CN108294363A - 电子烟及电子烟雾化器功率的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电子烟及电子烟雾化器功率的自动控制方法。所述电子烟包括烟杆主体，烟杆主体开设有进气口和吸气口，进气口和吸气口通过烟杆主体气路连通；电子烟还包括与烟杆主体连接的雾化器，雾化器与气路连通从而能够使产生的气雾进入气路，电子烟还包括：传感器，用于检测电子烟被吸食的力度，并转化成与力度大小正相关的吸力信号；控制模块，用于接收吸力信号，并根据吸力信号的大小控制雾化器的工作功率，控制模块仅在吸力信号大于预设的启动阈值时控制所述雾化器工作、且工作功率与所述吸力信号正相关。本发明能够模拟出吸食香烟时吸入的烟雾随吸力增大而增多的效果，吸烟者可以体验到和吸食真烟一样的乐趣，用户体验较好。
Description
技术领域
本发明涉及一种吸烟者用品，特别是涉及一种电子烟，还涉及一种电子烟雾化器功率的控制方法。
背景技术
目前市场上的电子烟产品使用模式大部分都采用按键调节的方式，一般采用多个按键，例如用“加”、“减”键调节输出功率或电压，“点烟”键点击输出，另外可能还有“模式”键切换不同模式，“复位”键复位异常状态等多个按键。这样的方式对于老用户来说，能够根据自己的需要方便地进行调整，增强产品体验，但是对于初入手的新用户，难免有些摸不着头脑。
发明内容
基于此，有必要提供一种能模拟出吸食香烟时吸入的烟雾量与随吸烟力度相关的效果的电子烟。
一种电子烟，包括烟杆主体，所述烟杆主体开设有进气口和吸气口，所述进气口和吸气口通过烟杆主体气路连通，所述电子烟还包括与所述烟杆主体连接的雾化器，所述雾化器与所述气路连通从而能够使产生的气雾进入所述气路，其特征在于，所述电子烟还包括：传感器，用于检测所述电子烟被吸食的力度，并转化成与力度大小正相关的吸力信号；控制模块，用于接收所述吸力信号，并根据所述吸力信号的大小控制所述雾化器的工作功率，所述控制模块仅在吸力信号大于预设的启动阈值时控制所述雾化器工作、且工作功率与所述吸力信号正相关。
在其中一个实施例中，所述控制模块预设电压上限阈值，所述控制模块在所述吸力信号大于或等于电压上限阈值时，控制所述雾化器以预设功率工作，所述预设功率不大于所述雾化器的最大工作功率。
在其中一个实施例中，还包括靠近所述进气口设置的弹性件，所述传感器包括靠近所述弹性件设置的光电传感器组件，所述光电传感器组件包括发射端和接收端，所述发射端用于发射光线，所述接收端设置在所述光线的光路上，所述光电传感器组件用于将所述接收端接收到的光线强度转化成与所述光线强度正相关或负相关的吸力信号；所述弹性件在吸气口被吸气时受所述进气口进入的气流压迫产生弹性形变，从而使得弹性件遮挡在所述发射端和接收端之间的部分的体积大小产生变化，进而使得所述接收端接收到的光线强度产生变化。
在其中一个实施例中，所述传感器包括设于所述进气口处的气流传感器，用于将通过所述进气口进入所述气路的气流速度转化成第一吸力信号。
在其中一个实施例中，还包括靠近所述进气口设置的弹性件，所述传感器包括靠近所述弹性件设置的光电传感器组件，所述光电传感器组件包括发射端和接收端，所述发射端用于发射光线，所述接收端设置在所述光线的光路上，所述光电传感器组件用于将所述接收端接收到的光线强度转化成第二吸力信号；所述弹性件在吸烟者对吸气口吸气时受所述进气口进入的气流压迫产生弹性形变，从而使得弹性件遮挡在所述发射端和接收端之间的部分的体积大小产生变化，进而使得所述接收端接收到的光线强度产生变化；所述控制模块预设电压下限阈值和电压上限阈值，所述控制模块用于将所述第一吸力信号和第二吸力信号乘以各自的权重后相加，得到加权吸力信号；所述控制模块仅在所述加权吸力信号大于或等于电压下限阈值时控制雾化器工作，所述控制模块在所述加权吸力信号大于或等于电压上限阈值时，控制所述雾化器以预设功率工作，所述预设功率不大于所述雾化器的最大工作功率。
