一种智能水质检测型水杯的制作方法

本实用新型水杯领域，特别是一种智能水质检测型水杯。

背景技术：

水杯是人们经常使用的一种生活用品。现有的水杯不具有水质检测功能，人们用水杯饮水时无法对水进行水质检测，因此，如果水源杂质过重饮用后会对人身体健康造成影响。目前的水杯也不具有加热保温功能或制冷功能，特别在户外时，会给人们饮水带来极大不便。举例来说，人们开车外出，夏天人们开车途中，想饮用凉水时无法实现，同样，在冬季想饮用一杯热水或将杯中冷水加热也就无法实现。

基于上述，提供一种能检测杯中水质，防止人们饮用杂质超标的水对身体健康造成影响，还能方便人们开车途中，根据需要能方便饮用热水和冰水的水杯显得尤为必要。

技术实现要素：

为了克服现有水杯因结构所限，无法实现水质检测，制冷制热的弊端，本实用新型提供了一种不但具有水质检测功能，在水质不合格时能通过发光二极管发光提示饮用者，还能在开车途中，通过车上蓄电池为制冷设备或制热设备供电，保证人们能在开车途中能饮用热水或凉水的一种智能水质检测型水杯。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种智能水质检测型水杯，包括一端具有同轴电源插头、另一端具有汽车点烟器插头的电源插线，其特征在于还具有上盖、杯身、水质检测电路、制热机构、制冷机构，杯身是双层结构，杯身上下两端为开放式结构，杯身的上下两端外侧均具有外螺纹，制热机构包括下壳体、制热片、温控开关、同轴电源插座，下壳体的中部有一个隔板，制热片通过螺杆螺母安装在隔板下端中部，温控开关通过螺杆螺母安装在隔板下端左部，下壳体的上端内侧具有内螺纹，制热机构配套有其中一套水质检测电路，同轴电源插座、水质检测电路安装在电路板上，电路板安装在下壳体内下部，同轴电源插座的插孔位于下壳体的前端开孔内侧，同轴电源插座的两端分别和其中一套水质检测电路电源输入两端通过导线连接，制冷机构包括下壳体A、半导体制冷片、温控开关A、同轴电源插座A，下壳体A的中部有一个隔板A，半导体制冷片通过螺杆螺母安装在隔板 A下端中部，温控开关A通过螺杆螺母安装在隔板A下端左部，下壳体A的上端内侧具有内螺纹，制冷机构配套有另一套水质检测电路，同轴电源插座A、另一套水质检测电路安装在电路板A上，电路板A安装在下壳体A内下部，同轴电源插座A的插孔位于下壳体A的前端开孔内侧，同轴电源插座A的两端分别和另一套水质检测电路电源输入两端通过导线连接，通过上盖下端内侧内螺纹旋入杯身上端外螺纹，把上盖安装在杯身上端，通过分别把制热机构的下壳体上端内侧内螺纹旋入杯身下端外侧外螺纹，制冷机构的下壳体A上端内侧内螺纹旋入杯身下端外侧外螺纹，将制热机构、制冷机构中的一种安装在杯身下端，电源插线一端的汽车点烟器插头插入汽车内点烟器插座内，电源插线另一端插入制热机构的同轴电源插座、制冷机构的同轴电源插座A的插孔内。

所述两套水质检测电路构造完全一致。

所述其中一套水质检测电路包括稳压子电路、发光二极管和探测头、探测子电路，探测头是两只铜杆，在制热机构的下壳体隔板后侧有两个开孔，两只铜杆具有外螺纹，两只铜杆分别套入一只环形食品级别硅胶套，两只铜杆经两个开孔从隔板下端向上引出，两只铜杆上端位于制热机构的下壳体上端内，两只铜杆上端各套入一只食品级别硅胶圈，通过两只铜螺母分别旋入两只铜杆外螺纹，把两只铜杆彼此绝缘安装在隔板开孔上。

