一种雾化方法及雾化器与流程

本发明涉及雾化领域，更具体地，涉及一种雾化方法及雾化器。

背景技术：

雾化器有着很广泛的应用，如空气加湿、医用上呼吸道治疗仪，电子烟等。

现有技术中并没有对雾化器内的雾化物质的有无进行实时监控的方案，不仅影响使用体验效果，而且雾化器的发热组件在得电后，如果雾化物质不存在，容易发生电极的过热或干烧现象，造成发热组件损坏。

技术实现要素：

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的。

根据本发明的另一个方面，提供一种雾化方法，包括：

对电极施加电压后，测量电极的电容或者热响应时间来实时判断雾化过程是否存在雾化物质。

根据本发明的一个方面，提供一种雾化器，包括：外壳、电极、腔体和控制电路；

控制电路实时测量电极的电容或者热响应时间，判断腔体内是否有雾化物质。

本发明实施例提出一种雾化方法及雾化器，完全通过电极实现雾化物质有无监测的功能，结构简单。

附图说明

图1为本发明提供的一种雾化器的电极的第一实施例的结构框图；

图2为本发明提供的一种雾化器的电极的第二实施例的结构框图；

图3为本发明提供的一种雾化器的电极的第三实施例的结构框图；

图4(a)为本发明提供的一种雾化器中测量电极的模型的实施例一的示意图；

图4(b)为图4(a)的等效电路图；

图5(a)为本发明提供的一种雾化器中测量电极的模型的实施例二的示意图；

图5(b)为图5(a)的等效电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

雾化过程可以为对电极加热来汽化腔体内液体的过程，一般对电极施加电压使其加热后，并不会对腔体内液体是否汽化进行监控，电极开始加热而液体不存在，不仅影响使用效果，而且容易产生电极的过热或干烧现象，造成发热组件损坏的情况。

针对上述问题，本发明提供的一种雾化方法的实施例中，对电极施加电压后，测量电极的电容或者热响应时间来实时判断雾化过程是否存在雾化物质。

直接通过测量雾化器的电极的电容或者热响应时间来实时判断雾化过程是否存在雾化物质，而电极的制作材料、形状和位置不受限制，电极的制作材料可以为金属等具有导电功能的材料。形状可以是多种类型，如直线、曲线以及折线等。位置可以位于雾化腔体的任何面上。

本发明实施例提出一种雾化方法，不需要增加任何其他结构，完全通过电极实现雾化物质有无监测的功能，结构简单。

优选的，对电极施加电压后，还实时测量电极的电阻，根据该电阻的变化判断温度的变化，在温度超过设定范围时，改变对电极施加的电压的输出功率，实现对温度的实时控制。

根据电阻的温度系数，判断电阻的阻值对应的当前温度。根据雾化物的种类特性，设定雾化物质雾化的最佳温度范围，当根据阻值判断当前温度超过了该温度范围的上限时，减小对电极施加的电压的输出功率，当根据阻值判断当前温度低于该温度范围的下限时，增加对电极施加的电压的输出功率，并实时判断改变功率后温度是否在设定范围内。

优选的，测量电极的电容判断是否存在雾化物质的过程包括：对电极施加交流电压，测量电极的阻抗谱，具体实施中，该交流电压的幅值很小，几乎不产生热量。通过建模实现对电极的物质介电参数的测量，判断腔体内是否有雾化物质。具体的，测量电极的模型可以等效为电容c和电阻r的并联，通过阻抗谱可以很容易的求出电阻r和电容c的值，通过电容c的变化可以知道腔体内是否有雾化物质。

进一步的，对电极同时施加交流电压和加热电压，加热电压的电压大于交流电压，通过测量电极的等效模型的电阻r的变化可以知道温度的变化，当温度变化超过设定范围时，通过改变电极的加热电压的输出功率来改变雾化温度。

