一种低温烟具的自动控制方法与流程

本发明属于低温烟具技术领域，尤其涉及一种低温烟具的自动控制方法。

背景技术：

传统卷烟需通过明火点燃燃烧产生烟草烟雾，烟草在高温和裂解的过程中释放对人体有害混合物质达数千种，由存在于气体中的挥发物和存在于颗粒中的半挥发物及非挥发物组成，如一氧化碳、酚类、醛类、尼古丁(烟碱)、烟焦油等，而低温烘焙型烟草制品可大幅度降低有害物质产生，更加健康。

目前市场上的低温烘焙型烟草制品基本上使用包围加热和中心加热技术，低温烘焙型烟草制品的发烟材料位于烟支内部，发热体位于器具内部，由电池提供能源。使用时，用户将烟支装入低温烟具，打开烟具上的开关，pcb控制板控制电池向发热体供电，使发热体加热，当温度场达到预设值范围，pcb控制板控制电池的供给电流，使发热体提供恒定的温度场，同时保持一个固定时间(用户抽吸烟支的时间)，当时间到达后，pcb控制板控制发热体供电电流断开，控制低温烟具及时关闭，表示一支烟已抽完。但是，由于不同用户的抽吸频率以及烟草配方的差异性，在恒定时间内抽吸口数、烟草释放烟雾及相关物质的总量不一样，导致在恒定时间内不能准确判断用户是否已经抽完一支烟，使得不同用户对于低温烟具的体验不一样。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种低温烟具的自动控制方法，通过检测低温烟具出烟口或进气口的温度变化，来统计用户的抽吸次数，进而判断烟支是否燃烧完毕，从而在用户抽完一根烟支时，控制低温烟具及时关闭，避免能源浪费，同时保证用户安全。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种低温烟具的自动控制方法，包括以下步骤：

步骤1：当低温烟具启动时，将抽吸计数值c1初始化为0；

步骤2：检测低温烟具发热体的温度t1；

步骤3：当发热体温度t1大于发热体设定温度t01时，断开发热体供电电流，返回步骤2；当发热体温度t1小于或等于发热体设定温度t01时，保持发热体供电，执行步骤4；

步骤4：检测低温烟具预设位置的温度t2；

步骤5：经过预设时间间隔△t后，检测低温烟具预设位置的温度t3；

步骤6：计算所述温度t3和温度t2的温差绝对值△t；

步骤7：当所述温差绝对值△t小于预设位置设定温度t02时，返回步骤4，当所述温差绝对值△t大于或等于预设位置设定温度t02时，所述抽吸计数值c1加一，执行步骤8；

步骤8：当c1小于预设抽吸次数c0时，返回步骤4；当c1大于或等于所述预设抽吸次数c0时，切断低温烟具电源，断开发热体供电电流，关闭所述低温烟具；

其中，所述低温烟具预设位置为低温烟具出烟口或低温烟具进气口。

在本发明中，用户在使用时，首先按压控制开关启动低温烟具，此时低温烟具自动将抽吸计数值c1进行初始化归零，之后先检测低温烟具发热体的温度t1，当发热体温度t1大于发热体设定温度t01时，断开发热体供电电流，返回步骤2；当发热体温度t1小于或等于发热体设定温度t01时，保持发热体供电，执行步骤4，这样保证了低温烟具是正常使用的；然后按照预设时间间隔△t定时检测出烟口(或进气口)温度，然后计算相邻时间点采集到的出烟口(或进气口)温度t2和t3的温差绝对值△t，当温差绝对值△t小于预设位置设定温度t02时，说明在本次时间间隔△t之间，用户并没有完成吸一口烟的动作，故返回步骤4，继续检测低温烟具出烟口(或进气口)的温度；当温差绝对值△t大于或等于预设位置设定温度t02时，则说明在本次时间间隔△t之间，用户完成了吸一口烟的动作，所以用于记录用户吸烟口数的抽吸计数值c1的数值需要加一，以记录用户的本次吸烟动作。因为每一支烟的出烟口数是确定的，根据烟支品种确定对应的出烟口数，将该出烟口数作为预设抽吸次数c0，当抽吸计数值c1大于或等于预设抽吸次数c0时，说明存在极大可能性用户已经吸完了一支香烟，所以此时自动切断低温烟具电路，断开发热体供电电流，关闭低温烟具。

