电子烟的检测装置、检测方法以及电子烟
技术领域
本发明涉及电子烟设备技术领域，特别涉及一种电子烟的检测装置、一种电子烟的检测方法和一种电子烟。
背景技术
在电子烟中，传感器作为关键组件运行，现有技术中的电子烟通常采用传感器侦测用户是否有吸烟动作后，才能够进行后续动作，例如侦测到用户正在吸烟的动作后，则控制加热烟油等。然而在现有技术中，电子烟大多使用气流传感器(咪头)或压力传感器来侦测使用者是否有吸烟的动作，气流传感器(咪头)或压力传感器皆为完整的成品模块且需提供电源，在成本架构上较为昂贵，且耗电速率较高，降低电子烟的续航能力。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种电子烟检测装置、电子烟检测方法以及电子烟，旨在解决现有技术中电子烟耗电量较高的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出的一种电子烟的检测装置，所述电子烟的检测装置包括压电薄膜、控制模块以及发热组件，用于根据形变状态生成电荷信号；用于接收所述电荷信号，并根据所述电荷信号生成抽烟信号；用于接收所述抽烟信号，在接收到所述抽烟信号的情况下，加热电子烟的烟油或雾化器。
可选地，所述压电薄膜包括正极层以及与所述正极层连接的负极层，在所述正极层或所述负极层形变的情况下，生成所述电荷信号；其中，沿所述电子烟的进气方向依序设置所述正极层、所述负极层。
可选地，所述控制模块包括判断元件，用于接收所述电荷信号，并判断所述电荷信号的类型，根据所述电荷信号的类型生成抽烟信号，将所述抽烟信号发送至所述发热组件。
可选地，所述判断元件还用于判断所述电荷信号的电势差大小，并根据所述电荷信号的电势差大小生成所述抽烟信号，将所述抽烟信号发送至所述发热组件。
可选地，所述发热组件包括发热件以及二极管，用于加热电子烟的烟油或雾化器；用于接收所述抽烟信号，在接收到所述抽烟信号的情况下，导通所述发热件。
此外，为解决上述问题，本发明还提出一种电子烟的检测方法，所述电子烟的检测方法包括以下步骤：
获取压电薄膜形变产生的电荷信号；
根据所述电荷信号生成抽烟信号；
通过所述抽烟信号控制发热组件加热电子烟的烟油或雾化器。
可选地，所述根据所述电荷信号生成抽烟信号的步骤包括：
判断所述电荷信号的类型；
根据所述电荷信号的类型生成所述抽烟信号。
可选地，根据所述电荷信号的类型转化为所述抽烟信号的步骤包括：
当所述电荷信号为正电荷类型时，生成所述抽烟信号。
可选地，所述根据所述电荷信号生成抽烟信号的步骤包括：
判断所述电荷信号的电势差大小；
根据所述电荷信号的电势差大小生成所述抽烟信号。
此外，为解决上述问题，本发明还提出一种电子烟，所述电子烟包括壳体以及如上述的电子烟的检测装置，所述电子烟的检测装置设置在所述壳体上。
本发明技术方案利用所述压电薄膜的压电效应，当所述压电薄膜发生形变时会产生电荷信号，所述控制模块则通过所述电荷信号控制所述发热组件的导通，从而实现用户使用电子烟吸烟的功能。通过所述压电薄膜通过形变自发电，无需再连接电源供电，从而节省了制作成本，同时提高了电子烟的续航能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明电子烟的检测装置的结构示意图；
图2为本发明检测装置的压电薄膜状态示意图；
图3为本发明电子烟的检测方法第一实施例的流程示意图；
图4为本发明电子烟的检测方法第二实施例的流程示意图；
图5为本发明电子烟的检测方法第三实施例的流程示意图；
图6为本发明电子烟的检测方法第四实施例的流程示意图。
附图标号说明：
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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的一部分实施例，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作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。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出了一种电子烟的检测装置，请参照图1及图2，所述电子烟的检测装置包括压电薄膜10、控制模块20以及发热组件30，用于根据形变状态生成电荷信号；用于接收所述电荷信号，并根据所述电荷信号生成抽烟信号；用于接收所述抽烟信号，在接收到所述抽烟信号的情况下，加热电子烟的烟油或雾化器。
