一种电子烟防干烧的方法及装置与流程

本发明涉及电子烟雾化器领域，尤其是指一种电子烟防干烧的方法及装置。

背景技术：

随着吸烟爱好者对健康越来越重视，很多人会选择用电子烟来代替香烟，因为电子烟对人体的伤害较小而且还可以产生较大的烟雾，可以模拟吸食香烟的过程，使吸烟者在体会到吸烟乐趣的同时还不会对身体造成损伤。电子烟的核心部件是雾化器，雾化器的作用是将烟油加热雾化成烟雾，烟雾通过吸烟者呼吸。

目前市场上的电子烟都是通过检测发热丝的阻值变化来实现的，因此选用对温度特别敏感的材料，例如镍、钛等，这种方法因为环境温度的不确定性而无法给出准确的检测结果，在使用时安全性较低。如果忘记加油或者在烟油较少时虽然有温控模式，但是仍有可能会造成不同程度的烧棉现象，严重时甚至有烧坏雾化器的风险。因此迫切需要一种可以防止电子烟干烧的方法及装置，以解决电子烟在使用过程中的干烧问题和安全问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种电子烟防干烧的方法及装置，通过检测烟油是否处于安全液位来控制雾化器的工作状态，解决电子烟在使用过程中的干烧问题和安全问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

第一方面，本申请提供一种电子烟防干烧的方法，包括以下步骤：

获取油仓内不同高度位置的传感器信号，并将所述传感器信号转换为电压信号；

根据所述电压信号计算所述油仓内烟油的液位；

判断所述液位是否高于安全液位；

当所述液位高于所述安全液位时，则雾化器按照正常功率工作；

当所述液位不高于所述安全液位时，则控制所述雾化器的输出总热量。

进一步地，所述根据所述电压信号计算所述油仓内烟油的液位之前还包括：

将所述电压信号进行滤波。

进一步地，所述将所述电压信号进行滤波之后还包括：

判断所述油仓内最低点位置的传感器信号对应的第一电压是否大于第一阈值；

当所述第一电压大于所述第一阈值时，则雾化器停止工作，同时显示警告信息；

当所述第一电压不大于所述第一阈值时，则判断所述第一电压是否大于第二阈值；

当所述第一电压大于所述第二阈值时，则根据所述电压信号计算所述油仓内烟油的液位；

当所述第一电压不大于所述第二阈值时，则重新获取油仓内不同高度位置的传感器信号，并将所述传感器信号转换为电压信号。

进一步地，所述第一阈值为3v，所述第二阈值为0v。

进一步地，所述油仓内烟油的液位对应的电压为第二电压，则所述第二电压与所述第一电压的差值为第三阈值时对应的液位为安全液位。

进一步地，所述第三阈值为第一电压和第二电压中较小者的50％。

进一步地，所述输出总热量为180j。

第二方面，本申请提供一种电子烟防干烧的装置，包括油仓、mcu微控制单元、雾化器、至少2个传感器和至少2个电压跟随器；

所述传感器安装于所述油仓内的不同高度位置，所述电压跟随器通过电信号连接于所述传感器，所述电压跟随器通过电信号连接于所述mcu微控制单元，所述雾化器连接于所述油仓，所述雾化器电信号连接于所述mcu微控制单元。

本申请提供的电子烟防干烧的方法及装置，通过获取油仓内不同高度的传感器信号，将传感器信号转换为电压信号，然后根据预设算法计算油仓内烟油的液位高度。判断烟油的液位高度是否高于安全液位，进而控制雾化器的工作状态。当烟油的液位到达安全液位时，控制雾化器的输出总热量，避免了烟油耗尽后的烧棉现象和损坏雾化器的情况，解决了电子烟在使用过程中的干烧问题和安全隐患问题。

附图说明

下面结合附图详述本发明的具体结构：

图1为本发明的电子烟防干烧的方法的第一实施例；

图2为本发明的电子烟防干烧的方法的第二实施例；

图3为本发明的电子烟防干烧的方法的第三实施例；

图4为本发明的电子烟防干烧的装置的结构示意图。

图中：10-油仓，20-mcu微控制单元，30-雾化器，40-传感器，50-电压跟随器。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

电子烟的核心部件是雾化器，雾化器的作用是将烟油加热雾化成烟雾，吸烟者通过烟雾模拟吸烟的感觉。电子烟对人体的伤害较小，可以模拟吸食香烟的过程。吸烟者在吸食电子烟的过程中不仅可以体会到吸烟乐趣的，还不会对身体造成损伤。在使用过程中采用雾化器对烟油进行加热产生烟雾，当烟油耗尽时如果不及时关闭雾化器会产生烧棉现象甚至是烧毁雾化器的情况。因此控制电子烟在使用时的温度、监测电子烟内烟油的余量以及控制雾化器的工作状态是至关重要的。目前市场上的电子烟都是通过检测发热丝的阻值变化来实现的，因此选用对温度特别敏感的材料，例如镍、钛等，这种方法因为环境温度的不确定性而无法给出准确的检测结果，在使用时安全性较低。本申请提供了一种电子烟防干烧的方法及装置，通过获取油仓内不同高度处的传感器信号，将传感器信号转换为电压信号，然后根据预设算法计算油仓内烟油的液位高度。判断烟油的液位高度是否高于安全液位，进而控制雾化器的工作状态，避免烟油耗尽时产生烧棉现象甚至是烧毁雾化器的情况。

