CN114582631B - 用于气溶胶生成装置的待测电容组件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于气溶胶生成装置的待测电容组件，包括根据是否插入雾化介质产生电容量变化的待测电容；待测电容的电容极板沿雾化介质的插入方向分布设置。待测电容根据是否插入雾化介质会产生电容量变化，可以根据待测电容的电容量分析雾化介质的状态或类型，从而实现结合雾化介质的状态或类型自动进行加热控制，无需用户通过按键操作，提高了使用便利性。

Description

用于气溶胶生成装置的待测电容组件

技术领域

本申请涉及电子设备技术领域，特别是涉及一种用于气溶胶生成装置的待测电容组件。

背景技术

气溶胶生成装置是一种对雾化介质雾化形成可供用户抽吸的气溶胶的电子设备，气溶胶生成装置不含焦油等有害物质，不会对吸烟者造成任何伤害，受到广大用户的喜爱。传统气溶胶生成装置无法检测雾化介质的状态，需要根据用户通过按键输入的指令进行控制，存在使用便利性低的缺点。

发明内容

基于此，有必要针对传统的气溶胶生成装置使用便利性低的问题，提供一种可提高使用便利性的用于气溶胶生成装置的待测电容组件。

一种用于气溶胶生成装置的待测电容组件，包括根据是否插入雾化介质产生电容量变化的待测电容；所述待测电容的电容极板沿所述雾化介质的插入方向分布设置。

在其中一个实施例中，所述待测电容包括所述电容极板和非导电材质的基体，所述电容极板设置于所述基体；所述电容极板的数量为两个或两个以上。

在其中一个实施例中，所述电容极板为闭合环式极板或非闭合环式极板。

在其中一个实施例中，所述电容极板包括环状部和设置于所述环状部的延伸部，所述电容极板的数量为两个，且两个电容极板的延伸部相对设置。

在其中一个实施例中，所述基体为中空圆柱形的基体，所述电容极板位于所述基体的外侧或内侧且沿所述基体纵向分布。

在其中一个实施例中，所述电容极板的数量为两个，所述电容极板位于所述基体的圆柱形内壁面或外壁面。

在其中一个实施例中，所述电容极板的数量为两个，所述基体的一端封闭形成底壁，且其中一个所述电容极板设置于所述基体的底壁。

在其中一个实施例中，所述待测电容还包括设置于所述基体的发热元件。

在其中一个实施例中，所述电容极板以一对多或多对多的方式组成环式极板组。

在其中一个实施例中，所述待测电容包括导电材质的基体，所述基体分为两个或两个以上的所述电容极板。

在其中一个实施例中，所述电容极板为闭合环式极板或非闭合环式极板。

在其中一个实施例中，所述待测电容还包括设置于所述电容极板之间的绝缘件。

在其中一个实施例中，所述电容极板及所述绝缘件为中空状，用于共同收容所述雾化介质。

在其中一个实施例中，所述电容极板以一对多或多对多的方式组成环式极板组。

上述用于气溶胶生成装置的待测电容组件，待测电容组件包括根据是否插入雾化介质产生电容量变化的待测电容，待测电容的电容极板沿雾化介质的插入方向分布设置。待测电容根据是否插入雾化介质会产生电容量变化，可以根据待测电容的电容量分析雾化介质的状态或类型，从而实现结合雾化介质的状态或类型自动进行加热控制，无需用户通过按键操作，提高了使用便利性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施例中气溶胶生成装置的结构框图；

