CN110301678A - 一种基于加热不燃烧烟具的双重温度测控装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于加热不燃烧烟具的双重温度测控装置，该装置包括有电阻加热片、测量组件和控制器，电阻加热片与控制器电连接；测所述测量组件设置有用于探测控制器温度和电阻加热片阻值的探测端，测量组件与控制器电连接。本发明中还公开了一种基于加热不燃烧烟具的双重温度测控方法，相比于现有技术，在本发明中提供的测控装置分别针对加热不燃烧燃具中的电阻加热片与控制器设置测温措施，根据以上两处测得的温度对烟具运行的做出判断，并进一步控制烟具的启动与运行，保证烟具使用安全。

Description

一种基于加热不燃烧烟具的双重温度测控装置及方法

技术领域

本发明属于电子烟领域，特别涉及一种用于电子烟的测控装置及其测控方法。

背景技术

电子烟作为一种卷烟仿制产品，有着与卷烟一样的外观、烟雾、味道和感觉，常见的电子烟往往通过雾化或加热不燃烧烟弹等手段，将尼古丁转换为烟气的形式，让用户吸食。

使用加热不燃烧烟弹的电子烟，一般具有烟盒和烟杆结构，烟杆收纳于烟盒中，烟盒中设置相关电路及机械结构，用于完成电子烟充电、控制、加热管理等功能，而烟杆中一般设置插入腔和加热腔，用户通过插入腔将烟弹插入后伸入加热腔中，加热腔中内置的加热器件将对烟弹做不燃烧加热，将烟弹中的发烟物质转换为烟气后供用户吸食。

现有的加热不燃烧烟具中，为精准地控制烟具中加热器件的温度，不同的烟具中常设置有温度控制电路。例如在专利申请号为“201721503524.8”的专利申请文件中公开了一种加热不燃烧系统，该加热不燃烧系统包括加热不燃烧烟盒和加热不燃烧烟杆；加热不燃烧烟盒包括主控芯片、按键输入模块、天线通讯电路、烟盒电源模块及烟盒接口；主控芯片分别与按键输入模块、天线通讯电路、烟盒电源模块及烟盒接口分别电连接；加热不燃烧烟杆包括温度控制芯片、发热模块、测温模块、烟杆接口及烟杆电池；温度控制芯片分别与发热模块、测温模块、烟杆接口及烟杆电池电连接；且烟盒接口供烟杆接口连接。

上述专利提供的技术方案中，加热不燃烧烟具中的主控芯片通过测温模块测量得到烟杆的的温度，并根据测温模块反馈的温度值实时控制发热模块的发热情况。

然而，上述专利申请中，设置测量模块仅用于测量加热模块的温度，针对控制电路的检测，该专利申请提供的技术中并没有途径可以测量得到。

加热不燃烧烟从结构上看一般包括有烟杆，烟杆内部一般设置针加热片、控制电路板和充电电池，这三者互相连接协同作用为外部烟弹做不燃烧加热。而在正常工作时，从一方面来看，控制电路板与充电电池由于存在电子器件损耗而产生热量，而控制电路板与充电电池均封装在烟杆中，散热条件不佳，热量容易积聚，将在很大程度上影响控制电路板与充电电池的正常工作；而另一方面，加热片在加热过程中，为将外部烟弹中的发烟物质顺利发出，一般加热片将持续加热达到300摄氏度以上，而由于加热片同样置于烟杆中，一次烟弹燃尽后，加热片将在一段时间内保持较高温度难以冷却，如用户连续使用烟具，加热片持续加热将存在加热片本身被烧坏、用户烫伤等潜在的事故风险。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于加热不燃烧烟具的温度测控装置，该装置分别针对电阻加热片和控制器设置温度测控措施，保证两处温度保持正常。

本发明的另一个目的在于提供一种基于加热不燃烧烟具的温度测控方法，该方法基于温度测控装置，控制器获取得到电阻加热片和控制器自身的温度并确保其保持正常后，烟具才能正常启动，由此一方面保护用户安全，不发生烫伤事故，另一方面保证烟具自身安全，防止烟具中的电子烟器件烧坏。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种基于加热不燃烧烟具的双重温度测控装置，该装置包括有电阻加热片、测量组件和控制器，电阻加热片与控制器电连接；所述测量组件设置有用于探测控制器温度和电阻加热片阻值的探测端，测量组件与控制器电连接。

