CN118304584B - 皮肤热能计算方法、计算机可读存储介质和美容仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种皮肤热能计算方法、计算机可读存储介质和美容仪，皮肤热能计算方法，用于美容仪，美容仪包括壳体、光源和光传递模组，光传递模组与壳体形成导光通道，光源设置在导光通道的末端且光源发出的光穿透光传递模组，光传递模组的表面形成贴合面以与皮肤接触，皮肤热能计算方法包括：获取光源的光照强度、光传递模组的状态参数、光传递模组与皮肤的接触面积和皮肤参数；根据光源的光照强度、光传递模组的状态参数和光传递模组与皮肤的接触面积计算皮肤传递至光传递模组的热量；根据皮肤传递至光传递模组的热量、光传递模组的状态参数、光传递模组与皮肤的接触面积和皮肤参数计算出皮肤热能。
Description
技术领域
本发明涉及美容仪技术领域，尤其是涉及一种皮肤热能计算方法、计算机可读存储介质和美容仪。
背景技术
用户在使用美容仪的过程中，美容仪的工作头作用于皮肤时，其发出的光或者能量会导致皮肤热能升高，而目前的市面上带蓝宝石和/或红宝石这类美容仪产品，一般会设置为通过牺牲输出功率或者在使用时定时输出，到达一定使用时间后直接关闭输出。还有部分设备则是通过采用牺牲外观在接触头位置开孔的方式，直接把温度传感器露出来进行温度检测。
在现有技术中，上述的美容仪，无论是采用定时输出和定时关闭的方式，还是采用直接设置温度传感器直接检测皮肤温度的方式来控制美容仪的能量输出，都存在信息检测不精准的问题，因此在用户使用美容仪过程中，无法合理有效地根据美容仪的检测结果控制美容仪的能量输出，其检测结果的精确性有待提升。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种皮肤热能计算方法，美容仪在护肤过程中，能准确计算出皮肤热能，计算结果精准可靠，进而便于根据皮肤热能更加精确地控制美容仪的能量输出，提升美容效果。
本发明的第二个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
本发明的第三个目的在于提出一种美容仪。
为了达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的皮肤热能计算方法，用于美容仪，所述美容仪包括壳体、光源和光传递模组，所述光传递模组与所述壳体形成导光通道，所述光源设置在所述导光通道的末端且所述光源发出的光穿透所述光传递模组，所述光传递模组的表面形成贴合面以与皮肤接触，所述皮肤热能计算方法包括：获取所述光源的光照强度、光传递模组的状态参数、光传递模组与皮肤的接触面积和皮肤参数；根据所述光源的光照强度、所述光传递模组的状态参数和所述光传递模组与皮肤的接触面积计算皮肤传递至光传递模组的热量；根据所述皮肤传递至光传递模组的热量、所述光传递模组的状态参数、所述光传递模组与皮肤的接触面积和所述皮肤参数计算出皮肤热能。
根据本发明实施例提出的皮肤热能计算方法，通过检测光源的光照强度、光传递模组的状态参数和光传递模组与皮肤的接触面积即能准确计算出皮肤热能，计算方式简单快捷，计算结果更加精准可靠。且相较于美容仪直接检测皮肤温度来对美容仪的输出功率进行控制来说，本发明通过计算出皮肤热能，便于后续美容仪能够根据皮肤热能及时、有效地调整光源的输出能量，提升美容仪的美容效果和用户的使用体验感。
在本发明的一些实施例中，所述光传递模组包括蓝宝石玻璃；所述光传递模组的状态参数包括蓝宝石玻璃的质量、蓝宝石玻璃的贴合面的表面积、蓝宝石玻璃的吸收系数、蓝宝石玻璃的透光率、蓝宝石玻璃沿光传播方向的厚度、蓝宝石玻璃的发射率、蓝宝石玻璃的温度、蓝宝石玻璃的热导率和蓝宝石玻璃的比热容。
