煙草在線專稿 【導讀】電子煙“溫控”技術在現在看來,已經不是什么“新鮮事”了。全模式的溫控功能如今已經成了絕大多數主機的“標配”。對于很多新人來說,由于不了解溫控的相關原理和知識,手中主機的溫控功能還不知道應該如何使用,需要注意哪些方面。一方面好奇溫控的效果,另一方面又不知道應該怎樣正確使用溫控模式。
其實如果從專業層面來說,電子煙的“溫控”技術涉及到的內容很多,專業知識的描述會讓很多新人朋友難以理解。所以筆者就以個人的理解,用相對通俗、易懂的方法給大家說說“溫控”相關的小知識。希望能讓你了解到“溫控”這個獨特的電子煙分支。
本文依據筆者個人對于溫控的體驗和理解,整理出十七個新手關于溫控的常見問題,希望能讓你對溫控有基本的了解。
筆者個人的理解有限,通俗的表達方式也缺乏專業依據,所以文中難免出現謬誤,筆者旨在用新人能理解的方式來看懂電子煙溫控的原理。如果發現不嚴謹的地方還望海涵,并請指正,以免誤導新人,貽笑大方。
一、什么是溫控?
“溫控”英文為“TC”(Temperature Control),在電子煙領域中,是指2015年出現的一種電子煙新功能,與“調壓”模式一樣,溫控也是主機輸出的方式之一。在實際應用中,電子煙的溫控技術并不是像其它領域比如汽車那樣,通過溫度傳感器來檢測溫度的,而是通過主機芯片計算發熱絲的阻值變化來換算出溫度信息,所以實際上目前電子煙的溫控是以發熱絲的阻值變化為依據的,并不是以實際溫度來判斷的。
二、電子煙溫控的原理
在電子煙中,“發熱絲”是重要的組成部分,負責加熱、蒸發煙油,從而產生霧氣。發熱絲也叫“電阻絲”,其實就是金屬絲、合金絲,就像“電燈”、“電爐絲”一樣,電流經過發熱絲制作的線圈就會產生熱量。
金屬自身的電阻并不是永遠固定不變的,會隨著溫度的變化而改變。目前電子煙的溫控技術就是依據金屬的這個特性來實現溫控功能。舉個例子:發熱絲在室溫下的阻值為0.1Ω,通電后隨著溫度上升假如到達了100℃,電阻變化為0.13Ω,在200℃的時候又變成了0.15Ω,在300℃的時候變為0.19Ω,根據這樣的阻值變化規律,芯片就會計算出發熱線圈的溫度。而這個阻值變化規律就是“TCR”溫度電阻變化系數。
每一種材質的“TCR”值都是不同的,所以如果使用不同材質的線圈,主機的芯片內部必須要有對應該種材質的TCR數據,才能根據初始電阻通過系數的換算得出線圈變化后的阻值所對應的溫度。溫控最初只支持“鎳200”發熱絲,在這樣的主機上只有鎳200的TCR數據,所以無法支持其它材質的溫控。目前大多數主機都支持鎳、鈦兩種常見材質的溫控,有一些主機也加入了316不銹鋼絲的TCR數據。還有一些芯片比如DNA200,開放了自定義TCR功能,支持用戶自己添加其它可溫控材質的TCR數據。
要想得到正確的溫控體驗,必須使用與發熱絲材質對應的模式,也就是說鎳線圈不能使用鈦模式,而鈦線圈也不能使用316模式。雖然可以工作,但是由于金屬的TCR溫度電阻變化系數不同,所以無法得到該材質的電阻所對應的正確溫度,也就喪失了“溫控”的意義。
三、電子煙主機具體是怎么進行溫控的?
溫控技術出現之前,如果按下主機的電源鍵,芯片會按照當前所設置的輸出功率持續輸出,只有松開了電源開關,或者達到了主機的工作保護限制時長芯片才會停止供電。在這個過程中,芯片始終按照當前的功率持續輸出,而霧化器線圈溫度也是逐漸升高的。RBA霧化器制作線圈中有一個環節就是“燒絲”,按住電源鍵讓線圈燒紅表面形成氧化層避免局部短路。這就是功率輸出的一個典型例子,只要供電,線圈就會持續升溫甚至燒斷。
而溫控模式可以讓使用者設置溫度,比如220℃,線圈在達到了設定溫度所對應的電阻后,芯片會降低輸出功率避免電阻再繼續上升,也就是溫度繼續升高。芯片會通過一系列的升壓、降壓來調整輸出的功率,使線圈的電阻變化維持在設定的溫度所對應的電阻。比如線圈的初始電阻是0.1Ω,該種材質在200℃所對應的TCR系數是1.3,用戶在主機設定的溫度為200℃。那么當使用者按下電源開關后,芯片檢測線圈電阻變化,當達到了0.13Ω后,芯片會判斷線圈達到了200℃,通過降低輸出讓線圈的電阻既不不高于也不低于0.13Ω,這就是溫控的輸出特點。就像開車一樣,讓汽車始終保持80邁勻速行駛,高于80邁就收油門,低于80邁就加油門。
四、TCR和電阻修正是什么?
