CN112205676A - 对雾化液进行加热的方法、装置及预热电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对雾化液进行加热的方法，包括如下步骤：通过外部预热模块对盛放雾化液的容器进行预热，使得所述容器及其中的所述雾化液被加热到第一设定温度；控制所述外部预热模块的发热功率，以保持所述容器及其中的所述雾化液的温度；判断是否出现抽吸气流，如是，启动设置所述容器的抽吸通道中的内部预热模块，使得通过所述通道的液体被加热到第二设定温度而雾化；否则，返回维持所述第一设定温度。本发明还涉及一种实现上述方法的装置和用于上述方法的预热电路。实施本发明的对雾化液进行加热的方法、装置及预热电路，具有以下有益效果：其容易控制、不会出现加热过度或不足问题。

Description

对雾化液进行加热的方法、装置及预热电路

【技术领域】

本发明涉及气溶胶形成装置，更具体地说，涉及一种对雾化液进行加热的方法、装置及预热电路。

【背景技术】

对于现有的气溶胶形成装置或电子雾化装置而言，通常是随着使用者的抽吸动作而在其抽吸通道内产生气流，该气流由外部空气通过上述抽吸通道的进气口进入该装置内，沿所述抽吸通道流向该抽吸通道的抽吸口。电子雾化装置内设置有加热器，使得雾化液被加热到设定温度，从而实现由液体向气溶胶转换的过程，并随抽吸气流流向上述抽吸口。但是，在现有技术中，由于上述雾化液的黏度较大，流动性不好，所以在上述雾化过程中容易出现局部加热过度的情况出现糊味，其它部份仍然粘稠的情况。因此，现有技术中对上述雾化液的加热较难控制，容易出现糊味，尤其是在低温地区或者低温季节，这种情况更严重。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述对上述低温情况下雾化液的加热较难控制，容易出现局部加热过度出现糊味缺陷，提供一种容易控制、不会出现加热过度或不足的对雾化液进行加热的方法、装置及预热电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种对雾化液进行加热的方法，包括如下步骤：

A)通过外部预热模块以第一功率对盛放雾化液的容器进行预热，使得所述容器及其中的所述雾化液被加热到第一设定温度；

B)判断所述外部预热模块的工作时间是否达到预设时间，如是，结束本次预热；如否，执行下一步骤；

C)维持所述外部预热模块的工作，使其以第二功率继续发热，以保持所述容器及其中的所述雾化液的温度；

其中，在所述外部预热模块开始工作后，还包括如下步骤：

D)判断是否出现抽吸气流，如是，执行下一步骤；否则，重复本步骤；

E)启动设置所述容器的抽吸通道中的内部加热模块，使其以第三功率工作，使得通过所述通道的液体被加热到第二设定温度而雾化。

更进一步地，还包括如下步骤：

在所述雾化液被加热到第一设定温度时或预热设定时间后，启动所述内部加热模块，使其以第四功率开始工作，加入对所述雾化液的预热。

更进一步地，所述外部预热模块包括环绕所述容器的加热组件；所述内部预热模块包括设置在连接所述容器和抽吸口之间的通气管的气流通道中的加热组件。

更进一步地，通过监测串接在所述外部预热模块的发热体和地之间的电阻两端的电压差实现对温度的检测，得到当前的雾化液的温度。

更进一步地，通过提供以PWM脉冲波形形式存在的驱动信号，调节所述驱动信号的占空比，使得所述外部预热模块或内部加热模块中的发热体分别间断通电发热，实现所述外部预热模块或内部加热模块以不同的功率工作。

更进一步地，所述步骤C)中，通过设置在抽吸通道中的气压传感器的输出信号来判断是否存在抽吸气流；所述气压传感器的输出端电连接到指定输入端，依据所述气压传感器的输出信号的不同电平判断是否存在抽吸气流。

更进一步地，所述气压传感器包括具有设置在所述气流通道中的不同位置的两端，所述两端的气压具有压力差和没有压力差时输出不同电平信号的气压开关；所述气压开关设置在所述抽吸通道的进气口内。