在本发明的一些实施例中，所述皮肤参数包括皮肤的热导率、皮肤的比热容、皮肤的密度、光照射皮肤的面积以及皮肤的平均厚度；根据所述皮肤传递至光传递模组的热量、所述光传递模组的状态参数和所述皮肤参数计算出皮肤热能，包括：根据公式计算皮肤与蓝宝石玻璃之间的热导率，其中为所述皮肤与蓝宝石玻璃之间的热导率，为所述皮肤的热导率，为所述蓝宝石玻璃的热导率；根据公式计算所述皮肤热能，其中，为所述皮肤热能，为所述皮肤传递至光传递模组的热量，为所述光传递模组与皮肤的接触面积，为所述蓝宝石玻璃的温度；根据公式和公式计算所述皮肤热能，其中，为所述皮肤热能，为所述皮肤的比热容，为所述皮肤的质量，为皮肤的温度变化量，为所述皮肤的密度，为所述光照射皮肤的面积，为所述皮肤的平均厚度。
在本发明的一些实施例中，根据所述光源的光照强度、所述光传递模组的状态参数和所述光传递模组与皮肤的接触面积计算皮肤传递至光传递模组的热量，包括：根据所述光源的光照强度、所述光传递模组的状态参数和所述光传递模组与皮肤的接触面积计算蓝宝石玻璃吸收的光能转化的热量、蓝宝石玻璃的热损失以及所述蓝宝石玻璃的放热量；根据所述光能转化的热量、所述蓝宝石玻璃的热损失以及所述蓝宝石玻璃的放热量计算所述皮肤传递至光传递模组的热量。
在本发明的一些实施例中，所述光传递模组的状态参数还包括光传递模组表面的风速和环境温度；根据所述光源的光照强度、所述光传递模组的状态参数和所述光传递模组与皮肤的接触面积计算蓝宝石玻璃吸收的光能转化的热量、蓝宝石玻璃的热损失以及所述蓝宝石玻璃的放热量，包括：根据所述光源的光照强度、所述蓝宝石玻璃的贴合面的表面积、所述蓝宝石玻璃的透光率和所述蓝宝石玻璃的吸收系数计算所述蓝宝石玻璃吸收的光能转化的热量，根据所述蓝宝石玻璃的热导率、所述光传递模组与皮肤的接触面积、所述蓝宝石玻璃沿光传播方向的厚度、所述蓝宝石玻璃的温度、所述环境温度、所述光传递模组表面的风速和所述蓝宝石玻璃的发射率计算所述蓝宝石玻璃的热损失，以及，根据所述蓝宝石玻璃的质量、所述蓝宝石玻璃的比热容和所述蓝宝石玻璃的温度计算所述蓝宝石玻璃的放热量。
在本发明的一些实施例中，所述根据所述蓝宝石玻璃的热导率、所述光传递模组与皮肤的接触面积、所述蓝宝石玻璃沿光传播方向的厚度、所述蓝宝石玻璃的温度、所述环境温度、所述光传递模组表面的风速和所述蓝宝石玻璃的发射率计算所述蓝宝石玻璃的热损失，包括：根据所述蓝宝石玻璃的热导率、所述光传递模组与皮肤的接触面积、所述蓝宝石玻璃沿光传播方向的厚度、所述蓝宝石玻璃的温度和所述环境温度计算所述蓝宝石玻璃的热传导损失，根据所述光传递模组与皮肤的接触面积、所述光传递模组表面的风速、所述蓝宝石玻璃的温度和所述环境温度计算所述蓝宝石玻璃的对流损失，以及，根据所述蓝宝石玻璃的发射率、所述蓝宝石玻璃的温度和所述环境温度计算所述蓝宝石玻璃的辐射损失；对所述热传导损失、所述对流损失和所述辐射损失进行求和以获得所述蓝宝石玻璃的热损失。
为了达到上述目的，本发明第二方面实施例提出的非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上面实施例所述的皮肤热能计算方法。
根据本发明实施例提出的非临时性计算机可读存储介质，计算机程序被处理器执行时，实现如上面实施例的皮肤热能计算方法，检测方法简单便捷，计算结果精确，并且便于后续根据皮肤热能及时、有效地调整光源的输出能量，提升美容仪的美容效果和体验感。
为了达到上述目的，本发明第三方面实施例提出一种美容仪，包括：壳体；光传递模组，所述光传递模组安装于所述壳体的表面以作为所述美容仪的工作头，所述光传递模组的背向所述光源的表面形成贴合面，所述贴合面用于与皮肤接触；光源，所述光源设置在所述壳体内部并与所述光传递模组的位置对应；信号检测模块，所述信号检测模块设置在所述壳体中，用于获取光传递模组的状态参数和光传递模组与皮肤的接触面积；控制器，所述控制器与所述光源和所述信号检测模块连接，用于根据上面实施例所述的皮肤热能计算方法控制所述光源。