在其中一个实施例中，所述控制模块还包括比较单元，用于将所述第一吸力信号与第二吸力信号进行比较，当所述第一吸力信号与第二电压的差的绝对值大于预设的误差阈值时，控制所述雾化器不工作。
还有必要提供一种电子烟雾化器功率的自动控制方法。
一种电子烟雾化器功率的控制方法，包括：S11，通过传感器检测电子烟被吸食的力度；S12，转化出与检测到的力度大小正相关的吸力信号；S13，根据所述吸力信号控制电子烟的雾化器的工作功率；所述雾化器在吸力信号大于预设的启动阈值时工作、且工作功率与所述吸力信号正相关。
在其中一个实施例中，所述步骤S11包括通过第一传感器和第二传感器分别检测吸烟者吸食电子烟的力度；所述步骤S12包括将第一传感器检测到的力度大小转化成第一吸力信号、第二传感器检测到的力度大小转化成第二吸力信号；所述步骤S13包括判断所述第一吸力信号与第二电压的差的绝对值是否大于预设的误差阈值，若是，则控制雾化器不工作；若否，则将所述第一吸力信号和第二吸力信号乘以各自的权重后相加，得到加权吸力信号。
在其中一个实施例中，还包括步骤：若所述加权吸力信号小于所述启动阈值，则控制雾化器不工作；若所述加权吸力信号大于预设电压上限阈值，则控制所述雾化器以预设功率工作；若加权吸力信号大于或等于所述启动阈值、且小于或等于预设电压上限阈值，则控制所述雾化器工作，且工作功率与所述吸力信号正相关。
上述电子烟及电子烟雾化器功率的自动控制方法，雾化器的工作功率随吸烟者吸力的增大而增大，从而吸烟者吸入的气体的烟雾溶度也随吸力的增大而增加，能够模拟出吸食香烟时吸入的烟雾随吸力增大而增多的效果，吸烟者可以体验到和吸食真烟一样的乐趣，用户体验较好。
附图说明
图1是一实施例中电子烟的模块框图；
图2是一实施例中电子烟的结构示意图；
图3是一实施例中电子烟雾化器功率的自动控制方法的流程图；
图4是一实施例中电子烟的电路原理示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“竖直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
电子烟包括烟杆主体，烟杆主体开设有进气口和吸气口，进气口和吸气口通过烟杆主体内的气路相连通，吸烟者在吸气口进行吸气动作时，周围的空气会从进气口被吸入，经烟杆主体内的气路到达吸气口，被吸烟者吸入。参见图1，电子烟还包括与烟杆主体连接的雾化器、传感器及控制模块，雾化器与气路连通，从而能够使雾化器产生的气雾进入气路，并被吸烟者吸入。传感器用于检测吸烟者吸食电子烟的力度，并将检测到的力度大小转化成相应大小的吸力信号后传输给控制模块，该吸力信号在本实施例中是一个电压信号，在其他实施例中也可以是电流信号。控制模块根据吸力电压控制雾化器的工作功率，在吸力信号大于预设的启动阈值时控制雾化器工作、且工作功率与吸力信号正相关。在其中一个实施例中，控制模块是通过控制雾化器的工作电压来控制雾化器的工作功率，在其他实施例中，也可以是通过控制雾化器的工作电流来控制雾化器的工作功率，还可以通过同时控制雾化器的工作电压和工作电流来进行控制。
上述电子烟，雾化器的工作功率随吸烟者吸力的增大而增大，从而吸烟者吸入的气体的烟雾溶度也随吸力的增大而增加，能够模拟出吸食香烟时吸入的烟雾随吸力增大而增多的效果，吸烟者可以体验到和吸食真烟一样的乐趣，用户体验较好。