更进一步地，通过触发设定的开关按键，提供启动信号，使得所述外部预热模块或内部加热模块开始进行预热。

本发明还涉及一种实现上述方法的装置，包括：

第一设定温度加热单元：用于通过外部预热模块以第一功率对盛放雾化液的容器进行预热，使得所述容器及其中的所述雾化液被加热到第一设定温度；

预热时间判断模块：用于判断所述外部预热模块的工作时间是否达到预设时间，如是，结束本次预热；如否，调用第一设定温度维持单元；

第一设定温度维持单元：用于维持所述外部预热模块的工作，使其以第二功率继续发热，以保持所述容器及其中的所述雾化液的温度；

抽吸判断单元：用于判断是否出现抽吸气流，如是，调用第二设定温度加热单元；

第二设定温度加热单元：用于启动设置所述容器的抽吸通道中的内部加热模块，使其以第三功率工作，使得通过所述通道的液体被加热到第二设定温度而雾化。

本发明还包括一种用于上述方法的预热电路，包括：

功率开关管，所述功率开关管收到来自微控制器的输出信号控制，接通或断开发热体一端与电源正端的连接；

发热体，通电时发出热量，其一端与所述功率开关管的一个开关端连接，另一端通过检测电阻连接到地；

温度检测比较器，其输入正端和输入负端分别与所述检测电阻的两端连接，其比较输出端与所述微控制器的一个输入端电连接，将所述比较输出端的电压作为温度检测信号返回所述微控制器；

其中，所述检测电阻的电阻值远小于1欧姆。

实施本发明的对雾化液进行加热的方法、装置及预热电路，具有以下有益效果：由于采用预热容器及其中的雾化液，使其达到第一设定温度并维持该第一设定温度的方法，改善了雾化液的流动性，使得在其他条件相同的情况下，抽吸气流携带的气溶胶的数量能够因为流动性的改善而基本维持在一个设定的范围内；同时，采用对抽吸通道中的气流进行监测的步骤，使得在出现抽吸气流时才开启内部加热模块，避免了因为较长时间的加热而带来的加热过度问题；同时，外部预热模块和内部加热模块的配合，使得每次加热的时机、持续的时间和抽吸气流携带的气溶胶能够实现较佳配合，避免了现有技术中的局部加热过度出现糊味的情况。更进一步，本发明在外部预热时，同时利用内部加热模块进行小功率预热，能够使得雾化液预热更均匀。

【附图说明】

图1是本发明对雾化液进行加热的方法、装置及预热电路实施例中的方法流程图；

图2是所述实施例中的装置结构示意图；

图3是所述实施例中的预热电路的电路原理图；

图4是所述实施例中内部加热模块的驱动电路图。

【具体实施方式】

下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明。

如图1所示，在本发明的对雾化液进行加热的方法、装置及预热电路实施例中，该对雾化液进行加热的方法，包括如下步骤：

步骤S21启动外部预热模块，对容器预热：在本步骤中，微控制器通过输出控制信号，使得外部预热模块开始工作，对盛放雾化液的容器以第一功率进行预热，其目的是使得所述容器及其中的所述雾化液被加热到第一设定温度，从而提高容器中的雾化液的流动性，使得其在出现抽吸气流是部分雾化液能被雾化产生气溶胶。在本实施例中，上述容器可以是雾化装置或气溶胶形成装置的油杯，其中装有可以被高温(大于上述第一设定温度)雾化的液体，即雾化液。这些雾化液可以是混合物，其含有指定的成分，其雾化后形成的气溶胶可以散发指定味道的芬芳。也就是说，在本实施例中，在这些液体雾化前使其保持设定的温度，不仅可以增强上述液体的流动性，还可以在一定程度上限定或保证使用者每次抽吸时雾化的数量。

步骤S22达到第一设定温度否，如是，执行下一步骤；否则，返回上一步骤，继续使得上述预热模块持续工作。在本实施例中，上述外部预热模块包括受所述微控制器输出信号控制的、环绕所述容器的加热组件；该组件包括发热体和连接在上述发热体和地之间的检测电阻，通过监测串接在所述外部预热模块的发热体和地之间的检测电阻两端的电压差实现对温度的检测；也就是实现对是否达到上述第一设定温度的判断。在所述检测到的温度达到所述第一设定温度时输出温度达到信号到所述微控制器。

值得一提的是，在本实施例中，上述预热模块采用阻值随温度变化的发热丝作为其发热体，通过温度和阻值的对应关系实现要锁定的温度，计算公式如下：

Tn＝T0+(Rn-R0)/(TCR*R0)

其中，Tn是温度控制的目标温度；Rn是温度控制的目标温度对应的发热丝阻值；T0是开始预热时的初始温度；R0是开始预热时的初始阻值；而TCR是电阻温度系数(temperature coefficient of resistance)，表示该电阻当温度改变1度时，电阻值的相对变化。