所述其中一套水质检测电路的稳压子电路包括三端固定输出稳压器、瓷片电容，三端固定输出稳压器型号是7805，其间经电路板布线连接，三端固定输出稳压器正极电源输入端1脚和第一只瓷片电容一端连接，三端固定输出稳压器负极电源输入端2脚和第一只瓷片电容另一端、第二只瓷片电容一端连接，三端固定输出稳压器正极电源输出端3脚和第二瓷片电容另一端连接，探测子电路包括电阻、NPN三极管，其间经电路板布线连接，第一只电阻一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和第二只电阻一端连接，第二只电阻另一端和发光二极管负极连接，三端固定输出稳压器的1脚、温控开关一端和同轴电源插座一端经导线连接，同轴电源插座的另一端和制热片电源输入一端经导线连接，温控开关另一端和制热片另一电源输入端经导线连接，两只铜螺杆分别和三端固定输出稳压器的3脚、第一只电阻另一端连接，NPN三极管发射极和同轴电源插座另一端连接，发光二极管正极和同轴电源插座一端连接，发光二极管的发光面位于制热机构下壳体侧端开孔内，方便从外部观看发光二极管发光情况。

所述制热机构的温控开关感温面、制热片的发热面紧贴下壳体的中部隔板下侧端。

所述另一套水质检测电路包括稳压子电路、发光二极管和探测头、探测子电路，探测头是两只铜杆，在制冷机构的下壳体A的隔板A后侧有两个开孔，两只铜杆具有外螺纹，两只铜杆分别套入一只环形食品级别硅胶套，两只铜杆经两个开孔从隔板A下端向上引出，两只铜杆上端位于制冷机构的下壳体A上端内，两只铜杆上端各套入一只食品级别硅胶圈，通过两只铜螺母分别旋入两只铜杆外螺纹，把两只铜杆彼此绝缘安装在隔板A开孔上。

所述另一套水质检测电路的稳压子电路包括三端固定输出稳压器、瓷片电容，三端固定输出稳压器型号是7805，其间经电路板布线连接，三端固定输出稳压器正极电源输入端1脚和第一只瓷片电容一端连接，三端固定输出稳压器负极电源输入端2脚和第一只瓷片电容另一端、第二只瓷片电容一端连接，三端固定输出稳压器正极电源输出端3脚和第二瓷片电容另一端连接，探测子电路包括电阻、NPN三极管，其间经电路板布线连接，第一只电阻一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和第二只电阻一端连接，第二只电阻另一端和发光二极管负极连接，三端固定输出稳压器的1脚、温控开关A一端和同轴电源插座A一端经导线连接，同轴电源插座A的另一端和半导体制冷片电源输入一端经导线连接，温控开关A另一端和半导体制冷片另一电源输入端经导线连接，两只铜螺杆分别和三端固定输出稳压器的3脚、第一只电阻另一端连接，NPN三极管发射极和同轴电源插座A另一端连接，发光二极管正极和同轴电源插座A 一端连接，发光二极管的发光面位于制冷机构下壳体A侧端开孔内，方便从外部观看发光二极管发光情况。

所述制冷机构的温控开关A感温面、半导体制冷片的吸热面紧贴下壳体A的中部隔板下侧端，半导体制冷片的下端散热面安装在配套的金属翅型散热片上，在制冷机构的下壳体A周围有若干开孔，利于半导体制冷片散热端产生的热量经翅型散热片、开孔向外逸出。

