CN114831345A - 雾化器温度测试系统及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种雾化器温度测试系统和测试方法，其中测试系统包括雾化组件、红外发射部、红外接收部，红外发射部设于雾化组件内，用于发射红外光，红外接收部设于雾化组件外，用于接收红外光，并将红外光转换为电信号并在信号输出模块输出以表征雾化组件的内部温度。测试时，首先发射预设波长的红外光至雾化组件外，然后接收预设波长的红外光，最后根据接收的红外光获取雾化组件的内部温度，使上述测试方法无需拆卸雾化组件，也无需在雾化组件的外壳开孔，雾化介质被加热变成气溶胶后不会从雾化组件中渗漏，从而能够使用户迅速获得雾化组件内部的元器件及雾化介质在真实工作状态下的温度值，进而能够找到最佳的雾化温度从而获得最佳的雾化效果。
Description
技术领域
本发明涉及电子雾化器技术领域，特别是涉及一种雾化器温度测试系统及测试方法。
背景技术
随着人们戒烟需求的日益增加，电子烟的使用率随之逐年增高。电子烟是一种模仿卷烟的电子产品，它是通过雾化的手段，将烟液或烟油等雾化介质加热变成气溶胶后，供用户吸食的一种产品。相较于传统的香烟，电子烟有效地降低了尼古丁等有害颗粒物，可以作为过渡戒烟的有效手段。
电子烟在用户抽吸过程中的温度变化参数对于发热丝与导油棉，储油棉的匹配性设计具有重大的指导意义，不同烟具，不同烟油，其雾化温度都不一样，怎样找到最佳的雾化温度从而获得最佳的口感，监测抽吸过程中的雾化温度具有非常重要的参考意义，但是目前常规的测试方法，例如借助热电偶测试，或通过常规的红外测试都有各自的问题。具体来说，如借助热电偶测试，由于电子烟内的发热丝比较细，热电偶很难在发热丝上固定，且固定后需要在外壳上引出导线孔才可以测试温度，穿孔后雾化气会从气道中渗漏出来，从而影响实际过程的真实状态的评估。如通过常规红外测试的方法，却又只能测试表面温度，发热丝被储油棉、导油棉、外壳包裹在电子烟的内部，而难以测试发热丝表面的温度。
发明内容
基于此，有必要针对现有的测试方法在测量电子烟内部的温度时测试困难且测试结果不准确的问题，提供一种能够无需在雾化器的外壳开设导线孔就能够测试雾化器内部元件温度的雾化器温度测试系统及测试方法。
根据本申请的一个方面，提供一种雾化器温度测试系统，包括：
雾化组件；
红外发射部，设于所述雾化组件内，所述红外发射部用于发射红外光，所述红外发射部配置为可设定所述红外光的预设波长，以使所述红外发射部所发射的具有所述预设波长的红外光既能穿透所述雾化组件，也能被所述雾化组件内的待测物反射；
红外接收部，设于所述雾化组件外，所述红外接收部用于接收所述红外光，并将所述红外光转换为电信号；及
信号输出模块，通信连接所述红外接收部，所述信号输出模块用于输出所述电信号，以表征所述雾化组件的内部温度。
在其中一个实施例中，所述红外接收部包括接收器和信号处理单元，所述信号处理单元通信连接所述接收器。
在其中一个实施例中，所述信号处理单元包括依次通信连接的光电转换器、信号放大器、信号传输器及信号处理器；
其中，所述光电转换器通信连接所述接收器，用于将所述红外光转换为电信号；所述信号放大器用于放大所述电信号；所述信号传输器用于传输放大后的所述电信号；所述信号处理器通信连接所述信号输出模块，用于将放大后的所述电信号处理为可被所述信号输出模块输出的所述电信号。
在其中一个实施例中，所述雾化组件包括：
壳体；
气道，设于所述壳体内，所述气道的外壁与所述壳体的内壁共同界定形成一用于容纳雾化介质的储油腔；及
加热件，配接于所述气道，所述加热件用于加热所述雾化介质，以产生气溶胶经所述气道排出。
在其中一个实施例中，所述壳体的材质为低介电常数塑料。
根据本申请的另一方面，提供一种雾化器温度测试方法，所述测试方法基于如上所述雾化器温度测试系统而实现，所述测试方法包括以下步骤：
S1、发射预设波长的红外光至所述雾化组件外；
S2、接收所述预设波长的红外光；
S3、根据接收的所述预设波长的红外光获取所述雾化组件的内部温度。
在其中一个实施例中，在步骤S1之前，还包括以下步骤：
S00、发射任一波长的所述红外光至所述雾化组件外；
S01、确定其中一种波长的所述红外光为所述预设波长的红外光。
在其中一个实施例中，所述雾化组件包括壳体及容纳于所述壳体内的待测物，在步骤S01中，具体包括以下步骤：
S011、获取所述壳体和所述待测物的发射率；
