CN216147245U - 一种压差式电子烟气压传感器及电子烟 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压差式电子烟气压传感器及电子烟，包括：PCB板；安装在PCB板上的外壳，所述外壳与PCB板之间的空间被分隔成两个通气腔体；安装在PCB板上并位于第一腔体内用于处理气压数据的芯片和用于检测外界气压的第一气压感应元件；安装在PCB板上并位于第二腔体内用于检测用户吸气气压的第二气压感应元件。本实用新型通过将两个气压感应元件集成在同一个气压传感器上，并将气压传感器设置成双腔型，两个气压感应元件分别位于不同的腔体中，可以将外界气压与吸气通道上的气压即时进行比对从而生成绝对压差信号，提高气压检测精度，可以实现精准的阶梯输出，并减少误触发的几率，在特殊低压场合使用电子烟时可保证有效辨识吸气压力。

Description

一种压差式电子烟气压传感器及电子烟

技术领域

本实用新型电子烟传感器领域，特别是涉及一种压差式电子烟气压传感器及电子烟。

背景技术

电子烟通常是将烟液经过雾化器雾化供使用者使用，烟液在制作时，去除了焦油等危害身体的物质，消除了对于人体的危害。现有的电子烟设备是由电池组件、核心控制组件、雾化器组件及气压传感器依次固定连接构成，其中气压传感器为电子烟检测气压的重要元件，而现有的气压传感器检测精准度不够，特别是在低压环境下，容易误差发。

因此，如何设计一种可防油防水的电子烟气压传感器是业界亟待解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述现有技术中的电子烟气压传感器的检测精度不够的技术问题，提出一种双腔防油型气压传感器及电子烟。

本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型提出了一种压差式电子烟气压传感器，包括：PCB板；安装在PCB板上的外壳，所述外壳与PCB板之间的空间被分隔成两个通气腔体；安装在PCB板上并位于第一腔体内用于处理气压数据的芯片和用于检测外界气压的第一气压感应元件；安装在PCB板上并位于第二腔体内用于检测用户吸气气压的第二气压感应元件。

具体的，芯片判断第二气压感应元件所检测到的第二气压值与第一气压感应元件所检测到的第一气压值的气压差值是否小于或等于第一预设气压值，若是，所述芯片输出启动信号，若否，所述芯片不动作或输出无效启动信号。

当所述气压差值小于第一预设气压值时，所述芯片根据气压差值所在的预设气压区间，输出该预设气压区间所对应的吸力等级信号。

进一步的，外壳上对应第一气压感应元件的位置设有第一通气孔，对应第一气压感应元件的位置设有第二通气孔，所述第一通气孔通过电子烟的进气通道连通外界，所述PCB板上对应第二气压感应元件位置设有第三通气孔，所述第三通气孔或者第二通气孔连通电子烟的吸气通道。

优选地，第三通气孔为连通电子烟的吸气通道的吸气孔，所述第二通气孔通过电子烟的进气通道连通外界。

优选地，第三通气孔通过电子烟的进气通道连通外界，所述第二通气孔为连通电子烟的吸气通道的吸气孔。

优选地，气压感应元件为电容式MEMS传感器、压电式MEMS传感器和压阻式电容传感器中的任意一种。

优选地，芯片通过金线与气压感应元件连接，所述芯片表面密封。

优选地，PCB板背对外壳的一面为平面并设有贴片焊盘。

进一步的，气压感应元件通过硅胶固定在所述PCB板上，所述芯片通过树脂胶固定在所述PCB板上。

本实用新型还提出了一种电子烟，包括上述的气压传感器。

与现有技术比较，本实用新型通过将两个气压感应元件集成在同一个气压传感器上，并将气压传感器设置成双腔型，两个气压感应元件分别位于不同的腔体中，可以将外界气压与吸气通道上的气压即时进行比对获取压差信号，提高气压检测精度，可以实现精准的阶段输出，并减少误触发的几率，在特殊低压场合使用电子烟时可保证有效辨识用户的吸气压力。并且便于精准输出阶梯吸力信号，使电子烟的功能更加智能化人性化，提高用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的结构图；

图2为本实用新型外壳的俯视图；

图3为本实用新型实施例的剖面示意图；

1、PCB板；2、芯片；31、第一气压感应元件；32、第二气压感应元件；4、外壳；5、第三通气孔；6、第一通气孔；7、第二通气孔；8、分隔件；9、焊盘。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

