本實(shí)用新型涉及煙草加熱領(lǐng)域，尤其是一種可以精確調(diào)節(jié)溫度的用于干式加熱煙草并收集所產(chǎn)生煙霧的腔體可調(diào)型智能溫控干式低溫加熱生煙裝置。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，隨著傳統(tǒng)煙草制品的銷量在一些發(fā)達(dá)國(guó)家市場(chǎng)出現(xiàn)停滯甚至下降，以及許多國(guó)家公共場(chǎng)所禁煙力度的不斷加大，新型煙草制品正在快速興起。目前，新型煙草主要有3大類，無(wú)煙氣煙草制品，低溫卷煙，電子煙。其中，無(wú)煙氣煙草制品是指未經(jīng)燃燒過(guò)程并通過(guò)口腔或鼻腔吸食消費(fèi)的煙草制品，從使用行為上來(lái)說(shuō)，指的是非抽吸方式使用的煙草制品。無(wú)煙氣煙草制品主要通過(guò)口含，吸吮，咀嚼煙草的方式向消費(fèi)者提供滿足感，包括口含煙，鼻煙，嚼煙等；低溫卷煙外觀與傳統(tǒng)卷煙類似，在500攝氏度以下只加熱不燃燒煙草，但可將滿足感和部分煙草香味傳遞給消費(fèi)者，這種加熱不燃燒型卷煙減少了煙草高溫燃燒裂解產(chǎn)生的有害成分，使主流煙氣化學(xué)組分釋放量大大降低。同時(shí)，與常規(guī)卷煙陰燃不同，它在抽吸間歇時(shí)煙絲處于非燃燒/非加熱狀態(tài)，因此側(cè)流煙氣和環(huán)境煙氣也大幅度降低。按照加熱源的不同，加熱非燃燒型煙草制品可分為電加熱型煙草制品、燃燒加熱型煙草制品和理化反應(yīng)加熱型煙草制品；電子煙是將含有煙堿的溶液霧化，通過(guò)肺部吸收，使消費(fèi)者獲得類似吸食傳統(tǒng)卷煙的滿足感。與普通香煙相比，電子煙不含焦油、無(wú)一氧化碳、二氧化碳、氫氰酸、丙烯醛、砷、鉛、汞等有害物質(zhì)，所以不會(huì)對(duì)吸煙者造成任何傷害。另外，煙堿溶液經(jīng)霧化后形成汽溶膠，汽溶膠在空氣中迅速被稀釋，而低密度汽溶膠很難再被吸收，也不會(huì)形成二手煙。因此，電子煙不會(huì)危及吸煙者的健康，同時(shí)也不會(huì)危害周圍人的健康。新型煙草制品通常具有以下一些主要特征：一是不需要燃燒，極大減少因燃燒產(chǎn)生的焦油和有害成分，相比傳統(tǒng)卷煙危害性較?。欢遣粫?huì)產(chǎn)生二手煙氣，不會(huì)對(duì)公共環(huán)境產(chǎn)生影響，在一定程度上緩解了吸煙和公共場(chǎng)所禁煙的矛盾；三是能在一定程度上適應(yīng)和滿足消費(fèi)者的生理需要。

新型煙草制品是煙草產(chǎn)業(yè)的新興戰(zhàn)略性產(chǎn)品，發(fā)展新型煙草制品是事關(guān)行業(yè)未來(lái)發(fā)展的重大戰(zhàn)略性課題。隨著新型煙草制品市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)以及越來(lái)越多的煙草生產(chǎn)廠商致力于危害性更小的新型煙草制品的研發(fā)，作為具有代表性的新型煙草制品，只加熱不燃燒型的低溫卷煙開(kāi)始逐漸受到越來(lái)越多的關(guān)注。然而，現(xiàn)有只加熱不燃燒煙草的加熱器一般采用單個(gè)熱源加熱，沒(méi)有對(duì)外部熱源進(jìn)行分離且獨(dú)立控制，同時(shí)對(duì)溫度的測(cè)量也不太精確，還有不可調(diào)節(jié)的加熱腔體對(duì)于所產(chǎn)生的煙霧沒(méi)有合理、有效、方便的收集。