为了能够监测电子烟油仓内的烟油是否高于安全液位，避免电子烟干烧。本申请提供了一种电子烟防干烧方法的第一实施例，请参阅图1，该电子烟防干烧的方法具体包含有步骤s101至步骤s103的内容:

步骤s101：获取油仓内不同高度位置的传感器信号，并将所述传感器信号转换为电压信号。

可以理解的是，油仓的不同高度设置有多个传感器，用以检测油仓内的烟油位置信息。当烟油的液位变化时，不同高度位置的传感器获取的信号不同，反馈的信息也不同。将不同高度位置的传感器信号转换为电压信号后，电压信号与烟油的液位信息建立了联系。

在实际使用过程中，传感器采用导电探头获取烟油内的位置信息，烟油具有微弱的导电性，传感器和地之间的烟油形成一个等效电阻ry。当传感器工作时，传感器的电阻r0与等效电阻ry之间形成串联分压，会对传感器产生一定的影响。根据串联电阻的分压公式可以得知传感器端的实测电压信号v0会在0至vcc之间变化，其中vcc为传感器的理论电压值。具体的，传感器端的实测电压信号v0为：

由于电阻ry的阻值较大，电压跟随器获取的电压信号v1与传感器端的电压信号v0之间形成非常微小差值，mcu微控制单元几乎不能检测到该差值。因此在使用时直接使用电压跟随器获取的电压信号v1来计算或者判断油仓内的液位，不考虑传感器的电阻r0的影响。

步骤s102：根据所述电压信号计算所述油仓内烟油的液位。

可以理解的是，当烟油的液位发生变化后，不同高度位置的传感器获取的信号随之发生变化，电压信号也同步发生变化。具体使用过程中，可以采用低阻导电材料制作的信号传感器。由上述可知，可以建立电压信号和烟油的液位之间的数学关系，根据电压信号的强弱与烟油液位高度之间的关系建立算法，从而通过电压信号间接获烟油的取液位信息。算法可以根据多次试验结果得到的数据进行分析整理，尽可能准确地反映电压信号和烟油液位高度之间的关系。

步骤s103：判断所述液位是否高于安全液位；

当所述液位高于所述安全液位时，则雾化器按照正常功率工作；

当所述液位不高于所述安全液位时，则控制所述雾化器的输出总热量。

可以理解的是，在油仓内的烟油液位较高时，烟油的储量较多，不存在烧干的风险，此时要为使用者提供正常的吸烟服务，以满足使用者的抽烟体验。当油仓内烟油的液位较低时，存在一定的烧干风险，此时要对电子烟的雾化器的工作状态进行控制。本实施例中设定了一个安全液位，作为风险控制的分界线。当油仓内烟油的液位高度高于安全液位时，使用者可以尽情使用电子烟，充分享受电子烟带来的乐趣。当油仓内烟油的液位高度不高于安全液位时，就可能存在烧干的风险，因此对雾化器的输出总热量进行了控制。输出总热量被限定后，能够蒸发的烟油量的数量是确定的。当输出总热量蒸发的烟油量小于安全液位内的总容量时，电子烟不存在烧干的情况。在这个过程中，与环境温度无关，因此不会受到环境温度的影响。避免了烟油耗尽后的烧棉现象和损坏雾化器的情况，解决了电子烟在使用过程中的干烧问题和安全隐患问题。

具体的，雾化器的输出总热量根据焦耳定律计算，则输出总热量为：

q＝i²rwt

其中：q为输出总热量，i为雾化器的工作电流，rw为雾化器加热器件的电阻值，t为工作时间。

如果使用者在电子烟工作时调整了电子烟的功率或者间隔多次使用电子烟，则输出总热量q为不同工作阶段内的做功总和，即q＝q1+q2+q3+...，其中q1、q2、q3...分别为不同工作阶段内的输出热量，雾化器在不同工作阶段的输出总热量也不可以超出预设值。