(圖中為溫控發熱絲在不同的溫度下阻值變化,20℃時為1Ω)
(圖中為溫控發熱絲在不同的溫度下阻值變化曲線圖,20℃時為1Ω)
TCR就是電阻溫度系數(Temperature Coefficient of Resistance簡稱TCR)表示電阻當溫度改變1度時,電阻值的相對變化。前文中已經大致講解過了通俗的版本,應用在電子煙中就是根據金屬的電阻值變化換算出對應的溫度從而完成所謂的“溫控”,其最終還是依據線圈的電阻變化來實現的。
“電阻修正”是指有些芯片允許用戶對檢測到的線圈電阻進行微調。通過前文大家應該能夠清楚,“溫控”其實是以線圈的阻值變化為判斷依據的,所以阻值的準確性就至關重要。如果芯片檢測到的初始阻值就不準確,那根據TCR計算出來的溫度就不會準確,如果基數錯誤,那整個算式都是錯的。所以電阻修正可以讓用戶微調電阻來“更加準確”一些。
目前也有很多主機允許用戶自己設置TCR值,通常是設置100、200、300℃等各個不同溫度下電阻變化的系數,來讓芯片以此為依據,換算出當前線圈的TCR值,并按此輸出。
DNA200和DNA75芯片也可以通過電腦端軟件下載不同材質的TCR預設值,或者讓用戶通過線圈的材質、制作數據、線圈數量等內容生成當前線圈的TCR值,對于喜歡探索不同材質溫控效果的人來說更加方便與實用。
五、為什么要用溫控?溫控有哪些特點?
溫控的意義筆者個人認為主要有兩個方面:健康問題和提升電子煙的體驗度。
之前很多“機構”對于電子煙的詬病都是健康問題,又拿不出任何確切的權威檢測結果,所以電子煙發熱絲的“高溫”就成了圈外人對電子煙的擔憂之一。雖然沒有明確的檢測結果,但是過高的溫度確實會對煙油成分、導油材質有一些影響。并且煙霧的溫度也有可能對呼吸道造成損傷。那電子煙工作的時候線圈到底有多少度呢?根據不確切的資料,通常情況下極限不會超過300-400℃,而點燃的香煙溫度可達到800℃。雖然這個數據不具有權威性和準確性,但是高溫有害確實是不爭的事實,過高的溫度也很容易燒糊霧化芯。
關于電子煙的體驗度,很大程度上取決于使用者得到的口感。由于溫控可以限制發熱絲的溫度,所以在加熱煙油的時候會避免高溫破壞掉一些香精成分,從而得到更加豐富的細節。比如筆者之前常用的一款煙油,在溫控模式下尾端會明顯品嘗出蘋果的余味,而在調壓模式下根本無法嘗出含有蘋果的成分。所以說溫控對于煙油的解析方式更加準確,會保留更多的細節。但是,用RBA霧化器自制的溫控霧化芯口感通常偏淡,不如調壓模式濃郁,這也是很多人不喜歡溫控的原因之一。口感包括兩方面,一個是味道的濃淡和層次感的表現,另一個是指入口后的刺激程度。就像香煙一樣,有的柔和,有的嗆喉。溫控雖然層次感更清晰、細節更多,但是味道也要淡一些。
溫控的另外一個特點就是不會燒焦棉花。大多數的芯片在溫控模式下都有“干燒保護”功能,防止在沒有煙油的情況下燒焦棉花產生糊味。原理很簡單,就是通過溫控線圈的電阻變化速度來實現的。
煙油除了會產生煙霧之外,另一個作用就是給線圈降溫。同樣設置為200℃,假設在棉花有煙油的情況下線圈達到200℃所對應的阻值需要1秒鐘,芯片如果檢測到線圈在0.1秒鐘就達到了該阻值,那么就判定為干燒,因為缺少了煙油的冷卻,線圈溫度上升速度會變得更快。
在實際應用中,同樣的霧化器,溫控模式下可以蒸發完最后一滴煙油而將棉花燒干、潔白,但通常不會燒焦。而在調壓模式下雖然也可以達到這種效果,但是煙油的口味已經很差了,夾雜著棉花的糊味。很多人都使用過滴油霧化器,在最后煙油即將耗盡的時候會感覺到棉花的糊味,嚴重的還會被嗆到。而如果使用溫控線圈的滴油就不會產生這種情況,只會煙霧變小,味道變淡,不會有糊味。
六、溫控要用專用的發熱絲嗎?
答案是肯定的,如果要使用溫控模式必須使用主機支持的溫控發熱絲。目前常用的溫控發熱絲類型有鎳200、鈦、316不銹鋼絲等。
在溫控技術出現之前,電子煙使用者大多數用的都是鐵鉻鋁和鎳鉻材質的發熱絲。溫控技術出現后,最先出現的都是以“鎳200”這種純鎳材質制作的發熱絲為應用的“鎳溫控”模式。早期的溫控主機只含有這一種溫控模式。后期“鈦”這種材質也可以成熟地運用在電子煙溫控當中。現在很多電子煙主機幾乎都把鎳、鈦雙模式的溫控輸出作為標配。
純鎳發熱絲的電阻極低,接近于導線,而且考慮到“鎳絲燒紅有毒”的說法,不論是否正確,都不建議在
篤行致遠 2024中國煙草行業發展觀察