CN209841226U - 电子烟的温度监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种电子烟的温度监控系统，包括：电源模块、采样模块、发热元件、主控模块和故障指示模块，电源模块用于给系统供电，发热元件用于发出热量给电子烟中的可抽吸材料加热，采样模块用于对所述发热元件所在回路中的电流进行采样，并将采样信息发送给主控模块，主控模块用于根据采样信息计算得到发热元件的电阻值，并结合发热元件的电阻值与温度值的对应关系获得发热元件的温度值；主控模块还用于在发热元件的温度值高于第一预设温度值时控制故障指示模块显示故障信息。通过上述系统，可以节省电路中的采样器件，降低了产品的成本，提升了对电子烟发热温度的检测精度，并且提升了电子烟使用过程中的安全性能。

Description

电子烟的温度监控系统

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种电子烟的温度监控系统。

背景技术

电子烟是一种模仿卷烟的电子产品，有着与卷烟一样的外观、烟雾、味道和感觉。烟草型电子烟通过对烟草进行恒温加热烘烤，蒸发出烟雾以供用户吸食。电子烟的温度控制技术很大程度上决定了电子烟的品质，而温度控制的过程对温度检测精度的要求较高。

然而，传统的电子烟温控技术中不能在电子烟的发热温度过高时进行温度监控，存在一定安全隐患。

实用新型内容

本申请实施例提供一种电子烟的温度监控系统，可以提升对电子烟发热温度的检测精度，并且提升了电子烟使用过程中的安全性能。

一种电子烟的温度监控系统，包括电源模块、采样模块、发热元件、主控模块和故障指示模块，所述电源模块、采样模块、发热元件依次电连接，所述电源模块、采样模块、故障指示模块分别与所述主控模块电连接；

所述电源模块用于给系统供电，所述发热元件用于发出热量给电子烟中的可抽吸材料加热，所述采样模块用于对所述发热元件所在回路中的电流进行采样，并将采样信息发送给所述主控模块，所述主控模块用于根据所述采样信息计算得到所述发热元件的电阻值，并结合所述发热元件的电阻值与温度值的对应关系获得所述发热元件的温度值；所述主控模块还用于在所述发热元件的温度值高于第一预设温度值时控制所述故障指示模块显示故障信息。

可选的，在其中一个实施例中，所述采样模块包括采样电阻和运算放大器，所述运算放大器与所述采样电阻并联，所述运算放大器的同相输入端、反相输入端分别连接在所述采样电阻两端，所述运算放大器的输出端与所述主控模块连接，所述运算放大器用于将所述采样电阻两端的电压值进行运算放大，以提供给所述主控模块进行采样分析。

可选的，在其中一个实施例中，所述采样电阻与所述发热元件串联，所述主控模块用于根据欧姆定律计算出所述发热元件的电阻值。

可选的，在其中一个实施例中，所述发热元件包括电阻丝、三氧化二铝、氧化锆、镍、钛中的一种或一种以上。

可选的，在其中一个实施例中，所述发热元件的阻值与温度呈线性关系。

可选的，在其中一个实施例中，所述电源模块包括开关单元，所述开关单元与所述主控模块电连接，所述主控模块还用于根据发热丝的温度值与第二预设温度值的关系控制所述开关单元的通断，以对所述发热元件进行加热控制。

可选的，在其中一个实施例中，所述开关单元包括MOS管，所述主控模块用于向所述MOS管发送PWM信号以控制所述MOS管的通断。

可选的，在其中一个实施例中，所述故障指示模块显示的故障信息包括指示灯信息显示、显示屏信息显示、振动提醒、语音信息提醒中的一种或一种以上。

可选的，在其中一个实施例中，还包括通信模块，所述通信模块与所述主控模块电连接，所述通信模块用于与用户的终端进行通信连接，并将获得的所述发热元件的温度值发送至所述终端。

可选的，在其中一个实施例中，所述通信模块包括蓝牙通信模块、wifi通信模块、ZigBee通信模块、移动通信模块中的一种或一种以上。

上述电子烟的温度监控系统，通过采样模块对发热元件所在回路中的电流进行采样，并将采样信息发送给主控模块，主控模块根据所述采样信息计算得到所述发热元件的电阻值，并结合所述发热元件的电阻值与温度值的对应关系获得所述发热元件的温度值，并在所述发热元件的温度值高于第一预设温度值时控制所述故障指示模块显示故障信息。通过上述系统，可以节省电路中的采样器件，降低了产品的成本，提升了对电子烟发热温度的检测精度，并且提升了电子烟使用过程中的安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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。

其中：

图1为一个实施例中电子烟的温度监控系统的结构框图；

图2为一个实施例中采样模块的电路示意图；

图3为另一个实施例中电子烟的温度监控系统的结构框图。

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，此处所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，不是旨在限制本申请。可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一端口称为第二端口，且类似地，可将第二端口为第一端口。第一端口和第二端口两者都是端口，但其不是同一端口。