用于检测吸烟者吸食电子烟的力度的传感器可以是压力传感器、气流传感器等输出信号直接与吸力大小正相关的传感器，也可以在气路内设置一个会受吸力大小影响而产生形变的结构，然后通过位移传感器、光电传感器等传感器来检测该结构的变化。
传感器可以只设置一个，也可以通过设置两个以上相同类型或不同类型的传感器来提高吸力变化检测的精度。
在其中一个实施例中，传感器设于进气口处。在其他实施例中，也可以将传感器设于吸气口处。在传感器的数量为两个以上的电子烟中，可以将传感器全部设于进气口处或吸气口处，也可以将一部分传感器设于进气口处，其余设于吸气口处。
在其中一个实施例中，控制模块预设有电压下限阈值Vmin和电压上限阈值Vmax，仅在吸力电压大于或等于电压下限阈值Vmin时控制雾化器工作，此时若处于刚开始吸的阶段，则雾化器此前也不处于工作状态，吸烟者吸入的只是空气。而在吸力电压大于或等于电压上限阈值Vmax时，控制雾化器以预设功率工作，即使吸力再继续增大也保持雾化器的工作功率不变，预设功率不大于雾化器的最大工作功率。当电压处于电压下限阈值Vmin和电压上限阈值Vmax之间时，雾化器的工作功率随吸力电压的增大而增大。雾化器的工作功率吸力电压的变化趋势可以是线性的，也可是非线性的。
在其中一个实施例中，控制模块为微控制单元(MCU)。
在其中一个实施例中，传感器包括设于进气口处的气流传感器，用于将通过进气口进入烟杆主体内的气路的气流速度转化成第一吸力电压。
图2是一实施例中电子烟的结构示意图，包括进气口101、气流传感器110、弹性件120、光电传感器组件130、控制模块140、电池150、正极接触152、雾化器160、储液腔170、出气管180以及吸气口191。
弹性件120设于进气口101处，光电传感器组件130靠近弹性件120设置。光电传感器组件130包括发射端和接收端，发射端用于发射光线，接收端设置在光线的光路上。光电传感器组件130根据接收端接收到的光线强度生成对应大小的第二吸力电压。吸烟者对吸气口191吸气时，进气口101进入的气流压迫弹性件120，使其产生弹性形变，故光电传感器组件120的发射端和接收端之间的光路会受弹性件120遮挡，进而使得接收端接收到的光线强度产生变化。
在图2所示实施例中，弹性件120在不受气流影响(即没有吸烟者吸气)的状态下是不会伸到光电传感器组件130的光路上的，而吸力越大、弹性件120的形变越大，对光电传感器组件130的光线的遮挡面积也就越大。在该实施例中，气流传感器110、弹性件120、光电传感器组件130沿进气口101指向吸气口191的方向(即图2中各箭头所指的方向)在气路中顺次排列。光电传感器组件130设置在弹性件120背向进气口101的一面，吸烟者对吸气口191吸气时，弹性件120向光电传感器组件130的方向弯曲、从而伸入发射端和接收端之间将光线遮挡。
在其他实施例中，也可以将弹性件120设置成在不受气流影响的状态下时，处于对光电传感器组件130的光线的遮挡面积最大的状态，而在受到吸力影响产生形变时，吸力越大对光线的遮挡面积越小。
弹性件120不将截面上的气路121完全遮挡，以供气流通过。在其中一个实施方式当中，弹性件120是设于气路中部，将两边空出作为气路121供气流通过。在其他实施例中，也可以是在弹性件120的中部形成镂空供气流通过。
图2所示实施例的电子烟，控制模块140对雾化器160的功率控制同时受气流传感器110和光电传感器组件130影响。在其中一个实施例中，控制模块140还包括比较单元，用于将气流传感器110输出的第一吸力电压与光电传感器组件130输出的第二吸力电压进行比较，当第一吸力电压与第二电压的差的绝对值大于预设的误差阈值时，控制雾化器160不工作。通过这种方式可以降低雾化器160被误触发的风险。
