CN106102487B - 一种电子烟及其烟雾量控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种电子烟及其烟雾量控制方法，其中电子烟包括气流传感器(11)、雾化器(12)、电压输出单元(13)以及烟雾量控制单元(14)；烟雾量控制方法包括：预先建立吸烟力度以及吸烟时间与输出电压或者输出功率之间的关系以进行模仿香烟烟雾量的数学模型，检测当前电子烟的吸烟力度以及吸烟时间，根据检测到的吸烟力度以及吸烟时间，从数学模型中计算或/和查找出相应的电压或者功率，根据计算或/和查找出的电压或者功率调整输出给电子烟雾化器(12)的电压或者功率，使得电子烟产生的烟雾量接近甚至达到香烟产生的烟雾量，使其吸烟口感与香烟相同。

Description

一种电子烟及其烟雾量控制方法
技术领域
本发明涉及电子烟，更具体地说，涉及一种电子烟及其烟雾量控制方法。
背景技术
现有气流感应型的电子烟，吸烟动作用力大小、快慢和产生烟雾量大小之间没有明确的相关性，只是设定一个固定的吸烟启动负压阈值，当吸烟负压大于或者等于该阈值时，控制器打开开关加热雾化器，反之当吸烟负压小于该阈值时，控制器关闭开关停止加热雾化器。
现有的气流感应型的电子烟，当吸烟的负压一定时，若吸烟时间较短，电子烟产生的烟雾量相对较小，若吸烟时间较长，产生烟雾量相对较大。图1为现有的香烟和电子烟在吸烟负压一定时烟雾量与吸烟时间的关系曲线示意图，其中实线为香烟，虚线为电子烟。如图1所示，吸烟负压为-1800帕，香烟和电子烟的烟雾量Z(质量单位mg)与吸烟时间X(秒，s)成正相关。
图2为现有的香烟和电子烟在吸烟的时间一定时烟雾量与吸烟负压的关系曲线示意图，其中实线为香烟，虚线为电子烟。如图2所示，吸烟时间为4秒，香烟的烟雾量Z(质量单位mg)与吸烟负压P(帕，pa)成正相关，比如微弱的负压下吸烟，烟草燃烧缓慢，烟雾量相对较小，当用较大的负压猛抽烟时，烟草的燃烧剧烈，烟雾量也较大。而电子烟则无明确关系，如图2中虚线所示，若使用较小的负压吸电子烟，产生的烟雾量相对较大，若使用较大的负压猛抽烟，产生的烟雾量相对较小。主要原因是以较大的负压猛抽烟时，电子烟中气流速度过快，气流快速流过雾化器的发热丝将导致发热丝温度降低，从而导致电子烟产生的烟雾量变少。
图3为现有的香烟和电子烟在烟雾量与吸烟负压以及吸烟时间的关系曲面示意图，其中曲面C为香烟，曲面E为电子烟。如图3所示，电子烟刚开始抽时，需要一定吸烟负压来启动控制器开启开关加热雾化器，而香烟点燃后有燃烧的温度保持，因此在雾化初期，香烟比电子烟快。随着时间的加长，由于电子烟的电热丝处于雾化器的封闭空间中，而香烟的加热头裸露在外，因此电子烟的电热丝的温度上升比香烟快，两者产生的烟雾量也不相同。因此，电子烟存在吸烟口感与香烟的吸烟口感不同的缺陷。
发明内容
本发明针对现有的气流感应型电子烟的吸烟口感与香烟的吸烟口感不相同的缺陷，提供一种电子烟及其烟雾量控制方法，能够接近甚至达到香烟在吸食过程中烟雾量，实现相同的口感。
本发明解决其技术问题采用的技术方案为：提供一种电子烟的烟雾量控制方法，包括以下步骤：
S1、预先建立吸烟力度以及吸烟时间与输出电压或者输出功率之间的关系以进行模仿香烟烟雾量的数学模型，其中，所述吸烟力度的表征方式包括通过电子烟的气流通道内的气流流速进行表征或/和电子烟内的气压大小进行表征；
S2、检测当前电子烟的吸烟力度以及吸烟时间；
S3、根据检测到的吸烟力度以及吸烟时间，从所述数学模型中计算或/和查找出相应的电压或者功率；
S4、根据计算或/和查找出的电压或者功率调整输出给电子烟雾化器的电压或者功率。
优选地，所述数学模型为写有预先测量的数值的表格，所述吸烟力度通过电子烟内的气压大小进行表征，所述方法具体为：
S11、预先建立吸烟负压以及吸烟时间与输出电压或者输出功率之间的关系以进行模仿香烟烟雾量的数学模型，其中，所述吸烟负压是指电子烟内的气压大小；
S21、检测当前电子烟的吸烟负压以及吸烟时间；
S31、根据检测到的吸烟负压以及吸烟时间，从所述数学模型中查找出相应的电压或者功率；
S41、根据查找出的电压或者功率调整输出给电子烟雾化器的电压或者功率。
优选地，所述吸烟力度通过电子烟内的气压大小进行表征；所述数学模型包括香烟烟雾量模型、现有电子烟烟雾量模型以及第一关系表，所述第一关系表包括对应存储的烟雾补偿量以及补偿电压或者补偿功率，所述香烟烟雾量模型用于计算香烟的吸烟负压、吸烟时间与标准烟雾量之间的关系，所述现有电子烟烟雾量模型用于计算现有电子烟的吸烟负压、吸烟时间与现有电子烟产生的烟雾量之间的关系，所述吸烟负压是指电子烟内的气压大小；所述方法具体为：
S12、预先建立所述香烟烟雾量模型、所述现有电子烟烟雾量模型以及所述第一关系表；
S22、检测当前电子烟的吸烟负压以及吸烟时间；
S32、根据检测到的吸烟负压以及吸烟时间，使用所述香烟烟雾量模型计算与吸烟负压和吸烟时间正相关的标准烟雾量，使用所述现有电子烟烟雾量模型计算现有现有电子烟产生的烟雾量，计算标准烟雾量以及现有电子烟产生的烟雾量之间的差值以获得烟雾补偿量，并根据计算出的烟雾补偿量从所述第一关系表中查找出相应的补偿电压或者补偿功率；
S42、根据查找出的补偿电压或者补偿功率调整输出给电子烟雾化器的电压或者功率。
