具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中,很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而,本领域技术人员可以毫不费力的认识到,其中部分特征在不同情况下是可以省略的,或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下,本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述,这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没,而对于本领域技术人员而言,详细描述这些相关操作并不是必要的,他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外,说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时,方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此,说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例,并不意味着是必须的顺序,除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于区分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接(联接)。
本文中所用术语“雾化设备”指的是使可雾化基材加热雾化为气雾从而模仿抽吸动作的电子吸入器。一般来说,雾化设备有三个关键组件:吸嘴、雾化器及电池。这三个组件可以是集成为不可拆分的一体,或者两两组合为不可拆分的一体,或者为三个可拆卸式地组合为一体的分离组件。
本文中所用术语“抽吸”是指使用抽吸机构从雾化设备除去蒸汽的过程。在一些实施方式中,抽吸机构是使用者。通常使用的抽吸的同义词还可以是例如抽、吮吸、吸等。在一些实施方式中,抽吸是通过雾化设备的吸嘴部位而提供。
本文中所用术语“可雾化基材”可以是任何适合的可蒸发雾化材料,其可以是能够被雾化用于令心情愉悦或者医疗用途的天然材料和合成材料,例如烟草、甘油和香料等,又例如各种可蒸发雾化的药物。
本文中所用术语“蒸汽”是指雾化设备的输出,包括气相的或作为雾气的化合物等。
在本申请的一种实施例中,提供了一种雾化设备,并向雾化设备引入了可控开关,通过微处理器对雾化设备加热模块的工作时间进行计时,并根据时间控制可控开关按一定的通断时间比在导通和断开之间切换,以实现对加热模块输入功率的分时控制,使得雾化设备在刚进入工作模式时加热模块能够迅速的将可雾化基材加热雾化产生气雾,并随着工作时间的加长降低加热模块的输入功率,提升用户的体验。
本实施例提供了一种雾化设备,请参考图1,该雾化设备10包括微处理器11、电源模块12、可控开关13和加热模块14。且电源模块12分别与微处理器11和可控开关13连接,微处理器11与可控开关13连接,加热模块14经由可控开关13与电源模块12连接。
电源模块12为雾化设备10的储能装置,用于为微处理器11和加热模块14提供工作电压。其既可以是一次性电池、可充电电池、不间断电源(UPS),或者也可以为其他的电源。可充电电池例如可以是铅酸电池、镍镉电池、锂电池等等。在具体实施例中,当电源模块12为可充电电池时,电源模块12还包括用于为电池进行充电的充电接口,充电接口可以是USB充电接口,也可以是用于无线充电等方式的充电接口。
可控开关13的控制端与微处理器11的脉宽调制PWM信号输出端连接,可控开关13的两导通端分别连接电源模块12的正极和加热模块14的输入端。微处理器11通过可控开关13的控制端控制可控开关13在导通和断开之间切换。在具体实施例中,可控开关13包括继电器、MOS管、三极管、晶闸管或者其他能通过信号控制其在导通和断开之间切换的器件。
加热模块14用于加将可雾化基材加热雾化以产生气雾,加热模块14例如可以是发热丝或发热膜等,发热膜优选的采用在应用温度范围内(例如,-40℃至300℃)温度系数极小的金属或合金制作发热薄膜或发热厚膜(在这种条件下,发热膜的电阻几乎是不随温度变化的常数)。在有的实施例中,雾化设备10还包括用于盛放可雾化基材的储存仓,以及用于将储存仓中盛放的可雾化基材导入至加热模块的导油装置,如导油棉、多孔陶瓷体。在具体实施例中,加热模块14、储存仓和导油装置可以是集成为不可拆分的一体,或者两两组合为不可拆分的一体,或者为三个可拆卸式地组合为一体的分离组件。
