DE112017000021T5 - Smoke machine for electronic cigarettes with an adjustable power supply - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung offenbart eine Rauchmaschine für elektronische Zigaretten mit einer einstellbaren Stromversorgung, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Rauchmaschinenkörper für elektronische Zigaretten und eine einstellbare Stromversorgung umfasst. Der Rauchmaschinenkörper umfasst einen Hauptschrank, einen Computer, eine Abraucheinheit, einen Halte- und Sammelmechanismus und ein Abluftsystem und kann eine Abrauchprüfung einer elektronischen Zigarette hinsichtlich bestimmter Abrauchparameter verwirklichen und Partikelphase sowie Gasphase sammeln, wobei die einstellbare Stromversorgung über ein Abrauch-Auslösesignal einer bestimmten Abraucheinheit und die Stromversorgungs-Einstellungsparameter ein Heizelement für elektronische Zigaretten mit Strom versorgt und in Abhängigkeit des Abrauchtakts die Stromabschaltung bzw. Stromeinschaltung des Heizelements für elektronische Zigaretten steuert.The present invention discloses a smoking machine for electronic cigarettes with an adjustable power supply, characterized in that it comprises a smoking machine body for electronic cigarettes and an adjustable power supply. The smoking machine body includes a main cabinet, a computer, a fume extraction unit, a holding and collecting mechanism and an exhaust system, and can realize a fume test of an electronic cigarette for certain fumigation parameters and collect particulate phase and gas phase, the adjustable power supply being via a fume trigger signal of a particular fume unit and the power supply setting parameter energizes an electronic cigarette heating element and controls the power cut-off of the electronic cigarette heating element in response to the de-energizing cycle.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Prüfungs- und Analysetechnik für den Rauch einer elektronischen Zigarette, insbesondere eine Rauchmaschine für elektronische Zigaretten mit einer einstellbaren Stromversorgung.The present invention relates to the field of the testing and analysis technique for the smoke of an electronic cigarette, in particular a smoking machine for electronic cigarettes with an adjustable power supply.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Als elektronisches Produkt zur Imitation herkömmlicher Zigaretten stellt eine elektronische Zigarette eigentlich einen tragbaren Verdampfer dar, der in der Regel durch eine Batterie mit Strom versorgt wird und über einen eingebauten Heizmechanismus ein Liquid zu einem Dampf für das Rauchen durch einen Benutzer vernebelt. Aufgrund der Möglichkeit der Synthetisierung verschiedener Geschmäcker der Liquids und des ausgeweiteten Verbots herkömmlicher Zigaretten erfreuen sich elektronische Zigaretten als Ersatz herkömmlicher Zigaretten wachsender Beliebtheit.As an electronic product for imitation of conventional cigarettes, an electronic cigarette is actually a portable vaporizer, which is typically powered by a battery and, via a built-in heating mechanism, nebulises a liquid into a user's vapor for smoking. Due to the possibility of synthesizing different tastes of liquids and the extended ban on conventional cigarettes, electronic cigarettes are becoming increasingly popular as a replacement for conventional cigarettes.