优选地，所述步骤S42包括以下子步骤：
S421、将查找出的补偿电压与当前输出给雾化器的电压求和以得到需要输出的电压，或者将查找出的补偿功率与当前输出给雾化器的功率求和以得到需要输出的功率；
S422、向雾化器输出所述需要输出的电压或者所述需要输出的功率。
优选地，所述子步骤S422包括以下次级子步骤：
S4221、根据所述需要输出的电压以及当前输出给雾化器的电压计算占空比，或者根据需要输出的功率以及当前输出给雾化器的功率计算占空比；
S4222、通过计算出的占空比，使输出给雾化器的电压为所述需要输出的电压，或者使输出给雾化器的功率为所述需要输出的功率。
优选地，在次级子步骤S4221中，根据以下公式确定占空比D：
其中，U1为所述需要输出的电压，U2为当前输出给雾化器的电压；
或者，
其中，P为所述需要输出的功率，R为雾化器的阻值。
优选地，所述吸烟力度通过电子烟内的气压大小进行表征；所述数学模型包括香烟烟雾量模型以及第二关系表，所述第二关系表包括对应存储的现有电子烟烟雾量以及输出电压或者输出功率，所述香烟烟雾量模型用于计算香烟的吸烟负压、吸烟时间与标准烟雾量之间的关系，所述吸烟负压是指电子烟内的气压大小；所述方法具体为：
S13、预先建立所述香烟烟雾量模型以及所述第二关系表；
S23、检测当前电子烟的吸烟负压以及吸烟时间；
S33、根据检测到的吸烟负压以及吸烟时间，使用所述香烟烟雾量模型计算与吸烟负压和吸烟时间正相关的标准烟雾量，并根据计算出的标准烟雾量从所述第二关系表中查找出相应的输出电压或者输出功率；
S43、向电子烟的雾化器输出查找到的电压或者功率。
优选地，步骤S43包括以下子步骤：
S431、根据查找出的输出电压以及当前输出给雾化器的电压确定占空比，或者根据查找到的功率以及当前输出给雾化器的功率确定占空比；
S432、通过计算出的占空比，使输出给雾化器的电压为查找到的电压，或者使输出给雾化器的功率为查找到的功率。
优选地，在子步骤S431中，根据以下公式确定占空比D：
其中，U3为从所述第二关系表中查找出的输出电压，U2为当前输出给雾化器的电压；
或者，
其中，P为所述需要输出的功率，R为雾化器的阻值。
提供一种电子烟，包括气体传感器以及雾化器，所述电子烟还包括：
电压输出单元，与所述雾化器连接；
烟雾量控制单元，分别与所述气体传感器以及所述电压输出单元连接，存储有吸烟力度以及吸烟时间与输出电压或者输出功率之间的关系以进行模仿香烟烟雾量的数学模型，其中，所述吸烟力度的表征方式包括通过电子烟的气流通道内的气流流速进行表征或/和电子烟内的气压大小进行表征；
所述烟雾量控制单元用于计算电子烟的吸烟时间，还用于根据所述气体传感器检测到的吸烟力度以及计算出的吸烟时间，从所述数学模型中计算或/和查找出相应的电压或者功率，并根据计算或/和查找出的电压或者功率控制所述电压输出单元调整输出给所述雾化器的电压或者功率。
优选地，所述数学模型为写有预先测量的数值的表格，所述吸烟力度通过电子烟内的气压大小进行表征；所述烟雾量控制单元根据检测到的吸烟负压以及吸烟时间，从所述数学模型中查找出相应的电压或者功率，并根据查找出的电压或者功率控制所述电压输出单元调整输出给所述雾化器的电压或者功率；所述吸烟负压是指电子烟内的气压大小。
优选地，所述吸烟力度通过电子烟内的气压大小进行表征；所述数学模型包括香烟烟雾量模型、现有电子烟烟雾量模型以及第一关系表，所述第一关系表包括对应存储的烟雾补偿量以及补偿电压或者补偿功率，所述香烟烟雾量模型用于计算香烟的吸烟负压、吸烟时间与标准烟雾量之间的关系，所述现有电子烟烟雾量模型用于计算现有电子烟的吸烟负压、吸烟时间与现有电子烟产生的烟雾量之间的关系，所述吸烟负压是指电子烟内的气压大小；
所述烟雾量控制单元根据所述气体传感器检测到的吸烟负压以及计算出的吸烟时间，使用所述香烟烟雾量模型计算与吸烟负压和吸烟时间正相关的标准烟雾量，使用所述现有电子烟烟雾量模型计算现有电子烟产生的烟雾量，并计算标准烟雾量以及现有电子烟产生的烟雾量之间的差值以获取烟雾补偿量，以及根据计算出的烟雾补偿量从所述第一关系表中查找出相应的补偿电压或者补偿功率，并根据查找出的补偿电压或者补偿功率控制所述电压输出单元调整输出给雾化器的电压或者功率。
优选地，所述烟雾量控制单元包括：
求和模块，用于将查找出的补偿电压与当前输出给雾化器的电压求和以得到需要输出的电压，或者将查找出的补偿功率与当前输出给雾化器的功率求和以得到需要输出的功率；
控制模块，用于控制所述电压输出单元向雾化器输出所述需要输出的电压或者所述需要输出的功率。
优选地，所述电压输出单元包括功率开关；所述控制模块根据所述需要输出的电压以及当前输出给雾化器的电压计算占空比，或者根据需要输出的功率以及当前输出给雾化器的功率计算占空比，通过向所述功率开关输出具有计算出的占空比的脉冲宽度调节信号以向所述雾化器输出所述需要输出的电压或者所述需要输出的功率；
所述控制模块根据以下公式确定占空比D：
其中，U1为所述需要输出的电压，U2为当前输出给雾化器的电压；
或者，
其中，P为所述需要输出的功率，R为雾化器的阻值。
优选地，所述电压输出单元包括升降压电路；所述控制模块改变输出所述升降压电路的电压，以使所述升降压电路向所述雾化器输出所述需要输出的电压或者所述需要输出的功率。