电阻加热片为阻性电元器件，当控制器对其通电时，电阻加热片在其温度耐受范围内，其阻值与温度呈正比关系，控制器与电阻加热片电连接，一方面可向电阻加热片通电供其发热，另一方面可通过该连接关系测量得到电阻加热片的阻值，并进一步地根据该阻值获知电阻加热片的实际温度值。这样的设置可巧妙利用电阻自身加热片自身的阻值变化特性，根据该特性来方便获知电阻加热片的温度，无需针对电阻加热片另设温度传感器，使得产品的电路结构更加精干简练、稳定可靠。

在控制器中设置测温模块，将测温模块紧贴控制器设置，利用测温模块检测得到控制器的实时温度，为控制器合理控制温度提供数据基础。

控制器包括有控制单元与电池，电池与控制单元电连接，控制单元与电阻加热片电连接。

测量组件包括有NTC温敏电阻，NTC温敏电阻紧贴控制单元设置，且NTC温敏电阻与控制单元电连接。

应该强调的是，本发明中提及的控制单元、电池、电阻加热片和测温模块，其单体均为现有技术，现有的电子元器件制造技术中，存在许多成熟、完备的控制芯片，本发明提供的技术方案应用在具体的加热不燃烧烟具中时，技术人员可根据烟具的具体需求挑选合适可用的控制芯片，并根据选定芯片设置对应外围电路形成控制单元，同时选用合适型号与参数的电池和、电阻加热片和测温模块，利用本发明提供的技术方案搭建硬件电路完成装配。

本发明还提供一种基于加热不燃烧烟具的双重温度测控方法，其特征在于，该方法包括有以下步骤：

S1：设定阈值：设定控制器的上限温度阈值Tmax、电阻加热片的上限阻值阈值Rmax和电阻加热片的下限阻值阈值Rmin；

S2：开机自检：用户向烟具中插入外部烟弹，按下开机键，控制单元通过测量组件测得控制器的实际温度t，同时获得电阻加热片的实际阻值r，并将其与各自对应设定阈值比较；

如存在t＜Tmax且Rmin≤r＜Rmax，则跳转S3；否则跳转S6；

S3：控制器对电阻加热片通电，电阻加热片对外部烟弹加热；

S4：工作监控：定时获得控制器工作温度t*及电阻加热片的工作阻值r*，并将二者与对应设定阈值进行比较；

如存在t*＜Tmax且Rmin≤r*＜Rmax，则返回S3；否则跳转S6；

S5：外部烟弹燃尽；

S6：烟具发出提示音并关机。

本发明提供的双重测控装置应用于具体烟具中时，技术人员首先在测控装置中的控制器设定阈值，设定的阈值包括有针对控制器的温度阈值：控制器上限阈值Tmax，用以作为控制器工作时的温度上限准绳，衡量控制器的工作温度；设定的阈值还包括有针对电阻加热片的温度阈值：电阻加热片的上限阻值阈值Rmax和电阻加热片的下限阻值阈值Rmin，利用电阻加热片升温过程中阻值与温度的线性关系，用以作为电阻加热片的工作阻值的工作范围标尺，衡量电阻加热片的工作温度。

本发明提供的测控方法主要包括有开机自检与工作监控两阶段，用户使用烟具开机时，控制器一方面检测电阻加热片的阻值，判断电阻加热片的温度是否符合开机要求，如电阻加热片的阻值过高，高于电阻加热片的上限阻值阈值Rmax，则表明此时烟具距离上一次间隙较短，加热片还未充分散热，为保证电阻加热片正常使用，也同时出于对用户健康的考量，在此情况下不允许启动；如电阻加热片的阻值过低，低于电阻加热片的下限阻值阈值Rmin，则表明电阻加热片可能存在断裂或者其他的线路断路故障，在此情况下不允许启动；另一方面，控制器的通过测量组件测试得到控制器温度，如控制器温度过高，高于控制器上限阈值Tmax，则表明此时烟具控制器处于异常发热状态，在此情况下同样不允许烟具启动。

只有当控制器的开机温度小于控制器上限阈值Tmax，同时电阻加热片的开机阻值处于下限阻值阈值Rmin和上限阻值阈值Rmax之间时，控制器才将烟具判断为正常工作的可用状态，此时允许正常启动。

