阅读说明：本技术 可控制剂量的电子烟及其控制方法 (Dose-controllable electronic cigarette and control method thereof ) 是由 林光榕 郑贤彬 张夕勇 于 2019-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种可控制剂量的电子烟及其控制方法,该电子烟包括壳体、储液腔、雾化装置、电池、气流传感器和控制电路,控制电路包括微控制器、功率控制单元、计时单元和能量统计及转换单元和指示单元,微控制器内设有预设参数包括预设剂量阈值,电子烟被抽吸时,气流传感器感应到吸气气流,功率控制单元即打开电源开关给发热单元供电,同时计时单元开始计时,功率控制单元检测发热单元的功率,能量统计及转换单元计算消耗电能并转换为烟液消耗剂量,当烟液消耗剂量达到预设剂量阈值时,指示单元发出声音或灯光或振动的提示。其有益效果是,通过量化和控制用户抽吸烟雾的剂量,来提示及限制用户单口或在单位时间内过多吸食烟雾。(The invention discloses an electronic cigarette capable of controlling dosage and a control method thereof, the electronic cigarette comprises a shell, a liquid storage cavity, an atomizing device, a battery, an airflow sensor and a control circuit, the control circuit comprises a microcontroller, a power control unit, a timing unit, an energy counting and converting unit and an indicating unit, preset parameters including a preset dosage threshold value are arranged in the microcontroller, when the electronic cigarette is sucked, the airflow sensor senses inspiratory airflow, the power control unit turns on a power switch to supply power to a heating unit, meanwhile, the timing unit starts timing, the power control unit detects the power of the heating unit, the energy counting and converting unit calculates consumed electric energy and converts the consumed electric energy into the tobacco juice consumed dosage, and when the tobacco juice consumed dosage reaches the preset dosage threshold value, the indicating unit sends out a sound or light or vibration prompt. The smoke inhalation device has the advantages that the user is prompted and limited to inhale smoke in a single mouth or excessively in unit time by quantifying and controlling the dose of smoke inhaled by the user.)

可控制剂量的电子烟及其控制方法

技术领域

本发明涉及电子烟预热技术领域，更具体的说，本发明涉及一种可控制剂量的电子烟及其控制方法。

背景技术

电子烟或雾化装置，通常是将液体物质或膏状物质如药物、烟液等经过加热雾化而发出气溶胶或电子烟烟雾供用户吸食使用，由于电子烟发出的烟雾不像烟草那样由明火直接燃烧发出，避免了烟焦油和很多有害颗粒的产生，故电子烟的应用受到普及。

现有的电子烟或雾化装置，在用户开始使用后，通常任由用户不受限制地开机使用，一直到药物或烟液等雾化原液消耗吸食完，而无法统计、提示、控制或限制烟液雾化后气溶胶或烟雾的摄入剂量，导致用户在使用中因短时间内过度使用而摄入过多过量的烟液剂量，难免对身体造成不良影响。特别是在吸食雾化药液时，对药液的剂量必须按照医生的医嘱进行定量服食，如不加以限制，则可能造成治疗的副作用。

发明内容

本发明的目的在于为克服上述技术的不足而提供一种可控制剂量的电子烟及其控制方法。

本发明的技术方案是这样实现的：一种可控制剂量的电子烟，包括壳体、储液腔、雾化装置、电池、气流传感器和控制电路，所述储液腔用于储存烟液，所述电池用于给雾化装置和控制电路提供电源，所述气流传感器用于检测吸气气流，所述雾化装置用于传导烟液并将烟液加热雾化成汽态烟雾，所述雾化装置包括发热单元，所述控制电路包括相互电性连接的微控制器、功率控制单元、计时单元和能量统计及转换单元和指示单元，所述微控制器内设有预设参数，所述预设参数包括预设剂量阈值，所述功率控制单元用于检测并控制所述发热单元的功率大小，所述计时单元连接气流传感器并为其累计工作时间，所述气流传感器在检测到吸气气流时，所述功率控制单元中的电源开关打开供电给所述发热单元，所述能量统计及转换单元用于根据功率控制单元检测到的功率与计时单元累计的工作时间计算出消耗电能，再将消耗电能转换为烟液消耗剂量，所述指示单元包括蜂鸣器或LED指示灯或振动器，所述控制电路配置为：当电子烟被抽吸时，所述气流传感器检测到吸气气流，所述功率控制单元即打开电源开关给发热单元供电，同时所述计时单元开始计时，所述功率控制单元检测发热单元的功率，所述能量统计及转换单元计算消耗电能并转换为烟液消耗剂量，当烟液消耗剂量达到预设剂量阈值时，所述指示单元发出声音或灯光或振动的提示。