根据本发明实施例提出的美容仪，控制器能根据本发明实施例中的皮肤热能计算方法控制光源，控制器能根据光传递模组的状态参数、皮肤参数和光传递模组与皮肤的接触面积等，准确计算出皮肤热能，并适时调整光源的亮度以达到控制美容仪输出功率的目的，从而能够根据皮肤热能及时、有效地调整光源的输出能量，能够在防止出现能量不够、烫伤用户等情况的基础上，为用户提供更适合的光线，提升美容仪的美容效果和体验感。
在本发明的一些实施例中，所述光传递模组包括蓝宝石玻璃。
在本发明的一些实施例中，所述信号检测模块包括：温度检测单元，所述温度检测单元设置在所述壳体内部并与所述蓝宝石玻璃靠近所述光源的一面相接触，用于检测蓝宝石玻璃的温度。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明一个实施例的美容仪的示意图；
图2为根据本发明另一个实施例的美容仪的示意图；
图3为根据本发明一个实施例的皮肤热能计算方法的流程图；
图4为根据本发明另一个实施例的皮肤热能计算方法的流程图。
附图标记：
美容仪10；
壳体1、光传递模组2、光源3、信号检测模块4、控制器5；
温度检测单元41、环境温度检测单元42。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
本发明实施例的皮肤热能计算方法，用于美容仪，美容仪包括壳体、光源和光传递模组，光传递模组安装于壳体的表面，光源设置在壳体内部且与光传递模组的位置对应，光传递模组的背向光源的表面形成贴合面以与皮肤接触。
以下，先根据图1理解本发明实施例的美容仪的结构，如图1所示，为根据本发明一个实施例的美容仪的示意图，其中，该图中的各个部分仅为示意，不作具体限定。
如图1所示，美容仪10包括壳体1、光传递模组2、光源3、信号检测模块4控制器5。其中，光传递模组2安装于壳体1的表面以作为美容仪10的工作头，光传递模组2的背向光源的表面形成贴合面，贴合面用于与皮肤接触，光传递模组2与壳体1形成导光通道，光源3设置在导光通道的末端且光源3发出的光穿透光传递模组2照射到皮肤上，以达到美容的效果。具体地，本发明实施例的光传递模组2包括蓝宝石玻璃。蓝宝石玻璃也就是蓝宝石IPL导光块产品是用于激光美容仪的导光块，通常是一个长方体光学玻璃，六面全部光学抛光，在其中一个端面镀上截止滤光膜，能够实现选择性透光，例如能使575nm以下的光截止，600nm~1200nm透过，透过去的光线通过导光块的四周全反射后由另一个端面射出，然后照射到皮肤表面进行激光美容，该蓝宝石玻璃通常用于激光美容美肤仪器上的激光通光窗口。
光源3设置在壳体1内部并位于光传递模组2的位置对应。本发明实施例的光源3可以为卤素灯。卤素灯产生光后经过蓝宝石玻璃后照射到人体皮肤上，人体皮肤接收对应的光后产生温升能够达到美容的效果。
信号检测模块4设置在壳体1上，用于获取光传递模组的状态参数和光传递模组与皮肤的接触面积。其中，信号检测模块4至少包括温度检测单元41，温度检测单元41设置在壳体1内部并与蓝宝石玻璃靠近光源3的一面相接触，用于检测蓝宝石玻璃的温度。
具体地，如图2所示，为根据本发明另一个实施例的美容仪的示意图，其中，该图中的各个部分仅为示意，不作具体限定。
温度检测单元41设置在壳体1内部并与蓝宝石玻璃靠近光源3的一面相接触，用于检测蓝宝石玻璃的温度。可以理解的是，由于蓝宝石玻璃的贴合面直接与皮肤接触，因此可以采用通过检测蓝宝石玻璃的温度的方式来计算出皮肤热能。可以理解的是，由于蓝宝石玻璃的温度以及皮肤热能可能会受到环境温度的影响，由此信号检测模块4还可以包括环境温度检测单元42，环境温度检测单元42也可设置在壳体1上，用于检测环境温度。
当用户使用美容仪时，热量在整个系统中的传递，这个系统通常包括三部分：卤素灯、蓝宝石玻璃和人体皮肤。而蓝宝石玻璃上的温度来源于一种是皮肤与蓝宝石玻璃之间的热传导，另外一种是蓝宝石玻璃吸收了卤素灯的光产生的热，利用这两种热量来源，通过设计一种计算公式，即能准确计算出皮肤热能。由此，通过设置温度检测单元41设置在壳体1内部并与蓝宝石玻璃靠近光源3的一面相接触，能够准确获取蓝宝石玻璃的温度。
