会员体验
专利管家（专利管理）
工作空间（专利管理）
风险监控（情报监控）
数据分析（专利分析）
侵权分析（诉讼无效）
联系我们
交流群
官方交流：
QQ群： 891211   
微信请扫码    >>>
现在联系顾问~
首页 / 专利分类库 / 烟草；雪茄烟；纸烟；模拟吸烟装置；吸烟者用品 / 热电偶测温方法及电磁加热气雾产生装置

热电偶测温方法及电磁加热气雾产生装置
申请号 CN202311841710.2 申请日 2023-12-28 公开(公告)号 CN117782342A 公开(公告)日 2024-03-29
申请人 上海烟草集团有限责任公司; 上海新型烟草制品研究院有限公司; 发明人 黄柳铭; 瞿江洪; 张文良; 张慧;
摘要 本 发明 公开了一种电磁加热气雾产生装置的 热电偶 测温方法，包括：确定热电偶在 磁场 中反馈的总电动势，总电动势包括温差电动势和感应电动势；基于总电动势，确定校准电动势，校准电动势包括温差电动势，不包括感应电动势；根据校准电动势确定加热体的 温度 。本发明提供的电磁加热气雾产生装置的热电偶测温方法，避免磁场的影响，去除热电偶在磁场中反馈的感应电动势，使得使用热电偶 传感器 实现便捷、准确地测量 气溶胶 产生装置中的加热体的温度。本发明还提供了一种电磁加热气雾产生装置。
权利要求

1.一种电磁加热气雾产生装置的热电偶测温方法，其特征在于，包括：
确定热电偶在磁场中反馈的总电动势，所述总电动势包括温差电动势和感应电动势；
基于所述总电动势，确定校准电动势，所述校准电动势包括温差电动势，不包括感应电动势；
根据所述校准电动势确定加热体的温度。
2.如权利要求1所述的电磁加热气雾产生装置的热电偶测温方法，其特征在于，所述电磁加热气雾产生装置包括低通滤波器，所述热电偶与所述低通滤波器的输入端连接，所述低通滤波器的预设频率小于磁场的线圈的工作频率；
所述基于所述总电动势，确定校准电动势，包括：
所述低通滤波器去除所述总电动势中的感应电动势，并输出所述校准电动势作为所述温差电动势。
3.如权利要求1所述的电磁加热气雾产生装置的热电偶测温方法，其特征在于，所述基于所述总电动势，确定校准电动势，包括：
获取所述热电偶在磁场中反馈的时域的总电动势；
将获取的所述时域的总电动势转换成频域的总电动势；
获取所述频域的总电动势中频率为0Hz处的幅值作为校准电动势。
4.如权利要求3所述的电磁加热气雾产生装置的热电偶测温方法，其特征在于，所述将获取的所述时域的总电动势转换成频域的总电动势，包括：
通过傅里叶变换将获取的所述时域的总电动势转换成频域的总电动势。
5.如权利要求4所述的电磁加热气雾产生装置的热电偶测温方法，其特征在于，所述获取所述频域的总电动势中频率为0Hz处的幅值作为校准电动势，包括：
获取所述频域的总电动势中频率为0Hz处的幅值作为校准电动势；
将所述校准电动势作为频域的所述温差电动势；
将所述频域的温差电动势转换成时域的温差电动势。
6.如权利要求1所述的电磁加热气雾产生装置的热电偶测温方法，其特征在于，所述基于所述总电动势，确定校准电动势，包括：
获取所述热电偶在磁场中反馈的时域的总电动势；
将获取的所述时域的总电动势转换成频域的总电动势；
获取所述频域的总电势中频率为线圈工作频率的倍频处的幅值为所述感应电动势；
所述频域的总电动势去除所述感应电动势获得所述频域的校准电动势；
将所述校准电动势作为频域的所述温差电动势；
根据所述频域的温差电动转换成时域的温差电动势。
7.如权利要求5或6所述的电磁加热气雾产生装置的热电偶测温方法，其特征在于，所述根据所述频域的温差电动势转换成时域的温差电动势，包括：
通过傅里叶逆变换将获取的所述频域的温差电动势转换成时域的温差电动势。
8.如权利要求1所述的电磁加热气雾产生装置的热电偶测温方法，其特征在于，所述电磁加热气雾产生装置包括除热电偶外的测温元件；
所述基于所述总电动势，确定校准电动势，包括：
获取所述电磁加热工作环境中热电偶在第一时间的总电动势；
通过所述测温元件获取所述电磁加热工作环境中加热体在第一时间的准确温度，根据所述准确温度获得所述热电偶的温差电动势；
根据所述第一时间的所述总电动势和所述第一时间的所述温差电动势获得感应电动势；
获取所述电磁加热工作环境中热电偶在校准时间的总电动势；
根据所述校准时间的总电动势和所述感应电动势获得所述校准时间的校准电动势作为温差电动势。
9.如权利要求8所述的电磁加热气雾产生装置的热电偶测温方法，其特征在于，所述通过所述测温元件获取所述电磁加热工作环境中加热体在第一时间的准确温度，根据所述准确温度获得所述热电偶的温差电动势，包括：
根据所述准确温度通过热电偶分度表获得所述热电偶的温差电动势。
10.如权利要求1至6、8至9任一项所述的电磁加热气雾产生装置的热电偶测温方法，其特征在于，所述基于所述总电动势，确定校准电动势，包括：调节温度采样频率大于电磁线圈的电流变化频率。
11.如权利要求10所述的电磁加热气雾产生装置的热电偶测温方法，其特征在于，调节所述温度采样频率至少为所述电磁线圈的电流变化频率的2倍。
12.一种电磁加热气雾产生装置，其特征在于，包括：
加热体，用于加热气雾产生基质；
热电偶，所述热电偶的信号输入端与所述加热体连接，用于测量加热体的温度；
低通滤波器，所述低通滤波器的信号输入端与所述热电偶的信号输出端连接；
控制器，所述控制器的信号输入端与所述低通滤波器的信号输出端连接；
处理器，与所述控制器的信号输出端连接；
存储器，所述存储器包括指令，所述指令被所述处理器执行时，使得所述电磁加热气雾产生装置执行如下热电偶测温方法：
确定热电偶在磁场中反馈的总电动势，所述总电动势包括温差电动势和感应电动势；
基于所述总电动势，确定校准电动势，包括：所述低通滤波器去除所述总电动势中的感应电动势，并输出所述校准电动势作为所述温差电动势，所述校准电动势包括温差电动势，不包括感应电动势；
根据所述校准电动势确定加热体的温度。
13.一种电磁加热气雾产生装置，其特征在于，包括：
加热体，用于加热气雾产生基质；
热电偶，所述热电偶的信号输入端与所述加热体连接，用于测量加热体的温度；
控制器，所述控制器的信号输入端与所述热电偶的信号输出端连接；
处理器，与控制器的信号输出端连接；
存储器，所述存储器包括指令，所述指令被所述处理器执行时，使得所述电磁加热气雾产生装置执行如权利要求1或3至11任一项所述的热电偶测温方法。
说明书全文

