本發(fā)明涉及電子煙領(lǐng)域，具體為基于電子煙霧化器的霧溫控制方法以及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、電子煙是一種新型的煙草替代產(chǎn)品，通過加熱煙油產(chǎn)生氣霧供用戶吸食。與傳統(tǒng)香煙不同，電子煙利用霧化器將煙油轉(zhuǎn)化為煙霧，其核心部件是加熱單元，負(fù)責(zé)將煙油加熱至合適的溫度，使其充分霧化，從而提供類似于吸煙的感官體驗(yàn)。霧化器的性能對煙霧質(zhì)量和使用體驗(yàn)有直接影響，因此精準(zhǔn)的溫度控制對于霧化器的功能至關(guān)重要。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，霧化器大多采用恒定功率或簡單控制的加熱方式，無法根據(jù)外界環(huán)境溫度和用戶吸食行為動(dòng)態(tài)調(diào)整霧化溫度。在遇到溫度較低或較高的情況下，霧化器無法及時(shí)響應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致霧化溫度過高或過低，煙霧質(zhì)量和用戶體驗(yàn)受到明顯影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了基于電子煙霧化器的霧溫控制方法以及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中，霧化器無法及時(shí)響應(yīng)，導(dǎo)致霧化溫度過高或過低，煙霧質(zhì)量和用戶體驗(yàn)受到明顯影響的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：基于電子煙霧化器的霧溫控制方法，包括以下步驟：

3、(a)通過傳感器采集霧化器當(dāng)前溫度、環(huán)境溫度以及用戶的抽吸行為數(shù)據(jù)；

4、(b)基于傳感器的采集數(shù)據(jù)，建立描述霧化器內(nèi)部溫度變化的熱力學(xué)模型；

5、(c)以霧化器當(dāng)前溫度與目標(biāo)溫度之間的偏差，構(gòu)建多目標(biāo)優(yōu)化控制策略；

6、(d)基于熱力學(xué)模型和多目標(biāo)優(yōu)化控制策略，確定當(dāng)前時(shí)刻霧化器加熱單元的最優(yōu)供熱功率；

7、(e)根據(jù)最優(yōu)供熱功率，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)加熱單元的供電電壓，控制霧化器功率調(diào)節(jié)霧溫，使霧化器霧溫處于目標(biāo)溫度范圍內(nèi)；

8、(f)將霧化器實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)與目標(biāo)溫度偏差進(jìn)行比對，反饋調(diào)節(jié)供熱功率。

9、優(yōu)選的，步驟(a)中，所述傳感器包括有：

10、溫度傳感器，用于采集霧化器內(nèi)部的當(dāng)前溫度；

11、環(huán)境溫度傳感器，用于檢測霧化器外部的環(huán)境溫度；

12、吸力傳感器，用于監(jiān)測用戶的抽吸強(qiáng)度和抽吸頻率。

13、優(yōu)選的，步驟(b)中的熱力學(xué)模型包括：

14、熱擴(kuò)散項(xiàng)，用于描述熱量在霧化器內(nèi)部的空間傳遞；

15、供熱功率項(xiàng)，用于描述加熱單元提供的熱量對溫度變化的貢獻(xiàn)；

16、熱交換項(xiàng)，用于描述霧化器內(nèi)部溫度與外界環(huán)境溫度之間的熱量交換過程。

17、優(yōu)選的，霧化器內(nèi)部熱擴(kuò)散的熱導(dǎo)率，根據(jù)霧化芯材料特性確定；

18、外界環(huán)境與霧化器之間的熱傳遞系數(shù)，根據(jù)環(huán)境溫度動(dòng)態(tài)調(diào)整；

19、加熱單元功率對霧化器溫度的響應(yīng)時(shí)間，通過系統(tǒng)參數(shù)擬合得到。

20、優(yōu)選的，步驟(c)中的多目標(biāo)優(yōu)化控制策略包括：

21、最小化霧化器當(dāng)前溫度與目標(biāo)溫度之間的偏差；

22、最小化加熱單元供熱功率的能耗。

23、優(yōu)選的，步驟(c)中的多目標(biāo)優(yōu)化控制策略包括：

24、將溫度偏差的平方值作為主要優(yōu)化目標(biāo)，將供熱功率的平方值作為次要優(yōu)化目標(biāo)；

25、根據(jù)用戶需求動(dòng)態(tài)調(diào)整目標(biāo)的加權(quán)系數(shù)，優(yōu)先滿足溫度控制精度或能耗優(yōu)化中的一種。