优选地，所述指示单元发出声音或灯光或振动提示的同时，所述微控制器控制所述功率控制单元关闭电源开关以停止输出电源给所述发热单元。

优选地，所述微控制器内设有的预设剂量阈值包括预设单口剂量阈值，即每吸一口烟雾的预设剂量阈值。

优选地，所述微控制器内设有的预设剂量阈值包括预设总剂量阈值，即预设的在单位时间内所吸烟雾的总剂量阈值。

优选地，所述预设总剂量阈值为10分钟内的总剂量阈值或24小时内的总剂量阈值。

优选地，所述控制电路还包括阻值检测单元，所述阻值检测单元用于检测所述发热单元的阻值变化并将阻值变化值传送给所述微控制器，所述微控制器根据阻值变化值控制所述功率控制单元进行恒功率输出控制或恒压输出控制。

优选地，所述控制电路还包括显示单元，所述显示单元用于显示所述预设参数和其它实时参数。

优选地，所述气流传感器设有三个引脚，其中引脚1接地，引脚2与MIC信号端连接，MIC信号端用于连接微控制器和计时单元，引脚3与电源BAT+信号端连接，同时串接电容C10后接地。

本发明的另一技术方案是这样实现的：一种可控制剂量的电子烟的控制方法，应用于前一技术方案的可控制剂量的电子烟，包括如下步骤：

(1)、微控制器上预设相关预设参数,电子烟开机操作，控制电路自动初始化；

(2)、电子烟处于待机状态；

(3)、气流传感器检测是否有吸烟气流，如果是，则进入下一步，如果否，则返回上一步；

(4)、微控制器控制功率控制单元给发热单元供电；

(5)、计时单元根据气流传感器的动作进行计时；

(6)、功率控制单元检测功率大小；

(7)、能量统计及转换单元根据功率大小及计时单元的计时统计消耗电能，并将其转换成烟液消耗剂量；

(8)、微控制器判断烟液消耗剂量是否达到预设剂量阈值，如果是，则进入下一步，如果否，则返回到步骤(3)；

(9)、指示单元发出声音或灯光或振动提示，然后返回到步骤(3)。

本发明的又一技术方案是这样实现的：一种可控制剂量的电子烟的控制方法，应用于前一技术方案的可控制剂量的电子烟，包括如下步骤：

(1)、微控制器上预设相关预设参数,电子烟开机操作，控制电路自动初始化；

(2)、电子烟处于待机状态；

(3)、气流传感器检测是否有吸烟气流，如果是，则进入下一步，如果否，则返回上一步；

(4)、微控制器控制功率控制单元给发热单元供电；

(5)、计时单元根据气流传感器的动作进行计时；

(6)、功率控制单元检测功率大小；

(7)、能量统计及转换单元根据功率大小及计时单元的计时统计消耗电能，并将其转换成烟液消耗剂量；

(8)、微控制器判断烟液消耗剂量是否达到预设剂量阈值，如果是，则进入下一步，如果否，则返回到步骤(3)；

(9)、指示单元发出声音或灯光或振动提示；

(10)、微控制器控制功率控制单元停止输出电源给发热单元；

(11)、电子烟自动关机。

本发明的有益效果如下：本发明的可控制剂量的电子烟及其控制方法，通过对发热单元电能消耗的计算，可统计烟液雾化后气溶胶或烟雾的量，进而统计烟液消耗剂量，提示或限制用户单口或在单位时间内过多地吸食气溶胶或烟雾，避免产生不良影响。

