CN104509976B - 一种吸烟信号产生方法、装置及电子烟 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸烟信号产生方法、装置及电子烟，所述方法包括以下步骤：当气流经过发声腔体时，发声腔体振动产生超声波；设置在发声腔体上的声电转换单元将所述超声波转换为电压信号；微处理器根据所述电压信号产生控制信号以启动烟液加热雾化的过程。实施本发明的有益效果是，发声腔体和其他的部件是独立的，烟液的渗入不会使吸烟信号产生装置失效；且使用者使用电子烟时的吸烟气流流过吸烟信号产生装置，增强了灵敏度，使吸烟信号的产生更加准确和灵敏；还可延长电子烟的使用寿命。

Description

一种吸烟信号产生方法、装置及电子烟

技术领域

本发明涉及电子烟领域，更具体地说，涉及一种电子烟的吸烟信号产生方法、装置及电子烟。

背景技术

电子烟是一种对烟液加热产生雾化，以给消费者提供一种香烟的替代品的产品。

在使用电子烟的过程中，产生吸烟信号（即使用者吸烟）后，烟液加热雾化的过程即开始启动。因此，产生吸烟信号是电子烟的重要步骤。

目前的电子烟产生吸烟信号主要通过两种途径：一是在电子烟中设置吸烟传感器（咪头），由吸烟传感器根据吸烟时的气流变化产生吸烟信号；二是在电子烟中设置按键，当按键被按压时即产生吸烟信号。

目前设置在电子烟中的吸烟传感器，大多数都是薄膜型的电容气压传感器。当使用者吸烟时，传感器电容的两个薄膜两端产生气压差，薄膜就会弯曲变形，这样就改变了电容量，由此产生吸烟信号。

但是，薄膜型的电容气压传感器对薄膜表面的清洁度有很高的要求。如果电子烟中的烟液渗透到该传感器的薄膜上，则该传感器将会由于清洁度达不到要求而失效，从而不能正常产生吸烟信号。这将影响使用者的使用，缩短电子烟的使用寿命。

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缺陷，提供一种吸烟信号产生方法、装置及电子烟。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种吸烟信号产生装置，应用于电子烟，所述装置包括位于电子烟气流通道内的发声腔体和设置于 所述发声腔体上的声电转换单元；

所述发声腔体，用于当有气流流过时，产生特定频率的超声波；

所述声电转换单元，用于将所述超声波转换为电压信号以产生吸烟信号。

优选的，所述发声腔体包括本体、沿所述本体缩径形成的内中空的延伸体、设置在所述本体上的进气口、以及开设在所述延伸体周向侧壁上的发声气槽和发声孔，所述发声气槽的中心线和发声孔的中心线重合。

优选的，所述声电转换单元包括压电陶瓷片。

一种电子烟，包括：微处理器、位于电子烟气流通道内的发声腔体和设置于所述发声腔体上的声电转换单元；所述声电转换单元和所述微处理器电连接；

所述发声腔体，用于当有气流流过时，发出特定频率的超声波；

所述声电转换单元，用于将所述超声波转换为电压信号并传送到所述微处理器；

所述微处理器，用于根据所述电压信号产生控制信号以启动烟液加热雾化的过程。

优选的，所述发声腔体包括本体、沿所述本体缩径形成的内中空的延伸体、设置在所述本体上的进气口、以及开设在所述延伸体周向侧壁上的发声气槽和发声孔，所述发声气槽的中心线和发声孔的中心线重合。

优选的，所述电子烟还包括套管；所述套管上设置有通孔，所述通孔与所述气流通道贯通，气流经由所述通孔和进气口流至所述延伸体内产生所述超声波。

优选的，所述声电转换单元包括压电陶瓷片。

优选的，所述微处理器用于将所述电压信号和预设的电压阈值进行比较，若比较结果为所述电压信号大于预设的电压阈值，则产生控制信号以启动烟液加热雾化的过程。

优选的，所述电子烟还包括：供电电池、电热丝和开关电路；其中，所述供电电池和微处理器连接；开关电路分别和供电电池、微处理器和电热丝连接；

所述供电电池用于存储电能以及提供供电电压；

所述开关电路用于根据所述微处理器的控制信号导通，以使所述供电电池对所述电热丝供电而启动烟液加热雾化的过程。

一种吸烟信号产生方法，包括以下步骤：

当气流经过发声腔体时，发声腔体振动产生超声波；

设置在发声腔体上的声电转换单元将所述超声波转换为电压信号；

微处理器根据所述电压信号产生控制信号以启动烟液加热雾化的过程。

优选的，所述微处理器根据所述电压信号产生控制信号以启动烟液加热雾化的过程具体包括：

微处理器将所述电压信号和设定的电压阈值进行比较，若所述电压信号大于设定的电压阈值，即判断为产生了吸烟信号；若判断为产生了吸烟信号，则微处理器输出控制信号启动烟液加热雾化的过程。

