一种具有温度校准接口的感应加热卷烟系统及其方法

1.本发明涉及加热不燃烧烟具技术领域，具体为一种具有温度校准接口的感应加热卷烟系统及其方法。


背景技术：

2.相关研究发现抽吸高温燃烧的传统卷烟是导致许多肺部疾病的主要病因，而烟支只需要被加热到250-350℃的范围时，其内部的抽吸有效物质就能挥发出来，所以加热不燃烧卷烟产品就是利用这一特性采用低温烘烤而非高温燃烧的方式将物质烘烤出来；在低温条件下，加热不燃烧烟草制品产生的有害物质仅为传统卷烟的5％，实验细胞毒性为传统卷烟的14％。由此可见新型加热不燃烧卷烟产品既能减少吸烟所带来的危害也能较好的保留抽吸体验；加热不燃烧卷烟的加热方式主要包括为电加热、碳加热和理化反应性加热等。电加热则是目前主流采用的加热方式，电加热又分为电阻式加热和电磁感应式加热。电阻式加热时目前国内外各个烟草企业已经应用相对成熟的加热方式但都呈现出了向电磁感应加热方式转型的趋势。
3.从已公布的专利及公开报道来看，现有的电加热卷烟产品的工作方式主要是利用锂电池给烟具供电，控制模块通过控制算法对加热元件的温度进行控制，烟草从加热元件获取热量从而使得烟草挥发出烟气，使抽吸者获得相似与传统卷烟的抽吸体验。但是现有的电加热卷烟有如下缺点：
4.在烟具长期反复使用之后温度传感器性能衰减导致控温温度偏差大，影响烟气的释放，进而影响用户的抽吸体验。


技术实现要素：

5.为解决上述背景技术中提出的问题，本发明的目的在于提供一种具有温度校准接口的感应加热卷烟系统及其方法，具备了控温效果好的优点，解决了现有的电加热卷烟在烟具长期反复使用之后温度传感器性能衰减导致控温温度偏差大，影响烟气的释放，进而影响用户抽吸体验的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有温度校准接口的感应加热卷烟系统及其方法，包括：温度校准装置和感应加热烟具；
7.所述感应加热烟具用于对抽吸卷烟提供热源；所述温度校准装置用于对感应加热烟具进行温度校准。
8.作为本发明优选的，所述感应加热烟具包括了烟具加热模块、烟具控制模块、烟具通信模块、烟具电源模块以及烟具外壳，所述烟具电源模块包括锂电池一、充电端口二和充电指示灯二，所述锂电池一通过卡扣固定安装在外壳的内部，所述烟具外壳包括烟具抽吸开关、烟具校准开关、烟具工作状态指示灯。
9.作为本发明优选的，所述温度校准装置包括了校准装置加热模块、校准装置控制模块、校准装置通信模块、校准装置电源模块以及外壳，所述校准装置电源模块包括锂电池
二、充电端口一和充电指示灯一，所述外壳包括校准装置开关和校准装置工作状态指示灯。
10.作为本发明优选的，所述烟具加热模块包括线圈、烟具加热元件以及烟具圆柱形加热腔；利用烟具控制模块的驱动信号使得线圈产生交变磁场，通过电磁感应原理使得烟具加热元件发热升温。
11.作为本发明优选的，所述烟具控制模块包括烟具嵌入式单片机、烟具电压监测模块、烟具温度转换模块、烟具信号驱动模块、烟具通信模块；所述烟具嵌入式单片机内有预先下载的控温算法程序以及通讯程序。
12.作为本发明优选的，所述烟具温度转换模块将烟具温度传感器所测得数据转换为二进制数值传输给烟具嵌入式单片机；所述烟具嵌入式单片机将转换后的温度值通过烟具通信模块传输至校准装置通信模块。
13.作为本发明优选的，所述校准装置加热模块包括电阻式加热丝，校准装置圆柱形加热腔；利用校准装置控制模块控制电压信号占空比对电阻式加热丝的电流通断进行控制从而进行温度控制，所述校准装置圆柱形加热腔内设立校准装置传感器支架。
14.作为本发明优选的，所述校准装置控制模块包括校准装置嵌入式单片机、校准装置温度转换模块、校准装置信号驱动模块和校准装置通信模块；所述校准装置嵌入式单片机内有预先下载的控温算法程序以及通讯程序。
