CN104957939A - 一种测量杯内液体容量的智能水杯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水杯，特别涉及一种智能水杯，其技术方案是一种测量杯内液体容量的智能水杯，其特征在于：包括非导电内胆、一对导电极板、屏蔽层、电容测量模块。所述一对导电极板为金属膜或金属片；所述一对导电极板附着在所述非导电内胆外壁相对的位置；所述屏蔽层环绕着一对导电极板且与导电极板绝缘的金属膜或金属片；所述电容测量模块用于测量所述一对极板之间的电容量并转换为杯内液体容量。本发明具有结构简单、可靠性高，成本低廉等特点。

Description

一种测量杯内液体容量的智能水杯

技术领域

本发明涉及水杯，特别涉及一种智能水杯。

背景技术

水杯是生活中的常用物品，在生活中随处可见，随着时代的进步，水杯在其基本功能的基础上出现了各种各样的功能。现代人生活节奏快、压力大，人们难以做到正确饮水、适量饮水，难以形成规律而健康的饮水习惯。为了帮助人们统计饮水量进而形成健康的饮水习惯，出现了不同类别的智能水杯。

如中国台湾专利号100130699，其采用分段式电容来显示测试水位，根据水位来显示，从而来显示水杯中的水量。这种方式无连续性，精度差。

如我国专利申请号201210173553.8，其杯中水量的计量方法采用现有的电阻、电容式以及磁浮式等称重传感器，通过称重传感器测得的水杯中注水后的重量，并与空水杯的重量进行计算，得出水杯中的水量。盛水部分与测量部分无法刚性连接，需留下弹性变形空间、且结构复杂。

如我国专利申请号201320675400.3和专利多功能智能水杯(授权公告号CN 203328422 U)，其用于测量饮水量的测量仪为压力传感器、重量传感器或液位传感器，同样盛水部分与测量部分无法刚性连接，需留下弹性变形空间、且结构复杂。

如我国专利申请号201410401020.X，其用于测量饮水量是通过内置的电容式液位计来测量，实时检测水杯液位，这种通过传感器内置的方式测量水杯液位，进而测得水杯中液体容量的方法，传感器占用杯中体积且与液体直接接触。

如我国专利基于电子秤功能原理的智能水杯(授权公告号CN 203987318 U)所述，通过下杯体与底托形成容纳电子秤功能结构的腔体，利用防水圈的弹性变形能力感应重量变化。同样盛水部分与测量部分无法刚性连接，且结构复杂。

如我国专利智能水杯(授权公告号CN 203262912 U)，其饮水量的监测通过多个导电电极来检测水位的方法来获取。采用抗腐蚀的电极作为导电电极，每一导电电极用于检测水位，每个导电电极距离水杯底部的高度不同，导电电极浸没在水中，此导电电极导通，露出水面这条回路断开，可以获得相应的水位值，电极越多精度越高。导电电极需与杯内 液体直接接触。

这些智能水杯主要是通过称重测量的方法或者采用与液体直接接触的传感器方法来测量杯内液体容量的变化。通过这些方法设计的水杯盛水部分与测量部分无法刚性连接或者测量水位的传感器与液体直接接触，且大多结构复杂，影响用户体验。

发明内容

本发明的目的是：提供一种测量杯内液体容量的智能水杯。

本发明的技术方案是：

一种测量杯内液体容量的智能水杯，其特征是包括非导电内胆、一对导电极板、屏蔽层、电容测量模块、处理器模块。

所述一对导电极板为金属膜或金属片；

所述一对导电极板附着在所述非导电内胆外壁相对的位置；

所述屏蔽层为环绕着一对导电极板且与导电极板绝缘的金属膜或金属片，能够防止空间杂散电容以及人体接触杯体产生的电容影响一对导电极板间的电容量；

所述电容测量模块用于测量所述一对极板之间的电容量；

所述处理器模块把电容测量模块测得的电容量转换为杯内液体容量，根据杯中液体容量的变化统计计算出每天的喝水量。

进一步的，为了减少边缘效应对杯中液体容量测量的影响，保证一对导电极板得到更均匀的场强分布，改善测量性能，所述的采用杯体构建电容测量杯内液体容量的水杯，其特征还包括导电保护环，所述导电保护环设置在所述一对极板之间和上缘或和下缘且与所述一对极板不相连。

进一步的，还包括附着在所述非金属内胆外壁下部的另一对极板，所述另一对极板为金属膜或金属片。

进一步的，所述另一对极板的高度不超过所述非金属内胆高度的1/2。

进一步的，其特征还包括人体接触电容传感模块，模块位于杯口位置，当人体接触时其电容量将发生变化，从而可以分辨出杯中的液体是被人喝掉还是被人直接倒掉的。

进一步的，还包括显示模块，用于将所述电容测量模块测得的水杯内液体的容量显示出来。

进一步的，还包括无线射频模块，用于将所述电容测量模块测得的水杯内液体的容量发送到智能手机等智能终端上。

本发明巧妙的在非导电内胆外壁附着金属膜或金属片的方法在杯体内胆外壁形成电容极板对，同时增加屏蔽层，当水杯中的液体容量变化会引起电容的变化，通过电容测量模块和处理器模块测量电容量的变化，可以计算出水杯中的液体容量变化，进而可以统计出每天的喝水量。并且在杯口设计人体接触电容传感模块来检测杯中液体是被人喝掉还是被人直接倒掉。