实施本发明的吸烟信号产生方法、装置及电子烟，具有以下有益效果：发声腔体和其他的部件（例如微处理器、供电电路、电池等）是独立的，烟液的渗入不会使吸烟信号产生装置失效；且使用者使用电子烟时的吸烟气流（雾化之前）流过吸烟信号产生装置，增强了灵敏度，使吸烟信号的产生更加准确和灵敏；还可延长电子烟的使用寿命。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的吸烟信号产生装置的结构图；

图2是本发明第一优选实施例的电子烟的结构图；

图3是本发明第二优选实施例的电子烟的结构图；

图4是本发明实施例的发声腔体的结构示意图；

图5是本发明第二优选实施例的电子烟的结构示意图；

图6是图5所示的电子烟的剖视图；

图7是本发明实施例的电子烟的电路图；

图8是本发明实施例的吸烟信号产生方法的流程图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

参见图1为本发明实施例的吸烟信号产生装置的结构图。本发明实施例的吸烟信号产生装置应用于电子烟。该装置包括位于电子烟气流通道内的发声腔体1和设置于发声腔体1上的声电转换单元2。具体的，声电转换单元2可设置于发声腔体1的外表面或内表面。此外，也可在发声腔体1开设一容纳声电转换单元2的孔。

发声腔体1包括一进气口，当使用者吸烟时产生的气流通过该进气口流经发声腔体1。

当有气流流过发声腔体1时，发声腔体1产生特定频率（例如，20000HZ或以上）的超声波；声电转换单元2将超声波转换为电压信号以产生吸烟信号。

本发明实施例的发声腔体1可为任意形状，只需满足当使用者进行吸烟产生的吸烟气流流过时，能产生超声波即可。应理解，在本发明的实施例中，当气流流过发声腔体1时产生超声波。

本发明实施例的吸烟信号产生装置由发声腔体1和声电转换单元2构成，比现有技术中薄膜型的电容气压传感器（咪头）有更高的灵敏度，且不会因为烟液的污染而导致不能正常产生吸烟信号，提升使用者的使用体验，可延长电子烟的使用寿命。

参见图2为本发明第一优选实施例的电子烟的结构图。在本发明的第一优选实施例中，电子烟为一体式电子烟，即电子烟的电池杆和雾化器为一体成型的。

本发明第一优选实施例的电子烟包括：套管4、发声腔体1、声电转换单元2和微处理器3。套管4包括一用于容纳发声腔体1的容纳空间。声电转换单元2和微处理器3均设置于套管4内。声电转换单元2设置于发声腔体1上，且声电转换单元2还与微处理器3电连接。

本发明的第一优选实施例的电子烟包括发声腔体1，当有气流流过发声腔体1时，发声腔体1产生特定频率的超声波；声电转换单元2把该特定频率的 超声波转换成电压信号（即产生吸烟信号）并传输到微处理器3；微处理器3把电压信号和预设的电压阈值进行比较，并根据比较结果判断是否产生了吸烟信号。具体的，若微处理器3接收到的电压信号大于设定的电压阈值，即判断为产生吸烟信号；若判断为产生了吸烟信号，则微处理器3就输出控制信号使烟液加热雾化的过程开始启动。

在本发明的第一优选实施例中，声电转换单元2包括压电陶瓷片。当电子烟使用者吸烟时，吸烟动作产生的气流流过发声腔体1，发声腔体1产生特定频率的超声波；当产生的超声波使得压电陶瓷片振动时，压电陶瓷片就会产生一个电压信号即压电陶瓷片将超声波转换为电压信号。

应理解，为了使使用者吸烟时产生的气流能够流进发声腔体1的进气口，电子烟的套管4上应相应设置有通孔，并使得通孔与发声腔体1的进气口相导通，即从通孔流进的气流能够通过进气口流进到发声腔体1以使发声腔体振动而产生超声波。

