一种智能低温烟烟腔加热控制系统及其控制方法与流程

本发明涉及电子烟领域，具体涉及一种智能低温烟烟腔加热控制系统及其控制方法。

背景技术：

传统卷烟的加热方式为点火加热，不仅点燃时会有明火产生，而且在空气中燃烧时会产生一些有害及致癌的物质，随着测流烟气释放到环境中，会对环境造成一定的影响。

并非只有点火的方式才能将烟叶中的尼古丁成分释放出来，近年来非燃烧加热卷烟装置的出现，能够在不点火的情况下加热烟丝甚至碳化烟丝，达到一定的温度使得尼古丁成分挥发出来供人抽吸。常采用电加热方法。如申请号为201520621609.0的实用新型专利提供了一种电加热型加热不燃烧新型卷烟用卷烟，通过电加热实现烟丝碳化，避免了烟气对环境的污染。而申请号为201521137406.0的实用新型专利提供了一种分腔室电加热卷烟，同样采用电加热方法，减少了焦油等有害物质的释放。当上述产品未能解决电子烟不能配合吸烟者吸入习惯控制加热速度，导致烟丝加热过快造成浪费。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供智能低温烟烟腔加热控制系统的控制方法，以解决现有技术中因采用固定恒温加热方式，不能依据用户需求来控制烟柱产生烟量，无法充分利用烟丝浪费烟丝和电能的缺陷。

所述的智能低温烟烟腔加热控制系统，包括加热针、加热电阻、气流感应器、数据存储模块、控制模块和电池，加热针刺入装有烟草的烟腔，加热电阻有若干个，每个加热电阻上连接有若干加热针，气流感应器设在烟腔底部的吸入口处，数据存储模块和控制模块设在位于烟腔后部的控制区，电池经开关电连接到气流感应器、数据存储模块和控制模块，控制模块分别电连接到各加热电阻，气流感应器信号连接到控制模块，数据存储模块信号连接到控制模块。

所述控制方法包括如下步骤：

s1、第一次打开开关使用所述烟腔加热控制系统，所述控制模块读取不到烟气通过量和吸烟时吸入频率的信息，控制所有加热电阻加热；

s2、所述气流感应器检测每次吸烟时烟气通过量，将产生的信息发送到所述控制模块，所述控制模块得到此次检测结果的记录时间和在低温烟开启和关闭时间内的检测次数，并由此计算出吸入频率，并将各信息保存到所述数据存储模块；

s3、之后再次打开开关，使用所述烟腔加热控制系统，所述控制模块读取到之前使用时的吸入频率、单位加热电阻可产生烟气量和若干次吸入的烟气通过量信息计算出单次所需加热电阻的数量和单次平均吸入时间；

s4、所述控制模块根据单次所需加热电阻的数量控制相应数量的加热电阻轮流对烟腔进行局部加热，并根据单次平均吸入时间控制每次加热的时间；

下一次再使用所述烟腔加热控制系统时重复步骤s3到步骤s4。

优选的，在所述步骤s3中，所述控制模块读取到的信息包含之前若干次吸烟产生的信息，并且若控制模块读取信息时发现信息量已经达到数据存储模块的最大存储量则将记录时间最早的一次吸烟所产生的数据予以删除。

优选的，每个加热电阻上串连有温度感应器，所述温度感应器信号连接到所述控制模块，所述控制模块的执行单元还包括加热电阻电流控制单元；

步骤s4中，在加热过程中温度感应器将测得的温度信息不断发送到控制模块，后者根据温度信息控制该加热电阻上加载的电流相应变化，以控制证温度恒定在设定温度。

本发明的优点在于：本烟腔加热控制装置能根据气流感应器获取的上次吸烟的若干次烟气通过量和吸烟时吸入频率的信息来计算出吸烟者的吸烟习惯，如吸烟的间隔时间和单次平均吸入量，进而通过各加热电阻控制加热区域和加热时间。由此能根据吸烟者的习惯控制烟丝的加热速度，避免无法充分利用烟丝浪费烟丝和电能。采用加热针能伸入到烟丝内部进行加热，这样各个区域的烟丝都能得到充分加热。采用条形板的加热电阻，加热电阻数量较多但能进行更加细致的加热速度控制；而采用扇形板的加热电阻，加热电阻数量较少，并且形状易于装配，但相应对加热速度的控制比较粗糙。