本实用新型有益效果是：本新型使用中，如果是冬天开车需要杯身内水升温或保温时，把制热机构的下壳体上端内侧内螺纹旋入杯身下端外侧外螺纹，实现两者的结合，然后把电源插线一端的汽车点烟器插头插入汽车内点烟器插座内，电源插线另一端插入制热机构的同轴电源插座内，这样在温控开关和制热片作用下，杯身内部的水温会保持在50℃左右，开车途中，使用者能随时饮用到加热后的水；在第一套水质检测电路作用下，如果杯身内部的水杂质过大，第一套水质检测电路的发光二极管会发光提示使用者不要再饮用杂质偏大的水，以免对健康造成影响。如果是夏天开车需要水杯内水保持15℃左右低温时，把制冷机构的下壳体A上端内侧内螺纹旋入杯身下端外侧外螺纹，实现两者的结合，然后把电源插线一端的汽车点烟器插头插入汽车内点烟器插座内，电源插线另一端插入制热机构的同轴电源插座A内，这样在温控开关A和半导体制冷片作用下，杯身内部的水温保持在15℃左右，开车途中，使用者能随时饮用到处于低温状态的凉水；在第二套水质检测电路作用下，如果杯身内部的水杂质过大，第二套水质检测电路的发光二极管会发光提示使用者不要再饮用杂质偏大的水，以免对健康造成影响。本实用新型不但具有水质检测功能，在水质不合格时能通过发光二极管发光提示饮用者，还能在开车途中，通过车上蓄电池为制冷设备或制热设备供电，保证人们能在开车途中能饮用热水或冰水。基于上述，所以本新型具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型上盖、杯身、水质检测电路、制热机构之间分体结构示意图。

图2是本实用新型制冷机构结构示意图。

图3是本实用新型上盖、杯身、水质检测电路、制热机构组合在一起结构示意图。

图4是本实用新型制冷机构、水质检测电路、制热机构之间电路图。

具体实施方式

图1、2、3中所示，一种智能水质检测型水杯，包括一端具有同轴电源插头、另一端具有汽车点烟器插头的电源插线1，还具有上盖2、杯身3、水质检测电路4-1及4-2、制热机构5、制冷机构6，杯身3是双层结构，杯身3上下两端为开放式结构，杯身3的上下两端外侧均具有外螺纹3-1，制热机构包括下壳体5-1、制热片5-2、温控开关5-3、同轴电源插座5-4，下壳体的中部有一个隔板5-5，制热片5-2通过螺杆螺母安装在隔板5-5下端中部，温控开关5-3 通过螺杆螺母安装在隔板5-5下端左部，下壳体5-1的上端内侧具有内螺纹，制热机构配套有其中一套水质检测电路4-1，同轴电源插座5-4、水质检测电路 4-1安装在电路板上，电路板安装在下壳体5-1内下部，同轴电源插座5-4的插孔位于下壳体5-1的前端开孔内侧，同轴电源插座5-4的两端分别和其中一套水质检测电路4-1电源输入两端通过导线连接，制冷机构包括下壳体A6-1、半导体制冷片6-2、温控开关A6-3、同轴电源插座A6-4，下壳体A6-1的中部有一个隔板A6-5，半导体制冷片A6-2通过螺杆螺母安装在隔板A6-5下端中部，温控开关A6-3通过螺杆螺母安装在隔板A6-5下端左部，下壳体A6-1的上端内侧具有内螺纹，制冷机构配套有另一套水质检测电路4-2，同轴电源插座A6-4、另一套水质检测电路4-2安装在电路板A上，电路板A安装在下壳体A6-1内下部，同轴电源插座A6-4的插孔位于下壳体A6-1的前端开孔内侧，同轴电源插座A6-4的两端分别和另一套水质检测电路4-2电源输入两端通过导线连接，通过上盖2下端内侧内螺纹旋入杯身3上端外螺纹，把上盖2安装在杯身3上端，通过分别把制热机构的下壳体5-1上端内侧内螺纹旋入杯身3下端外侧外螺纹，制冷机构的下壳体A6-1上端内侧内螺纹旋入杯身3下端外侧外螺纹，将制热机构5、制冷机构6中的一种安装在杯身3下端，电源插线1一端的汽车点烟器插头插入汽车内点烟器插座内，电源插线1另一端插入制热机构的同轴电源插座 5-4、制冷机构的同轴电源插座A6-4的插孔内。

