CN104605483A - 电子烟气流感应装置及电子烟 - Google Patents

Abstract

本发明属于电子烟技术领域，特别涉及一种电子烟气流感应装置，包括电路板和静电摩擦膜，静电摩擦膜具有第一电极、第一层材料、第二层材料及第二电极，第一电极、第一层材料、第二层材料及第二电极依次层叠，第一电极与电路板的第一触点电连接，第二电极与电路板的第二触点电连接，且第一层材料的电负性值与第二层材料的电负性值之差的绝对值大于零，当静电摩擦膜变形时，第一层材料和第二层材料相互摩擦而产生静电。本发明还提供一种电子烟。本发明通过将电负性不同的两种材料相互摩擦时所产生的感应电荷传至电路板，电路板检测到相应的感应电荷并产生通电信号，从而触发电路板上的电路并控制与之连接的执行装置。

Description

电子烟气流感应装置及电子烟

技术领域

本发明属于电子烟技术领域，特别涉及一种电子烟气流感应装置及电子烟。

背景技术

随着社会科技的发展，人们对自身健康的关注越来越高，吸烟者利用现代技术协助自己戒烟成为越来越多人士的选择。电子烟即是替代香烟，避免吸烟者接收香烟中焦油及悬浮微粒等有害成分的产品。

目前，电子烟一般由盛放溶液的烟管、蒸发装置及电池三部分组成。构成蒸发装置的雾化器由电池供电，通过通电蒸发烟管内的溶液使得吸烟者接收到处理后的雾气。而雾化器开启的触发为使用者对电子烟进行吸气动作，当使用者对电子烟进行吸气后，位于电子烟内部的空气开关上电容发生变化，控制器检测到空气开关的电容变化后触发雾化器工作。

然而，空气开关需不间断工作且在其工作时控制器需向空气开关供电。如此大大缩短了电子烟的使用时间，降低了用户的使用体验度。

因此，亟需提供一种电子烟气流感应装置及电子烟。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种改进的电子烟气流感应装置及电子烟。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电子烟气流感应装置，包括电路板和静电摩擦膜，所述静电摩擦膜具有第一电极、第一层材料、第二层材料及第二电极，所述第一电极、第一层材料、第二层材料及第二电极依次层叠，所述第一电极与所述电路板的第一触点电连接，所述第二电极与所述电路板的第二触点电连接，且所述第一层材料的电负性值与所述第二层材料的电负性值之差的绝对值大于零，当静电摩擦膜变形时，第一层材料和第二层材料相互摩擦而产生静电。

进一步，还包括壳体，所述壳体包括第一导通件、第二导通件及支架，所述第一导通件的两端分别与所述第一电极及所述电路板的第一触点电连接，所述第二导通件的两端分别与所述第二电极及所述电路板的第二触点电连接，所述电路板与所述支架连接。

进一步，所述第一导通件为导电环，所述支架呈环状且所述支架的内侧端面设有凸部，所述第二导通件为外壳，所述外壳呈环状且内部设置有第一容置槽，所述支架容置在所述第一容置槽内且所述支架与所述外壳分别构成第二容置槽及第三容置槽，所述电路板设置在所述第二容置槽内，所述静电摩擦膜设置在所述第三容置槽内。

进一步，所述电子烟气流感应装置还包括防尘件，所述防尘件固定在所述外壳靠近所述静电摩擦膜的端部且覆盖所述端部。

进一步，所述第一层材料由聚甲醛、乙基纤维素、海绵、棉织物、橡胶、人造纤维、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯中任意一种材料构成；所述第二层材料由聚甲醛、乙基纤维素、海绵、棉织物、橡胶、人造纤维、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯中任意一种材料构成。

进一步，所述第一层材料与所述第二层材料配合的接触面或所述第二层材料与所述第一层材料配合的接触面具有若干凸起。

进一步，所述凸起结构的横截面为椭圆形、三角形或长方形中至少一种。

进一步，所述第一层材料的外边缘与所述第二层材料的外边缘固定连接。

进一步，所述静电摩擦膜的厚度为1-100μm之间。

相对于现有技术，本发明提供的电子烟气流感应装置通过将第一电极、第一层材料、第二层材料及第二电极依次层叠，当电负性不同的两种材料在外力的作用下变形而发生相互摩擦时，两种材料会产生相应的感应电荷，并分别通过第一电极及第二电极与电路板连接，进而使得电荷发生移动，产生电信号，该电信号可以触发电路板上的电路并控制与之连接的电器，在电子烟气流感应装置变形产生电荷前后，电子烟气流感应装置均无需供电，且第一层材料与第二层材料之间产生摩擦可以通过人工吸气等方式实现，进而使得电路板的触发装置无需供电，提高了需控制用电量的电器使用时间，进而提高了用户使用该类电器的体验度。