Laut Forschung wirkt sich der durch elektronische Zigaretten erzeugte Rauch ebenfalls schädlich auf die persönliche Gesundheit aus und somit bieten elektronische Zigaretten keine effektive Mittel zur Rauchentwöhnung an. Zur Rauchanalyse elektronischer Zigaretten wird eine Rauchmaschine benötigt, wobei im Gegensatz zu herkömmlichen Zigaretten nur wenige speziell für Rauchanalyse elektronischer Zigaretten vorgesehene Rauchmaschinen auf dem Markt verfügbar sind. Auch bei angeblich speziell für Rauchprüfung elektronischer Zigaretten entwickelten Rauchmaschinen ist in der Regel nur möglich, diejenigen elektronischen Zigaretten zu überprüfen, bei denen das Vernebeln des Liquids mittels eines Abrauch-Luftstroms eingeleitet wird, während für elektronische Zigaretten, bei denen das Vernebeln durch Betätigen einer Drucktaste oder ähnlichen Bauteils von einem Benutzer gestartet werden muss, eine Anwendung nicht möglich ist. Somit werden die Integration des Ein- und Ausschaltens der Vernebelfunktion in den Prüfungsvorgang elektronischer Zigaretten und die Forschung zum Einfluss der Arbeitsspannung, des Arbeitsstroms und der Betriebszeit des Heizelements in einem Verdampfer auf die Rauchzusammensetzungsanalyse dringend zu lösende Probleme.According to research, smoke generated by electronic cigarettes also has a harmful effect on personal health, and thus electronic cigarettes do not provide effective means of smoking cessation. For smoke analysis of electronic cigarettes, a smoking machine is needed, whereas in contrast to conventional cigarettes only a few smoke machines specially designed for smoke analysis of electronic cigarettes are available on the market. Even with alleged smoke machines specially developed for smoking electronic cigarettes is usually only possible to check those electronic cigarettes in which the atomization of the liquid is initiated by means of a smoke-air flow, while for electronic cigarettes, where nebulization by pressing a button or similar component must be started by a user, an application is not possible. Thus, integrating the switching on and off of the nebulizing function in the electronic cigarette inspection process and the research on the influence of the working voltage, the working current and the operating time of the heating element in an evaporator on the smoke composition analysis become urgent problems to be solved.
INHALT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNGCONTENTS OF THE PRESENT INVENTION
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum Überwinden der Nachteile des Stands der Technik und der bestehenden Einrichtungen eine Rauchmaschine für elektronische Zigaretten mit einer einstellbaren Stromversorgung bereitzustellen. Neben den Funktionen Abrauchen einer elektronischen Zigarette nach bestimmten Abrauchparametern und Sammeln der Partikelphase und Gasphase im Rauch umfasst sie ferner eine einstellbare Stromversorgung, die unmittelbar mit einem Heizelement für elektronische Zigaretten verbunden sein kann, um dieses mit Strom zu versorgen und somit das Erzeugen von Wärme zu ermöglichen.It is an object of the present invention to provide a smoking machine for electronic cigarettes having an adjustable power supply for overcoming the disadvantages of the prior art and the existing devices. In addition to the functions of smoking an electronic cigarette according to certain smoking parameters and collecting the particulate phase and gas phase in the smoke, it further comprises an adjustable power supply which may be directly connected to a heating element for electronic cigarettes to power it and thus to generate heat enable.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch folgende Ausgestaltung:According to the invention, the object is achieved by the following configuration:
Eine Rauchmaschine für elektronische Zigaretten mit einer einstellbaren Stromversorgung, umfassend einen Rauchmaschinenkörper für elektronische Zigaretten und eine einstellbare Stromversorgung
Die einstellbare Stromversorgung
Dabei dient das Abluftsystem
Die Auslösesignalschnittstelle für den Abrauchmechanismus kann je nach Auswahl an eine Abrauchsignalschnittstelle irgendeiner Abraucheinheit der Rauchmaschine für elektronische Zigaretten angeschlossen sein und dient zum Übermitteln eines Abrauchsignals der bestimmten Abraucheinheit an die elektronische Leiterplatte innerhalb der einstellbaren Stromversorgung
Der Spannung-/Stromsensor wird in einen Versorgungsstromkreis eines Heizelements für elektronische Zigaretten eingebunden und erfasst echtzeitig die Ist-Arbeitsspannung und den Ist-Arbeitsstrom, wobei das Spannungsanpassungsmodul eine Eingangsversorgungsspannung nach Umwandeln in einen vorbestimmten Spannungswert ausgeben kann, wobei Strom durch eine interne Stromversorgung oder eine externe Batterie geliefert werden kann.The voltage / current sensor is incorporated into a supply circuit of an electronic cigarette heating element and real time detects the actual working voltage and the actual operating current, the voltage adjustment module can output an input supply voltage after converting to a predetermined voltage value, wherein current through an internal power supply or a external battery can be supplied.