以下提供一种电子烟的温度监控系统，可以提升对电子烟发热温度的检测精度，并且提升了电子烟使用过程中的安全性能。如图1所示，该系统包括：电源模块110、采样模块120、发热元件130、主控模块140和故障指示模块150，电源模块110、采样模块120、发热元件130依次电连接，电源模块110、采样模块120、故障指示模块150分别与主控模块140电连接。

其中，电源模块110用于给系统供电，例如提供发热元件130进行加热所需的电能，以及采样模块、主控模块工作所需的电能等；可选的，电源模块110可以是电池，例如锂电池、镉镍电池和氢镍电池等。发热元件130用于发出热量给电子烟中的可抽吸材料(例如烟弹、烟油等)加热，以提供给用户吸食，获得卷烟的口感。可选的，发热元件可以是具有发热功能的电阻，例如电阻丝，在其他实施例中，发热元件还可以是其他材料的元件，例如三氧化二铝、氧化锆、镍、钛等。其中发热元件的阻值与温度呈线性关系。采样模块120用于对发热元件130所在回路中的电流进行采样，并将采样信息发送给主控模块140。主控模块140用于根据所述采样信息计算得到发热元件130的电阻值，并结合发热元件130的电阻值与温度值的对应关系获得发热元件130的温度值。主控模块140还用于在发热元件130的温度值高于第一预设温度值时控制故障指示模块150显示故障信息，以提醒用户注意该电子烟的发热丝温度异常，避免发生安全事故。

本实施例提供的电子烟的温度监控系统，通过采样模块对发热元件所在回路中的电流进行采样，并将采样信息发送给主控模块，主控模块根据所述采样信息计算得到所述发热元件的电阻值，并结合所述发热元件的电阻值与温度值的对应关系获得所述发热元件的温度值，并在所述发热元件的温度值高于第一预设温度值时控制所述故障指示模块显示故障信息。通过上述系统，可以节省电路中的采样器件，降低了产品的成本，提升了对电子烟发热温度的检测精度，并且提升了电子烟使用过程中的安全性能。

在一个实施例中，如图2所示，为一个实施例中采样模块的电路示意图，采样模块包括采样电阻R1和运算放大器A，运算放大器A的同相输入端、反相输入端分别连接在采样电阻R1两端，运算放大器A的输出端与主控模块连接，发热元件RF的一端与采样电阻R1的一端以及运算放大器A的反相输入端连接、另一端接地。其中，通过将运算放大器A与采样电阻R1并联，可以获取采样电阻两端的电压值，经过运算放大器A将输入的电压值放大(例如50～100倍)后，并计算运算放大器A的同相输入端与反相输入端之间的差值，得到采样电阻R1的电压值，通过欧姆定律即可计算出流经采样电阻R1的电流值，完成对采样电阻的电流采样。进一步的，通过将采样电阻R1与发热元件RF串联，根据采样获取的电流值和发热元件RF两端的电压值可以计算出发热元件RF的电阻值，以实现对发热丝阻值变化的监测。

需要说明的是，采样电阻用于对回路中的电流进行采样，为测量电路中的发热元件的电阻值作参考，可选的，采样电阻的数量可以是一个，也可以是多个，本实施例对此不进行限定。本实施例中采样电阻的阻值小于发热元件的阻值，在其他实施例中还可以设置为通过采样电阻来对回路中的电压进行采样，当通过采样电阻对电压进行采样时还可以设置采样电阻的阻值大于发热元件的阻值。

在一个具体的实施例中，通过主控模块上的芯片采样口可以获取采样电阻上的放大电压，其中运算放大器同相输入端的电压值为V1，运算放大器反相输入端的电压值为V2，V1等同于电源电压，V2等同于发热元件的电压，则发热元件的阻值可表示为：

RF＝V2*R1/(V1-V2)

其中，RF为发热元件的电阻值，R1为采样电阻的电阻值，V1为采样电阻与发热元件的电压之和，V2为发热元件的电压值。

进一步的，根据发热元件的阻值与温度的对应关系表，可以根据发热元件的当前阻值获得发热元件的发热温度。举例说明，根据发热元件的不同阻值可以对应获取该发热元件的当前阻值对应的温度，例如，当检测到发热元件的电阻值为1.15Ω时，根据该发热元件的阻值与温度的对应关系表可获得该发热元件的当前温度为28℃；当检测到发热元件的电阻值为1.43Ω时，根据该发热元件的阻值与温度的对应关系表可获得该发热元件的当前温度为104℃；当检测到发热元件的电阻值为2.48Ω时，根据该发热元件的阻值与温度的对应关系表可获得该发热元件的当前温度为407℃。

在一个实施例中，在确定发热元件的当前温度值后，主控模块还用于判断发热丝的发热温度是否正常，并在发热丝温度异常时进行故障提示。具体的，主控模块判断所述发热元件的温度值高于第一预设温度值时控制所述故障指示模块显示故障信息。故障指示模块可以包括指示灯、显示屏、振动器、扬声器等，故障指示模块显示的故障信息包括但不限于指示灯信息显示、显示屏信息显示、振动提醒、语音信息提醒等。例如，当主控模块判断发热元件的发热温度高于400℃时即控制故障指示灯显示红色，以提醒用户电子烟的发热元件处于故障状态，便于用户及时发现和处理。