附图说明

图1为本发明中烟腔加热控制系统的结构示意图；

图2为本发明中烟腔加热控制系统的模块连接结构图；

图3为本发明中控制方法的流程图；

图4为本发明实施例1的加热电阻组装后的结构示意图；

图5为本发明实施例2的加热电阻组装后的结构示意图。

其中，1、烟腔，2，加热针，3、电池，4、加热电阻，5、数据存储模块，6、控制模块，7、气流感应器，8、控制区。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1-图5所示，本发明提供了智能低温烟烟腔加热控制系统，包括加热针2、加热电阻4、气流感应器7、数据存储模块5、控制模块6和电池3。在烟腔1的底部后方(即远离烟丝的方向)设置有控制区8，控制区8用于安装设置数据存储模块5和控制模块6。在控制区8后方设有用于装设电池3的电池区。烟腔1的底部设有吸入口，电池区和控制区8都具有将吸入口和低温烟的吸入端连通的通道。

加热电阻4则有若干个，每个加热电阻4上连接有若干加热针2。加热电阻4为板状并安装在烟腔1底部，加热针2垂直固定在加热电阻4的板面上，刺入装有烟草的烟腔1。采用加热针2能伸入到烟丝内部进行加热，这样各个区域的烟丝都能得到充分加热。

气流感应器7设在烟腔1底部的吸入口处，用于检测每次吸入的烟气通过量，并将信息发送到控制模块6。控制模块6同时根据计时器和计数器记录该次检测结果的记录时间和在低温烟开启和关闭时间内的检测次数并由此计算出吸入频率。控制模块6将上述检测计算得到的信息存储到数据存储模块5，记录时间则还能查询最早的记录数据以便于删除。

气流感应器7设在烟腔1底部的吸入口处，用于检测每次吸入的烟气通过量，并将信息发送到控制模块6。控制模块6同时根据计时器和计数器记录该次检测结果的记录时间和在低温烟开启和关闭时间内的检测次数并由此计算出吸入频率。控制模块6将上述检测计算得到的信息存储到数据存储模块5，记录时间则还能查询最早的记录数据以便于删除。

数据存储模块5和控制模块6设在位于烟腔1后部的控制区8，电池3经开关电连接到气流感应器7、数据存储模块5和控制模块6进行供电。控制模块6分别电连接到各加热电阻4用于分别控制各加热电阻4的启用和关闭。

气流感应器7信号连接到控制模块6，数据存储模块5信号连接到控制模块6。数据存储模块5用于保存气流感应器7得到的若干次烟气通过量、检测的记录时间和吸入频率的信息，并且在生产时就存入了经实验获得的单位加热电阻4可产生烟气量的信息。

控制模块6为单片机，单片机的输入接口连接到数据存储模块5。单片机上具有计算器、定时器和执行单元。计算器根据从数据存储模块5获得的上次吸烟时的信息进行计算，检测结果的记录时间和吸入频率转化为每次吸入的平均间隔时间，上次吸烟时若干次吸入的烟气通过量计算得出平均值，单位加热电阻4可产生烟气量与所述平均值结合能计算出单次所需加热电阻4的数量。计算器计算得到吸烟者每次吸入时单次所需加热电阻4的数量以及单次加热时间(即每次吸入的平均间隔时间)。执行单元用于根据单次所需加热电阻4的数量控制相应数量的加热电阻4轮流加热，定时器用于根据单次平均吸入时间控制执行单元单次加热时间。