优选地，所述吸烟力度通过电子烟内的气压大小进行表征；所述数学模型包括香烟烟雾量模型以及第二关系表，所述第二关系表包括对应存储的现有电子烟烟雾量以及输出电压或者输出功率，所述香烟烟雾量模型用于计算香烟的吸烟负压、吸烟时间与标准烟雾量之间的关系，所述吸烟负压是指电子烟内的气压大小；
烟雾量控制单元根据所述气体传感器检测到的当前电子烟的吸烟负压以及计算出的吸烟时间，使用所述香烟烟雾量模型计算标准烟雾量，以及根据计算出的标准烟雾量从所述第二关系表中查找出相应的输出电压或者输出功率，并且控制所述电压输出单元向所述雾化器输出查找到的输出电压或者输出功率。
优选地，所述电压输出单元包括升降压电路；所述烟雾量控制单元改变输出所述升降压电路的电压，以使所述升降压电路向所述雾化器输出查找到的输出电压或者输出功率。
优选地，所述电压输出单元包括功率开关；所述烟雾量控制单元根据查找出的输出电压以及当前输出所述雾化器的电压确定占空比，或者根据查找出的输出功率以及当前输出所述雾化器的功率确定占空比，并输出具有计算出的占空比的脉冲宽度调节信号到所述功率开关，以改变输出所述雾化器的电压。
优选地，所述烟雾量控制单元根据以下公式确定占空比D：
其中，U3为从所述第二关系表中查找出的输出电压，U2为当前输出给雾化器的电压；
或者，
其中，P为所述需要输出的功率，R为雾化器的阻值。
优选地，本发明的上述任一项所述的电子烟还包括：
信号放大单元，分别与所述气压传感器以及所述烟雾量控制单元连接，用于将所述气压传感器检测到的当前电子烟的吸烟负压信号放大后输出所述烟雾量控制单元。
本发明的电子烟及其烟雾量控制方法具有以下有益效果：计算在相同的吸烟负压以及吸烟时间的下香烟产生的烟雾量，并根据香烟产生的烟雾量调整输出给雾化器的电压或者功率，从而使得电子烟产生的烟雾量接近甚至达到香烟产生的烟雾量。
附图说明
图1为现有的香烟和电子烟在吸烟负压一定时烟雾量与吸烟时间的关系曲线示意图；
图2为现有的香烟和电子烟在吸烟的时间一定时烟雾量与吸烟负压的关系曲线示意图；
图3为现有的香烟和电子烟在烟雾量与吸烟负压以及吸烟时间的关系曲面示意图；
图4为本发明的电子烟的烟雾量控制方法第一实施例的流程图；
图5为本发明的电子烟第一实施例的结构示意图；
图6为本发明的电子烟第二实施例的结构示意图；
图7为本发明的电子烟第四实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种电子烟及其烟雾量控制方法，解决了现有的气流感应型电子烟的吸烟口感与香烟的吸烟口感不相同的缺陷，使电子烟在其被吸食的过程中接近甚至达到香烟产生的烟雾量，从而达到相同的口感。
以下结合附图和实施例对本发明做进一步的解释说明。
图4为本发明的电子烟的烟雾量控制方法第一实施例的流程图，如图4所示，在本实施例中，电子烟的烟雾量控制方法包括以下步骤：
S1、预先建立吸烟力度以及吸烟时间与输出电压或者输出功率之间的关系以进行模仿香烟烟雾量的数学模型，其中，吸烟力度的表征方式包括通过电子烟的气流通道内的气流流速进行表征或/和电子烟内的气压大小进行表征；
S2、检测当前电子烟的吸烟力度以及吸烟时间；
S3、根据检测到的当前电子烟的吸烟力度以及吸烟时间，从数学模型中计算或/和查找出相应的电压或者功率；
S4、根据计算或/和查找出的电压或者功率调整输出给电子烟雾化器的电压或者功率，从而使得电子烟产生的烟雾量接近甚至达到香烟产生的烟雾量。
在本实施例中，数学模型为写有预先测量的数值的表格，吸烟力度通过电子烟内的气压大小进行表征。应用了烟雾量控制方法的电子烟10的结构示意图如图5所示，电子烟10包括气体传感器11、雾化器12、电压输出单元13以及烟雾量控制单元14，其中，烟雾量控制单元14分别与气体传感器11以及电压输出单元13连接，电压输出单元13还与雾化器12连接。在本实施例中，所述气体传感器11为气压传感器。
具体的，在步骤S1中，预先建立吸烟负压以及吸烟时间与输出电压或者输出功率之间的关系以进行模仿香烟烟雾量的数学模型，并将数学模型存储于烟雾量控制单元14。其中，吸烟负压是指电子烟内的气压大小(S11)。当雾化器12的电压为表格中的输出电压或者输出功率时，电子烟10所产生的烟雾量与香烟在与输出电压或者输出功率所对应的吸烟负压以及吸烟时间下所产生的标准烟雾量相同或相近似。
在建立数学模型时，首先测量多组吸烟负压以及吸烟时间下香烟产生的标准烟雾量的数据，然后测量在相同吸烟负压以及吸烟时间下若要让电子烟产生标准烟雾量所需要输出给雾化器的电压(即输出电压)。将吸烟负压、吸烟时间以及输出电压或者输出功率对应存储形成表格，从而完成了数学模型的建立。
在步骤S2中，通过气流传感器11检测当前电子烟的吸烟负压，吸烟负压指的是电子烟内的气压大小。烟雾量控制单元14根据开始接收到气流传感器11检测到的吸烟负压信息时起开始计时直到信息中断来计算吸烟时间(S21)。
在步骤S3中，烟雾量控制单元14根据检测到的吸烟负压以及其计算出的吸烟时间，从数学模型中查找出相应的电压或者功率(S31)。