本发明利用低温烟具的出烟口(或进气口)的温度变化，来判定用户是否完成一次抽吸动作。

当将烟支插入低温烟具并启动对其加热，烟具的发热体开始升温，同时烟具本身也开始缓慢升温，烟具的出烟口的温度缓慢提升，这种状态下，温度的提升过程较为平缓，固定间隔时间所测量的温度的差值也较小。当用户开始抽吸，烟支加热后的烟气在用户的抽吸力的作用下从出烟口流出，因为出烟口流出烟气的温度明显比不抽烟时出烟口处的温度高(正常情况会高10-50度)，故通过检测出烟口的温差变化，可以判断出用户是否有抽吸动作。(当预设的温度检测位置为低温烟具的进气口时，当用户启动加热后，进气口的温度会随着烟具的升温而升高。当用户开始抽吸时，低温烟具外部的空气通过进气口进入到烟具中，此时进气口的温度会降低，此温差也能反映出用户的抽吸过程。)

当判断用户有一次抽吸动作时，将抽吸计数值c1进行累加(记录抽吸计数值)，并判断c1是否大于预设值c0，即判断用户抽了几口，是否达到了每根烟的抽吸次数上限，当c1≥c0时，说明用户抽吸的口数已经等于或超过了一支烟的出烟口数，此时便可控制切断电源，确保电源不再向发热体供电，节省能源。同时保证用户安全。若用户需要连续的抽吸第二、第三支烟时，将烟支插入到烟具中，只需再次按压控制开关键启动加热功能即可进行下一次的抽吸循环。

进一步的，采用热敏电阻检测所述发热体的温度t1和所述低温烟具预设位置的温度t2。

分别在发热体的外壁和低温烟具出烟口(或进气口)设置热敏电阻，可以在准确采集温度值的同时，有效控制生产成本，适合商业推广。

进一步的，所述发热体设定温度t01的取值范围为200℃～260℃。

发热体设定温度t01的具体取值是根据不同的烟支来进行调整的，不同的低温烟具匹配不同的烟支。

进一步的，所述预设时间间隔△t的取值范围为0.5s～10s。

根据统计调查，用户在吸烟时，一般每次抽吸动作的时间间隔大致在0.5秒至10秒之间，故本发明方案的温度采样时间间隔的取值范围也设置为0.5秒至10秒之间，便于准确地获取出烟口温度。

进一步的，所述预设位置设定温度t02的取值范围为10℃～50℃。

根据统计调查，用户的每一次抽吸动作，正常情况下会导致出烟口(或进气口)温度在10℃至50℃之间变化，故本发明方案将预设温度t02的取值范围设定为10℃至50℃，便于准确判断用户是否进行了抽吸动作。

进一步的，所述预设抽吸次数c0根据烟支品种确定。

因为不同香烟的烟支的可抽吸次数是确定的，故需要根据烟支品种确定预设抽吸次数，从而更加精确地判断用户是否吸完了一根香烟。

市面上在售的低温烟具，都需要匹配固定的烟支，目前还没有出现可以匹配多种烟支的烟具，所以，烟具才会通过设定抽吸口数来控制关闭加热。抽吸时的温度变化，是非常明显的，不会出现因抽吸量的大小所致的温差变化不同，而导致判断不精确。

抽吸到一定的口数后，停止加热，也是一种保护措施，避免发热体在非必要情形下长时间工作，导致能源消耗浪费。

进一步的，一种带自动控制装置的低温烟具，包括用作烟具机身的外壳体、加热腔、设置在加热腔内的至少一个发热体、pcb控制板、电池以及热敏电阻；所述电池、pcb控制板设置在外壳体内；所述加热腔的至少一端与外壳体的外部空间连通；在加热腔的进气口或者出烟口处设有热敏电阻；在所述外壳体上还设置有控制开关；所述pcb控制板与发热体、电池、热敏电阻以及控制开关电连接；

所述低温烟具利用上述的自动控制方法进行控制。

有益效果：

本发明公开了一种低温烟具的自动控制方法，先对发热体的温度进行检测和判断，根据发热体的温度判断低温烟具是否达到正常的使用温度，保证了低温烟具的正常使用和用户的安全；然后利用低温烟具的出烟口(或进气口)的温度变化，来判定用户是否完成了一次抽吸动作。当用户的抽吸动作次数达到或超过烟支的出烟口数时，自动切断低温烟具电源，关闭低温烟具，节省能源，保证用户安全。当用户需要抽吸第二支香烟时，只需再次按压控制开关键启动低温烟具即可。本发明方案改造难度小，控制流程精准有效，适合商业推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种低温烟具的自动控制方法的控制原理流程图；