图1、2、3中所示，两套水质检测电路4-1及4-2构造完全一致。其中一套水质检测电路包括稳压子电路4-11、发光二极管4-12和探测头4-13、探测子电路4-14，探测头4-13是两只铜杆，在制热机构的下壳体隔板5-5后侧有两个开孔，两只铜杆4-13具有外螺纹，两只铜杆4-13分别套入一只环形食品级别硅胶套，两只铜杆4-13经两个开孔从隔板5-5下端向上引出，两只铜杆4-13 上端位于制热机构的下壳体5-1上端内，两只铜杆4-13上端各套入一只食品级别硅胶圈，通过两只铜螺母分别旋入两只铜杆4-13外螺纹，把两只铜杆4-13 彼此绝缘安装在隔板5-5开孔上。制热机构的温控开关5-3感温面、制热片5-2 的发热面紧贴下壳体的中部隔板5-5的下侧端。另一套水质检测电路4-2包括稳压子电路4-21、发光二极管4-22和探测头4-23、探测子电路4-24，探测头 4-23是两只铜杆，在制冷机构的下壳体A的隔板A6-5后侧有两个开孔，两只铜杆4-23具有外螺纹，两只铜杆4-23分别套入一只环形食品级别硅胶套，两只铜杆4-23经两个开孔从隔板A6-5下端向上引出，两只铜杆4-23上端位于制冷机构的下壳体A6-1上端内，两只铜杆4-23上端各套入一只食品级别硅胶圈，通过两只铜螺母分别旋入两只螺杆4-23外螺纹，把两只螺杆4-23彼此绝缘安装在隔板A6-5开孔上。制冷机构的温控开关A6-3感温面、半导体制冷片6-2 的吸热面紧贴下壳体A的中部隔板A6-5的下侧端，半导体制冷片6-2的下端散热面安装在配套的金属翅型散热片6-21上，在制冷机构的下壳体A6-1周围有若干开孔6-11，利于半导体制冷片6-2散热端产生的热量经翅型散热片6-21、开孔6-11向外逸出。其中一套水质检测电路的发光二极管4-12的发光面位于制热机构下壳体5-1侧端开孔内，方便从外部观看发光二极管发光情况。另一套水质检测电路的发光二极管4-22的发光面位于制冷机构下壳体A6-1侧端开孔内，方便从外部观看发光二极管发光情况。

图4中所示，其中一套水质检测电路的稳压子电路包括三端固定输出稳压器U1、瓷片电容C1及C2，三端固定输出稳压器U1型号是7805，其间经电路板布线连接，三端固定输出稳压器U1正极电源输入端1脚和第一只瓷片电容C1 一端连接，三端固定输出稳压器U1负极电源输入端2脚和第一只瓷片电容C1 另一端、第二只瓷片电容C2一端连接，三端固定输出稳压器U1正极电源输出端3脚和第二瓷片电容C2另一端连接，探测子电路包括电阻R1及R2、NPN三极管Q，其间经电路板布线连接，第一只电阻R1一端和NPN三极管Q基极连接， NPN三极管Q集电极和第二只电阻R2一端连接，第二只电阻R2另一端和发光二极管VL负极连接，三端固定输出稳压器U1的1脚、温控开关WK一端和同轴电源插座CZ一端经导线连接，同轴电源插座CZ的另一端和制热片RT电源输入一端经导线连接，温控开关WK另一端和制热片RT另一电源输入端经导线连接，两只铜螺杆T分别和三端固定输出稳压器U1的3脚、第一只电阻R1另一端连接，NPN三极管Q发射极和同轴电源插座CZ另一端(负极)连接，发光二极管 VL正极和同轴电源插座CZ一端连接，发光二极管VL的发光面位于制热机构下壳体侧端开孔内，方便从外部观看发光二极管VL发光情况。