S012、根据所述壳体和所述待测物的发射率获取所述预设波长的红外光的波长；
其中，所述预设波长的红外光能够透过所述雾化组件的壳体，且能够被所述待测物反射。
在其中一个实施例中，在步骤S3中，具体包括以下步骤：
S31、将所述预设波长的红外光转换为电信号；
S32、放大所述电信号；
S33、输出放大后的所述电信号，以表征所述雾化组件内部的温度。
在其中一个实施例中，在步骤S32之后，还包括以下步骤：
S321、传输放大后的所述电信号；
S322、将放大后的所述电信号处理成可输出的所述电信号。
上述雾化器温度测试系统和测试方法，通过在雾化器中设置红外发射部和红外接收部，将红外发射部设于雾化器的雾化组件内，并将红外接收部设于雾化组件外，使得红外发射部能够发射预设波长的红外光至雾化组件外，由红外接收部在雾化组件外接收预设波长的红外光，并将接收到的预设波长的红外光转换为电信号，利用不同温度的物体对入射的特定波长红外光所反射的红外能不同的原理获取不同大小的电信号，进而获取雾化组件内部的温度，使得上述雾化器温度测试方法无需拆卸雾化组件，也无需在雾化组件的外壳开设导线孔，雾化介质被加热变成蒸汽后不会从雾化组件中渗漏，从而能够使用户迅速透获得雾化组件内部的元器件及雾化介质在真实工作状态下的温度值，进而能够更好地评估雾化器内部各个元器件的匹配关系，以能够找到最佳的雾化温度从而获得最佳的雾化效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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种实施例，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实施例的附图。
图1为本发明的实施例提供的雾化器温度测试系统的内部结构示意图；
图2为本发明的实施例提供的信号处理单元的示意图；
图3为本发明的实施例提供的雾化器温度测试方法的测试步骤示意图。
附图标记说明：
10、雾化器温度测试系统；100、雾化组件；110、雾化组件本体；111、壳体；112、气道；113、储油腔；114、导油棉；115、加热件；116、加热件导线；117、滤网垫；120、吸嘴；300、红外发射部；310、发射器；320、发射器导线；500、红外接收部；510、接收器；520、信号处理单元；530、接收器导线；521、光电转换器；522、信号放大器；523、信号传输器；524、信号处理器；530、接收器导线；700、信号输出模块。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“液平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征液平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征液平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”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“垂直的”、“液平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
正如背景技术所述，在雾化器工作时，监测雾化器内部的雾化温度，例如测试雾化介质和发热丝的温度对怎样找到最佳的雾化温度从而获得最佳的雾化效果具有非常重要的参考意义，但目前常规的测试方法都存在各自的问题，要么需要借助热电偶测试，雾化器内部的发热丝比较细，热电偶很难在发热丝上固定，并且在雾化器的外壳引出导线孔才可以测试雾化器内部的温度，穿孔后雾化气会从气道中渗漏出来，从而影响实际过程的真实状态的评估；要么需要通过常规红外测试的方法，例如借助常规的红外枪进行测试，但常规红外测试的方法只能测试表面温度，不能测试雾化器内部元器件的温度。
为了解决这一问题，本申请发明人经过深入研究，设计了一种能够快捷简便地测试雾化器内部雾化介质及内部元器件温度的雾化器温度测试系统及测试方法。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律可知，一个黑体表面单位面积辐射出的总功率与黑体本身的热力学温度(又称绝对温度)的四次方成正比。因此，对于大部分材料来说，在任何特定波长上，发出的红外能都会随着温度的增加而增加。并且目标材料的发射率和表面特性决定了红外光的相应波长对于高反射率的合金材料也具有不同的发射率。有些材料在一定波长上是透明的，即对于一定波长的红外光来说，可以穿透这些材料，因此为了使红外光能够穿透这种材料，应选择特定的波长来进行发射。
