一种射频加热烟具的阻抗匹配方法、装置及电子设备与流程

1.本技术涉及射频加热技术领域，具体而言，涉及一种射频加热烟具的阻抗匹配方法、装置及电子设备。


背景技术：

2.加热不燃烧烟草主要采用电加热的方式，电加热的器具由于通过加热体受热并将热量传导给烟草本体，会存在烟丝加热不充分或者过烫的问题。因此，目前出现有通过射频进行电场加热的烟支器具，这种方式显著降低了外部表面不必要的过热或燃烧的可能性，以及仅局部加热被加热材料的内部部分的风险。插入烟具内的烟草材料的主体将被直接加热，不需要表面受热后通过温度梯度将热量由外向内的传导，显著降低了表面不必要的过热甚至焦糊的可能性。此外，射频加热因为使用较长的波长，能够使得物体被更均匀的加热。
3.然而，由于加热不燃烧烟草被置于器具内的两个极板间，当在两个电极间施加相应的射频功率时，射频电源和烟支负载会各自形成谐振电路。烟支负载的谐振阻抗特性取决于加热不燃烧烟草的物理特性，而不同的加热不燃烧烟支具有不同的阻抗，导致实际使用过程中烟具射频电源与烟支负载所形成的两个谐振电路的阻抗不匹配，进而使得烟具无法达到最佳的功率使用效率。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本技术实施例提供了一种射频加热烟具的阻抗匹配方法、装置及电子设备。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种射频加热烟具的阻抗匹配方法，所述方法包括：当检测到目标烟支插入时，获取射频电源的参数信息；控制所述射频电源向极板传输预设测量电流，基于所述参数信息计算所述预设测量电流对应的测量工作功率，并基于所述测量工作功率确定所述目标烟支的负载阻抗；当所述负载阻抗与所述射频电源的电源阻抗不匹配时，基于所述负载阻抗生成调整信息，用以调整所述射频电源的交流电频率直至所述负载阻抗与所述电源阻抗匹配。
6.优选的，所述当检测到目标烟支插入时，获取射频电源的参数信息，包括：接收第一控制指令，响应所述第一控制指令并启动烟具的射频电源；控制极板间产生第一电场强度的电场，并监测极板间的实时电场强度；当所述实时电场强度小于所述第一电场强度时，确定目标烟支插入，获取所述射频电源的参数信息。
7.优选的，所述参数信息包括额定电压；所述控制所述射频电源向极板传输预设测量电流，基于所述参数信息计算所述预设测量电流对应的测量工作功率，并基于所述测量工作功率确定所述目标烟支的负载阻
抗，包括：控制所述射频电源向极板传输预设测量电流，基于所述预设测量电流与额定电压计算得到测量工作功率；基于所述测量工作功率与所述额定电压确定所述目标烟支的负载阻抗。
8.优选的，所述参数信息还包括所述电源阻抗；所述当所述负载阻抗与所述射频电源的电源阻抗不匹配时，基于所述负载阻抗生成调整信息，用以调整所述射频电源的交流电频率直至所述负载阻抗与所述电源阻抗匹配，包括：当所述负载阻抗与所述电源阻抗不匹配时，基于所述负载阻抗与所述射频电源的交流电频率确定所述目标烟支的烟草电容，并根据所述烟草电容生成负载阻抗与交流电频率的第一映射关系；基于所述第一映射关系生成调整信息，用以调整所述交流电频率直至所述负载阻抗与所述电源阻抗匹配。
9.优选的，所述当检测到目标烟支插入时，获取射频电源的参数信息之后，还包括：初始化所述交流电频率。
10.优选的，所述方法还包括：识别所述目标烟支对应的烟支种类识别码，记录所述烟支种类识别码与所述调整信息的第二映射关系；当再次识别到所述烟支种类识别码时，基于所述第二映射关系获取所述调整信息，并响应所述调整信息。
11.优选的，所述方法还包括：获取所述射频电源对应的频率可调范围；当所述调整信息对应的所述交流电频率超出所述频率可调范围时，基于频率可调范围优化所述调整信息。
12.第二方面，本技术实施例提供了一种射频加热烟具的阻抗匹配装置，所述装置包括：获取模块，用于当检测到目标烟支插入时，获取射频电源的参数信息；控制模块，用于控制所述射频电源向极板传输预设测量电流，基于所述参数信息计算所述预设测量电流对应的测量工作功率，并基于所述测量工作功率确定所述目标烟支的负载阻抗；调整模块，用于当所述负载阻抗与所述射频电源的电源阻抗不匹配时，基于所述负载阻抗生成调整信息，用以调整所述射频电源的交流电频率直至所述负载阻抗与所述电源阻抗匹配。
13.第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式提供的方法的步骤。
14.第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式提供的方法。