作为一种实施例，所述电子烟的检测装置可以设置在电子烟的进气口位置处。在实际运用中，成年男子的肺活量约3500～4000毫升；成年女子约2500～3000毫升，因此，用户对电子烟进行吸气时产生的气流强度足以带动所述压电薄膜10振动产生形变。当用户吸气时，气流强度施加在所述压电薄膜10上，使所述压电薄膜10产生振动形变，使所述压电薄膜10内的正负电荷中心发生相对位移而极化，以致其两端表面出现符号相反的束缚电荷，从而在所述压电薄膜10的两端表面间出现电势差的变化，也即生成了所述电荷信号，并且电荷的密度与作用在所述压电薄膜10上的应力成正比。所述压电薄膜10是进行能量转换和信号传递的重要载体。
所述压电薄膜10与所述控制模块20电性连接，当所述压电薄膜10上产生所述电荷信号时，所述压电薄膜10则将所述电荷信号的电势差传送至所述控制模块20，当所述控制模块20接收到所述电荷信号后，生成所述抽烟信号并发送至所述发热组件30，使所述发热组件30导通以加热烟油或雾化器，从而实现用户吸烟的功能。本实施例中所述控制模块20还需要根据所述电荷信号判断是否生成所述抽烟信号，例如，判断所述电荷信号上的电势差大小、正负等，从而避免所述压电薄膜10被误触发，导致所述发热组件30被导通烧毁电子烟。
作为另一种实施例，所述电子烟的检测装置可以设置在电子烟的壳体上，当用户需要吸烟时，则能够自行按压所述压电薄膜10，使所述压电薄膜10产生振动形变，从而在所述压电薄膜10的两端表面间出现电势差的变化，也即生成了所述电荷信号。所述压电薄膜10与所述控制模块20电性连接，当所述压电薄膜10上产生所述电荷信号时，所述电荷信号传送至所述控制模块20，当所述控制模块20接收到所述电荷信号后，生成所述抽烟信号并发送至所述发热组件30，使所述发热组件30导通以加热烟油或雾化器，从而实现用户吸烟的功能。本实施例中所述控制模块20还需要根据所述电荷信号判断是否生成所述抽烟信号，例如，判断所述电荷信号的大小、正负等，从而避免所述压电薄膜10被误触发，导致所述发热组件30被导通烧毁电子烟。
上述过程中，本发明技术方案利用所述压电薄膜10的压电效应，当所述压电薄膜10发生形变时会产生电荷信号，所述控制模块20则通过所述电荷信号控制所述发热组件30的导通，从而实现用户使用电子烟吸烟的功能。通过所述压电薄膜10通过形变自发电，无需再连接电源供电，从而节省了制作成本，同时提高了电子烟的续航能力。
具体的，请参照图2，所述压电薄膜10包括正极层11以及与所述正极层11连接的负极层12，在所述正极层11或所述负极层12形变的情况下，生成所述电荷信号；其中，沿所述电子烟的进气方向依序设置所述正极层11、所述负极层12。当所述压电薄膜10的正极层11与所述负极层12因振动产生形变时，在所述压电薄膜10的两端表面间出现电势差的变化，也即生成了所述电荷信号。然而所述压电薄膜10振动的方向不同其产生的电势差不同，所述压电薄膜10朝向所述负极层12凸起时，所述电荷信号的电势差大于零(如图2-b)；当所述压电薄膜10朝向所述正极层11凸起时，则所述电荷信号的电势差小于零(如图2-c)。
在本实施例中，由于所述电子的烟检测装置未外界电源，仅为正电源设计以减少功率消耗，也即只放大正电压，因此需要所述压电薄膜10朝向所述负极层12凸起以使得所述电荷信号的电势差大于零，从而保证所述电子烟的检测装置正常运行。将所述正极层11、所述负极层12沿电子烟的进气方向依序设置，从而当用户吸烟时，随气流产生的应力则朝向电子烟的进气方向带动所述压电薄膜10沿所述负极层12凸起，从而实现所述压电薄膜10在用户吸烟时所述电荷信号的电势差大于零。可以理解，当所述压电薄膜10设置在电子烟的壳体上时，则将所述正极层11的一侧设置在外侧，将所述负极层12设置在所述内侧，从而用户按压所述压电薄膜10时，所述压电薄膜10朝向所述负极层12凸起。
需要说明的时，本发明包括但不限于上述方案，当所述点烟的检测装置有外界其他电源时，也可以将所述正极层11与所述负极层12的顺序进行更换，从而满足不同的应用场景需求。
