温度检测系统、电加热烟具以及温度检测方法与流程

1.本发明涉及电加热烟具技术领域，特别涉及一种温度检测系统、电加热烟具以及温度检测方法。


背景技术：

2.近年来，随着人们对健康的日益关注，人们都意识到传统卷烟对健康有一定的危害，传统卷烟对健康及环境的影响问题开始逐步受到世界各国的重视。烟草生产商均致力于向消费者提供危害更低的烟草制品，近年，加热不燃烧卷烟等新型烟草制品作为烟草消费的新形式，逐步受到市场的欢迎，正日益被大多数国家的卷烟消费者接受。
3.加热不燃烧卷烟通过对气溶胶发生基质进行加热，释放气溶胶，使用户获得抽吸体验。由于烟丝没有燃烧，所以不产生复杂的化学反应，减少了传统卷烟带来的如焦油、一氧化碳等有害物质，让用户获得体验的同时减少了有害物的吸入。
4.但是，如果加热温度过高，可能会使得气溶胶发生基质被过度加热，导致烟气过烫，严重时可能会增加有害物质的产生，对用户的身体健康产生危害，因此对电加热烟具，尤其是加热不燃烧烟具中发热部的温度检测十分必要。


技术实现要素：

5.针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于提供一种温度检测系统、电加热烟具以及温度检测方法，能够准确检测发热部的温度。
6.为了解决上述问题，本发明提供一种温度检测系统，包括发热元件、霍尔单元和温度确定单元；
7.所述发热元件包括发热部和磁性部，所述磁性部与所述发热部相邻配置，以使所述发热部的热量能够传递至所述磁性部；
8.所述霍尔单元与所述磁性部耦合，所述霍尔单元用于在所述发热部发热过程中，感应由所述磁性部产生的磁场而输出检测信号；
9.所述温度确定单元用于基于所述检测信号确定所述发热部的温度。
10.进一步地，所述发热部形成为所述发热元件的基体，所述发热部通过引线接入供电电源，所述磁性部设置于所述基体上。
11.进一步地，所述发热部为陶瓷发热体、薄膜发热体或金属发热体，所述磁性部为磁体。
12.进一步地，所述磁性部形成为所述发热元件的基体，所述发热部形成为导电轨迹层，所述导电轨迹层设置于所述基体上，所述导电轨迹层通过引线接入供电电源。
13.进一步地，所述导电轨迹层与所述基体之间以及所述导电轨迹层外均设置有绝缘层。
14.进一步地，所述磁性部的材料为感温磁钢材料、温敏铁氧体材料、钕铁硼磁体材料或铝镍钴磁钢材料。
15.进一步地，所述霍尔单元包括霍尔元件、差分放大器和模数转换器；
16.所述霍尔元件与所述磁性部相邻配置，用于在所述发热部发热过程中，感应由所述磁性部产生的磁场而输出模拟检测信号；
17.所述差分放大器与所述霍尔元件的输出端连接，用于对所述霍尔元件输出的模拟检测信号进行放大；
18.所述模数转换器与所述差分放大器的输出端连接，用于将放大后的模拟检测信号转换为数字检测信号并输出；
19.所述温度确定单元与所述模数转换器的输出端连接，用于对所述数字检测信号进行分析，确定所述发热部的温度。
20.进一步地，所述霍尔单元还包括恒流电源，所述恒流电源与所述霍尔元件的控制电极连接，用于为所述霍尔元件提供恒定电流。
21.本发明另一方面提供一种电加热烟具，所述电加热烟具包括如上述的温度检测系统。
22.本发明另一方面提供一种温度检测方法，应用于如上述的电加热烟具，所述温度检测方法包括：
23.通过霍尔单元感应由所述磁性部产生的磁场而输出检测信号；
24.通过温度确定单元基于所述检测信号确定所述磁性部的温度，将所述磁性部的温度作为所述发热部的温度。
25.由于上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
26.根据本发明实施例的温度检测系统，通过将磁性部与发热部相邻配置，使得所述磁性部可以接收到所述发热部传递的热量，从而产生不同强度的磁场，再设置与所述磁性部耦合的霍尔单元，利用所述霍尔单元基于霍尔效应感应所述磁性部产生的磁场而输出检测信号，最终根据所述检测信号确定所述发热部的温度，能够准确检测所述发热部的温度，系统可靠性较高，并且所述磁性部和所述霍尔单元均无需与所述发热部电连接，简化了系统设计，减少了有害物质的产生。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它附图。
28.图1是本发明一个实施例提供的温度检测系统的结构示意图；
29.图2是本发明一个实施例提供的发热元件的结构示意图；
30.图3是本发明另一个实施例提供的发热元件的结构示意图；
31.图4是本发明一个实施例提供的霍尔单元的结构示意图；
32.图5是本发明一个实施例提供的温度检测方法的流程图。