图2为一实施例中电容极板的多种形状结构示意图；

图3为一实施例中待测电容组件的结构示意图；

图4为另一实施例中待测电容组件的结构示意图；

图5为一实施例中电容极板组成环式极板组的示意图；

图6为另一实施例中电容极板组成环式极板组的示意图；

图7为一实施例中底部极板与电容极板组成等效电容的示意图；

图8为另一实施例中底部极板与电容极板组成等效电容的示意图；

图9为一实施例中电容极板的结构示意图；

图10为再一实施例中待测电容组件的结构示意图；

图11为又一实施例中待测电容组件的结构示意图；

图12为再一实施例中电容极板组成环式极板组的示意图；

图13为又一实施例中电容极板组成环式极板组的示意图；

图14为再一实施例中底部极板与电容极板组成等效电容的示意图；

图15为又一实施例中底部极板与电容极板组成等效电容的示意图；

图16为一实施例中的基体正视图；

图17为一实施例中的等效电容示意图；

图18为一实施例中待测电容组件为独立测试组件时的电容极板示意图；

图19为一实施例中待测电容组件为复合测试组件中的串联型时的电容极板示意图；

图20为一实施例中待测电容组件为复合测试组件中的并联型时的电容极板示意图；

图21为一实施例中待测电容组件为复合测试组件中的复合型时的电容极板示意图；

图22为另一实施例中待测电容组件为复合测试组件中的复合型时的电容极板示意图。

具体实施方式

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

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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请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，不是旨在于限制本申请。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

传统气溶胶生成装置无法检测雾化介质的状态，需要根据用户通过按键输入的指令进行控制，使用便利性低。基于此，本申请提供了一种用于气溶胶生成装置的待测电容组件，待测电容组件包括根据是否插入雾化介质产生电容量变化的待测电容，待测电容的电容极板沿雾化介质的插入方向分布设置。为了识别雾化介质的插入以及区分不同的雾化介质，通过搭建电容极板构成等效电容，极板间的介质会改变等效电容的介电常数，电容就会发生变化，从而达到识别雾化介质的插入以及区分不同的雾化介质的目的。本申请可简化等效电容的设计，不影响雾化器的加热构件外形，方便结构设计。在一个实施例中，雾化介质为固态介质，用于在被加热是产生气溶胶，雾化介质优选包括含烟草材料，所述含烟草材料含有在加热时从所述基质释放的挥发性烟草香味化合物。所述气溶胶生成基质可包括非烟草材料。固态介质可以含有草本植物叶子、烟草叶等物质。在其他实施方式中，雾化介质也可以是液体介质，加热后雾化形成气雾。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种用于气溶胶生成装置的待测电容组件100，待测电容组件100包括根据是否插入雾化介质产生电容量变化的待测电容；待测电容的电容极板沿雾化介质的插入方向分布设置。其中，待测电容组件100用作与气溶胶生成装置的电容量处理组件200连接。电容量处理组件200可根据待测电容组件100的电容量分析雾化介质的类型。

具体地，待测电容组件100可设置在气溶胶生成装置用作插入雾化介质的空腔处，在用户将雾化介质插入或拔出气溶胶生成装置时，待测电容组件100可根据雾化介质实际插入的位置产生电容量变化。电容量处理组件200可预先保存不同类型的雾化介质插入时待测电容组件100的电容量，在检测到待测电容组件100的实际电容量后，便可确定当前插入的雾化介质的类型。例如，建立不同电容值区间范围与雾化介质类型的对应关系并保存在电容量处理组件200，电容量处理组件200在检测到待测电容组件100的实际电容值后，可根据实际电容值所处电容值区间直接确定雾化介质的类型。

此外，电容量处理组件200还可根据待测电容组件100的电容量分析雾化介质的状态。电容量处理组件200可预先保存待测电容组件100的初始电容值作为比较阈值，在检测到待测电容组件100的实际电容量后与比较阈值进行对比，确定雾化介质是处于插入还是拔出状态。

其中，待测电容组件100中电容极板的数量并不唯一，可以是2个，也可以是3个或3个以上。举例说明，当待测电容组件100包含2个电容极板时，则可根据待测电容组件100的电容量识别到雾化介质是处于已经插入还是已经拔出的状态。进一步地，当待测电容组件100包含3个或3个以上的电容极板时，则可根据待测电容组件100的电容量识别到雾化介质当前插入的位置，以及是处于正在插入还是正在拔出的状态。