本发明还提供一种电子烟包括电池、烟壳、雾化器及烟液罐，电池、雾化器及烟液罐设置在所述烟壳内，所述电子烟还包括上述电子烟气流感应装置，所述电路板分别与所述雾化器及所述电池连接，所述雾化器与所述电池连接，所述电子烟气流感应装置设置在所述烟壳内。

相对于现有技术，本发明提供的一种电子烟，通过将电子烟气流感应装置设置在烟壳内，当使用者对吸嘴吸气时，空气从外界通过烟壳的进气孔进入烟壳内并向烟壳的吸嘴移动，使得烟壳内空间需外界空气的补充，进而使得烟壳内部气压下降，此时电子烟气流感应装置的电路板与静电摩擦膜之间的空间为标准大气压，静电摩擦膜向外突出变形，进而在第一电极及第二电极处产生不同数量的电荷，电荷通过电路板流动，产生电信号，该电信号触发电路板内电路的闭合，使得与电路板连接的雾化器工作，进而蒸发产生雾气，使用者在有吸电子烟需求时，只需真实的吸一口电子烟，即可使得静电摩擦膜产生电信号，触发电路板内电路闭合，与之连接的雾化器工作，在使用者吸电子烟前后及吸电子烟过程中，均无须电池为电子烟气流感应装置供电，大大节约了电池的损耗，提高了电子烟的使用时长，进而提高了使用者的体验度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施方式一提供的一种电子烟气流感应装置的爆炸结构示意图；

图2为本发明实施方式一提供的一种电子烟气流感应装置的横截面剖视结构示意图；

图3为本发明实施方式一提供的一种电子烟气流感应装置中第一种静电摩擦膜的结构示意图；

图4为本发明实施方式二提供的一种电子烟气流感应装置中第二种静电摩擦膜的结构示意图；

图5为本发明实施方式二提供的一种电子烟气流感应装置中第三种静电摩擦膜的结构示意图；

图6为本发明实施方式二提供的一种电子烟气流感应装置中第四种静电摩擦膜的结构示意图；

图7为本发明实施方式三提供的一种具有电子烟气流感应装置的电子烟简化后的结构示意图。

10、电子烟气流感应装置；20、端盖；21、进气孔；30、吸嘴；100、盖体；200、电路板；210、第二电极触点；220、第一电极触点；230、电路板通孔；300、导电环；400、支架；500、静电摩擦膜；510、第一电极；520、第一摩擦材料；530、第二摩擦材料；540、第二电极；550、下端电极导电环；551、第一凸起；552、第二凸起；553、第三凸起；600、外壳；610、底环；620、外壳；700、防尘网；700、防尘网；810、第二容置槽；820、第三容置槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施方式一

看图1，图1为本发明实施方式一提供的一种电子烟气流感应装置的爆炸结构示意图。电子烟气流感应装置按照由上至下的安装顺序依次为盖体100、电路板200、导电环300、支架400、静电摩擦膜500、外壳600及防尘网700。可以理解的是，在一些实施方式中，盖体100与外壳600为一体的结构进而形成一体的导电壳体，导电壳体内侧形成第一容置槽。在对上述构件进行组装时，首先可以将支架400、静电摩擦膜500、导电环300及电路板200按一定顺序放入导电壳体中，最后通过在导电壳体外侧面施加朝向导电壳体的内侧方向并斜向下的力，进而通过导电壳体产生一定变形形成相互呈垂直的盖体100及外壳600，向内弯曲且呈圆环状的盖体100压紧支架400和电路板200，使得盖体100与电路板200上的第二电极触点210连接。这样可以增强安装后的电子烟气流感应装置结构强度，提高安装效率，降低组装成本。具体的，结合图2及图3，图3为本发明实施方式一提供的一种电子烟气流感应装置的横截面剖视结构示意图。静电摩擦膜500具有上端电极510、第一层材料520、第二层材料530及下端电极540，上端电极510、第一层材料520、第二层材料530及下端电极540依次层叠，且层叠后静电摩擦膜500的厚度在1-100μm之间，进而使得静电摩擦膜500的两侧出现适宜的气压差时变形并产生静电，例如人的吸气动作造成的静电摩擦膜500的两侧气压差。上端电极510通过导电环300与电路板200的第一电极触点220电连接，下端电极540通过第二导电环550及与第二导电环550连接的导电壳体与电路板200的第二电极触点210电连接，且第一层材料520的电负性值与第二层材料530的电负性值之差的绝对值大于零。当静电摩擦膜500变形时，第一层材料520和第二层材料530相互摩擦而产生静电。在本实施方式中，第一电极触点220及第二电极触点210分别为设置在电路板200下上表面的下电连接环及上电连接环。

