一种电磁感应加热烟具中加热组件的温度测量方法与流程

本发明涉及一种测量电磁感应加热装置的加热组件温度的方法，属于新型烟草加热烟具加热组件的测温领域。

背景技术：

1、加热烟具是对加热卷烟进行加热产生可吸食气溶胶的装置，根据加热方式不同分为电阻式加热烟具、红外辐射加热烟具、电磁感应加热烟具、微波加热烟具等类型。而加热组件是加热烟具产生的热量的传输载体，并传输热量至加热卷烟释烟材料并释放气溶胶。

2、电磁感应加热烟具因其具备加热效率高、电能损失少、非接触能量传输方式等优势，成为加热烟具产品的重点布局方向。电磁感应加热烟具通常包含电感应线圈和加热组件，该加热组件被配置为将磁场能转化为热能并传输至加热卷烟释烟材料。然而，现有技术难以实现电磁感应加热烟具中加热组件温度的准确测量，影响加热卷烟品吸质量。

技术实现思路

1、基于上述现有技术所存在的问题，本发明提出一种电磁感应加热烟具中加热组件的温度测量方法，旨在使用电磁感应加热装置时能够实时、准确、快速测量加热组件温度，从而能提升加热卷烟感官品质。

2、本发明为实现发明目的，采用如下技术方案：

3、本发明一种电磁感应加热烟具中加热组件的温度测量方法，是应用于电磁感应加热烟具、磁感应强度传感器、交流电信号传感器和电源所组成的电磁感应加热装置中；所述电磁感应加热烟具包括：

4、电感线圈，其输入为交流电信号，并产生变化的磁场；

5、加热组件，用于在所述电感线圈产生变化的磁场时切割磁力线；且电感线圈与加热组件之间满足：d≤d2-d1，其中，d1表示加热组件的几何中心到沿平行于电感线圈产生磁场方向的加热组件表面的垂直距离，d2表示电感线圈的几何中心到电感线圈表面垂直距离，d表示电感线圈的几何中心点到加热组件的几何中心点的直线距离；

6、热电偶温度传感器，包括：第一热电偶材料和第二热电偶材料，所述第一热电偶材料从第一热电偶材料的热端与所述第二热电偶材料的热端之间热接触且成相互绞合并分别延伸至所述第一热电偶材料的冷端和所述第二热电偶材料的冷端；所述第一热电偶材料的热端与所述第二热电偶材料的热端的热接触点埋入所述加热组件中；

7、加热烟具控制器，用于控制所述电磁感应加热烟具产生交变电流信号，并控制所述电磁感应加热装置的所有执行动作及数据处理，其特点在于，所述温度测量方法是按如下步骤进行：

8、步骤1：所述电磁感应加热装置的电源接通供电，若所述加热烟具控制器控制所述电磁感应加热烟具产生交流电信号，则所述交流电信号输入所述电感线圈，若所述加热烟具控制器控制所述电磁感应加热烟具未产生交流电信号，则所述电感线圈无交流电信号输入；

9、步骤2：所述加热烟具控制器利用所述热电偶温度传感器实时测量所述加热组件的温度t，并分别控制所述磁感应强度传感器、所述交流电信号传感器在线实时采集磁场的磁感应强度和所述交流电信号的频率；

10、步骤3：当所述交流电信号输入所述电感线圈时，则所述加热烟具控制器按照步骤4-步骤10的过程计算所述加热组件的实际温度tp；否则，所述加热烟具控制器直接得到所述加热组件的实际温度tp＝t；

11、步骤4：所述加热烟具控制器利用式(1)计算所述磁场的磁感应强度b和所述交流电信号的频率f；

12、

13、式(1)中，bk表示第k次采集时磁场的磁感应强度bk，fk表示第k次采集时交流电信号的频率；n表示采集次数；

14、步骤5：按照式(2)计算第一、第二热电偶材料在磁场环境下的涡流损耗pw；

15、

16、式(2)中：a为交流电信号的电流值，l为第一或第二热电偶材料的截面圆周长度，σ为第一或第二热电偶材料的电导率；

17、步骤6：按照式(3)构建涡流损耗pw的修正关系式；

18、

19、式(3)中：m1，α1，β1为3个待定系数；pw1表示涡流损耗pw的修正值；

20、步骤7：根据式(4)构建第一、第二热电偶材料的温升关系式；

21、

22、式(4)中：m2，α，α2，β2为4个待定系数，d为第一或第二热电偶材料的丝径；δt表示第一、第二热电偶材料的温升值；

23、步骤8：根据式(5)构建第一、第二热电偶材料在所处环境下的温升修正关系式；

24、

25、式(5)中：m3，α3，β3为3个待定系数；δt1为第一、第二热电偶材料的温升修正值；

26、步骤9：通过改变磁场的磁感应强度b和交流电信号的频率f以改变第一、第二热电偶材料所处的环境，从而测量第一、第二热电偶材料在不同环境下的温升数据，并用于对式(5)进行拟合，从而得到如式(6)所示的非线性回归方程；