在一种实施例中，输出总热量q的值可以限定为180j，此时可以尽可能将油仓内的烟油充分利用，又可以确保烟油不会耗干导致电子烟干烧。

由于使用者在使用电子烟时不可避免会发生抖动，电子烟内的烟油液位不停发生变化，因此传感器信号的数据会发生变化，进而导致获取的电压信号是动态的。为了获取准确的液位信息，可以将电压信号进行处理，从而获取准确的液位信息。本申请提供了一种电子烟防干烧方法的第二实施例，请参阅图2，该电子烟防干烧的方法在根据所述电压信号计算所述油仓内烟油的液位之前还包括以下步骤：

s1021:将所述电压信号进行滤波。

可以理解的是，当烟油的液位发生变化后，不同高度位置的传感器获取的信号随之发生变化，电压信号也同步发生变化。通过滤波后，可以消除电压信号中的干扰信息，根据电压信号的强弱与烟油液位高度之间的关系获烟油的取液位信息。电压信号滤波处理后，液位信息更加接近真实情况，增加电子烟使用时的安全性。

当使用者再次使用电子烟时，若电子烟内的烟油没有得到及时更换，会影响使用者的抽烟体验。因此当油仓内的烟油耗尽时，可以采用显示警示信息的方式提醒使用者及时加注烟油。与此同时，传感器在获取信号时有可能出现异常信号，此时需要重新获取油仓内的液位信息，直至获取正确的液位信息。本申请提供了一种电子烟防干烧的方法的第三实施例，请参阅图3，该电子烟防干烧的方法在将所述电压信号进行滤波之后还包括以下步骤：

s1022:判断所述油仓内最低点位置的传感器信号对应的第一电压是否大于第一阈值；

当所述第一电压大于所述第一阈值时，则雾化器停止工作，同时显示警告信息；

当所述第一电压不大于所述第一阈值时，则判断所述第一电压是否大于第二阈值；

当所述第一电压大于所述第二阈值时，则根据所述电压信号计算所述油仓内烟油的液位；

当所述第一电压不大于所述第二阈值时，则重新获取油仓内不同高度位置的传感器信号，并将所述传感器信号转换为电压信号。

可以理解的是，当油仓内的烟油耗尽后，经传感器信号转换而来的电压信号与烟油未耗尽时的不相同。本实施例中烟油耗尽时，电压信号较高。在使用过程中，油仓内最低点位置处的传感器信号对应的电压为第一电压，第一电压对应的液面最接近烟油耗尽时的电压。当第一电压高于第一阈值时，烟油耗尽或者接近耗尽，此时雾化器停止工作，电子烟显示警示信息。使用者接收到警示信息后，可以及时添加烟油，避免无法正常使用。

当第一电压不大于第二阈值时，传感器获取的信号可能存在异常，因此需要重新获取油仓内不同高度位置的传感器信号，并将传感器信号转换为电压信号，重新处理整个监测过程。

当第一电压大于第二阈值且不大于第一阈值时，油仓内存在烟油，可以正常使用。此时根据电压信号计算油仓内烟油的液位，做好防干烧的工作即可。

在一种实施例中，第一阈值为3v，第二阈值为0v，在此区间内工作时，电池以及电子元件的稳定性较好。

本申请提供的电子烟防干烧的方法中，步骤s103为判断液位是否高于安全液位。安全液位的数值可以人为设定，也可以经过多次试验以后确定。安全液位的设定不仅要防止电子烟干烧，还要尽可能充分利用油仓内的烟油。本实施例提供了安全液位的设定数值，油仓内最低点位置处的传感器信号对应的电压为第一电压，第一电压对应的液面最接近烟油耗尽时的电压，油仓内烟油的液位对应的电压为第二电压。当第二电压与第一电压的差值为第三阈值时对应的液位为安全液位，当油仓内的液位达到安全液位时，控制雾化器的输出总热量，输出总热量能够蒸发的烟油量小于等于安全液位下的烟油量。作为一项优选，第三阈值的大小为第一电压和第二电压中较小者的50％。

为了判断烟油的液位高度是否高于安全液位，进而控制雾化器的工作状态。本申请提供了一种用于实现上述电子烟防干烧方法的全部或者部分内容电子烟防干烧的装置的实施例，请参阅图4，该电子烟防干烧的装置包括油仓10、mcu微控制单元20、雾化器30、至少2个传感器40和至少2个电压跟随器50。

油仓10用于储存烟油，油仓10内的不同高度位置处分别安装有传感器40，用于获取油仓10内的烟油液位信息。雾化器30安装在油仓10内，用于加热油仓10内的烟油生成烟雾。每一个传感器40上电信号连接有一个电压跟随器50，电压跟随器50将传感器40的信号转换为mcu微控制单元20可以识别的电压信号。电压跟随器50电信号连接于mcu微控制单元20，mcu微控制单元20接收来自于不同电压跟随器50的电压信号，根据内置程序计算油仓10内的液位高度。雾化器30通过电信号连接于mcu微控制单元20，由mcu微控制单元20控制雾化器30的工作功率和输出热量。

以上所述仅为本说明书的实施例而已，并不用于限制本说明书实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施例的权利要求范围之内。

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