33.附图标记：10.发热元件，11.发热部，12.磁性部，13.引线，14.底座，15.焊盘，16.绝缘层，20.霍尔单元，21.霍尔元件，22.差分放大器，23.模数转换器，24.恒流电源，30.温度确定单元。
具体实施方式
34.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
36.参考说明书附图1，其示出了本发明一个实施例提供的温度检测系统的结构，所述温度检测系统可以设置于电加热烟具中，用于检测电加热烟具的温度。如图1所示，所述温度检测系统可以包括发热元件10、霍尔单元20和温度确定单元30；发热元件10可以包括发热部11和磁性部12，磁性部12与发热部11相邻配置，以使发热部11的热量能够传递至磁性部12；霍尔单元20与磁性部12耦合，霍尔单元20可以用于在发热部11发热过程中，感应由磁性部12产生的磁场而输出检测信号；温度确定单元30可以用于基于所述检测信号确定发热部11的温度。
37.具体地，磁性部12可以感应发热部11的不同温度而产生不同强度的磁场，温度确定单元30可以与霍尔单元20的输出端连接，以获取霍尔单元20输出的检测信号。
38.在一个可能的实施例中，发热部11可以形成为发热元件10的基体，发热部11通过引线13接入供电电源，磁性部12可以设置于所述基体上。具体地，发热部11可以为陶瓷发热体、薄膜发热体或金属发热体等，磁性部12可以为磁体。。需要说明的是，上述发热体类型仅是举例，并非对发热部11的类型进行限制，在实际工作中，发热体11还可以为其他类型的发热体，本发明实施例对此不作限制。
39.示例性地，参考说明书附图2，发热部11形成为发热元件10的基体，其材料可以为陶瓷，发热部11可以穿设于底座14上，发热部11底端通过对称设置的两根引线13接入供电电源，两根引线13分别通过焊盘15与发热部11电连接，所述供电电源用于对发热部11进行供电，以使发热部11发热。
40.在另一个可能的实施例中，磁性部12可以形成为发热元件10的基体，发热部11可以形成为导电轨迹层，所述导电轨迹层设置于所述基体上，所述导电轨迹层通过引线13接入供电电源。具体地，所述导电轨迹层与所述基体之间以及所述导电轨迹层外均设置有绝缘层16。
41.示例性地，参考说明书附图3，磁性部12可以形成为发热元件10的基体，磁性部12可以穿设于底座14上，发热部11可以形成为设置于所述基体上的导电轨迹层，发热部11底端通过对称设置的两根引线13接入供电电源，所述供电电源用于对发热部11进行供电，以使发热部11发热，在底座14的上方，所述导电轨迹层与所述基体之间以及所述导电轨迹层外均设置有绝缘层16，在底座14的下方，仅所述导电轨迹层与所述基体之间设置有绝缘层
16。
42.需要说明的是，在一些可能的实施例中，在底座14的下方，所述导电轨迹层外也可以设置有绝缘层16，本发明实施例对此不作限制。
43.具体地，磁性部12的材料可以包括但不限于耐高温的感温磁钢材料、温敏铁氧体材料、钕铁硼磁体材料或铝镍钴磁钢材料等。需要注意的是，磁性部12的应用温度应低于其材料的居里温度，以避免磁性部12消磁。
44.具体地，结合参考说明书附图4，霍尔单元20可以包括霍尔元件21、差分放大器22和模数转换器23；
45.霍尔元件21可以与磁性部12相邻配置，用于在发热部11发热过程中，感应由磁性部12产生的磁场而输出模拟检测信号；
46.差分放大器22可以与霍尔元件21的输出端连接，用于对霍尔元件21输出的模拟检测信号进行放大；
47.模数转换器23可以与差分放大器22的输出端连接，用于将放大后的模拟检测信号转换为数字检测信号并输出；
48.温度确定单元30可以与模数转换器23的输出端连接，用于对所述数字检测信号进行分析，确定发热部11的温度。
49.进一步地，霍尔单元20还可以包括恒流电源24，恒流电源24可以与霍尔元件21的控制电极连接，用于为霍尔元件21提供恒定电流。
50.具体地，霍尔元件21位于所述磁性部产生的磁场中，霍尔元件21可以为线性霍尔元件，例如可以包括但不限于dh39e、hw
‑1‑
5a、hx6659等等型号的线性霍尔元件。温度确定单元30可以对所述数字检测信号进行分析，从而确定磁性部12的温度，也即发热部11的温度。
51.在实际应用中，由于磁性部12与发热部11相邻配置，发热部11的热量能够传递至磁性部12，当发热部11升温(或恒温)时，将热量传递至磁性部12，由于磁性部12在不同温度时会产生不同强度的磁场，位于磁场中的霍尔元件21(与磁性部12无物理连接)感应磁场强度的变化，输出模拟检测信号，所述模拟检测信号经过差分放大器22的放大后，经模数转换器23转换成数字检测信号并输出，其中，所述模拟检测信号可以为霍尔电压信号，所述数字检测信号可以为霍尔电压值。