压电陶瓷片的尺寸可根据发声腔体1的发声频率作为共振频率来确定。

本发明实施例的微处理器3可为单片机、MCU或ASIC芯片等。

参见图2，本发明第一优选实施例的电子烟还包括设置于套管4内的供电电池5、电热丝6和开关电路7。供电电池5用于存储电能以及提供供电电压。开关电路7用于根据微处理器3的控制信号，控制供电电池5对电热丝的供电电路的导通或截止。电热丝6用于发热以雾化烟液。其中，供电电池5和微处理器3连接；开关电路7分别和供电电池5、微处理器3和电热丝7连接。

在本发明第一优选实施例中，微处理器3输出控制信号使烟液加热雾化的过程开始启动是微处理器3控制开关电路7导通，从而使供电电池5对电热丝6的供电电路导通。该供电电路导通后，电热丝6被供电而发热，从而使烟液加热雾化。

参见图3为本发明第二优选实施例的电子烟的结构图。在本发明的第二优选实施例中，电子烟包括可拆卸连接的电池杆11和雾化器12。

本发明的第二优选实施例的电子烟的雾化器12包括：雾化套管21和设置于雾化套管21内的电热丝7。

本发明第二优选实施例的电子烟的电池杆11包括：电池套管41、发声腔体1、声电转换单元2和微处理器3。电池套管41包括一用于容纳发声腔体1的容纳空间。声电转换单元2和微处理器3均设置于电池套管41内。声电转换单元2设置于发声腔体1上，且声电转换单元2还与微处理器3电连接。

应理解，电池套管41和雾化套管21可统称为套管。

此外，电池杆11还包括设置于电池套管41内的供电电池5、开关电路7和用于连接电热丝7的供电接口8，其中，供电接口8与开关电路7连接。当雾化器12和电池杆11连接时，供电接口8的两端还分别与雾化器12的电热丝7的两端连接。

本发明的第二优选实施例的电子烟电池杆包括发声腔体1，当有气流流过发声腔体1时，发声腔体1产生特定频率的超声波；声电转换单元2把该特定频率的超声波转换成电压信号并传输到微处理器3；微处理器3把电压信号和设定的电压阈值进行比较，并根据比较结果判断是否产生吸烟信号。具体的，若微处理器3接收到的电压信号大于设定的电压阈值，即判断为产生吸烟信号；若判断为产生吸烟信号，则微处理器3就输出控制信号使烟液加热雾化的过程开始启动。微处理器3输出控制信号使烟液加热雾化的过程开始启动是微处理器3控制开关电路7导通，从而使供电电池5对电热丝6的供电电路导通。该供电电路导通后，电热丝6被供电而发热，从而使烟液加热雾化。

应理解，在本发明的实施例中，发声腔体1和声电转换单元2还可设置于雾化套管21内，只需实现当雾化器和电池杆连接时，声电转换单元2与微处理器3连接，即可实现上述实现吸烟信号的产生。当发声腔体1和声电转换单元2设置于雾化套管21内时，各部分的功能和上述设置于电池套管41是一样的，在此不再描述。

应理解，为了使使用者吸烟时产生的气流能够流进发声腔体1的进气口，电子烟的电池套管41或雾化套管21上应相应设置有通孔，并使得通孔与发声腔体1的进气口相导通，即从通孔流进的气流能够通过进气口流进到发声腔体1以使发声腔体振动而产生超声波。

参见图4为本发明实施例的发声腔体的结构示意图。发声腔体1包括本体 404、沿本体404缩径形成的内中空的延伸体405、设置在本体404上的进气口401、以及开设在延伸体405周向侧壁上的发声气槽402和发声孔403。发声气槽402的中心线和发声孔403的中心线重合（即发声气槽402的中心线和发声孔403的中心线为同一水平线，且该水平线与发声腔体1的中心轴线是平行的）。当气流从进气口401流入内中空的延伸体405时，振动以产生超声波。具体如何产生超声波是本领域技术人员惯用技术（例如，犬笛、旋笛等的超声产生原理），只要是可以产生超声波的腔体结构即可，所以此处不做详细描述。

参见图5为本发明第二优选实施例的电子烟的结构示意图。参见图5，在该实施例中，电子烟包括可拆卸连接的电池杆（图中未标识出）和雾化器（图中未标识出）。雾化器包括吸嘴200；电池杆包括电池套管41、灯帽300、发声腔体1和声电转换单元2。发声腔体1和声电转换单元2均设置于电池套管41内。

