一种液体温度探测装置。
【背景技术】
[0002]在现代生活中，饮水健康受到越来越多的重视。正常人每天平均耗水量为2000—2500毫升，体内物质氧化可生水300毫升，故每日应补充水分2200毫升，包括饮食中的含水量。夏天每日补充水分在3000毫升左右，才能满足人体需要。一般成年人每天平均排尿约1.5升，通过呼吸和排汗散失水分约0.5?I升，为了保证健康，我们每天至少应饮水2?2.5升。
[0003]不同年龄人群对饮水温度感受不同，而且同一个人在不同环境温度、不同健康状态、不同衣着、不同饮料类型，都可能选择不同的饮用温度。身体强壮、天气炎热，许多人会选择4°C~15°C的冷饮。大多数人在适宜气温环境会选择矿泉水饮用，水温通常在15°030°C。对于体弱老人和婴儿，饮料的温度在30°C~45°C比较合适。50°C以上的水温不适合直接饮用，包括茶水、咖啡、热奶、汤水等等，会伤害口腔、食道、胃粘膜细胞，增加口腔溃疡、食道炎、胃溃疡、癌变等机会。
[0004]冲奶粉等营养品的水温也有讲究，过高水温会破坏奶粉、蜂蜜等含有的营养成分。45°C?60°C范围内不会破坏奶粉中的维生素等营养成分，最适合宝宝和老人。对于喜欢喝茶或咖啡的成人来说，泡茶和冲咖啡的最佳温度是65°C~85°C。冲其他健康饮品也是如此，不适合水温过高，以免破坏营养成分，最佳温度为50°C?60°C。刚刚烧开的100°C水如饮用会引起烫伤，也不适宜用来冲营养饮品、泡茶和咖啡。
[0005]然而水温难以依靠主观感觉来准确感知，最常见的方法就是用嘴唇去试探，但是如果水温过高容易烫到;又如大人给婴儿喂冲制奶液，很多大人都是用手感觉奶瓶的温度来判断奶液的温度，或是先自己尝一下再喂婴儿，一方面是婴儿和父母对温度的感应是不一样的，他们更脆弱一点，父母的感觉不准确，另一方面是不卫生，容易将病毒带给婴儿，导致婴儿生病。
[0006]再者，在冲澡尤其是儿童洗澡时，需要谨慎关注水温，以免由于水温过高或过低而造成儿童皮肤烫伤或引起感冒，目前的做法是直接由成人用手试探水温。一方面由于成人手表温度的不同，对水温的试探的准确度较差，误差5°C-10°C很常见；另一方面，儿童在戏水过程中，大人不可能时时将手置于洗澡水中，也不能通过观望来实时监测水温。
【发明内容】
[0007]为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种可探测并指示液体温度、节能、使用寿命长的浸入式装置和液体温度测温方法。
[0008]本发明所采用的技术方案是:
一种具有液体温度探测功能的浸入式装置，包括微处理器、温度传感器、电源、震动开关、定时器、电源控制模块、存储器和LED指示灯，所述温度传感器的输出端与微处理器的输入端连接，所述震动开关的输出端与电源控制模块的输入端连接，所述定时器与电源控制模块连接，所述电源控制模块与微处理器连接，所述存储器与微处理器连接，所述LED指示灯的输入端与微处理器的输出端连接，所述LED指示灯为多颜色灯珠或灯组，所述LED指示灯在微处理器的控制下通过显示颜色的变化和/或闪烁频率的变化指示液体温度的变化，所述电源为浸入式装置提供工作电源。
[0009]优选的，所述温度传感器、存储器和微处理器集成在同一数字温度探头中。
[0010]优选的，所述LED指示灯指示颜色包括蓝色、青色、绿色、黄色、红色和紫红色。其中，LED指示灯可以是单个彩色灯珠或由多个颜色灯珠组成的灯组。
[0011]优选的，所述浸入式装置整体呈不倒翁结构，其上半部比重小于下半部比重，使得浸入式装置可悬浮或漂浮在待测液体中，其测温部分停留在待测液体中。
[0012]优选的，所述浸入式装置的电子元器件设置在一PCB板上，所述PCB板包裹有绝热填充材料，所述绝热填充材料外层包裹有导热外壳，所述导热外壳外表面为食品安全层。
[0013]优选的，还包括漂浮装置，所述漂浮装置设置在浸入式装置中使得浸入式装置可漂浮在待测液体表面。
[0014]优选的，所述电源为纽扣电池、锂电池或超级电容。
[0015]一种具有液体温度探测功能的浸入式测温方法，包括步骤:
Si，将浸入式装置浸入待测液体中或漂浮在待测液体表面；
S2，当震动开关检测到震动状态时，唤醒浸入式装置进入工作状态:微处理器采集温度传感器的温度数据，并根据温度数据驱动LED指示灯显示对应颜色和/或按对应频率闪烁，启动定时器计时；
S3，当定时器计时结束时，停止微处理器和LED指示灯工作，进入省电工作状态。
[0016]优选的，步骤S2中所述LED指示灯显示对应颜色和/或按对应频率闪烁具体为:LED指示灯显示颜色从低温到高温依次显示蓝色、青色、绿色、黄色、红色和紫红色;LED指示灯闪烁状态从低温到高温闪烁频率越来越快。
[0017]优选的，步骤S2中所述LED指示灯显示对应颜色和/或按对应频率闪烁具体包括子步骤:
S21，当液体温度低于I摄氏度时，LED指示灯仅蓝色闪烁I次；
S22，当液体温度为1-15摄氏度时，LED指示灯显示蓝色缓慢闪烁；
S23，当液体温度为16-30摄氏度时，LED指示灯显示青色较慢闪烁；
S24,当液体温度为31-45摄氏度时，LED指示灯显示绿色中速闪烁；
S25，当液体温度为46-60摄氏度时，LED指示灯显示黄色较快闪烁；
S26，当液体温度为60-85摄氏度时，LED指示灯显示红色快速闪烁；
S27,当液体温度为86-99摄氏度时，LED指示灯显示紫红色极速闪烁。
[0018]本发明的有益效果是:
本发明装置一方面通过利用数字温度探测装置探测液体温度，采用彩色闪光来表示水温，用户可直观、方便地获知液体温度，测温过程简单快速准确客观；另一方面结合震动开关和定时器实现省电节能，晃动杯子或戏水时，当前水温立即显示，其它时候装置几乎不耗电，使得装置低功耗、寿命长。
[0019]本发明的另一个有益效果是:
本发明方法一方面通过利用数字温度探测装置探测液体温度，采用彩色闪光来表示水温，通过指示灯颜色和闪烁频率的变化使得用户可直观、方便地获知液体温度，测温过程简单快速准确客观;另一方面结合震动开关和定时器实现省电节能，晃动杯子或戏水时，当前水温立即显示，其它时候装置几乎不耗电，使得装置低功耗、寿命长。
[0020]本发明可广泛应用于各种液体温度探测设备。
【附图说明】
[0021 ]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明:
图1是本发明装置一种实施例的电路结构示意图；
图2是本发明装置一种实施例的实物结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0023]如图1所示，一种具有液体温度探测功能的浸入式装置，包括微处理器、温度传感器、电源、震动开关、定时器、电源控制模块、存储器和LED指示灯，所述温度传感器的输出端与微处理器的输入端连接，所述震动开关的输出端与电源控制模块的输入端连接，所述定时器与电源控制模块连接，所述电源控制模块与微处理器连接，所述存储器与微处理器连接，所述LED指示灯的输入端与微处理器的输出端连接，所述LED指示灯为多颜色灯珠或灯组，所述LED指示灯在微处理器的控制下通过显示颜色的变化和/或闪烁频率的变化指示液体温度的变化，所述电源为浸入式装置提供工作电源。
[0024]优选的，还包括存储器，所述存储器与微处理器连接。存储器可用于暂存温度数据。
[0025]优选的，所述温度传感器、存储器和微处理器集成在同一数字温度探头中。本发明采用数字温度探头芯片，省去了温度传感器和微处理器之间的模数转换电路，节省了元器件成本的同时，节省了硬件电路空间，有利于浸入式装置的小型化设计。
[0026]优选的，所述LED指示灯指示颜色包括蓝色、青色、绿色、黄色、红色和紫红色。显然颜色也可根据用户需要自由配置。
[0027]一种具有液体温度探测功能的浸入式测温方法，包括步骤:
Si，将浸入式装置浸入待测液体中或漂浮在待测液体表面；
S2，当震动开关检测到震动状态时，唤醒浸入式装置进入工作状态:微处理器采集温度传感器的温度数据，并根据温度数据驱动LED指示灯显示对应颜色和/或按对应频率闪烁，启动定时器计时；