在一个实施例中，如图3所示，该电子烟的温度监控系统还包括通信模块160，通信模块160与主控模块140电连接，通信模块160用于与用户的终端进行通信连接，并将获得的发热元件130的温度值发送至所述终端。通信模块160包括但不限于蓝牙通信模块、wifi通信模块、ZigBee通信模块、移动通信模块等。可以理解的是，通信模块160与主控模块140可以集成在同一芯片中，例如具有蓝牙与单片机功能的SOC(System on Chip，系统级芯片)，还可以是通过系统总线进行连接的两个独立的模块，本实施例对此不进行限定。

进一步的，该电子烟在与用户的终端建立通信连接后，可以将温度检测系统获取的发热元件的温度信息发送至终端的App(Application，应用程序)上，并通过APP手上的显示界面显示发热元件的温度信息，以供用户对电子烟的发热温度进行监控。可选的，还可以通过通信模块160将电子烟的充电状态、抽烟状态等信息发送至终端的APP，以便用户能够实时了解到更多电子烟的状态信息，提升用户体验。

在一个实施例中，电源模块可以包括开关单元，所述开关单元与所述主控模块电连接，所述主控模块还用于根据发热丝的温度值与第二预设温度值的关系控制所述开关单元的通断，以对所述发热元件进行加热控制。具体的，所述开关单元包括MOS管，所述主控模块用于向所述MOS管发送PWM信号以控制所述MOS管的通断。可选的，当主控模块发送低电压时，MOS管导通，电源模块向发热元件供电以使得发热元件进行加热；当主控模块发送高电压时，MOS管截止，发热元件停止加热。需要说明的是，开关单元可以是PMOS管、NMOS管、NPN型三极管、PNP型三极管、低压差线性稳压器、开关电源等，本实施例对此不进行限定。

在一个实施例中，主控模块还可以用于判断可抽吸材料是否燃烧结束，并在当前可抽吸材料燃烧结束后控制发热元件停止加热。例如在判断一支烟弹抽吸结束后，控制发热元件停止加热并处于不可加热状态，当判断发热元件的温度低于50℃时，控制发热元件恢复正常加热状态。

通过上述电子烟的温度监控系统，可以节省电路中的采样器件，降低了产品的成本，提升了对电子烟发热温度的检测精度，并且提升了电子烟使用过程中的安全性能。

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本申请专利范围的限制。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 (4)

1.一种电子烟的温度监控系统，其特征在于，包括电源模块、采样模块、发热元件、主控模块和故障指示模块，所述电源模块、采样模块、发热元件依次电连接，所述电源模块、采样模块、故障指示模块分别与所述主控模块电连接；

所述电源模块用于给系统供电，所述发热元件用于发出热量给电子烟中的可抽吸材料加热，所述采样模块用于对所述发热元件所在回路中的电流进行采样，并将采样信息发送给所述主控模块，所述主控模块用于根据所述采样信息计算得到所述发热元件的电阻值，并结合所述发热元件的电阻值与温度值的对应关系获得所述发热元件的温度值；所述主控模块还用于在所述发热元件的温度值高于第一预设温度值时控制所述故障指示模块显示故障信息；

所述故障指示模块包括指示灯、显示屏、振动器、扬声器，所述故障指示模块显示的故障信息包括指示灯信息显示、显示屏信息显示、振动提醒、语音信息提醒中的一种或一种以上；

所述电子烟的温度监控系统还包括通信模块，所述通信模块与所述主控模块电连接，所述通信模块与所述主控模块集成于一系统级芯片中；所述通信模块用于与用户的终端进行通信连接，并将获得的所述发热元件的温度值发送至所述终端，所述通信模块包括蓝牙通信模块、wifi通信模块、ZigBee通信模块、移动通信模块中的一种或一种以上；

所述电源模块包括开关单元，所述开关单元与所述主控模块电连接，所述主控模块还用于根据发热丝的温度值与第二预设温度值的关系控制所述开关单元的通断，以对所述发热元件进行加热控制；

所述开关单元包括PMOS管和NMOS管，所述主控模块用于向所述PMOS管或所述NMOS管发送PWM信号以控制所述PMOS管或所述NMOS管的通断。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采样模块包括采样电阻和运算放大器，所述运算放大器与所述采样电阻并联，所述运算放大器的同相输入端、反相输入端分别连接在所述采样电阻两端，所述运算放大器的输出端与所述主控模块连接，所述运算放大器用于将所述采样电阻两端的电压值进行运算放大，以提供给所述主控模块进行采样分析。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述采样电阻与所述发热元件串联，所述主控模块用于根据欧姆定律计算出所述发热元件的电阻值。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发热元件的阻值与温度呈线性关系。