CN113826954B - 一种非接触式的温度检测电路及电子烟 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种非接触式的温度检测电路，通过振荡电路产生交流磁场，以及通过频率产生电路向所述振荡电路提供恒定频率，所述交流磁场下所述振荡电路的电流随着待测导体的温度变化而变化；电流检测电路检测交流磁场发生变化时振荡电路对应的电流变化值，并将所述电流变化值提供给控制器；温度传感器检测所述振荡电路中的检测部的补偿温度，并将所述补偿温度提供给所述控制器，所述控制器则根据所述电流变化值得到所述振荡电路的并联阻抗，然后按照所述补偿温度和所述并联阻抗查询预设关系表得到所述待测导体的温度信息。本发明实现了以非接触式的方式检测待测导体的温度，解决了现有测温模组存在测温可靠性较低、无法保证加热部件的完整性的问题。

Description

一种非接触式的温度检测电路及电子烟

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种非接触式的温度检测电路及电子烟。

背景技术

现有需要实时测温的产品，比如电子烟、电磁炉、微波炉等，对加热部件的温度检测方式主要采用热电偶、红外、热敏电阻等检测技术。然而，在采用热电偶测温时，需要将热电偶焊接在加热部件上，生产工艺复杂，且在焊接热电偶的过程中会破坏加热部件的防腐蚀涂层，从而降低了加热部件的可靠性，也存在因焊点腐蚀导致的热电偶脱落的风险。红外测温技术则容易受到周围环境因素影响，局限于测量物体的表面温度，不便于测量物体的内部温度，且测量设备体积大、反应速度慢。热敏电阻测温则受限于元件的一致性、互换性，阻值和温度的线性度较差，且元件易老化，不适合测量高温区域。