基于以上原理，本申请发明人想到，可以利用某一特定波长的红外光既可以穿透雾化器的壳体及雾化器内部的雾化介质，又可以被雾化器内部的元器件反射的特性，通过从雾化器内部发射该特定波长的红外光至雾化器外，并接收该特定波长的红外光。当雾化器内部雾化介质及内部元器件的温度不同时，能够反射出不同大小的红外能，可将接受到的红外光转换成电信号，从而可以对雾化器内部的温度进行测量。该测试方法无需拆卸雾化器，也无需在雾化器的外壳开设导线孔，解决了现有测试方法测试不方便，且测试结果不准确的问题。
下面以雾化器为电子烟，并以对电子烟内部的储油棉、导油棉及发热丝进行温度测试为例，对本申请所提供的雾化器温度测试系统及测试方法进行说明。该雾化器温度测试系统用于模拟雾化器的真实工作状态，并测试雾化器内部的雾化介质及元器件在真实工作状态下的温度值，该雾化器温度测试方法基于该雾化器温度测试系统而实现。
本实施例仅用以作为范例说明，并不会限制本申请的技术范围。可以理解，在其它实施例中，本申请所公开的雾化器温度测试系统及测试方法，可以但不限于用于检测电子烟内部的温度，还可以用于检测其它任何类型的雾化器的内部温度，在此均不作限定。
以下结合图1至图3，介绍本申请所提供的雾化器温度测试系统及测试方法的较佳实施方式。
如图1所示，为一种雾化器温度测试系统10，包括雾化组件100、红外发射部300、红外接收部500及信号输出模块700(图1中未示)。雾化组件100用于通电发热，使雾化介质变为气溶胶从而模拟雾化器的工作状态；红外发射部300设于雾化组件100内，用于发射红外光；红外接收部500设于雾化组件100外，用于接收红外光，并将红外光转换为电信号；信号输出模块700通信连接红外接收部500，用于输出电信号，以表征雾化组件100的内部温度。
具体地，雾化组件100的结构与日常使用的雾化器结构一致，其包括雾化组件本体110和吸嘴120，吸嘴120安装在雾化组件本体110沿其轴向方向的一端，雾化介质能够在雾化组件本体110中被加热变成气溶胶，然后被用户从吸嘴120吸出雾化组件100。
在一些实施例中，如图1所示，雾化组件本体110包括壳体111、气道112、储油棉(图中未示)、导油棉114和加热件115。壳体111具有中空的容纳腔，优选地，为了使红外光能够透过客户，壳体111的材质为低介电常数塑料，具体可以是PP、PPTE或PE等；气道112、储油棉、导油棉114和加热件115均收容于壳体111的容纳腔内，其中气道112呈中空管状结构，沿着雾化组件本体110的轴向穿设固定于壳体111内并连通吸嘴120，气道112的外壁与壳体111的内壁共同界定形成一容纳雾化介质(即烟油)的储油腔113，储油棉设于储油腔113内，用于吸附并储存雾化介质；导油棉114设于气道112上，并同时连接储油棉和加热件115，导油棉114用于导入吸附于储油棉的雾化介质，以供加热件115进行加热。
如此，加热件115通过导油棉114配接于气道112，对加热件115进行通电后，加热件115能够加热雾化介质，使雾化介质蒸发为气溶胶，在用户的反复抽吸下，气溶胶经过气道112沿着图1中所示的箭头方向从吸嘴120排出雾化组件100。可选地，加热件115可以是绕设于导油棉114的加热丝，加热丝的两端分别通过加热件导线116连接电源的正极和负极以进行通电；加热件115也可以是网状的金属加热片，导油棉114设于加热片的上方，通过加热片的两端分别连接电池的正极和负极进行通电，在此均不作限定。
较佳地，在气道112沿加热件115轴向方向的两端还可以分别套设滤网垫117，设置滤网垫117的作用是雾化介质在雾化组件100中被加热蒸发后，滤网垫117能够过滤雾化介质中的较大颗粒，从而使雾化介质在被加热蒸发后，其生成的气溶胶在被用户吸食时能够具有更佳的口感。
请继续参阅图1，在一些实施例中，红外发射部300包括发射器310和内线路板(图中未示出)，发射器310固定安装在雾化组件100的壳体111内壁上，并且发射器310通过发射器导线320电连接于内线路板，内线路板上设有用于连接电源的接口，当内线路板通电时，能够给发射器310供电，从而使发射器310能够发射红外光。