15.作为本发明优选的，所述校准装置温度转换模块将温度传感器所测得数据转换为二进制数值传输给校准装置嵌入式单片机；所述校准装置嵌入式单片机将转换后的温度值与校准装置嵌入式单片机读取校准装置通信模块接收到的温度值进行对比。
16.作为本发明优选的，包括以下步骤：
17.步骤一：校准装置的控制模块根据预设温度对校准装置加热模块进行温度控制达到预设温度后将校准装置圆柱形加热腔罩住烟具加热元件，将安装在校准装置传感器支架上的温度传感器充分靠近烟具加热元件后静置两分钟；
18.步骤二：烟具通信模块将烟具温度传感器所测烟具加热元件温度传输至校准装置通信模块；校准装置嵌入式单片机将校准装置通信模块接收到的烟具加热元件温度数据t0和温度传感器所测的温度ts进行对比计算得到烟具所需校准补偿的温度值ta，具体公式如下：
19.ta＝t
s-t0；
20.步骤三：校准装置通信模块将校准补偿温度值ta传输回烟具通信模块，烟具嵌入式单片机对烟具温度传感器所测的温度值加上ta后进行温度补偿。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
22.1、本发明通过感应加热烟具对抽吸卷烟提供热源，再通过温度校准装置对感应加热烟具进行温度校准，从而具备了控温效果好的优点，解决了现有的电加热卷烟在烟具长期反复使用之后温度传感器性能衰减导致控温温度偏差大，影响烟气的释放，进而影响用户抽吸体验的问题，同时本发明可根据自身需求对烟具的温度进行校准，使得烟具控温温度与预设温度值的差值较小，延长用户对于烟具的使用时间，减少了因为烟具抽吸体验变差而对烟具进行更新次数，节约了资源。
附图说明
23.图1为本发明结构示意图；
24.图2为本发明结构的主视剖面图；
25.图3为本发明结构外壳的倒置主视剖面图；
26.图4为本发明结构烟具外壳的主视剖面图；
27.图5为本发明图2中a处放大结构图；
28.图6为本发明图4中b处放大结构图。
29.图中：1、温度校准装置；2、感应加热烟具；3、充电端口一；4、充电端口二；5、外壳；6、烟具外壳；7、校准装置电源模块；8、烟具电源模块；9、校准装置控制模块；10、烟具控制模块；11、校准装置通信模块；12、校准装置嵌入式单片机；13、校准装置温度转换模块；14、校准装置信号驱动模块；15、烟具信号驱动模块；16、烟具温度转换模块；17、烟具电压监测模块；18、烟具嵌入式单片机；19、烟具通信模块；20、温度传感器；21、烟具温度传感器；22、电阻式加热丝；23、线圈；24、烟具加热元件；25、校准装置圆柱形加热腔；26、校准装置传感器支架；27、充电指示灯一；28、充电指示灯二；29、烟具圆柱形加热腔；30、锂电池一；31、锂电池二；32、烟具加热模块；33、校准装置加热模块；34、烟具抽吸开关；35、烟具校准开关；36、烟具工作状态指示灯；37、校准装置开关；38、校准装置工作状态指示灯。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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做出创造性劳动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。
31.如图1至图6所示，本发明提供的一种具有温度校准接口的感应加热卷烟系统及其方法，包括：温度校准装置1和感应加热烟具2；
32.感应加热烟具2用于对抽吸卷烟提供热源；温度校准装置1用于对感应加热烟具2进行温度校准。
33.参考图4，感应加热烟具2包括了烟具加热模块32、烟具控制模块10、烟具通信模块19、烟具电源模块8以及烟具外壳6，烟具电源模块8包括锂电池一30、充电端口二4和充电指示灯二28，锂电池一30通过卡扣固定安装在外壳5的内部，烟具外壳6包括烟具抽吸开关34、烟具校准开关35、烟具工作状态指示灯36。