Die auf Mikroprozessor als Kernelement basierte elektronische Leiterplatte kann mit dem Computer
Im Zuge des Arbeitsvorgangs der Rauchmaschine für elektronische Zigaretten dient die auf Mikroprozessor als Kernelement basierte elektronische Leiterplatte zum Anpassen des Ausgangs des Spannungsanpassungsmoduls in Abhängigkeit eingestellter Parameter, so dass die an das Heizelement für elektronische Zigaretten angelegte Arbeitsspannung einen voreingestellten Spannungswert erreicht, wobei die Stromabschaltung bzw. Stromeinschaltung des Ausgangs des Spannungsanpassungsmoduls in Abhängigkeit eingestellter Parameter und des Abrauch-Auslösesignaltakts der Abraucheinheit gesteuert und die Eingangsquelle der spannungsgesteuerten Stromversorgung gesteuert und gewählt werden kann.In the course of the operation of the electronic cigarette smoking machine, the microprocessor-based electronic circuit board serves to adjust the output of the voltage adjustment module according to adjusted parameters, so that the working voltage applied to the electronic cigarette heating element reaches a preset voltage value, the power cutoff Current activation of the output of the voltage adjustment module can be controlled in dependence on set parameters and the Abrauch-trigger signal clock of the exhaust fume unit and controlled the input source of the voltage-controlled power supply and can be selected.
Dabei wird der Spannungssensor des Spannung-/Stromsensors an den beiden Enden des Heizelements damit parallel geschaltet und der Stromsensor durch Reihenschaltung in den Versorgungsstromkreis des Heizelements für elektronische Zigaretten eingebunden.In this case, the voltage sensor of the voltage / current sensor is thus connected in parallel at the two ends of the heating element and the current sensor is connected in series through the supply circuit of the heating element for electronic cigarettes.
Dabei weist das Spannungsanpassungsmodul eine Einstellgenauigkeit von 0,1V sowie einen Gleichspannungs-Ausgangsbereich von 0 bis 10V und der Stromsensor eine Messgenauigkeit von 0,01A auf.In this case, the voltage adjustment module has a setting accuracy of 0.1 V and a DC output range of 0 to 10 V and the current sensor has a measuring accuracy of 0.01A.
Der Halte- und Sammelmechanismus
Die Abraucheinheit weist eine Abrauchkapazität von nicht mehr als 125mL und eine Abrauchdauer von nicht mehr als 10 Sekunden auf.The smoking unit has a smoking capacity of not more than 125mL and a smoking life of not more than 10 seconds.
An der Verbindungsstelle zwischen der einstellbaren Stromversorgung
Die erfindungsgemäßen Arbeitsschritte lauten wie folgt:The working steps according to the invention are as follows:
Die Stromversorgung der Rauchmaschine für elektronische Zigaretten wird eingeschaltet und die Steuerungssoftware in einem industriellen Steuerungscomputer wird gestartet. In der Steuerungssoftware werden Abrauchparameter und -pläne eingestellt, wobei eine Abraucheinheit, für die die einstellbare Stromversorgung verwendet werden soll, gewählt und ihr Auslösesignal an die einstellbare Stromversorgung angeschlossen wird. Ein Stromversorgung-Ausgangskabel der einstellbaren Stromversorgung wird an ein Heizelement für die zu überprüfende elektronische Zigarette an der Abraucheinheit. Ein Ausgangsplan der einstellbaren Stromversorgung wird eingestellt, welcher Ausgangsplan konkret die Nummer der dem Auslösesignal zugeordneten Abraucheinheit, die Vorheizzeit (die Ausgangszeit der eingestellten Stromversorgung vor dem Start des Abrauchens durch die Abraucheinheit) und den der Anzahl der Abrauchvorgänge entsprechenden Spannungswert innerhalb des Bereichs maximaler Anzahl der Abrauchvorgänge umfasst. Nach der Einstellung wird die Prüfung gestartet und eine automatische Stromabschaltung bzw. Stromeinschaltung und Spannungsanpassung erfolgen durch die einstellbare Stromversorgung in Abhängigkeit der Parameter einschließlich der Vorheizzeit, der Abrauchzeit sowie des der Anzahl der Abrauchvorgänge entsprechenden Spannungswerts, wobei gleichzeitig die Ist-Arbeitsspannung und der Ist-Arbeitsstrom an dem Heizelement für elektronische Zigaretten erfasst werden, womit man sich über den Leistungsverbrauch der elektronische Zigarette im Zuge des Abrauchens informieren kann.The power supply of the electronic cigarette smoking machine is turned on, and the control software in an industrial control computer is started. Smoke parameters and schedules are set in the control software, with a smoke detector unit for which the adjustable power supply is to be used selected and its trip signal connected to the adjustable power supply. A power supply output cable of the adjustable power supply is connected to