每个加热电阻4上串连有温度感应器，所述温度感应器信号连接到所述控制模块6，所述控制模块6的执行单元还包括加热电阻电流控制单元。温度感应器检测对应加热电阻的温度并发送到控制模块6，任一温度感应器检测的温度不等于事先预存的设定温度时，控制模块6的计算器计算出应当加载在该加热电阻4上电流值，并由加热电阻电流控制单元改变电流，这样能自动保证加热电阻4的温度尽快达到并恒定在设定温度。设定温度通常为40℃。

本烟腔加热控制装置能根据气流感应器7获取的上次吸烟的若干次烟气通过量、检测次数和记录时间信息来计算出吸烟者的吸烟习惯，如吸烟的间隔时间和单次平均吸入量，进而通过各加热电阻4控制加热区域和加热时间。由此能根据吸烟者的习惯控制烟丝的消耗速度，避免无法充分利用烟丝浪费烟丝和电能。

根据加热电阻4形状和排列方式的不同，本发明具有如下实施例：

实施例1

本实施例中加热电阻4为扇形板，沿烟腔1周向排列成圆形安装在烟腔1底部。相比实施例1加热电阻4数量较少，并且形状易于装配，但相应对加热速度的控制比较粗糙，因为一个扇形的加热电阻4上已经设置了较多的加热针2。

实施例2

本实施例中加热电阻4为条形板，以烟腔1的中心为中心排列为若干层环形安装在烟腔1底部。与实施例1相比，采用条形板的加热电阻4，同等截面的烟腔1所需加热电阻4数量较多，但也因此能进行更加细致的加热速度控制，能进一步减少烟丝和电能的浪费。

s1、第一次打开开关使用烟腔加热控制系统，控制模块6读取不到烟气通过量和吸烟时吸入频率的信息，控制所有加热电阻4加热；

s2、气流感应器7检测每次吸烟时烟气通过量，将产生的信息发送到控制模块6，控制模块6得到此次检测结果的记录时间和在低温烟开启和关闭时间内的检测次数，并由此计算出吸入频率，并将各信息保存到数据存储模块5；

s3、之后再次打开开关，使用烟腔加热控制系统，控制模块6读取到上次使用时的吸入频率、单位加热电阻4可产生烟气量和若干次吸入的烟气通过量信息计算出单次所需加热电阻4的数量和单次平均吸入时间；

s4、控制模块6根据单次所需加热电阻4的数量控制相应数量的加热电阻4轮流对烟腔1进行局部加热，并根据单次平均吸入时间控制每次加热的时间；

下一次再使用烟腔加热控制系统时重复步骤s3到步骤s4。

步骤s4中，开始加热时加热电阻4的温度较低，因此其加载电流较大，在加热过程中温度感应器将测得的温度信息不断发送到控制模块6，后者根据温度信息控制该加热电阻4上加载的电流相应变化。加热电阻4令温度升得越高，加载的电流就越小。这样能对加热电阻4加热产生的温度进行实时控制，保证温度恒定在设定温度，以稳定该区域烟丝的消耗速度。

本发明的优点在于：除第一次因为缺乏数据而需要对所有烟丝加热而会造成烟丝和电力的浪费外，从第二次起，本烟腔加热控制系统即能通过上次吸烟时记录的数据分析吸烟者的吸烟习惯，从而针对性地控制烟丝加热的速度，降低耗电量，通过轮流加热不同区域的方式，避免局部烟丝消耗过度，影响使用者的吸烟感受。并且如此还节约了烟丝和能源。

除了只依据上次吸烟获得吸烟习惯的数据外，并发明还可修改为数据存储模块5能记录多次吸烟时的各种数据。采用该技术方案时，烟腔加热控制系统的控制方法也需要有所改变，其中步骤s3改变为，再次打开开关使用所述烟腔加热控制系统，控制模块6读取到之前若干次使用时的吸入频率、单位加热电阻4可产生烟气量和若干次吸入的烟气通过量信息计算出单次所需加热电阻4的数量和单次平均吸入时间。如果控制模块6读取信息时发现信息量已经达到数据存储模块5的最大存储量则将距离现在最久的一次吸烟时的数据予以删除。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明保护范围之内。

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