烘烤烟具的自动控温方法及其烘烤烟具与流程

2021-01-07 14:01:28|

323|

起点商标网

本发明涉及烘烤烟具的技术领域，更具体的说，本发明涉及一种烘烤烟具的自动控温方法及其烘烤烟具。

背景技术：

烘烤烟具一般包括加热组件和电池组件，电池组件用于控制加热组件及提供电源给加热组件。加热组件包括加热元件，加热元件可将具有烟草的烟支进行烘烤发出烟雾，供使用者吸食。因烘烤发出的烟雾，相比烟草明火燃烧后产生的烟雾，减少了很多有害物质如焦油、一氧化碳、颗粒物等，因此使用烘烤烟具吸烟的方式受到人们的欢迎。

现有大部分的烘烤烟具，用户启动启动开关后，加热元件发热升温至正常吸烟温度，但其后不管用户是否吸烟，其温度一直保持在吸烟温度的状态，电池功率损耗很大。另外在用户不吸烟时，烟支也一直处于烘烤状态，烟支内的烟草仍然处于损耗之中，导致烟支可真正被利用的时间缩短，而且烘烤时间长，烟雾不能被排出，再吸烟时，烟支内的烟草容易产生焦味、糊味，给用户造成不良的使用体验。

公布号为cn111053299a的中国发明专利申请文件公开了一种控制电子烟具的加热温度的方法、装置及电子烟具，其公开的加热温度的方法是，当所述电子烟具进入保温阶段时，判断所述电子烟具是否存在抽吸动作，若存在抽吸动作，控制加热元件的加热温度达到第一目标温度，若不存在抽吸动作，控制加热元件的加热温度达到第二目标温度，其中第二目标温度小于第一目标温度。其优点在于可降低不抽吸时的加热温度，以便提高烟弹利用率，减少电池能量消耗。本说明书附图中图1为实施该加热温度的方法所获得的加热温度曲线示意图，实际上，该示意图并不准确，因为该方法仅通过检测抽吸动作即检测吸气气流来控制第一目标温度和第二目标温度是有缺陷的。采用该方法，当用户将烟弹含在口中抽吸烟弹时，刚开始吸气产生的是无烟气流，有气流后才会触发气流开关，进而触发供电单元给加热元件加热，然后加热升温又必然需要一点时间，故从第二目标温度到第一目标温度不可能是垂直跃升的，只有吸一口气的吸气快结束时，加热温度才会从第二目标温度升到可以烘烤烟弹产生烟雾的第一目标温度。因此，使用该方法的缺点是，从温度较低的第二目标温度开始抽吸时，前半口基本上是抽不出烟雾的，等到温度提升后，后半口抽吸又快结束了，导致用户吸出的烟雾量很少，吸烟口感不良。另外，使用该方法的缺点还有，如果用户短时间内连续抽烟与短暂停止抽烟时，第一目标温度和第二目标温度将频繁进行升降，导致供电单元、控制单元频繁切换，功率消耗反而增加，而工作效率降低。

技术实现要素：

本发明的目的在于为克服上述技术的不足而提供一种烘烤烟具的自动控温方法及其烘烤烟具。

本发明的技术方案是这样实现的：一种烘烤烟具的自动控温方法，包括：

第一阶段：加热元件加热升温到设定的工作温度后，在设定的工作时间段内，维持工作温度，同时判断烟支是否被抽吸，如果被抽吸，则抽吸结束后重新开始工作时间段并维持工作温度；如果没有被抽吸，则在该工作时间段结束后控制加热元件，将加热温度降低到设定的待机温度；

第二阶段：在设定的待机时间段内，维持待机温度，同时判断用户是否有准备吸烟的动作，如果有准备吸烟的动作，则立即控制加热元件将加热温度升高到工作温度，并回到第一阶段；如果没有准备吸烟的动作，则在该待机时间段结束后控制加热元件停止工作并关机或进一步降低加热温度到设定的第二待机温度。