参见图6为图5所示的电子烟的剖视图。发声腔体1包括进气口401、发声气槽402、发声孔403和本体404。本体404内嵌于电池套管41内。沿本体缩径形成内中空的延伸体（图中未标识出）。发发声气槽402和发声孔403开设在延伸体405周向侧壁上。发声气槽402的中心线和发声孔403的中心线重合。发声气槽402包括一斜面4021。斜面4021向发声腔体1的中心轴线倾斜，即：斜面4021的第一端4022至第二端4023向发声腔体1的中心轴线逐渐倾斜，第一端4022为远离本体404的一端，第二端4023为靠近本体404的一端。应理解，本发明实施例的发声腔体1设置于电子烟电池套管的气流通道上。气流通道的形成为：在电池套管上设置有通孔，当使用者从吸嘴200处开始吸烟动作时，外部气流从通孔进入，由此形成气流通道。当使用者吸烟时，气流通道上的气流能够从通孔和进气口进入到内中空的延伸体。当气流进入至延伸体时，使得斜面4021发生振动。参见图5，声电转换单元2设置于发声腔体的外侧壁上。此外，声电转换单元2还可设置于发声腔体的内侧壁上。

此外，图6所示的发声腔体也可设置在雾化套管内，只需满足其设置是在气流通道上即可。

应理解，图6所示的发声腔体同样适用于本发明的第一优选实施例及吸烟 信号产生装置。当将图6所示的发声腔体适用于第一优选实施例时，只要满足将发声腔体设置于电子烟吸烟时的气流通道上即可，即发声腔体可设置于套管的气流通道上。声电转换单元2设置于发声腔体上，且和微处理器连接即可。

参见图7为本发明实施例的电子烟的电路图。微处理器3的型号为SN8P2711。声电转换单元2包括压电陶瓷片。开关电路7包括MOS管Q1。压电陶瓷片连接到微处理器3的第二引脚。MOS管Q1的源极连接供电电池5的负极、栅极连接到微处理器3的第四引脚、漏极连接电热丝6的一端；电热丝6的另一端连接供电电池5的正极。

本发明实施例中的MOS管Q1还可用三极管、晶体管、晶闸管等替代以实现相同的功能。

此外，本发明实施例的电子烟的电路中还包括用于显示电子烟工作状态的发光二极管D1、用于稳压的稳压二极管D2和电阻R8。其中，微处理器3的第一引脚连接稳压二极管D2的阴极；稳压二极管D2的阳极连接供电电池5的正极；发光二极管D1的阳极连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接供电电池5的正极；发光二极管D1的阴极连接微处理器3的第五引脚；微处理器3的第三引脚连接电阻R8的一端以及MOS管Q1的漏极；电阻R8的另一端连接供电电池5的正极。

参见图7，微处理器3输出控制信号使烟液加热雾化的过程开始启动，是微处理器3通过控制第四引脚为高电平，从而使开关电路7中的MOS管Q1导通。

具体的，在工作过程中，当微处理器3接收到压电陶瓷片的电压信号后，将该电压信号和预设的电压阈值进行比较，若接收到的电压信号大于设定的电压阈值，则控制MOS管Q1导通，以使对电热丝6的供电电路导通。该供电电路导通后，电热丝6被供电而发热，从而使烟液加热雾化。

在供电过程中，微处理器3通过控制第四引脚输出稳定的占空比的PWM脉冲，控制MOS管Q1的通断，从而实现调节输出电压以对电热丝6的驱动方式进行调节。且在供电过程中，微处理器3可通过检测第九引脚的电压变化实现短路的保护。其具体实现过程为：若发生短路则第九脚检测到的电压会发 生突变（电压升高），则微处理器3置第四引脚为低电平，使得MOS管Q1截止，从而使供电停止，实现短路保护。在供电过程中，发光二极管D1可指示工作状态，以及实现吸烟、停吸的淡入淡出显示。其具体实现为，微处理器3可通过控制第五脚的电压使得发光二极管的发光强度不同，从而指示电子烟处于正常工作状态或处于某异常的工作状态，异常的工作状态包括：短路、电池低压等；或者，通过控制第五脚的输出电压连续增大或减小，从而实现发光二极管D1的亮度的连续变化，实现吸烟或停吸时出现淡入和淡出的显示效果。