34.作为本发明的一种技术优化方案，锂电池一30为整个系统提供电能，充电端口二4设置在外壳,5的外底部采用通用的type-c接口；充电指示灯二28位于外壳5外底部，根据其灯色显示充电状态。
35.参考图2，温度校准装置1包括了校准装置加热模块33、校准装置控制模块9、校准装置通信模块11、校准装置电源模块7以及外壳5，校准装置电源模块7包括锂电池二31、充电端口一3和充电指示灯一27，外壳5包括校准装置开关37和校准装置工作状态指示灯38。
36.作为本发明的一种技术优化方案，烟具控制模块10位于锂电池一30上端。所诉烟具控制模块10包括烟具嵌入式单片机18、烟具电压监测模块17、烟具温度转换模块16、烟具信号驱动模块15、烟具通信模块19；烟具嵌入式单片机18为烟具控制模块10的核心，实现控
制烟具的功能：可以控制烟具信号驱动模块15输出信号占空比，烟具温度转换模块16对于温度传感器21的数值转换，控制烟具通信模块19与校准装置通信模块11之间的数据传输，烟具信号驱动模块15的输出信号控制烟具加热模块32的功率。烟具电压监测模块17实时监测锂电池一30的电压，温度传感器21实时监测烟具加热元件24当前的温度值，通过与设定温度值的差值确定烟具信号驱动模块15的输出信号占空比控制线圈23电流，从而控制加热功率。
37.参考图2，烟具加热模块32包括线圈23、烟具加热元件24以及烟具圆柱形加热腔29；利用烟具控制模块10的驱动信号使得线圈23产生交变磁场，通过电磁感应原理使得烟具加热元件24发热升温。
38.作为本发明的一种技术优化方案，温度传感器21安装在烟具圆柱形加热腔29的底部与烟具加热元件24直接接触。
39.参考图2，烟具控制模块10包括烟具嵌入式单片机18、烟具电压监测模块17、烟具温度转换模块16、烟具信号驱动模块15、烟具通信模块19；烟具嵌入式单片机18内有预先下载的控温算法程序以及通讯程序。
40.作为本发明的一种技术优化方案，烟具嵌入式单片机18为烟具控制模块10的核心，实现控制烟具的功能：可以控制烟具信号驱动模块15输出信号占空比，烟具温度转换模块16对于温度传感器21的数值转换，控制烟具通信模块19与校准装置通信模块11之间的数据传输，烟具信号驱动模块15的输出信号控制烟具加热模块32的功率。烟具电压监测模块17实时监测锂电池一30的电压。温度传感器21实时监测烟具加热元件24当前的温度值，通过与设定温度值的差值确定烟具信号驱动模块15的输出信号占空比控制线圈23电流，从而控制加热功率，烟具通信模块19焊接在烟具控制模块10上，用来实现感应加热烟具2和校准装置1之间的数据传输，数据包括了感应加热烟具温度值以及烟具所需校准的温度值。
41.参考图2，烟具温度转换模块16将烟具温度传感器21所测得数据转换为二进制数值传输给烟具嵌入式单片机18；烟具嵌入式单片机18将转换后的温度值通过烟具通信模块19传输至校准装置通信模块11。
42.作为本发明的一种技术优化方案，温度传感器20和烟具温度传感器21均采用k型热电偶温度传感器。
43.参考图3，校准装置加热模块33包括电阻式加热丝22，校准装置圆柱形加热腔25；利用校准装置控制模块9控制电压信号占空比对电阻式加热丝22的电流通断进行控制从而进行温度控制，校准装置圆柱形加热腔25内设立校准装置传感器支架26。
44.作为本发明的一种技术优化方案，为使得温度传感器20更加接近于烟具加热元件24使得所测温度更加准确的接近于烟具加热元件24的温度值，在校准装置圆柱形加热腔25内设立校准装置传感器支架26；校准装置传感器支架26以校准装置圆柱形加热腔25的中心轴对称，每一个校准装置传感器支架26上装有三个温度传感器20。