可见，现有的测温模组存在测温可靠性较低、生产工艺复杂的问题，且无法保证待测量的加热部件的完整性。

发明内容

本发明提供一种非接触式的温度检测电路及电子烟，以解决现有的测温模组存在的测温可靠性较低、无法保证待测量的加热部件的完整性的问题。

本发明是这样实现的，一种非接触式的温度检测电路，包括：

振荡电路、频率产生电路、电流检测电路、温度传感器、控制器；

所述振荡电路的第一端与所述电流检测电路的第一端连接；

所述电流检测电路的第二端与所述频率产生电路的第一端连接，第三端与所述控制器的第一端连接；

所述频率产生电路的第二端与所述振荡电路的第二端连接，第三端与所述控制器的第二端连接；

所述温度传感器的检测部与所述振荡电路的检测部的位置相对应，输出端与所述控制器的第三端连接；

所述频率产生电路用于根据控制器的指令向所述振荡电路提供恒定频率；

所述振荡电路用于在所述恒定频率下产生交流磁场，所述交流磁场随着待测导体的温度变化而变化，所述振荡电路的电流随着所述交流磁场的变化而变化；

所述电流检测电路用于检测交流磁场发生变化时所述振荡电路对应的电流变化值，并将所述电流变化值提供给所述控制器；

所述温度传感器用于检测所述振荡电路10中的检测部的温度信息，并将所述检测部的温度信息作为补偿温度提供给所述控制器；

所述控制器用于根据所述电流变化值得到所述振荡电路10的并联阻抗，然后按照所述补偿温度和所述并联阻抗查询预设关系表得到所述待测导体的温度信息。

可选地，所述振荡电路包括：检测线圈、谐振电容；

所述检测线圈与所述谐振电容并联的第一端作为所述振荡电路的第一端；

所述检测线圈与所述谐振电容并联的第二端作为所述振荡电路的第二端。

可选地，所述检测线圈采用柔性电路板。

可选地，所述检测线圈为立体螺旋线圈，缠绕在待测导体的隔热层上。

可选地，所述检测线圈为平面螺旋线圈，贴在待测导体的隔热层上。

可选地，所述频率产生电路还包括：

振荡器、频率检测器、比较器；

所述振荡器的第一端与所述电流检测电路的第二端连接；

所述振荡器的第二端与所述频率检测器的第一端之间的共接点连接所述振荡电路的第二端；

所述频率检测器的第二端与所述比较器的第一端连接；

所述比较器的第二端、第三端和所述振荡器的第三端分别连接所述控制器；

所述振荡器用于向所述振荡电路输出恒定频率；

所述频率检测器用于检测所述振荡电路的谐振频率，并将所述谐振频率提供给所述比较器；

所述比较器用于从所述控制器中获取目标频率，计算所述谐振频率与所述目标频率之间的偏差信息，并将所述偏差信息发送至所述控制器；

所述控制器用于向所述比较器输出目标频率，以及接收所述比较器发送的偏差信息，根据所述偏差信息对所述振荡器进行频率补偿，以使所述振荡器向所述振荡电路输出的频率保持恒定。

可选地，所述控制器用于：

接收所述电流检测电路发送的电流变化值，根据所述电流变化值计算所述振荡电路的并联阻抗；

接收所述温度传感器发送的补偿温度，按照所述补偿温度查询预设关系表，得到该补偿温度下的并联阻抗与温度信息之间的关联关系，查询所述关联关系得到所述并联阻抗对应的温度信息作为所述待测导体的温度信息；

其中，所述预设关系表记录了振荡电路工作在不同补偿温度下的并联阻抗及其对应的待测导体的温度信息。

一种电子烟，包括如上所述的非接触式的温度检测电路。

本发明提供的非接触式的温度检测电路，包括控制器、电流检测电路、振荡电路、频率产生电路、温度传感器；通过所述频率产生电路根据控制器的指令向所述振荡电路提供恒定频率，所述振荡电路根据所述恒定频率产生交流磁场，以通过交流磁场感应所述待测导体的温度变化，所述电流检测电路检测交流磁场发生变化时所述振荡电路对应的电流变化值，并将所述电流变化值提供给所述控制器；所述温度传感器检测所述振荡电路中的检测部的补偿温度，并将所述补偿温度提供给所述控制器，所述控制器则根据所述电流变化值得到所述振荡电路的并联阻抗，然后按照所述补偿温度和所述并联阻抗查询预设关系表得到所述待测导体的温度信息，从而实现以非接触式的方式检测待测导体的温度，有效地保证了待测导体的完整性，且通过温度补偿提高了测量可靠性，测温速度快。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的非接触式的温度检测电路的示意图；

图2是本发明一实施例提供的预设关系表的示意图；

图3是本发明一实施例提供的振荡电路的结构示意图；

图4是本发明一实施例提供的检测线圈与待测导体之间的位置示意图；

图5是本发明另一实施例提供的检测线圈与待测导体之间的位置示意图；

图6是本发明一实施例提供的频率产生电路的结构示意图。

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。

本发明提供一种非接触式的温度检测电路，包括控制器、电流检测电路、振荡电路、频率产生电路、温度传感器；通过所述振荡电路产生交流磁场，以及通过所述频率产生电路向所述振荡电路提供恒定频率，以通过恒定频率下的交流磁场感应所述待测导体的温度变化；所述电流检测电路检测交流磁场发生变化时所述振荡电路对应的电流变化值，并将所述电流变化值提供给所述控制器；所述温度传感器检测所述振荡电路中的检测部的补偿温度，并将所述补偿温度提供给所述控制器，所述控制器则根据所述电流变化值得到所述振荡电路的并联阻抗，然后按照所述补偿温度和所述并联阻抗查询预设关系表得到所述待测导体的温度信息，从而实现以非接触式的方式检测待测导体的温度，有效地保证了待测导体的完整性，且通过温度补偿提高了测量可靠性，测温速度快。

图1为本发明实施例提供的非接触式的温度检测电路的示意图。如图1所示，所述非接触式的温度检测电路1包括振荡电路10、频率产生电路20、电流检测电路30、温度传感器40、控制器50；