26、優(yōu)選的，步驟(d)中的確定最優(yōu)供熱功率包括：

27、構(gòu)建優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，將溫度偏差的平方值與供熱功率的平方值加權(quán)求和；

28、基于優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和動(dòng)態(tài)熱力學(xué)模型，通過最優(yōu)控制方法計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的最優(yōu)供熱功率。

29、優(yōu)選的，步驟(e)中的溫度調(diào)節(jié)包括：

30、根據(jù)最優(yōu)供熱功率，實(shí)時(shí)計(jì)算加熱單元的目標(biāo)供電電壓；

31、調(diào)節(jié)加熱單元的供電電壓，使霧化器霧溫動(dòng)態(tài)趨近目標(biāo)溫度范圍；

32、根據(jù)實(shí)時(shí)溫度預(yù)測和目標(biāo)溫度偏差，通過反饋控制動(dòng)態(tài)校正供電電壓。

33、優(yōu)選的，步驟(f)中的反饋控制包括：

34、將實(shí)時(shí)采集的霧化器溫度數(shù)據(jù)輸入至動(dòng)態(tài)熱力學(xué)模型；

35、將動(dòng)態(tài)熱力學(xué)模型的預(yù)測結(jié)果與實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，計(jì)算溫度偏差；

36、根據(jù)溫度偏差動(dòng)態(tài)調(diào)整加熱單元的供電電壓，優(yōu)化供熱功率。

37、基于電子煙霧化器的霧溫控制系統(tǒng)，包括：

38、數(shù)據(jù)采集模塊：用于實(shí)時(shí)采集霧化器的當(dāng)前溫度、環(huán)境溫度以及用戶的抽吸行為數(shù)據(jù)，并將所采集的數(shù)據(jù)傳輸至控制模塊；

39、控制模塊：與數(shù)據(jù)采集模塊連接，用于接收實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，根據(jù)動(dòng)態(tài)熱力學(xué)模型計(jì)算加熱單元的最優(yōu)供熱功率；

40、加熱模塊：與控制模塊連接，用于接收控制模塊輸出的供熱功率指令，調(diào)節(jié)供電電壓，并對霧化器內(nèi)部進(jìn)行加熱；

41、電源模塊：與加熱模塊和控制模塊連接，用于根據(jù)控制模塊的供熱功率指令動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)加熱模塊的供電電壓；

42、反饋模塊：與數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊和加熱模塊連接，用于實(shí)時(shí)比對霧化器當(dāng)前溫度與目標(biāo)溫度偏差，并將比對結(jié)果傳輸至控制模塊，以動(dòng)態(tài)校正供熱功率。

43、本發(fā)明提供了基于電子煙霧化器的霧溫控制方法以及系統(tǒng)。具備以下有益效果：

44、1、本發(fā)明通過實(shí)時(shí)監(jiān)測霧化器的當(dāng)前溫度、環(huán)境溫度以及用戶的抽吸行為，結(jié)合熱力學(xué)模型和多目標(biāo)優(yōu)化控制策略，能夠精準(zhǔn)調(diào)控霧化器的加熱單元功率，使霧化溫度始終處于目標(biāo)范圍內(nèi)，從而有效避免因過熱或過冷導(dǎo)致的煙霧質(zhì)量波動(dòng)，為用戶提供更穩(wěn)定的口感和一致的抽吸體驗(yàn)，顯著提高使用感受。