微处理器11包括计时器,其用于在检测到雾化设备10进入工作模式时,通过计时器读取雾化设备10本次开始工作与上次停止工作之间的时间间隔。在本实施例中,微处理器11还用于在检测到时间间隔大于或等于第一预定时间时,通过调节可控开关13的通断时间比将加热模块14的输入功率控制在第一功率,同时计时器复位并重新启动计时,并在检测到计时器计时到达第二预定时间时,调节可控开关的通断时间比以将加热模块的输入功率控制在第二功率,第二功率小于第一功率;微处理器11还用于在检测到时间间隔小于第一预定时间时,通过调节可控开关13的通断时间比将加热模块14的输入功率控制在第二功率,同时计时器复位并重新启动计时。
由于加热模块14在停止工作后冷却至常温需要一定的时间,故当前启动雾化设备距离上次雾化设备停止工作之间时间间隔的不同,加热模块当前时刻的温度也不同。所以为了更好的对雾化设备工作状态进行控制,在本实施例中利用计时器对雾化设备相邻两次工作之间的时间间隔进行计时,并通过将该时间间隔与第一预定时间进行比较来确定加热模块的输入功率。其中,第一预定时间为加热模块从工作状态冷却到一定温度范围的时间间隔(例如:20s),其可以是系统预定的特定时间间隔;也可为系统预定的多个时间间隔,具体可根据使用环境或可雾化基材的不同对时间间隔进行调节;还可以为用户根据个人使用习惯自己设定的时间间隔。在有的实施例中,第一预定时间也可以为零。
由于在一定的时间范围内,电源模块的电压几乎是不变的,故微处理器还用于通过控制可控开关的通断时间比控制加热模块的输入功率。在具体实施例中,微处理器通过控制脉宽调制PWM信号的占空比对可控开关的导通和断开状态进行控制,例如,当微处理器输出的PWM信号处于高电平时,高电平信号触发可控开关的控制端控制可控开关导通,当微处理器输出的PWM信号处于低电平时,低电平信号触发可控开关的控制端控制可控开关断开,又由于PWM信号的频率很高,就可以通过对PWM信号占空比的调节对加热模块的输入功率进行控制,PWM信号占空比越大,加热模块的输入功率越大;PWM信号占空比越小,加热模块的输入功率越小。
虽然在短时内电源模块的电压几乎不变,但随着使用时间的加长或使用环境的不同,电源模块的电压也会不同,例如在重新更换新电池或为电池充电后电源模块电压值较高,电池电量较低时电源模块电压值较低等。故在有的实施例中,微处理器还包括用于采集电源模块电压的电压采集模块、与电压采集模块连接的计算模块、以及与计算模块连接的控制模块。
其中计算模块用于根据加热模块需要的输入功率和电源模块的电压值计算PWM信号的占空比,并将计算得到的PWM信号的占空比发送给控制模块;在有的实施例中,计算模块也可以用于根据加热模块当前时刻需要的输入功率与先前时刻需要的输入功率的大小关系、当前时刻电源模块的电压,以及先前时刻电源模块的电压计算PWM信号的占空比,并将计算得到的PWM信号的占空比发送给控制模块。控制模块用于根据接收到的来自计算模块的PWM信号的占空比控制可控开关导通和断开,从而控制加热模块的输入功率。
在有的实施例中,雾化设备10还包括分别与电源模块12和微处理器11连接的工作开关,当微处理器检测到工作开关导通时雾化设备10进入工作模式;当微处理器11检测到工作开关断开时雾化设备10处于待机状态或关机状态。在具体实施例中,工作开关可以为气动开关,例如咪头,当气动开关检测到吸气气流时会导通,雾化设备10进入工作模式;工作开关也可以为机械开关,用户通过触发机械开关使其导通或断开。在有的实施例中,工作开关还可以在微处理器11的控制下断开。在有的实施例中,通过长按或连续多次触发机械开关还可以控制雾化设备10关机。
在另一实施例中,雾化设备10还包括至少一个指示灯,用于指示雾化设备10的工作状态和/或电源模块12的电量。在具体实施例中,可以用一个指示灯同时指示雾化设备10的工作状态和电源模块12的电量,例如当雾化设备10处于工作模式时,指示灯呈红色,并以闪烁灯光表示电源模块12电量不足。
在本申请的另一实施例中,基于以上实施例中描述的雾化设备,请参考图2,提供了一种雾化设备输出功率的控制方法,具体包括如下步骤:
步骤101,微处理器实时检测雾化设备是否进入工作模式,当检测到雾化设备工作开关导通时,雾化设备进入工作模式。在具体实施例中,对于经常使用的雾化设备,其通常处于低耗能的待机状态,此时电源模块为微处理器提供电能,处于待机状态的微处理器实时监控雾化设备的工作状态;对于长时间闲置的雾化设备,其通常处于关机状态,此时当电源模块为微处理器上电后,其才能对雾化设备的工作状态进行监控,在本实施例中,既可通过单次触发工作开关以同时为微处理器上电并触发设备进入工作模式,也可以通过先触发工作开关使为微处理器上电,然后通过再次触发工作开关使设备进入工作模式。
步骤102,通过计时器读取雾化设备本次开始工作与上次停止工作之间的时间间隔。在具体实施例中,可以通过触发工作开关导通或断开来控制雾化设备是否处于工作模式,且在雾化设备刚进入工作模式和停止工作时计时器都会复位并重新启动计时,故在设备进入工作时,通过读取计时器的计时即可获得雾化设备本次开始工作与上次停止工作之间的时间间隔。在另一实施例中,也存在雾化设备本次开始工作之前设备处于关机状态的情形,此时因处于关机状态的雾化设备计时器停止计时,且雾化设备从上电到进入工作模式需要一定的时间,则默认时间间隔大于第一预定时间。