热电偶测温方法及电磁加热气雾产生装置

技术领域

[0001] 本发明涉及电磁加热气雾产生装置的温度控制和校准优化领域，具体涉及一种电磁加热气雾产生装置的热电偶测温方法、电磁加热气雾产生装置。

背景技术

[0002] 电磁加热技术在气溶胶产生装置中早有应用。在电磁加热气溶胶产生装置中，使用热电偶传感器控制和连接仪器测量温度十分方便，因而热电偶传感器常常被使用在温度的控制以及测量温度显示中。但是热电偶在磁场中产生感应电动势影响气溶胶产生装置中的加热体温度检测值的准确性。
[0003] 因此，现有的电磁加热气溶胶产生装置中，热电偶传感器因交变磁场的影响，在温度控制和校准上存在不准确的问题。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于解决现有的电磁加热气溶胶产生装置中，热电偶传感器因交变磁场的影响，在温度控制和校准上存在不准确的问题。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种电磁加热气雾产生装置的热电偶测温方法，包括：确定热电偶在磁场中反馈的总电动势，总电动势包括温差电动势和感应电动势；基于总电动势，确定校准电动势，校准电动势包括温差电动势，不包括感应电动势；根据校准电动势确定加热体的温度。
[0006] 采用上述技术方案，本发明提供的电磁加热气雾产生装置的热电偶测温方法，避免磁场的影响，去除热电偶在磁场中反馈的感应电动势，仅保留热电偶的温差电动势，并根据温差电动势获得加热体的温差，使得使用热电偶传感器实现便捷、准确地测量气溶胶产生装置中的加热体的温度。
[0007] 根据本发明的另一具体实施方式，电磁加热气雾产生装置包括低通滤波器和控制器，热电偶与低通滤波器的输入端连接，低通滤波器的预设频率小于磁场的线圈的工作频率；基于总电动势，确定校准电动势，包括：低通滤波器去除总电动势中的感应电动势，并输出校准电动势作为温差电动势。
[0008] 根据本发明的另一具体实施方式，基于总电动势，确定校准电动势，包括：获取热电偶在磁场中反馈的时域的总电动势；将获取的时域的总电动势转换成频域的总电动势；获取频域的总电动势中频率为0Hz处的幅值作为校准电动势。
[0009] 根据本发明的另一具体实施方式，将获取的时域的总电动势转换成频域的总电动势，包括：通过傅里叶变换将获取的时域的总电动势转换成频域的总电动势。
[0010] 根据本发明的另一具体实施方式，获取频域的总电动势中频率为0Hz处的幅值作为校准电动势，包括：获取频域的总电动势中频率为0Hz处的幅值作为校准电动势；将校准电动势作为频域的温差电动势；将频域的温差电动势转换成时域的温差电动势。
[0011] 根据本发明的另一具体实施方式，基于总电动势，确定校准电动势，包括：获取热电偶在磁场中反馈的时域的总电动势；将获取的时域的总电动势转换成频域的总电动势；获取频域的总电势中频率为线圈工作频率的倍频处的幅值为感应电动势；频域的总电动势去除感应电动势获得频域的校准电动势；将校准电动势作为频域的温差电动势；根据频域的温差电动转换成时域的温差电动势。
[0012] 根据本发明的另一具体实施方式，根据频域的温差电动势转换成时域的温差电动势，包括：通过傅里叶逆变换将获取的频域的温差电动势转换成时域的温差电动势。
[0013] 根据本发明的另一具体实施方式，电磁加热气雾产生装置包括除热电偶外的测温元件；基于总电动势，确定校准电动势，包括：获取电磁加热工作环境中热电偶在第一时间的总电动势；通过测温元件获取电磁加热工作环境中加热体在第一时间的准确温度，根据准确温度获得热电偶的温差电动势；根据第一时间的总电动势和第一时间的温差电动势获得感应电动势；获取电磁加热工作环境中热电偶在校准时间的总电动势；根据校准时间的总电动势和感应电动势获得校准时间的校准电动势作为温差电动势。
