[发明专利]一种智能水杯及其存水检测方法

权利要求书

1.一种智能水杯，其特征在于：包括外壳(1)和设置在外壳(1)内侧的内胆(2)，所述外壳(1)外侧设置LED灯(6)，所述内胆(2)下部的外侧设置温度传感器(3)，所述外壳(1)底部的内侧与内胆(2)底部的外侧之间设置控制电路板(5)，所述内胆(2)的胆壁内侧等间距设置多个铝薄膜(4)，所述铝薄膜(4)一端连接到控制电路板(5)，所述铝薄膜(4)另一端延伸到杯口；所述控制电路板(5)包括微处理器(51)、蓝牙模块(52)、语音模块(53)和电源模块(54)，所述微处理器(51)与蓝牙模块(52)、语音模块(53)、电源模块(54)、温度传感器(3)、铝薄膜(4)、LED灯(6)电连接，所述蓝牙模块(52)与手机无线连接。

2.如权利要求1所述的一种智能水杯，其特征在于：所述铝薄膜(4)为8个或者8个以上，且为偶数个。

3.如权利要求2所述的一种智能水杯，其特征在于：所述铝薄膜(4)在胆壁均成对以内胆(2)的中心线相对设置。

4.如权利要求2所述的一种智能水杯，其特征在于：所述铝薄膜(4)为弧柱形状。

5.如权利要求1所述的一种智能水杯，其特征在于：所述内胆(2)为圆柱状。

6.一种智能水杯存水检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、当杯子倾斜时，微处理器计算内胆的胆壁内侧成对设置的铝薄膜之间的电容值C，电容的值从小到大依次排列，排列的次序为C1、C2、C3……Cn；

步骤2、令相邻大小的两个电容值相减得△C，即△C1＝C2-C1，△C2＝C3-C2……△Cn＝Cn+1-Cn，因为胆壁内侧的铝薄膜等间距排列，则△C＝△C1＝△C2＝……＝△Cn；

步骤3、根据的△C值只与杯子的倾斜度成正比例关系，即其中，k为与杯子的半径、铝板的高度和宽度相关的比例常数，为杯子与竖直方向之间的夹角，微处理器计算出值；

步骤4、在杯子和铝板固定的情况下，杯中的水量Q随时间的变化率ΔQ与杯子倾斜度的变化率成正比例关系，微处理器通过计算出ΔQ值；

步骤5、当ΔQ小于一个固定的标值c时，判断出杯中的水被喝掉；当ΔQ大于c时，判断出杯中的水被倒掉，并且微处理器把判断的结果通过蓝牙模块发送到手机APP端。

7.如权利要求6所述的一种智能水杯存水检测方法，其特征在于，

所述步骤1计算内胆的胆壁内侧成对设置的铝薄膜之间的电容值具体方法是：

由于每对铝薄膜都是以杯体内胆的中心线相对称的，因此每对铝薄膜板可视为相距为内胆直径的平行板，而平行板的电容数学公式为

C＝ε·ε₀·S/d

C为电容值、ε为水介电常数、ε₀为真空介电常数，S为平行板的面积，d为两块平行板之间的距离，水的介电常数ε与温度t之间的数学关系式为

ε＝exp(4.47422-4.54426·exp(-3·t))

而S的面积为

S＝l·h

l为铝板的弧长，h为杯中液体的高度，而两块板之间的距离d为内胆半径R的2倍，即

d＝2·R

由以上公式可以得出，通过检测到杯中的水的温度t，可以计算出水的介电常数ε，再根据杯子固有结构的半径R，平行板的面积S，即可计算出每对平行板之间的电容大小。

8.如权利要求6所述的一种智能水杯存水检测方法，其特征在于：所述微处理器程序中有一个用户饮水最大间隔时间和最小饮水量的限制，当检测到用户的饮水时间和饮水量不在限制范围内时，微处理器通过语音模块和LED灯闪亮来提醒用户饮水，并准确记录下每次的饮水时间和饮水信息。