进一步地，美容仪10的内部会有散热风道，若散热风道与蓝宝石玻璃之间的距离较近，当需要对美容仪10进行散热时，散热风道中有气体流过会带走蓝宝石玻璃的部分热量，从而导致热损失，该种情况下蓝宝石玻璃的热损失则与经过蓝宝石玻璃表面的风速有关，由此可设置信号检测模块4还可以包括风速检测单元，用于检测光传递模组表面的风速。例如，本发明实施例的美容仪10内部的散热风道与光传递模组2的背向光源3的表面直接接触，因此可在光传递模组2的背向光源3的表面附近设置风速检测单元，用于检测光传递模组表面的风速。以及，基于类似情况，信号检测模块4还可以包括面积检测单元，可用于检测光传递模组与皮肤的接触面积。此外，可以理解的是，皮肤参数可包括皮肤的热导率、皮肤的比热容、皮肤的密度、光照射皮肤的面积以及皮肤的平均厚度等，此处可不对皮肤参数的种类和数量做具体限定，上述的皮肤参数可提前由用户输入到美容仪中并保存，也可以在出厂前由工作人员提前采集相关的数据并到写入控制程序中进行保存，在程序运行时系统可直接调用这些参数进行计算，以实现对皮肤热能的计算。其中、环境温度检测单元、风速检测单元以及面积检测单元未在图中示出。
控制器5与光源3、信号检测模块4连接，用于根据本发明实施例中的皮肤热能计算方法控制光源3。可以理解的是，控制器5能根据光传递模组的状态参数、皮肤参数和光传递模组与皮肤的接触面积等，准确计算出皮肤热能，调整卤素灯的亮度以达到控制美容仪10的输出功率的目的，从而能够根据皮肤热能及时、有效地调整光源3的输出能量，能够在防止出现能量不够、烫伤用户等情况的基础上，为用户提供更适合的光线，提升美容仪10的美容效果和体验感。
下面参考图3和图4描述根据本发明实施例的皮肤热能计算方法。
如图3所示，为根据本发明一个实施例的皮肤热能计算方法的流程图，皮肤热能计算方法至少包括步骤S1-S3，具体如下。
S1，获取光源的光照强度、光传递模组的状态参数、光传递模组与皮肤的接触面积和皮肤参数。
其中，热能在整个系统中是在光源、蓝宝石玻璃和人体皮肤之间传递的，由此，在计算皮肤热能的过程中，可根据热量传递特点和能量守恒定律，先计算出蓝宝石玻璃的热量损耗情况，然后再反推出皮肤热能。
在本发明的一些实施例中，光传递模组的状态参数包括蓝宝石玻璃的质量、蓝宝石玻璃的贴合面的表面积、蓝宝石玻璃的吸收系数、蓝宝石玻璃的透光率、蓝宝石玻璃沿光传播方向的厚度、蓝宝石玻璃的发射率、蓝宝石玻璃的温度、蓝宝石玻璃的热导率和蓝宝石玻璃的比热容。其中，可通过设置温度传感器用于检测蓝宝石玻璃的温度，例如可在壳体内部并与蓝宝石玻璃靠近光源的一面相接触设置一个温度传感器，用于检测蓝宝石玻璃的温度。
S2，根据光源的光照强度、光传递模组的状态参数和光传递模组与皮肤的接触面积计算皮肤传递至光传递模组的热量。
可以理解的是，蓝宝石玻璃的贴肤面用于与皮肤相接触，光源发出的光线经蓝宝石玻璃照射到皮肤上时，皮肤吸收热量会升温，而皮肤的温度又会传递至蓝宝石玻璃上，这部分热量即为皮肤传递至光传递模组的热量。可先计算出蓝宝石玻璃的热量情况，再基于能量守恒定律，计算出皮肤传递至光传递模组的热量。
S3，根据皮肤传递至光传递模组的热量、光传递模组的状态参数和光传递模组与皮肤的接触面积计算出皮肤热能。
其中，皮肤参数包括皮肤的热导率。具体地，可先根据公式计算皮肤与蓝宝石玻璃之间的热导率，其中为皮肤与蓝宝石玻璃之间的热导率，为皮肤的热导率，为蓝宝石玻璃的热导率。其中，热导率是一个衡量两种材料之间界面传热能力的物理量，皮肤与蓝宝石玻璃之间的热导率则用于衡量皮肤界面与蓝宝石玻璃界面之间传热能力。皮肤的热导率一般约为0.3W/m·K，例如以本发明实施例所采用的蓝宝石玻璃的热导率为24W/m·K进行计算，则计算出的皮肤与蓝宝石玻璃之间的热导率约为0.593W/m·K。