对电极同时施加交流电压和加热电压，对电极施加小幅值交流电压用于测量电极的阻抗谱，对电极施加加热电压用于电极发热，加热电压的幅值远大于交流电压，提取对电极施加小幅度交流电压的测量结果，得到电极的阻抗谱，进而得到电极的电阻和电容，根据电极的电阻值实时判断温度是否在合适范围内，根据电极的电容值实时判断是否存在雾化物质。

优选的，测量电极的热响应时间判断是否存在雾化物质的过程包括：对电极施加矩形脉冲电压，实时测量电极的电流信号，根据电流信号脉冲的上升时间和下降时间来判断雾化过程是否有雾化物质。

进一步的，通过测量电流信号的大小变化可以知道温度的变化，当温度变化超过设定范围时，通过改变施加的矩形脉冲电压的脉冲宽度来改变雾化温度。

对电极施加矩形脉冲电压，根据电流信号脉冲的上升时间和下降时间来判断雾化过程是否有雾化物质，利用高电压对电极进行加热，在脉冲电压为低电压时测量高电压加热后的实时温度，实时判断温度是否在合适范围内，当判断当前温度超过了该温度范围的上限时，减小对电极施加的矩形脉冲电压的脉冲宽度，当判断当前温度低于该温度范围的下限时，增大对电极施加的矩形脉冲电压的脉冲宽度，并实时判断改变功率后温度是否在设定范围内。

本发明提供的一种雾化方法，完全通过电极实现集成加热、温度监控和雾化物质有无监测的所有功能。

本发明还提供了一种雾化器的实施例，该雾化器包括外壳、电极、腔体和控制电路，控制电路对电极施加电压后，电极通过电热效应对腔体进行加热，控制电路实时测量电极的电容或者热响应时间判断腔体内是否有雾化物质。

直接通过测量雾化器的电极的电容或者热响应时间来实时判断雾化过程是否存在雾化物质，而电极的制作材料、形状和位置以及外壳腔体的材料和形状还有腔体的形状不受限制，本发明提供的电极的制作材料可以为金属等具有导电功能的材料。电极形状可以是多种类型，如直线、曲线以及折线等。位置可以位于雾化腔体的任何面上。外壳材料可以为硅、玻璃、石英灯等耐高温材料。

本发明提供的一种雾化器，完全通过电极实现集成加热和雾化物质有无监测的功能，结构简单，并且基于mems工艺制作，微型化，体积小，能够迅速的将温度升高。

优选的，本发明提供的一种雾化器，控制电路还实时测量电极的电阻值，根据该电阻值进行温度的判断，在温度超过设定范围时，通过控制电路控制改变对电极施加的电压的输出功率，实现对雾化器的温度的实时控制。

根据电阻的温度系数，判断电阻的阻值对应的当前温度。根据雾化物的种类特性，设定雾化物质雾化的最佳温度范围，当根据阻值判断当前温度超过了该温度范围的上限时，减小对电极施加的电压的输出功率，当根据阻值判断当前温度低于该温度范围的下限时，增加对电极施加的电压的输出功率，并实时判断改变功率后温度是否在设定范围内。

本发明提供的一种雾化器，完全通过电极实现集成加热、测温和雾化物质有无监测的所有功能。

优选的，本发明提供的一种雾化器的电极的数量可以为一个或多个。

电极的数量为三个及以上时，电极包括第一电极、第二电极和第三电极，通过对第一电极、第二电极和第三电极分别施加适宜的电压，分别进行腔体的加热、温度的测量以及雾化物质有无的判断。

电极的数量为一个或两个时，电极包括第一电极、第二电极和第三电极中的任意一个或两个，其中一个电极需要集成腔体的加热、温度的测量以及雾化物质有无的判断三项中全部或者两项的功能。

如图1所示为本发明提供的一种雾化器的电极的第一实施例的结构框图，由图1可知，本发明提供的一种雾化器的电极的第一优选实施例中，电极包括第一电极、第二电极和第三电极，第一电极为加热电极，第二电极为测温电极，第三电极为物质测量电极。其中图1给出的实施例中，包含两个物质测量电极。