例如，在申請(qǐng)?zhí)枮?00820046934.9的中國(guó)專利文獻(xiàn)中，公開(kāi)了一種適合水煙筒使用的煙草加熱裝置，包括封閉外罩，電熱元件和電源線，通過(guò)電源線接通外電源，加熱電熱絲從而加熱煙草產(chǎn)生煙氣。

再例如，在申請(qǐng)?zhí)枮?01410822140.7的中國(guó)專利文獻(xiàn)中，公開(kāi)了一種煙草加熱器，包括帶有煙支插入口和氣流進(jìn)口的外殼，以及置于外殼內(nèi)的控制電路和用于加熱煙支的加熱器，其中加熱器包括加熱體，包裹在加熱體外的導(dǎo)熱件，以及置于導(dǎo)熱件外層的保溫隔熱件，在加熱體上方有由導(dǎo)熱件圍成的加熱腔，該設(shè)備通過(guò)使加熱腔與煙支插入口相對(duì)從而采用加熱后的氣體來(lái)加熱煙草制品，且工作溫度范圍在150℃到600℃之間。

由于加熱溫度存在較大的熱慣性，導(dǎo)致在加熱過(guò)程中實(shí)際溫度會(huì)在設(shè)定溫度處上下擺動(dòng)從而使得加熱腔內(nèi)溫度不穩(wěn)定，前后階段所產(chǎn)生的煙氣不均勻。同時(shí)，外部熱源分布不均勻且整體控制會(huì)而導(dǎo)致煙草加熱不完全，煙草利用率較低。另外，煙草加熱裝置和所盛放煙草裝置的一體化不便于對(duì)煙霧進(jìn)行收集從而進(jìn)行分析檢測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型目的在于提供一種腔體可調(diào)型智能溫控?zé)煵莞墒降蜏丶訜嵘鸁熝b置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中煙草加熱設(shè)備溫度測(cè)量與控制精確性不高，加熱不均勻且加熱腔不可調(diào)節(jié)導(dǎo)致煙霧檢測(cè)不方便的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種腔體可調(diào)型智能溫控?zé)煵莞墒降蜏丶訜嵘鸁熝b置，包括外殼，外殼內(nèi)設(shè)置有用于盛放煙草的圓柱狀試驗(yàn)管、對(duì)試驗(yàn)管加熱的加熱器以及控制電路，試驗(yàn)管和加熱器均與控制電路相連；其中，加熱器包括頂部開(kāi)口的圓柱體狀加熱腔，試驗(yàn)管設(shè)置在圓柱體狀加熱腔內(nèi)，加熱腔內(nèi)設(shè)置有能夠?qū)υ囼?yàn)管進(jìn)行均勻加熱的加熱部件。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述加熱部件由絕緣導(dǎo)熱材料包裹；加熱部件一端與電源相連，另一端與控制電路相連；所述加熱部件和絕緣導(dǎo)熱材料之間設(shè)置有若干溫度傳感器。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述絕緣導(dǎo)熱材料為云母或?qū)嵯鹉z。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述溫度傳感器為PT-100鉑電阻，并且溫度傳感器與控制電路相連。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述加熱部件設(shè)置在加熱腔的內(nèi)壁和底部；所述加熱部件為加熱絲或陶瓷加熱片；其中，所述加熱絲功率為100W、50W或50W。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述加熱部件為陶瓷加熱片時(shí)，加熱腔內(nèi)設(shè)置有用于對(duì)試驗(yàn)管加熱的三路陶瓷加熱片，分別為第一陶瓷加熱片、第二陶瓷加熱片以及第三陶瓷加熱片，第一陶瓷加熱片位于試驗(yàn)管的底部，第二陶瓷加熱片以及第三陶瓷加熱片設(shè)置在試驗(yàn)管的周圍；加熱腔與三路陶瓷加熱片之間設(shè)置有用于包裹三路陶瓷加熱片的第一絕緣導(dǎo)熱材料和第二絕緣導(dǎo)熱材料；第二陶瓷加熱片以及第三陶瓷加熱片由第一絕緣導(dǎo)熱材料包裹，第一陶瓷加熱片由第二絕緣導(dǎo)熱材料包裹。