电容量处理组件200的具体结构也并不唯一，在一个实施例中，电容量处理组件200包括电容量采集组件220和主控单元240，电容量采集组件220连接待测电容组件100和主控单元240。其中，待测电容组件100的输出端与电容量采集组件220的输入端连接，电容量采集组件220与主控单元240的输入端和输出端连接。电容量采集组件220具体可采用触摸芯片、555定时器、RC电路或其他可以采集电容量的电路。电容量采集组件220把电容量变化转化为电学量，例如电压、电流、电阻、频率、相位等电学量，然后由主控单元240对电容量采集组件220输出的电学量数据进行处理，从而达到控制外部设备的目的。此外，在一个实施例中，电容量采集组件220还可以是包括触摸芯片和检测电路，触摸芯片通过检测电路连接待测电容组件100，检测电路具体可包括用作与待测电容组件100中的电容极板串联或并联的电容。

上述用于气溶胶生成装置的待测电容组件100，待测电容组件100包括根据是否插入雾化介质产生电容量变化的待测电容，待测电容的电容极板沿雾化介质的插入方向分布设置。待测电容根据是否插入雾化介质会产生电容量变化，可以根据待测电容的电容量分析雾化介质的状态或类型，从而实现结合雾化介质的状态或类型自动进行加热控制，无需用户通过按键操作，提高了使用便利性。

在一个实施例中，待测电容可设计为环式电容，具体地，可将待测电容设置在气溶胶生成装置插入雾化介质的空腔处，电容量处理组件200通过检测待测电容组件100的实际电容值并与对应的预设初始电容值进行比较，判断各待测电容的电容值是否发生变化，从而得到雾化介质的当前位置，以及雾化介质是处于插入状态还是拔出状态。此外，电容量处理组件200还可根据待测电容的实际电容值所处电容值区间，直接确定雾化介质的类型。

待测电容的具体结构并不是唯一的，待测电容的基体的材质可分为导电和非导电两种材质，根据基体的材质不同，电容极板的设计形式也会对应有所区别。在一个实施例中，待测电容包括电容极板和非导电材质的基体，电容极板设置于基体；电容极板的数量为两个或两个以上。在雾化介质插入方向(例如，垂直插入时)，两个或两个以上的电容极板位于不同的水平高度。其中，电容极板为闭合环式极板或非闭合环式极板。具体地，基体可设计为中空圆柱形的基体，用于收容雾化介质。电容极板环式分布在基体上，具体可位于基体的外侧或内侧且沿基体纵向分布。在一个实施例中，电容极板的数量为两个，电容极板位于基体的圆柱形内壁面或外壁面。具体地，可以将圆柱形的基体设计为两端开口，然后将电容极板设置在基体的圆柱形内壁面或外壁面。

其中，电容极板采用金属极板，可以是柔性的或电镀的极板。环式的电容极板外形轮廓可以是圆形、矩形、弓形、三角、螺旋形或者这些形状的复合型，此外，如图2所示，电容极板的两侧边缘可以是线性、非线性、平面或非平面的一个或多个区段。

如图3和图4所示，可以是在非导电的基体10上贴合、镀膜或电镀的方式设置电容极板A和电容极板B，电容极板A和电容极板B组成一对等效电容。各电容极板的结构可以是闭合的，也可以是非闭合的，还可以是闭合环式极板和非闭合环式极板的任意组合。

进一步地，电容极板以一对多或多对多的方式组成环式极板组。例如，当电容极板的数量为两个时，则两个电容极板组成环式极板组；当电容极板的数量大于或等于三个时，可以是以一对多或多对多的方式组成环式极板组。具体地，基体10上可以存在多组环式极板，形态上可以一对多，如图5所示，电容极板A和电容极板B组成一组电极，电容极板A和电容极板C组成一组电极，电容极板A和电容极板D组成一组电极；也可以多对多，如图6所示，电容极板A和电容极板C组成一组电极，电容极板B和电容极板D组成一组电极。

