加热不燃烧卷烟温控方法及温控系统与流程

本发明涉及加热不燃烧卷烟技术领域，尤其涉及一种加热不燃烧卷烟温控方法及温控系统。

背景技术：

加热不燃烧卷烟是通过对烟支进行加热而实现抽吸烟气的一种新型烟草制品。现有技术中，加热不燃烧卷烟的口感和传统香烟在口感上还有很大差距。与传统的烟支不同，以加热不燃烧为思路设计的加热不燃烧卷烟烟支，能使烟草材料刚好加热到足以散发出烟气的程度，而不会点燃烟草材料。通常情况下，传统卷烟在点燃吸食时超过800℃的高温会产生许多有害物质，而加热不燃烧卷烟一般加热温度在350℃以下，有害物质会显著减少。但是，目前的烘烤烟具在加热过程中无法有效调控烘烤温度，容易对烟支过早过度加热，破坏烟支的口感并让吸烟者吸入较多的有害物质。有鉴于此，设计制造出一种温控效果好的加热不燃烧卷烟系统，在加热不燃烧卷烟生产中显得非常重要。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种加热不燃烧卷烟温控方法及温控系统，以解决上述现有技术中的问题，实现对烟支的非均匀供热，合理调节烟草材料在整个工作阶段中的累计受热过程，避免烟支在过早过度受热而导致的有害物质增多及烟雾产生一致性不佳等问题，并且非均匀加热控制还可以改善能量利用效果，降低热量耗散。

本发明提供了一种加热不燃烧卷烟温控方法，其中，包括如下步骤：

启动对烟支上不相邻的第一受热区和第二受热区进行第一阶段的加热；

判断对所述第一受热区加热的时长是否达到或超过第一时长；

如果是，停止对所述第一受热区加热，并保持对所述第二受热区加热；

判断对所述第二受热区加热的时长是否达到或超过第一阶段预设时长；

如果是，停止对所述第二受热区加热；

启动对烟支的第二受热区进行第二阶段的加热；

检测所述第二受热区的受热温度是否达到或超过第一温度值；

如果是，停止对所述第二受热区加热，并重新检测所述第二受热区的受热温度是否达到或超过第一温度值；

如果否，对所述第二受热区保持加热；

判断对所述第二受热区加热的时长是否达到或超过第二时长；

如果是，停止对所述第二受热区加热，启动并保持对所述第一受热区进行加热；

检测所述第一受热区温度是否达到或超过第二温度值；

如果是，停止对所述第一受热区加热，并重新检测所述第一受热区温度是否达到或超过第二温度值；

如果否，对所述第一受热区保持加热；

判断对所述第一受热区加热的时长是否达到或超过第二阶段预设时长；

如果是，停止对所述第一受热区加热。

如上所述的加热不燃烧卷烟温控方法，其中，优选的是，在判断对所述第一受热区加热的时长是否达到或超过第一时长之前，所述方法还包括：

检测所述第一受热区的受热温度是否达到或超过第三温度值；

如果是，停止对所述第一受热区加热，并保持对所述第二受热区加热。

如上所述的加热不燃烧卷烟温控方法，其中，优选的是，在判断对所述第二受热区加热的时长是否达到或超过第一阶段预设时长之前，所述方法还包括：

检测所述第二受热区的受热温度是否达到或超过第四温度值；

如果是，停止对所述第二受热区加热。

如上所述的加热不燃烧卷烟温控方法，其中，优选的是，在启动对烟支的第二受热区进行第二阶段的加热之后，所述方法还包括：

检测所述第一受热区的受热温度是否小于第五温度值；

如果是，对所述第一受热区进行加热；

如果否，停止对所述第一受热区加热；

所述停止对所述第二受热区加热，启动并保持对所述第一受热区进行加热，具体包括：

检测所述第二受热区的温度是否小于第六温度值；

如果是，对所述第二受热区进行加热；

如果否，停止对所述第二受热区的加热，启动并保持对所述第一受热区加热。

如上所述的加热不燃烧卷烟温控方法，其中，优选的是，在启动对烟支的第一受热区和第二受热区进行第一阶段的加热之前，所述方法还包括：

检测加热不燃烧卷烟的进气侧的温度是否达到或超过预备进气温度值；

如果是，设定所述第一阶段预设时长为第一阶段的第一预设时长；

如果否，设定所述第一阶段预设时长为第一阶段的第二预设时长，所述第二预设时长达到或超过所述第一预设时长。

如上所述的加热不燃烧卷烟温控方法，其中，优选的是，所述方法还包括，在所述第一阶段和第二阶段的加热过程中，检测加热不燃烧卷烟的进气侧的温度是否达到或超过工作进气温度值；