所述振荡电路10的第一端与所述电流检测电路30的第一端连接；

所述电流检测电路30的第二端与所述频率产生电路20的第一端连接，第三端与所述控制器50的第一端连接；

所述频率产生电路20的第二端与所述振荡电路10的第二端连接，第三端与所述控制器50的第二端连接；

所述温度传感器40的检测部与所述振荡电路10的检测部的位置相对应，输出端与所述控制器50的第三端连接；

所述频率产生电路20用于根据控制器50的指令向所述振荡电路10提供恒定频率；

所述振荡电路10用于在所述恒定频率下产生交流磁场，所述交流磁场随着待测导体60的温度变化而变化，所述振荡电路10的电流随着所述交流磁场的变化而变化；

所述电流检测电路30用于检测交流磁场发生变化时所述振荡电路10对应的电流变化值，并将所述电流变化值提供给所述控制器50；

所述温度传感器40用于检测所述振荡电路10中的检测部的温度信息，并将所述检测部的温度信息作为补偿温度提供给所述控制器50；

所述控制器50用于根据所述电流变化值得到所述振荡电路10的并联阻抗，然后按照所述补偿温度和所述并联阻抗查询预设关系表得到所述待测导体60的温度信息。

在这里，所述振荡电路10通过电磁振荡产生交流磁场，并在所述频率产生电路20作用下使工作频率保持在恒定频率。

当电流通过待测导体60时，其表面会产生涡流。在本实施例中所述振荡电路10的检测部预先设置在所述待测导体60旁边，此时根据楞次定律，涡流在交流磁场的作用下会产生感应电流，这个感应电流会反过来对抗交流磁场，弱化交流磁场。交流磁场的变化程度与所述振荡电路10的检测部与待测导体60之间的距离、待测导体60的成分、温度以及形状相关。本发明通过预先固定振荡电路10的检测部与待测导体60的距离、选定导体成分以及形状，从而使得交流磁场的变化程度仅与待测导体60的温度相关，待测导体60的温度变化可通过所述交流磁场的变化程度感应出来。

当待测导体60的温度变化时，所述交流磁场会发生变化，进而使得所述振荡电路10的并联阻抗发生变化，电流随并联阻抗的变化而变化。其中，在所述振荡电路10工作与恒定频率时，所述振荡电路10的并联阻抗与电流成反比。因此，本实施例通过所述频率产生电路20向所述振荡电路10提供恒定频率；以及通过所述电流检测电路30检测交流磁场发生变化时所述振荡电路10对应的电流变化值，再将所述电流变化值提供给所述控制器50，由所述控制器50根据所述固定频率和电流变化值得到所述振荡电路10的并联阻抗。

为了提高测量的速度，本实施例预先通过多次试验测量，得到多组所述振荡电路10的并联阻抗与待测导体60的温度信息，然后通过大数据技术建立所述振荡电路10的并联阻抗与待测导体60的温度信息之间的关联关系。在这里，所述关联关系可以是并联阻抗与温度信息之间的折线，也可以是并联阻抗与温度信息之间的关联表。此处不做限制。所述控制器50根据所述振荡电路10的并联阻抗，查询上述关联关系即可得到所述振荡电路10的并联阻抗。

实际应用中通常将振荡电路10的检测部与待测导体60之间的距离设置的较近，此时当振荡电路10工作，其检测部本身也会发热，叠加受到待测导体60的热辐射影响而升温。而检测部的温度也会对测量结果产生影响从而降低温度测温精度。为了提高测量的准确性，因此本发明实施例进一步划分温度阶梯，建立振荡电路10的检测部工作在不同温度阶梯下的并联阻抗与待测导体60的温度信息之间的关联关系，从而得到如图2所示的预设关系表。应当理解图2仅为本发明提供的并联阻抗与待测导体60的温度信息之间的关联关系的一个具体示意图，并不用于限制本发明。将该预设关系表预先存储在所述控制器50内。在检测待测导体60温度时，首先通过所述温度传感器40确定所述振荡电路10中的检测部的温度信息作为补偿温度，并将所述补偿温度提供给所述控制器50。

可选地，所述控制器50具体用于：

接收所述电流检测电路30发送的电流变化值，根据所述电流变化值计算所述振荡电路10的并联阻抗；

接收所述温度传感器40发送的补偿温度，按照所述补偿温度查询预设关系表，得到该补偿温度下的并联阻抗与温度信息之间的关联关系，查询所述关联关系得到所述并联阻抗对应的温度信息作为所述待测导体60的温度信息；