[0014] 根据本发明的另一具体实施方式，根据准确温度获得热电偶的温差电动势，包括：根据准确温度通过热电偶分度表获得热电偶的温差电动势。
[0015] 根据本发明的另一具体实施方式，基于总电动势，确定校准电动势，包括：调节温度采样频率大于电磁线圈的电流变化频率。
[0016] 根据本发明的另一具体实施方式，调节温度采样频率至少为电磁线圈的电流变化频率的2倍。
[0017] 本发明提供了一种电磁加热气雾产生装置，包括：加热体，用于加热气雾产生基质；热电偶，热电偶的信号输入端与加热体连接，用于测量加热体的温度；低通滤波器，低通滤波器的信号输入端与热电偶的信号输出端连接；控制器，控制器的信号输入端与低通滤波器的信号输出端连接；处理器，与控制器的信号输出端连接；存储器，存储器包括指令，指令被处理器执行时，使得电磁加热气雾产生装置执行如下热电偶测温方法：确定热电偶在磁场中反馈的总电动势，总电动势包括温差电动势和感应电动势；基于总电动势，确定校准电动势，包括：低通滤波器去除总电动势中的感应电动势，并输出校准电动势作为温差电动势，校准电动势包括温差电动势，不包括感应电动势；根据校准电动势确定加热体的温度。
[0018] 采用上述技术方案，通过在电磁加热气雾产生装置中设置低通滤波器，实现允许低频信号通过，删除高频信号的影响，也就是去除了电磁加热中热电偶的感应电动势，仅保留热电偶的温差电动势，并根据温差电动势获得加热体的温差，使得使用热电偶传感器实现便捷、准确地测量气溶胶产生装置中的加热体的温度。
[0019] 本发明提供了一种电磁加热气雾产生装置，包括：加热体，用于加热气雾产生基质；热电偶，热电偶的信号输入端与加热体连接，用于测量加热体的温度；控制器，控制器的信号输入端与热电偶的信号输出端连接；处理器，与控制器的信号输出端连接；存储器，存储器包括指令，指令被处理器执行时，使得电磁加热气雾产生装置执行前述任一实施例中的热电偶测温方法。
[0020] 采用上述技术方案，电磁加热气雾产生装置中热电偶测温时，去除热电偶在磁场中反馈的感应电动势，仅保留热电偶的温差电动势，并根据温差电动势获得加热体的温差，使得使用热电偶传感器实现便捷、准确地测量气溶胶产生装置中的加热体的温度。附图说明
[0021] 图1示出现有技术中的热电偶的温度采样的曲线图；
[0022] 图2示出本发明一实施例中的电磁加热气雾产生装置的热电偶测温方法的流程图一；
[0023] 图3示出本发明一实施例中的电磁加热气雾产生装置的剖面图；
[0024] 图4示出本发明另一实施例中的电磁加热气雾产生装置的剖面图；
[0025] 图5示出本发明一实施例中的电路中的硬件连接的框图；
[0026] 图6示出本发明一实施例中的低通滤波—拓扑的示意图；
[0027] 图7示出本发明一实施例中的一阶有源低通滤波器的示意图；
[0028] 图8示出本发明一实施例中的电磁加热气雾产生装置的热电偶测温方法的流程图二；
[0029] 图9示出本发明一实施例中的电磁加热气雾产生装置的热电偶的电势的时域图一；
[0030] 图10示出本发明一实施例中的电磁加热气雾产生装置的热电偶的电势的频域图一；
[0031] 图11示出本发明一实施例中的电磁加热气雾产生装置的热电偶测温方法的流程图三；
[0032] 图12示出本发明一实施例中的电磁加热气雾产生装置的热电偶的电势的时域图二；
[0033] 图13示出本发明一实施例中的电磁加热气雾产生装置的热电偶测温方法的流程图四；
[0034] 图14示出本发明另一实施例中的电磁加热气雾产生装置的热电偶的电势的时域图三；
[0035] 图15示出本发明一实施例中的电磁加热气雾产生装置的热电偶测温方法的流程图五；
[0036] 图16示出本发明又一实施例中的电磁加热气雾产生装置的热电偶的电势的时域图四；
[0037] 图17示出本发明另一实施例中的电磁加热气雾产生装置的硬件连接的框图。