以及，根据公式计算皮肤温度，其中，为皮肤温度，为皮肤传递至光传递模组的热量，为光传递模组与皮肤的接触面积，为蓝宝石玻璃的温度。
其中，由于为皮肤与蓝宝石玻璃之间的热导率、为光传递模组与皮肤的接触面积，表示热能通过的“通道”或“路径”的效率和大小。可经过公式和公式推导出上述皮肤温度的计算公式。
进一步地，皮肤参数还包括皮肤的比热容、皮肤的密度、光照射皮肤的面积以及皮肤的平均厚度，还能根据皮肤温度、皮肤的比热容、皮肤的密度、光照射皮肤的面积以及皮肤的平均厚度计算皮肤热能。
具体地，可根据公式和公式计算皮肤热能，其中，为皮肤热能，为皮肤的比热容，皮肤的比热容近似为水的比热容，皮肤的比热容约为4186J/kg·℃；为皮肤的温度变化量，该值可以根据上面计算出的皮肤温度计算得到。为皮肤的密度，约为1100kg/m³。为皮肤的质量，皮肤的质量可以通过估算被照射区域的体积与皮肤的密度计算得出，具体地，可根据公式计算皮肤的质量，为皮肤的平均厚度，为光照射皮肤的面积，可以通过光照射皮肤的面积和皮肤的平均厚度估算出皮肤的体积。具体地，皮肤的平均厚度一般假设为0.002m，对于光照射皮肤的面积来说，可以理解的是，本实施例中可在蓝宝石玻璃的贴肤面处设置一贴附检测模组，用于检测贴肤情况，当检测到蓝宝石的贴肤面完全与皮肤贴合时才执行本发明实施例的皮肤热能计算方法，并且在进行贴肤检测时，光传递模组2与壳体1形成导光通道，光源3设置在导光通道的末端且光源3发出的光穿透光传递模组2照射到皮肤上，由此光照射皮肤的面积实际上等于蓝宝石玻璃的贴合面的表面积，即等于630mm2。
本发明实施例提出的皮肤热能计算方法，通过检测光源的光照强度、光传递模组的状态参数和光传递模组与皮肤的接触面积即能准确计算出皮肤热能，计算方式简单快捷，计算结果更加精准可靠。且相较于美容仪直接检测皮肤温度来对美容仪的输出功率进行控制来说，本发明通过计算出皮肤热能，便于后续美容仪能够根据皮肤热能及时、有效地调整光源的输出能量，提升美容仪的美容效果和用户的使用体验感。
在本发明的一些实施例中，如图4所示，为根据本发明另一个实施例的皮肤热能计算方法的流程图，其中，根据光源的光照强度、光传递模组的状态参数和光传递模组与皮肤的接触面积计算皮肤传递至光传递模组的热量，即上面步骤S2具体可以包括步骤S21和步骤S22。
S21，根据光源的光照强度、光传递模组的状态参数和光传递模组与皮肤的接触面积计算蓝宝石玻璃吸收的光能转化的热量、蓝宝石玻璃的热损失以及蓝宝石玻璃的放热量。
S22，根据光能转化的热量、蓝宝石玻璃的热损失以及蓝宝石玻璃的放热量计算皮肤传递至光传递模组的热量。
可以理解的是，光源产生的光辐射到蓝宝石玻璃的表面后，部分光能会转换为热能，加热蓝宝石玻璃，由此需要计算蓝宝石玻璃吸收的光能转化的热量；以及，蓝宝石玻璃自身也会有热损失，由此需要计算出蓝宝石玻璃的热损失；以及，光源发出的光线经蓝宝石玻璃照射到皮肤上时，蓝宝石玻璃会放热，因此需要计算蓝宝石玻璃的放热量。以及如上面实施例中的内容：由于蓝宝石玻璃的贴肤面用于与皮肤相接触，光源发出的光线经蓝宝石玻璃照射到皮肤上时，皮肤吸收热量会升温，而皮肤的温度又会传递至蓝宝石玻璃上，也就是上面实施例中的皮肤传递至光传递模组的热量。基于能量守恒定律，可根据光能转化的热量、蓝宝石玻璃的热损失以及蓝宝石玻璃的放热量计算皮肤传递至光传递模组的热量。
其中在一些实施例中，可根据光源的光照强度、蓝宝石玻璃的贴合面的表面积、蓝宝石玻璃的透光率和蓝宝石玻璃的吸收系数计算蓝宝石玻璃吸收的光能转化的热量。
具体地，可根据公式（1-1）计算蓝宝石玻璃的热传导损失，其中，为蓝宝石玻璃吸收的光能转化的热量，为光源的光照强度即卤素灯的光强，例如本发明实施例所采用的卤光灯的光强约为50W/m2，为蓝宝石玻璃的贴合面的表面积，例如本发明实施例所采用的蓝宝石玻璃的贴合面的表面积为630mm2，为蓝宝石玻璃的透光率，例如本发明实施例所采用的蓝宝石玻璃的透光率的范围为0.85~0.98，为蓝宝石玻璃的吸收系数，例如本发明实施例所采用的蓝宝石玻璃的吸收系数为0.001~0.01。