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述加熱腔開(kāi)口大小與試驗(yàn)管外徑相同；所述加熱腔外側(cè)設(shè)置一層保溫隔熱絕緣材料將加熱腔外壁包裹；所述試驗(yàn)管頭部包裹一層絕緣隔熱材料。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述保溫隔熱絕緣材料為石棉、巖棉、硅酸鋁纖維紙或陶瓷纖維紙；所述外殼上還有設(shè)置有與控制電路相連的顯示單元、控制按鍵單元以及指示燈單元。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述，試驗(yàn)管頂部設(shè)置有活塞蓋子，活塞蓋子中心開(kāi)設(shè)有一個(gè)中心孔，中心孔與試驗(yàn)管內(nèi)部相連通；試驗(yàn)管和試驗(yàn)管頂部的活塞蓋子均采用玻璃或紫銅制作。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述外殼上還有電源開(kāi)關(guān)外接220V交流電源；外殼內(nèi)設(shè)置有用于對(duì)外殼內(nèi)元件降溫的電扇，并且電扇通過(guò)繼電器與控制電路相連。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型通過(guò)在試驗(yàn)管一端設(shè)置一個(gè)中心開(kāi)孔的活塞蓋子，活塞蓋子材料可與試驗(yàn)管保持一致，一方面可以直接通過(guò)活塞蓋子上的中心孔分析煙霧樣本，另一方面也可在加熱完畢后取出試驗(yàn)管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析操作而不必移動(dòng)整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，使得實(shí)驗(yàn)操作更加靈活方便。用以檢測(cè)試驗(yàn)管外壁不同部位的溫度，本實(shí)用新型采用嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為溫度智能控制中樞，設(shè)置四路反應(yīng)靈敏的溫度傳感器對(duì)加熱過(guò)程中的溫度變化進(jìn)行快速準(zhǔn)確的檢測(cè)與反饋，設(shè)置加熱部件對(duì)溫度控制進(jìn)行精確的調(diào)節(jié)，通過(guò)增量型PID算法盡可能消除加熱過(guò)程中所存在熱慣性、溫度上下波動(dòng)以及加熱不均勻等不利影響，從而實(shí)現(xiàn)精確測(cè)溫以及精密控溫。同時(shí)本實(shí)用新型采用獨(dú)立于加熱器的試驗(yàn)管盛放煙草，且試驗(yàn)管有多種型號(hào)可以替換，一方面試驗(yàn)管可以脫離實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行煙霧化學(xué)成分檢測(cè)，使得實(shí)驗(yàn)操作更加快速方便，另一方面要加熱煙草的添加以及加熱后煙草的清理也更加簡(jiǎn)單，方便。為了避免加熱不均勻而導(dǎo)致煙草加熱不完全的問(wèn)題，在試驗(yàn)管與加熱腔內(nèi)壁加熱片之間設(shè)置有導(dǎo)熱性能極好的絕緣導(dǎo)熱材料，不僅使得試驗(yàn)管與加熱腔更加契合，熱能傳導(dǎo)效率更好同時(shí)也使得加熱更加均勻，絕緣層對(duì)于加熱片意外漏電等突發(fā)情況也有一定的安全防護(hù)保障。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，易于實(shí)驗(yàn)操作與加工制造。

