便于调制鲜奶的奶瓶及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种婴幼儿用奶瓶。

背景技术

目前，已有通过温度传感器感知奶液温度的专利，但没有能够控制奶粉调配质量的现有技术。

奶粉是将动物奶(主要是牛奶)去除水分后制成的粉末，奶粉调配出奶液的过程是制作奶粉的逆向过程，奶粉冲调出的奶液的最佳状态是与鲜奶相同或相近。

人们通常使用普通奶瓶给婴幼儿冲调奶粉，难以合适把握奶粉的用量和温度。实际生活中，冲调奶粉是一个非常依赖经验的工作。奶粉用量过高会导致奶粉不能完全溶解或者奶液浓度过大，致使婴幼儿食用之后消化不良；奶粉用量过少则会导致奶液太稀，婴幼儿食用后不仅得不到充足的营养而且水分太多胀肚子。

人们往往需要通过一段时间的调配奶粉的经验，加上婴幼儿本身的反应，来大概确定调配奶液时实际使用的奶粉量。即便有经验，这种依靠经验调制奶液的现状难以保证调配出的奶液与鲜奶的成份相同或相近。

本发明的主要创新性在于：

一是首次建立了从密度与鲜奶的对应关系，是首个控制密度以求调配出的奶液最接近鲜奶的技术方案。

二是克服了奶液密度难以实时准确测量的问题。普通的密度传感器难以用来准确测量奶液密度，而且奶液是供给婴幼儿喝的，密度传感器直接接触液体的测量方式也不够健康。本发明独创了非接触式测量奶液密度的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便于调制鲜奶的奶瓶，能够通过非接触的方式测量奶液密度并相应提醒使用者奶粉的合适用量，使没有经验的使用者也能用奶粉调制出最佳的奶液。

为实现上述目的，本发明的便于调制鲜奶的奶瓶包括外壳和安装于外壳中的内胆，内胆顶部螺纹连接有用于婴幼儿吮吸的奶嘴，外壳向上连接有顶盖，奶嘴伸入顶盖；内胆侧壁与外壳侧壁之间具有环形间隙，内胆底壁与外壳底壁之间具有底部间隙，奶嘴向上与顶盖之间具有顶部间隙；