图4中所示，另一套水质检测电路的稳压子电路包括三端固定输出稳压器 U2、瓷片电容C3及C4，三端固定输出稳压器U2型号是7805，其间经电路板布线连接，三端固定输出稳压器U2正极电源输入端1脚和第一只瓷片电容C3一端连接，三端固定输出稳压器U2负极电源输入端2脚和第一只瓷片电容C3另一端、第二只瓷片电容C4一端连接，三端固定输出稳压器U2正极电源输出端3 脚和第二瓷片电容C4另一端连接，探测子电路包括电阻R3及R4、NPN三极管 Q1，其间经电路板布线连接，第一只电阻R3一端和NPN三极管Q1基极连接， NPN三极管Q1集电极和第二只电阻R4一端连接，第二只电阻R4另一端和发光二极管VL1负极连接，三端固定输出稳压器U2的1脚、温控开关A(WK1)一端和同轴电源插座A(CZ1)一端经导线连接，同轴电源插座A(CZ1)的另一端和半导体制冷片BD电源输入一端经导线连接，温控开关A(WK1)另一端和半导体制冷片BD另一电源输入端经导线连接，两只铜螺杆T分别和三端固定输出稳压器U2的3脚、第一只电阻R3另一端连接，NPN三极管Q1发射极和同轴电源插座A(CZ1)另一端连接，发光二极管VL1正极和同轴电源插座A(CZ1)一端连接，发光二极管VL1的发光面位于制冷机构下壳体A侧端开孔内，方便从外部观看发光二极管VL1发光情况。

图4中所示，制热机构的同轴电源插座CZ的两端分别和其中一套水质检测电路电源输入两端三端固定输出稳压器U1的1脚、NPN三极管Q发射极通过导线连接，制冷机构的同轴电源插座A(CZ1)的两端分别和另一套水质检测电路电源输入两端三端固定输出稳压器U2的1脚、NPN三极管Q1发射极通过导线连接。电源插线CX一端的汽车点烟器插头插入汽车内点烟器插座CT内，电源插线CX另一端插入制热机构的同轴电源插座CZ、制冷机构的同轴电源插座A(CZ1) 的插孔内。G是汽车内和点烟器插座CT相通的蓄电池。

图1、2、3、4中所示，如果是冬天开车需要水杯升温或保温时，把制热机构的下壳体上端内侧内螺纹旋入杯身下端外侧外螺纹，实现两者的结合，然后把电源插线CX一端的汽车点烟器插头插入汽车内点烟器插座CT内，电源插线CX另一端插入制热机构的同轴电源插座CZ内，汽车上12V或24V蓄电池G 输出的正极电源会经温控开关WK进入制热片RT一电源输入端，此刻制热片RT 另一端和蓄电池G负极连通，由于，制热机构的温控开关WK感温面、制热片RT 的发热面紧贴下壳体的中部隔板的下侧端,当位于隔板上部杯身内水温低于 50℃时，温控开关WK内部两个触点处于接通状态，于是，制热片RT会得电工作发热加热杯身内的水，当水温高于50℃时，温控开关WK内部两个触点会断开，于是，制热片RT失电停止工作不再发热，这样就能保证杯身内的水温一直处于 50℃左右。第一套水质检测电路中，由于第一套水质检测电路正负两极电源输入端和同轴电源插座CZ的两个接线端相通，所以，温控开关WK和电加热片RT 得电工作的同时，第一套水质检测电路会得电工作，汽车上蓄电池G输出的12V 或24V电源进入稳压子电路三端固定输出稳压器U1的1及2脚后，在三端固定输出稳压器U1内部电路和外围元件瓷片电容C1、C2共同作用下，三端固定输出稳压器U1的3脚会输出稳定的5V直流电源进入探测头T1的其中一只铜杆一端、探测子电路正极电源输入端。探测子电路和探测头中:由于，两只铜杆T的上端位于杯身内下部、被水淹没，两只铜杆T之间间距只有4mm，其中一只铜杆和三端固定输出稳压器U2的3脚连接，另一只铜杆和电阻R1另一端连接，因此，NPN三极管Q基极会经电阻R1、两只铜杆T、水从三端固定输出稳压器U2 的3脚获得偏压，如果水质良好杂质少，水的导电性差，那么，NPN三极管Q基极的偏压低于0.7V从而处于截止状态；如果水质不佳杂质多，水的导电性会变大，此刻，NPN三极管Q基极的电压会高于0.7V从而处于导通状态，于是，NPN 三极管Q的集电极输出低电平经电阻R2限流降压进入发光二极管VL负极电源输入端，发光二极管VL得电发光，提示使用者水杂质超标不要再饮用。

