CN106231934A - 具有电池指示的气溶胶生成装置 - Google Patents

Abstract

一种气溶胶生成装置，其包括：配置成用于蒸发气溶胶形成基质的蒸发器；连接至所述蒸发器的电池；用于控制从所述电池到所述蒸发器的电力供给的控制电路；用于存储所述装置的使用记录的存储器；以及用于向使用者发出信号的更换指示器。所述控制电路配置成用于比较电池的测量电压和阈值电压，如果在一个操作周期内所述测量电压低于所述阈值电压，则生成错误信号以更新所述使用记录。所述控制电路配置成用于访问所述使用记录并根据所述使用记录的状态激活所述更换指示器。

Description

具有电池指示的气溶胶生成装置

技术领域

本发明涉及一种气溶胶生成装置。本发明尤其涉及一种包含蒸发器的气溶胶生成装置，所述蒸发器配置成用于蒸发吸烟制品的气溶胶形成基质。

背景技术

对于能够递送供用户吸入的气溶胶的手持式气溶胶生成装置的需求日益增加。一种特定的需求是，需要通过加热气溶胶形成基质以释放挥发性香味化合物的加热式吸烟装置，而无需燃烧所述气溶胶形成基质。所释放的挥发性化合物在气溶胶内被传递给使用者。

需要通过加热气溶胶形成基质而操作的任何气溶胶生成装置都必须包含加热元件。一种用于加热吸烟制品中气溶胶形成基质的已知类型气溶胶生成装置，通过将电加热器插入固态气溶胶形成基质并由包含在所述装置中的电池为所述加热器供电以便操作。然而，电池的寿命是有限的，并且电池容量可能随着使用时间增加而下降，这导致传递给使用者的气溶胶的性质随着电池老化而发生变化。

将需要提供一种延缓所产生气溶胶的性质随着电池老化而发生变化的气溶胶生成装置。

发明内容

在本发明中的第一个方面，提供了一种气溶胶生成装置，其包括：

配置成用于蒸发气溶胶形成基质的蒸发器；

连接至所述蒸发器的电池；

用于控制所述电池到所述蒸发器的电力供给的控制电路；

用于存储所述装置的使用记录的存储器；以及

用于向使用者发出信号的更换指示器；

其中所述控制电路配置成用于比较电池的测量电压和阈值电压，且如果在一个操作周期内所述测量电压低于所述阈值电压，则生成错误信号以更新使用记录，且其中所述控制电路配置成用于访问所述使用记录并根据使用记录的状态激活所述更换指示器。

如本文中所使用，术语“气溶胶生成装置”涉及一种与气溶胶形成基质相互作用以生成气溶胶的装置。所述气溶胶形成基质可能是气溶胶生成制品的一部分，例如吸烟制品的一部分。气溶胶生成装置可以是一种吸烟装置，所述吸烟装置与气溶胶生成制品的气溶胶形成基质相互作用以生成通过吸烟者的口可直接吸入吸烟者肺中的气溶胶。气溶胶生成装置可以是一种固定器。

如本文中所使用的，术语“气溶胶形成基质”涉及一种能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基质。这种挥发性化合物可通过加热所述气溶胶形成基质而被释放出来。气溶胶形成基质可便利地是气溶胶生成制品或吸烟制品的一部分。

如本文中所使用的，术语“气溶胶生成制品”和“吸烟制品”指的是一种包括能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的气溶胶形成基质的制品。例如，气溶胶生成制品可能是一种吸烟制品，其生成通过用户的口可直接吸入到用户的肺中的气溶胶。气溶胶生成制品可以是用完即可丢弃的。包括气溶胶形成基质(内含烟草)的吸烟制品指的是烟支。

如本文中所使用的，术语“操作周期”涉及连续操作所述装置的一段时间，从所述装置启动之时开始，直至所述装置关闭之时。这可能是预定的时间间隔，例如6分钟，或所述装置生成所需剂量的气溶胶或从所述电池获得预定能量所需的时间。当所述气溶胶形成基质是吸烟制品的一部分时，所述操作周期可能与所述吸烟制品耗尽所需的时间有关，所述操作周期可能涉及到所述装置设定的抽吸口数，或根据吸烟者平均使用情况确定的预定时间。