45.参考图3，校准装置控制模块9包括校准装置嵌入式单片机12、校准装置温度转换模块13、校准装置信号驱动模块14和校准装置通信模块11；校准装置嵌入式单片机12内有预先下载的控温算法程序以及通讯程序。
46.作为本发明的一种技术优化方案，校准装置嵌入式单片机12为校准装置控制模块9的核心，实现控制校准装置的功能：可以控制校准装置信号驱动模块14输出信号占空比，
校准装置温度转换模块13对于温度传感器20的数值转换，控制校准装置通信模块11与烟具通信模块19之间的数据传输。温度传感器20安装在校准装置传感器支架26上实时监测烟具加热元件24当前的温度值，通过与设定温度值的差值确定校准装置信号驱动模块14的输出信号占空比控制加热丝内的电流通断以达到控温的目的。
47.参考图3，校准装置温度转换模块13将温度传感器20所测得数据转换为二进制数值传输给校准装置嵌入式单片机12；校准装置嵌入式单片机12将转换后的温度值与校准装置嵌入式单片机12读取校准装置通信模块11接收到的温度值进行对比。
48.作为本发明的一种技术优化方案，校准装置通信模块11焊接在校准装置控制模块9上，用来实现校准装置1和感应加热烟具2之间的数据传输，数据传输包括感应加热烟具温度值以及烟具所需校准的温度值。
49.参考图2，包括以下步骤：
50.步骤一：校准装置1的校准装置控制模块9根据预设温度对校准装置加热模块33进行温度控制达到预设温度后将校准装置圆柱形加热腔25罩住烟具加热元件24，将安装在校准装置传感器支架26上的温度传感器20充分靠近烟具加热元件24后静置两分钟；
51.步骤二：烟具通信模块19将烟具温度传感器21所测烟具加热元件24温度传输至校准装置通信模块11；校准装置嵌入式单片机12将校准装置通信模块11接收到的烟具加热元件24温度数据t0和温度传感器20所测的温度ts进行对比计算得到烟具所需校准补偿的温度值ta，具体公式如下：
52.ta＝t
s-t0；
53.步骤三：校准装置通信模块11将校准补偿温度值ta传输回烟具通信模块19，烟具嵌入式单片机18对烟具温度传感器21所测的温度值加上ta后进行温度补偿。
54.本发明的工作原理及使用流程：使用时，使用者先将校准装置圆柱形加热腔25置入烟具圆柱形加热腔29之中使得校准装置圆柱形加热腔25上顶面和烟具圆柱形加热腔29内底面贴合，再按下感应加热烟具外壳6上的烟具校准开关35和校准装置外壳5上的校准装置开关37，烟具工作状态指示灯36和校准装置工作状态指示灯38显示校准状态后静置两分钟后烟具温度传感器21采集的加热元件温度通过烟具通信模块19传输至校准装置通信模块11，校准装置嵌入式单片机12读取校准装置通信模块11接收到的温度数据后与校准装置温度传感器20采集的温度数据进行比较运算得到ta，校准装置通信模块11将ta发送给烟具通信模块19，烟具嵌入式单片机18读取烟具通信模块19接收到的ta设置写入温度转换程序中进行校准，烟具工作状态指示灯36和校准装置工作状态指示灯38显示状态转换时校准完成。
55.综上所述：该具有温度校准接口的感应加热卷烟系统及其方法，通过感应加热烟具2对抽吸卷烟提供热源，再通过温度校准装置1对感应加热烟具进行温度校准，从而具备了控温效果好的优点，解决了现有的电加热卷烟在烟具长期反复使用之后温度传感器性能衰减导致控温温度偏差大，影响烟气的释放，进而影响用户抽吸体验的问题。
56.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要
素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
57.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。