具体实施方式

[0038] 以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包括许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0039] 应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0040] 术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0041] 在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
[0042] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
[0043] 在工业生产过程中，温度是需要测量和控制的重要参数之一。在温度测量中，热电偶的应用极为广泛，它具有结构简单、制造方便、测量范围广、精度高、惯性小和输出信号便于远传等许多优点。另外，由于热电偶是一种无源传感器，测量时不需外加电源，使用十分方便，所以常被用作测量温度。
[0044] 当有两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同，一端温度为T，称为工作端或热端，另一端温度为To，称为自由端(也称参考端)或冷端，回路中将产生一个电动势，该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。这种现象称为“热电效应”，两种导体组成的回路称为“热电偶”。
[0045] 热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度。根据热电偶工作的热电效应原理，当其两端存在温差时，会产生温差电动势e(t)，t表示温度。温差电动势e(t)能够准确地反映加热体的温度。
[0046] 由于热电偶一般由可磁化的金属合金制成，根据电磁感应定律，当热电偶位于变化的磁场中时，会产生感应电动势e(f，B0)，其中，f表示线圈工作频率，B0表示线圈和感受体系统内部的可形成的最大磁感应强度。感应电动势e(f，B0)受磁场的频率和强度影响，且为交流信号，信号频率与磁场变化频率相同。因此，热电偶在磁场中反馈的总电动势为：
[0047] e＝e(t)+e(f，B0)
[0048] 也就是，热电偶在磁场中实际反馈的总电动势等于温差电动势e(t)与感应电动势e(f，B0)之和。其中，仅温差电动势e(t)本身就能准确地反映加热体的温度，感应电动势e(f，B0)是造成温度测量误差的重要因素。即，感应电动势e(f，B0)是热电偶在磁场中进行温度测量受到影响的原因。
[0049] 目前在电磁加热气雾产生装置中，电磁线圈的工作频率从几十kHz到几MHz，而一般应用温度反馈时，其采样频率仅几百Hz到几千Hz。如图1所示，在用热电偶进行温度采样时，就有可能恰好将某高点(如图1中示出的A点)或者某低点(如图1中示出的B点)作为采样点，造成测量误差。并且由于热电偶的温度采样频率远低于磁场频率，使得获取的热电偶采样的波形粗糙，无法反映细节，因而无法分辨磁场中形成的感应电动势，两个采样点就受感应电动势的影响产生了误差，从而无法获得准确的温差电动势以准确反映加热体的温度。
[0050] 图2示出了本发明一实施例中的电磁加热气雾产生装置的热电偶测温方法的流程图。图3示出本发明一实施例中的电磁加热气雾产生装置1的剖面图，包括加热体11，电磁线圈12和温度传感器13。图4示出本发明另一实施例中的电磁加热气雾产生装置2的剖面图，包括加热体21，电磁线圈22和温度传感器23。其中，温度传感器13和温度传感器23可以是热电偶传感器。
[0051] 参考图2并结合图3和图4，本发明提供了一种热电偶的测温方法，包括：
[0052] S1：确定热电偶13，23在磁场中反馈的总电动势。
[0053] 示例性地，如图9、图16所示，在第0微秒(us)时，热电偶两端的总电动势为1.104V；在第6微秒(us)时，热电偶两端的总电动势为1.3V。在第8微秒(us)时，热电偶两端的总电动势为1V。
[0054] 其中，总电动势包括温差电动势和感应电动势。