此外，在一个实施例中，还可将一个电容极板设置在基体10的底部，作为底部极板，底部极板与其他对应电容极板形成等效电容。底部极板的形状并不唯一，可以是矩形、圆形、三角形、弓形、螺旋形以及这些形状的复合型。如图7所示，基体10底部存在一个底部极板E，底部极板E与环式的电容极板形成一组或多组等效电容。例如，如图7所示，电容极板A和底部极板E构成一组等效电容；或者，如图8所示，电容极板A和底部极板E构成一组等效电容，电容极板B和底部极板E构成一组等效电容，电容极板C和底部极板E构成一组等效电容，电容极板D和底部极板E构成一组等效电容。

在一个实施例中，电容极板的数量为两个，基体10的一端封闭形成底壁，且其中一个电容极板设置于基体10的底壁。具体地，在基体10的内部纵向设置两个电容极板，其中一个电容极板位于基体10的底壁作为底部极板，另一个电容极板位于基体10的侧壁。结合两个电容极板便可检测是否有雾化介质插入，结构简单。

此外，待测电容还可包括设置于基体10的发热元件。发热元件具体可通过在基体10印刷电阻发热线路得到，用作加热雾化介质。

在一个实施例中，如图9所示，电容极板包括环状部和设置于环状部的延伸部，电容极板的数量为两个，且两个电容极板的延伸部相对设置。具体地，将两个电容极板A、B均设计为环状部与延伸部结合的结构，电容极板的延伸部设置于环状部且与环状部所在平面垂直，两个电容极板的延伸部相对设置。通过检测两个电容极板的实际电容值，同样可识别出雾化介质的状态。

在另一个实施例中，如图10所示，待测电容包括导电材质的基体10，基体10分为两个或两个以上的电容极板，具体可分割成3个电容极板。其中，电容极板以一对多或多对多的方式组成环式极板组。具体地，当基体10采用导电材质时，则基体10既作为发热体又作为电容极板。将基体10分割成多个环式的电容极板，如图10和图11所示，基体10分割后的电容极板A和电容极板B组成一对等效电容；每个电容极板为环式电容极板，可以是闭合的，也可以是非闭合的，也可以是闭合环式极板和非闭合环式极板的任意组合。电容极板A和电容极板B为金属材质，可以收到雾化介质并通过外部交变磁场而产生热量，从而加热雾化介质。此外，待测电容还包括设置于电容极板之间的绝缘件。例如，在电容极板A和电容极板B之间设置绝缘件20，绝缘件20具体可采用陶瓷。本实施例中，电容极板及绝缘件20为中空状，用于共同收容雾化介质。

进一步地，由基体10分割成的电容极板组成多组环式极板，形态上可以一对多，如图12所示，电容极板A和电容极板B组成一组电极，电容极板A和电容极板C一组，电容极板A和电容极板D组成一组电极；也可以多对多，如图13所示，电容极板A和电容极板C组成一组电极，电容极板B和电容极板D组成一组电极。

对应地，在一个实施例中，同样还可将基体10分割出的一个电容极板作为基体10的底部极板，底部极板与其他对应电容极板形成等效电容。底部极板的形状同样可以采用矩形、圆形、三角形、弓形、螺旋形以及这些形状的复合型。如图14所示，基体10底部存在一个底部极板E，底部极板E与环式的电容极板形成一组或多组等效电容。例如，如图14所示，电容极板A和底部极板E构成一组等效电容；或者，如图15所示，电容极板A和底部极板E构成一组等效电容，电容极板B和底部极板E构成一组等效电容，电容极板C和底部极板E构成一组等效电容，电容极板D和底部极板E构成一组等效电容。

如图16所示为雾化介质X插入基体中的简化示意图，把雾化介质X等效看成电容的一个极板，电容极板A和雾化介质X形成电容①，电容极板B和雾化介质X形成电容②，形成的等效电容示意图如图17所示。电容理论公式如下：