S3，当定时器计时结束时，停止微处理器和LED指示灯工作，进入省电工作状态。该实施例中，定时器计时结束时，通过电源控制模块控制微处理器进入关断状态，从而停止微处理器和LED指示灯工作。
[0028]具体的，本发明采用短时间(约I秒)LED闪烁颜色+频率来表示水温以及是否适合饮用和泡茶冲咖啡，颜色变化从低温到高温依次为蓝-青(蓝绿)_绿-黄(绿红)_红-紫(蓝红)，水温越高闪烁频率越快。蓝色低频闪烁表示水温很低;绿色中速闪烁表示可以饮用;红色高频闪烁表示容易烫伤。黄色适合冲奶粉;红色适合泡茶;紫红色适合冲咖啡。
[0029]具体算法步骤说明如下:
1、水温低于I摄氏度时不做测量，仅蓝色闪烁一次，呈关机状态。
[0030]2、水温1-15摄氏度为蓝色缓慢闪烁(频率约2-4次/秒)，适合身体强壮人士以及热天少量饮用。
[0031]3、水温在16-30摄氏度为青色较慢闪烁(频率约4次/秒)，绿色越明显水温越高，适合青壮年以及在舒适气温时饮用。
[0032]4、水温在31-45摄氏度为绿色中速闪烁(频率约5-9次/秒)，适合老人和婴幼儿以及在舒适气温时饮用。
[0033]5、水温在46-60摄氏度为黄色较快闪烁(频率约10次/秒)，红色越明显水温越高，适合体弱和病患以及在寒冷气温时少量饮用，适合冲奶粉。
[0034]6、水温在61-85摄氏度为红色快速闪烁(频率约12-30次/秒)，不适合饮用，适合泡茶。
[0035]7、水温在85-99摄氏度以上为紫红色急速闪烁(频率约33-120次/秒)，容易烫伤，适合冲咖啡。
[0036]8、高于99摄氏度可能会损坏测温器件。
[0037]本发明采用指示灯颜色和闪烁频率的变化算法指示液体温度变化，颜色过渡缓和，闪烁频率也是随着温度变化逐渐变化。有效避免了单一颜色显示带来的边界温度时颜色突变造成难以判断液体温度的问题。
[0038]另外，本发明通过以下3方面实现超级节电效果，提高装置省电性能:
1.整个装置仅在震动开关触发电源控制模块接通电源开始工作，其余时间处于关断状态；
2.微处理器通过控制LED指示灯发光的占空比来减少LED指示灯发光时间，降低通过LED的电流积分值；
3.微处理器通过时分方式分别控制红色、绿色、蓝色等颜色的LED指示灯轮流单独发光来降低LED总电流量。
[0039]如图2所示，该实施例中，所述浸入式装置的电子元器件设置在一PCB板上。具体的，LED指示灯设置在PCB板的上层，其它电子元器件(包括微处理器、温度传感器、电源、震动开关和定时器等)设置在PCB板的底层。所述PCB板包裹有绝热填充材料，所述绝热填充材料外层包裹有导热外壳，所述导热外壳外表面为食品安全层。其中，绝热填充材料用于保护PCB板，导热外壳采用导热材料(如304#不锈钢)，用于传导液体温度，如当装置漂浮在液体表面，也可以准确测量液体温度。装置外表面的食品安全层可以是食用硅胶材料、陶瓷、尼龙塑料或不锈钢材料等等，设置食品安全层使得装置可直接浸入各种饮品中。
[0040]优选的，还包括漂浮装置，所述漂浮装置设置在浸入式装置中使得浸入式装置可漂浮在待测液体表面。
[0041]更具体的，所述浸入式装置整体呈不倒翁结构，所述不倒翁结构的上半部比重小于下半部比重，使得浸入式装置可悬浮或漂浮在待测液体中。该实施例中，浸入式装置整体为椭圆形结构，PCB板放置在椭圆形结构的中部，将椭圆形结构分为上半部和下半部，上半部为密闭空间，填充有小比重气体(如空气)，密闭空间上方包裹有透明或半透明的食品安全层，LED指示灯设置在PCB板上层，LED指示灯灯光可穿透食品安全层。该结构设计是的LED指示灯始终朝上，而且还可以在液体中悬浮或漂浮:当浸入式装置放置在平面上(无液体状态)时，由于下半部比重大，整体重心低，浸入式装置整体呈不倒翁状态，保证LED指示灯侧朝上，容易被观察；当浸入式装置浸入液体时，由于上半部比重小于液体比重，浸入式装置整体悬浮在液体中或漂浮在液体表面，并且保证LED指示灯侧朝上，容易被观察。
[0042]优选的，所述电源为纽扣电池、锂电池或超级电容等等。