优选地，还包括：

第三阶段：在第二阶段如果降低加热温度到第二待机温度后，在设定的第第二待机时间段内，维持第二待机温度，同时判断用户是否有准备吸烟的动作，如果有准备吸烟的动作，则立即控制加热元件将加热温度升高到工作温度，并回到第一阶段；如果没有准备吸烟的动作，则在该第二待机时间段结束后控制加热元件停止工作并关机。

优选地，还包括：

在所述第一阶段，累积计算维持工作温度的总工作时间，判断总工作时间是否达到设定的总工作时间阈值，如果没有达到，则继续所述第一阶段，如果达到，则控制加热元件停止工作并关机。

优选地，所述判断烟支是否被抽吸的方法是：

通过连续检测加热元件的阻值，获得阻值变化率，如果阻值变化率达到设定的阻值变化率阈值，则判断烟支被抽吸，否则判断烟支没有被抽吸；

或通过红外检测单元连续检测红外光源与人体的距离值，如果距离值达到设定的距离阈值，则判断烟支被抽吸，否则判断烟支没有被抽吸。

优选地，所述判断用户是否有准备吸烟的动作的方法是：

通过重力传感器连续对烟具的三维坐标位置变化、移动速率进行检测，获得烟具移动的手势信号，如果手势信号符合设定的手势信号，则判断有准备吸烟的动作，否则判断没有；

或通过红外检测单元连续检测红外光源与人体的距离值，如果距离值的变小速率达到设定的变小速率阈值，则判断有准备吸烟的动作，否则判断没有；

或通过压力传感器连续检测大气气压，如果大气气压的变化速率达到设定的气压变化速率的阈值，则判断有准备吸烟的动作，否则判断没有。

优选地，所述加热温度的检测方法为：

通过连续检测加热元件的阻值及根据热敏电阻的阻值与温度的对应关系，可获得与阻值对应的加热温度；

或通过靠近加热元件的温度传感器直接检测加热温度。

优选地，所述工作温度的设定方法为：设定固定值的工作温度；或设定与时间段呈一定函数关系的工作温度。

优选地，还包括具体操作步骤如下：

(1)在微控制器上设定相关参数；

(2)打开启动开关，启动烘烤烟具；

(3)功率单元输出功率给加热元件，烟具进入加热升温状态；

(4)阻值检测单元检测加热元件的阻值，微控制器根据其阻值计算加热温度，并判断加热温度是否达到设定的工作温度，如果是，则进入下一步，如果否，则返回上一步；

(5)升温结束，微控制器控制振动提示单元发出振动；

(6)微控制器控制功率单元的功率输出，使加热元件的加热温度维持在工作温度，烘烤烟具开始进入设定的工作时间段进行待吸烟状态，计时单元开始计算维持工作温度的时间和累加时间；