结合图1和图2所示，红外接收部500包括与红外发射部300中的发射器310对应的接收器510和信号处理单元520(图1中未示出)。接收器510通过接收器导线530通信连接于信号处理单元520，信号处理单元520包括外线路板(图中未示出)及设在外线路板上并依次通信连接的光电转换器521、信号放大器522、信号传输器523及信号处理器524。其中，外线路板上具有电源接口和连接信号输出模块700的接口，电源接口用于连接电源，当外线路板通电时，能够给接收器510及信号处理单元520通电，连接信号输出模块700的接口用于使红外接收部500连接信号输出模块700。光电转换器521通信连接接收器510，用于将发射器310发射出的红外光转换为微弱的电信号；信号放大器522用于放大电信号；信号传输器523用于将放大后的电信号传输至信号处理器524；信号处理器524通信连接信号输出模块700，用于将放大后的电信号处理为可被信号输出模块700输出的电信号。
在一些实施例中，信号输出模块700可为显示屏或报警器等，只要能使用户获知电信号的强度大小即可。
如此，基于上述雾化器温度测试系统10，通过将电信号在信号输出模块700中显示为可量化的曲线或数值，或以报警声响的形式输出，以使用户获取雾化组件100内部的温度值。
进一步地，结合图1至图3，以下对基于上述雾化器温度测试系统10的雾化器温度测试方法进行介绍。该方法的具体步骤如下：
第一步S1，通过发射器310发射预设波长的红外光至雾化组件100外。
在该步骤之前，需要测试待测物即雾化组件100的壳体111、雾化介质及加热件115等雾化组件100内部元器件的发射率。如上文所述，这是因为目标材料的发射率和表面特性决定了红外光的相应波长，因此目标材料的发射率和红外光的相应波长存在着对应的关系，只要知道目标材料的发射率，并且只要红外光能够透过目标材料并能够被目标材料反射，即可知道红外光的波长，并将此波长的红外光作为预设波长的红外光。例如在本申请的实施例中，该预设波长的红外光需要能够同时穿透雾化组件100的壳体111和雾化介质，并能够被加热件115反射，因此需事先选择红外光的波长，并以此波长的红外光作为预设波长的红外光，以使其能够同时穿透雾化组件100的壳体111和雾化介质，并能够被加热件115反射。
测试发射率的具体步骤为：
首先S00，发射任一波长的红外光至雾化组件100外。具体地，开启雾化组件100和电源，使加热件115开始加热储油棉，进而使雾化介质温度升高并蒸发为气溶胶。
然后S01，确定其中一种波长的红外光为预设波长的红外光。具体地，在该步骤中还包括以下步骤：
S011、获取壳体111和待测物的发射率。具体地，通过发射器310发射任一波长的红外光，并观察信号输出模块700是否输出测量数值，如输出有测量数值，则说明该波长的红外光能够穿透雾化组件100的壳体111，且能够被加热件115反射并被接收器510接收，此时可从信号输出模块700中得到壳体111、雾化介质及加热件115的发射率。
S012、根据壳体111和待测物的发射率获取所述预设波长的红外光的波长。由于发射率和红外光波长具有特定的关系，在已知发射率的前提下根据此关系即可获取到该红外光的波长，并将该红外光作为预设波长的红外光。此时需要在发射器310上设定预设波长，使发射器310能够在后续测量雾化组件100的温度时始终发射该预设波长的红外光。
第二步S2，通过接收器510接收预设波长的红外光。预设波长的红外光能够穿透雾化组件100的壳体111，设在壳体111外部的接收器510能够接收到预设波长的红外光。
第三步S3，根据接收的预设波长的红外光获取雾化组件100内部的温度。
在该步骤中：
首先S31，将预设波长的红外光转换为电信号。具体为，通过信号处理单元520的光电转换器521将预设波长的红外光转换为微弱的电信号；
然后S32，放大电信号。具体为，通过信号放大器522将将微弱的电信号放大；
具体地，步骤S32后还可包括以下步骤：
S321、传输放大后的电信号，通过信号传输器523将放大后的电信号传输至信号处理器524；
S322、将放大后的电信号处理为可输出的电信号，信号处理器524将电信号处理为可输出的电信号。
之后S33，输出放大后的电信号，以表征雾化组件100内部的温度。信号输出模块700将电信号输出为用户可感知的测量结果，使用户最终能够获取雾化组件100的内部温度。