a heating element for the electronic cigarette to be tested at the exhaust unit. An output power supply output schedule is set, which output schedule concretely indicates the number of the smoke extraction unit associated with the trigger signal, the preheat time (the output time of the set power supply before the exhaustion unit starts to smoke), and the voltage value corresponding to the number of times of the consumption within the maximum number of times Abrauchvorgänge includes. After the setting, the test is started and an automatic power cut-off and voltage adjustment are carried out by the adjustable power supply depending on the parameters including the preheating time, the consumption time as well as the voltage value corresponding to the number of burn-off operations, at the same time the actual working voltage and the actual voltage. Working current are detected on the heating element for electronic cigarettes, which can be informed about the power consumption of the electronic cigarette in the course of smoking.
Durchschnittsfachleute auf diesem Gebiet können anhand beiliegender Zeichnungen und nachfolgender ausführlicher Beschreibung vorstehende sowie weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung verstehen und darüber erfahren. Nach Lesen des Inhalts der Erfindung können Fachleute auf diesem Gebiet verschiedene Abänderungen und Modifikationen an der Erfindung vornehmen, wobei solche gleichwertige Formen ebenfalls unter den von den beiliegenden Ansprüchen definierten Umfang der vorliegenden Anmeldung fallen sollen.Those of ordinary skill in the art can understand and appreciate the above and other advantages and features of the present invention with reference to the attached drawings and the following detailed description. After reading the contents of the invention, those skilled in the art will be able to make various modifications and modifications to the invention, such equivalent forms also being covered by the scope of the present application as defined by the appended claims.
Figurenliste list of figures
Es zeigen
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1 das System nach der vorliegenden Erfindung in einer schematischen strukturellen Darstellung, und -
2 die Rauchmaschine für elektronische Zigaretten mit einer einstellbaren Stromversorgung in einem Funktionsblockschaltbild.
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1 the system according to the present invention in a schematic structural representation, and -
2 the smoke machine for electronic cigarettes with an adjustable power supply in a functional block diagram.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnungen auf die vorliegende Erfindung näher eingegangen.Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to accompanying drawings.
Wie sich aus
In einem Ausführungsbeispiel wird der Hauptschrank
Der Haltemechanismus für elektronische Zigaretten kann sich an den Durchmesser und die Länge der zu überprüfenden elektronischen Zigarette anpassen und der Sammelmechanismus kann mit einem Cambridge-Filter versehen sein, um die Partikelphase im Rauch zu sammeln.The electronic cigarette holding mechanism may be adapted to the diameter and length of the electronic cigarette to be tested, and the collecting mechanism may be provided with a Cambridge filter to collect the particulate phase in the smoke.
Eine Abraucheinheit wird durch einen Computer
In dem Abluftsystem
Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung stellt das Bereitstellen einer einstellbaren Stromversorgung
Die inneren Funktionsmodule der einstellbaren Stromversorgen
Das Spannungsanpassungsmodul kann eine Eingangsversorgungsspannung nach Umwandeln in einen vorbestimmten Spannungswert ausgeben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein einstellbares Schaltnetzteil als Spannungsanpassungsmodul eingesetzt, wobei je nach Auswahl Strom durch eine Gleichstromversorgung innerhalb des Hauptschranks der Rauchmaschine oder eine externe Batterie geliefert werden kann. Das Spannungsanpassungsmodul kann mit einer minimalen Einstellgenauigkeit von 0,1V das Ausgeben einer Gleichspannung von 0 bis 10V verwirklichen, wobei die maximale Ausgangsleistung 100W beträgt.The voltage adjustment module may output an input supply voltage after being converted to a predetermined voltage value. In the present embodiment, an adjustable switching power supply is used as a voltage adjustment module, which can be supplied by a DC power supply within the main cabinet of the smoke machine or an external battery depending on the selection. The voltage adjustment module can realize a DC voltage of 0 to 10V with a minimum setting accuracy of 0.1V, the maximum output power being 100W.