在其中一个实施例中，控制模块140将第一吸力电压U1和第二吸力电压U2乘以各自的权重后相加，得到加权吸力电压U。控制模块140仅在加权吸力电压U大于或等于电压下限阈值时控制雾化器160工作，且在加权吸力电压U大于或等于电压上限阈值时，控制雾化器160以预设功率工作，预设功率不大于雾化器160的最大工作功率。在其中一个实施例中，加权吸力电压U＝40％*U1+60％*U2。在一个实施例中，控制模块140通过图3所示的自动控制方法对雾化器160的功率进行控制。
图3是一实施例中电子烟雾化器功率的自动控制方法的流程图，包括下列步骤：
S110，通过第一、第二传感器分别检测电子烟被吸食的力度。
其中第一传感器和第二传感器可以是压力传感器、气流传感器等输出信号直接与吸力大小正相关的传感器，这些传感器会根据电子烟被吸食的力度生成一个大小与吸力大小正相关的吸力信号；也可以在电子烟的烟杆内的气路内设置一个会受吸力大小而产生变化的结构，然后通过位移传感器、光电传感器等传感器来检测该结构的变化。第一传感器和第二传感器可以是相同类型的传感器(例如都是压力传感器)，也可以是类型不相同的传感器。
第一传感器和第二传感器可以均设于电子烟的进气口处，也可以均设于吸气口处，还可以将一个设于进气口处，另一个设于吸气口处。
在本实施例中，第一传感器为气流传感器，第二传感器为光电传感器。进气口处靠近光电传感器设置有弹性件，弹性件在吸烟者对电子烟的吸气口吸气时受进气口进入的气流压迫产生弹性形变，从而使得弹性件遮挡在光电传感器的发射端和接收端之间的部分的体积大小产生变化，进而使得接收端接收到的光线强度产生变化。
S120，将检测到的力度大小分别转化成第一、第二吸力电压。
将第一传感器检测到的力度大小转化成第一吸力电压，第二传感器检测到的力度大小转化成第二吸力电压。
S130，判断第一吸力电压和第二吸力电压的差的绝对值是否大于预设的误差阈值，若不大于，执行步骤S140，否则控制雾化器不工作。
S140，将第一吸力电压和第二吸力电压乘以各自的权重后相加，得到加权吸力电压U，然后将加权吸力电压U与预设的电压下限阈值Vmin和电压上限阈值Vmax进行比较，根据比较结果执行后续的步骤。
S152，当U<Vmin时，控制雾化器不工作。
S154，当Vmin≤U≤Vmax时，控制雾化器工作且工作功率与吸力信号正相关。
即工作功率随加权吸力电压U的增大而增大，可以是线性的也可以是非线性的。
S156，当U>Vmax时，控制雾化器以预设功率工作。
加权吸力电压U大于电压上限阈值Vmax后，即使吸力再继续增大，也保持雾化器的工作功率不变。该预设功率不大于雾化器的最大工作功率。
图4是一实施例中电子烟的电路原理示意图。在该实施例中，采用MCU主控处理器作为控制模块，通过电压检测组件和电流检测组件配合工作来控制雾化器的工作功率。电路采用基于MOSFET驱动的半桥驱动电路控制雾化器负载在一个周期内的电压占空比。电路还配备有OLED显示屏进行信息显示。充电组件通过USB接口对电池进行充电，且配置有电量检测组件和电池防反组件。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种电子烟，包括烟杆主体，所述烟杆主体开设有进气口和吸气口，所述进气口和吸气口通过烟杆主体气路连通，所述电子烟还包括与所述烟杆主体连接的雾化器，所述雾化器与所述气路连通从而能够使产生的气雾进入所述气路，其特征在于，所述电子烟还包括：
传感器，用于检测所述电子烟被吸食的力度，并转化成与力度大小正相关的吸力信号；