如果是，停止对所述第一受热区和所述第二受热区加热。

如上所述的加热不燃烧卷烟温控方法，其中，优选的是，所述方法还包括，在所述第一阶段和第二阶段的加热过程中，检测加热不燃烧卷烟的出气测的温度是否达到或超过预设出气温度值；

如果是，停止对所述第一受热区和所述第二受热区加热。

本发明还提供了一种加热不燃烧卷烟温控系统，其中，包括：

第一加热单元，用于对烟支的第一受热区加热；

第二加热单元，用于对烟支的第二受热区加热；

计时单元，用于判断对所述第一受热区加热的时长是否达到或超过第一时长，如果是，发出第一时间信号；

所述计时单元还用于判断对所述第二受热区加热的时长是否达到或超过第一阶段预设时长，如果是，发出第二时间信号；

所述计时单元还用于判断对所述第二受热区加热的时长是否达到或超过第二时长，如果是，发出第三时间信号；

所述计时单元还用于判断对所述第一受热区加热的时长是否达到或超过第二阶段预设时长，如果是，发出第四时间信号；

第一温度检测单元，用于检测所述第一受热区的受热温度是否达到或超过第二温度值，如果是，发出第三温度信号；如果否，发出第四温度信号；

第二温度检测单元，用于检测所述第二受热区的受热温度是否达到或超过第一温度值；如果是，发出第一温度信号；如果否，发出第二温度信号；

控制器，用于控制第一加热单元对烟支的第一受热区加热，以及控制第二加热单元对烟支的第二受热区加热；

所述控制器还用于根据所述第一时间信号控制所述第一加热单元停止对所述第一受热区加热；

所述控制器还用于根据所述第二时间信号控制所述第二加热单元停止对所述第二受热区加热；

所述控制器还用于根据所述第三时间信号控制所述第二加热单元停止对所述第二受热区加热，并控制第一加热单元对所述第一受热区进行加热；

所述控制器还用于根据所述第四时间信号控制所述第一加热单元停止对所述第一受热区加热；

所述控制器还用于根据所述第三温度信号控制所述第一加热单元停止加热；

所述控制器还用于根据所述第四温度信号控制所述第一加热单元保持对所述第一受热区加热；

所述控制器还用于根据所述第一温度信号控制所述第二加热单元停止对所述第二受热区加热；

所述控制器还用于根据所述第二温度信号控制所述第二加热单元启动对所述第二受热区加热。

如上所述的加热不燃烧卷烟温控系统，其中，优选的是，还包括进气温度检测单元，所述进气温度检测单元设置在加热不燃烧卷烟的进气口处，所述进气温度检测单元用于检测加热不燃烧卷烟的进气侧温度是否达到或超过预备进气温度值，如果是，发出第一进气温度信号；如果否，发出第二进气温度信号；

所述控制器还用于根据所述第一进气温度信号设定所述第一阶段预设时长为第一阶段的第一预设时长；

所述控制器还用于根据所述第二进气温度信号设定所述第一阶段预设时长为第一阶段的第二预设时长，所述第二预设时长达到或超过所述第一预设时长。

如上所述的加热不燃烧卷烟温控系统，其中，优选的是，还包括出气温度检测单元，所述出气温度检测单元设置在加热不燃烧卷烟的出气口处，用于检测加热不燃烧卷烟的出气侧温度是否达到或超过预设出气温度值，如果是，发出出气温度信号；