其中，所述预设关系表记录了振荡电路50工作在不同补偿温度下的并联阻抗及其对应的待测导体60的温度信息。

在这里，为了提高温度检测的可靠性和效率，本实施例预先在所述控制器50中设置预设关系表保存振荡电路10的并联阻抗与待测导体60的温度信息之间的对应关系。所述控制器50在接收到电流检测电路30提供的电流变化值和温度传感器40提供的补偿温度后，根据所述电流变化值和固定频率计算得到所述振荡电路10的并联阻抗，然后按照所述补偿温度和所述并联阻抗查询预设关系表得到所述待测导体60的温度信息，从而实现对待测导体60的非接触式测温。

可选地，作为本发明的一个优选示例，图3示出了本发明实施例提供的振荡电路10的结构示意图。在图3中，所述振荡电路10包括：检测线圈11、谐振电容12；

所述检测线圈11与所述谐振电容12并联的第一端作为所述振荡电路10的第一端；

所述检测线圈11与所述谐振电容12并联的第二端作为所述振荡电路10的第二端。

其中，所述检测线圈11采用柔性电路板，以便于设置所述检测线圈11与待测导体60之间的位置和距离。如前所述，在本实施例中所述振荡电路10的检测部预先设置在所述待测导体60旁。

为提高非接触式测温时的检测精度，作为本发明的一个优选示例，如图4所示，所述检测线圈11可以为立体螺旋线圈，缠绕在待测导体60的隔热层61上。

作为本发明的另一个优选示例，如图5所示，所述检测线圈11也可以为平面螺旋线圈，贴在待测导体60的隔热层61上。

其中所述待测导体60位于隔热层61内部，检测线圈11产生的交流磁场将随加热管的温度变化而变化，进而使所述振荡电路10的并联阻抗发生变化，实现交流磁场对待测导体60温度变化的感应。

如前所述，所述频率产生电路20用于向所述振荡电路10提供恒定频率。作为本发明的一个优选示例，如图6所示，所述频率产生电路20包括：

振荡器21、频率检测器22、比较器23；

所述振荡器21的第一端与所述电流检测电路30的第二端连接；

所述振荡器21的第二端与所述频率检测器22的第一端之间的共接点连接所述振荡电路10的第二端；

所述频率检测器22的第二端与所述比较器23的第一端连接；

所述比较器23的第二端、第三端和所述振荡器31的第三端分别连接所述控制器50；

所述振荡器21用于向所述振荡电路10输出恒定频率；

所述频率检测器22用于检测所述振荡电路10的谐振频率，并将所述谐振频率提供给所述比较器23；

所述比较器23用于从所述控制器50中获取目标频率，计算所述谐振频率与所述目标频率之间的偏差信息，并将所述偏差信息发送至所述控制器50；

所述控制器50用于向所述比较器23输出目标频率，以及接收所述比较器23发送的偏差信息，根据所述偏差信息对所述振荡器21进行频率补偿，以使所述振荡器21向所述振荡电路10输出的频率保持恒定。

在实际应用中，待测导体60的温度升高时，会导致振荡电路10的谐振频率随之变化。因此，为了使谐振频率维持在固定频率，本实施例通过所述频率检测器22实时地检测所述振荡电路10的谐振频率，并将所述谐振频率提供给所述比较器23。所述比较器23计算所述谐振频率与所述目标频率之间的偏差信息，并将所述偏差信息发送至所述控制器50。其中，所述目标频率由所述控制器50提供。所述控制器50接收所述比较器23发送的偏差信息，然后根据所述偏差信息对所述振荡器21进行频率补偿，以使所述振荡电路10中的检测线圈11的工作频率保持恒定，消除频率变化带来的影响，提高温度检测的精度。