其中，上面实施例中提出的光源的光照强度、蓝宝石玻璃的贴合面的表面积、蓝宝石玻璃的透光率和蓝宝石玻璃的吸收系数的数值仅为示例，此处可根据需要采用其他规格的蓝宝石玻璃，此处不作具体限定。
公式（1-1）；
进一步地，环境温度可能会对蓝宝石玻璃的热损失造成影响，由此光传递模组的状态参数还包括环境温度。具体地，还可以在壳体上设置一个温度传感器，用于检测环境温度。可根据蓝宝石玻璃的热导率、光传递模组与皮肤的接触面积、蓝宝石玻璃沿光传播方向的厚度、蓝宝石玻璃的温度、环境温度、光传递模组表面的风速和蓝宝石玻璃的发射率计算蓝宝石玻璃的热损失。可以理解的是，美容仪在工作时，蓝宝石玻璃不仅用于导光还可用于导热，蓝宝石玻璃在导热时会存在热损失；以及，美容仪内部会有散热风道，当散热风道与蓝宝石玻璃之间的距离较近时，散热风道中有气体流过会带走蓝宝石玻璃的部分热量，从而导致热损失；以及，蓝宝石玻璃温度升高时会产生热辐射，进而造成辐射损失，由此蓝宝石玻璃的热损失包括蓝宝石玻璃的热传导损失、蓝宝石玻璃的对流损失以及蓝宝石玻璃的辐射损失。
其中，根据蓝宝石玻璃的热导率、光传递模组与皮肤的接触面积、蓝宝石玻璃沿光传播方向的厚度、蓝宝石玻璃的温度和环境温度计算蓝宝石玻璃的热传导损失，具体地，可根据公式（1-2）计算蓝宝石玻璃的热传导损失，其中，为热传导损失，为蓝宝石玻璃的热导率，例如本发明实施例所采用的蓝宝石玻璃的热导率约为24-25W/(m·K)。为光传递模组与皮肤的接触面积，其中，举例而言，通常设置蓝宝石玻璃的贴合面凸出于所述壳体的外表面或者与所述壳体的外表面平齐，由此用户在使用美容仪的过程中，通常要求蓝宝石玻璃的贴合面完全与皮肤接触。例如可在蓝宝石玻璃的贴肤面处设置一贴附检测模组，用于检测贴肤情况，当检测到蓝宝石的贴肤面完全与皮肤贴合时才执行本发明实施例的皮肤热能计算方法，由此在进行贴肤检测时，可设置本发明实施例的光传递模组与皮肤的接触面积可等于蓝宝石玻璃的贴合面的表面积，即等于630mm2。为蓝宝石玻璃的温度与环境温度的温差，可根据检测到的检测蓝宝石玻璃的温度和环境温度计算得到。为蓝宝石玻璃沿光传播方向的厚度，可通过测量测到，例如本发明实施例所采用的蓝宝石玻璃沿光传播方向的厚度为3mm。其中，上面实施例中提出的光传递模组与皮肤的接触面积、蓝宝石玻璃的热导率和蓝宝石玻璃沿光传播方向的厚度的数值仅为示例，此处可根据需要采用其他规格的蓝宝石玻璃，此处不作具体限定。
公式（1-2）；
进一步地，由上面内容可知，本发明实施例的美容仪10内部的散热风道与光传递模组2的背向光源3的表面直接接触，当需要对美容仪10进行散热时，由于散热风道与蓝宝石玻璃之间的距离较近，散热风道中有气体流过会带走蓝宝石玻璃的部分热量，从而导致热损失，该种情况下蓝宝石玻璃的热损失则与经过蓝宝石玻璃表面的风速有关，由此，由此光传递模组的状态参数还包括光传递模组表面的风速。根据光传递模组与皮肤的接触面积、光传递模组表面的风速、蓝宝石玻璃的温度和环境温度计算蓝宝石玻璃的对流损失。具体地，可根据公式（1-3）和公式（1-4）计算蓝宝石玻璃的对流损失，其中，为对流损失，为对流热传递系数，为光传递模组表面的风速。可采用如公式（1-3）所示的牛顿冷却定律计算出对流损失。而对于对流热传递系数，依赖于风速和环境条件计算得到。举例而言，本发明实施例的美容仪内部的散热风道与光传递模组的背向光源的表面直接接触，因此可在光传递模组的背向光源的表面附近设置风速检测单元，用于检测光传递模组表面的风速，如本发明实施例的美容仪工作时，其散热通道中的风速也就是光传递模组表面的风速为3m/s。进而可使用如公式（1-4）所示的经验公式计算出对流热传递系数。
公式（1-3）；
公式（1-4）；