所述控制器还用于根据所述出气温度信号停止对所述第一受热区和所述第二受热区加热。

本发明提供的加热不燃烧卷烟温控方法及系统，在抽吸过程的不同阶段实现了对烟支不同区域的非均匀加热，合理调节烟草材料在整个工作阶段中的累计受热过程，有效地避免了烟支在过早过度受热而导致的有害物质增多及烟雾产生一致性不佳等问题，影响吸食口感；并且非均匀加热控制还可以改善能量利用效果，降低热量耗散。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例提供的加热不燃烧卷烟温控方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的加热不燃烧卷烟温控方法在实施过程中的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种加热不燃烧卷烟温控方法，其包括如下步骤：

步骤s1、启动对烟支上不相邻的第一受热区和第二受热区进行第一阶段的加热。

其中，烟支上的第一受热区和第二受热区为烟支的外侧面上的不同受热区域，而“不相邻”是指第一受热区和第二受热区并非为烟支表面上连续的区域，而是在第一受热区和第二受热区之间间隔有不直接受热的表面区域。从而可以通过对第一受热区和第二受热区分别独立加热，实现烟支的不均匀受热。

其中，第一受热区和第二受热区均可以设置有多个，具体可以通过在加热不燃烧卷烟上设置多组加热片，使每一组加热片分别仅对一个受热区独立加热，并通过各个加热片的独立控制，实现对多个受热区的非均匀加热。

需要说明的是，在整个烟支的预热和抽吸过程中，可以仅控制一个或几个加热片对一个或几个受热区进行加热，而其余的加热片始终不参与加热工作，从而可以使烟支上具有部分区域始终不受热，从而实现对烟支的非均匀加热，达到避免烟支过度受热的目的。

此外，在步骤s1之前，该方法还包括：

步骤s101、检测加热不燃烧卷烟的进气侧的温度是否达到或超过预备进气温度值；如果是，进入步骤s102；如果否，进入步骤s103。

其中，该预备进气温度值可以为12℃～25℃，本实施例中优选为15℃。

步骤s102、设定所述第一阶段预设时长为第一阶段的第一预设时长ti-1。

步骤s103、设定所述第一阶段预设时长为第一阶段的第二预设时长ti-2，且所述第二预设时长ti-2达到或超过所述第一预设时长ti-1。

其中，上述步骤s101～s103在加热不燃烧预热前执行。

需要说明的是，该第一阶段预设时长表示在抽吸前的烟支预热阶段的总时长。其中，对进气侧的温度检测可以为对周围环境温度的检测，如果检测的进气温度值达到或超过15℃，例如炎热的夏天，说明吸食的环境较高，此时烟支无需预热较长的时间即可达到抽吸温度。而如果检测的进气温度值小于15℃，例如寒冷的冬天，则说明吸食的环境温度较低，此时烟支需要长时间的预热才能达到抽吸温度；可以选择的是，在检测的进气温度值小于15℃的情况下，也可以通过延长t1时间，即增加对第一受热区的工作时间，来实现增加热量进而达到抽吸条件。因此，无论在过高或过低的环境温度条件下，都可以使烟支预热至标准的抽吸温度，保证了烟草材料的正常受热分解，避免了设置固定的预热时间而无法弥补环境温度条件对烟草材料分解产生的影响。

为了便于说明，本实施例中仅以烟支在15℃以上的环境下吸食为例进行说明，即第一阶段预设时长为ti-1，如图2所示。

步骤s2、判断对所述第一受热区加热的时长是否达到或超过第一时长t1；如果是，进入步骤s3。

步骤s3、停止对所述第一受热区加热，并保持对所述第二受热区加热。

进一步，在步骤s2之前，该方法还包括：

步骤s201、检测所述第一受热区的受热温度是否达到或超过第三温度值t3；如果是，进入步骤s202。

其中，该第三温度值t3可以为150℃～200℃，本实施例中优选为180℃。如图2所示，第一受热区温度变化曲线和第二受热区温度变化曲线的交叉点所对应的时间为t1，温度为180℃，说明在该交叉点处，第一受热区停止受热，而第二受热区继续受热。

