[發明專利]一種監測茶水濃度的裝置及具有該裝置的茶杯

有效

• 申請號: 201410532410.0
• 申請日: 2014-10-10
• 公開（公告）號: CN104297168B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 崔虎;陳粵俊;鄺知研;何殷健
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: G01N21/27
• 分類號: G01N21/27;A47G19/22
• 代理公司: 北京市盈科律師事務所11344
• 代理人: 馬麗麗

1.一種監測茶水濃度的裝置，用于監測茶水濃度并在茶水濃度達到用戶設置濃度時發出報警信號，其特征在于：包括單片機主控系統、光發射裝置、光檢測裝置、報警裝置，所述光發射裝置、光檢測裝置、報警裝置分別與單片機主控系統連接；

所述的光檢測裝置包括光探測電路、濃度計算電路、濃度比較電路，其中濃度比較電路與單片機的P1.1口和P1.2口連接；

所述光探測電路的數量為兩個，包括光電二極管D2、光電二極管D3、LF356集成運放芯片，其中，第一片LF356芯片A1的反相輸入端引腳2通過電阻R3和電容C1并聯接地，正相輸入端引腳3連接光電二極管D2的陰極接地，輸出端引腳6通過電阻R5接入第二片LF356芯片A2的引腳2，LF356芯片A2的引腳3接地，輸出端引腳6反饋回第一片LF356芯片A1的引腳3，其反饋回路為電阻R4和電容C2并聯，輸出端引腳6通過電阻R7接上第三片LF356芯片A3的引腳2，LF356芯片A3的引腳3通過電阻R9接地，其輸出端引腳6通過電阻R8反饋回引腳2，輸出端通過電容C4輸出模擬電壓信號VS1；

所述濃度計算電路，由LM324集成運放芯片A7、LM324集成運放芯片A8和相應的電阻、電容組成，所述光探測電路的兩個模擬電壓信號VS1和VS2各自通過電阻R17和R19接上LM324芯片A7的正相輸入端引腳3，LM324集成運放芯片A7的反相輸入端引腳2通過電阻R20接地，輸出端引腳1通過電容C9接上第二片LM324集成運放芯片A8的引腳3，同時通過反饋電阻R18接回A7的引腳3；LM324集成運放芯片A8的輸出端引腳1通過反饋電阻R22接回引腳2，組成電壓跟隨器，輸出端引腳1通過電阻R23和R24接地，以兩個電阻R23和R24的中間作為電壓輸出端，通過電容C10輸出模擬電壓信號VS3；

所述濃度比較電路與單片機主控系統1的P1.1口和P1.2口連接，包括LM324集成運放芯片A9、LM324集成運放芯片A10、滑動變阻器RE、穩壓二極管D4、穩壓二極管D5，所述濃度計算電路的模擬電壓信號VS3通過電阻R27接到LM324芯片A9的反相輸入端引腳2，正相輸入端引腳3通過電阻R25，R26和R28接地，輸出端引腳1通過電阻R31和穩壓二極管D4接地，將數字電壓信號VS4輸入單片機P1.1口；所述濃度計算電路的電壓信號VS3通過電阻R29接到第二片LM324芯片A10的引腳2，引腳3通過電阻R26和R30接地，輸出端引腳1通過電阻R32和穩壓二極管D5接地，將數字電壓信號VS5輸入單片機P1.2口，所述的濃度比較電路中的LM324芯片的電源端引腳4接上5V電壓源,引腳11接地，該電路中的滑動變阻器RE即為濃度設置旋鈕；

所述的光發射裝置與單片機主控系統的P1.0口連接，由單片機主控系統控制紫色LED燈D1的發光，其中LED燈D1的陰極連接NPN三極管Q1的集電結c引腳，陽極通過電阻R2接上電源，三極管Q1的基極b引腳通過電阻R1接單片機主控系統的P1.0口，發射結e引腳接地，電阻R2起到限流作用來保護紫色LED燈D1。

2.根據權利要求1的一種監測茶水濃度的裝置，其特征在于：所述的報警裝置包括蜂鳴器報警電路和指示燈報警電路，其中，蜂鳴器報警電路與單片機主控系統的P1.3口連接，指示燈報警電路與單片機主控系統的P1.4口連接；

所述蜂鳴器報警電路中，采用的是有源蜂鳴器E1，蜂鳴器的正極通過電阻R34接上電源，負極接上三極管Q2的集電結c引腳，三極管Q2的基極b引腳通過電阻R33接上單片機的P1.3口，發射結e引腳接地，電阻R34起到限流作用來保護蜂鳴器E1，其中，開關S2為蜂鳴器的開關；

所述指示燈報警電路的紅色LED燈D6的陰極連接三極管Q3的集電極c引腳，陽極通過電阻R36接上電源，三極管Q3的b引腳通過電阻R35接上單片機的P1.4口，e引腳接地，電阻R36起到限流作用來保護紅色LED燈D6。

3.一種具有權利要求1所述的監測茶水濃度的裝置的茶杯，其特征在于：包括由不透光的杯身和杯蓋構成的杯體，所述杯身內部設置有可透光的內膽，所述紫色LED燈D1設置于內膽的外壁，在與所述紫色LED燈D1相對的一側設置有光電二極管；

所述內膽的開口處可拆卸的設置有茶隔，內膽的下方設置有所述監測茶水濃度的裝置，所述紫色LED燈D1、光電二極管分別與所述監測茶水濃度的裝置連接。