在步骤S4中，烟雾量控制单元14根据查找出的电压或者功率控制电压输出单元13调整输出给雾化器12的电压或者功率，以使输出给雾化器12的电压为查找出的电压，或者使得输出给雾化器12的功率为查找出的功率(S41)。
在其他实施例中，吸烟力度还可以通过电子烟的气流通道内的气流流速进行表征，即可通过气流流速传感器对所述吸烟力度进行检测，因此，其检测方式在此不作具体限定。
在本发明的电子烟的烟雾量控制方法第一实施例中，预先建立的数据模型为表格，该表格中对应存储有吸烟负压、吸烟时间以及输出电压或者输出功率，通过检测当前电子烟的吸烟负压以及吸烟时间，从数学模型中查找出相应的输出电压或者输出功率并输出给雾化器，使得电子烟在相同条件产生与香烟同样的烟雾量，使得电子烟的口感接近甚至达到香烟的口感。
在本发明的电子烟的烟雾量控制方法第二实施例中，烟雾量控制方法包括以下步骤：
S1、预先建立吸烟力度以及吸烟时间与输出电压或者输出功率之间的关系以进行模仿香烟烟雾量的数学模型，其中，吸烟力度的表征方式包括通过电子烟的气流通道内的气流流速进行表征或/和电子烟内的气压大小进行表征；
S2、检测当前电子烟的吸烟力度以及吸烟时间；
S3、根据检测到的当前电子烟的吸烟力度以及吸烟时间，从数学模型中计算或/和查找出相应的电压或者功率；
S4、根据计算或/和查找出的电压或者功率调整输出给电子烟雾化器的电压或者功率，从而使得电子烟产生的烟雾量接近甚至达到香烟产生的烟雾量。
本实施例与烟雾量控制方法第一实施例的区别在于，在本实施例中，数学模型包括香烟烟雾量模型、现有电子烟烟雾量模型以及第一关系表，第一关系表包括对应存储的烟雾补偿量以及补偿电压或者补偿功率。
具体的，在步骤S1中，预先建立了香烟烟雾量模型、现有电子烟烟雾量模型以及第一关系表，且香烟烟雾量模型、现有电子烟烟雾量模型以及第一关系表存储于烟雾量控制单元14中(S12)。其中,香烟烟雾量模型用于计算香烟的吸烟负压、吸烟时间与标准烟雾量之间的关系(如图3中曲面C所示)。现有电子烟烟雾量模型用于计算现有电子烟的吸烟负压、吸烟时间与现有电子烟产生的烟雾量之间的关系(如图3中曲面E所示)。用于建立第一关系表的现有电子烟的雾化器与应用烟雾量控制方法的电子烟的雾化器相同。现以香烟烟雾量模型为例，说明模型的建立过程：首先通过实验测量多组香烟的吸烟负压Z、吸烟时间X以及香烟烟雾量Z的数据，将测量得到的多组数据通过软件拟合为曲面C，从而得到C的函数，即C＝f(P，X,Z)。建立现有电子烟烟雾量模型的过程如此类推，测量的多组现有电子烟的吸烟负压、吸烟时间以及现有电子烟产生的烟雾量的数据。通过实验测量以及计算得到多组烟雾补偿量(相同条件下标准烟雾量与现有电子烟产生的烟雾量之间的差值)与补偿电压或者补偿功率，并将烟雾补偿量以及补偿电压或者补偿功率对应存储以获得第一关系表。
在步骤S2中,通过气流传感器11检测当前电子烟的吸烟负压,通过烟雾量控制单元14计算吸烟时间,烟雾量控制单元14可以根据开始接收到气流传感器11检测到的吸烟负压信息时起开始计时直到信息中断(S22)。
在步骤S3中，烟雾量控制单元14将气流传感器11检测到的吸烟负压以及计算出的吸烟时间分别代入香烟烟雾量模型以及现有电子烟烟雾量模型中计算标准烟雾量以及现有电子烟产生的烟雾量,然后计算标准烟雾量以及现有电子烟产生的烟雾量之间的差值，从而得到烟雾量补偿量。只要能够让电子烟在现有烟雾量的基础上增加计算出的差值,那么电子烟的烟雾量将接近甚至达到香烟的烟雾量。烟雾量控制单元14根据计算出的烟雾补偿量从第一关系表中查找出相应的补偿电压或者补偿功率(S32)。
在步骤S4中，只要在当前输出给雾化器12的电压基础上增加查找到的补偿电压,或者在当前输出给雾化器12的功率基础上增加查找到的补偿功率,就能够使得电子烟10产生的烟雾量接近甚至达到香烟烟雾量。首先，烟雾量控制单元14将查找出的补偿电压与当前输出给雾化器的电压求和以得到需要输出的电压，或者将查找出的补偿功率与当前输出给雾化器的功率求和以得到需要输出的功率(S421)，然后烟雾量控制单元14控制电压输出单元13向雾化器12输出计算出的需要输出的电压或者需要输出的功率(S422)。
电压输出单元13可以包括升降压电路，此时烟雾控制单元14改变输出升降压电路的电压，从而使得升降压电路向雾化器12输出需要输出的电压或者需要输出的功率。
或者，电压输出单元12包括功率开关。此时，烟雾量控制单元14根据需要输出的电压以及当前输出给雾化器的电压计算占空比，或者根据需要输出的功率以及当前输出给雾化器的功率计算占空比，然后将具有计算出的占空比的脉冲宽度调节信号(PWM)输出功率开关，从而使得输出给雾化器12的电压为需要输出的电压，或者使输出给雾化器12的功率为需要输出的功率。
其中，烟雾量控制单元14根据以下公式确定占空比D：
其中，U1为需要输出的电压，U2为当前输出给雾化器12的电压；
或者，
其中，P为需要输出的功率，R为雾化器12的阻值。
在本发明的电子烟的雾化量控制方法的第二实施例中，通过计算在相同的吸烟负压以及吸烟时间的下香烟与电子烟产生烟雾量的差值，即烟雾量补偿量，再根据烟雾补偿量计算需要输出电子烟的电压或者功率，使输出电子烟雾化器的电压或者功率为计算出的需要输出的电压或者功率，从而使得电子烟产生的烟雾量接近甚至达到香烟的标准烟雾量。
在本发明的电子烟的烟雾量控制方法第三实施例中，烟雾量控制方法包括