通过上述公式可以清楚看到：不同阻值对应不同温度，可以通过TCR计算出目标温度的阻值，在应用中PCBA只要控制发热体阻值就达到控制温度的目的。

步骤S23维持第一设定温度：在本在步骤中，由于接收到上述输出温度达到信号，微处理器判断上述容器及其中的液体的温度已经达到上述第一设定温度，于是控制所述外部预热模块的第二发热功率，以保持所述容器及其中的所述雾化液的温度持续处于上述第一设定温度上；在本实施例中，所述微控制器在接收到所述温度到达信号后，通过输出间断的控制信号，使得所述外部预热模块中的发热体间断通电发热，维持所述容器及其中的雾化液维持在所述第一设定温度。例如，加热2秒，然后停止加热5秒并如此循环。

步骤S24出现抽吸气流否，如是，执行下一步骤；否则，重复本步骤，或返回上一步骤，继续维持上述容器及其中的液体的温度。在本实施例中，通过设置在抽吸通道中的气压传感器感应该通道中由于抽吸气流而产生的压力变化来判断是否存在抽吸气流；在所述气压传感器的输出电连接到所述微控制器的指定输入端，所述微控制器依据所述气压传感器的输出的不同电平判断是否存在抽吸气流。所述气压传感器设置一个具有设定形状的空腔中，所述空腔是所述抽吸通道的一部分且设置在邻近所述抽吸通道的进气口的位置上。值得一提的是，在本实施例中的一些情况下，如果没有出现抽吸气流，也可以重复本步骤，持续判断抽吸气流是否出现，通常在一段设定的时间内，上述抽吸气流都会出现，因为使用者对雾化液进行预热的目的是明确的。但在一些极端的情况下，也可能抽吸气流不会出现，例如，使用者忙于别的事情等等。所以，在本实施例中，作为一个极端情况的补救，如果在设定的时间内(包括预热时间)或者经过设定次数的抽吸气流判断(实际上也是保持整个预热过程设定时间)没有出现抽吸气流，则整个预热过程停止。

步骤S25启动内部加热模块，使经过的液体被加热到第二设定温度而雾化：在本步骤中，启动设置所述容器的抽吸通道中的内部加热模块，使其以第三功率工作，使得通过所述通道的液体被加热到第二设定温度而雾化。在本实施例中，所述内部加热模块包括设置在连接所述容器和抽吸口之间的通气管的气流通道中的加热组件。更具体而言，所述内部预热模块包括一个圆柱形的陶瓷体，所述陶瓷体的轴线方向(或长度方向上)上设置有供抽吸气流及其雾化液通过的通孔，所述通孔中间设置有沿所述通孔截面放置的发热丝，通过所述通孔的雾化液在通过所述发热丝时因所述发热丝的高温而雾化，并随所述抽吸气流流动到所述抽吸口。

值得一提的是，在本实施例中，上述预热或加热过程并不是随时随地进行或者一直进行的，进行上述预热和加热动作(包括抽吸动作)是具有一定条件的。在本实施例中，通过触发与所述微控制器连接的设定的开关按键，为所述微控制器提供启动信号，从而使得所述微控制器对所述雾化液进行加热。再次触发或使上述按键开关复位，就是停止上述预热或加热操作，此时，使用者也不能进行抽吸或者即使抽吸也不会出现液体雾化的情况。

此外，在本实施例中，一些情况下，在预热阶段可以只有外部预热模块参与预热，在存在抽吸气流的情况下，开始启动内部加热模块进行加热雾化；而在另外一些情况下，当外部预热模块将液体预热到第一设定温度后或者整个预热时间持续实现设定的一个时间后，内部加热模块也可以用较小的功率(即第四设定功率)参与到液体预热热或保温的过程中。值得一提的是，在本实施例中，内部加热模块和外部预热模块都会以不同的功率参与到上述预热、保持或加热过程中，从而使得预热更加均匀。具体来讲，这种在同一个部件上实现不同的输出功率是指其一段时间内的平均功率，也就是通过提供以PWM脉冲波形形式存在的驱动信号，调节所述驱动信号的占空比，使得所述外部预热模块或内部加热模块中的发热体分别间断通电发热，实现所述外部预热模块或内部加热模块以不同的功率工作。例如，对于外部预热模块来讲，第一功率大于第二功率，所以其以第一功率工作时的驱动波形的占空比较大，以第二功率工作时的驱动波形的占空比较小；而对于内部加热模块而言，第三功率大于第四功率，所以其以第三功率工作时的驱动波形的占空比较大，以第四功率工作时的驱动波形的占空比较小。同时，上述外部预热模块和内部加热模块的驱动波形可以是一个，也可以是不同的驱动信号；上述外部预热模块和内部加热模块的驱动波形之间可以相同，也可以不同。