其中，C是电容值，ε是电容极板间的介电常数，S是极板面积，d是极板间距离。因为雾化介质X的电导率远小于电容极板A和电容极板B，故当雾化介质X插入到电容极板A和电容极板B之间时，相当于改变了电容极板A和电容极板B之间物质的介电常数ε，从而导致电容极板A和电容极板B之间的电容发生了变化。根据电容极板A和电容极板B之间的电容是否发生变化，便可识别到电容极板A和电容极板B之间是否插入有雾化介质X。其中，雾化介质X可以是烟支、固体药物或其他固体物质。此外，雾化介质X也可以是装在固体容器内的液态物质。

进一步地，上述电容理论公式中，雾化器内的极板面积S和极板距离d是固定不变的，不同的雾化介质的介电常数是不同的，那么待测电容的数值也是不同的。通过采集电容数值，设定不同物质的电容值范围，可以识别出不同的雾化介质。例如，如下公式

已知ε1>ε2，由此可以得出C1>C2；如已知ε1<ε2，由此可以得出C1<C2。

通过设置多个环式电容极板，例如设置3个或4个环式电容极板，当雾化介质到达某一个环式电容极板的位置时，可测得对应位置环式电容极板的电容发生变化，进而确定雾化介质的位置。根据这一特性，可以得到雾化介质的插入动作及位置，进而开始加热，以及可以得到雾化介质的拔出动作及位置，进而停止加热。

根据待测电容组件100的组合方式不同，待测电容组件100可以分为独立测试组件和复合测试组件两大类，复合测试组件又可分为串联型和并联型。其中，如图18所示，独立测试组件只测试待测电容本体，其中，Cx为电容极板。对于复合测试组件中的串联型，如图19所示，电容C1和电容C2为与电容极板Cx串联的外部测试电容，电容C1、电容C2具体为电容量采集组件220内的电容。串联的电容个数不受限制，可以是1个、2个或多个，具体可根据实际需求进行调整。此外，串联的电容可以是电容厂家生产的成品电容，也可以是由结构件构成的电容。

进一步地，对于复合测试组件中的并联型，如图20所示，电容C1和电容C2为与电容极板Cx并联的外部测试电容，电容C1、电容C2具体为电容量采集组件220内的电容。并联的电容个数不受限制，同样可以是1个、2个或多个，具体可根据实际需求进行调整。并联的电容可以是电容厂家生产的成品电容，也可以是由结构件构成的电容。对复合测试组件中的并联和串联复合型，如图21所示，电容C1和电容C2为与电容极板Cx并联的外部测试电容，电容C3和电容C4为与电容极板Cx串联的外部测试电容，电容C1、电容C2、电容C3和电容C4具体为电容量采集组件220内的电容。如图22所示，电容C3、电容C4与电容极板Cx串联，电容C1、电容C2与电容C3并联。电容C1、电容C2、电容C3和电容C4具体为电容量采集组件220内的电容。并联的电容个数不受限制，可以是1个、2个或多个，具体可根据实际需求进行调整。并联的电容可以是电容厂家生产的成品电容，也可以是由结构件构成的电容。串联的电容个数不受限制，可以是1个、2个或多个，具体可根据实际需求进行调整。串联的电容可以是电容厂家生产的成品电容，也可以是由结构件构成的电容。