[0055] S2：基于总电动势，确定校准电动势。如图9、图10、图12、图14以及图16所示。
[0056] 示例性地，图9、图16示出了热电偶两端的总电动势；图10、图12、图14示出了热电偶两端的校准电动势。
[0057] 图10示出了热电偶的校准电动势，如当频率为0赫兹(Hz)时，热电偶两端的校准电动势为1.104V。图12示出了在任意时间如在第0微秒(us)时、第5微秒(us)时、第15微秒(us)时，热电偶两端的校准电动势为1.104V；图14示出了在第0微秒(us)时、在第14微秒(us)时、第25微秒(us)时，热电偶两端的校准电动势约为1.1V。
[0058] 其中，校准电动势包括温差电动势，不包括感应电动势。
[0059] S3：根据校准电动势确定加热体的温度。
[0060] 采用上述技术方案，本发明提供的电磁加热气雾产生装置的热电偶测温方法，避免磁场的影响，去除热电偶13，23在磁场中反馈的感应电动势，仅保留温差电动势，使得使用热电偶传感器实现便捷、准确地测量气溶胶产生装置1，2中的加热体11，21的温度。
[0061] 如前所述，由于热电偶的温度采样频率远低于磁场频率，使得磁场中形成的感应电动势无法分辨。因而将温度采样频率至少要大于电磁线圈的电流变化频率，使得磁场影响产生的感应电动势能够分辨出来。然后去除掉感应电动势的值，获得准确的热电偶温差电势值。
[0062] 本发明提供的一些可能的实施例中，参考图5，采用硬件方法提升热电偶的温度采样频率，即在气溶胶生成装置的电路中添加低通滤波器形成滤波电路，滤波电路是一种选频电路，能够使特定频率范围的信号通过，使其它频率的信号大大衰减甚至无法通过，也就是通过添加低通滤波器，实现允许低频信号通过，删除高频信号的影响。
[0063] 本实施例中，电磁加热气雾产生装置包括低通滤波器，热电偶与低通滤波器的输入端连接，低通滤波器的预设频率小于磁场的线圈的工作频率。在本实施例中，S2：基于总电动势，确定校准电动势，包括：
[0064] S21：低通滤波器去除总电动势中的感应电动势，并输出校准电动势作为温差电动势。
[0065] 采用上述技术方案，设置温度采样频率至少要大于电磁线圈的电流变化频率，通过添加低通滤波器这一硬件，使得磁场影响产生的感应电动势能够分辨出来，以便去除感应电动势，获得更准确的热电偶的温差电动势。
[0066] 在本实施例中，优选地，调节温度采样频率至少为电磁线圈的电流变化频率的2倍。
[0067] 示例性地，图6示出了低通滤波—拓扑的示意图，包括电源输入端Ui、电阻R、电容C和电源输出端Uo。其中，电阻R、电容C串联。参考图6并结合图5，电压输入端Ui与热电偶传感器13,23的信号输出端连接，电压输出端Uo与控制器4的信号输入端相连接。其通带截止频率：f0＝1/(2*π*R*C)，即该低通滤波器的通带截止频率与电阻R和电容C的参数有关。
[0068] 图7示出了一阶有源低通滤波器。一阶有源低通滤波器包括电源输入端Ui、第一电阻R、电容C、第二电阻R1、第三电阻RF、运放器A和电源输出端Uo。其中，第一电阻R、电容C以及运放器A串联，第二电阻R1与运放器A串联，第三电阻RF与运放器A并联。电压输入端Ui与热电偶传感器13,23的信号输出端连接，电压输出端Uo与控制器4的信号输入端相连接。也就是在低通滤波器后面加了个运放器做信号放大，目的是放大信号以及增强信号(U0)的驱动能力。
[0069] 参考图8，本发明提供的一些可能的实施例中，采用软件方法提升热电偶的温度采样频率，在本实施例中，S2：基于总电动势，确定校准电动势，包括：
[0070] S22：获取热电偶在磁场中反馈的时域的总电动势。
[0071] 示例性地，参考图9并结合图3和图4，电磁线圈12，22中电流的变化频率为86kHz，热电偶13，23位于电磁线圈12，22内的加热体11，21中，提高热电偶13，23的温度采样频率至500MHz，测量得到热电偶13，23两端的电势数据如图9所示。
[0072] S23：将获取的时域的总电动势转换成频域的总电动势。
[0073] 示例性地，从图9中可以看出，热电偶13，23的温度变化频率也为86kHz。将图9示出的信号进行快速傅里叶变换得到其频域图，即图10，也称为幅频图。
[0074] S24：获取频域的总电动势中频率为0Hz处的幅值作为校准电动势。