总体上来说，在本实施例中，除了上述的预热及保持第一设定温度的操作外，还通过设置在抽吸通道中的气压传感器的输出信号来判断是否存在抽吸气流；所述气压传感器的输出端电连接到指定输入端，依据所述气压传感器的输出信号的不同电平判断是否存在抽吸气流。所述气压传感器包括具有设置在所述气流通道中的不同位置的两端，所述两端的气压具有压力差和没有压力差时输出不同电平信号的气压开关；所述气压开关设置在所述抽吸通道的进气口内。当使用者用嘴抽吸时，气流经过气压传感器输出高电平信号输送到单片机(即微控制器)一个输入输出端口，单片机收到气压传感器送来的抽吸信号或抽吸气流信号后，从控制信号输出端输出一个低电平信号给MOS(Q2，请参见图4)管，MOS(Q2)管导通，电源电压经过MOS(Q2)管施加到发热丝一端(图4中标记为H+)，发热体的另一端(图4中标记为H-)接地，于是发热体发热使雾化液雾化成气溶胶。单片机收到气压传感器送来的信号同时，单片机检测电压信号(图4中标记为OUT_AD)，检测到该电压之后，从设定的端口输出PWM信号，驱动LED灯发光。指示抽吸状态。在停止抽吸，单片机输出高电平关断MOS(Q2)，停止对发热体供电，同时关闭LED驱动信号。

此外，上述电压信号可以用于输出状态监控，例如，发热体阻值异常、短路等，还可以用做来自BAT AD的低电压保护信号，正常工作时，单片机获取上述电压信号，当电压过低时。单片机立即从设定的输入输出端口输出高电平，关闭MOS(Q2)输出。同时从上述输出LED驱动信号的端口输出PWM信号，驱动LED提示低电压保护。

在本实施例中的其他一些情况下，当输出短路或电流过大时。单片机获取到大电流信号，也可以立即由上述设定端口输出高电平，关闭MOS输出。同时驱动LED提示短路保护。

本发明还涉及一种实现上述方法的装置，该装置如图2所示，包括第一设定温度加热单元1、预热时间判断模块2、第一设定温度维持单元3、抽吸判断单元4以及第二设定温度加热单元5；其中，第一设定温度加热单元1用用于通过外部预热模块以第一功率对盛放雾化液的容器进行预热，使得所述容器及其中的所述雾化液被加热到第一设定温度；预热时间判断模块2用于判断所述外部预热模块的工作时间是否达到预设时间，如是，结束本次预热；如否，调用第一设定温度维持单元；第一设定温度维持单元3用于维持所述外部预热模块的工作，使其以第二功率继续发热，以保持所述容器及其中的所述雾化液的温度；抽吸判断单元4用于判断是否出现抽吸气流，如是，调用第二设定温度加热单元5；第二设定温度加热单元5用于启动设置所述容器的抽吸通道中的内部加热模块，使得通过所述通道的液体被加热到第二设定温度而雾化。

本发明还包括一种用于上述方法的预热电路，该电路的电原理图如图3所示。在图3中，该预热电路包括：

功率开关管Q1，所述功率开关管Q1收到来自微控制器(图中未示出)的输出信号(图3中标记为MOS_EN)控制，接通或断开发热体(图3中未示出发热体，仅示出该发热体的两个连接端，分别为F+和F-)一端(图3中F+)与电源正端(BAT+)的连接；发热体在通电时发出热量，其一端(图3中F+)与所述功率开关管Q1的一个开关端连接，另一端(图3中F-)通过检测电阻R10连接倒地；

温度检测比较器U2的输入正端和输入负端分别与所述检测电阻R10的两端连接，其比较输出端与所述微控制器的一个输入端电连接，将所述比较输出端的电压作为温度检测信号返回所述微控制器；其中，所述检测电阻的电阻值远小于1欧姆。

对于上述预热电路而言，当微控制器输出控制信号使得其功率开关管Q1导通时，电源电压通过该功率开关管Q1的两个开关端(图3中的S端和D端)施加到上述发热体上，在流过上述发热体后通过上述检测电阻R10到地，由于上述检测电阻R10的电阻值远远小于发热体的电阻值(在图3中，上述检测电阻R10的阻值为0.005欧)，所以上述发热体发热，对上述容器及其中的雾化液进行预热，使其达到第一设定温度。同样地，只要上述驱动信号是间断的，即使得上述功率开关管Q1断续导通，就可以维持上述容器及其中的雾化液保持在第一设定温度上。

