電測pH值真空杯的制作方法
【專利摘要】一種電測pH值真空杯，涉及一種真空杯。它包括杯體和杯蓋，所述杯蓋可拆卸的安裝在杯體開口處，其特征在于：所述杯蓋設(shè)有pH值測量顯示裝置。所述pH值測量顯示裝置為pH計(jì)。pH計(jì)包括信號采集電路，檢測位于杯體內(nèi)的液體的pH值并送出pH值檢測信號；差分放大電路，將pH值檢測信號放大；溫度傳感器，檢測位于杯體內(nèi)的液體的溫度并送出溫度檢測信號；控制模塊，接收溫度檢測信號、被差分放大電路放大的pH值檢測信號，處理后發(fā)出顯示信號；顯示裝置，接收顯示信號并顯示圖文。本實(shí)用新型由于杯蓋設(shè)有pH值測量顯示裝置，因此能夠檢測并顯示出杯體內(nèi)盛放液體的pH值，讓人及時了解杯體內(nèi)盛放液體的pH值，其結(jié)構(gòu)簡單、易于制造。
【專利說明】電測PH值真空杯
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種真空杯，更具體地說涉及一種能夠測量并顯示真空杯內(nèi)盛放液體的pH值的電測pH值真空杯。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的進(jìn)步和人們生活水平的不斷提高，人們對身體健康越來越重視。為了能夠達(dá)到延年益壽、養(yǎng)生保健的目的，人們除了加強(qiáng)身體鍛煉之外，日常的飲食也越來越講究。尤其是人們?nèi)粘ｏ嬘玫乃?，更是不能忽視?br>
[0003]由于人們漸漸發(fā)現(xiàn)溫度較低的冷水(溫度小于20度)是無法滿足養(yǎng)生保健的需求，尤其到了冬天，人們不但無法通過飲用冰冷的冷水來養(yǎng)生保健，相反冷水還會傷害到人的身體。因此，為了滿足人們飲用熱水的需求，市場上出現(xiàn)大量具有保溫效果的保溫杯，這些保溫杯通常在內(nèi)部有一個真空保溫夾層，通過該真空保溫夾層減少保溫杯內(nèi)外熱量的傳遞，從而起到保溫的作用。上述這些保溫杯由于采用真空保溫夾層來實(shí)現(xiàn)保溫的目的，因此又稱為真空杯。
[0004]但是，僅注意水的溫度是不夠的。水質(zhì)指標(biāo)很多，其中，pH值是最重要的水質(zhì)參數(shù)之一。水的酸堿度均用PH值表達(dá)。一般天然水源的pH值為6.5?8.5。酸性物質(zhì)(包括大部分的有機(jī)污染物)或酸雨的影響會使水的PH值降低到5左右。在一般情況下水可以發(fā)生微弱的電離，即產(chǎn)生一個氫離子和一個氫氧根離子。習(xí)慣上，我們把氫離子濃度的負(fù)對數(shù)值作為溶液酸堿性的指標(biāo)，簡寫為pH。在中性溶液中pH=7，pH大于7越多，則堿性越強(qiáng)，小于7越少，則酸性越強(qiáng)。在純凈水和人工礦物質(zhì)水中，由于氫離子過剩均呈現(xiàn)酸性，有的人工礦物質(zhì)水甚至比純凈水更酸。
[0005]適于飲用的水，其pH值應(yīng)該在7.0以上，呈弱堿性?？破瘴恼轮校Q“正常人體的pH值應(yīng)該是弱堿性”。周力博士說，我們通常講人體pH值為7.35-7.45是指人體血液中的PH值，人體各部位及組織中的pH值是不同的。人體為了正常進(jìn)行生理活動，血液的氫離子濃度必須維持在一定的正常范圍內(nèi)。
[0006]而氫離子濃度的正常，又必須依靠人體的調(diào)節(jié)功能，使體內(nèi)的酸堿度達(dá)到動態(tài)平衡。如果過酸或過堿，都會引起血液氫離子濃度的改變，使正常的酸堿平衡發(fā)生紊亂，簡稱為酸堿失衡。例如饑餓時的胃液pH值為1-2,皮膚為5.5,大腸為8.4,汗為6.0,尿?yàn)?.9等。無論哪一個部位的PH值都維持在一個恒定范圍內(nèi)，哪怕是發(fā)生輕微的變化，都會引起身體的生物活性分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)功能發(fā)生劇烈的變化。
[0007]機(jī)體內(nèi)的緩沖體系、呼吸系統(tǒng)、腎臟代償系統(tǒng)等共同維持著pH的平衡，才使得機(jī)體的生理功能正常運(yùn)行并維持著人體的健康。有些研究發(fā)現(xiàn)，每當(dāng)血液中PH值下降0.1單位，胰島素的活性就下降30%。