附图说明

图1为本发明可控制剂量的电子烟的结构示意图；

图2为本发明可控制剂量的电子烟的控制电路功能结构图；

图3为本发明可控制剂量的电子烟的气流传感器电路图；

图4为本发明可控制剂量的电子烟的控制方法流程图一；

图5为本发明可控制剂量的电子烟的控制方法流程图二。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，本发明所称储液腔内的烟液包括普通的电子烟烟液，或含有药物的液体物质等。

实施例：

如图1所示，本发明一种可控制剂量的电子烟，设有部件包括壳体1、储液腔2、雾化装置3、电池4、气流传感器5和控制电路6，储液腔2用于储存烟液，电池4用于给雾化装置3和控制电路6提供电源，雾化装置3用于传导储液腔内的烟液并加热雾化成汽态烟雾，雾化装置3包括发热单元31、烟雾通道32，气流传感器5用于检测吸气气流或吸气压差并在感应到吸气气流或吸气压差时，通过微控制器MCU的控制，功率控制单元中的电源开关打开供电给发热单元31。气流传感器5可以是咪头、或数字式气流传感器、或数字式气压传感器。

如图2所示，图1中的控制电路6包括相互电性连接的微控制器MCU、功率控制单元、计时单元、能量统计及转换单元、显示单元和指示单元，微控制器MCU是控制电路的控制指挥中心，微控制器MCU内预存设有预设参数，预设参数包括预设剂量阈值，功率控制单元用于检测并控制发热单元的功率大小，功率控制单元包括用于接通与关闭电源给发热单元的电源开关，计时单元连接气流传感器并为其累计工作时间，即用户吸烟时在每一口连续吸气中，气流传感器也是持续工作的，计时单元可为气流传感器计算每口持续工作的时间，也可统计在单位时间内气流传感器累计的工作时间。

根据公知常识可知，发热单元的消耗电能W＝P×T,P为功率，T为时间。理论上，消耗一定的电能，就会相应发出一定的热能，该热能可以加热产生一定的烟雾量，产生一定的烟雾量就会消耗一定的烟液剂量，故消耗电能与烟液消耗剂量存在一定的对应关系。不同的烟液组成物质、浓度、粘度等，使得其在雾化成汽态烟雾时需要的能量不同，故其对应关系也会不同。我们可以根据具体已成型的电子烟产品和所要使用的电子烟烟液型号，作出模拟抽吸的动作，建模进行实验，检测相关的数据，可以找出这种消耗电能与烟液消耗剂量存在的对应关系。

能量统计及转换单元根据功率控制单元检测到的功率与计时单元累计的工作时间计算出消耗电能，再根据实验建模得到的消耗电能与雾化装置的烟液消耗剂量的对应关系，将消耗电能转换为烟液消耗剂量。指示单元包括蜂鸣器或LED指示灯或振动器。

如图2所示，控制电路的功能配置为：当电子烟被抽吸时，气流传感器感应到吸气气流或压差后即打开电源开关给发热单元供电，同时计时单元开始计时，功率控制单元检测发热单元的功率，能量统计及转换单元计算消耗电能并转换为烟雾量或烟液消耗剂量，当烟雾量或烟液消耗剂量达到预设剂量阈值时，指示单元发出声音或灯光或振动的提示，即提示用户已经达到预设剂量阈值，应当停止吸烟了。

另一实施例中，指示单元发出声音或灯光或振动的提示的同时，微控制器控制功率控制单元停止输出电源给发热单元，这样可以直接控制用户在达到预设的剂量阈值时停止吸烟。

本实施例中，微控制器内设有的预设剂量阈值包括预设单口剂量阈值，即每吸一口烟雾的预设剂量阈值。当用户吸一口的连续时间较长，则吸入的烟雾较多，有必要进行一定的控制。设定预设单口剂量阈值后，能量统计及转换单元实时计算出消耗电能并转换成实时的烟液消耗剂量，微控制器将实时的烟液消耗剂量与预设单口剂量阈值进行对比，若达到或超过预设单口剂量阈值，则指示单元发出声音或灯光或振动的提示。