(7)阻值检测单元检测加热元件的阻值，微控制器根据加热元件阻值变化率判断烟支是否被抽吸，如果是，则返回步骤(6)，如果否，则进入下一步；

(8)微控制器判断维持工作温度的累加时间是否超过设计的总工作时间阈值，如果否，则进入下一步，如果是，则进入步骤(15)；

(9)微控制器判断该时间段内维持工作温度的时间是否超过设定的工作时间段，如果否，则返回步骤(7)，如果是，则进入下一步；

(10)功率单元降低输出功率，使加热元件的加热温度降低至设定的待机温度，进入设定的待机时间段进行待机，计时单元开始计算待机时间；

(11)重力传感器检测烟具三维坐标位置变化、移动速率，发出吸烟动作的手势信号并传送给微控制器；

(12)微控制器根据手势信号判断用户是否有准备吸烟的动作，如果是，则进入下一步，如果否，则进入步骤(14)；

(13)功率单元提高输出功率，使加热元件的温度快速升温至工作温度，返回步骤(6)；

(14)微控制器判断待机时间是否超过设定的待机时间段，如果否，则返回步骤(11)，如果是，则进入下一步；

(15)微控制器关闭功率单元的功率输出，将烘烤烟具关机。

优选地，所述方法或步骤均通过在微控制器内预设计算机程序进行自动控制。

本发明的另一种技术解决方案是，一种具有自动控温方法的烘烤烟具，包括用于实现上述方法的加热组件和电池组件，所述加热组件包括用于烘烤烟支的加热元件，所述电池组件包括电池、控制电路和启动开关，所述控制电路包括微控制器、与微控制器电连接的功率单元、阻值检测单元、重力传感器和振动提示单元，所述微控制器包括计时单元，所述微控制器内预设有计算机程序进行自动控制，所述功率单元输出功率给所述加热元件，所述阻值检测单元用于检测所述加热元件的电阻阻值，所述重力传感器检测用户准备吸烟动作的手势信号并传送给所述微控制器，所述微控制器根据所述手势信号判断有吸烟动作后发出加热控制信号，所述计时单元分别对持续工作温度状态和待机状态进行时间统计，所述振动提示单元对烟具的有关工作状态进行振动提示。

本发明的有益效果如下：使用本发明的自动控温方法，使用户在正常吸烟时，其加热温度可保持在工作温度的状态，而较长时间不吸烟时，可降低温度至待机温度而进入待机状态，一旦检测到用户吸烟动作的手势信号后，又可迅速升温到工作温度。这样，不仅可降低电池功率损耗，而且可减少烟支的损耗，延长烟支利用时间，避免烟支产生焦味或糊味，提升用户的使用体验。同时，可避免现有技术关于采用检测气流抽吸动作来控制加热温度的方法的缺点，避免现有该技术用户吸出的烟雾量很少，吸烟口感不良，以及第一目标温度和第二目标温度频繁进行升降，导致供电单元、控制单元频繁切换，功率消耗反而增加，而工作效率降低的缺点，而具有吸出烟雾快、吸烟口感好、功率损耗降低的优点。

附图说明

图1是现有的电子烟具加热方法的加热温度曲线图；

图2是本发明的烘烤烟具的剖视示意图；

图3是本发明实施例一的方法的流程图；

图4是本发明实施例一的方法的加热温度变化曲线图；

图5是本发明实施例二的方法的流程图；

图6是本发明实施例三的方法的流程图；

图7是本发明实施例四的烘烤烟具的功能框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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于解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

如图2所示，为实现本发明的方法而需要的烘烤烟具1，至少包括加热组件和电池组件，加热组件包括用于烘烤烟支2的加热元件r，电池组件包括电池3、电路控制板4和启动开关k，电池3用于提供电源给加热元件r及控制加热元件r，电路控制板4上包括了控制电路(图中未示)。

如图2、图3所示，本发明实施例的一种烘烤烟具的自动控温方法，包括：

第一阶段：按动启动开关k进行开机后，加热元件r加热升温到设定的工作温度，在设定的工作时间段内，维持工作温度，同时判断烟支1是否被抽吸，如果被抽吸，则抽吸结束后重新开始工作时间段并维持工作温度；如果没有被抽吸，则在该工作时间段结束后控制加热元件r，将加热温度降低到设定的待机温度；

第二阶段：在设定的待机时间段内，维持待机温度，同时判断用户是否有准备吸烟的动作，如果有准备吸烟的动作，则立即控制加热元件r将加热温度升高到工作温度，并回到第一阶段；如果没有准备吸烟的动作，则在该待机时间段结束后控制加热元件r停止工作并关机。