45、2、本發(fā)明通過實(shí)時(shí)反饋控制與動(dòng)態(tài)熱力學(xué)模型的結(jié)合，本發(fā)明能夠根據(jù)環(huán)境溫度的變化和用戶抽吸行為的不同，如吸力強(qiáng)度和頻率，動(dòng)態(tài)調(diào)整供熱功率和供電電壓，使霧化器工作狀態(tài)隨外部條件變化自動(dòng)適應(yīng)，進(jìn)一步優(yōu)化用戶的個(gè)性化使用體驗(yàn)，避免滯后或過度供熱現(xiàn)象。

46、3、本發(fā)明采用多目標(biāo)優(yōu)化控制策略，以最小化溫度偏差和供熱功率能耗為目標(biāo)，通過合理分配加權(quán)系數(shù)，既能滿足溫控精度的需求，又有效減少多余的供熱功率損耗，提升系統(tǒng)能效，同時(shí)降低加熱單元的過熱風(fēng)險(xiǎn)，延長設(shè)備使用壽命。

47、4、本發(fā)明通過精準(zhǔn)的溫度控制，本發(fā)明可避免因溫度過高導(dǎo)致的加熱材料過度分解，從而減少有害物質(zhì)的釋放，顯著降低吸煙過程中的健康風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，溫度穩(wěn)定性提高后，能更好地保護(hù)加熱單元和霧化芯材料，進(jìn)一步保障使用安全。

技術(shù)特征：

1.基于電子煙霧化器的霧溫控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電子煙霧化器的霧溫控制方法，其特征在于，步驟（a）中，所述傳感器包括有：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電子煙霧化器的霧溫控制方法，其特征在于，步驟（b）中的熱力學(xué)模型包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于電子煙霧化器的霧溫控制方法，其特征在于，霧化器內(nèi)部熱擴(kuò)散的熱導(dǎo)率，根據(jù)霧化芯材料特性確定；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電子煙霧化器的霧溫控制方法，其特征在于，步驟（c）中的多目標(biāo)優(yōu)化控制策略包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于電子煙霧化器的霧溫控制方法，其特征在于，步驟（c）中的多目標(biāo)優(yōu)化控制策略包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電子煙霧化器的霧溫控制方法，其特征在于，步驟（d）中的確定最優(yōu)供熱功率包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電子煙霧化器的霧溫控制方法，其特征在于，步驟（e）中的溫度調(diào)節(jié)包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電子煙霧化器的霧溫控制方法，其特征在于，步驟（f）中的反饋控制包括：

10.基于電子煙霧化器的霧溫控制系統(tǒng)，基于權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的基于電子煙霧化器的霧溫控制方法，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及電子煙領(lǐng)域，公開了基于電子煙霧化器的霧溫控制方法以及系統(tǒng)，所述方法包括以下步驟：（a）通過傳感器采集霧化器當(dāng)前溫度、環(huán)境溫度以及用戶的抽吸行為數(shù)據(jù)；（b）建立描述霧化器內(nèi)部溫度變化的熱力學(xué)模型；（c）構(gòu)建多目標(biāo)優(yōu)化控制策略；（d）確定當(dāng)前時(shí)刻霧化器加熱單元的最優(yōu)供熱功率；（e）控制霧化器功率調(diào)節(jié)霧溫，使霧化器霧溫處于目標(biāo)溫度范圍內(nèi)；（f）將霧化器實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)與目標(biāo)溫度偏差進(jìn)行比對，反饋調(diào)節(jié)供熱功率。本發(fā)明通過實(shí)時(shí)監(jiān)測霧化器溫度、環(huán)境溫度和用戶抽吸行為，結(jié)合熱力學(xué)模型和優(yōu)化控制策略，調(diào)控加熱單元功率，使霧化溫度穩(wěn)定在目標(biāo)范圍，避免過熱或過冷導(dǎo)致煙霧質(zhì)量波動(dòng)，提升用戶口感和抽吸體驗(yàn)。

技術(shù)研發(fā)人員：羅強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市嘉聯(lián)興科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8