图1、2、3、4中所示，如果是夏天开车需要水杯保持低温时，把制冷机构的下壳体A上端内侧内螺纹旋入杯身下端外侧外螺纹，实现两者的结合，然后把电源插线CX一端的汽车点烟器插头插入汽车内点烟器插座CT内，电源插线 CX另一端插入制冷机构的同轴电源插座CZ1内，汽车上12V或24V蓄电池G输出的正极电源会经温控开关WK1进入半导体制冷片BD一电源输入端，此刻半导体制冷片BD另一端和蓄电池G负极连通，由于，温控开关WK1感温面、半导体制冷片BD的制冷面紧贴下壳体A的中部隔板A的下侧端,当位于隔板A上部杯身内水温高于15℃时，温控开关WK1内部两个触点会处于接通状态，于是，半导体制冷片BD会得电工作其制冷端产生冷源作用于杯身内水(半导体制冷片BD 散热端产生的热量会从下壳体A周围开孔散发)，当水温低于15℃时，温控开关 WK1内部两个触点会断开，于是，半导体制冷片BD会失电停止工作不再发热，这样就能保证杯身内的水温一直处于15℃左右。第二套水质检测电路中，由于第二套水质检测电路正负两极电源输入端和同轴电源插座CZ1的两个接线端相通，所以，温控开关WK1和半导体制冷片BD得电工作的同时，第二套水质检测电路会得电工作，汽车上蓄电池G输出的12V或24V电源进入稳压子电路三端固定输出稳压器U2的1及2脚后，在三端固定输出稳压器U2内部电路和外围元件瓷片电容C3、C4共同作用下，三端固定输出稳压器U2的3脚会输出稳定的5V直流电源进入探测头T2的其中一只铜杆一端、探测子电路正极电源输入端。探测子电路和探测头中:由于，两只铜杆T1的上端位于杯身内下部、被水淹没，两只铜杆T1之间间距4mm，其中一只铜杆和三端固定输出稳压器U2的3 脚连接，另一只铜杆和电阻R3另一端连接，因此，NPN三极管Q1基极会经电阻 R3、两只铜杆T1、水从三端固定输出稳压器U2的3脚获得偏压，如果水质良好杂质少，水的导电性差，那么，NPN三极管Q1基极偏压低于0.7V从而处于截止状态；如果水质不佳杂质多，水的导电性会变大，此刻，NPN三极管Q1基极的电压会高于0.7V从而处于导通状态，于是，NPN三极管Q1的集电极输出低电平经电阻R4限流降压进入发光二极管VL1负极电源输入端，发光二极管VL1得电发光，提示使用者水杂质超标不要再饮用。

在图4中：瓷片电容C1、C3规格是0.33μF；瓷片电容C2、C4规格是0.1μF。 NPN三极管Q、Q1型号是9014。发光二极管VL、VL1是红色发光二极管。电阻 R2、R4规格是1K。电阻R1、R3规格是20K(本实施例经过反复实验，分别采用纯净水、自来水等作为实验样品，在国家允许的水中杂质含量范围下，经电阻 R1、R3降压后电压进入NPN三极管Q、Q1的基极电压低于0.7V，当水中杂质超过国标时，经电阻R1、R3降压后电压进入NPN三极管Q、Q1的基极电压高于0.7V，最后电阻R1、R3阻值采用20K)。温控开关WK是品牌TELESKY，型号KSD9700 的常闭式温控开关，规格是5A/50℃，温控开关WK在温度高于50℃时其内部两个常闭触点会断开，温度低于50℃时其内部两个常闭触点会接通。温控开关WK1 是品牌TELESKY，型号KSD9700的常开式温控开关，规格是5A/15℃，温控开关 WK在温度高于15℃时其内部两个常开触点会接通，温度低于15℃时其内部两个常开触点会断开。电加热片RT是型号MCH的高温陶瓷加热板，工作电压是12V 或24V(根据汽车上蓄电池G电压选定)、功率是25W。半导体制冷片型号是 TEC1-12703，工作电压是12V或24V(根据汽车上蓄电池G电压选定)，功率是 15W。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。