上述雾化器温度测试方法，与现有常规的测试方法相比，测试方便，并且测试速度快，能够迅速获取雾化组件100内部的温度，且无需拆卸雾化组件100，也无需在雾化组件100的壳体111上开设导线孔，可以透过壳体111测试发射丝和雾化介质的温度，并且雾化介质被加热后产生的气溶胶也不会从壳体111渗漏出来，在进行测试时能够更好地获取真实工作状态下的温度值，能够更好地评估储油棉、导油棉114和加热件115的特性，以及它们之间的匹配关系，从而能够选择最佳材质的储油棉、导油棉114和加热件115，以使雾化器在工作时具有最佳的雾化温度和雾化效果，极大地改进了雾化器的使用效果。
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其中一种实施方式，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，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种雾化器温度测试系统，其特征在于，包括：
雾化组件；
红外发射部，设于所述雾化组件内，所述红外发射部用于发射红外光，所述红外发射部配置为可设定所述红外光的预设波长，以使所述红外发射部所发射的具有所述预设波长的红外光既能穿透所述雾化组件，也能被所述雾化组件内的待测物反射；
红外接收部，设于所述雾化组件外，所述红外接收部用于接收所述红外光，并将所述红外光转换为电信号；及
信号输出模块，通信连接所述红外接收部，所述信号输出模块用于输出所述电信号，以表征所述雾化组件的内部温度。
2.根据权利要求1所述的雾化器温度测试系统，其特征在于，所述红外接收部包括接收器和信号处理单元，所述信号处理单元通信连接所述接收器。
3.根据权利要求2所述的雾化器温度测试系统，其特征在于，所述信号处理单元包括依次通信连接的光电转换器、信号放大器、信号传输器及信号处理器；
其中，所述光电转换器通信连接所述接收器，用于将所述红外光转换为电信号；所述信号放大器用于放大所述电信号；所述信号传输器用于传输放大后的所述电信号；所述信号处理器通信连接所述信号输出模块，用于将放大后的所述电信号处理为可被所述信号输出模块输出的所述电信号。
4.根据权利要求1所述的雾化器温度测试系统，其特征在于，所述雾化组件包括：
壳体；
气道，设于所述壳体内，所述气道的外壁与所述壳体的内壁共同界定形成一用于容纳雾化介质的储油腔；及
加热件，配接于所述气道，所述加热件用于加热所述雾化介质，以产生气溶胶经所述气道排出。
5.根据权利要求4所述的雾化器温度测试系统，其特征在于，所述壳体的材质为低介电常数塑料。
6.一种雾化器温度测试方法，其特征在于，所述测试方法基于如权利要求1至5中任一权利要求所述雾化器温度测试系统而实现，所述测试方法包括以下步骤：
S1、发射预设波长的红外光至所述雾化组件外；
S2、接收所述预设波长的红外光；
S3、根据接收的所述预设波长的红外光获取所述雾化组件的内部温度。
7.根据权利要求6所述的雾化器温度测试方法，其特征在于，在步骤S1之前，还包括以下步骤：
S00、发射任一波长的所述红外光至所述雾化组件外；
S01、确定其中一种波长的所述红外光为所述预设波长的红外光。
8.根据权利要求7所述的雾化器温度测试方法，其特征在于，所述雾化组件包括壳体及容纳于所述壳体内的待测物，在步骤S01中，具体包括以下步骤：
S011、获取所述壳体和所述待测物的发射率；
S012、根据所述壳体和所述待测物的发射率获取所述预设波长的红外光的波长；
其中，所述预设波长的红外光能够透过所述雾化组件的壳体，且能够被所述待测物反射。
9.根据权利要求6所述的雾化器温度测试方法，其特征在于，在步骤S3中，具体包括以下步骤：
S31、将所述预设波长的红外光转换为电信号；
S32、放大所述电信号；
S33、输出放大后的所述电信号，以表征所述雾化组件内部的温度。
10.根据权利要求9所述的雾化器温度测试方法，其特征在于，在步骤S32之后，还包括以下步骤：
S321、传输放大后的所述电信号；
S322、将放大后的所述电信号处理成可输出的所述电信号。
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2022
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