以及，根据蓝宝石玻璃的发射率、蓝宝石玻璃的温度和环境温度计算蓝宝石玻璃的辐射损失。具体地，可通过斯蒂芬-玻尔兹曼定律计算也就是公式（1-5）计算蓝宝石玻璃的辐射损失，其中，为辐射损失，为斯蒂芬-玻尔兹曼常数为5.67×10-8W/m2K4，为蓝宝石玻璃的发射率，例如本发明实施例所采用的蓝宝石玻璃的发射率约为0.1。为蓝宝石玻璃的温度，为环境温度，这两个温度值均可采用上述实施例中的方式检测得到。
公式（1-5）；
最后，对热传导损失、对流损失和辐射损失进行求和以获得蓝宝石玻璃的热损失，即。以及，在一些实施例中，可根据公式（1-8）计算出蓝宝石玻璃的放热量。具体地，蓝宝石玻璃的质量、蓝宝石玻璃的比热容和蓝宝石玻璃的温度计算蓝宝石玻璃的放热量。其中，为蓝宝石玻璃的温度变化量，本发明实施例所采用蓝宝石玻璃的比热容为0.782 J/g·K，以及本发明实施例所采用蓝宝石玻璃的质量为7.56g。
公式（1-6）；
可以理解的是，蓝宝石玻璃的贴肤面用于与皮肤相接触，光源发出的光线经蓝宝石玻璃照射到皮肤上时，皮肤吸收热量会升温，而皮肤的温度又会传递至蓝宝石玻璃上，这部分热量即为皮肤传递至光传递模组的热量。基于能量守恒定律，皮肤传递至光传递模组的热量可根据如公式（1-7）所示的热平衡方程得到。其中，为皮肤传递至光传递模组的热量，为蓝宝石玻璃的热损失，为蓝宝石玻璃吸收的光能转化的热量，为蓝宝石玻璃的放热量。
公式（1-7）；
在一些实施例中，计算出皮肤传递至光传递模组的热量后，可根据上面实施例中的步骤S31和步骤S32中方法计算出皮肤热能。
基于以上，本发明实施例提出的皮肤热能计算方法，基于蓝宝石玻璃的特性参数、皮肤的特性参数以及光源的光照强度，通过检测蓝宝石玻璃的温度、环境温度等即能准确计算出皮肤的温度，计算方式简单快捷，无需直接检测皮肤热能，且相较于直接检测皮肤热能来说，本发明实施例的皮肤热能计算方法的计算结果更加精准可靠。且能够便于后续美容仪能够根据皮肤热能及时、有效地调整光源的输出能量，提升美容仪的美容效果和体验感。
在本发明的一些实施例中，还提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现如上面实施例的皮肤热能计算方法。
根据本发明实施例提出的非临时性计算机可读存储介质，计算机程序被处理器执行时，实现如上面实施例的皮肤热能计算方法，检测方法简单便捷，计算结果精确，并且便于后续根据皮肤热能及时、有效地调整光源的输出能量，提升美容仪的美容效果和体验感。
根据本发明实施例的美容仪10的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种皮肤热能计算方法，其特征在于，用于美容仪，所述美容仪包括壳体、光源和光传递模组，所述光传递模组与所述壳体形成导光通道，所述光源设置在所述导光通道的末端且所述光源发出的光穿透所述光传递模组，所述光传递模组的表面形成贴合面以与皮肤接触，所述皮肤热能计算方法包括：
获取所述光源的光照强度、光传递模组的状态参数、光传递模组与皮肤的接触面积和皮肤参数；
根据所述光源的光照强度、所述光传递模组的状态参数和所述光传递模组与皮肤的接触面积计算皮肤传递至光传递模组的热量；
根据所述皮肤传递至光传递模组的热量、所述光传递模组的状态参数、所述光传递模组与皮肤的接触面积和皮肤参数计算出皮肤热能；
所述皮肤参数包括皮肤的热导率、皮肤的比热容、皮肤的密度、光照射皮肤的面积以及皮肤的平均厚度；
根据所述皮肤传递至光传递模组的热量、所述光传递模组的状态参数和所述皮肤参数计算出皮肤热能，包括：
根据公式计算皮肤与蓝宝石玻璃之间的热导率，其中为所述皮肤与蓝宝石玻璃之间的热导率，为所述皮肤的热导率，为所述蓝宝石玻璃的热导率；
根据公式计算皮肤温度，其中，为所述皮肤温度，为所述皮肤传递至光传递模组的热量，为所述皮肤与蓝宝石玻璃之间的热导率，为所述光传递模组与皮肤的接触面积，为所述蓝宝石玻璃的温度；
根据公式和公式计算所述皮肤热能，其中，为所述皮肤热能，为所述皮肤的比热容，为所述皮肤的质量，为皮肤的温度变化量，为所述皮肤的密度，为所述光照射皮肤的面积，为所述皮肤的平均厚度。