以电容量采集组件220采用触摸芯片为例，通过触摸芯片周期性采集及更新待测电容组件100的初始电容值，把初始电容值作为电容发生变化的阈值。在雾化介质插入和拔出时，触摸芯片会采集每组环式极板的电容值变化。主控单元240根据触摸芯片检测的电容值便可分析得到雾化介质的位置，以及是处于插入还是处于拔出状态。当雾化介质插入时，触摸芯片会根据特定位置的环式电容极板的电容变化，识别出逐渐插入状态，主控单元240可以实现提前开启预热。当雾化介质插入时，触摸芯片会根据特定位置的环式电容极板的电容变化，识别出完全插入状态，主控单元240完全开启加热。进一步地，通过设定不同的固体雾化介质的电容值范围，触摸芯片根据采集到的电容值识别出固体雾化介质，然后主控单元240在采用不同的加热控制方式，例如在完全开启加热时调整为与识别到的固体雾化介质对应的加热和控温方式。此外，还可以通过设定不同的液体雾化介质的电容值范围，触摸芯片根据采集到的电容值识别出液体雾化介质，然后主控单元240采用不同的加热和控温方式，例如在完全开启加热时调整为与识别到的液体雾化介质对应的加热和控温方式。

当雾化介质拔出时，触摸芯片会根据特定位置的环式电容极板的电容变化，识别出逐渐拔出状态，主控单元240可以实现提前结束加热或降低加热温度。当雾化介质拔出时，触摸芯片会根据特定位置的环式电容极板的电容变化，识别出完全拔出状态，主控单元240完全关闭加热。

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申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种用于气溶胶生成装置的待测电容组件，其特征在于，包括根据是否插入雾化介质产生电容量变化的待测电容；所述待测电容设置在气溶胶生成装置插入雾化介质的空腔处，所述待测电容的电容极板沿所述雾化介质的插入方向分布设置，所述待测电容组件用作与气溶胶生成装置的电容量处理组件连接；所述雾化介质为固态介质；

所述电容量处理组件内存储有不同电容值区间范围与雾化介质类型的对应关系，所述电容量处理组件在检测到所述待测电容组件的实际电容值后，根据所述实际电容值所处电容值区间直接确定所述雾化介质的类型，以及根据所述待测电容组件的电容量识别到雾化介质当前插入的位置；

所述待测电容包括所述电容极板和非导电材质的基体，所述电容极板设置于所述基体，且沿基体纵向分布；所述电容极板的数量为两个或两个以上；

所述待测电容还包括设置于所述基体的发热元件，所述发热元件为在所述基体上印刷的电阻发热线路。

2.根据权利要求1所述的待测电容组件，其特征在于，所述电容极板为闭合环式极板或非闭合环式极板。

3.根据权利要求1所述的待测电容组件，其特征在于，所述电容极板包括环状部和设置于所述环状部的延伸部，所述电容极板的数量为两个，且两个电容极板的延伸部相对设置。

4.根据权利要求1所述的待测电容组件，其特征在于，所述基体为中空圆柱形的基体，所述电容极板位于所述基体的外侧或内侧且沿所述基体纵向分布。

5.根据权利要求4所述的待测电容组件，其特征在于，所述基体为两端开口的圆柱形基体。

6.根据权利要求4所述的待测电容组件，其特征在于，所述电容极板的数量为两个，所述电容极板位于所述基体的圆柱形内壁面或外壁面。

7.根据权利要求4所述的待测电容组件，其特征在于，所述电容极板的数量为两个，所述基体的一端封闭形成底壁，且其中一个所述电容极板设置于所述基体的底壁。

8.根据权利要求1所述的待测电容组件，其特征在于，所述电容极板以一对多或多对多的方式组成环式极板组。

9.根据权利要求1所述的待测电容组件，其特征在于，所述待测电容包括导电材质的基体，所述基体分为两个或两个以上的所述电容极板。

10.根据权利要求9所述的待测电容组件，其特征在于，所述电容极板为闭合环式极板或非闭合环式极板。

11.根据权利要求9所述的待测电容组件，其特征在于，所述待测电容还包括设置于所述电容极板之间的绝缘件。

12.根据权利要求11所述的待测电容组件，其特征在于，所述电容极板及所述绝缘件为中空状，用于共同收容所述雾化介质。

13.根据权利要求9所述的待测电容组件，其特征在于，所述电容极板以一对多或多对多的方式组成环式极板组。