進(jìn)一步的，為了更加直觀方便的觀察溫度的變化情況，設(shè)置四個(gè)數(shù)碼管對(duì)應(yīng)于四路高精度且靈敏的溫度傳感器，用于實(shí)時(shí)顯示溫度測(cè)量值，其中溫度測(cè)量值精確到0.5℃。同時(shí)控制電路還設(shè)置有低電壓檢測(cè)單元，以及定時(shí)控制單元，以防加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而有可能導(dǎo)致的加熱器損壞等問(wèn)題，其中低電壓檢測(cè)單元主要作用是穩(wěn)壓，一旦供電單元出現(xiàn)故障，立即向控制單元報(bào)警以終止實(shí)驗(yàn)裝置工作。而定時(shí)控制單元用以對(duì)加熱過(guò)程計(jì)時(shí)，一旦超過(guò)所設(shè)置的工作時(shí)間上限，加熱器自動(dòng)停止工作直至重新啟動(dòng)。本實(shí)用新型還設(shè)有控制按鍵單元以及工作狀態(tài)指示燈單元，有利于實(shí)驗(yàn)者對(duì)本實(shí)用新型的工作狀態(tài)更好的把握與控制。

進(jìn)一步的，所述試驗(yàn)管頭部包裹一層絕緣隔熱材料，方便手持，避免燒傷或燙傷同時(shí)也方便加入或取出煙草?？刂齐娐吠ㄟ^(guò)分別控制三路陶瓷加熱片對(duì)試驗(yàn)管加熱，從而實(shí)現(xiàn)精確的溫度調(diào)節(jié)與控制。

進(jìn)一步的，試驗(yàn)管為導(dǎo)熱材料玻璃或紫銅制作的圓柱形器件，在試驗(yàn)管與加熱腔之間設(shè)置有一層導(dǎo)熱性能極好的絕緣材料，在試驗(yàn)管上部有隔熱材料陶瓷等材料包裹，同時(shí)試驗(yàn)管頂部設(shè)置有帶有中心孔的活塞蓋子；所述試驗(yàn)管獨(dú)立于加熱器，所以可以采用不同型號(hào)的試驗(yàn)管替換，用以盛放煙草以及收集煙霧。

進(jìn)一步的，在試驗(yàn)管與加熱腔之間設(shè)置有一層導(dǎo)熱性能極好的第一絕緣導(dǎo)熱材料和第二絕緣導(dǎo)熱材料，一方面使得試驗(yàn)管與加熱腔貼合更緊密以使得熱能更有效的傳遞，加熱更加快速均勻，同時(shí)也防止了局部出現(xiàn)加熱溫度過(guò)高的現(xiàn)象，另一方面也對(duì)于加熱片漏電等突發(fā)情況進(jìn)行了預(yù)防。

進(jìn)一步的，三路陶瓷加熱片均可加熱到600℃左右，在加熱腔底部放置一路陶瓷加熱片，其余兩路陶瓷加熱片內(nèi)嵌于加熱腔中，均勻分布于試驗(yàn)管周圍，確保試驗(yàn)管受熱均勻，設(shè)置三路陶瓷加熱片既可以對(duì)煙草充分加熱，又保證了加熱時(shí)間不會(huì)過(guò)長(zhǎng)。

進(jìn)一步的，活塞蓋子大小與試驗(yàn)管緊密貼合，用于將試驗(yàn)管密封防止煙霧從邊緣溢出，而活塞蓋子上開(kāi)設(shè)的中心孔使得對(duì)試驗(yàn)管內(nèi)的煙霧樣本進(jìn)行檢驗(yàn)更加方便。

進(jìn)一步的，設(shè)置若干溫度傳感器，用以檢測(cè)試驗(yàn)管外壁不同部位的溫度。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的所述加熱器示意圖。