如本文中所使用的，术语“阈值电压”是根据特定电池因素确定的预定电压水平，包括电池的标称电压(在正常操作条件下，充满电之后的平均电压)，以及电池在使用过程中的电压，由于在使用过程中从电池中获取电流，因此电池在使用过程中的电压低于标称电压。此外，可以根据所需的最低电压进一步定义阈值电压，例如所述气溶胶生成装置中存在的电子设备所需的最低电压。电子系统为了正常运行需要达到一个最低电压，如果电池无法提供该电压，气溶胶生成装置中的部分或全部电子元件将无法正常发挥作用。为了防止功能异常，通常加入一个检查系统(例如电路)以确保电压超过电子系统正常运行所需的最低电压。因此，阈值电压可以设置为在运行所需最低电压与标称电压之间。这使得当系统电压下降至阈值电压以下时，仍能够在所需最低电压以上运行的电子系统可以记录与电压有关的故障。

随着电池老化，其内部电阻将逐渐增加，导致电池容量下降。即使在装置开始工作时完全充满电，电池容量的下降仍可能导致电压在工作过程中降低，下降幅度足以妨碍加热器加热关键的挥发性化合物达到其挥发温度之上。这可能显著改变所产生气溶胶的性质。所述装置可以配置为，当电池的电压下降至阈值(本文中称为阈值电压)以下时，阻止所述电池向加热器供电。这可以防止由于无法挥发所需的挥发性化合物，导致用户产生令人不满意的体验。然而，当加热器的电力供给受到阻碍时，或当气溶胶的性质发生不利的改变时，使用者可能不清楚是否仅需重新给电池充电，还是电池已经老化到需要更换的程度，或者发生了其他故障。此外，取决于其初始状况、外部环境和使用情况，电池以不同速度老化。因此，简单地计算操作周期的数量不足以准确判定电池的老化情况。

通过存储和更新使用记录并根据使用记录的状态激活更换指示器，气溶胶生成装置能够在装置的后续使用过程中跟踪电压降，并且在需要更换电池时向使用者发出信号。这消除了使用者的负担，且有助于避免使用者在不必要的情况下更换电池。

所述控制电路可以配置为连续对测量电压和阈值电压进行比较。或者，所述控制电路可以配置为间歇式地对测量电压和阈值电压进行比较。

在某些实施例中，如果在所述装置的整个工作过程中测量电压始终高于阈值电压，则可以将控制电路设置为产生一个“无错误”信号，以更新所述使用记录。这使控制电路能够根据电压低于阈值的工作时间与电压高于阈值的工作时间之比更新使用记录。所述错误信号和无错误信号可能是二进制代码的形式，例如“0”代表无错误，而“1”代表低电压错误。

所述错误信号可能是乘数的形式，且使用记录可能是数值，每次产生错误信号时，将所述数值与所述乘数相乘以更新所述使用记录。例如，使用记录的初始值可能是20，且错误信号可能包括值为0.5的乘数。在这种情况下，所述控制电路可以配置为当所述使用记录达到设定阈值(例如1.25)时，激活所述更换指示器。所述无错误信号也可能是乘数的形式，该乘数与错误信号的乘数不同，每次产生无错误信号时，将所述数值与所述乘数相乘以更新所述使用记录。

或者，所述使用记录可能包括错误信号总数的记录。在这种情况下，每次产生错误信号时，可以将错误信号计数加一，以更新所述使用记录。如果在所述装置的整个工作过程中测量电压始终高于阈值电压，控制电路被配置为产生一个“无错误”信号，这种情况下所述使用记录中可能进一步包括无错误信号总数的记录。在这种情况下，每次产生无错误信号时，可以将无错误信号计数加一，以更新所述使用记录。