其特征在于：内胆底部水平设有半波层，半波层将内胆的内部空间上下分隔为位于半波层上方的储奶腔和位于半波层下方的纯水腔，纯水腔内预存有纯净水；

底部间隙中设有下超声波接收器，下超声波接收器固定在内胆底壁上；顶盖朝下设有超声波发射器、上超声波接收器和上温度传感器；

超声波发射器的发射方向朝向下超声波接收器；

顶盖上设有电控装置，电控装置装有钮扣电池，电控装置连接有显示屏，超声波发射器、上超声波接收器和下超声波接收器均与电控装置相连接，电控装置内置有计时器；

电控装置中内置有奶液密度算法和声压反射系数算法；

奶液密度算法是公式一：

公式一中，ρ

公式2中，Z

公式一和公式二中的c

公式三中，h

公式三中t

电控装置控制上超声波接收器发出超声波信号后，一部分超声波首先在奶液表面发生第一次反射，另一部分超声波进入奶液；

第一次反射的超声波被上超声波接收器接收后，电控装置通过计时器得到超声波在奶液上方的空气中往返的时间为t

另一部分超声波的一部分在半波层表面发生第二次反射，同时最后一部分超声波通过半波层进入纯净水中后到达下超声波接收器；

第二次反射的超声波向上经过奶液和空气到达上超声波接收器后，电控装置通过计时器得到超声波在奶液及奶液上方的空气中往返的时间为t

公式三中h

超声波发射器与半波层之间的距离h

超声波发射器与奶液上表面的距离为h

h

γ为空气比热容比，γ为定值，值为1.4；

R为空气中的理想气体常数，R＝8.134J·mol

μ为空气摩尔质量，μ＝0.0283kg·mol

T＝273+t；t为上温度传感器测得的奶液上方的空气温度，单位为℃；

当奶液密度小于1.0256g/ml时，电控装置控制显示屏使用蓝色字体显示配比提示文字“奶粉量少”；

当奶液密度大于等于1.0256g/ml且小于等于1.0288g/ml时，电控装置控制显示屏使用绿色字体显示配比提示文字“奶粉量适中”；

当奶液密度大于1.0288g/ml时，电控装置控制显示屏使用红色字体显示配比提示文字“奶粉量多”。

电控装置根据奶液密度在显示屏上显示的提示文字位于显示屏右侧；

内胆外侧壁的中下部设有下温度传感器，下温度传感器通过线路与电控装置相连接；

奶液温度低于38℃时，电控装置在显示屏左侧使用蓝色字体显示温度提示文字“温度过低”；

奶液温度大于等于38℃且小于等于42℃时，电控装置在显示屏左侧使用绿色字体显示温度提示文字“温度适中”；

奶液温度高于42℃时，电控装置在显示屏左侧使用红色字体显示温度提示文字“温度过高”。

本发明还公开了上述便于调制鲜奶的奶瓶的使用方法，按以下步骤进行：

第一步骤是初次配置；

打开顶盖，旋转去掉奶嘴，放入适量奶粉，并倒入适量温水后搅拌均匀，使用的温水的温度以使用者感觉烫手为准；

第二步骤是测量；

盖上顶盖，将便于调制鲜奶的奶瓶放置在桌面上，打开电控装置，超声波发射器向下发射出超声波，电控装置根据上超声波接收器和下超声波接收器的反馈及计时器得到t

电控装置根据公式一至公式四计算出奶液密度，并根据下温度传感器得到奶液温度，电控装置将相应的温度提示文字和配比提示文字分别显示在显示屏的左右两侧；

如果温度提示文字和配比提示文字均为绿色，则使用者将奶嘴旋转连接到内胆顶部，然后直接喂养婴幼儿；

如果配比提示文字为红色，则进行第三步骤；

如果配比提示文字为蓝色，则进行第四步骤；

如果配比提示文字均为绿色且温度提示文字为红色，则进行第五步骤；

如果配比提示文字均为绿色且温度提示文字为蓝色，则进行第六步骤；

第三步骤是加水；

打开顶盖，向内胆中加入适量温水，然后重新执行第二步骤；

第四步骤是加奶粉；

打开顶盖，向内胆中加入适量奶粉，然后重新执行第二步骤；

第五步骤是冷却；

以静置或者将外壳浸泡于低温介质中的手段使奶液降温，直到温度提示文字为绿色，然后重新执行第二步骤；

第六步骤是加温；

以加注热水或者将外壳浸泡于高温介质中的手段使奶液升温至温度提示文字为绿色或红色，然后新执行第二步骤。

本发明具有如下的优点：

使用奶粉配制奶液，在某种程度上是由鲜奶制备奶粉的逆向工程。本发明能够自动计算出使用奶粉配制出的奶液的密度，进而给使用者以明确的指引，引导使用者配制出符合鲜奶标准的奶液，为婴幼儿提供最佳的奶液。

具体地，本发明中，使用不同颜色了字体对应奶粉量少、适中和多三种状态，即便不识别文字内容(如使用者不识字或者视力低下等情况)，也可根据字体颜色准确获知奶粉量多少的情况，从而准确加水或加奶粉，直到配制出接近鲜奶标准的奶液，为婴幼儿提供最佳的奶液。

当然通过显示屏显示的文字内容，使用者能够省去使用奶瓶的学习过程，直接在使用中根据文字内容就学会奶瓶的用法，更为方便。

本发明通过温度提示，方便使用者控制奶液温度，当奶液温度位于对于婴幼儿来说的舒适区时再进行喂食，防止使用者根据成人对温度的偏好而控制奶液温度，提高婴幼儿食用时的舒适度。