圖3是本實(shí)用新型的控制電路示意圖。

圖中，1為腔體可調(diào)型智能溫控?zé)煵莞墒降蜏丶訜嵘鸁熝b置，10為試驗(yàn)管，101為活塞蓋子，102為中心孔，103為絕緣隔熱材料，11為外殼，12為控制電路，13為加熱器，131為圓柱體狀加熱腔，132為第一絕緣導(dǎo)熱材料，133為第二絕緣導(dǎo)熱材料，134為第一陶瓷加熱片，135為第二陶瓷加熱片，136為第三陶瓷加熱片，137為溫度傳感器，138為溫度傳感器，139為溫度傳感器，140為溫度傳感器，141為保溫隔熱絕緣材料，14為固態(tài)繼電器，15為固態(tài)繼電器，16為固態(tài)繼電器，17為第一風(fēng)扇，18為第二風(fēng)扇，19為第三風(fēng)扇，20為繼電器，21為開(kāi)關(guān)電源，22為電源開(kāi)關(guān)，3-1為溫度檢測(cè)模塊，3-2為繼電器驅(qū)動(dòng)模塊，3-3為數(shù)碼管顯示模塊，3-4為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，3-5為控制按鍵單元，3-6為工作狀態(tài)指示燈單元，3-7為顯示驅(qū)動(dòng)單元，3-8為嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型的附圖，對(duì)本實(shí)用新型中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚，完整的描述。熟悉此技術(shù)的人士可以通過(guò)本說(shuō)明書了解本實(shí)用新型的特點(diǎn)與功能。本說(shuō)明書所附圖中的比例，結(jié)構(gòu)等僅用以配合說(shuō)明書所述內(nèi)容，但并非限定本實(shí)用新型實(shí)施的條件，所以沒(méi)有技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，因此任何比例上的調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)上的修飾，在不影響本實(shí)用新型所能實(shí)現(xiàn)的功能和目的下，都應(yīng)落在本實(shí)用新型所述的技術(shù)涵蓋的范圍之內(nèi)。

本實(shí)用新型公開(kāi)的是一種腔體可調(diào)型智能溫控?zé)煵莞墒降蜏丶訜嵘鸁熝b置，用于對(duì)煙草進(jìn)行干式低溫加熱并且收集所產(chǎn)生的煙霧以進(jìn)行進(jìn)一步的檢測(cè)，本實(shí)用新型的加熱控制溫度范圍為10～500℃，并且溫度精確度為0.5℃。

如圖1以及圖2所示，本實(shí)用新型是一種用于煙草加熱并收集所產(chǎn)生煙霧的腔體可調(diào)型智能溫控?zé)煵莞墒降蜏丶訜嵘鸁熝b置1，包括用于盛放煙草的試驗(yàn)管10，帶有加熱器出口的外殼11，置于外殼11內(nèi)的控制電路12，以及用于加熱試驗(yàn)管10的加熱器13；其中，試驗(yàn)管10和加熱器13均設(shè)置在外殼11內(nèi)；試驗(yàn)管10頂部設(shè)置有活塞蓋子101，試驗(yàn)管10和試驗(yàn)管10頂部的活塞蓋子101均采用導(dǎo)熱性能極高的玻璃或紫銅等金屬材料制作而成，活塞蓋子101中心開(kāi)一個(gè)中心孔102與試驗(yàn)管10內(nèi)部連通。活塞蓋子101大小應(yīng)與試驗(yàn)管10緊密貼合，用于將試驗(yàn)管10密封防止煙霧從邊緣溢出，而所帶有的中心孔102使得對(duì)試驗(yàn)管10內(nèi)的煙霧樣本進(jìn)行檢驗(yàn)更加方便，工作時(shí)，將活塞蓋子101插入試驗(yàn)管10中并將中心孔102塞住，等到加熱完畢用于煙霧成分等檢測(cè)時(shí)候，檢測(cè)儀器通過(guò)中心孔102開(kāi)始檢測(cè)分析煙霧樣本。在試驗(yàn)管10頭部包裹一層絕緣隔熱材料103，例如陶瓷等，方便手持，避免燒傷或燙傷，同時(shí)也方便加入或取出煙草。