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间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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实用新型中的具体含义。

下面结合附图以及实施例对本实用新型的原理及结构进行详细说明。

如图1至3所示，本实用新型提出了一种压差式电子烟气压传感器，包括： PCB板1、分隔件8、第一气压感应元件31、第二气压感应元件32、芯片2和外壳4。PCB板1上安装第一气压感应元件31、第二气压感应元件32和芯片2，外壳4安装在PCB板1上并罩住第一气压感应元件31、第二气压感应元件32和芯片2，形成腔体。分隔件8设置在外壳4内，将外壳4分隔成两个具有气密性的腔体（外壳可以采用一体成型的方式制成，即该分隔件为外壳的一部分。外壳的分隔件也可以后续加工安装，具体实施方式不限）其中用于处理气压数据的芯片2和第一气压感应元件31位于第一腔体内，第二气压感应元件32单独位于第二腔体内。外壳4的顶面上对应第一腔体设有第一通气孔6，外壳4的顶面上对应第二腔体设有第二通气孔7，PCB板1上对应第二气压感应元件32的位置设有第三通气孔5，其中第一通气孔6通过电子烟的进气通道（该通道具体通过电子烟上的硅胶或者气管组件）连通外界，使第一气压感应元件31能够感应外界的气压。第二通气孔7与第三通气孔5的其中一个连通电子烟的吸气通道，另一个通过电子烟的进气通道连通外界，使第二气压感应元件32能够侦测用户口腔负压即吸气气压。本实用新型通过将两个气压感应元件集成在同一个气压传感器上，并将气压传感器设置成双腔型，两个气压感应元件分别位于不同的腔体中，使用时可以将外界气压与吸气通道上的气压即时进行比对获取压差信号，提高气压检测精度，可以实现精准的阶梯输出，并减少误触发的几率，在特殊低压场合使用电子烟时可保证有效辨识吸气压力。

在具体的实施例中，第三通气孔5为连通电子烟的吸气通道的吸气孔，第二通气孔7通过电子烟的进气通道连通外界。在其他实施例中，第三通气孔5可以通过电子烟的进气通道连通外界，第二通气孔7为连通电子烟的吸气通道的吸气孔，具体需要调整气压感应元件安装方向使其吸气感应面与吸气孔对应，这两种方式都在本实用新型的保护范围之内。

芯片具体的控制判断如下：

第二气压感应元件32用于检测用户的吸气气压，可以向芯片2发出第二气压值信号（关于气压感应元件将气压信号转换为电信号的具体原理过程，本领域技术人员已知晓，不是本申请的重点，因此不进行具体赘述）。第一气压感应元件31用于检测烟具与外界连通的腔体的气压，即标准气压，可以向芯片2发出第一气压值信号。

用户吸气时，通过芯片2判断第二气压值与第一气压值的气压差值（即第二气压值减去第一气压值为气压差值）是否小于或等于第一预设气压值，若是，说明用户使用电子烟的吸力大小已经超过了预先设置的启动气压值，芯片2输出启动信号给电子烟的控制部件，使电子烟能够被触发；若否，芯片2不动作或输出无效启动信号，防止误触发。

为了实现阶梯段的输出，可以预设多段范围值逐渐减小的气压区间，每段预设的气压区间对应一个吸力等级信号，当气压差值位于该预设气压区间时，则芯片2向电子烟的控制芯片2输出该预设气压区间对应的吸气等级信号。

具体可以设置三个范围值逐渐减小气压区间，即第一气压区间、第二气压区间、第三气压区间。当气压差值达到第一气压区间时，输出第一吸力信号，当气压差值达到第二气压区间时，输出第二吸力信号，当气压差值达到第三气压区间时，输出第三吸力信号，即用户使用时产生的吸力越大，输出对应该吸力大小的吸力信号。使电子烟能够根据用户的吸力做出正确的反馈，提高用户体验。

第一预设气压值、气压区间以及吸力信号可以根据实际的设计需要设置，为了便于理解现举例说明，该举例的范围以及数值并不限制本实用新型的保护范围。第一预设气压值具体可以设置为-150Pa（可以设置在-120Pa到-200Pa之间），气压区间可以是-150Pa到-250pa，-251Pa-300pa等逐渐减小的气压区间，输出的吸力信号为电压信号。