[0075] 示例性地，如图10所示，频率为0Hz时，即在直流电的环境中，此时热电偶没有产生感应电动势，热电偶的电势峰值为1.104V，也就是，由温差引起的频率为0的幅值贡献为1.104V。取该值作为此时热电偶的温差电势值，即校准电动势。
[0076] 采用上述技术方案，设置温度采样频率至少要大于电磁线圈的电流变化频率，并进行总电动势的时域和频域的转换，获取频域的总电动势中频率为0Hz处的幅值作为校准电动势，即获取直流时的热电偶的温差电动势的峰值作为校准电动势，去除了感应电动势，使得获取的温差电动势(校准电动势)更准确。
[0077] 本发明提供的一些可能的实施例中，S23：将获取的时域的总电动势转换成频域的总电动势，包括：
[0078] S231：通过傅里叶变换将获取的时域的总电动势转换成频域的总电动势。频域的总电动势图也称作幅频图，能够清楚、准确地显示频率与幅值的关系。
[0079] 参考图11，本发明提供的一些可能的实施例中，S24：获取频域的总电动势中频率为0Hz处的幅值作为校准电动势，包括：
[0080] S241：获取频域的总电动势中频率为0Hz处的幅值作为校准电动势。
[0081] 示例性地，如图10所示，将频率为0Hz时，热电偶的电势峰值为1.104V作为校准电动势。
[0082] S242：将校准电动势作为频域的温差电动势。
[0083] 示例性地，如图10所示，将频率为0Hz时，热电偶的校准电动势1.104V作为温差电动势，该温差电动势为频域的温差电动势。
[0084] S243：将频域的温差电动势转换成时域的温差电动势。
[0085] 示例性地，将其温差电动势的频域图转换成温差电动势的时域图，温差电动势的时域图如图12所示，也就是去除了感应电动势后的校准电动势恒定为1.104V。
[0086] 采用上述技术方案，转换后的时域的温差电动势能够清晰地被示出。根据1.104V的校准电动势可以通过热电偶分度表换算成温差。进一步地，根据温差和加热体的初始温度，可以计算加热体的实时温度。
[0087] 参考图13，本发明提供的一些可能的实施例中，S2：基于总电动势，确定校准电动势，包括：
[0088] S25：获取热电偶在磁场中反馈的时域的总电动势。如图9所示。
[0089] S26：将获取的时域的总电动势转换成频域的总电动势。如图10所示。
[0090] S27：获取频域的总电势中频率为线圈工作频率的倍频处的幅值为感应电动势。
[0091] 示例性地，继续参考图10，除了由温差引起的频率为0的幅值贡献，还有在86kHz及其倍频处有贡献，这些均为磁场影响的电动势贡献，获取86kHz及其倍频处的幅值为感应电动势。
[0092] S28：频域的总电动势去除感应电动势获得频域的校准电动势。
[0093] 示例性地，使用频域的总电动势去除86kHz及其倍频处的幅值为感应电动势，获得频域的校准电动势。
[0094] S29：将校准电动势作为频域的温差电动势。
[0095] 将前述获取的去除86kHz及其倍频处的幅值为感应电动势后的频域的校准电动势作为频域的温差电动势。
[0096] S30：根据频域的温差电动转换成时域的温差电动势。
[0097] 示例性地，将前述频域的温差电动势转换成如图14所示的时域的温差电动势。参考图14，滤波后的电动势基本在1.1V附近，与前一实施例中直接取直流贡献结果1.104V是基本一致的，因而1.104V的电动势可以认为是获取的消除了电磁场的影响的校准电动势(温差电动势)，据此即可通过热电偶分度表换算成温差，优化了热电偶测温的精度。
[0098] 采用上述技术方案，根据电磁线圈的工作频率确定热电偶在该电磁环境中的感应电动势，根据感应电动势和总电动势获取校准电动势作为温差电动势。相较于获取电磁环境中所有频率下的感应电动势而言，既保证了获得的温差电动势的准确性，又减少了计算的数据量，提高了计算效率。
[0099] 本发明提供的一些可能的实施例中，S30：根据频域的温差电动势转换成时域的温差电动势，包括：
[0100] S301：通过傅里叶逆变换将获取的频域的温差电动势转换成时域的温差电动势。
[0101] 采用上述技术方案，通过傅里叶逆变换获得时域的温差电动势，即滤波后的温差电动势，使得据此获取的温差更加准确。
[0102] 示例性地，对处理后的数据进行傅里叶逆变换得到如图14所示的滤波后的电动势。