控制模块，用于接收所述吸力信号，并根据所述吸力信号的大小控制所述雾化器的工作功率，所述控制模块仅在吸力信号大于预设的启动阈值时控制所述雾化器工作、且工作功率与所述吸力信号正相关。
2.根据权利要求1所述的电子烟，其特征在于，所述控制模块预设电压上限阈值，所述控制模块在所述吸力信号大于或等于电压上限阈值时，控制所述雾化器以预设功率工作，所述预设功率不大于所述雾化器的最大工作功率。
3.根据权利要求1所述的电子烟，其特征在于，还包括靠近所述进气口设置的弹性件，
所述传感器包括靠近所述弹性件设置的光电传感器组件，所述光电传感器组件包括发射端和接收端，所述发射端用于发射光线，所述接收端设置在所述光线的光路上，所述光电传感器组件用于将所述接收端接收到的光线强度转化成与所述光线强度正相关或负相关的吸力信号；
所述弹性件在吸气口被吸气时受所述进气口进入的气流压迫产生弹性形变，从而使得弹性件遮挡在所述发射端和接收端之间的部分的体积大小产生变化，进而使得所述接收端接收到的光线强度产生变化。
4.根据权利要求1所述的电子烟，其特征在于，所述传感器包括设于所述进气口处的气流传感器，用于将通过所述进气口进入所述气路的气流速度转化成第一吸力信号。
5.根据权利要求4所述的电子烟，其特征在于，还包括靠近所述进气口设置的弹性件，所述传感器包括靠近所述弹性件设置的光电传感器组件，所述光电传感器组件包括发射端和接收端，所述发射端用于发射光线，所述接收端设置在所述光线的光路上，所述光电传感器组件用于将所述接收端接收到的光线强度转化成第二吸力信号；所述弹性件在吸烟者对吸气口吸气时受所述进气口进入的气流压迫产生弹性形变，从而使得弹性件遮挡在所述发射端和接收端之间的部分的体积大小产生变化，进而使得所述接收端接收到的光线强度产生变化；
所述控制模块预设电压下限阈值和电压上限阈值，所述控制模块用于将所述第一吸力信号和第二吸力信号乘以各自的权重后相加，得到加权吸力信号；所述控制模块仅在所述加权吸力信号大于或等于电压下限阈值时控制雾化器工作，所述控制模块在所述加权吸力信号大于或等于电压上限阈值时，控制所述雾化器以预设功率工作，所述预设功率不大于所述雾化器的最大工作功率。
6.根据权利要求5所述的电子烟，其特征在于，所述控制模块还包括比较单元，用于将所述第一吸力信号与第二吸力信号进行比较，当所述第一吸力信号与第二电压的差的绝对值大于预设的误差阈值时，控制所述雾化器不工作。
7.一种电子烟雾化器功率的控制方法，包括：
S11，通过传感器检测电子烟被吸食的力度；
S12，转化出与检测到的力度大小正相关的吸力信号；
S13，根据所述吸力信号控制电子烟的雾化器的工作功率；所述雾化器在吸力信号大于预设的启动阈值时工作、且工作功率与所述吸力信号正相关。
8.根据权利要求7所述的电子烟雾化器功率的控制方法，其特征在于，所述步骤S11包括通过第一传感器和第二传感器分别检测吸烟者吸食电子烟的力度；
所述步骤S12包括将第一传感器检测到的力度大小转化成第一吸力信号、第二传感器检测到的力度大小转化成第二吸力信号；
所述步骤S13包括判断所述第一吸力信号与第二电压的差的绝对值是否大于预设的误差阈值，若是，则控制雾化器不工作；若否，则将所述第一吸力信号和第二吸力信号乘以各自的权重后相加，得到加权吸力信号。
9.根据权利要求8所述的电子烟雾化器功率的控制方法，其特征在于，还包括步骤：若所述加权吸力信号小于所述启动阈值，则控制雾化器不工作；若所述加权吸力信号大于预设电压上限阈值，则控制所述雾化器以预设功率工作；若加权吸力信号大于或等于所述启动阈值、且小于或等于预设电压上限阈值，则控制所述雾化器工作，且工作功率与所述吸力信号正相关。
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