2.根据权利要求1所述的皮肤热能计算方法，其特征在于，所述光传递模组包括蓝宝石玻璃；
所述光传递模组的状态参数包括蓝宝石玻璃的质量、蓝宝石玻璃的贴合面的表面积、蓝宝石玻璃的吸收系数、蓝宝石玻璃的透光率、蓝宝石玻璃沿光传播方向的厚度、蓝宝石玻璃的发射率、蓝宝石玻璃的温度、蓝宝石玻璃的热导率和蓝宝石玻璃的比热容。
3.根据权利要求2所述的皮肤热能计算方法，其特征在于，根据所述光源的光照强度、所述光传递模组的状态参数和所述光传递模组与皮肤的接触面积计算皮肤传递至光传递模组的热量，包括：
根据所述光源的光照强度、所述光传递模组的状态参数和所述光传递模组与皮肤的接触面积计算蓝宝石玻璃吸收的光能转化的热量、蓝宝石玻璃的热损失以及所述蓝宝石玻璃的放热量；
根据所述光能转化的热量、所述蓝宝石玻璃的热损失以及所述蓝宝石玻璃的放热量计算所述皮肤传递至光传递模组的热量。
4.根据权利要求2或3所述的皮肤热能计算方法，其特征在于，所述光传递模组的状态参数还包括光传递模组表面的风速和环境温度；
根据所述光源的光照强度、所述光传递模组的状态参数和所述光传递模组与皮肤的接触面积计算蓝宝石玻璃吸收的光能转化的热量、蓝宝石玻璃的热损失以及所述蓝宝石玻璃的放热量，包括：
根据所述光源的光照强度、所述蓝宝石玻璃的贴合面的表面积、所述蓝宝石玻璃的透光率和所述蓝宝石玻璃的吸收系数计算所述蓝宝石玻璃吸收的光能转化的热量，根据所述蓝宝石玻璃的热导率、所述光传递模组与皮肤的接触面积、所述蓝宝石玻璃沿光传播方向的厚度、所述蓝宝石玻璃的温度、所述环境温度、所述光传递模组表面的风速和所述蓝宝石玻璃的发射率计算所述蓝宝石玻璃的热损失，以及，根据所述蓝宝石玻璃的质量、所述蓝宝石玻璃的比热容和所述蓝宝石玻璃的温度计算所述蓝宝石玻璃的放热量。
5.根据权利要求4所述的皮肤热能计算方法，其特征在于，所述根据所述蓝宝石玻璃的热导率、所述光传递模组与皮肤的接触面积、所述蓝宝石玻璃沿光传播方向的厚度、所述蓝宝石玻璃的温度、所述环境温度、所述光传递模组表面的风速和所述蓝宝石玻璃的发射率计算所述蓝宝石玻璃的热损失，包括：
根据所述蓝宝石玻璃的热导率、所述光传递模组与皮肤的接触面积、所述蓝宝石玻璃沿光传播方向的厚度、所述蓝宝石玻璃的温度和所述环境温度计算所述蓝宝石玻璃的热传导损失，根据所述光传递模组与皮肤的接触面积、所述光传递模组表面的风速、所述蓝宝石玻璃的温度和所述环境温度计算所述蓝宝石玻璃的对流损失，以及，根据所述蓝宝石玻璃的发射率、所述蓝宝石玻璃的温度和所述环境温度计算所述蓝宝石玻璃的辐射损失；
对所述热传导损失、所述对流损失和所述辐射损失进行求和以获得所述蓝宝石玻璃的热损失。
6.一种非临时性计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-5任一项所述的皮肤热能计算方法。
7.一种美容仪，其特征在于，包括：
壳体；
光传递模组，所述光传递模组安装于所述壳体的表面以作为所述美容仪的工作头，所述光传递模组的背向所述光源的表面形成贴合面，所述贴合面用于与皮肤接触；
光源，所述光源设置在所述壳体内部并与所述光传递模组的位置对应；
信号检测模块，所述信号检测模块设置在所述壳体中，用于获取光传递模组的状态参数和光传递模组与皮肤的接触面积；
控制器，所述控制器与所述光源和所述信号检测模块连接，用于根据权利要求1-5任一项所述的皮肤热能计算方法控制所述光源。
8.根据权利要求7所述的美容仪，其特征在于，所述光传递模组包括蓝宝石玻璃。
9.根据权利要求8所述的美容仪，其特征在于，所述信号检测模块包括：
温度检测单元，所述温度检测单元设置在所述壳体内部并与所述蓝宝石玻璃靠近所述光源的一面相接触，用于检测蓝宝石玻璃的温度。
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