图2是本发明一种低温烟具的自动控制方法的实际操作控制流程图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明所提供的一种低温烟具的自动控制方法，包括以下步骤：

步骤1：当低温烟具启动时，将抽吸计数值c1初始化为0；

步骤2：检测低温烟具发热体的温度t1；

步骤3：当发热体温度t1大于发热体设定温度t01时，断开发热体供电电流，返回步骤2；当发热体温度t1小于或等于发热体设定温度t01时，保持发热体供电，执行步骤4；

步骤4：检测低温烟具预设位置的温度t2；

步骤5：经过预设时间间隔△t后，检测低温烟具预设位置的温度t3；

步骤6：计算温度t3和温度t2的温差绝对值△t；

步骤7：当温差绝对值△t小于预设位置设定温度t02时，返回步骤4，当温差绝对值△t大于或等于预设位置设定温度t02时，抽吸计数值c1加一，执行步骤8；

步骤8：当c1小于预设抽吸次数c0时，返回步骤4；当c1大于或等于预设抽吸次数c0时，切断低温烟具电源，断开发热体供电电流，关闭低温烟具。

在本实施例中，低温烟具预设位置为低温烟具出烟口。

用户在使用时，首先按压控制开关启动低温烟具，此时低温烟具自动将抽吸计数值c1进行初始化归零，之后先检测低温烟具发热体的温度t1，当发热体温度t1大于发热体设定温度t01时，断开发热体供电电流，返回步骤2；当发热体温度t1小于或等于发热体设定温度t01时，保持发热体供电，执行步骤4；然后按照预设时间间隔△t定时检测出烟口温度，然后计算相邻时间点采集到的出烟口温度t2和t3的温差绝对值△t，当温差绝对值△t小于预设位置设定温度t02时，说明在本次时间间隔△t之间，用户并没有完成吸一口烟的动作，故返回步骤4，继续检测低温烟具出烟口的温度；当温差绝对值△t大于或等于预设位置设定温度t02时，则说明在本次时间间隔△t之间，用户完成了吸一口烟的动作，所以用于记录用户吸烟口数的抽吸计数值c1的数值需要加一，以记录用户的本次吸烟动作。因为每一支烟的出烟口数是确定的，根据烟支品种确定对应的出烟口数，将该出烟口数作为预设抽吸次数c0，当抽吸计数值c1大于或等于预设抽吸次数c0时，说明存在极大可能性用户已经吸完了一支香烟，所以此时自动切断低温烟具电路，断开发热体供电电流，关闭低温烟具。

如图2所示，本发明中低温烟具的实际操作控制过程，开机启动低温烟具后，pcb控制板上的单片机被激活，开始检测是否启动开始加热程序，若是控制程序开始执行命令，开始向发热体供热；若否，则返回。同时，初始化计数次数c1。

接下来，pcb控制板检测发热体的温度t1，然后程序判断t1是否小于等于发热体设定温度t01，若否，则pcb控制板停止输出电流至发热体，然后返回pcb控制板检测发热体的温度t1的步骤；若是，则pcb控制板输出电流至发热体，使其持续加热，并同时检测计数温度传感器值r1(即热敏电阻)，之后初始化计数温度传感器r0，并执行判断单位时间内△t，即热敏电阻值差△r＝|r-r0|>预设值r1，若否，则返回上一步；若是，则计数次数c1累计加一，之后判断计数次数c1是否大于等于预设抽吸次数c0，若否，则返回检测计数温度传感器值r的步骤；若是，则pcb控制板停止向发热体供热，之后结束。

本发明中，温度值及温度差的测量，从原理层次上看，是以热敏电阻的阻值及阻值差来确定的，反映到程序控制上，则是以热敏电阻的电压及电压差，来编写程序。图2中以阻值r代替温度值t，是从技术的角度描述。

综上所述，本发明实施例公开了一种低温烟具的自动控制方法，利用低温烟具的出烟口的温度变化，来判定用户是否完成了一次抽吸动作。当用户的抽吸动作次数达到烟支的出烟口数时，自动切断低温烟具电源，关闭低温烟具，节省能源，保证用户安全。当用户需要抽吸第二支香烟时，只需再次按压控制开关键启动低温烟具即可。本发明方案改造难度小，控制流程精准有效，适合商业推广。

以上所述的具体实施方式，对本发明的技术领域、背景、目的、方案和有益效果做了进一步的详细说明，所应理解的是，本实施方式仅为本发明的优选方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，做出的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。