27、

28、式(6)中：c，c1，c2，c3，c4，c5为非线性回归方程的6个拟合系数；

29、步骤10：根据式(7)计算得到加热组件的实际温度tp；

30、tp＝t-δt1  (7)。

31、本发明一种测量电磁感应加热装置的加热组件温度的方法的特点也在于，所述第一热电偶材料和所述第二热电偶材料的直径均在110um到1.2mm之间。

32、所述第一热电偶材料和所述第二热电偶材料的均直径在300um到1mm之间。

33、本发明一种电子设备，包括存储器以及处理器的特点在于，所述存储器用于存储支持处理器执行所述电磁感应加热烟具中加热组件的温度测量方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。

34、本发明一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序的特点在于，所述计算机程序被处理器运行时执行所述电磁感应加热烟具中加热组件的温度测量方法的步骤。

35、与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

36、1、本发明提供的一种测量电磁感应加热烟具的加热组件温度的方法，是从电磁感应定律和能量守恒角度，采用热电偶测量磁场中加热组件的温度时，由于热电偶材料通常为合金材料，具有一定的电导率，热电偶的端部出现一定的涡流，同时产生一定量的涡流损耗而形成热电偶的温升，而热电偶测量加热组件的实际温度需要将热电偶测量加热组件的温度减去热电偶的温升，而大多数电磁感应加热烟具并未扣除热电偶的温升影响。

37、2、本发明提供的一种测量电磁感应加热装置的加热组件温度的方法，提出了在电磁感应加热烟具产生磁场时实现加热组件测温的方法，并创造性提出热电偶温升修正模型，能够实现电磁感应加热烟具在整个工作周期过程中加热组件温度的实时测量。

38、3、本发明提供的一种测量电磁感应加热烟具的加热组件温度的方法，提出通过将热电偶两种材料相互绞合，缩小热电偶回路包围的面积，达到较好抑制干扰电压的效果；同时提出了有磁场和无磁场情况下加热组件的测量方法，大幅提升了电磁感应加热烟具中加热组件测温的准确度和时间宽度。

技术特征：

1.一种电磁感应加热烟具中加热组件的温度测量方法，是应用于电磁感应加热烟具、磁感应强度传感器、交流电信号传感器和电源所组成的电磁感应加热装置中；所述电磁感应加热烟具包括：

2.根据权利要求1所述的一种测量电磁感应加热装置的加热组件温度的方法，其特征在于，所述第一热电偶材料和所述第二热电偶材料的直径均在110um到1.2mm之间。

3.根据权利要求2所述的一种测量电磁感应加热装置的加热组件温度的方法，其特征在于，所述第一热电偶材料和所述第二热电偶材料的均直径在300um到1mm之间。

4.一种电子设备，包括存储器以及处理器，其特征在于，所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1-3中任一所述电磁感应加热烟具中加热组件的温度测量方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。

5.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1-3中任一所述电磁感应加热烟具中加热组件的温度测量方法的步骤。

技术总结本发明公开了一种测量电磁感应加热烟具的加热组件的温度测量方法，是利用磁感应强度传感器测得电磁感应加热烟具产生磁场的磁感应强度B，当磁场的磁感应强度不为0时，提出采用热电偶温升模型来计算加热组件的实际温度T<subgt;p</subgt;；当磁场的磁感应强度为0时，此时加热组件的实际温度T<subgt;p</subgt;等于热电偶测得加热组件的温度数值。本发明能实现磁场环境下热电偶温升的计算，从而提高电磁加热烟具中加热组件的测温精度。技术研发人员：李延岩,周顺,张劲,王鹏,王孝峰,张晓宇,丁乃红,曹芸,李菁菁,管明婧受保护的技术使用者：安徽中烟工业有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/3/17