[0008]1958年，世界衛(wèi)生組織在飲用水標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，pH值不得低于6.5，不得大于9.2 ；在1984年第一版的飲水指導(dǎo)準(zhǔn)則中規(guī)定pH值為6.5-8.5 ;在2003年第三版的飲水指導(dǎo)準(zhǔn)則中規(guī)定PH值為6.5-8.0 ;在2006年第三版的修訂本中規(guī)定pH值為6.5-9.5。我國的生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中，將水的PH值定為6.5-8.5。在人類進(jìn)化中，從飲用天然水、井水到近100年來的自來水，pH值均為6.5-8.5。雖然人體內(nèi)具有強(qiáng)的pH值緩沖及調(diào)劑能力，但是飲用水的PH值保持在一定范圍內(nèi)是科學(xué)的，水的pH值越接近血液的pH值越好。
[0009]從大量的流行病學(xué)研究報(bào)告中可以看出水中的硬度與心血管等疾病的發(fā)病率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，也就是說，飲用水的硬度和PH值越低，發(fā)病率越高。在我國南方的許多地區(qū)，屬于軟水地區(qū)，水中的礦物質(zhì)含量較低，PH值一般在7.0左右或以下。有些地區(qū)隨著污染的增加，特別是長三角和珠三角地區(qū)屬于酸雨地區(qū)，而飲用水主要來自地面降水，所以飲用水中的PH值較正常情況下低一些。近幾十年這些地區(qū)的水質(zhì)的pH值都有所降低。
[0010]從目前的瓶裝飲用水水質(zhì)來看，我們發(fā)現(xiàn)，凡是含有天然均衡礦物質(zhì)和微量元素的飲用水，pH值都呈弱堿性，或非常接近7。而水中沒有礦物質(zhì)，或者人工添加礦物質(zhì)的飲用水，pH值往往是酸性的。
[0011]在純凈水中人工添加礦物質(zhì)，制成含有鉀離子、鎂離子、氯離子、硫酸根離子的人工礦物質(zhì)水，會使水的酸度更酸，pH值甚至可能低于6.0。而且人工添加的礦物質(zhì),其配比和成分遠(yuǎn)沒有天然來源自然、穩(wěn)定。最后的結(jié)果是既不能保證人體所需微量礦物質(zhì)元素的正常補(bǔ)充，又因?yàn)镻H值過低的原因而影響人體酸堿的自然平衡。
[0012]另外，由于各個廠家所添加到水中的化合物不同，給國家的產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督帶來了一定的難度。有一點(diǎn)可以肯定，添加礦物質(zhì)的水質(zhì)遠(yuǎn)不如優(yōu)質(zhì)飲用天然水(包括天然礦泉水)。在添加礦物質(zhì)的時候，要適當(dāng)考慮各種陰陽離子的相互的平衡和拮抗的作用，否則不僅不能給人帶來健康，可能還會弓I起一些營養(yǎng)和健康方面的問題。
[0013]因此，人們迫切需要了解其飲用的水，其pH值是否合適，但是目前真空杯都不能檢測并顯示真空杯內(nèi)盛放液體的pH值。
[0014]實(shí)用新型內(nèi)容
[0015]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)無法讓人了解真空杯內(nèi)盛放液體pH值的缺點(diǎn),提供一種電測pH值真空杯，這種電測pH值真空杯能夠檢測并顯示出杯體內(nèi)盛放液體的pH值。采用的技術(shù)方案如下:
[0016]一種電測pH值真空杯，包括杯體和杯蓋，所述杯蓋可拆卸的安裝在杯體開口處，其特征在于:所述杯蓋設(shè)有PH值測量顯示裝置。由于真空杯是人們用來喝水的，在真空杯上設(shè)置PH值測量顯示裝置，能夠讓人及時了解將要飲用的水，其pH值是否合適，如果合適則飲用，如果不合適則及時倒掉更換合適的水。
[0017]較優(yōu)的方案，所述pH值測量顯示裝置為pH計(jì)。
[0018]較優(yōu)的方案，所述pH計(jì)包括信號采集電路，檢測位于杯體內(nèi)的液體的pH值并送出PH值檢測信號；差分放大電路，將pH值檢測信號放大；溫度傳感器，檢測位于杯體內(nèi)的液體的溫度并送出溫度檢測信號；控制模塊，接收溫度檢測信號、被差分放大電路放大的PH值檢測信號，處理后發(fā)出顯示信號；顯示裝置，接收顯示信號并顯示圖文。人們通過觀看顯示裝置顯示出來的圖文，就可以了解位于杯體內(nèi)的液體的PH值。