根据上述实施例的方法，以下举例说明实施该方法可得到的加热温度变化曲线。如图4所示，本发明的烘烤烟具开机后，加热元件r从环境温度升温至设定的工作温度t1，在第1个工作时间段t1-1期间，用户进行了抽吸1，致使工作温度t1发生了波动，抽吸1结束后，重新计时进入第2个工作时间段t1-2。在第2个工作时间段t1-2期间，用户没有抽吸，故第2个工作时间段t1-2结束后，工作温度t1降低到待机温度t2，同时进入第1个待机时间段t2-1。在第1个待机时间段t2-1期间，检测到手势信号而判断为用户有准备吸烟的动作，则加热元件r立即升温至设定的工作温度t1，进入第3个工作时间段t1-3。在第3个工作时间段t1-3期间，用户进行了抽吸2，致使工作温度t1发生了第2次波动，抽吸2结束后，重新计时进入第4个工作时间段t1-4。在第4个工作时间段t1-4期间，用户进行了抽吸3，致使工作温度t1发生了第3次波动，抽吸3结束后，重新计时进入第5个工作时间段t1-5。在第5个工作时间段t1-5期间，用户没有抽吸，故第5个工作时间段t1-5结束后，工作温度t1又降低到待机温度t2，同时进入第2个待机时间段t2-2。在第2个待机时间段t2-2期间，没有检测到手势信号而判断为用户没有准备吸烟的动作，故在第2个待机时间段t2-2结束后，控制加热元件r停止工作并关机，加热温度逐渐降低到环境温度。上述说明仅是个例情况，但可说明上述实施例所述的方法。工作温度t1和待机温度t2的变化曲线，根据用户的具体抽吸情况和手势动作情况而发生变化。

本实施例中，判断烟支是否被抽吸的方法是：通过连续检测加热元件的阻值，获得阻值变化率，如果阻值变化率达到设定的阻值变化率阈值，则判断烟支被抽吸，否则判断烟支没有被抽吸。在其它实施例中，判断烟支是否被抽吸的方法也可以是：通过红外检测单元连续检测红外光源与人体的距离值，如果距离值达到设定的距离阈值，则判断烟支被抽吸，否则判断烟支没有被抽吸。

本实施例中，判断用户是否有准备吸烟的动作的方法是：通过重力传感器连续对烟具的三维坐标位置变化、移动速率进行检测，获得烟具移动的手势信号，如果手势信号符合设定的手势信号，则判断有准备吸烟的动作，否则判断没有。重力传感器，是根据压电效应的原理来工作的，即利用其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性，由于晶体变形会产生电压，利用该电压和所施加的加速度之间的关系，就可以将加速度转化成电压输出，即设备移动的方式，可转化为电压信号输出。本发明的重力传感器，当其安装在烘烤烟具上发生移动时，根据其移动的方式，会产生不同的电信号。事先模拟人手吸烟的动作对烟具运动轨迹的三维坐标位置变化、移动速率进行检测可得到准备吸烟的标准手势信号。重力传感器与微控制器电连接，重力传感器工作时，将检测信号发送给微控制器，微控制器根据检测所得的手势动作信号与设定的标准手势信号对比，即可判断出用户是否准备吸烟。当微控制器判断有准备吸烟的动作后，立即发出升温控制信号，使加热元件进行快速升温。

在其它实施例中，判断用户是否有准备吸烟的动作的方法也可以是：通过红外检测单元连续检测红外光源与人体的距离值，如果距离值的变小速率达到设定的变小速率阈值，则判断有准备吸烟的动作，否则判断没有。具体地，红外线检测单元通过红外线光源发射红外线来检测其与阻挡物体的直线距离。当烟具上装有红外线检测单元时，可感知烟具被拿起并靠近嘴唇的距离在不断缩小，当用户吸烟时，烟具的烟支被含在口中，红外线传感器检测到的距离即接近零距离，这种距离变小的趋势代表了用户准备吸烟手势信号。红外线检测单元与微控制器电连接，红外线检测单元检测其红外光源与人体的距离信号并传送给微控制器，微控制器根据其距离信号的变小速率，在吸烟动作刚发生时就可得到用户吸烟动作的手势信号，当其符合预设的手势信号时立即发出升温控制信号，使加热元件进行升温。