Der Spannung-/Stromsensor dient zur Echtzeit-Messung der Ist-Arbeitsspannung und des Ist-Arbeitsstroms des Heizelements für elektronische Zigaretten. Der Spannungssensor wird an den beiden Enden des Heizelements damit parallel geschaltet und der Stromsensor wird durch Reihenschaltung in den Versorgungsstromkreis des Heizelements für elektronische Zigaretten eingebunden, wobei jeweils eine Messgenauigkeit von 0,1V bzw. 0,01A ermöglicht wird.The voltage / current sensor is used for real-time measurement of the actual working voltage and the actual working current of the heating element for electronic cigarettes. The voltage sensor is connected in parallel at both ends of the heating element and the current sensor is connected in series in the supply circuit of the heating element for electronic cigarettes, each with a measuring accuracy of 0.1V or 0.01A is possible.
Während des Betriebs muss die einstellbare Stromversorgung
In einem Ausführungsbeispiel verwendet die elektronische Leiterplatte einen Mikroprozessor mit einem ARM CORTEX-M3-Kern als Kernelement, wobei über ein internes serielles Kommunikationsperipheriegerät eine serielle Kommunikation mit dem Computer erfolgt. Einerseits kann eine auf dem industriellen Steuerungscomputer installierte Steuerungssoftware der Rauchmaschine für elektronische Zigaretten zur Parametereinstellung eingesetzt werden, wobei andererseits die Ist-Arbeitsspannung und der Ist-Arbeitsstrom des Heizelements für elektronische Zigaretten im Zuge des Betriebs an den Computer übermittelt und unter Verwendung der Eingang- und Ausgangsanlage angezeigt werden.In one embodiment, the electronic circuit board employs a microprocessor having an ARM CORTEX M3 core as the core element, with serial communication with the computer via an internal serial communication peripheral device. On the one hand, installed on the industrial control computer control software of the smoking machine for electronic cigarettes for parameter setting, on the other hand, the actual working voltage and the actual working current of the heating element for electronic cigarettes in the course of operation transmitted to the computer and using the input and Output system are displayed.
Im Zuge des Arbeitsvorgangs der Rauchmaschine für elektronische Zigaretten dient der Mikroprozessor zum Anpassen des Ausgangs des Spannungsanpassungsmoduls in Abhängigkeit eingestellter Parameter, so dass die an das Heizelement für elektronische Zigaretten angelegte Arbeitsspannung einen voreingestellten Spannungswert erreicht. Aus dem Abrauch-Auslösesignal der Abraucheinheit wird die Anfangszeit des Abrauchens ermittelt, wobei die Stromabschaltung bzw. Stromeinschaltung des Ausgangs des Spannungsanpassungsmoduls in Abhängigkeit eingestellter Parameter gesteuert und die Eingangsquelle der spannungsgesteuerten Stromversorgung durch unmittelbares Umschalten zwischen der internen Gleichstromversorgung und der externen Batterie gesteuert und gewählt werden kann.In the course of the operation of the electronic cigarette smoking machine, the microprocessor serves to adjust the output of the voltage adjustment module in response to adjusted parameters so that the working voltage applied to the electronic cigarette heating element reaches a preset voltage value. From the smoke extractor firing trip signal, the firing start time is determined, controlling the power cutoff of the voltage adjustment module output in accordance with adjusted parameters, and controlling and selecting the input source of the voltage controlled power supply by directly switching between the internal DC power supply and the external battery can.
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