[發明專利]便于調制鮮奶的奶瓶及其使用方法

在審

• 申請號: 202110273651.8
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113081853A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 李波;王博;劉華;黃來勝;宗朝暉
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: A61J9/02
• 分類號: A61J9/02
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 王金

1.便于調制鮮奶的奶瓶，包括外殼和安裝于外殼中的內膽，內膽頂部螺紋連接有用于嬰幼兒吮吸的奶嘴，外殼向上連接有頂蓋，奶嘴伸入頂蓋；內膽側壁與外殼側壁之間具有環形間隙，內膽底壁與外殼底壁之間具有底部間隙，奶嘴向上與頂蓋之間具有頂部間隙；

其特征在于：內膽底部水平設有半波層，半波層將內膽的內部空間上下分隔為位于半波層上方的儲奶腔和位于半波層下方的純水腔，純水腔內預存有純凈水；

底部間隙中設有下超聲波接收器，下超聲波接收器固定在內膽底壁上；頂蓋朝下設有超聲波發射器、上超聲波接收器和上溫度傳感器；

超聲波發射器的發射方向朝向下超聲波接收器；

頂蓋上設有電控裝置，電控裝置裝有鈕扣電池，電控裝置連接有顯示屏，超聲波發射器、上超聲波接收器和下超聲波接收器均與電控裝置相連接，電控裝置內置有計時器；

電控裝置中內置有奶液密度算法和聲壓反射系數算法；

奶液密度算法是公式一：

公式一中，ρ₁是奶液密度，單位為kg/m³；c₁是奶液中的聲速，單位為m/s；ρ₂是純凈水的密度，值為1000kg/m³；c₂是純凈水中的聲速，值為1500m/s；R₁₂是奶液到純凈水介質的聲壓反射系數，R₁₂由聲壓反射系數算法即公式二計算得到：

公式2中，Z₂是純凈水的聲阻抗，Z₁是奶液的聲阻抗，ρ₁、c₁、ρ₂和c₂的含義與其在公式一中的含義相同；

公式一和公式二中的c₁的算法是公式三：

公式三中，h₁是奶液的高度，單位為米，t₁是超聲波通過奶液的時間，單位為秒；

公式三中t₁的獲取方法為：

電控裝置控制上超聲波接收器發出超聲波信號后，一部分超聲波首先在奶液表面發生第一次反射，另一部分超聲波進入奶液；

第一次反射的超聲波被上超聲波接收器接收后，電控裝置通過計時器得到超聲波在奶液上方的空氣中往返的時間為t₀秒；

另一部分超聲波的一部分在半波層表面發生第二次反射，同時最后一部分超聲波通過半波層進入純凈水中后到達下超聲波接收器；

第二次反射的超聲波向上經過奶液和空氣到達上超聲波接收器后，電控裝置通過計時器得到超聲波在奶液及奶液上方的空氣中往返的時間為t_z秒，則超聲波單程通過奶液的時間t₁＝0.5×(t_z－t₀)秒；

公式三中h₁的獲取方法為：

超聲波發射器與半波層之間的距離h_z為固定值，通過測量得出；h_z的單位為米；

超聲波發射器與奶液上表面的距離為h₀，h₀的單位為米；

h₀按公式四計算得出：

公式四中，t₀是超聲波在奶液上方的空氣中往返的時間，在獲取公式三中t₁的過程中得到；公式四中，c₀為空氣中超聲波的傳播速度，單位為米/秒；

γ為空氣比熱容比，γ為定值，值為1.4；

R為空氣中的理想氣體常數，R＝8.134J·mol^-1·K^-1；

μ為空氣摩爾質量，μ＝0.0283kg·mol^-1；

T＝273+t；t為上溫度傳感器測得的奶液上方的空氣溫度，單位為℃；

當奶液密度小于1.0256g/ml時，電控裝置控制顯示屏使用藍色字體顯示配比提示文字“奶粉量少”；

當奶液密度大于等于1.0256g/ml且小于等于1.0288g/ml時，電控裝置控制顯示屏使用綠色字體顯示配比提示文字“奶粉量適中”；

當奶液密度大于1.0288g/ml時，電控裝置控制顯示屏使用紅色字體顯示配比提示文字“奶粉量多”。