微控制器内设有的预设剂量阈值还包括预设总剂量阈值，即预设在单位时间内所吸烟雾的剂量阈值。当用户吸在一定的时间内连续吸烟，则吸入的烟雾总量较多，也有必要进行一定的控制。设定预设总剂量阈值后，能量统计及转换单元累加计算出单位时间内的消耗电能并转换成单位时间内的烟液消耗剂量，微控制器将实时的烟液消耗剂量与预设总剂量阈值进行对比，若达到或超过预设总剂量阈值，则指示单元发出声音或灯光或振动的提示。本实施例中的总剂量阈值包括10分钟之内的总剂量阈值和24小时内的总剂量阈值，分别对10分钟之内吸烟的总烟液消耗剂量和24小时之内吸烟的总烟液消耗剂量进行提示和控制。

根据功率P的计算公式，功率P＝U²/R,U为电压，R为电阻。在电子烟产品中，发热单元的电阻阻值R可以是固定不变的，也可以是随温度变化而变化的。故本发明中，控制电路还包括阻值检测单元，阻值检测单元用于检测发热单元的阻值R的变化并将阻值变化值传送给微控制器，微控制器根据阻值变化值控制功率控制单元进行恒功率输出控制或恒压输出控制。

如图2所示，本发明实施例的控制电路还包括显示单元，显示单元用于显示预设参数和其它实时参数。

如图3所示，本发明实施例的气流传感器设有三个引脚，其中引脚1接地，引脚2与MIC信号端连接，MIC信号端用于连接微控制器和计时单元，引脚3与电源BAT+信号端连接，同时串接电容C10后接地。

如图4所示，本发明一种可控制剂量的电子烟的控制方法，应用于如图1的可控制剂量的电子烟，包括如下步骤：

(1)、微控制器上预设相关预设参数,电子烟开机操作，控制电路自动初始化；

(2)、电子烟处于待机状态；

(3)、气流传感器检测是否有吸烟气流，如果是，则进入下一步，如果否，则返回上一步；

(4)、微控制器控制功率控制单元给发热单元供电；

(5)、计时单元根据气流传感器的动作进行计时；

(6)、功率控制单元检测功率大小；

(7)、能量统计及转换单元根据功率大小及计时单元的计时统计消耗电能，并将其转换成烟液消耗剂量；

(8)、微控制器判断烟液消耗剂量是否达到预设剂量阈值，如果是，则进入下一步，如果否，则返回到步骤(3)；

(9)、指示单元发出声音或灯光或振动提示，然后返回到步骤(3)。

如图5所示，本发明一种可控制剂量的电子烟的控制方法，应用于可控制剂量的电子烟，包括如下步骤：

(1)、微控制器上预设相关预设参数,电子烟开机操作，控制电路自动初始化；

(2)、电子烟处于待机状态；

(3)、气流传感器检测是否有吸烟气流，如果是，则进入下一步，如果否，则返回上一步；

(4)、微控制器控制功率控制单元给发热单元供电；

(5)、计时单元根据气流传感器的动作进行计时；

(6)、功率控制单元检测功率大小；

(7)、能量统计及转换单元根据功率大小及计时单元的计时统计消耗电能，并将其转换成烟液消耗剂量；

(8)、微控制器判断烟液消耗剂量是否达到预设剂量阈值，如果是，则进入下一步，如果否，则返回到步骤(3)；

(9)、指示单元发出声音或灯光或振动提示；

(10)、微控制器控制功率控制单元停止输出电源给发热单元；

(11)、电子烟自动关机。

以上所描述的仅为本发明的较佳实施例，上述具体实施例不是对本发明的限制。在本发明的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本发明所保护的范围。