S1、预先建立吸烟力度以及吸烟时间与输出电压或者输出功率之间的关系以进行模仿香烟烟雾量的数学模型，其中，吸烟力度的表征方式包括通过电子烟的气流通道内的气流流速进行表征或/和电子烟内的气压大小进行表征；
S2、检测当前电子烟的吸烟力度以及吸烟时间；
S3、根据检测到的当前电子烟的吸烟力度以及吸烟时间，从数学模型中计算或/和查找出相应的电压或者功率；
S4、根据计算或/和查找出的电压或者功率调整输出给电子烟雾化器的电压或者功率，从而使得电子烟产生的烟雾量接近甚至达到香烟产生的烟雾量。
本实施例与烟雾量控制方法第一实施例的区别在于，在本实施例中，数学模型包括香烟烟雾量模型以及第二关系表，第二关系表包括对应存储的现有电子烟烟雾量以及输出电压或者输出功率，香烟烟雾量模型用于计算香烟的吸烟负压、吸烟时间与标准烟雾量之间的关系。
在本实施例的步骤S1中，预先建立了香烟烟雾量模型以及对应存储了现有电子烟烟雾量以及输出电压或者输出功率的第二关系表，建立的香烟烟雾量模型以及第二关系表存储于烟雾量控制单元14。其中，香烟烟雾量模型用于计算香烟的吸烟负压、吸烟时间与标准烟雾量之间的关系。
在步骤S2中，通过气流传感器11检测当前电子烟的吸烟负压，通过烟雾量控制单元14计算吸烟时间。烟雾量控制单元14可以根据开始接收到气流传感器21检测到的吸烟负压信息时起开始计时直到信息中断。
在步骤S3中，烟雾量控制单元14将检测到的吸烟负压以及其计算出的吸烟时间代入香烟烟雾量模型计算与吸烟负压和吸烟时间正相关的标准烟雾量。然后，烟雾量控制单元14根据计算出的标准烟雾量从第二关系表中查找出相应的输出电压或者输出功率。
在步骤S4中，烟雾量控制单元14控制电压输出单元13向雾化器12输出查找到的电压或者功率。
具体的，电压输出单元13可以包括升降压电路，此时在步骤S4中，烟雾量控制单元14改变输出升降压电路的电压，使升降压电路输出查找到的电压或者功率到雾化器12。
或者，电压输出单元13可以包括功率开关，此时在步骤S4中烟雾量控制单元14根据查找出的输出电压以及当前输出给雾化器12的电压确定占空比D，此时根据以下公式确定占空比D：
其中，U3为从第二关系表中查找出的输出电压，U2为当前输出给雾化器的电压。
或者，烟雾量控制单元14根据查找到的功率以及当前输出给雾化器12的功率确定占空比D,此时根据以下公式确定占空比D：
其中，P为需要输出的功率，R为雾化器的阻值。
然后，烟雾量控制单元14向功率开关输出具有计算出的占空比的PWM信号，从而向雾化器12输出查找到电压或者功率。
在本发明的电子烟的雾化量控制方法的第三实施例中，通过计算在相同的吸烟负压以及吸烟时间的下香烟产生的标准烟雾量，使用电子烟烟雾量与输出电压或者输出功率之间的关系，确定与标准烟雾量相对应的输出电压或者输出功率，向雾化器输出与标准烟雾量相对应的输出电压或者输出功率，以使得电子烟产生的烟雾量接近甚至达到香烟产生的烟雾量(标准烟雾量)。可以理解的是，由于不同的烟油在相同的输出电压或输出功率时可能产生的烟雾量不同，因此，在实际运用中，需要模仿某种香烟(小香烟或大雪茄烟等)的烟雾量时，需要对该香烟的烟雾量进行检测以及对该烟油的烟雾量进行检测，以获取相应的数据。
图5为本发明的电子烟10第一实施例的结构示意图，如图5所示，电子烟10包括气体传感器11、雾化器12、电压输出单元13以及烟雾量控制单元14，其中，烟雾量控制单元14分别与气体传感器11以及电压输出单元13连接，电压输出单元13还与雾化器12连接。
气体传感器11用于检测吸烟力度，并将检测到的吸烟力度信息输出烟雾量控制单元14。
雾化器12内设置有电热丝，当有电流通过时电热丝发热以雾化液态的烟液。
电压输出单元13用于在烟雾量控制单元14的控制下向雾化器12输出相应的电压或者功率。电压输出单元13可以通过升降压电路或者功率开关来实现。
烟雾量控制单元14存储有吸烟力度以及吸烟时间与输出电压或者输出功率之间的关系以进行模仿香烟烟雾量的数学模型，其中，所述吸烟力度的表征方式包括通过电子烟的气流通道内的气流流速进行表征或/和电子烟内的气压大小进行表征。
烟雾量控制单元14用于计算电子烟的吸烟时间，其从接收到吸烟负压信息开始计时直到信息中断。烟雾量控制单元14还用于根据气体传感器11检测到的吸烟力度以及计算出的吸烟时间，从数学模型中计算或/和查找出相应的电压或者功率，并根据计算或/和查找出的电压或者功率控制电压输出单元13调整输出给雾化器12的电压或者功率。
具体的，在本实施例中，数学模型为写有预先测量的数值的表格，吸烟力度通过电子烟内的气压大小进行表征，烟雾量控制单元14根据检测到的吸烟负压以及吸烟时间从数学模型中查找出相应的电压或者功率，并根据查找出的电压或者功率控制电压输出单元13调整输出给雾化器12的电压或者功率，从而使得电子烟输出标准烟雾量。当电压输出单元13包括升降压电路时，烟雾量控制单元14改变输出升降压电路的电压，从而使得升降压电路输出查找出的电压或者功率到雾化器12。当电压输出单元13包括功率开关时，烟雾量控制单元14根据查找出的电压以及当前输出给雾化器12的电压来确定占空比，或者根据查找出的功率以及当前输出给雾化器12的功率来确定占空比，然后输出具有计算出的占空比的PWM信号到功率开关，以使输出给雾化器12的电压或者功率为查找出的电压或者功率。