[0043]本发明一方面通过利用数字温度探测装置探测液体温度，采用彩色闪光来表示水温，通过指示灯颜色和闪烁频率的变化使得用户可直观、方便地获知液体温度，测温过程简单快速准确客观;另一方面结合震动开关和定时器实现省电节能，晃动杯子或戏水时，当前水温立即显示，其它时候装置几乎不耗电，使得装置低功耗、寿命长。
[0044]本发明可广泛应用于各种液体温度探测设备。
[0045]以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【主权项】
1.一种具有液体温度探测功能的浸入式装置，其特征在于，包括微处理器、温度传感器、电源、震动开关、定时器、电源控制模块、存储器和LED指示灯，所述温度传感器的输出端与微处理器的输入端连接，所述震动开关的输出端与电源控制模块的输入端连接，所述定时器与电源控制模块连接，所述电源控制模块与微处理器连接，所述存储器与微处理器连接，所述LED指示灯的输入端与微处理器的输出端连接，所述LED指示灯为多颜色灯珠或灯组，所述LED指示灯在微处理器的控制下通过显示颜色的变化和/或闪烁频率的变化指示液体温度的变化，所述电源为浸入式装置提供工作电源。2.根据权利要求1所述的具有液体温度探测功能的浸入式装置，其特征在于，所述温度传感器、存储器和微处理器集成在同一数字温度探头中。3.根据权利要求1或2所述的具有液体温度探测功能的浸入式装置，其特征在于，所述浸入式装置的电子元器件设置在一 PCB板上，所述PCB板包裹有绝热填充材料，所述绝热填充材料外层包裹有导热外壳，所述导热外壳外表面为食品安全层。4.根据权利要求3所述的具有液体温度探测功能的浸入式装置，其特征在于，所述浸入式装置整体呈不倒翁结构，其上半部比重小于下半部比重，使得浸入式装置可悬浮或漂浮在待测液体中。5.根据权利要求1、2或4所述的具有液体温度探测功能的浸入式装置，其特征在于，还包括漂浮装置，所述漂浮装置设置在浸入式装置中使得浸入式装置可漂浮在待测液体表面。6.根据权利要求5所述的具有液体温度探测功能的浸入式装置，其特征在于，所述电源为纽扣电池、锂电池或超级电容。7.—种具有液体温度探测功能的浸入式测温方法，其特征在于，其应用在如权利要求1至6任一项所述的浸入式装置上，所述方法包括步骤: SI，将浸入式装置浸入待测液体中或漂浮在待测液体表面； S2，当震动开关检测到震动状态时，唤醒浸入式装置进入工作状态:微处理器采集温度传感器的温度数据，并根据温度数据驱动LED指示灯显示对应颜色和/或按对应频率闪烁，启动定时器计时； S3，当定时器计时结束时，停止微处理器和LED指示灯工作，进入省电工作状态。8.根据权利要求7的一种具有液体温度探测功能的浸入式测温方法，其特征在于，步骤S2所述LED指示灯按对应频率闪烁具体为:微处理器通过控制LED指示灯发光的占空比实现LED指示灯按对应频率闪烁。9.根据权利要求8的一种具有液体温度探测功能的浸入式测温方法，其特征在于，步骤S2中所述LED指示灯显示对应颜色和/或按对应频率闪烁具体为:LED指示灯显示颜色从低温到高温依次显示蓝色、青色、绿色、黄色、红色和紫红色;LED指示灯闪烁状态从低温到高温闪烁频率越来越快。10.根据权利要求9的一种具有液体温度探测功能的浸入式测温方法，其特征在于，步骤S2中所述LED指示灯显示对应颜色和/或按对应频率闪烁具体包括子步骤: S21，当液体温度低于I摄氏度时，LED指示灯仅蓝色闪烁I次； S22，当液体温度为1-15摄氏度时，LED指示灯显示蓝色缓慢闪烁； S23，当液体温度为16-30摄氏度时，LED指示灯显示青色较慢闪烁；S24，当液体温度为31-45摄氏度时，LED指示灯显示绿色中速闪烁；S25，当液体温度为46-60摄氏度时，LED指示灯显示黄色较快闪烁；S26，当液体温度为60-85摄氏度时，LED指示灯显示红色快速闪烁；S27,当液体温度为86-99摄氏度时，LED指示灯显示紫红色极速闪烁。
【文档编号】G01K1/02GK105865640SQ201610202970
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】曹阳
【申请人】深圳迪美泰数字医学技术有限公司