此外，如图2所示，在t1至ti-1的时长内，第一受热区停止受热，而第二受热区持续受热，第二受热区的部分热量会传导至第一受热区，会使第一受热区的温度产生小幅度的上升。

步骤s202、停止对所述第一受热区加热，并保持对所述第二受热区加热。

步骤s4、判断对所述第二受热区加热的时长是否达到或超过第一阶段预设时长；如果是，进入步骤s5；如果否，保持对第二受热区的加热。

步骤s5、停止对所述第二受热区加热。

由此，通过对烟支上的第一受热区和第二受热区的分别独立分时段加热，完成了烟支在抽吸前的预热，同时可以避免烟支过度受热而产生有害物质，影响后续吸食口感。

进一步，在步骤s4之前，该方法还包括：

步骤s401、检测所述第二受热区的受热温度是否达到或超过第四温度值t4；如果是，进入步骤s402。

其中，第四温度值t4可以为180℃～230℃，本实施例中，第四温度值t4为210℃。

步骤s402、停止对所述第二受热区加热。

如图2所示，第二受热区在时间ti-1处所对应的温度为上述第四温度值t4，即为210℃。在该时间ti-1处，第一受热区受第二受热区的热量传递作用，其温度值高于第三温度值t3的180℃，但小于第四温度值t4的210℃。

步骤s6、启动对烟支的第二受热区进行第二阶段的加热。

其中，第一阶段为烟支预热阶段，第二阶段为用户抽吸阶段。

进一步，在步骤s6之后，所述方法还包括：

步骤s61、检测所述第一受热区的受热温度是否小于第五温度值t5；如果是，进入步骤s62；如果否，进入步骤s63。

步骤s62、对所述第一受热区进行加热。

步骤s63、停止对所述第一受热区加热。

其中，该第五温度值t5可以为170℃～230℃，本实施例中优选为210℃。该实施例中，该第五温度值t5可以与第四温度值t4相同，均为210℃。

其中，由于第二受热区持续受热，从而会将部分热量传递该第一受热区，此时，即使第一受热区未受到外部加热，仍然可以保持较高的温度，从而可以保证烟草材料的正常受热分解，进而保证用户的吸食口感。

需要说明的是，上述步骤s61-s63可以不执行，即对第一受热区在t1-t2期间的加热处于非主动控制状态，由步骤s6可以直接进入步骤s7。

步骤s7、检测所述第二受热区的受热温度是否达到或超过第一温度值t1；如果是，进入步骤s8；如果否，进入步骤s9。

步骤s8、停止对所述第二受热区加热，并重新执行步骤s7。

步骤s9、对所述第二受热区保持加热。

其中，该第一温度值t1可以为200℃～250℃；本实施例中优选为230℃。

如图2所示，在时间ti-1至t2之间，由于第二受热区通过可控的加热过程持续受热，当温度达到230℃时所对应的时间为t2，为了避免第二受热区因过度受热而分解出有害物质，当第二受热区的受热时间达到或超过第二时长t2，此时可以停止对第二受热区的加热，而启动对第一受热区的加热。

步骤s10、判断对所述第二受热区加热的时长是否达到或超过第二时长t2；如果是，进入步骤s11；如果否，保持对第二受热区的加热。

步骤s11、停止对所述第二受热区加热，启动并保持对所述第一受热区进行加热。

此时，由于第二受热区已经持续受热较长时间，导致位于第二受热区处的烟草材料具有过度分解而产生有害物质的风险，为此，本实施例中，可以在经过第二时长t2后，停止继续对第二受热区加热，而是切换到对第一受热区加热，以提升对位于第一受热区的烟草材料的分解效率，在避免烟支过度受热的同时，保证烟支能够提供均匀的烟雾，保证了吸食口感。