參見(jiàn)圖2，工作時(shí)，試驗(yàn)管10盛放煙草后放入加熱器13中進(jìn)行加熱操作，加熱器13由采用絕緣導(dǎo)熱材料制作成，包括頂部開(kāi)口的圓柱體狀加熱腔131，加熱腔131內(nèi)設(shè)置有用于對(duì)試驗(yàn)管10進(jìn)行均勻加熱的加熱部件，加熱部件由絕緣導(dǎo)熱材料包裹，加熱部件一端與電源相連，另一端與控制電路12相連；所述加熱部件和絕緣導(dǎo)熱材料之間設(shè)置有溫度傳感器；其中，絕緣導(dǎo)熱材料為云母或?qū)嵯鹉z；溫度傳感器為PT-100鉑電阻，并且溫度傳感器與控制電路12相連，加熱部件設(shè)置在加熱腔131的內(nèi)壁和底部，所述加熱部件為加熱絲或陶瓷加熱片；其中，所述加熱絲功率為100W、50W或50W；所述的加熱部件為陶瓷加熱片時(shí)，加熱部件包括三路陶瓷加熱片，分別為第一陶瓷加熱片134、第二陶瓷加熱片135以及第三陶瓷加熱片136，第一陶瓷加熱片134位于試驗(yàn)管10的底部，第二陶瓷加熱片135以及第三陶瓷加熱片136設(shè)置在試驗(yàn)管10的周圍。加熱腔131與三路陶瓷加熱片之間設(shè)置有用于包裹三路陶瓷加熱片的第一絕緣導(dǎo)熱材料132和第二絕緣導(dǎo)熱材料133，具體的，第二陶瓷加熱片135以及第三陶瓷加熱片136由第一絕緣導(dǎo)熱材料132包裹，第一陶瓷加熱片134由第二絕緣導(dǎo)熱材料133包裹。

加熱腔131開(kāi)口大小恰好與試驗(yàn)管10外徑相同，大小吻合，確保試驗(yàn)管10與加熱腔131緊密貼合以使熱能傳導(dǎo)效率更高，在試驗(yàn)管10與加熱腔131之間設(shè)置有一層導(dǎo)熱性能極好的第一絕緣導(dǎo)熱材料132和第二絕緣導(dǎo)熱材料133，一方面使得試驗(yàn)管10與加熱腔131貼合更緊密以使得加熱更加快速均勻，同時(shí)也防止了局部出現(xiàn)加熱溫度過(guò)高的現(xiàn)象，另一方面也對(duì)于加熱片漏電等突發(fā)情況進(jìn)行了預(yù)防。其中，所述保溫隔熱絕緣材料141為石棉、巖棉、硅酸鋁纖維紙或陶瓷纖維紙；所述外殼11上還有設(shè)置有與控制電路12相連的顯示單元、控制按鍵單元以及指示燈單元。

三路陶瓷加熱片均可加熱到600℃左右，在加熱腔131底部放置一路陶瓷加熱片，其余兩路陶瓷加熱片內(nèi)嵌于加熱腔131中，均勻分布于試驗(yàn)管10周圍，確保試驗(yàn)管10受熱均勻，設(shè)置三路陶瓷加熱片既可以對(duì)煙草充分加熱，又保證了加熱時(shí)間不會(huì)過(guò)長(zhǎng)。三路陶瓷加熱片一端均連接控制開(kāi)關(guān)與外部220V交流電源相連，另一端均連接固態(tài)繼電器，具體的，第一陶瓷加熱片134與第一固態(tài)繼電器14相連，第二陶瓷加熱片135與第二固態(tài)繼電器15相連，第三陶瓷加熱片136與第三固態(tài)繼電器16相連，固態(tài)繼電器分別與控制電路12相連，因此可以通過(guò)控制電路12對(duì)三路陶瓷加熱片分別進(jìn)行獨(dú)立控制，并且采用保溫隔熱絕緣材料141將加熱腔131外壁包裹，一方面對(duì)外殼11內(nèi)部元器件進(jìn)行保護(hù)，另一方面起一定程度的保溫作用，防止熱量溢散造成浪費(fèi)，從而使得加熱效率更高。在加熱腔131內(nèi)壁設(shè)置有四個(gè)溫度傳感器，分別為第一溫度傳感器137、第二溫度傳感器138、第三溫度傳感器139以及第四溫度傳感器140。這四個(gè)溫度傳感器從上向下依次設(shè)置在第二陶瓷加熱片135和第三陶瓷加熱片136之間，并且緊貼試驗(yàn)管10外壁的第一絕緣導(dǎo)熱材料132；這四個(gè)溫度傳感器均為高靈敏度，高精確度，具有負(fù)溫度系數(shù)的鉑電阻PT-100，用以對(duì)試驗(yàn)管10溫度實(shí)時(shí)探測(cè)與反饋，并且這四個(gè)溫度傳感器均接入控制電路12中，以便控制電路顯示單元實(shí)時(shí)顯示溫度測(cè)量值與變化情況。