进一步地，S1还包括有：设定升温止点阈值R，且该升温止点阈值R满足：Rmin＜R＜Rmax。

进一步地，S3具体为：

S31：控制器实时检测电阻加热片的工作阻值r*，当r*＜R时，进入步骤S32；若r*＝R时，进入步骤S33；

S32：控制器对电阻加热片持续通电，并跳转S31；

S33：控制器停止对加热片通电，并跳转S31。

电阻加热片升温的过程中，电阻加热片的阻值随温度上升呈线性变化，但电阻加热片如不断增温容易烧坏，因此在本发明提供的技术方案中还设置升温止点阈值R，当温度到达该止点阈值时，控制器立即停止对电阻加热片供电以起到保护作用，电阻加热片停止供电一段时间后，其温度自然回落，当温度降至升温止点阈值R以下时，控制器再次对电阻加热片供热，将电阻加热片的温度保持在一个较为稳定的范围内，持续加热外部烟弹，为用户提供良好的吸食口感。

本发明的优势在于：相比于现有技术，在本发明中提供的测控装置分别针对加热不燃烧燃具中的电阻加热片与控制器设置测温措施，根据以上两处测得的温度对烟具运行的做出判断，并进一步控制烟具的启动与运行，保证烟具使用安全。

附图说明

图1是电阻加热片的电阻与温度的变化曲线图。

图2是本发明所实现的双层温度测控方法的工作流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

参见图1-2所示，本发明提供一种基于加热不燃烧烟具的双重温度测控装置，该装置包括有电阻加热片、测量组件和控制器，电阻加热片与控制器电连接；所述测量组件设置有用于探测控制器温度和电阻加热片阻值的探测端，测量组件与控制器电连接。

电阻加热片为阻性电元器件，当控制器对其通电时，电阻加热片在其温度耐受范围内，其阻值与温度呈正比关系，控制器与电阻加热片电连接，一方面可向电阻加热片通电供其发热，另一方面可通过该连接关系测量得到电阻加热片的阻值，并进一步地根据该阻值获知电阻加热片的实际温度值。这样的设置可巧妙利用电阻自身加热片自身的阻值变化特性，根据该特性来方便获知电阻加热片的温度，无需针对电阻加热片另设温度传感器，使得产品的电路结构更加精干简练、稳定可靠。

在控制器中设置测温模块，将测温模块紧贴控制器设置，利用测温模块检测得到控制器的实时温度，为控制器合理控制温度提供数据基础。

控制器包括有控制单元与电池，电池与控制单元电连接，控制单元与电阻加热片电连接。

测量组件包括有NTC温敏电阻，NTC温敏电阻紧贴控制单元设置，且NTC温敏电阻与控制单元电连接。

应该强调的是，本发明中提及的控制单元、电池、电阻加热片和测温模块，其单体均为现有技术，现有的电子元器件制造技术中，存在许多成熟、完备的控制芯片，本发明提供的技术方案应用在具体的加热不燃烧烟具中时，技术人员可根据烟具的具体需求挑选合适可用的控制芯片，并根据选定芯片设置对应外围电路形成控制单元，同时选用合适型号与参数的电池和、电阻加热片和测温模块，利用本发明提供的技术方案搭建硬件电路完成装配。

本发明还提供一种基于加热不燃烧烟具的双重温度测控方法，其特征在于，该方法包括有以下步骤：

S1：设定阈值：设定控制器的上限温度阈值Tmax、电阻加热片的上限阻值阈值Rmax和电阻加热片的下限阻值阈值Rmin；

S2：开机自检：用户向烟具中插入外部烟弹，按下开机键，控制单元通过测量组件测得控制器的实际温度t，同时获得电阻加热片的实际阻值r，并将其与各自对应设定阈值比较；

如存在t＜Tmax且Rmin≤r＜Rmax，则跳转S3；否则跳转S6；

S3：控制器对电阻加热片通电，电阻加热片对外部烟弹加热；

S4：工作监控：定时获得控制器工作温度t*及电阻加热片的工作阻值r*，并将二者与对应设定阈值进行比较；

如存在t*＜Tmax且Rmin≤r*＜Rmax，则返回S3；否则跳转S6；

S5：外部烟弹燃尽；

S6：烟具发出提示音并关机。

本发明提供的双重测控装置应用于具体烟具中时，技术人员首先在测控装置中的控制器设定阈值，设定的阈值包括有针对控制器的温度阈值：控制器上限阈值Tmax，用以作为控制器工作时的温度上限准绳，衡量控制器的工作温度；设定的阈值还包括有针对电阻加热片的温度阈值：电阻加热片的上限阻值阈值Rmax和电阻加热片的下限阻值阈值Rmin，利用电阻加热片升温过程中阻值与温度的线性关系，用以作为电阻加热片的工作阻值的工作范围标尺，衡量电阻加热片的工作温度。