综上所述，本发明提供的一种非接触式的温度检测电路，通过所述振荡电路产生交流磁场，以及通过所述频率产生电路向所述振荡电路提供恒定频率，以通过恒定频率下的交流磁场感应所述待测导体60的温度变化；所述电流检测电路检测交流磁场发生变化时所述振荡电路对应的电流变化值，并将所述电流变化值提供给所述控制器；所述温度传感器检测所述振荡电路中的检测部的补偿温度，并将所述补偿温度提供给所述控制器，所述控制器则根据所述电流变化值得到所述振荡电路的并联阻抗，然后按照所述补偿温度和所述并联阻抗查询预设关系表得到所述待测导体60的温度信息，从而实现以非接触式的方式检测待测导体60的温度，有效地保证了待测导体60的完整性，且通过温度补偿提高了测量可靠性，测温速度快。

本发明还提供了一种电子烟，所述电子烟包括如上所述的非接触式的温度检测电路。其中的待测导体60为电子烟烟管。所述非接触式的温度检测电路的结构和功能具体请参见上述实施例的叙述，此处不再赘述。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种非接触式的温度检测电路，其特征在于，包括：

振荡电路、频率产生电路、电流检测电路、温度传感器、控制器；

所述振荡电路的第一端与所述电流检测电路的第一端连接；

所述电流检测电路的第二端与所述频率产生电路的第一端连接，第三端与所述控制器的第一端连接；

所述频率产生电路的第二端与所述振荡电路的第二端连接，第三端与所述控制器的第二端连接；

所述温度传感器的检测部与所述振荡电路的检测部的位置相对应，输出端与所述控制器的第三端连接；

所述频率产生电路用于根据控制器的指令向所述振荡电路提供恒定频率；

所述振荡电路用于在所述恒定频率下产生交流磁场，所述交流磁场随着待测导体的温度变化而变化，所述振荡电路的电流随着所述交流磁场的变化而变化；

所述电流检测电路用于检测交流磁场发生变化时所述振荡电路对应的电流变化值，并将所述电流变化值提供给所述控制器；

所述温度传感器用于检测所述振荡电路中的检测部的温度信息，并将所述检测部的温度信息作为补偿温度提供给所述控制器；

所述控制器用于根据所述电流变化值计算所述振荡电路的并联阻抗；

按照所述补偿温度查询预设关系表，得到该补偿温度下的并联阻抗与温度信息之间的关联关系，查询所述关联关系得到所述并联阻抗对应的温度信息作为所述待测导体的温度信息；

其中，所述预设关系表记录了振荡电路工作在不同补偿温度下的并联阻抗及其对应的待测导体的温度信息。

2.如权利要求1所述的非接触式的温度检测电路，其特征在于，所述振荡电路包括：检测线圈、谐振电容；

所述检测线圈与所述谐振电容并联的第一端作为所述振荡电路的第一端；

所述检测线圈与所述谐振电容并联的第二端作为所述振荡电路的第二端。

3.如权利要求2所述的非接触式的温度检测电路，其特征在于，所述检测线圈采用柔性电路板。

4.如权利要求3所述的非接触式的温度检测电路，其特征在于，所述检测线圈为立体螺旋线圈，缠绕在待测导体的隔热层上。

5.如权利要求3所述的非接触式的温度检测电路，其特征在于，所述检测线圈为平面螺旋线圈，贴在待测导体的隔热层上。

6.如权利要求1至5任一项所述的非接触式的温度检测电路，其特征在于，所述频率产生电路还包括：

振荡器、频率检测器、比较器；

所述振荡器的第一端与所述电流检测电路的第二端连接；

所述振荡器的第二端与所述频率检测器的第一端之间的共接点连接所述振荡电路的第二端；

所述频率检测器的第二端与所述比较器的第一端连接；

所述比较器的第二端、第三端和所述振荡器的第三端分别连接所述控制器；

所述振荡器用于向所述振荡电路输出恒定频率；

所述频率检测器用于检测所述振荡电路的谐振频率，并将所述谐振频率提供给所述比较器；

所述比较器用于从所述控制器中获取目标频率，计算所述谐振频率与所述目标频率之间的偏差信息，并将所述偏差信息发送至所述控制器；

所述控制器用于向所述比较器输出目标频率，以及接收所述比较器发送的偏差信息，根据所述偏差信息对所述振荡器进行频率补偿，以使所述振荡器向所述振荡电路输出的频率保持恒定。

7.一种电子烟，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的非接触式的温度检测电路。

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