具体的，第一层材料520及第二层材料530均由聚甲醛、乙基纤维素、海绵、棉织物、橡胶、人造纤维、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯中任意一种材料构成，且第一层材料520与第二层材料530材质不同。在本实施方式中，第一层材料520与第二层材料530完全重合，且第一层材料520及第二层材料530的边缘固定连接，使得第一层材料520与第二层材料530发生摩擦位移时第一层材料520与第二层材料530不会分离。

在本实施方式中，与第一层材料520贴合的上端电极510通过导电环300与电路板200的第一电极触点220电连接，且导电环300支撑位于其上端的电路板200。静电摩擦膜500的下端电极540与第二层材料530贴合，且下端电极540通过与之连接的导电体300和电路板200的第二电极触点210连接。其中，导电环300的两端部分别与电路板200的第一电极触点220及静电摩擦膜500固定连接，导电外壳的两端分别与电路板200的第二电极触点210及第一静电摩擦膜500的下端电极540固定连接。如此，电路板200、导电环300及静电摩擦膜500构成内部空间，当在该内部空间的外部形成一个高于标准大气压或低于标准大气压的外部环境时，静电摩擦膜500会受到挤压而外凸或内凹，进而使得静电摩擦膜500中第一层材料520与第二层材料530之间发生相对位移。两种电负性不同的材料发生相互摩擦时会产生静电，产生的静电会在静电摩擦膜500的上端电极510及下端电极540产生相应的感应电荷，然后通过与之连通的电路板200产生通电信号，该通电信号使得被控制单元与电路板200对应控制电路连通，使控制单元进行对应控制动作。可以理解的是，也可以通过外力的方式使第一层材料520与第二层材料530发生位移。

本实施方式的电子烟气流感应装置，通过在静电摩擦膜500的两侧形成压差，迫使静电摩擦膜500内贴合且边缘固定在一起的第一层材料520与第二层材料530发生相对位移，进而在上端电极510及下端电极540产生相应的感应电荷，通过电路板200的导通产生通电信号，电路板200内与外部被控制单元连接的控制电路连通，外部被控制单元执行相应的控制动作，进而在触发控制电路闭合的过程中仅仅需要第一层材料520与第二层材料530发生机械变形(相对位移)即可，而无需消耗电量；例如在静电摩擦膜500朝外的一侧形成空气流动，该空气流动会导致静电摩擦膜500朝外的一侧形成局部低气压，继而使得静电摩擦膜500朝外形变，达到产生通电信号的目的。

也就是说，静电摩擦膜500的下端电极540向下延伸出环形的下端电极导电环550，该下端电极导电环550可以支撑静电摩擦膜500。外壳600包括具有中部通孔的底环610及与底环610外边缘连接的外圆环620，外圆环620垂直底环延伸。在外圆环远离底环610端部朝内一侧设有端盖100，端盖100也是中部具有通孔的圆环状。如此端盖100及外壳600在外圆环朝内一侧形成了环形的第一容置槽。在第一容置槽中安装有支架400，支架400呈中空的圆环状，且支架400的外侧面与外壳600中外圆环的内侧面贴合。在支架400内侧设有凸部，该凸部分别与端盖100及外壳600的底环构成第二容置槽810及第三容置槽820。第二容置槽810内容置有电路板200，第三容置槽820内容置有静电摩擦膜500。电路板200的下端面设有第一触点，电路板200的上端面设有环形的第二电极触点210，电路板200的第二电极触点210通过导电环300与静电摩擦膜500的上端电极510连接。在本实施方式中，导电环300垂直设置且与支架400的凸部贴合，使得导电环300与支架400的凸部共同支撑电路板200。电路板200的第一电极触点220通过端盖100、外壳600及由静电摩擦膜500的下端电极540延伸出的第二导电环550与静电摩擦膜500的下端电极540导通。在外壳600的底环610下端面设有防尘网700，防尘网700与外壳600的底环贴合且覆盖外壳600底环上的通孔。