[0103] 本发明提供的一些可能的实施例中，电磁加热气溶胶产生装置1，2的电磁线圈12，22电流变化周期是可设定的.因此，可以通过计数等方式获取其变化周期的整数倍时间。由于感应电动势的大小和磁场的频率和强度有关，因此在用占空比等方式调节加热功率时，感应电动势e(f,B0)基本是不变的。因而，通过温度采样时间间隔取电磁场变化周期的整数倍也能够实现热电偶的温度检测的校准。
[0104] 参考图15，本发明提供的一些可能的实施例中，电磁加热气雾产生装置1，2包括除热电偶外的测温元件。
[0105] 示例性地，参考图16，图中C点是随机时间的一个采样点。设定电路经过3个周期后再次取一个采样点D。获取的C、D两个采样点位于电动势波动周期的同一位置。因此，电磁场对热电偶电动势的影响是一个常数，即：
[0106] e＝e(t)+k
[0107] 其中，e为偏置后的电动势，e(t)为温差电动势，k为常数。
[0108] 由于k为常数，因而此时采样得到的电动势值与温差电动势的变化情况是一致的。可以直接用偏置后的电动势e直接代替温差电动势e(t)换算成温差值，由于电动势e与温差电动势e(t)是恒定偏置，因此其对温度反馈和控制没有影响，相当于消除了电磁场的波动影响。
[0109] S2：基于总电动势，确定校准电动势，包括：
[0110] S201：获取电磁加热工作环境中热电偶在第一时间的总电动势。
[0111] 第一时间为电磁加热工作环境中的任意时间点的热电偶的总电动势。
[0112] 示例性地，如图16所示，第一时间为第7微秒(us)，即C点处。又如，第一时间为2微秒微秒(us)。示例性地获取电磁加热工作环境中热电偶在第一时间的总电动势为(e1＝eo+k)。
[0113] S202：通过测温元件获取电磁加热工作环境中加热体在第一时间的准确温度，根据准确温度获得热电偶的温差电动势。
[0114] 通过测温元件获取加热体在第一时间的准确温度，即测温元件测量的准确温度的时间与热电偶获取的总电动势的时间相同，保证后续在相同时间内偏置的感应电动势的值恒定。
[0115] 示例性地，通过(除热电偶外的)测温元件获取电磁加热工作环境中加热体在第一时间的实际准确的温度的温差电动势对应为e0。
[0116] S203：根据第一时间的总电动势和第一时间的温差电动势获得感应电动势。
[0117] 示例性地，根据第一时间的总电动势(e1＝e0+k)和第一时间的温差电动势e0，获得感应电动势为k，且(k＝e1‑e0)。
[0118] 如前所述，由于感应电动势的大小和磁场的频率和强度有关，因此，在用占空比等方式调节加热功率时，感应电动势e(f，B0)基本不变。因而，可以将热电偶在第一时间的总电动势e1校准为除热电偶外的测温元件获取的温差电动势e0。
[0119] S204：获取电磁加热工作环境中热电偶在校准时间的总电动势。
[0120] 校准时间也即实际测量时的具体的时间点，热电偶测量加热体温度的校准时间与除热电偶外的其他测温元件测量加热体温度的校准时间也应保持相同。
[0121] 示例性地，在进行实际测量时，获取电磁加热工作环境中热电偶在校准时间的总电动势，如热电偶读数为e2。
[0122] S205：根据校准时间的总电动势和感应电动势获得校准时间的校准电动势作为温差电动势。
[0123] 示例性地，根据校准时间的总电动势e2和感应电动势k获得校准时间的校准电动势(e2‑k)作为温差电动势。校准电动势(e2‑k)也就是(e2+e0‑e1)，为真正的温差电动势。
[0124] 采用上述技术方案，将电磁场对热电偶电动势的影响，即感应电动势作为一个恒定的常数，据此将热电偶的总电势恒定偏置为热电偶的温差电动势，相当于消除了电磁场的波动影响，降低了温度采样频率，且相比现有技术消除了电磁场的影响，使得热电偶能够更加准确地测量加热体的温度。
[0125] 本发明提供的一些可能的实施例中，S202：通过测温元件获取电磁加热工作环境中加热体在第一时间的准确温度，包括：
[0126] S2021：通过测温元件获取电磁加热工作环境中加热体在第一时间的准确温度，根据准确温度通过热电偶分度表获得热电偶的温差电动势。
[0127] 示例性地，在本实施例中，校准电动势(e2‑k)也就是(e2+e0‑e1)，为真正的温差电动势。查询热电偶分度表将真正的温差电动势换算为温差。进一步地，根据温差和加热体的初始温度，可以计算加热体的实时温度。