步骤103,判断雾化设备本次开始工作与上次停止工作之间的时间间隔,若时间间隔大于或等于第一预定时间,则执行步骤104,若时间间隔小于第一预定时间,则执行步骤108。
步骤104,通过调节可控开关的通断时间比将加热模块的输入功率控制在第一功率,同时计时器复位并重新启动计时。在具体实施例中,第一功率为恒定功率,其可以为系统预定的特定的恒定功率,也可为系统预定的多个恒定功率,具体可根据使用环境或用于可雾化基材的不同对第一恒定功率进行调节。
在一实施例中,请参考图3,将加热模块的输入功率控制在第一功率的过程包括如下步骤:
步骤114,获取用于对加热模块进行加热的第一功率并采集电源模块的电压。因电源模块提供的电压会受使用时间和使用环境等因素的影响,故当需要使用雾化设备时,需要先获得电源模块当前的电压。
步骤124,根据在步骤114中获得的电源模块的电压和第一功率,计算出PWM信号的占空比。
步骤134,通过PWM信号控制可控开关的导通和断开状态,从而将加热模块的输入功率控制在第一功率。
进一步的,在步骤134之后,为了对采用第一功率对加热模块进行加热的时间进行控制,还需要将计时器复位并重新开始启动计时。
步骤105,微处理器实时读取计时器的计时,并对计时器的计时进行判断,当计时器计时大于或等于第二预定时间时,执行步骤106;当计时器计时小于第二预定时间时,执行步骤104,继续将加热模块的输入功率控制在第一功率。因将加热模块从常温加热至正常的工作温度需要一定的时间,故为了减小用户的等待时间,提升用户体验,在本实施例中采用较高的功率(第一功率)对加热模块加热一定时间,以使设备尽快进入正常工作状态,此采用第一功率对加热模块进行加热的时间即为第二预定时间。在具体实施例中,第二预定时间可以是系统预定的特定时间间隔;也可为系统预定的多个时间间隔,具体可根据使用环境或可雾化基材的不同对时间间隔进行调节;还可以为用户根据个人使用习惯自己设定的时间间隔。
步骤106,微处理器通过调节可控开关的通断时间比将加热模块的输入功率控制在第二功率,其中第二功率小于第一功率。在具体实施例中,第二功率为设备正常工作时加热模块的输入功率,其可以为系统预定的特定的恒定功率,也可为系统预定的多个恒定功率,具体可根据使用环境或可雾化基材的不同对第二恒定功率进行调节。
在一实施例中,请参考图4a将加热模块的输入功率控制在第二功率的过程包括如下步骤:
步骤116A,获取加热模块正常工作时需要的输入功率值,即第二功率,同时采集电源模块的电压。虽然电源模块提供的电压会受使用时间和使用环境等因素的影响,但在短时间内(例如:第二预定时间)可以认为电源模块电压保持不变,故在有的实施例中,在已经获得电源模块电压的情况下,也可以直接将步骤114中获得的电源模块的电压作为本步骤所要采集的电压值。
步骤126A,根据在步骤116A中获得的电源模块的电压和第二功率,计算出设备正常工作时需要的PWM信号的占空比。
步骤136A,通过PWM信号控制可控开关的导通和断开状态,从而将加热模块的输入功率控制在第二功率。
在另一实施例中,也可以利用步骤104中已经获得的第一功率对应的PWM信号的占空比对第二功率进行控制,请参考图4b,具体包括如下步骤:
步骤116B,获取加热模块正常工作时需要的输入功率值,即第二功率。
步骤126B,根据第一功率对应的PWM信号的占空比、以及第二功率和第一功率的大小关系计算第二功率对应的PWM信号的占空比。因在短时间内(例如:第二预定时间)可以认为电源模块电压保持不变,故在本步骤中,默认电源模块的电压保持不变。
步骤136B,通过PWM信号控制可控开关的导通和断开状态,从而将加热模块的输入功率控制在第二功率。
步骤107,微处理器实时读取计时器的计时,并对计时器的计时进行判断,当计时器计时大于或等于第三预定时间时,执行步骤110;当计时器计时小于第二预定时间时,执行步骤106,继续将加热模块的输入功率控制在第二功率。为了更好的对雾化设备的工作进行控制,以防止用户长时间的使用雾化设备,或由于忘记关闭雾化设备而带来安全隐患。在本实施例中,雾化设备还具有工作时间控制功能,若设备连续工作时间超时设备会自动执行步骤110。其中,第三预定时间为设备采用第一功率和第二功率对加热模块进行加热的累积时间,在具体实施例中,第三预定时间可以是系统预定的特定时间间隔;也可为系统预定的多个时间间隔,具体可根据使用环境或可雾化基材的不同对时间间隔进行调节;还可以为用户根据个人使用习惯自己设定的时间间隔。