在其它实施例中，判断用户是否有准备吸烟的动作的方法还可以是，通过压力传感器连续检测大气气压，如果大气气压的变化速率达到设定的气压变化速率的阈值，则判断有准备吸烟的动作，否则判断没有。具体地，本发明的气压传感器，是一种可以精确检测大气压力的气压传感器，大气压力稍有变化，均可得到检测数据。而在某一地区，大气压力与海拔高度具有相互一一对应的关系，即海拔高度越高，大气压力越低。气压传感器通过对大气压力变化的检测可得到海拔高度变化的数据。用户在吸烟时，其吸烟的手势动作通常具有从低处向上拿起并靠近嘴唇的过程，在此过程中，拿在手中的烟具，其海拔高度必然发生变化，大气气压也发生了变化，因此气压传感器可以间接检测到用户吸烟动作的手势信号。气压传感器与微控制器电连接，气压传感器检测到气压信号并传送给微控制器，微控制器根据大气气压信号的变化速率在吸烟动作刚发生时就可得到用户吸烟动作的手势信号，当其符合预设的手势信号时立即发出升温控制信号，烟具的功率单元增加输出功率使加热元件进行升温。大气气压信号的变化速率是指在单位时间内，大气气压变化的差值。大气气压信号的变化速率代表了海拔高度的变化速率，也即单位时间内海拔高度的变化，可以反映用户手持烘烤烟具移动高度发生变化的情况。

本实施例中，加热温度的检测方法为：通过连续检测加热元件的阻值及根据热敏电阻的阻值与温度的对应关系，可获得与阻值对应的加热温度。在其它实施例中，也可以是：通过靠近加热元件的温度传感器直接检测加热温度。

本实施例中，工作温度的设定方法为：设定固定值的工作温度。在其它实施例中，也可以是：设定与时间段呈一定函数关系的工作温度。

实施例二

如图5所示，本发明的一种烘烤烟具的自动控温方法，包括：

第二阶段：在设定的待机时间段内，维持待机温度，同时判断用户是否有准备吸烟的动作，如果有准备吸烟的动作，则立即控制加热元件r将加热温度升高到工作温度，并回到第一阶段；如果没有准备吸烟的动作，则在该待机时间段结束后控制加热元件r进一步降低加热温度到设定的第二待机温度；

第三阶段：在设定的第二待机时间段内，维持第二待机温度，同时判断用户是否有准备吸烟的动作，如果有准备吸烟的动作，则立即控制加热元件r将加热温度升高到工作温度，并回到第一阶段；如果没有准备吸烟的动作，则在该第二待机时间段结束后控制加热元件r停止工作并关机。

本实施例增加第二待机温度，可以进一步降低加热元件的功率损耗，以及进一步延长烟支的使用寿命。

本实施例中的第一阶段，累积计算维持工作温度的总工作时间，判断总工作时间是否达到设定的总工作时间阈值，如果没有达到，则继续所述第一阶段，如果达到，则控制加热元件停止工作并关机。