但是当水杯中液体种类变化时，测得的液体容量就会有偏差。通过在内胆外壁形成另一对长度较短的极板作为参考，可计算出水杯中液体的介电常数，进而可以分析水杯中液体的类别，通过计算出来的液体的介电常数和测得的一对导电极板的电容量即可算出水杯中的液体容量。

本发明具有结构简单、可靠性高，成本低廉等特点。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明主视图。

图3为本发明一对极板结构示意图。

图4为本发明带保护环的一对极板结构示意图。

图5为本发明一对极板与另一对极板结构示意图。

图6为本发明带保护环的一对极板与另一对极板结构示意图。

图7为本发明人体接触电容传感模块展开示意图。

具体实施方式

实施例1：如图1、图2、图3所示，一种测量杯中液体容量的智能水杯包括非导电内胆1、一对导电极板2、屏蔽层3、电容测量模块4、处理器模块5。

所述一对导电极板2为金属膜或金属片；

所述一对导电极板2附着在所述非导电内胆外壁相对的位置。

所述屏蔽层3为环绕着一对导电极板2且与一对导电极板2绝缘的金属膜或金属片，能够防止空间杂散电容以及人体接触杯体时产生的电容影响一对导电极板2间的电容量；

所述电容测量模块4用于测量所述一对极板之间的电容量；

所述处理器模块5把电容测量模块测得的电容量转换为杯内液体容量，进而统计计算出每天的喝水量。

进一步，还包括人体接触电容传感模块6，模块位于杯口位置，并连接到电路板上的电容测量模块4，当人体接触杯口时即人喝杯中液体时其电容量将发生变化，从而可以分辨出杯中的液体是被人喝掉还是被人直接倒掉的，如果是被人直接倒掉将不计入当天的喝水总量。

进一步，如图4所示，还包括导电保护环7。为了减少边缘效应对液体容量测量的影响，保证一对导电极板得到更均匀的场强分布，改善测量性能，导电保护环7设置在一对导电极板2之间和上缘或和下缘且与一对导电极板2不相连。

一对导电极板2通过连接线8连接到电路板上的电容测量模块4，处理器模块5把测得的电容量转换成杯内液体容量，显示模块9把测得的水杯内液体容量和计算出的当天喝水总量显示出来。进一步，通过无线射频模块10(选用低功耗蓝牙模块)把水杯内液体容量及计算出来的当天喝水总量发送到智能手机等智能终端上。

实施例2：如图5、图6所示，如实施例1所述一种测量杯中液体容量的智能水杯，其特征还包括附着在所述非金属内胆1外壁下部的另一对导电极板11，所述另一对导电极板11同样为金属膜或金属片。在实施例1中，如果水杯中液体种类更换时，测量的液体容量就会有偏差。通过使用另一对导电极板11作为参考，当杯中液体高度超过另一对极板11高度时，通过另一对导电极板11之间的电容量可计算出水杯中液体的介电常数，进而可以分析水杯中液体的类别。通过计算出来的液体的介电常数和测得的一对导电极板2的电容量即可算出水杯中的液体容量。

实施例3：如图7所示，如实施例1所述的人体接触电容传感模块6选用此结构环绕在杯口位置，图7为其展开平铺示意图。当人体接触时，其电容会发生变化。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种测量杯内液体容量的智能水杯，其特征在于：包括非导电内胆、一对导电极板、屏蔽层、电容测量模块、处理器模块；

所述一对导电极板为金属膜或金属片；

所述一对导电极板附着在所述非导电内胆外壁相对的位置；

所述屏蔽层为环绕着一对导电极板且与一对导电极板绝缘的金属膜或金属片；

所述电容测量模块用于测量所述一对导电极板之间的电容量；

所述处理器模块用于将电容测量模块测得的电容量转换为杯内液体容量。

2.如权利要求1所述的一种测量杯内液体容量的智能水杯，其特征还包括导电保护环，所述导电保护环设置在所述一对导电极板之间和上缘及下缘且与所述一对导电极板不相连。

3.如权利要求1所述的一种测量杯内液体容量的智能水杯，其特征还包括附着在所述非导电内胆外壁下部的另一对极板，所述另一对极板为金属膜或金属片。

4.如权利要求3所述一种测量杯内液体容量的智能水杯，其特征所述另一对极板的高度不超过所述非金属内胆高度的1/2。

5.如权利要求1所述一种测量杯内液体容量的智能水杯，其特征还包括人体接触电容传感模板，当人体接触时其电容量将发生变化。

6.如权利要求1所述一种测量杯内液体容量的智能水杯，其特征还包括显示模块，用于将所述电容测量模块测得的水杯内液体的容量显示出来。

7.如权利要求1所述一种测量杯内液体容量的智能水杯，其特征还包括无线射频模块，用于将所述电容测量模块测得的水杯内液体的容量发送到智能手机等智能终端上。