控制电路通过对第一电极施加电压对腔体进行加热后，腔体内温度上升。

控制电路通过实时测量该第二电极的电阻，得到腔体内的实时温度，当温度超过设定范围时，控制电路通过改变第一电极的施加的电压的输出功率来改变腔体内的温度。

控制电路通过实时测量第三电极的阻抗谱或者热响应时间判断腔体内是否有雾化物质。

如图2所示为本发明提供的一种雾化器的电极的第二实施例的结构框图，由图2可知，本发明提供的一种雾化器的第二优选实施例中，电极的数量为两个，包括第一电极和第二电极，该第一电极为集成加热功能和测温功能的加热/测温电极，第二电极为物质测量电极，图2给出的实施例中，包含两个物质测量电极。

控制电路对第一电极施加矩形脉冲电压，高电压时驱动该第一电极对腔体进行加热后，腔体内温度上升，低电压时控制电路通过实时测量该第一电极的电阻，得到腔体内的实时温度，当温度超过设定范围时，控制电路通过改变第一电极的施加的电压的高电压占比来实现对电压的输出功率的控制，从而改变腔体内的温度。

控制电路通过实时测量第二电极的阻抗谱或者热响应时间判断腔体内是否有雾化物质。

如图3所示为本发明提供的一种雾化器的电极的第三实施例的结构框图，由图3可知，本发明提供的一种雾化器的第三优选实施例中，电极的数量为两个，电极包括第一电极和第二电极，该第一电极为加热电极，第二电极为集成测温功能和物质测量功能的测温/物质测量电极。

控制电路通过对第一电极施加电压对腔体进行加热后，腔体内温度上升。

本发明实施例中，控制电路通过实时测量第二电极的阻抗谱来判断腔体内温度的变化以及是否有雾化物质。

具体的，控制电路施加交流信号测量该第二电极的阻抗谱，通过建模实现对电阻参数和物质介电参数的测量，如图4(a)所示为本发明提供的一种雾化器中测量电极的实施例一的模型的示意图，图4(b)为图4(a)的等效电路图，由图4(a)和图4(b)可知，测量该第二电极的模型可以等效为电容c和电阻r的并联。通过阻抗谱可以很容易的求出电阻r和电容c的值。通过电阻r的变化可以知道温度的变化，当温度变化超过设定范围时，控制电路通过改变第一电极的施加电压的输出功率来改变腔体内的温度；通过电容c的变化可以知道腔体内是否有雾化物质。

进一步的，电极的数量可以为一个，电极包括第一电极，该第一电极为集成加热功能、测温功能和物质测量功能的加热/测温/物质测量电极。

控制电路可以通过热响应时间来判断腔体内是否有雾化物质。

控制电路对第一电极施加矩形脉冲电压对腔体进行加热后，腔体内温度上升。

如图5(a)所示为本发明提供的一种雾化器中测量电极的实施例二的模型的示意图，图5(b)为图5(a)的等效电路图，由图5(a)和图5(b)可知，测量该第一电极的模型可以等效为电容c和电阻r的并联，控制电路对该第一电极施加矩形脉冲电压实时测量电极的电流信号，通过测量电流信号的大小变化可以知道温度的变化，当温度变化超过设定范围时，控制电路通过改变施加的矩形脉冲电压的脉冲宽度改变腔体内的温度；通过测量电流信号脉冲的上升时间和下降时间可以知道腔体内是否有雾化物质。

进一步的，控制电路也可以通过实时测量该第一电极的阻抗谱来判断腔体内是否有雾化物质。具体的，对该第一电极施加较大的加热电压进行加热，同时施加较小的交流电压，对电极施加的交流电压所测量的数据进行提取计算该第一电极的阻抗谱，测量得到等效电路的电阻值和电容值判断温度的变化以及是否有雾化物质，当判断温度变化超过设定范围时，控制电路通过改变施加到第一电极的加热电压的输出功率来改变腔体内的温度。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。