本實(shí)用新型中盛放煙草的試驗(yàn)管有三種內(nèi)徑可選擇，三種型號(hào)試驗(yàn)管外徑相同，與加熱腔所契合，內(nèi)徑由小到大共有三種型號(hào)可以更換。所述加熱器由加熱腔，三路功率不同的陶瓷加熱片以及四路獨(dú)立的溫度傳感器組成，加熱腔是由導(dǎo)熱絕緣材料制作而成的圓柱體狀腔，其內(nèi)腔與試驗(yàn)管大小相吻合，使得試驗(yàn)管可以緊密的插入加熱腔中從而保證熱能更有效的傳遞。三路功率不同的陶瓷加熱片都內(nèi)置于加熱內(nèi)腔中與試驗(yàn)管直接接觸，一路置于加熱腔底座，其余兩路均勻交叉分布于試驗(yàn)管圓柱周圍，陶瓷加熱片內(nèi)置通過(guò)一層絕緣導(dǎo)熱性能好的材料與試驗(yàn)管接觸，從而不僅保證了熱能更加有效的傳遞，也確保了煙草受熱均勻。四路溫度傳感器均勻分布于加熱腔內(nèi)壁，作為溫度反饋與控制電路相連接。同時(shí)，外殼還設(shè)有外部電源接入插座，控制電路控制開(kāi)關(guān)。

所述外殼11內(nèi)置有三個(gè)風(fēng)扇，分別為第一風(fēng)扇17、第二風(fēng)扇18以及第三風(fēng)扇19，用于對(duì)外殼內(nèi)各元件降溫，三個(gè)風(fēng)扇通過(guò)繼電器20接入控制電路12中，由按鈕控制風(fēng)扇通斷，因?yàn)椴捎檬止た刂骑L(fēng)扇運(yùn)行，所以由實(shí)驗(yàn)者自身決定風(fēng)扇開(kāi)始和運(yùn)行的時(shí)間。并且上述外殼11上還有用以顯示溫度的顯示模塊，用以控制該加熱裝置工作的按鈕模塊以及顯示工作狀態(tài)的指示燈模塊。

該低溫加熱生煙裝置采用外接220V交流電源進(jìn)行工作，采用開(kāi)關(guān)電源21對(duì)電源轉(zhuǎn)換用以對(duì)控制電路12和三個(gè)風(fēng)扇的供電，而加熱器13一端通過(guò)電源開(kāi)關(guān)22外接220V交流電源，另一端通過(guò)三個(gè)固態(tài)繼電器接入控制電路12中。

如圖3所示，上述置于外殼內(nèi)的控制電路12采用嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3-8作為控制中樞來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的智能控制，主要控制對(duì)象包括：溫度檢測(cè)模塊3-1，繼電器驅(qū)動(dòng)模塊3-2，數(shù)碼管顯示模塊3-3，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元3-4，控制按鍵單元3-5以及工作狀態(tài)指示燈單元3-6。