在本发明的电子烟10的第一实施例中，预先建立的数据模型为表格，该表格中对应存储有吸烟负压、吸烟时间以及输出电压或者输出功率，通过检测当前电子烟的吸烟负压以及吸烟时间，从数学模型中查找出相应的输出电压或者输出功率并输出给雾化器，使得电子烟在相同条件产生与香烟同样的烟雾量，使得电子烟的口感接近甚至达到香烟的口感。在本实施例中，所述气体传感器11为气压传感器，当然，也可以为气流流速传感器等，在此不作具体限定。
图6为本发明的电子烟10的第二实施例的结构示意图，如图6所示，在本实施例中，电子烟10包括气体传感器11、雾化器12、电压输出单元13以及烟雾量控制单元14，其中，烟雾量控制单元14分别与气体传感器11以及电压输出单元13连接，电压输出单元13还与雾化器12连接。
本实施例与电子烟10第一实施例的区别在于，在本实施例中，数学模型包括香烟烟雾量模型、现有电子烟烟雾量模型以及第一关系表，第一关系表包括对应存储的烟雾补偿量以及补偿电压或者补偿功率。
具体的，烟雾量控制单元14将气体传感器11检测到的吸烟负压以及计算出的吸烟时间代入香烟烟雾量模型计算与吸烟负压和吸烟时间正相关的标准烟雾量，以及将气体传感器11检测到的吸烟负压以及计算出的吸烟时间代入现有电子烟烟雾量模型计算现有电子烟产生的烟雾量，然后计算标准烟雾量以及现有电子烟产生的烟雾量之间的差值，从而得到烟雾补偿量，然后根据计算出的烟雾补偿量从第一关系表中查找出相应的补偿电压或者补偿功率，并根据查找出的补偿电压或者补偿功率控制电压输出单元13调整输出给雾化器12的电压或者功率。
在本实施例中，烟雾量控制单元14包括：
求和模块141，用于将查找出的补偿电压与当前输出给雾化器12的电压求和以得到需要输出的电压，或者将查找出的补偿功率与当前输出给雾化器12的功率求和以得到需要输出的功率；
控制模块142，用于控制电压输出单元13向雾化器12输出需要输出的电压或者需要输出的功率。
当电压输出单元13包括功率开关时，控制模块142根据需要输出的电压以及当前输出给雾化器12的电压计算占空比D，或者根据需要输出的功率以及当前输出给雾化器12的功率计算占空比D，通过向功率开关输出具有计算出的占空比D的PWM信号，控制功率开关通断时间，从而向雾化器12输出需要输出的电压或者需要输出的功率。
控制模块142根据以下公式确定占空比D：
其中，U1为所述需要输出的电压，U2为当前输出给雾化器的电压；
或者，
其中，P为需要输出的功率，R为雾化器的阻值。
在本发明的电子烟的第二实施例中，通过计算在相同的吸烟负压以及吸烟时间的下香烟与电子烟产生烟雾量的差值，即烟雾量补偿量，再根据烟雾补偿量计算需要输出电子烟的电压或者功率，使输出电子烟雾化器的电压或者功率为计算出的需要输出的电压或者功率，从而使得电子烟产生的烟雾量接近甚至达到香烟的标准烟雾量。
参见图5，在本发明的电子烟10的第三实施例中，电子烟10包括气体传感器11、雾化器12、电压输出单元13以及烟雾量控制单元14，其中，烟雾量控制单元14分别与气体传感器11以及电压输出单元13连接，电压输出单元13还与雾化器12连接。
本实施例与电子烟10第一实施例的区别在于，在本实施例中，数学模型包括香烟烟雾量模型以及第二关系表，第二关系表包括对应存储的现有电子烟烟雾量以及输出电压或者输出功率，香烟烟雾量模型用于计算香烟的吸烟负压、吸烟时间与标准烟雾量之间的关系。
烟雾量控制单元14将气体传感器21检测到的当前电子烟的吸烟负压以及计算出的吸烟时间代入香烟烟雾量模型计算标准烟雾量，以及根据第二关系表中烟雾量与输出电压或者输出功率的对应关系，使用计算出的标准烟雾量从关系表中查找出相应的输出电压或者输出功率，并且控制电压输出单元13向雾化器12输出查找到的输出电压或者输出功率。
当电压输出单元13包括升降压电路时，烟雾量控制单元14改变输出升降压电路的电压，以使升降压电路向雾化器12输出查找到的输出电压或者输出功率。
当电压输出单元13包括功率开关时，烟雾量控制单元14根据查找出的输出电压以及当前输出给雾化器12的电压确定占空比D，或者根据查找出的输出功率以及当前输出给雾化器12的功率确定占空比D，并输出具有计算出的占空比的PMW信号到功率开关，以改变输出给雾化器12的电压。
具体的，烟雾量控制单元14根据以下公式确定占空比D：
其中，U1为查找出的输出电压，U2为当前输出给雾化器的电压；
或者，
其中，P为查找出的输出功率，R为雾化器的阻值。
在本发明的电子烟10的第三实施例中，通过计算在相同的吸烟负压以及吸烟时间的下香烟产生的标准烟雾量，使用电子烟烟雾量与输出电压或者输出功率之间的关系，确定与标准烟雾量相对应的输出电压或者输出功率，向雾化器输出与标准烟雾量相对应的输出电压或者输出功率，以使得电子烟产生的烟雾量接近甚至达到香烟产生的烟雾量(标准烟雾量)。
图7为本发明的电子烟10的第四实施例的结构示意图，如图7所在，在本实施例中，电子烟10包括气体传感器11、雾化器12、电压输出单元13以及烟雾量控制单元14。