实施例三

如图6所示，该实施例在实施例一的基础上，进一步包括了具体的操作步骤如下：

(1)在微控制器上设定相关参数；

(2)打开启动开关k，启动烘烤烟具1；

(3)功率单元输出功率给加热元件r，烟具1进入加热升温状态；

(5)升温结束，微控制器控制振动提示单元发出振动；

(7)阻值检测单元检测加热元件的阻值，微控制器根据加热元件阻值变化率判断烟支是否被抽吸，如果是，则返回步骤(6)，如果否，则进入下一步；

(8)微控制器判断维持工作温度的累加时间是否超过设定的总工作时间阈值，如果否，则进入下一步，如果是，则进入步骤(15)；

(9)微控制器判断该时间段内维持工作温度的时间是否超过设定的工作时间段，如果否，则返回步骤(7)，如果是，则进入下一步；

(10)功率单元降低输出功率，使加热元件的加热温度降低至设定的待机温度，进入设定的待机时间段进行待机，计时单元开始计算待机时间；

(11)重力传感器检测烟具三维坐标位置变化、移动速率，发出吸烟动作的手势信号并传送给微控制器；

(12)微控制器根据手势信号判断用户是否有准备吸烟的动作，如果是，则进入下一步，如果否，则进入步骤(14)；

(13)功率单元提高输出功率，使加热元件的温度快速升温至工作温度，返回步骤(6)；

(14)微控制器判断待机时间是否超过设定的待机时间段，如果否，则返回步骤(11)，如果是，则进入下一步；

(15)微控制器关闭功率单元的功率输出，将烘烤烟具关机。

本实施例中，以上所述的步骤均通过在微控制器内预设计算机程序进行自动控制。

实施例四

如图2、图7所示，为实现本发明的方法而需要的烘烤烟具1，至少包括加热组件和电池组件，加热组件包括用于烘烤烟支2的加热元件r，电池组件包括电池3、电路控制板4和启动开关k，电池3用于提供电源给加热元件r及控制加热元件r，电路控制板4上包括了控制电路。控制电路上设有微控制器6、与微控制器6电连接的振动提示单元5、功率单元7、阻值检测单元8和重力传感器9，微控制器6包括计算机程序61和计时单元62，功率单元7与电池4电连接并将电池电压进行调节后输出工作功率给加热元件3，阻值检测单元8用于检测加热元件r的电阻阻值，由于用户吸烟时，加热元件3的电阻阻值会发生变化，微控制器6根据电阻阻值的变化信号就可以判断是否吸烟；同时，加热元件r用热敏电阻制成，其阻值与温度具有互相对应性，因此微控制器6还可根据其阻值判断其加热温度。重力传感器9检测吸烟动作的手势信号并传送给微控制器6，微控制器6根据手势信号预判用户有准备吸烟的动作并发出加热控制信号，计时单元62分别对不同的吸烟状态包括持续工作温度状态和待机状态进行时间统计，振动提示单元5对烟具的有关工作状态进行振动提示，如开机、关机、加热温度达到工作温度、工作温度降低到待机温度时进行振动提示。

如图2、图7所示，烘烤烟具1的工作原理是，用户使用该烘烤烟具1时，首先按动启动开关k接通电池电源，给微控制器6和相关控制电路提供电源，通过微控制器6的控制，功率单元7根据微控制器6的指令进行升压或降压处理，最后输出功率给加热元件r。加热元件r工作后，温度上升到设定的工作温度，此时振动提示单元5进行振动提示，表示进入设定的工作时间段进行待吸烟状态，用户根据该振动提示，可以开始进行吸烟，计时单元62进行相关计时。阻值检测单元8工作时检测加热元件r的电阻阻值变化，由于用户吸烟时，加热元件3的电阻阻值会发生变化，微控制器6根据电阻阻值变化的信号就可以判断是否吸烟。用户正在抽吸烟支时，加热温度会下降，微控制器6使功率单元7维持稳定的功率输出，使加热元件r的温度回升维持工作温度。如果用户在工作时间段内有吸烟，则在吸烟结束时，加热温度继续保持不变，同时重新计算下一个工作时间段。如果用户在该工作时间段内没有吸烟，则微控制器6控制功率单元7降低功率输出，使加热元件r降低加热温度到设定的待机温度并保持，以便节省电池的电能，同时使烤烟烟支的可使用寿命延长。在待机时间段内，重力传感器9工作，模拟人手吸烟的动作，对烟具的运动轨迹、动作频率、三维坐标位置变化、移动速率等进行检测，并将检测到的手势信号发送给微控制器6，微控制器6预判用户是否准备吸烟，如果预判有准备吸烟的动作，则微控制器6控制功率单元7迅速升高输出功率，等到用户将烟具的烟支放入口中时，加热元件r的加热温度已经迅速升高到工作温度并保持，这样用户可以立即吸出烟雾。如果在待机时间段内没有检测到用户准备吸烟动作的手势信号，则烟具进行自动关机。

本发明自动控温的烘烤烟具，其优点在于，设有功率单元7、微控制器6、阻值检测单元8、重力传感器9和计时单元62等，使得用户在正常吸烟时，其加热温度可保持在吸烟温度的状态，而较长时间不吸烟时，可降低温度至待机温度而进入待机状态，一旦检测到用户吸烟动作的手势信号后，又可迅速升温到待吸烟的工作温度。这样，不仅可降低电池功率损耗，而且可减少烟草的损耗，延长烟支利用时间，避免烟草产生焦味或糊味，提升用户的使用体验。

以上所描述的仅为本发明的较佳实施例，上述具体实施例不是对本发明的限制。在本发明的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本发明所保护的范围。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击【在线咨询】或添加微信【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。