PCB板1的背面平整，留有贴片焊盘99，可实现表面SMT贴装，便于本实用新型贴装在总集成的PCB板1上，和其他组件集成在一块PCB板1上实现电子烟的所有功能。

在其他实施例中， PCB板1可以根据外壳4的形状进行可变设计，可以做成矩形（3.7*2.9*1.1mm）或者圆形。

外壳4采用黄铜镀镍材质，能提供很好的物理保护和防电磁干扰的作用，并且使用锡膏焊接在PCB板1上，使气密性良好。此外，通气孔上可贴装防尘网，用于防范颗粒物经由进气孔落入器件内部，引发系统功能障碍。

芯片2使用硅胶固定在PCB板1上，气压感应元件使用树脂胶固定在PCB板1上。且芯片2通过金线与气压感应元件实现电信号桥接，为气压感应元件提供稳定的偏执电压，并处理来自气压感应元件采集到的气压数据。同时，芯片2由环氧树脂（黑色胶）密封，可以防止液体腐蚀，可靠性高。

本实施例中，两个气压感应元件都采用MEMS硅烟传感器，（具体可以是电容式MEMS传感器、压电式MEMS传感器或压阻式电容传感器）。电容式MEMS传感器、压电式MEMS传感器或压阻式电容传感器采用微米级的CMOS芯片工艺生成的硅基传感芯片，一致性高（高精度的制造工艺加上统一稳定的偏执电压）、体积小（0.95*0.95*0.5mm）、耐高温。电容式MEMS传感器、压电式MEMS传感器或压阻式电容传感器相较于传统PPS振膜，有以下显著优点：①温漂小，对温度变化不敏感，温度补偿算法设计较为简单；②设计有偏置电压电路，这种电路使感应膜片由无电荷状态变成统一的带电状态，从而提升感应器的一致性；③感应膜片面积小，感应膜片直径为50um，而传统膜片直径为4.5mm。膜片面积越小，则在振动，撞击，跌落时，具备更微小的形变量，有利于减少误触发的不良现象发生。

本实用新型还提出了一种电子烟，包括上述内容所描述的气压传感器。

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

Claims (9)

1.一种压差式电子烟气压传感器，其特征在于，包括：PCB板；安装在PCB板上的外壳，所述外壳与PCB板之间的空间被分隔成两个通气腔体；安装在PCB板上并位于第一腔体内用于处理气压数据的芯片和用于检测外界气压的第一气压感应元件；安装在PCB板上并位于第二腔体内用于检测用户吸气气压的第二气压感应元件。

2.如权利要求1所述的压差式电子烟气压传感器，其特征在于，所述芯片判断第二气压感应元件所检测到的第二气压值与第一气压感应元件所检测到的第一气压值的气压差值是否小于或等于第一预设气压值，若是，所述芯片输出启动信号，若否，所述芯片不动作或输出无效启动信号。

3.如权利要求1所述的压差式电子烟气压传感器，其特征在于，所述外壳上对应第一气压感应元件的位置设有第一通气孔，对应第一气压感应元件的位置设有第二通气孔，所述第一通气孔通过电子烟的进气通道连通外界，所述PCB板上对应第二气压感应元件位置设有第三通气孔，所述第三通气孔或者第二通气孔连通电子烟的吸气通道。

4.如权利要求3所述的压差式电子烟气压传感器，其特征在于，所述第三通气孔为连通电子烟的吸气通道的吸气孔，所述第二通气孔通过电子烟的进气通道连通外界。

5.如权利要求3所述的压差式电子烟气压传感器，其特征在于，所述第三通气孔通过电子烟的进气通道连通外界，所述第二通气孔为连通电子烟的吸气通道的吸气孔。

6.如权利要求1所述的压差式电子烟气压传感器，其特征在于，所述气压感应元件为电容式MEMS传感器、压电式MEMS传感器和压阻式电容传感器中的任意一种。

7.如权利要求1所述的压差式电子烟气压传感器，其特征在于，所述芯片和气压感应元件通过金线与PCB板连接。

8.如权利要求1所述的压差式电子烟气压传感器，其特征在于，所述PCB板背对外壳的一面为平面并设有贴片焊盘。

9.一种电子烟，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的气压传感器。

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