此外，在供电过程中，若微处理器3第二引脚的电平某一时间段内均处于高电平（或低电压）时，说明这段时间内一直存在吸烟信号（即压电陶瓷片传送的电压一直高于预设的电压阈值），即这段时间一直处于吸烟状态，此时，微处理器3可控制MOS管Q1的截止，避免长时间处于吸烟状态发送烫嘴等事故，以实现长吸保护功能。在本发明的实施例中，这一时间段可进行设置，即可对允许的一次吸烟的时长进行控制。

在供电过程中，微处理器3还可通过第三引脚的电压实现对供电过程的电压的检测，从而可实现到电压高于预设值时，控制第四引脚从而使MOS管Q1截止，以实现过压保护。

应理解，本发明图7所示的电路即适用于第一优选实施例所述的电子烟，也适用于第二优选实施例所述的电子烟。

参见图8是本发明实施例的吸烟信号产生方法的流程图。该方法包括以下步骤：

步骤S101、当气流经过发声腔体1时，发声腔体1振动产生超声波。

步骤S102、设置在发声腔体1上的声电转换单元2将超声波转换为电压信号。

步骤S103、微处理器3根据所述电压信号产生控制信号以启动烟液加热雾化的过程。

具体的，微处理器3将电压信号和设定的电压阈值进行比较，若接收到的电压信号大于设定的电压阈值，即判断为产生了吸烟信号；若判断为产生了吸烟信号，则微处理器3输出控制信号启动烟液加热雾化的过程。

本发明实施例的吸烟信号产生装置、方法及电子烟具有以下优点：发声腔体和其他的部件（例如微处理器、供电电路、电池等）是独立的，烟液的渗入不会使吸烟信号产生装置失效；且使用者使用电子烟时的吸烟气流（雾化之前）流过吸烟信号产生装置，增强了灵敏度，使吸烟信号的产生更加准确和灵敏。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (7)

1.一种吸烟信号产生装置，应用于电子烟，其特征在于，所述装置包括位于电子烟气流通道内的发声腔体和设置于所述发声腔体上的声电转换单元；

所述发声腔体，用于当有气流流过时，产生特定频率的超声波；

所述声电转换单元，用于将所述超声波转换为电压信号以产生吸烟信号；

所述发声腔体包括本体、沿所述本体缩径形成的内中空的延伸体、设置在所述本体上的进气口、以及开设在所述延伸体周向侧壁上的发声气槽和发声孔，所述发声气槽的中心线和发声孔的中心线重合；

所述发声气槽包括一斜面，所述斜面向所述发声腔体的中心轴线倾斜。

2.根据权利要求1所述的吸烟信号产生装置，其特征在于，所述声电转换单元包括压电陶瓷片。

3.一种电子烟，其特征在于，包括：微处理器、位于电子烟气流通道内的发声腔体和设置于所述发声腔体上的声电转换单元；所述声电转换单元和所述微处理器电连接；

所述发声腔体，用于当有气流流过时，发出特定频率的超声波；

所述声电转换单元，用于将所述超声波转换为电压信号并传送到所述微处理器；

所述微处理器，用于根据所述电压信号产生控制信号以启动烟液加热雾化的过程；

所述发声腔体包括本体、沿所述本体缩径形成的内中空的延伸体、设置在所述本体上的进气口、以及开设在所述延伸体周向侧壁上的发声气槽和发声孔，所述发声气槽的中心线和发声孔的中心线重合；

所述发声气槽包括一斜面，所述斜面向所述发声腔体的中心轴线倾斜。

4.根据权利要求3所述的电子烟，其特征在于，所述电子烟还包括套管；所述套管上设置有通孔，所述通孔与所述气流通道贯通，气流经由所述通孔和进气口流至所述延伸体内产生所述超声波。

5.根据权利要求3所述的电子烟，其特征在于，所述声电转换单元包括压电陶瓷片。

6.根据权利要求3所述的电子烟，其特征在于，所述微处理器用于将所述电压信号和预设的电压阈值进行比较，若比较结果为所述电压信号大于预设的电压阈值，则产生控制信号以启动烟液加热雾化的过程。

7.根据权利要求3所述的电子烟，其特征在于，所述电子烟还包括：供电电池、电热丝和开关电路；其中，所述供电电池和微处理器连接；开关电路分别和供电电池、微处理器和电热丝连接；

所述供电电池用于存储电能以及提供供电电压；

所述开关电路用于根据所述微处理器的控制信号导通，以使所述供电电池对所述电热丝供电而启动烟液加热雾化的过程。