[0128] 在本实施例中，如图16示出的C点和D点之间的间隔的周期不作限定，只要是电流周期的整数倍即可。示例性地，电磁场频率为1MHz，周期即为s，因此，采样周期可以取1ms，2ms，200ms等周期的整数倍即可。这样能够大大降低温度采样频率，且相比原先消除了电磁场的影响。
[0129] 本发明提供的前述任一实施例中，S2：基于总电动势，确定校准电动势，包括：调节温度采样频率大于电磁线圈的电流变化频率，以使磁场影响产生的感应电动势能够分辨出来，便于去除感应电动势，获得更加准确的热电偶温差电动势。
[0130] 优选地，调节温度采样频率至少为电磁线圈的电流变化频率的2倍。
[0131] 在本发明提供的实施例中，气溶胶生成制品可以是固体。气溶胶生成装置1，2是加热不燃烧烟具，通过加热电路对加热卷烟加热，以满足用户的抽吸体验。
[0132] 参考图5，本发明提供了一种电磁加热气雾产生装置，包括：加热体11，21、热电偶传感器13，23、低通滤波器3、控制器4、处理器和存储器。
[0133] 其中，加热体11，21，用于加热气雾产生基质。
[0134] 热电偶传感器13,23的信号输入端与加热体11，21连接；用于测量加热体11，21的温度。
[0135] 低通滤波器3的信号输入端与热电偶传感器13,23的信号输出端连接。
[0136] 控制器4的信号输入端与低通滤波器3的信号输出端连接。
[0137] 处理器5，与控制器的信号输出端连接。
[0138] 存储器6，存储器6与处理器5连接，存储器6包括指令，指令被处理器执行时，使得电磁加热气雾产生装置执行如下测量温度的方法：
[0139] S1：确定热电偶在磁场中反馈的总电动势，总电动势包括温差电动势和感应电动势。
[0140] S2：基于总电动势，确定校准电动势，校准电动势包括温差电动势，不包括感应电动势。包括：S21：低通滤波器去除总电动势中的感应电动势，并输出校准电动势作为温差电动势，
[0141] S3：根据校准电动势确定加热体的温度。
[0142] 在电磁加热电路中设置低通滤波器3，低通滤波器3的信号输入端与热电偶13，23(结合图3和图4所示)的信号输出端相连接，低通滤波器3的信号输出端与控制器4的信号输入端相连接。低通滤波器3用于截止高于预设频率的信号，预设频率小于线圈的工作频率。
[0143] 采用上述技术方案，通过在电磁加热气雾产生装置中设置低通滤波器，实现允许低频信号通过，删除高频信号的影响，也就是去除了电磁加热中热电偶的感应电动势，仅保留热电偶的温差电动势，并根据温差电动势获得加热体的温差，使得使用热电偶传感器实现便捷、准确地测量气溶胶产生装置中的加热体的温度。
[0144] 参考图17，本发明提供了一种电磁加热气雾产生装置，包括：加热体11,21、热电偶传感器13,23、控制器4、处理器5和存储器6。
[0145] 其中，加热体11,21，用于加热气雾产生基质。热电偶传感器13,23，信号输入端与加热体11,21连接，用于测量加热体的温度。控制器4的信号输入端与热电偶传感器的信号输出端连接。处理器5与控制器4的信号输出端连接。存储器6包括指令，指令被处理器5执行时，使得电磁加热气雾产生装置执行前述任一实施例中的热电偶测温方法。
[0146] 采用上述技术方案，电磁加热气雾产生装置中热电偶测温时，去除热电偶在磁场中反馈的感应电动势，仅保留热电偶的温差电动势，并根据温差电动势获得加热体的温差，使得使用热电偶传感器实现便捷、准确地测量气溶胶产生装置中的加热体的温度。
[0147] 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。

IPRDB

最新中国发明专利 最新美国发明专利 技术领域 专利库 专利分类库 国际专利分类库

热门服务

会员版试用 API 数据接口 找代理 知嘟嘟专利交易 排行榜 大学排行榜 专利百科

关于我们

平台介绍 战略合作 网站地图

友情链接

知嘟嘟专利交易 国家知识产权局 中国商标网

联系方式


©2019-2023 上海吉码数字技术有限公司 版权所有，并保留所有权利 沪ICP备20016256号-6 沪公网安备31011702005475号