所述使用记录可能与所述装置的整个使用历史相对应。也就是说，所述使用记录可能包括与所述装置每次操作相关的数据。或者，所述使用记录可能限于所述装置的预定操作次数。考虑到电池寿命，这允许对最不重要的操作(也就是将较早的操作)进行覆盖或以其他方式删除，以减少存储器所需的存储空间。例如，所述使用记录可能仅限于不到30次最近的操作，不到20次最近的操作，或大约16次最近的使用。通过选择16至30次之间的最近操作的使用记录，可以收集在各种外部刺激因素下的各种数据。例如，使用者的使用记录可以反映电池性能在不同环境中的变化，使用者在这些不同环境中使用所述气溶胶生成装置。作为示例，使用者可能清晨在家中的室温条件下使用所述装置，或者早晨通勤期间在公交站台的较冷环境中使用，且随后上午在办公室的环境温度条件下使用。通过收集足够数量的数据点，可以避免假阳性结果。

在所述使用记录包括错误信号总数的记录时，控制电路可以配置成当存储在使用记录中的错误信号总数等于或超过一个错误阈值时激活所述更换指示器。所述错误阈值可能是任何适合的数值。例如，所述错误阈值可能在2至16之间，且优选地约为16。

在一个实施例中，所述装置保留了16次操作的使用记录。在所述使用记录存储器存储的16次操作中，如果全部16次操作都产生了低电压错误信号，则所述控制电路激活所述更换指示器，给使用者发出需要更换电池的信号。当所述装置记录到单独的或额外的因素时，例如当所述装置的实际再充电次数超过已知的再充电阈值，则低电压错误信号的数量可能从所述使用记录中存储的最大操作次数进一步降低为1或更大数值。

控制电路可能配置为连续为加热器供电，即使在所述装置的使用过程中电压下降至阈值电压以下。或者，控制电路可能配置为在测量电压低于阈值电压时将加热元件的电力供给降低至零。降低电力供给至零是有利的，因为当不可能形成一致性的气溶胶或气溶胶持续时间小于正常操作周期时，可以通过阻止操作来防止使用者获得不佳体验。此外，禁止为加热元件供电使得系统能够保持剩余电力，以维持装置数据和通信，以及错误指示、系统。

所述装置可能包括数据输出设备和配置成用于为所述数据输出设备提供使用记录的控制电路。这使得存储在存储器中的使用记录能够供使用者通过外部装置访问，例如通过网页应用程序。气溶胶生成装置可能包括任何适合的数据输出设备，用于连接外部装置以便能将使用记录导出至所述外部装置，并且可能进一步转发至其他外部处理或数据存储装置。例如，气溶胶生成装置可能包括无线电台或连接至所述控制电路的通用串行总线(USB)接口。或者，气溶胶生成装置可能配置成在所述气溶胶生成装置再充电时将使用数据从所述存储器传输至电池充电装置的外部存储器。所述电池充电装置可提供较大存储器以用于存储更长期限的使用数据，且随后可连接至适合的数据处理装置或连接至通信网络。

所述蒸发器可能是任何适合的，用于蒸发气溶胶形成基质的装置。例如，所述蒸发器可能是压电装置或超声装置。或者，所述蒸发器包括包含至少一个加热元件的加热器，所述加热元件配置成用于加热气溶胶形成基质。

当所述蒸发器包括包含配置成用于加热所述气溶胶形成基质的至少一个加热元件的加热器时，所述装置可能包括联接至所述加热器的加热器安装件。在此类实施例中，所述加热器安装件为所述加热器提供结构支承，且使其能够稳固地固定在气溶胶生成装置之内。所述加热器安装件可能包括聚合物材料，且有利地由可塑的聚合物材料制成，例如聚醚醚酮(PEEK)。使用可塑的聚合物使所述加热器安装件能够塑造成围绕所述加热器的形状，从而稳固地保持住所述加热器。这也使得生产所述加热器安装件时能够以低成本方式获得所需的外形和尺寸。当然有可能使用其他材料制造加热器安装件，例如陶瓷材料。有利的是，可以使用可塑的陶瓷材料制造所述加热器安装件。