本发明通过第二步骤能够给使用者明确的下一步操作的指引，通过第三至第六步骤，通过反复试验可以很快调配出既符合鲜奶标准，又温度适宜的奶液，从而既提高婴幼儿喝奶粉的舒适度，又充分保证婴幼儿的营养需求，婴幼儿食用符合鲜奶标准的奶液也能够更好地吸收营养成份。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的电控原理图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明的便于调制鲜奶的奶瓶包括外壳1和安装于外壳1中的内胆2，内胆2顶部螺纹连接有用于婴幼儿吮吸的奶嘴3，外壳1向上以软连接或铰轴连接的方式连接有顶盖4，奶嘴3伸入顶盖4；内胆2侧壁与外壳1侧壁之间具有环形间隙5，内胆2底壁与外壳1底壁之间具有底部间隙6，奶嘴3向上与顶盖4之间具有顶部间隙7；

内胆2底部水平设有半波层8，半波层8由较薄的片状或薄膜状固体制成；半波层8将内胆2的内部空间上下分隔为位于半波层8上方的储奶腔9和位于半波层8下方的纯水腔10，纯水腔10内预存有纯净水；

底部间隙6中设有下超声波接收器11，下超声波接收器11固定在内胆2底壁上；顶盖4朝下设有超声波发射器12、上超声波接收器13和上温度传感器14；

超声波发射器12的发射方向朝向下超声波接收器11；

顶盖4上设有电控装置15，电控装置15装有钮扣电池16(电控装置15可以采用单片机，优选采用stm32微处理器；钮扣电池16为常规部件，具体不再详述)，电控装置15连接有显示屏17，超声波发射器12、上超声波接收器13和下超声波接收器11均与电控装置15相连接，电控装置15内置有计时器。

下超声波接收器11与电控装置15之间的连接线路沿所述底部间隙6和所述环形间隙5延伸。电控装置15或者内置有A/D转换器或者连接有A/D转换器，优选连接有信号放大器；电控装置15优选通过A/D转换器和信号放大器连接超声波发射器12和下超声波接收器11。A/D转换器和信号放大器均为常规技术，图未示。如果选用的超声波发射器12和下超声波接收器11直接传输的是数字信号(成本较高)，则无须A/D转换器和信号放大器。

电控装置15中内置有奶液密度算法和声压反射系数算法；

奶液密度算法是公式一：

公式一中，ρ

公式2中，Z

公式一和公式二中的c

公式三中，h

公式三中t

电控装置15控制上超声波接收器13发出超声波信号后，一部分超声波首先在奶液表面发生第一次反射，另一部分超声波进入奶液；

第一次反射的超声波被上超声波接收器13接收后，电控装置15通过计时器得到超声波在奶液上方的空气中往返的时间为t

另一部分超声波的一部分在半波层8表面发生第二次反射，同时最后一部分超声波通过半波层8进入纯净水中后到达下超声波接收器11；

第二次反射的超声波向上经过奶液和空气到达上超声波接收器13后，电控装置15通过计时器得到超声波在奶液及奶液上方的空气中往返的时间为t

公式三中h

超声波发射器12与半波层8之间的距离h

超声波发射器12与奶液上表面的距离为h

h

γ为空气比热容比(定压热容和定热容之比)，γ为定值，值为1.4；

R为空气中的理想气体常数，R＝8.134J·mol

μ为空气摩尔质量，μ＝0.0283kg·mol

T＝273+t；t为上温度传感器14测得的奶液上方的空气温度，单位为℃；

当奶液密度小于1.0256g/ml(即克/毫升)时，电控装置15控制显示屏17使用蓝色字体显示配比提示文字“奶粉量少”；

当奶液密度大于等于1.0256g/ml且小于等于1.0288g/ml时，电控装置15控制显示屏17使用绿色字体显示配比提示文字“奶粉量适中”；

当奶液密度大于1.0288g/ml(即克/毫升)时，电控装置15控制显示屏17使用红色字体显示配比提示文字“奶粉量多”。

使用奶粉配制奶液，在某种程度上是由鲜奶制备奶粉的逆向工程。本发明能够自动计算出使用奶粉配制出的奶液的密度，进而给使用者以明确的指引，引导使用者配制出符合鲜奶标准的奶液，为婴幼儿提供最佳的奶液。