52.可选择地，由于霍尔元件21采用恒流供电，其输出的霍尔电压值与磁性部12产生的磁场强度对应，而磁性部12产生的磁场强度与磁性部12的温度对应，因此霍尔元件21输出的霍尔电压值与磁性部12的温度相对应。根据该对应关系，温度确定单元30可以根据模数转换器23输出的数字检测信号确定磁性部12的温度，将磁性部12的温度作为发热部11的温度。例如，可以将温度确定单元30设计成一数字转换器，作为数字转换器的具体示例，例如可以根据发热部11在已知的不同温度下得到的模数转换器23输出的数字检测信号与温度的关系曲线来设计构成。
53.可选择地，由于霍尔元件21采用恒流供电，其输出的霍尔电压的变化只与磁场强度有关，且成正比，即磁场强度增强/减弱时，霍尔元件21输出的霍尔电压增加/减少，而磁性部12的磁性随温度上升而降低，因此霍尔元件21输出的霍尔电压与磁性部12的温度变化呈反相关的关系，即温度上升时霍尔电压减少，且霍尔元件21输出的霍尔电压减少量对应
磁性部12的温度上升值。也即是说，温度确定单元30可以根据模数转换器23输出的数字检测信号确定霍尔元件21输出的霍尔电压的变化值，根据所述霍尔电压的变化值确定磁性部12温度的变化值，并基于初始温度确定磁性部12的温度，将磁性部12的温度作为发热部11的温度。
54.此处需要说明的是，差分放大器22和模数转换器23也可以集成在温度确定单元30中。此外，温度确定单元30还可以集成有数字转换器(未图示)用于将模数转换器23输出的数字检测信号转换为温度值，即得到发热部11的温度。作为数字转换器的具体示例，例如可以根据发热部11在已知的不同温度下得到的模数转换器23输出的数字检测信号与温度的关系曲线来设计构成。
55.综上所述，根据本发明实施例的温度检测系统，通过将磁性部与发热部相邻配置，使得所述磁性部可以接收到所述发热部传递的热量，从而产生不同强度的磁场，再设置与所述磁性部耦合的霍尔单元，利用所述霍尔单元基于霍尔效应感应所述磁性部产生的磁场而输出检测信号，最终根据所述检测信号确定所述发热部的温度，能够准确检测所述发热部的温度，系统可靠性较高，并且所述磁性部和所述霍尔单元均无需与所述发热部电连接，简化了系统设计，减少了有害物质的产生。
56.本发明一个实施例还提供一种电加热烟具，所述电加热烟具包括如图1所示的温度检测系统。
57.参考说明书附图5，其示出了本发明一个实施例提供的一种温度检测方法的流程，所述方法可以应用于如图1所示的温度检测系统，如图5所示，所述方法可以包括以下步骤：
58.s510：通过霍尔单元感应由所述磁性部产生的磁场而输出检测信号；
59.s520：通过温度确定单元基于所述检测信号确定所述磁性部的温度，将所述磁性部的温度作为所述发热部的温度。
60.具体地，当发热部发热时，可以将热量传递至磁性部，所述磁性部在不同温度时会产生不同强度的磁场，所述霍尔单元可以通过霍尔元件感应由所述磁性部产生的磁场而输出霍尔电压的模拟检测信号，通过差分放大器对所述模拟检测信号进行放大，再通过模数转换器将放大后的模拟检测信号转换为数字检测信号并输出，所述温度确定单元可以对所述数字检测信号进行分析，确定所述磁性部的温度，将所述磁性部的温度作为所述发热部的温度，具体分析方法可以参考图1所示的系统实施例的具体内容，本发明实施例对此不作限制。
61.需要说明的是，在附图中，可以以特定布置和/或顺序示出一些结构或方法特征。然而，应该理解，可能不需要这样的特定布置和/或排序。而是，在一些实施例中，这些特征可以以不同于说明性附图中所示的方式和/或顺序来布置。另外，在特定图中包括结构或方法特征并不意味着暗示在所有实施例中都需要这样的特征，并且在一些实施例中，可以不包括这些特征或者可以与其它特征组合。
62.本发明各设备实施例中提到的各模块/单元都是逻辑模块/单元，在物理上，一个逻辑模块/单元可以是一个物理模块/单元，也可以是一个物理模块/单元的一部分，还可以以多个物理模块/单元的组合实现，这些逻辑模块/单元本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑模块/单元所实现的功能的组合才是解决本发明所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述各设备实施例并没有将与解决本发明所提出
的技术问题关系不太密切的模块/单元引入，这并不表明上述设备实施例并不存在其它的模块/单元。
63.虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。