所述加热元件可能是任何适合的类型，例如所述加热器可能包括感应式加热元件。或者，所述加热器元件可能包括电阻加热元件。在此类实施例中，所述控制电路可以配置为通过确定加热元件的电阻，并根据所确定的电阻来调整供应给所述加热元件的电流，以控制到所述加热元件的电力供给。所述加热元件的电阻是其温度的指示，且因此可以将所测得电阻与目标电阻相比较，且相应地调整提供的功率。可以使用PID控制回路使测得温度达到目标温度。另外，可使用温度感测机构而不是检测加热元件的电阻，例如，双金属片、热电耦或者与加热元件电隔离的专用热敏电阻或电阻式元件。除了通过监控加热元件的电阻来测定温度或作为替代，可使用这些替代温度感测机构。例如，为了在加热元件温度超过容许温度范围时，切断对加热元件的供电，可在控制电路中使用单独的温度感测机构。

所述加热元件可包括电阻材料。合适的电阻材料包括但不限于：半导体例如掺杂陶瓷、电“传导”陶瓷(例如二硅化钼)、碳、石墨、金属、金属合金以及由陶瓷材料和金属材料制成的复合材料。此类复合材料可包含掺杂或无掺杂的陶瓷。合适的掺杂陶瓷的例子包括掺杂碳化硅。合适的金属的例子包括钛、锆、钽、铂、金及银。合适的金属合金的例子包括含不锈钢、含镍合金、含钴合金、含铬合金、含铝合金、含钛合金、含锆合金、含铪合金、含铌合金、含钼合金、含钽合金、含钨合金、含锡合金、含镓合金、含锰合金、含金合金、含铁合金以及以镍、铁、钴、不锈钢、及铁-锰-铝合金为主的超合金。在复合材料中，电阻材料可任选嵌入绝缘材料中，由绝缘材料封装或由绝缘材料涂布或者反之亦然，取决于能量转移的动力学和所需外部理化性质。

加热元件可包括内部加热元件或外部加热元件或内部及外部加热元件两者，其中“内部”及“外部”是针对气溶胶形成基质。内部加热元件可以采用任何合适形式。例如，内部加热元件可以采用加热片的形式。或者，内部加热器可以采用具有不同导电部分的套管或基板，或电阻式金属管的形式。或者，内部加热元件可为配置成贯穿气溶胶形成基质中心的一个或更多个加热针或棒。其它替代物包括电热线或丝，例如，Ni-Cr(镍-铬)、白金、钨或合金线或加热板。任选地，可将内部加热元件沉积在刚性载体材料内或上。在此类实施例中，可使用具有温度与电阻率间定义关系的金属，形成电阻式加热元件。在此类示范性装置中，金属可在合适绝縁材料上形成为迹线，然后夹在另一绝缘材料(例如，玻璃)中。以此方式形成的加热器可以用于加热及监控加热元件在工作期间的温度。

外部加热元件可以采用任何合适形式。例如，外部加热元件可以采用在介电基板(例如，聚酰亚胺)上的一个或一个以上挠性加热箔的形式。可使此类挠性加热箔成形，以与基板容纳空腔周边一致。此外，外部加热元件可以采用金属网格、挠性印刷电路板、模制互连装置、陶瓷加热器、挠性碳纤维加热器的形式，或可使用涂层技术(例如，等离子体气相沉积)形成于合适成形基板上。外部加热元件也可使用具有温度与电阻率间定义关系的金属来形成。在此类示范性装置中，金属可在两层合适绝缘材料间形成为迹线。以此方式使用的外部加热元件可用以加热及监控外部加热元件在工作期间的温度。

内部或外部加热元件可包括散热器或贮热器，其包括能吸收及储存热，接着随时间释放热至气溶胶形成基质的材料。散热片可由任何合适的材料例如合适的金属或陶瓷材料形成。在一项实施例中，材料具有高热容量(可感测储热材料)，或一种能吸收及接着经由可逆程序(例如，高温相变)释放热的材料。合适的显热存储材料包括硅胶、氧化铝、碳、玻璃垫、玻璃纤维、矿物质、金属或合金例如铝、银或铅、和纤维素材料例如纸。其它经由可逆相变释放热的合适材料包括石蜡、醋酸钠、荼、蜡、聚环氧乙烷、金属、金属盐、优态盐混合物或合金。散热器或贮热器可配置成直接接触气溶胶形成基质，并可将储存的热直接传输至基质。此外，可将在散热器或贮热器中储存的热通过导热体(例如，金属管)传输至气溶胶形成基质。