本实施例所述压电薄膜10可根据制作材料的种类分为三类，一为压电多晶体，例如：钛酸钡(BaTiO3，BT)、钛酸铅(PbTiO3，PT)或者锆钛酸铅(Pb(ZrTi)O3，PZT)的化合物等；二为压电聚合物，例如：聚偏二氟乙烯(polyvinylidene difluoride，PVDF)及其共聚物、聚氟乙烯、聚氯乙烯、聚-γ-甲基-L-谷氨酸酯或者尼龙-11等；三为压电复合材料，由两相或多相材料复合而成的，例如：压电陶瓷(PZT)和聚合物(PVDF或环氧树脂)组成的复合材料。本发明包括但不限于上述方案，所述压电薄膜10还可以是其他材料制件，只需满足所述压电薄膜10具有压电效应即可。
本实施例所述压电薄膜10可以应用三大类沉积工艺技术进行制作，一为溶胶-凝胶法(Sol-Gel Mod)，其优点为制程简单成本较低且成分容易控制；二为金属有机化学气相沉积法(Metal Organic Chemical-Vapor Deposition，MOCVD)，其优点为具良好的均匀度跟阶梯覆盖性，但制程技术及设备成本较为昂贵；本实施例中可采用所述溶胶-凝胶法制作所述压电薄膜10，从而降低所述电子烟检测装置的制造成本。此外，本发明包括但不限于上述方案，所述压电薄膜10还可以采用物理气相沉积法(Physical vapor deposition，PVD)、溅射法(Sputtering)或脉冲雷射沉积法(Pulsed Laser Deposition，PLD)等进行制作。
具体的，所述控制模块20包括判断元件21，用于接收所述电荷信号，并判断所述电荷信号的类型，根据所述电荷信号的类型生成抽烟信号，将所述抽烟信号发送至所述发热组件30。
由于所述压电薄膜10振动的方向不同其产生的电势差不同，当用户对电子烟吸气或者吐气时，所述压电薄膜10会随着气流流动方向振动形变，从而导致所述压电薄膜10在用户对电子烟吸气或者吐气时所述电荷信号的电势差不同。因此本实施例中通过所述判断元件21判断所述电荷信号的电势差类型，也即所述电荷信号的电势差为正电压或者负电压，来判断用户是否为吸烟动作。本实施例中以所述电子烟的进气方向依序设置所述正极层11、所述负极层12为例，当所述电荷信号的电势差为正电压时，所述判断元件21则判断用户对电子烟吸气，也即用户开始吸烟，所述判断模块则生成所述抽烟信号，控制所述发热组件30导通；当所述电荷信号的电势差为负电压时，所述判断元件21则判断用户对电子烟吹气或外界气流影响等，所述判断元件21则不生成所述抽烟信号，从而避免所述压电薄膜10被误触发，导致所述发热组件30被导通烧毁电子烟。
具体的，所述判断元件21还用于判断所述电荷信号的电势差大小，并根据所述电荷信号的电势差大小生成所述抽烟信号，将所述抽烟信号发送至所述发热组件30。
由于所述电压薄膜形变时，产生的所述电荷信号的电势差与作用在所述压电薄膜10上的应力成正比。为了避免所述压电薄膜10被外界因素(例如振动、刮风等)误触发，本实施例中当所述判断元件21接收到的所述电荷信号的电势差较大时，也即所述压电薄膜10的振动幅度较大时，则判断用户对电子烟吸气，也即用户开始吸烟，所述判断模块则生成所述抽烟信号，控制所述发热组件30导通；当所述判断元件21接收到的所述电荷信号的电势差较小时，也即所述压电薄膜10的振动幅度较小时，则不生成所述抽烟信号，从而避免所述压电薄膜10被误触发，导致所述发热组件30被导通烧毁电子烟。
可以理解，所述判断元件21还可以同时根据所述电荷信号的类型、电势差大小生成所述抽烟信号。本实施例中，以所述判断元件21为正极放大器为例，当所述电荷信号的电势差为正电压、且大于预设电压时，正极放大器则对所述电荷信号进行放大以生成所述抽烟信号；当所述电荷信号的电势差为负电压，正极放大器则不对所述电荷信号进行放大，或者所述电荷信号的电势差小于预设电压时，正极放大器则无法将其放大为所述抽烟信号的电势差大小，从而进一步提高本发明所述电子烟的检测装置的精确度。