15.本发明的有益效果为：由于不同烟支的谐振负载特性不同，且烟支内的烟草一般为多种类型的烟草混合，难以预先对谐振负载特性进行确定，导致不同烟支的负载阻抗难以预先确定。故本技术通过在目标烟支插入器具内后，根据极板间的测量工作功率来计算确定目标烟支具体的负载阻抗，进而通过调整射频电源的交流电频率来调整负载阻抗，使其与电源阻抗匹配，达到最佳的功率使用效率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
17.图1为本技术实施例提供的一种射频加热烟具的阻抗匹配方法的流程示意图；图2为本技术实施例提供的一种射频加热烟具的阻抗匹配装置的结构示意图；图3为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
18.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
19.在下述介绍中，术语“第一”、“第二”仅为用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下述介绍提供了本技术的多个实施例，不同实施例之间可以替换或者合并组合，因此本技术也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含特征a、b、c，另一个实施例包含特征b、d，那么本技术也应视为包括含有a、b、c、d的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。
20.下面的描述提供了示例，并且不对权利要求书中阐述的范围、适用性或示例进行限制。可以在不脱离本技术内容的范围的情况下，对描述的元素的功能和布置做出改变。各个示例可以适当省略、替代或添加各种过程或组件。例如所描述的方法可以以所描述的顺序不同的顺序来执行，并且可以添加、省略或组合各种步骤。此外，可以将关于一些示例描述的特征组合到其他示例中。
21.参见图1，图1是本技术实施例提供的一种射频加热烟具的阻抗匹配方法的流程示意图。在本技术实施例中，所述方法包括：s101、当检测到目标烟支插入时，获取射频电源的参数信息。
22.本技术的执行主体可以是射频加热烟具内的控制器。
23.在本技术实施例中，射频加热烟具是通过内置的射频电源产生交流电，进而作用于烟具的极板，使极板间产生电场，进而对插入极板间的烟支进行加热。故控制器首先会对极板间进行监测，当检测到极板间有目标烟支插入时，即认为烟具已经或即将开始加热工作，为了进行阻抗匹配的计算，控制器首先将获取射频电源的参数信息，以此确定出射频电源的输出交流电频率、额定电压等参数数据。
24.在一种可实施方式中，步骤s101包括：接收第一控制指令，响应所述第一控制指令并启动烟具的射频电源；
控制极板间产生第一电场强度的电场，并监测极板间的实时电场强度；当所述实时电场强度小于所述第一电场强度时，确定目标烟支插入，获取所述射频电源的参数信息。
25.在本技术实施例中，烟具在非使用情况下是关闭状态，当用户点击烟具上的启动按钮时，控制器将接收到第一控制指令。控制器通过响应第一控制指令便能够实现对烟具中射频电源的启动，进而启动烟具。烟具启动后，控制器将会控制极板间产生第一电场强度的电场，此时的电场非常的微弱，主要用于烟支插入的检测。当目标烟支插入极板间时，目标烟支将会吸收部分电场能量，导致极板间的实时电场强度显著减弱，故控制器将以此为标准来判断目标烟支的插入。
26.s102、控制所述射频电源向极板传输预设测量电流，基于所述参数信息计算所述预设测量电流对应的测量工作功率，并基于所述测量工作功率确定所述目标烟支的负载阻抗。
27.在本技术实施例中，由于加热不燃烧烟支一般可能由多种烟草或香精香料复合制作而成，难以直接根据加热不燃烧烟支的物理特性确定烟支负载的谐振负载特性，进而难以确定目标烟支的负载阻抗。具体而言，确定目标烟支插入后，控制器将控制射频电源产生预设测量电流，预设的测量电流可以设置的较小，以此主要用于测量计算，避免电流过大对目标烟支提前进行加热。通入预设测量电流后，控制器能够根据预设测量电流的大小以及射频电源的参数信息实现对极板的测量工作功率的计算。又由于测量工作功率对于极板电容而言，还与负载阻抗相关，故确定了测量工作功率后，能够确定出目标烟支的负载阻抗。
28.在一种可实施方式中，所述参数信息包括额定电压；所述控制所述射频电源向极板传输预设测量电流，基于所述参数信息计算所述预设测量电流对应的测量工作功率，并基于所述测量工作功率确定所述目标烟支的负载阻抗，包括：控制所述射频电源向极板传输预设测量电流，基于所述预设测量电流与额定电压计算得到测量工作功率；基于所述测量工作功率与所述额定电压确定所述目标烟支的负载阻抗。