步骤108,通过调节可控开关的通断时间比将加热模块的输入功率控制在第二功率,同时计时器复位并重新启动计时。因此种情况下,雾化设备本次开始工作与上次停止工作之间的时间间隔较短,以至于加热模块还没有完全冷却,故可直接将加热模块的输入功率控制在第二功率。在这种情况下,用于将加热模块的输入功率控制在第二功率的过程与步骤106类似,请参考图4a和图4b所示,不同之处在于,此时最好重新采集需要的电源模块的电压。
进一步的,为了对设备工作情况进行控制,还需要将计时器复位并重新启动计时。
步骤109,微处理器实时读取计时器的计时,并对计时器的计时进行判断,当计时器计时大于或等于第三预定时间与第二预定时间的时间差值时,执行步骤110;当计时器计时小于第三预定时间与第二预定时间的时间差值时,执行步骤108,继续将加热模块的输入功率控制在第二功率。其中,第三预定时间与第二预定时间的时间差值为设备正常工作的时间。
步骤110,微处理器控制加热模块的输入功率为零以使雾化设备停止工作。在具体实施例中,当计时器计时到达预定时间时,微处理器通过向工作开关发送信号以使工作开关断开,雾化设备进入待机模式,加热模块停止工作;在此种情况下,若在雾化设备停止工作时,用户还想继续使用雾化设备,也可以通过操作触发工作开关导通使雾化设备进入工作模式。在另一实施例中,若计时器还没有到达预定时间而用户想停止使用雾化设备,用户可通过操作直接触发工作开关断开,使雾化设备进入待机模式或关机模式。
在上述实施例或本文未提及的实施例中,微处理器可以是可编程微处理器;此外,微处理器还可包含其他电子组件。另外,微处理器还可以具有存储功能,用于存储前述涉及的各预设阈值;或者雾化设备可包含非易失性存储器,其与微处理器相连,存储供微处理器使用的前述各预设阈值。
在上述实施例或本文未提及的实施例中,吸嘴部位可由耐高温且无毒或食品安全的材料制成,例如陶瓷、玻璃或者各种耐高温塑料。
在上述实施例或本文未提及的实施例中,加热模块可包括导热外壳和催化剂。外壳可以是由单一材料或者焊接、压制为一体的多种材料构成。催化剂可以是铂或钯浸渍金属或玻璃或本领域技术人员认为的其他合适材料。催化剂用于可雾化基材的高效加热。雾化设备的外壳可设置为部分或全部透明,使得用户能够看到催化剂被加热时发出的有颜色的光以指示雾化设备当前已处于激活状态。或者加热模块可包含布置得临近可雾化基材的加热元件,例如发热丝,其可以是多个发热丝,这些发热丝可以设计为任何合适的形状。
在上述实施例或本文未提及的实施例中,加热模块被放入具有绝热层的壳体中。绝热层可以由陶瓷、耐高温塑料或其他绝热材料制成,或者它可以是部分中空壳体,包括密封的真空。绝热层用于最小化从加热模块到壳体的热传递。壳体可以由导热性能良好的材料(例如铝)或者导热性能差的材料(例如陶瓷)制成,不论哪种材料均可使雾化设备主体部分保持足够低温从而使用者能直接用手触摸其大部分表面。
在上述实施例或本文未提及的实施例中,吸嘴部位与主体可分离,以方便换取或添加可雾化基材。其中涉及的可分离方式可采用本领域技术人员悉知的方式,例如滑动、铰接、弹出、卡销等方式。另一种实施例中,吸嘴部位与主体可以为一体或是永久性相连。在这种情况下,可通过内置于雾化器的滑动门、铰接门等来换取或添加可雾化基材。
在上述实施例或本文未提及的实施例中,电池可以是一次性电池,或者是可充电电池。可充电电池可以是例如铅酸电池、镍镉电池、锂电池等等。
在上述实施例或本文未提及的实施例中,雾化设备的外壳上可设置有LED指示灯,其可根据设定功能而显示不同颜色。例如当加热时,LED指示灯呈红色,而一旦达到设定点温度,则呈绿色。LED指示灯还可以例如呈蓝色表示当前处于待机状态。当电池为可充电电池时,LED指示灯也可以例如以闪烁灯光表示当前处于充电状态等等。
本领域技术人员可以理解,上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现,也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等,通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如,将程序存储在设备的存储器中,当通过处理器执行存储器中程序,即可实现上述全部或部分功能。另外,当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时,该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中,通过下载或复制保存到本地设备的存储器中,或对本地设备的系统进行版本更新,当通过处理器执行存储器中的程序时,即可实现上述实施方式中全部或部分功能。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述,只是用于帮助理解本发明,并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员,依据本发明的思想,还可以做出若干简单推演、变形或替换。