图4示出了在本实施例中内部加热模块的驱动电路图。由图4中可以看出，MOS管Q2的导通，使得内部加热模块工作；而MOS管Q2是由连接在其栅极G上的使能信号OUT_EN来控制的，当上述OUT_EN为PWM脉冲信号时，上述MOS管Q2间断工作，调节上述使能信号的低电平维持时间，就可以调节上述内部加热模块的工作时间的长短，从而实现内部加热模块的功率调节。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种对雾化液进行加热的方法，其特征在于，包括如下步骤：

A)通过外部预热模块以第一功率对盛放雾化液的容器进行预热，使得所述容器及其中的所述雾化液被加热到第一设定温度；

B)判断所述外部预热模块的工作时间是否达到预设时间，如是，结束本次预热；如否，执行下一步骤；

C)维持所述外部预热模块的工作，使其以第二功率继续发热，以保持所述容器及其中的所述雾化液的温度；

其中，在所述外部预热模块开始工作后，还包括如下步骤：

D)判断是否出现抽吸气流，如是，执行下一步骤；否则，重复本步骤；

E)启动设置所述容器内的内部加热模块，使其以第三功率工作，使得通过所述通道的雾化液被加热到第二设定温度而雾化。

2.根据权利要求1所述的对雾化液进行加热的方法，其特征在于，还包括如下步骤：

在所述雾化液被加热到第一设定温度时或预热设定时间后，启动所述内部加热模块，使其以第四功率开始工作，加入对所述雾化液的预热。

3.根据权利要求2所述的对雾化液进行加热的方法，其特征在于，所述外部预热模块包括环绕所述容器的加热组件；所述内部预热模块包括设置在连接所述容器和抽吸口之间的通气管的气流通道中的加热组件。

4.根据权利要求3所述的对雾化液进行加热的方法，其特征在于，通过监测串接在所述外部预热模块的发热体和地之间的电阻两端的电压差实现对温度的检测，得到当前的雾化液的温度。

5.根据权利要求4所述的对雾化液进行加热的方法，其特征在于，通过提供以PWM脉冲波形形式存在的驱动信号，调节所述驱动信号的占空比，使得所述外部预热模块或内部加热模块中的发热体分别间断通电发热，实现所述外部预热模块或内部加热模块以不同的功率工作。

6.根据权利要求5所述的对雾化液进行加热的方法，其特征在于，所述步骤C)中，通过设置在抽吸通道中的气压传感器的输出信号来判断是否存在抽吸气流；所述气压传感器的输出端电连接到指定输入端，依据所述气压传感器的输出信号的不同电平判断是否存在抽吸气流。

7.根据权利要求6所述的对雾化液进行加热的方法，其特征在于，所述气压传感器包括具有设置在所述气流通道中的不同位置的两端，所述两端的气压具有压力差和没有压力差时输出不同电平信号的气压开关；所述气压开关设置在所述抽吸通道的进气口内。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的对雾化液进行加热的方法，其特征在于，通过触发设定的开关按键，提供启动信号，使得所述外部预热模块或内部加热模块开始进行预热。

9.一种实现如权利要求1中所述的对雾化液进行加热方法的装置，其特征在于，包括：

第一设定温度加热单元：用于通过外部预热模块以第一功率对盛放雾化液的容器进行预热，使得所述容器及其中的所述雾化液被加热到第一设定温度；

预热时间判断模块：用于判断所述外部预热模块的工作时间是否达到预设时间，如是，结束本次预热；如否，调用第一设定温度维持单元；

第一设定温度维持单元：用于维持所述外部预热模块的工作，使其以第二功率继续发热，以保持所述容器及其中的所述雾化液的温度；

抽吸判断单元：用于判断是否出现抽吸气流，如是，调用第二设定温度加热单元；

第二设定温度加热单元：用于启动设置所述容器的抽吸通道中的内部加热模块，使其以第三功率工作，使得通过所述通道的液体被加热到第二设定温度而雾化。

10.一种用于如权利要求1中所述的对雾化液进行加热方法的预热电路，其特征在于：包括：

功率开关管，所述功率开关管收到来自微控制器的输出信号控制，接通或断开发热体一端与电源正端的连接；

发热体，通电时发出热量，其一端与所述功率开关管的一个开关端连接，另一端通过检测电阻连接到地；

温度检测比较器，其输入正端和输入负端分别与所述检测电阻的两端连接，其比较输出端与所述微控制器的一个输入端电连接，将所述比较输出端的电压作为温度检测信号返回所述微控制器；

其中，所述检测电阻的电阻值远小于1欧姆。

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