29.在本技术实施例中，对于射频电源而言，其额定电压是确定的，根据戴维南定理，即可以认为极板上的电压是确定的。故根据预设测量电流与额定电压的乘积可以确定出测量工作功率。又由于极板间可以看做是一个电容，对于电容来说，测量工作功率还可以由电压的平方与阻抗的乘积计算得到，故确定了测量工作功率后，能够进一步计算出目标烟支的负载阻抗。
30.在一种可实施方式中，所述当检测到目标烟支插入时，获取射频电源的参数信息之后，还包括：初始化所述交流电频率。
31.在本技术实施例中，为了简化每一次对于负载阻抗的计算过程，提高数据处理的效率，控制器将每次在目标烟支插入后，初始化交流电频率，以此排除先前插入的烟支加热过程中对交流电频率进行调整的影响。
32.s103、当所述负载阻抗与所述射频电源的电源阻抗不匹配时，基于所述负载阻抗生成调整信息，用以调整所述射频电源的交流电频率直至所述负载阻抗与所述电源阻抗匹
配。
33.在本技术实施例中，射频电源自身的电源阻抗是不变的，为了让负载阻抗和射频电源的电源阻抗匹配，需要对负载阻抗进行调整。由于负载阻抗与交流电频率呈负相关，故在确定了负载阻抗的情况下，通过调整射频电源输出的交流电的频率便能够实现对负载阻抗的调整。控制器将根据负载阻抗来生成调整信息，以此根据调整信息实现对射频电源的交流电频率的调整控制，直至负载阻抗与电源阻抗匹配。
34.在一种可实施方式中，所述参数信息还包括所述电源阻抗；所述当所述负载阻抗与所述射频电源的电源阻抗不匹配时，基于所述负载阻抗生成调整信息，用以调整所述射频电源的交流电频率直至所述负载阻抗与所述电源阻抗匹配，包括：当所述负载阻抗与所述电源阻抗不匹配时，基于所述负载阻抗与所述射频电源的交流电频率确定所述目标烟支的烟草电容，并根据所述烟草电容生成负载阻抗与交流电频率的第一映射关系；基于所述第一映射关系生成调整信息，用以调整所述交流电频率直至所述负载阻抗与所述电源阻抗匹配。
35.在本技术实施例中，由于射频电源的电源阻抗是确定的，通过射频电源的参数信息能够直接获取确定电源阻抗。对于极板而言，其可以看作是电容，其阻抗即为容抗，容抗xc=1/（2πfc），f为交流电频率，c为电容。由于不同的加热不燃烧烟支的电容不同，且谐振负载特性难以确定的情况下，难以提前确定加热不燃烧烟支的具体电容，故本技术在计算出当前的负载阻抗后，根据射频电源当前输出的交流电频率便能够直接计算确定出此加热不燃烧烟支的电容，进而再在电容确定的情况下确定出负载阻抗与交流电频率的第一映射关系。控制器将基于第一映射关系对射频电源输出的交流电频率进行调整，以此使得最终负载阻抗与电源阻抗匹配。
36.在一种可实施方式中，所述方法还包括：识别所述目标烟支对应的烟支种类识别码，记录所述烟支种类识别码与所述调整信息的第二映射关系；当再次识别到所述烟支种类识别码时，基于所述第二映射关系获取所述调整信息，并响应所述调整信息。
37.在本技术实施例中，每一个加热不燃烧烟支上可以通过二维码等方式标记出烟支种类识别码。控制器在完成对某一烟支种类识别码的加热不燃烧烟支的频率调整过程后，将会记录该烟支种类识别码与调整信息的第二映射关系，以此使得用户再次抽吸该种类的烟支时，控制器能够直接根据第二映射关系获取到调整信息进行频率的调整，提高了烟具的数据处理效率。
38.在一种可实施方式中，所述方法还包括：获取所述射频电源对应的频率可调范围；当所述调整信息对应的所述交流电频率超出所述频率可调范围时，基于频率可调范围优化所述调整信息。
39.在本技术实施例中，对于烟具而言，为了保证其能够正常长期的工作，设计人员一般会根据烟具的具体结构和使用的射频部件预先设计出其对应的频率可调范围，即烟具在
使用过程中，交流电频率应该保持在频率可调范围内。若控制器检测到对于某种类的加热不燃烧烟支的调整信息所对应的交流电频率超出了频率可调范围，控制器将会根据频率可调范围对调整信息进行优化，以降低一部分功率使用效率来保证烟具最终的交流电工作频率处于频率可调范围内。
40.下面将结合附图2，对本技术实施例提供的射频加热烟具的阻抗匹配装置进行详细介绍。需要说明的是，附图2所示的射频加热烟具的阻抗匹配装置，用于执行本技术图1所示实施例的方法，为了便于说明，仅示出了与本技术实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本技术图1所示的实施例。