本实施例与电子烟10第一实施例的区别在于，电子烟10还包括信号放大单元15。气体传感器11与信号放大单元15连接，信号放大单元15还与烟雾量控制单元14连接，烟雾量控制单元14经电压输出单元13与雾化器12连接。其中，信号放大单元15用于将气体传感器11检测到的当前电子烟的吸烟负压信号放大后输出烟雾量控制单元14。这样，提高了电子烟10的灵敏度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在发明的权利要求范围之内。

Claims (17)

1.一种电子烟的烟雾量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、预先建立吸烟力度以及吸烟时间与输出电压或者输出功率之间的关系以进行模仿香烟烟雾量的数学模型，其中，所述吸烟力度的表征方式包括通过电子烟的气流通道内的气流流速进行表征或/和电子烟内的气压大小进行表征；
S2、检测当前电子烟的吸烟力度以及吸烟时间；
S3、根据检测到的吸烟力度以及吸烟时间，从所述数学模型中计算或/和查找出相应的电压或者功率；
S4、根据计算或/和查找出的电压或者功率调整输出给电子烟雾化器的电压或者功率；
所述吸烟力度通过电子烟内的气压大小进行表征；所述数学模型包括香烟烟雾量模型、现有电子烟烟雾量模型以及第一关系表，所述第一关系表包括对应存储的烟雾补偿量以及补偿电压或者补偿功率，所述香烟烟雾量模型用于计算香烟的吸烟负压、吸烟时间与标准烟雾量之间的关系，所述现有电子烟烟雾量模型用于计算现有电子烟的吸烟负压、吸烟时间与现有电子烟产生的烟雾量之间的关系，所述吸烟负压是指电子烟内的气压大小；所述方法具体为：
S12、预先建立所述香烟烟雾量模型、所述现有电子烟烟雾量模型以及所述第一关系表；
S22、检测当前电子烟的吸烟负压以及吸烟时间；
S32、根据检测到的吸烟负压以及吸烟时间，使用所述香烟烟雾量模型计算与吸烟负压和吸烟时间正相关的标准烟雾量，使用所述现有电子烟烟雾量模型计算现有现有电子烟产生的烟雾量，计算标准烟雾量以及现有电子烟产生的烟雾量之间的差值以获得烟雾补偿量，并根据计算出的烟雾补偿量从所述第一关系表中查找出相应的补偿电压或者补偿功率；
S42、根据查找出的补偿电压或者补偿功率调整输出给电子烟雾化器的电压或者功率；
或者：所述吸烟力度通过电子烟内的气压大小进行表征；所述数学模型包括香烟烟雾量模型以及第二关系表，所述第二关系表包括对应存储的现有电子烟烟雾量以及输出电压或者输出功率，所述香烟烟雾量模型用于计算香烟的吸烟负压、吸烟时间与标准烟雾量之间的关系，所述吸烟负压是指电子烟内的气压大小；所述方法具体为：
S13、预先建立所述香烟烟雾量模型以及所述第二关系表；
S23、检测当前电子烟的吸烟负压以及吸烟时间；
S33、根据检测到的吸烟负压以及吸烟时间，使用所述香烟烟雾量模型计算与吸烟负压和吸烟时间正相关的标准烟雾量，并根据计算出的标准烟雾量从所述第二关系表中查找出相应的输出电压或者输出功率；
S43、向电子烟的雾化器输出查找到的电压或者功率。
2.根据权利要求1所述的电子烟的烟雾量控制方法，其特征在于，所述步骤S42包括以下子步骤：
S421、将查找出的补偿电压与当前输出给雾化器的电压求和以得到需要输出的电压，或者将查找出的补偿功率与当前输出给雾化器的功率求和以得到需要输出的功率；
S422、向雾化器输出所述需要输出的电压或者所述需要输出的功率。
3.根据权利要求2所述的电子烟的烟雾量控制方法，其特征在于，所述子步骤S422包括以下次级子步骤：
S4221、根据所述需要输出的电压以及当前输出给雾化器的电压计算占空比，或者根据需要输出的功率以及当前输出给雾化器的功率计算占空比；
S4222、通过计算出的占空比，使输出给雾化器的电压为所述需要输出的电压，或者使输出给雾化器的功率为所述需要输出的功率。
4.根据权利要求3所述的电子烟的烟雾量控制方法，其特征在于，在次级子步骤S4221中，根据以下公式确定占空比D：
其中，U1为所述需要输出的电压，U2为当前输出给雾化器的电压；
或者，
其中，P为所述需要输出的功率，R为雾化器的阻值。
5.根据权利要求1所述的电子烟的烟雾量控制方法，其特征在于，步骤S43包括以下子步骤：
S431、根据查找出的输出电压以及当前输出给雾化器的电压确定占空比，或者根据查找到的功率以及当前输出给雾化器的功率确定占空比；
S432、通过计算出的占空比，使输出给雾化器的电压为查找到的电压，或者使输出给雾化器的功率为查找到的功率。
6.根据权利要求5所述的电子烟的烟雾量控制方法，其特征在于，在子步骤S431中，根据以下公式确定占空比D：
其中，U3为从所述第二关系表中查找出的输出电压，U2为当前输出给雾化器的电压；
或者，
其中，P为需要输出的功率，R为雾化器的阻值。
7.一种电子烟，包括气体传感器(11)以及雾化器(12)，其特征在于，应用于如权利要求1-6任一所述的电子烟的烟雾量控制方法，所述电子烟还包括：
电压输出单元(13)，与所述雾化器(12)连接；
烟雾量控制单元(14)，分别与所述气体传感器(11)以及所述电压输出单元(13)连接，存储有吸烟力度以及吸烟时间与输出电压或者输出功率之间的关系以进行模仿香烟烟雾量的数学模型，其中，所述吸烟力度的表征方式包括通过电子烟的气流通道内的气流流速进行表征或/和电子烟内的气压大小进行表征；