加热元件有利地通过传导加热气溶胶形成基质。加热元件可配置成至少部分接触基质或接触用于沉积基质的载体。此外，可以通过导热元件将来自内部或外部加热元件的热传导至基质。

所述电池可以为任何适合的电池，例如可充电电池。在一个实施例中，所述电池是锂离子电池。或者，所述电池可以是镍金属氢化物电池、镍镉电池或锂基电池，例如锂钴、锂铁磷酸盐、钛酸锂或锂聚合物电池。

所述存储器可以为任何适合的非易失性存储器。所述存储器可按需要存储使用记录，而无需使用外部存储器作为补充。或者，在将使用记录传输至容量更大的永久性外部存储器之前，所述存储器可为使用记录提供临时存储。

所述更换指示器可能为任何适合的指示器，例如显示器或光源。当指示器为显示器时，所述显示器可能包括用于显示系统信息的用户界面，例如电量、温度、气溶胶形成基质状态、其它消息或其组合。在一个实施例中，所述指示器是能够根据为电池寿命结束分配的错误代码，以预定模式闪烁的发光二极管。替代地或另外，所述更换指示器可为发声装置，例如扬声器。替代地或另外，所述装置可包括用于摇动此装置的触碰装置。替代地或另外，所述指示器可包括用于连接至外部装置或通信网络的无线发射器，例如通过例如手机、平板电脑或其他手持式或可穿戴通信装置的便携式装置提示使用者需要更换电源。替代地或另外，可以通过使用硬线连接(例如USB或其它连接)连接至装置的电脑或便携式通信装置提供所述指示器。如果提供此类连接，通过所述电脑或便携式通信装置上运行的软件，可以提供用于诊断错误类型并通知使用者的额外指示器。所述控制电路可配置为激活所述指示器，引发指示器立即给使用者发出信号。替代地或另外，所述控制电路可配置为在任何适合的时候激活所述指示器，引发指示器立即给使用者发出信号，例如当所述装置与充电装置连接或断开时，或者在所述装置包括由用户操作的按钮并且所述按钮被用户按下时。

所述控制电路可配置为，如果存储在使用记录中的错误信号总数不超过错误阈值，则采用不同于存储在使用记录中的错误信号总数超过错误阈值时的方式激活所述更换指示器。

在一个实施例中，所述更换指示器是能够在控制电路的激发下发出一种或多种红光闪烁的光源。在此类实施例中，如果存储在使用记录中的错误信号总数不超过错误阈值，所述更换指示器可以通过控制电路激活以发出绿光，例如，当所述装置与充电装置连接或断开时，或者在所述装置包括由用户操作的按钮并且所述按钮被用户按下时。

所述装置优选为能够舒适地保持在单只手的手指之间的便携式或手持式装置。所述装置可以基本为圆柱形并且长度在70至120mm之间。所述装置的最大直径优选地在10至20mm之间。在一个实施例中，所述装置有多边形横截面并且在一个面上形成一个突出按钮。在此实施例中，所述装置从一个平面到相对平面的直径在12.7至13.65mm之间；从边缘到相对边缘(即，从位于所述装置一侧的两个面交界处到位于另一侧的对应交界处)的距离在13.4至14.2之间，且从按钮的顶部到相对底平面的距离在14.2至15mm之间。