41.请参见图2，图2是本技术实施例提供的一种射频加热烟具的阻抗匹配装置的结构示意图。如图2所示，所述装置包括：获取模块201，用于当检测到目标烟支插入时，获取射频电源的参数信息；控制模块202，用于控制所述射频电源向极板传输预设测量电流，基于所述参数信息计算所述预设测量电流对应的测量工作功率，并基于所述测量工作功率确定所述目标烟支的负载阻抗；调整模块203，用于当所述负载阻抗与所述射频电源的电源阻抗不匹配时，基于所述负载阻抗生成调整信息，用以调整所述射频电源的交流电频率直至所述负载阻抗与所述电源阻抗匹配。
42.在一种可实施方式中，获取模块201包括：接收单元，用于接收第一控制指令，响应所述第一控制指令并启动烟具的射频电源；电场强度控制单元，用于控制极板间产生第一电场强度的电场，并监测极板间的实时电场强度；参数获取单元，用于当所述实时电场强度小于所述第一电场强度时，确定目标烟支插入，获取所述射频电源的参数信息。
43.在一种可实施方式中，控制模块202包括：电流控制单元，用于控制所述射频电源向极板传输预设测量电流，基于所述预设测量电流与额定电压计算得到测量工作功率；第一确定单元，用于基于所述测量工作功率与所述额定电压确定所述目标烟支的负载阻抗。
44.在一种可实施方式中，调整模块203包括：第二确定单元，用于当所述负载阻抗与所述电源阻抗不匹配时，基于所述负载阻抗与所述射频电源的交流电频率确定所述目标烟支的烟草电容，并根据所述烟草电容生成负载阻抗与交流电频率的第一映射关系；生成单元，用于基于所述第一映射关系生成调整信息，用以调整所述交流电频率直至所述负载阻抗与所述电源阻抗匹配。
45.在一种可实施方式中，所述装置还包括：初始化模块，用于初始化所述交流电频率。
46.在一种可实施方式中，所述装置还包括：第一识别模块，用于识别所述目标烟支对应的烟支种类识别码，记录所述烟支种
类识别码与所述调整信息的第二映射关系；第二识别模块，用于当再次识别到所述烟支种类识别码时，基于所述第二映射关系获取所述调整信息，并响应所述调整信息。
47.在一种可实施方式中，所述装置还包括：频率范围获取模块，用于获取所述射频电源对应的频率可调范围；优化模块，用于当所述调整信息对应的所述交流电频率超出所述频率可调范围时，基于频率可调范围优化所述调整信息。
48.本领域的技术人员可以清楚地了解到本技术实施例的技术方案可借助软件和/或硬件来实现。本说明书中的“单元”和“模块”是指能够独立完成或与其他部件配合完成特定功能的软件和/或硬件，其中硬件例如可以是现场可编程门阵列（field－programmable gate array，fpga）、集成电路（integrated circuit，ic）等。
49.本技术实施例的各处理单元和/或模块，可通过实现本技术实施例所述的功能的模拟电路而实现，也可以通过执行本技术实施例所述的功能的软件而实现。
50.参见图3，其示出了本技术实施例所涉及的一种电子设备的结构示意图，该电子设备可以用于实施图1所示实施例中的方法。如图3所示，电子设备300可以包括：至少一个中央处理器301，至少一个网络接口304，用户接口303，存储器305，至少一个通信总线302。
51.其中，通信总线302用于实现这些组件之间的连接通信。
52.其中，用户接口303可以包括显示屏（display）、摄像头（camera），可选用户接口303还可以包括标准的有线接口、无线接口。
53.其中，网络接口304可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如wi-fi接口）。
54.其中，中央处理器301可以包括一个或者多个处理核心。中央处理器301利用各种接口和线路连接整个电子设备300内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器305内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器305内的数据，执行终端300的各种功能和处理数据。可选的，中央处理器301可以采用数字信号处理（digital signal processing，dsp）、现场可编程门阵列（field-programmable gate array，fpga）、可编程逻辑阵列（programmable logic array，pla）中的至少一种硬件形式来实现。中央处理器301可集成中央中央处理器（central processing unit，cpu）、图像中央处理器（graphics processing unit，gpu）和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，cpu主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；gpu用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到中央处理器301中，单独通过一块芯片进行实现。