如此，可以在安装的过程中先将静电摩擦膜500延伸有第二导电环550的一侧朝下放置在外壳600的底环的上端面；接着将支架400放置在外壳600的底环610的上端面并使得支架400的外侧面与外壳600的外圆环620内侧面贴合，支架400的凸部与静电摩擦膜500的上端电极510贴合；接着将导电环300与支架400的凸部贴合；然后将电路板200放置在支架400的凸部上表面，此时电路板200的第一电极触点220与导电环300连接，此时外壳600中的外圆环620的高度略高于电路板200的高度；再将外壳600中的外圆环620向内往下压，使得外壳600稍微变形并压合在支架400上，且与电路板200的第二电极触点210电连接，在电路板200的中部设有通孔230；最后将防尘网700固定在外壳600的底环610上。

再看图3，图3为本发明实施方式一提供的一种电子烟气流感应装置中第一种静电摩擦膜的结构示意图。第一电极510、第一摩擦材料520、第二摩擦材料530及第二电极540至上而下依次层叠且贴合。其中第一摩擦材料520和第二摩擦材料530均分别由聚甲醛、乙基纤维素、海绵、棉织物、橡胶、人造纤维、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯中任意一种材料构成，且第一摩擦材料520和第二摩擦材料530的材质不一样。其中，第一摩擦材料520及第二摩擦材料530的外边缘可以通过粘性材料粘合在一起，进而使得第一摩擦材料520及第二摩擦材料530在发生相对位移之后可以基本恢复原状。

本实施方式的电子烟气流感应装置通过设置相互贴合的端盖100、导电环300、支架400及外壳600，与电路板200及静电摩擦膜500共同形成了电荷的导通路径，且支架400与端盖100及外壳600形成容置电路板200及静电摩擦膜500的容置槽，结构紧凑；外界施加给端盖100的外力通过支架400传递至外壳600，电路板200及静电摩擦膜500的边缘处无需承受额外压力，提高了电子烟气流感应装置的可靠性；另外设置在静电摩擦膜500一侧的防尘网700，延长了电子烟气流感应装置的使用时间；选择聚甲醛、乙基纤维素、海绵、棉织物、橡胶、人造纤维、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯中任意两种材料作为产生静电的摩擦材料可以提高产生电荷的数量及提高静电产生的成功率；静电摩擦膜500的厚度设置在1-100μm之间，保证了静电摩擦膜500在适宜的内外部压力差或适宜的外力的作用下可以发生变形及位移，产生静电和电荷。

实施方式二

如图4至图6所示，图4为本发明实施方式二提供的一种电子烟气流感应装置中第二种静电摩擦膜的结构示意图；图5为本发明实施方式三提供的一种电子烟气流感应装置中第三种静电摩擦膜的结构示意图；图6为本发明实施方式四提供的一种电子烟气流感应装置中第四种静电摩擦膜的结构示意图。相对于实施方式二，在本实施方式中，在与上端电极510贴合的第一摩擦材料520与第二摩擦材料530贴合的端面设有若干横截面分别呈椭圆形、三角形或长方形的第一凸起551、第二凸起552、第三凸起553。可以理解的是，也可以在第二摩擦材料530与第一摩擦材料520贴合的端面上设置若干横截面分别呈椭圆形、三角形或长方形的凸起。

如此，可以增强第一摩擦材料520与第二摩擦材料530的接触面积，进而提高第一摩擦材料520与第二摩擦材料530相对位移时产生电荷的能力。

实施方式三

如图7所示，图7为本发明实施方式三提供的一种具有电子烟气流感应装置电子烟简化后的结构示意图。电子烟包括电池、烟壳、雾化器和吸嘴30，电池设置在烟壳内，且电路板200分别与雾化器及电池连接，雾化器与电池连接，电子烟气流感应装置10设置在烟壳内。

具体的，在电子烟中烟壳的末端与端盖20的连接处设有进气孔21。电子烟气流感应装置10设置在烟壳的末端内且使得电子烟气流感应装置10的上端高于进气孔21，电子烟气流感应装置10的下端低于进气孔21。