[0019]更優(yōu)的方案，所述顯示裝置位于杯蓋頂端，所述信號采集電路位于杯蓋底部，所述控制模塊位于杯蓋內(nèi)部。
[0020]為了便于操作，所述pH計(jì)還包括鍵盤，輸入?yún)?shù)信號給控制模塊。
[0021 ] 更優(yōu)的方案，所述信號采集電路包括玻璃電極、參考電極和三個放大器組成的。[0022]所述放大器選用型號為CA3140的放大器。
[0023]本實(shí)用新型對照現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是，由于杯蓋設(shè)有pH值測量顯示裝置，因此能夠檢測并顯示出杯體內(nèi)盛放液體的pH值，讓人及時了解杯體內(nèi)盛放液體的pH值，其結(jié)構(gòu)簡單、易于制造。
[0024]【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的局部剖視圖；
[0026]圖2是圖1所示優(yōu)選實(shí)施例pH計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是圖1所示優(yōu)選實(shí)施例杯蓋的俯視圖；
[0028]圖4是圖1所示優(yōu)選實(shí)施例pH計(jì)的電路原理方框圖；
[0029]圖5是圖1所示優(yōu)選實(shí)施例信號采集電路、差分放大電路的電路原理圖；
[0030]圖6是圖1所示優(yōu)選實(shí)施例溫度傳感器的電路原理圖。
[0031]【具體實(shí)施方式】
[0032]如圖1-6所示，本優(yōu)選實(shí)施例中的電測pH值真空杯，包括杯體I和杯蓋2，所述杯蓋2可拆卸的安裝在杯體I開口處，所述杯蓋2設(shè)有pH值測量顯示裝置。由于真空杯是人們用來喝水的，在真空杯上設(shè)置PH值測量顯示裝置，能夠讓人及時了解將要飲用的水，其PH值是否合適，如果合適則飲用，如果不合適則及時倒掉更換合適的水。
[0033]所述pH值測量顯示裝置為pH計(jì)3。
[0034]所述pH計(jì)3包括
[0035]信號采集電路，檢測位于杯體I內(nèi)的液體的pH值并送出pH值檢測信號；差分放大電路，將pH值檢測信號放大；溫度傳感器,檢測位于杯體I內(nèi)的液體的溫度并送出溫度檢測信號；控制模塊，接收參數(shù)信號、溫度檢測信號、被差分放大電路放大的PH值檢測信號，處理后發(fā)出顯示信號；顯示裝置，接收顯示信號并顯示圖文；鍵盤304，輸入?yún)?shù)信號。人們通過觀看顯示裝置顯示出來的圖文，就可以了解位于杯體I內(nèi)的液體的pH值。
[0036]所述顯示裝置位于杯蓋2頂端，所述信號采集電路303位于杯蓋2底部，所述控制模塊位于杯蓋2內(nèi)部。
[0037]所述控制模塊為單片機(jī)302。本實(shí)施例中單片機(jī)302的型號為AduC812。
[0038]所述顯示裝置為LED顯示電路301。
[0039]所述信號采集電路303、差分放大電路中的放大器選用型號為CA3140的放大器。
[0040]所述玻璃電極和參考電極是pH計(jì)的重要組成部分,溶液的pH值是由它們與待測溶液組成的原電池的電動勢決定的。玻璃電極是由特殊玻璃膜制成的，其厚度可以小于
0.lmm, Ag-AgCl為參考電極在內(nèi)部，由二者組成復(fù)合電極，之間是pH值一定的參比溶液，當(dāng)玻璃電極放入待測溶液時，玻璃膜處于H+濃度一定內(nèi)參比溶液和待測溶液之間，形成很薄的水化層，二者之間形成新的H+平衡，產(chǎn)生了膜電位En (玻璃電極)和En (參比電極)，則復(fù)合電極的E=Ew-En, En恒定不變。通過預(yù)先存放在單片機(jī)302內(nèi)的程序，對溫度檢測信號、被差分放大電路放大的PH值檢測信號進(jìn)行處理后，就可以獲得位于杯體I內(nèi)的液體的pH值。
[0041]如圖5所示，玻璃電極在溶液中構(gòu)成的原電源是一個高內(nèi)阻信號源，大約IO12 Ω,輸入電流信號很小，達(dá)PA級，小電流信號精度比較高，這里選擇了 CA3140來組成差分放大器，兼有高電壓PMOS管和高壓二極管的優(yōu)點(diǎn)，都集成在單獨(dú)的芯片上，輸入電路PMOS提供非常高的阻抗，可達(dá)到T Ω級，并且具有非?？斓捻憫?yīng)速度，還具有自身補(bǔ)償能力來達(dá)到穩(wěn)定的放大增益，輸出部分含有自身保護(hù)電路來保護(hù)由于負(fù)載短路造成的損害，非常適合此電路設(shè)計(jì)，本實(shí)施例中采用3個CA3140來構(gòu)成輸入電路，前兩個電壓跟隨，后面一個放大。