具體工作流程如下：首先通過(guò)控制開(kāi)關(guān)給控制電路12以及其他外部設(shè)備接通電源，四路高精度、高靈敏度溫度傳感器鉑電阻PT-100(即溫度檢測(cè)模塊3-1)檢測(cè)當(dāng)前加熱腔131溫度，通過(guò)14位A/D轉(zhuǎn)換器將溫度信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息傳入嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)接收到的數(shù)字信息控制顯示驅(qū)動(dòng)單元3-7實(shí)現(xiàn)當(dāng)前溫度信息的顯示，然后實(shí)驗(yàn)者通過(guò)控制按鍵設(shè)定預(yù)期要達(dá)到的溫度值，嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接收到設(shè)定值，通過(guò)增量型PID算法進(jìn)行分析后通過(guò)控制繼電器驅(qū)動(dòng)單元3-2實(shí)現(xiàn)對(duì)三路陶瓷加熱片以及風(fēng)扇工作的控制，進(jìn)行快速精確的溫度調(diào)節(jié)控制(采用增量型PID算法進(jìn)行分析，然后調(diào)節(jié)溫度是本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù))。同時(shí)工作狀態(tài)指示燈單元3-6實(shí)時(shí)反映當(dāng)前實(shí)驗(yàn)裝置所處的工作狀態(tài)，顯示單元3-3也會(huì)實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前加熱腔內(nèi)部的溫度變化。而且，控制電路12還包括有低電壓檢測(cè)單元，以及定時(shí)控制單元，以防加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而有可能導(dǎo)致的加熱器損壞等問(wèn)題，其中低電壓檢測(cè)單元主要作用是穩(wěn)壓，一旦供電單元出現(xiàn)故障，立即向控制單元報(bào)警以終止實(shí)驗(yàn)裝置工作狀態(tài)恢復(fù)待機(jī)狀態(tài)。為了防止加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能導(dǎo)致加熱器損壞等安全隱患，上述控制電路12加入了定時(shí)檢測(cè)功能，當(dāng)加熱器13開(kāi)始加熱工作時(shí)，開(kāi)始計(jì)時(shí)并通過(guò)數(shù)碼管顯示單元3-3顯示當(dāng)前加熱所用時(shí)間，一旦超過(guò)所設(shè)定的實(shí)驗(yàn)設(shè)備正常工作的時(shí)間上限，即視為異常工作狀態(tài)，嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)令三路陶瓷加熱片停止工作，整個(gè)系統(tǒng)恢復(fù)待機(jī)狀態(tài)。

所述增量型數(shù)字PID算法，即采用離散化方法，根據(jù)采樣時(shí)刻的偏差值通過(guò)公式計(jì)算獲得控制量，從而實(shí)現(xiàn)控制，具體公式如下：

Δu(k)＝u(k)-u(k-1)＝K_p[e(k)-e(k-1)]+K_Ie(k)+K_D[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]

其中：k為取樣信號(hào)，取值為0,1,2，…；

e(k)為第k次取樣的偏差值，e(k-1)為第k-1次的取樣偏差值；

u(k)為PID控制器的第k次輸出值；

K_p為比例系數(shù)，K_I為積分系數(shù)，K_D為微分系數(shù)；

Δu(k)為第k次相對(duì)于第k-1次的控制量的增量。

具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：控制系統(tǒng)每隔100ms通過(guò)PT-100鉑電阻溫度傳感器檢測(cè)一次當(dāng)前溫度值，然后每隔500ms進(jìn)行一次增量型PID計(jì)算，通過(guò)實(shí)時(shí)溫度變化以及所設(shè)置的目標(biāo)溫度計(jì)算得到溫度控制增量，然后通過(guò)嵌入式控制中樞分析處理，實(shí)現(xiàn)溫度的精確調(diào)節(jié)。最后，所采用的K_p＝2.0，K_I＝3.0，K_D＝2.0。

本實(shí)用新型所提出的這種腔體可調(diào)型智能溫控?zé)煵莞墒降蜏丶訜嵘鸁熝b置采用獨(dú)立于加熱器的可替換的不同型號(hào)的試驗(yàn)管實(shí)現(xiàn)煙草的盛放與煙霧的收集，通過(guò)三個(gè)分布均勻且獨(dú)立工作的陶瓷加熱片對(duì)試驗(yàn)管均勻加熱，精確調(diào)節(jié)控制溫度，有效對(duì)煙草進(jìn)行均勻，迅速的加熱。并且采用四個(gè)溫度傳感器實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)反饋及顯示。所以，本實(shí)用新型有效的克服了現(xiàn)有煙草加熱裝置的種種缺點(diǎn)，從而具有更高的使用價(jià)值。

上述僅為示例性的說(shuō)明本實(shí)用新型的原理及功能作用，而非用于限制本實(shí)用新型。希望任何熟悉此技術(shù)的人士都不可違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，進(jìn)行修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所覆蓋。