进一步，在步骤s11中，

第二受热区在t2-tii期间可以处于非主动控制状态。该非主动控制状态是指控制器根据时间信号对第二受热区的加热与否进行控制，而非根据温度信号控制。

需要指出的是，在步骤s11中，第二受热区的温度也可以采取主动控制方法，具体为：

步骤s1101、检测第二受热区在t2-tii期间的温度是否小于第六温度值t6；如果是，进入步骤s1102；如果否，进入步骤s1103。

步骤s1102、对第二受热区进行加热，并重复执行步骤s1101。

步骤s1103、停止对第二受热区的加热，并重复执行步骤s1101，直至步骤s15。

其中，该第六温度值t6可以为150℃～250℃，本实施例中优选为210℃。

步骤s12、检测所述第一受热区温度是否达到或超过第二温度值t2；如果是，进入步骤s13；如果否，进入步骤s14。

步骤s13、停止对所述第一受热区加热，并重复执行步骤s12。

步骤s14、对所述第一受热区保持加热。

其中，该第二温度值t2可以为200℃～250℃；本实施例中优选为230℃。

步骤s15、判断对所述第一受热区加热的时长是否达到或超过第二阶段预设时长；如果是，进入步骤s16；如果否，保持对第一受热区的加热。

步骤s16、停止对所述第一受热区加热。

相对于现有技术而言，本发明实施例提供的加热不燃烧卷烟温控方法，在抽吸过程的不同阶段实现了对烟支不同区域的非均匀加热，合理调节烟草材料在整个工作阶段中的累计受热过程，有效地避免了烟支在过早过度受热而导致的有害物质增多及烟雾产生一致性不佳等问题，影响吸食口感；并且非均匀加热控制还可以改善能量利用效果，降低热量耗散。

进一步，该方法还包括：

步骤s17、在加热工作期间，即在所述第一阶段和第二阶段的加热过程中，检测加热不燃烧卷烟的进气侧的温度是否达到或超过工作进气温度值；如果是，进入步骤s18。

其中，该工作进气温度值可以为50℃。

步骤s18、停止对所述第一受热区和所述第二受热区加热。

可以理解的是，在抽吸过程中，烟草材料受热分解时的高温热量会影响加热不燃烧卷烟进气侧的温度，导致进气侧检测到的温度值会适当的高于环境温度，但是，当抽吸时的进气侧温度值超过了上述工作进气温度值50℃时，则表明环境温度过高或烟具内部温度过高，此时可以停止对第一受热区和所述第二受热区的加热，避免发生不可预料的风险。

进一步，该方法还包括：

步骤s19、在所述第一阶段和第二阶段的加热过程中，检测加热不燃烧卷烟的出气测的温度是否达到或超过预设出气温度值；如果是，进入步骤s20。

其中，该预设出气温度值可以为40℃～120℃，具体可根据实际情况设定。例如，当加热不燃烧卷烟的滤嘴吸阻较大时，该预设出气温度值可以为60℃～120℃，而当滤嘴为低吸组的滤嘴时，该预设出气温度值可以为40℃～100℃。

步骤s20、停止对所述第一受热区和所述第二受热区加热。

在吸食过程中，当出气侧温度超过上述预设出气温度值时，则会造成用户具有“烫嘴”的不良感受，此时可以停止对第一受热区和所述第二受热区加热来避免温度过度上升，保证用户的吸食感受。

进一步，本发明实施例还提供了一种加热不燃烧卷烟温控系统，该系统用于实施本发明任意实施例提供的加热不燃烧卷烟温控方法，该系统包括：第一加热单元、第二加热单元、计时单元、第一温度检测单元和控制器；其中，第一加热单元用于对烟支的第一受热区加热；第二加热单元用于对烟支的第二受热区加热。

计时单元用于判断对所述第一受热区加热的时长是否达到或超过第一时长，如果是，发出第一时间信号；所述计时单元还用于判断对所述第二受热区加热的时长是否达到或超过第一阶段预设时长，如果是，发出第二时间信号；所述计时单元还用于判断对所述第二受热区加热的时长是否达到或超过第二时长，如果是，发出第三时间信号；所述计时单元还用于判断对所述第一受热区加热的时长是否达到或超过第二阶段预设时长，如果是，发出第四时间信号。