除了根据第一方面的加热器之外，所述装置可能还包括其他加热器。例如，所述装置可能包括配置成用于容纳气溶胶形成制品的空腔以及定位在所述空腔周围的外部加热器。外部加热器可以采用任何合适形式。例如，外部加热器可以采用在介电基板(例如，聚酰亚胺)上的一个或更多个挠性加热箔的形式。可使挠性加热箔成形，以与所述空腔周边一致。或者，外部加热元件可以采用金属网格或网格、挠性印刷电路板、模制互连装置(MID)、陶瓷加热器、挠性碳纤维加热器的形式，或可使用涂层技术(例如，等离子体气相沉积)形成于适合形状的基板上。外部加热器也可使用具有温度与电阻率间定义关系的金属来形成。在此类示范性装置中，金属可在两层合适绝缘材料间形成为迹线。以此方式使用的外部加热器可用以加热及监控外部加热元件在工作期间的温度。

在本发明的第二方面中，提供了一种包括根据第一方面的气溶胶生成装置，以及一个或多个含有气溶胶形成基质的气溶胶形成制品的气溶胶生成系统，所述一个或多个气溶胶形成制品配置成容纳在所述气溶胶生成装置的空腔中。

所述气溶胶形成制品可以为吸烟制品。在操作期间，可在气溶胶生成装置内部分容纳含有气溶胶形成基质的吸烟制品。

吸烟制品的形状可为实质圆柱形的。吸烟制品可为大致细长的。吸烟制品可具有一定长度及大致垂直于长度的周长。气溶胶形成基质的形状可为大致圆柱形。气溶胶形成基质可为大致细长的。气溶胶形成基质可具有一定长度及大致垂直于长度的周长。

吸烟制品可具有约30毫米与约100毫米间的总长度。吸烟制品可具有约5毫米与约12毫米间的外径。吸烟制品可包括一种过滤器塞。过滤器塞可位于吸烟制品的下游端。过滤器塞可为酯酸纤维素过滤器塞。过滤器塞长度在一项实施例中为约7mm，但可具有约5mm至约10mm之间的长度。

在一项实施例中，吸烟制品具有约45毫米的总长度。吸烟制品可具有约7.2毫米的外径。另外，气溶胶形成基质可具有约10毫米的长度。此外，气溶胶形成基质可具有约12毫米的长度。另外，气溶胶形成基质的直径可在约5毫米与约12毫米间。吸烟制品可包括外部纸质包叶。另外，吸烟制品可包括在气溶胶形成基质与过滤器塞间的间隔。间隔可为约18毫米，但是可在约5毫米至约25毫米之范围内。

气雾形成基材可为固体气雾形成基材。此外，气溶胶形成基质可包括固体及液体成分。气溶胶形成基质可包括含烟草材料，其包含加热后从基质释放的挥发性烟草香味化合物。此外，气溶胶形成基质可包括非烟草材料。所述气溶胶形成基质可能进一步包括有助于形成浓密且稳定气溶胶的气溶胶形成剂。合适的气溶胶形成剂的例子是甘油和丙二醇。

如果气溶胶形成基质是固体气溶胶形成基质，那么固体气溶胶形成基质可以包括(例如)粉末、颗粒、小丸、碎片、细条、条状物或片材中的一种或多种，所述片材含有草本植物叶、烟叶、烟草肋料、平展烟草和均质烟草中的一种或多种。固体气溶胶形成基质可为疏松形式，或者可提供在合适容器或匣体中。任选地，固体气溶胶形成基质可以包含在基质加热后释放的额外烟草或非烟草挥发性香味化合物。固体气溶胶形成基质也可以包含胶囊，例如胶囊包括额外烟草或非烟草挥发性香味化合物，且此类胶囊可在固体气溶胶形成基质加热期间熔化。

如本文中所使用的，均质烟草指通过团聚颗粒烟草形成的材料。均质烟草可能为片材的形式。均质烟草材料可能含有干重含量超过5％的气溶胶形成剂。均质烟草材料也可具有在干重基础上按重量计含量约5％与约30％之间的气溶胶形成剂。均质烟草材料的片材可通过使颗粒烟草聚结而形成，所述颗粒烟草通过将烟草叶片和烟草叶梗之一或两者研磨或以其他方式粉碎而获得。替代地或另外，均质烟草材料的片材可包括在例如烟草的处理、操作和运送期间形成的烟草尘、碎烟及其他颗粒烟草副产品中的一种或多种。均质烟草材料的片材可以包括为烟草内生粘合剂的一种或更多种固有粘合剂、为烟草外生粘合剂的一种或更多种外来粘合剂或其组合以帮助凝聚颗粒烟草；替代地或另外，均质烟草材料的片材可包含其它添加剂，包括但不限于烟草和非烟草纤维、气溶胶形成剂、保湿剂、增塑剂、调味剂、填充剂、水性溶剂和非水性溶剂及其组合。