所述烟雾量控制单元(14)用于计算电子烟的吸烟时间，还用于根据所述气体传感器(11)检测到的吸烟力度以及计算出的吸烟时间，从所述数学模型中计算或/和查找出相应的电压或者功率，并根据计算或/和查找出的电压或者功率控制所述电压输出单元(13)调整输出给所述雾化器(12)的电压或者功率。
8.根据权利要求7所述的电子烟，其特征在于，所述数学模型为写有预先测量的数值的表格，所述吸烟力度通过电子烟内的气压大小进行表征；所述烟雾量控制单元(14)根据检测到的吸烟负压以及吸烟时间，从所述数学模型中查找出相应的电压或者功率，并根据查找出的电压或者功率控制所述电压输出单元(13)调整输出给所述雾化器(12)的电压或者功率；所述吸烟负压是指电子烟内的气压大小。
9.根据权利要求7所述的电子烟，其特征在于，所述吸烟力度通过电子烟内的气压大小进行表征；所述数学模型包括香烟烟雾量模型、现有电子烟烟雾量模型以及第一关系表，所述第一关系表包括对应存储的烟雾补偿量以及补偿电压或者补偿功率，所述香烟烟雾量模型用于计算香烟的吸烟负压、吸烟时间与标准烟雾量之间的关系，所述现有电子烟烟雾量模型用于计算现有电子烟的吸烟负压、吸烟时间与现有电子烟产生的烟雾量之间的关系，所述吸烟负压是指电子烟内的气压大小；
所述烟雾量控制单元(14)根据所述气体传感器(11)检测到的吸烟负压以及计算出的吸烟时间，使用所述香烟烟雾量模型计算与吸烟负压和吸烟时间正相关的标准烟雾量，使用所述现有电子烟烟雾量模型计算现有电子烟产生的烟雾量，并计算标准烟雾量以及现有电子烟产生的烟雾量之间的差值以获取烟雾补偿量，以及根据计算出的烟雾补偿量从所述第一关系表中查找出相应的补偿电压或者补偿功率，并根据查找出的补偿电压或者补偿功率控制所述电压输出单元(13)调整输出给雾化器(12)的电压或者功率。
10.根据权利要求9所述的电子烟，其特征在于，所述烟雾量控制单元(14)包括：
求和模块(141)，用于将查找出的补偿电压与当前输出给雾化器(12)的电压求和以得到需要输出的电压，或者将查找出的补偿功率与当前输出给雾化器(12)的功率求和以得到需要输出的功率；
控制模块(142)，用于控制所述电压输出单元(13)向雾化器(12)输出所述需要输出的电压或者所述需要输出的功率。
11.根据权利要求10所述的电子烟，其特征在于，所述电压输出单元(13)包括功率开关；所述控制模块(142)根据所述需要输出的电压以及当前输出给雾化器(12)的电压计算占空比，或者根据需要输出的功率以及当前输出给雾化器(12)的功率计算占空比，通过向所述功率开关输出具有计算出的占空比的脉冲宽度调节信号以向所述雾化器(12)输出所述需要输出的电压或者所述需要输出的功率；
所述控制模块(142)根据以下公式确定占空比D：
其中，U1为所述需要输出的电压，U2为当前输出给雾化器的电压；
或者，
其中，P为所述需要输出的功率，R为雾化器的阻值。
12.根据权利要求10所述电子烟，其特征在于，所述电压输出单元(13)包括升降压电路；所述控制模块(142)改变输出所述升降压电路的电压，以使所述升降压电路向所述雾化器(12)输出所述需要输出的电压或者所述需要输出的功率。
13.根据权利要求7所述的电子烟，其特征在于，所述吸烟力度通过电子烟内的气压大小进行表征；所述数学模型包括香烟烟雾量模型以及第二关系表，所述第二关系表包括对应存储的现有电子烟烟雾量以及输出电压或者输出功率，所述香烟烟雾量模型用于计算香烟的吸烟负压、吸烟时间与标准烟雾量之间的关系，所述吸烟负压是指电子烟内的气压大小；
烟雾量控制单元(14)根据所述气体传感器(11)检测到的当前电子烟的吸烟负压以及计算出的吸烟时间，使用所述香烟烟雾量模型计算标准烟雾量，以及根据计算出的标准烟雾量从所述第二关系表中查找出相应的输出电压或者输出功率，并且控制所述电压输出单元(13)向所述雾化器(12)输出查找到的输出电压或者输出功率。
14.根据权利要求13所述的电子烟，其特征在于，所述电压输出单元(13)包括升降压电路；所述烟雾量控制单元(14)改变输出所述升降压电路的电压，以使所述升降压电路向所述雾化器(12)输出查找到的输出电压或者输出功率。
15.根据权利要求13所述的电子烟，其特征在于，所述电压输出单元(13)包括功率开关；所述烟雾量控制单元(14)根据查找出的输出电压以及当前输出所述雾化器(12)的电压确定占空比，或者根据查找出的输出功率以及当前输出所述雾化器(12)的功率确定占空比，并输出具有计算出的占空比的脉冲宽度调节信号到所述功率开关，以改变输出所述雾化器(12)的电压。
16.根据权利要求15所述的电子烟，其特征在于，所述烟雾量控制单元(14)根据以下公式确定占空比D：
其中，U3为从所述第二关系表中查找出的输出电压，U2为当前输出给雾化器的电压；
或者，
其中，P为需要输出的功率，R为雾化器的阻值。
17.根据权利要求8-16中任一项所述的电子烟，其特征在于，还包括：
信号放大单元(15)，分别与所述气体传感器(11)以及所述烟雾量控制单元(14)连接，用于将所述气体传感器(11)检测到的当前电子烟的吸烟负压信号放大后输出所述烟雾量控制单元(14)。
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