本发明提供的测控方法主要包括有开机自检与工作监控两阶段，用户使用烟具开机时，控制器一方面检测电阻加热片的阻值，判断电阻加热片的温度是否符合开机要求，如电阻加热片的阻值过高，高于电阻加热片的上限阻值阈值Rmax，则表明此时烟具距离上一次间隙较短，加热片还未充分散热，为保证电阻加热片正常使用，也同时出于对用户健康的考量，在此情况下不允许启动；如电阻加热片的阻值过低，低于电阻加热片的下限阻值阈值Rmin，则表明电阻加热片可能存在断裂或者其他的线路断路故障，在此情况下不允许启动；另一方面，控制器的通过测量组件测试得到控制器温度，如控制器温度过高，高于控制器上限阈值Tmax，则表明此时烟具控制器处于异常发热状态，在此情况下同样不允许烟具启动。

只有当控制器的开机温度小于控制器上限阈值Tmax，同时电阻加热片的开机阻值处于下限阻值阈值Rmin和上限阻值阈值Rmax之间时，控制器才将烟具判断为正常工作的可用状态，此时允许正常启动。

进一步地，S1还包括有：设定升温止点阈值R，且该升温止点阈值R满足：Rmin＜R＜Rmax。

进一步地，S3具体为：

S31：控制器实时检测电阻加热片的工作阻值r*，当r*＜R时，进入步骤S32；若r*＝R时，进入步骤S33；

S32：控制器对电阻加热片持续通电，并跳转S31；

S33：控制器停止对加热片通电，并跳转S31。

电阻加热片升温的过程中，电阻加热片的阻值随温度上升呈线性变化，但电阻加热片如不断增温容易烧坏，因此在本发明提供的技术方案中还设置升温止点阈值R，当温度到达该止点阈值时，控制器立即停止对电阻加热片供电以起到保护作用，电阻加热片停止供电一段时间后，其温度自然回落，当温度降至升温止点阈值R以下时，控制器再次对电阻加热片供热，将电阻加热片的温度保持在一个较为稳定的范围内，持续加热外部烟弹，为用户提供良好的吸食口感。

本发明的优势在于：相比于现有技术，在本发明中提供的测控装置分别针对加热不燃烧燃具中的电阻加热片与控制器设置测温措施，根据以上两处测得的温度对烟具运行的做出判断，并进一步控制烟具的启动与运行，保证烟具使用安全。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于加热不燃烧烟具的双重温度测控装置，其特征在于，该装置包括有电阻加热片、测量组件和控制器，所述电阻加热片与控制器电连接；所述测量组件设置有用于探测控制器温度和电阻加热片阻值的探测端，所述测量组件与控制器电连接。

2.如权利要求1所述的基于加热不燃烧烟具的双重温度测控装置，其特征在于，所述控制器包括有控制单元与电池，所述电池与控制单元电连接，所述控制单元与电阻加热片电连接。

3.如权利要求1所述的基于加热不燃烧烟具的双重温度测控装置，其特征在于，所述测量组件包括有NTC温敏电阻，所述NTC温敏电阻紧贴控制单元设置，且所述NTC温敏电阻与控制单元电连接。

4.一种基于加热不燃烧烟具的双重温度测控方法，其特征在于，该方法包括有以下步骤：

S1：设定阈值：设定控制器的上限温度阈值Tmax、电阻加热片的上限阻值阈值Rmax和电阻加热片的下限阻值阈值Rmin；

S2：开机自检：用户向烟具中插入外部烟弹，按下开机键，控制单元通过测量组件测得控制器的实际温度t，同时获得电阻加热片的实际阻值r，并将其与各自对应设定阈值比较；

如存在t＜Tmax且Rmin≤r＜Rmax，则跳转S3；否则跳转S6；

S3：控制器对电阻加热片通电，电阻加热片对外部烟弹加热；

S4：工作监控：定时获得控制器工作温度t*及电阻加热片的工作阻值r*，并将二者与对应设定阈值进行比较；

如存在t*＜Tmax且Rmin≤r*＜Rmax，则返回S3；否则跳转S6；

S5：外部烟弹燃尽；

S6：烟具发出提示音并关机。

5.如权利要求4所述的基于加热不燃烧烟具的双重温度测控装置，其特征在于，所述S1还包括有：设定升温止点阈值R，且该升温止点阈值R满足：Rmin＜R＜Rmax。

6.如权利要求5所述的基于加热不燃烧烟具的双重温度测控装置，其特征在于，所述S3具体为：

S31：控制器实时检测电阻加热片的工作阻值r*，当r*＜R时，进入步骤S32；若r*＝R时，进入步骤S33；

S32：控制器对电阻加热片持续通电，并跳转S31；

S33：控制器停止对加热片通电，并跳转S31。