具体的，所述发热组件30包括发热件31以及二极管32，所述发热件31用于加热电子烟的烟油或雾化器；所述二极管32用于接收所述抽烟信号，在接收到所述抽烟信号的情况下，导通所述发热件31。本实施例中，以所述判断元件21为正极放大器为例，所述发热件31通过所述二极管32与电子烟的供电电源连接，当所述电荷信号的电势差为负电压，正极放大器则不对所述电荷信号进行放大，或者所述电荷信号的电势差小于预设电压时，通过正极放大器放大后的所述抽烟信号无法导通所述二极管32，从而无法使得所述发热件31与电子烟的供电电源导通，所述发热件31则无法电子烟无法加热烟油或雾化器，从而实现避免所述压电薄膜10被误触发，导致所述发热组件30被导通烧毁电子烟。本实施例通过以所述二极管32作为所述发热件31的开关元件以简化所述电子烟的检测装置的结构，降低制作成本。
此外，本发明所述电子烟的检测装置包括但不限于上述方案，所述发热组件30还可以通过发热件31与继电开关元件组成，将所述判断元件21与电子烟的供电电源连接，所述判断元件21生成所述抽烟信号发送至所述继电开关以使得所述发热件31导通等。
此外，为解决上述问题，本发明还提出一种电子烟的检测方法，请参照图3，图3为本发明所述电子烟的检测方法第一实施例的流程示意图，所述检测方法包括以下步骤：
步骤S10：获取压电薄膜10形变产生的电荷信号；
当用户吸气时，气流强度施加在所述压电薄膜10上，使所述压电薄膜10产生振动形变，使所述压电薄膜10内的正负电荷中心发生相对位移而极化，以致其两端表面出现符号相反的束缚电荷，从而在所述压电薄膜10的两端表面间出现电势差的变化，也即生成了所述电荷信号，并且电荷的密度与作用在所述压电薄膜10上的应力成正比。所述压电薄膜10是进行能量转换和信号传递的重要载体。
步骤S20：根据所述电荷信号生成抽烟信号；
步骤S30：通过所述抽烟信号控制发热组件30加热电子烟的烟油或雾化器。
所述压电薄膜10与所述控制模块20电性连接，当所述压电薄膜10上产生所述电荷信号时，所述压电薄膜10则将所述电荷信号的电势差传送至所述控制模块20，当所述控制模块20接收到所述电荷信号后，生成所述抽烟信号并发送至所述发热组件30，使所述发热组件30导通以加热烟油或雾化器，从而实现用户吸烟的功能。
本发明技术方案利用所述压电薄膜10的压电效应，当所述压电薄膜10发生形变时会产生电荷信号，所述控制模块20则通过所述电荷信号控制所述发热组件30的导通，从而实现用户使用电子烟吸烟的功能。通过所述压电薄膜10通过形变自发电，无需再连接电源供电，从而节省了制作成本，同时提高了电子烟的续航能力。
进一步地，请参照图4，图4为基于第一实施例提出所述检测方法的第二实施例的流程示意图，所述步骤S20具体包括：
步骤S21：判断所述电荷信号的类型；
步骤S22：根据所述电荷信号的类型生成所述抽烟信号。
所述压电薄膜10振动的方向不同其产生的电势差不同，所述压电薄膜10朝向所述负极层12凸起时，所述电荷信号的电势差大于零；当所述压电薄膜10朝向所述正极层11凸起时，则所述电荷信号的电势差小于零。在本实施例中，由于所述电子的烟检测装置未外界电源，仅为正电源设计以减少功率消耗，也即只放大正电压，因此需要所述压电薄膜10朝向所述负极层12凸起以使得所述电荷信号的电势差大于零，从而保证所述电子烟的检测装置正常运行。
由于所述压电薄膜10振动的方向不同其产生的电势差不同，当用户对电子烟吸气或者吐气时，所述压电薄膜10会随着气流流动方向振动形变，从而导致所述压电薄膜10在用户对电子烟吸气或者吐气时所述电荷信号的电势差不同。因此本实施例中通过所述判断元件21判断所述电荷信号的电势差类型，也即所述电荷信号的电势差为正电压或者负电压，来判断用户是否为吸烟动作。从而避免所述压电薄膜10被误触发，导致所述发热组件30被导通烧毁电子烟。
进一步地，请参照图5，图5为基于第二实施例提出所述检测方法的第三实施例的流程示意图，所述步骤S22具体包括：
步骤S221：当所述电荷信号为正电荷类型时，生成所述抽烟信号。
本实施例中以所述电子烟的进气方向依序设置所述正极层11、所述负极层12为例，将所述正极层11、所述负极层12沿电子烟的进气方向依序设置，从而当用户吸烟时，随气流产生的应力则朝向电子烟的进气方向带动所述压电薄膜10沿所述负极层12凸起，从而实现所述压电薄膜10在用户吸烟时所述电荷信号的电势差大于零，也即所述电荷信号为正电荷类型。当所述电荷信号的电势差为正电压时，所述判断元件21则判断用户对电子烟吸气，也即用户开始吸烟，所述判断模块则生成所述抽烟信号，控制所述发热组件30导通；当所述电荷信号的电势差为负电压时，则判断用户对电子烟吹气或外界气流影响等，所述判断模块则不生成所述抽烟信号，从而避免所述压电薄膜10被误触发，导致所述发热组件30被导通烧毁电子烟。