当用户通过吸嘴吸气时，外界的空气从进气孔21进入且朝向吸嘴30流动。进而使得电子烟气流感应装置10靠近吸嘴30的一端局部压力低于外界大气压，然而在电子烟气流感应装置10的上部及电子烟气流感应装置10的内部依然接近或等于外界大气压，如此在用户用吸嘴30吸气时静电摩擦膜500的两侧形成压差，静电摩擦膜500产生形变，第一摩擦材料520及第二摩擦材料530之间发生相对位移，产生电荷，电荷通过导电环300、外壳600及端盖100分别传至电路板200的第一电极触点220和第二电极触点210；电荷传至电路板200，电路板200检测到相应的感应电荷并在电路板200的电路中产生通电信号，进而由电路驱动与之连接的雾化器工作，雾化器蒸发“烟液”，进而产生雾气。

现有技术需要通过通电的电容感应用户用吸嘴吸气的动作，在用户没有吸气的需求时，浪费电池的电量。而在本实施方式中，在用户用吸嘴吸气之前和之后，电子烟无需提供电力至电容感应用户用吸嘴吸气的动作，只需用户第一次用吸嘴30吸气即可迫使静电摩擦膜500变形，电路板200的电路驱动雾化器工作，进而电子烟无需因监控用户用吸嘴30吸气的动作而耗电，通过将用户用吸嘴30吸气的动力转化成通电信号，使得感应用户吸气动作的过程无需提供电量，大大延长了电子烟的使用时间，提高了用户的使用体验度。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实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，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种电子烟气流感应装置，其特征在于：包括电路板和静电摩擦膜，所述静电摩擦膜具有第一电极、第一层材料、第二层材料及第二电极，所述第一电极、第一层材料、第二层材料及第二电极依次层叠，所述第一电极与所述电路板的第一触点电连接，所述第二电极与所述电路板的第二触点电连接，且所述第一层材料的电负性值与所述第二层材料的电负性值之差的绝对值大于零，当静电摩擦膜变形时，第一层材料和第二层材料相互摩擦而产生静电。

2.如权利要求1所述的电子烟气流感应装置，其特征在于，还包括壳体，所述壳体包括第一导通件、第二导通件及支架，所述第一导通件的两端分别与所述第一电极及所述电路板的第一触点电连接，所述第二导通件的两端分别与所述第二电极及所述电路板的第二触点电连接，所述电路板设置在所述支架上。

3.如权利要求2所述的电子烟气流感应装置，其特征在于，所述第一导通件为导电环，所述支架呈环状且所述支架的内侧端面设有凸部，所述第二导通件为外壳，所述外壳呈环状且内部形成有第一容置槽，所述支架容置在所述第一容置槽内且所述支架与所述外壳分别构成第二容置槽及第三容置槽，所述电路板设置在所述第二容置槽内，所述静电摩擦膜设置在所述第三容置槽内。

4.如权利要求3所述的电子烟气流感应装置，其特征在于，所述电子烟气流感应装置还包括防尘件，所述防尘件固定在所述外壳靠近所述静电摩擦膜的端部且覆盖所述端部。

5.如权利要求1至4任一项所述的电子烟气流感应装置，其特征在于，所述第一层材料由聚甲醛、乙基纤维素、海绵、棉织物、橡胶、人造纤维、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯中任意一种材料构成；所述第二层材料由聚甲醛、乙基纤维素、海绵、棉织物、橡胶、人造纤维、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯中任意一种材料构成。

6.如权利要求5所述的电子烟气流感应装置，其特征在于，所述第一层材料与所述第二层材料配合的接触面或所述第二层材料与所述第一层材料配合的接触面具有若干凸起。

7.如权利要求6所述的电子烟气流感应装置，其特征在于，所述凸起结构的横截面为椭圆形、三角形或长方形中至少一种。

8.如权利要求5所述的电子烟气流感应装置，其特征在于，所述第一层材料的外边缘与所述第二层材料的外边缘固定连接。

9.如权利要求5所述的电子烟气流感应装置，其特征在于，所述静电摩擦膜的厚度为1-100μm之间。

10.一种电子烟，包括电池、烟壳、雾化器及烟液罐，电池、雾化器及烟液罐设置在所述烟壳内，其特征在于，还包括如权利要求1至9任一项所述电子烟气流感应装置，所述电路板分别与所述雾化器及所述电池连接，所述雾化器与所述电池连接，所述电子烟气流感应装置设置在所述烟壳内。