55.其中，存储器305可以包括随机存储器（random access memory，ram），也可以包括只读存储器（read-only memory）。可选的，该存储器305包括非瞬时性计算机可读介质（non-transitory computer-readable storage medium）。存储器305可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器305可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令（比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等）、用于实现上述各个方法实施例的指令等；存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及到的数据等。存储器305可选的还可以是至少一个位于远离前述中央处理器301的存储装置。如图3所示，作为一种计算机存储介质的存储器305中可以包括操作
系统、网络通信模块、用户接口模块以及程序指令。
56.在图3所示的电子设备300中，用户接口303主要用于为用户提供输入的接口，获取用户输入的数据；而中央处理器301可以用于调用存储器305中存储的射频加热烟具的阻抗匹配应用程序，并具体执行以下操作：当检测到目标烟支插入时，获取射频电源的参数信息；控制所述射频电源向极板传输预设测量电流，基于所述参数信息计算所述预设测量电流对应的测量工作功率，并基于所述测量工作功率确定所述目标烟支的负载阻抗；当所述负载阻抗与所述射频电源的电源阻抗不匹配时，基于所述负载阻抗生成调整信息，用以调整所述射频电源的交流电频率直至所述负载阻抗与所述电源阻抗匹配。
57.本技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。其中，计算机可读存储介质可以包括但不限于任何类型的盘，包括软盘、光盘、dvd、cd-rom、微型驱动器以及磁光盘、rom、ram、eprom、eeprom、dram、vram、闪速存储器设备、磁卡或光卡、纳米系统（包括分子存储器ic），或适合于存储指令和/或数据的任何类型的媒介或设备。
58.需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本技术并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本技术，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本技术所必须的。
59.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
60.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些服务接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
61.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
62.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
63.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分
步骤。而前述的存储器包括：u盘、只读存储器（read-only memory， rom）、随机存取存储器（random access memory，ram）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
64.本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通进程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器（read-only memory， rom）、随机存取器（random access memory，ram）、磁盘或光盘等。
65.以上所述者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后，将容易想到本公开的其实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的范围和精神由权利要求限定。