具体地，本发明中，使用不同颜色了字体对应奶粉量少、适中和多三种状态，即便不识别文字内容(如使用者不识字或者视力低下等情况)，也可根据字体颜色准确获知奶粉量多少的情况，从而准确加水或加奶粉，直到配制出接近鲜奶标准的奶液，为婴幼儿提供最佳的奶液。

当然通过显示屏17显示的文字内容，使用者能够省去使用奶瓶的学习过程，直接在使用中根据文字内容就学会奶瓶的用法，更为方便。

电控装置15根据奶液密度在显示屏17上显示的提示文字位于显示屏17右侧；

内胆2外侧壁的中下部设有下温度传感器18，下温度传感器18通过线路与电控装置15相连接；

奶液温度低于38℃时，电控装置15在显示屏17左侧使用蓝色字体显示温度提示文字“温度过低”；

奶液温度大于等于38℃且小于等于42℃时，电控装置15在显示屏17左侧使用绿色字体显示温度提示文字“温度适中”；

奶液温度高于42℃时，电控装置15在显示屏17左侧使用红色字体显示温度提示文字“温度过高”。

本发明通过温度提示，方便使用者控制奶液温度，当奶液温度位于对于婴幼儿来说的舒适区时再进行喂食，防止使用者根据成人对温度的偏好而控制奶液温度，提高婴幼儿食用时的舒适度。

本发明还公开了上述便于调制鲜奶的奶瓶的使用方法，按以下步骤进行：

第一步骤是初次配置；

打开顶盖4，旋转去掉奶嘴3，放入适量奶粉，并倒入适量温水后搅拌均匀，使用的温水的温度以使用者感觉烫手为准(人体感觉烫手的温度高于50℃)；

第二步骤是测量；

盖上顶盖4，将便于调制鲜奶的奶瓶放置在桌面上，打开电控装置15，超声波发射器12向下发射出超声波，电控装置15根据上超声波接收器13和下超声波接收器11的反馈及计时器得到t

电控装置15根据公式一至公式四计算出奶液密度，并根据下温度传感器18得到奶液温度，电控装置15将相应的温度提示文字和配比提示文字分别显示在显示屏17的左右两侧；

如果温度提示文字和配比提示文字均为绿色，则使用者将奶嘴3旋转连接到内胆2顶部，然后直接喂养婴幼儿；

如果配比提示文字为红色，则进行第三步骤；

如果配比提示文字为蓝色，则进行第四步骤；

如果配比提示文字均为绿色且温度提示文字为红色，则进行第五步骤；

如果配比提示文字均为绿色且温度提示文字为蓝色，则进行第六步骤；

第三步骤是加水；

打开顶盖4，向内胆2中加入适量温水(以使用者感觉烫手为准)，然后重新执行第二步骤；

第四步骤是加奶粉；

打开顶盖4，向内胆2中加入适量奶粉，然后重新执行第二步骤；

第五步骤是冷却；

以静置或者将外壳1浸泡于低温介质(如放入冰箱或冷水容器中)中的手段使奶液降温，直到温度提示文字为绿色，然后重新执行第二步骤；

第六步骤是加温；

以加注热水或者将外壳1浸泡于高温介质(如放入热水容器中)中的手段使奶液升温至温度提示文字为绿色或红色，然后新执行第二步骤。(由于使用的是烫手的温水，因此通常是需要冷却，很少需要加温)

本发明通过第二步骤能够给使用者明确的下一步操作的指引，通过第三至第六步骤，通过反复试验可以很快调配出既符合鲜奶标准，又温度适宜的奶液，从而既提高婴幼儿喝奶粉的舒适度，又充分保证婴幼儿的营养需求，婴幼儿食用符合鲜奶标准的奶液也能够更好地吸收营养成份。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。