进一步地，请参照图6，图6为基于第二实施例提出所述检测方法的第四实施例的流程示意图，所述步骤S20包括：
步骤S23：判断所述电荷信号的电势差大小；
步骤S24：根据所述电荷信号的电势差大小生成所述抽烟信号。
由于所述电压薄膜形变时，产生的所述电荷信号的电势差与作用在所述压电薄膜10上的应力成正比。为了避免所述压电薄膜10被外界因素(例如振动、刮风等)误触发，本实施例中当所述判断元件21接收到的所述电荷信号的电势差较大时，也即所述压电薄膜10的振动幅度较大时，则判断用户对电子烟吸气，也即用户开始吸烟，所述判断模块则生成所述抽烟信号，控制所述发热组件30导通；当所述判断元件21接收到的所述电荷信号的电势差较小时，也即所述压电薄膜10的振动幅度较小时，则不生成所述抽烟信号，从而避免所述压电薄膜10被误触发，导致所述发热组件30被导通烧毁电子烟。
可以理解，所述判断元件21还可以同时根据所述电荷信号的类型、电势差大小生成所述抽烟信号。本实施例中，以所述判断元件21为正极放大器为例，当所述电荷信号的电势差为正电压、且大于预设电压时，正极放大器则对所述电荷信号进行放大以生成所述抽烟信号；当所述电荷信号的电势差为负电压，正极放大器则不对所述电荷信号进行放大，或者所述电荷信号的电势差小于预设电压时，正极放大器则无法将其放大为所述抽烟信号的电势差大小，从而进一步提高本发明所述电子烟的检测装置的精确度。
此外，为解决上述问题，本发明还提出一种电子烟，所述电子烟包括壳体以及如上述的电子烟的检测装置，所述电子烟的检测装置设置在所述壳体上。
作为一种实施例，所述电子烟的检测装置可以设置在电子烟的进气口位置处。在实际运用中，成年男子的肺活量约3500～4000毫升；成年女子约2500～3000毫升，因此，用户对电子烟进行吸气时产生的气流强度足以带动所述压电薄膜10振动产生形变。当用户吸气时，气流强度施加在所述压电薄膜10上，使所述压电薄膜10产生振动形变，使所述压电薄膜10内的正负电荷中心发生相对位移而极化，以致其两端表面出现符号相反的束缚电荷，从而在所述压电薄膜10的两端表面间出现电势差的变化，也即生成了所述电荷信号，并且电荷的密度与作用在所述压电薄膜10上的应力成正比。所述压电薄膜10是进行能量转换和信号传递的重要载体。
所述压电薄膜10与所述控制模块20电性连接，当所述压电薄膜10上产生所述电荷信号时，所述压电薄膜10则将所述电荷信号的电势差传送至所述控制模块20，当所述控制模块20接收到所述电荷信号后，生成所述抽烟信号并发送至所述发热组件30，使所述发热组件30导通以加热烟油或雾化器，从而实现用户吸烟的功能。本实施例中所述控制模块20还需要根据所述电荷信号判断是否生成所述抽烟信号，例如，判断所述电荷信号上的电势差大小、正负等，从而避免所述压电薄膜10被误触发，导致所述发热组件30被导通烧毁电子烟。
作为另一种实施例，所述电子烟的检测装置可以设置在电子烟的壳体上，当用户需要吸烟时，则能够自行按压所述压电薄膜10，使所述压电薄膜10产生振动形变，从而在所述压电薄膜10的两端表面间出现电势差的变化，也即生成了所述电荷信号。所述压电薄膜10与所述控制模块20电性连接，当所述压电薄膜10上产生所述电荷信号时，所述电荷信号传送至所述控制模块20，当所述控制模块20接收到所述电荷信号后，生成所述抽烟信号并发送至所述发热组件30，使所述发热组件30导通以加热烟油或雾化器，从而实现用户吸烟的功能。本实施例中所述控制模块20还需要根据所述电荷信号判断是否生成所述抽烟信号，例如，判断所述电荷信号的大小、正负等，从而避免所述压电薄膜10被误触发，导致所述发热组件30被导通烧毁电子烟。
上述过程中，本发明技术方案利用所述压电薄膜10的压电效应，当所述压电薄膜10发生形变时会产生电荷信号，所述控制模块20则通过所述电荷信号控制所述发热组件30的导通，从而实现用户使用电子烟吸烟的功能。通过所述压电薄膜10通过形变自发电，无需再连接电源供电，从而节省了制作成本，同时提高了电子烟的续航能力。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