[0042]Ul和U2構(gòu)成常稱之為輸入級或第一級，而U3構(gòu)成輸出級或第二級，依據(jù)輸入電壓約束條件，在Rg上的電壓為玻璃電極Vl和參考電極V2電壓之差JPV1-V2，依據(jù)輸入電流約束條件，流過R3與Rg是同一電流。
[0043]因?yàn)樵鲆嫒Q于外部電阻的比值，所以采用合適的電阻，可以達(dá)到精確的放大增益，由于Ul和U2工作在同相結(jié)構(gòu)，它們的閉環(huán)輸入電阻極高，同樣U3的閉環(huán)輸出電阻也很低，最后通過適當(dāng)調(diào)節(jié)第二級中的電阻可以使共模抑制比CMRR達(dá)到最大，可以得到理想的4—20mA電流輸出，送入單片機(jī)302AduC812模/數(shù)端進(jìn)行處理。
[0044]如圖6所示，本實(shí)施例采用PtlOO來作為溫度傳感器，其測溫范圍為_200°C到+850°C;熱響應(yīng)時間<30s ;允通電流=5mA。另外還具有抗震動，穩(wěn)定性好，精度高等優(yōu)點(diǎn)。
[0045]其中由Rl、R2、R3、PtlOO組成電橋，R1=R2=R3=R0，傳感器的電流不宜過大，否則會導(dǎo)致失真增大,這符合本設(shè)計(jì)電流輸入小的特點(diǎn)，電橋電壓不宜太高,一般要求V=lv。
[0046]經(jīng)放大器放大輸出要得到的電流信號送到AduC812進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，AduC812內(nèi)部功能強(qiáng)大，是一個完全集成的12位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在一個芯片內(nèi)結(jié)合了高性能的自校準(zhǔn)多通道12位ADC，雙12位DAC和可編程8位微控制器，與8051兼容，片內(nèi)有8K字節(jié)閃存，52引腳方型扁平塑料封裝，數(shù)據(jù)在其內(nèi)部經(jīng)過處理后經(jīng)DAC由PO 口到LED顯示pH值和溫度，鍵盤304能讓人根據(jù)溫度將對應(yīng)的參數(shù)寫入內(nèi)部程序進(jìn)行計(jì)算。
[0047]本申請的真空杯，也可以換成生態(tài)杯。
[0048]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用來限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍；即凡依本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍所做的等同變換，均為本實(shí)用新型權(quán)利要求范圍所覆
至JHL ο
【權(quán)利要求】
1.一種電測pH值真空杯，包括杯體和杯蓋，所述杯蓋可拆卸的安裝在杯體開口處，所述杯蓋設(shè)有PH值測量顯示裝置，所述pH值測量顯示裝置為pH計(jì)，其特征在于:所述pH計(jì)包括信號采集電路，檢測位于杯體內(nèi)的液體的PH值并送出pH值檢測信號；差分放大電路，將pH值檢測信號放大；溫度傳感器,檢測位于杯體內(nèi)的液體的溫度并送出溫度檢測信號；控制模塊，接收溫度檢測信號、被差分放大電路放大的PH值檢測信號，處理后發(fā)出顯示信號；顯示裝置，接收顯示信號并顯示圖文。
2.如權(quán)利要求1所述的電測PH值真空杯，其特征在于:所述顯示裝置位于杯蓋頂端，所述信號采集電路位于杯蓋底部，所述控制模塊位于杯蓋內(nèi)部。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電測pH值真空杯，其特征在于:所述pH計(jì)還包括鍵盤，輸入?yún)?shù)信號給控制模塊。
【文檔編號】A47G19/22GK203619235SQ201320596897
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】陳本祥 申請人:汕頭市華凈瓷飲水杯科技有限公司