第一温度检测单元用于检测所述第一受热区的受热温度是否小于第五温度值t5，如果是，发出第七温度信号；如果否，发出第八温度信号。

控制器用于控制第一加热单元对烟支的第一受热区加热，以及控制第二加热单元对烟支的第二受热区加热；所述控制器还用于根据所述第一时间信号控制所述第一加热单元停止对所述第一受热区加热；所述控制器还用于根据所述第二时间信号控制所述第二加热单元停止对所述第二受热区加热；所述控制器还用于根据所述第三时间信号控制所述第二加热单元停止对所述第二受热区加热，并控制第一加热单元对所述第一受热区进行加热；所述控制器还用于根据所述第四时间信号控制所述第一加热单元停止对所述第一受热区加热；所述控制器还用于根据所述第七温度信号控制所述第一加热单元对所述第一受热区加热；所述控制器还用于根据所述第八温度信号控制所述第一加热单元对所述第一受热区停止加热。

进一步，第一温度检测单元还用于检测第一受热区的受热温度是否达到或超过第三温度值t3；如果是，发出第五温度信号。控制器根据该第五温度信号控制第一加热单元停止对所述第一受热区加热，并控制第二加热单元保持对所述第二受热区加热。

该系统还包括第二温度检测单元，该第二温度检测单元用于检测所述第二受热区的受热温度是否达到或超过第四温度值t4；如果是，发出第六温度信号；控制器根据该第六温度信号控制第二加热单元停止对所述第二受热区加热。

进一步，该第二温度检测单元还用于检测所述第二受热区的受热温度是否达到或超过第一温度值t1；如果是，发出第一温度信号，控制器根据该第一温度信号控制第二加热单元停止对所述第二受热区加热。如果否，发出第二温度信号，控制器根据第二温度信号控制第二加热单元启动对所述第二受热区加热。

进一步，该第二温度检测单元还用于检测第二受热区在t2-tii期间的温度是否小于第六温度值t6；如果是，发出第九温度信号，控制器根据该第九温度信号控制第二加热单元对第二受热区加热；如果否，发出第十温度信号，控制器根据该第十温度信号控制第二加热单元停止加热。

进一步，该第一温度检测单元还用于检测第一受热区的温度是否达到或超过第二温度值t2；如果是，发出第三温度信号，控制器根据该第三温度信号控制第一加热单元停止加热；如果否，则发出第四温度信号，控制器根据该第四温度信号控制第一加热单元保持对第一受热区的加热。

进一步，该系统还包括进气温度检测单元，该进气温度检测单元设置在加热不燃烧卷烟的进气口处，所述进气温度检测单元用于检测加热不燃烧卷烟的进气侧温度是否达到或超过预备进气温度值，如果是，发出第一进气温度信号；如果否，发出第二进气温度信号。

所述控制器还用于根据所述第一进气温度信号设定所述第一阶段预设时长为第一阶段的第一预设时长；所述控制器还用于根据所述第二进气温度信号设定所述第一阶段预设时长为第一阶段的第二预设时长，所述第二预设时长大于或等于所述第一预设时长。

进一步，所述进气温度检测单元还用于检测加热不燃烧卷烟的进气侧温度是否达到或超过工作进气温度值，如果是，发出第三进气温度信号；如果否，发出第四进气温度信号。

控制器还用于根据所述第三进气温度信号控制第一加热单元和第二加热单元停止对第一受热区和第二受热区加热。控制器还用于根据所述第四进气温度信号控制第一加热单元或第二加热单元保持对第一受热区或第二受热区加热。

进一步，该系统还包括出气温度检测单元，所述出气温度检测单元设置在加热不燃烧卷烟的出气口处，用于检测加热不燃烧卷烟的出气侧温度是否达到或超过预设出气温度值，如果是，发出出气温度信号。

所述控制器还用于根据上述出气温度信号停止对所述第一受热区和所述第二受热区加热。

本发明实施例提供的加热不燃烧卷烟温控方法及系统，在抽吸过程的不同阶段实现了对烟支不同区域的非均匀加热，合理调节烟草材料在整个工作阶段中的累计受热过程，有效地避免了烟支在过早过度受热而导致的有害物质增多及烟雾产生一致性不佳等问题，影响吸食口感；并且非均匀加热控制还可以改善能量利用效果，降低热量耗散。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。