视情况地，固体气溶胶形成基质可以设置在热稳定载体上或嵌入在热稳定载体中。载体可采取粉末、颗粒、小球、碎片、通心管、条或片材的形式。此外，载体可为管状载体，其内表面、外表面或内外表面两者上沉积有固体基质薄层。此类管状载体可由例如纸、或纸状材料、非织造碳纤维垫、低质量开网金属丝网、或穿孔金属箔或任何其他热稳定的聚合物基质形成。

在特别优选的实施例中，气溶胶形成基质包括均质烟草材料的聚集卷曲片材。如本文中所使用的，术语‘卷曲片材’表示具有多个基本平行的隆脊或皱折的片材。优选的是，当气溶胶生成制品已被组装时，基本平行的隆脊或皱折沿着气溶胶生成制品的纵向轴线延伸或平行于该纵向轴线延伸。这有利地便于聚集均质烟草材料的卷曲片材以形成气溶胶形成基质。然而，将可以理解的是，用于包含在气溶胶生成制品中的均质烟草材料的卷曲片材可以可替代地或另外地具有多个基本平行的隆脊或皱折，当气溶胶生成制品已被组装时，所述多个基本平行的隆脊或皱折与气溶胶生成制品的纵向轴线以锐角或钝角布置。在某些实施例中，气雾形成基材可包含在基本上其整个表面上基本上均匀织构的匀质化的烟草材料的聚集片层。例如，气溶胶形成基质可以包括均质烟草材料的聚集的卷曲片材，所述聚集的卷曲均质烟草片材包括在片材的整个宽度上基本均匀地间隔开的多个基本平行的隆脊或皱折。

固体气溶胶形成基质可用(例如)片、泡沬、胶或浆的形式沉积在载体之表面上。固体气溶胶形成基质可以放置在载体的整个表面上，或可替代地，可以放置成图案以便在使用期间提供不均匀的香味递送。

所述气溶胶形成基质可能为液态气溶胶形成基质，例如可以保持在毛细管材料中并被加热。在一个实施例中，所述毛细管材料可以与加热元件一起或不与加热元件一起密闭在筒中。

所述气溶胶生成系统是气溶胶生成装置和用于与装置一起使用的一个或多个气溶胶生成制品的组合。然而，气溶胶生成系统可包括另外的组件，例如用于给电操作式气溶胶生成装置或电气溶胶生成装置中的机载电源再充电的充电单元。

在本发明的第三个方面中，提供了一种使用控制电路控制气溶胶生成装置的方法，所述装置包括：配置成用于蒸发气溶胶形成基质的蒸发器；连接至所述蒸发器的电池；用于控制所述电池为所述蒸发器供电的控制电路；用于存储所述装置使用记录的存储器；以及用于向使用者发出信号的更换指示器；所述方法包括下列步骤：在所述装置的操作过程中比较电池的测量电压和阈值电压；如果在操作过程中测量电压低于阈值电压，则生成错误信号；根据所述错误信号更新使用记录；访问所述使用记录；以及根据使用记录的状态激活更换指示器。

根据本发明的第四个方面，为气溶胶生成装置提供了电路，所述装置包括：配置用于蒸发的气溶胶形成基质的蒸发器；连接至所述蒸发器的电池；用于控制所述电池为所述蒸发器供电的控制电路；用于存储所述装置使用记录的存储器；以及用于向使用者发出信号的更换指示器；所述电路被设置为实施本发明第三方面所提供的方法。

在本发明的第五个方面中，为气溶胶生成装置提供了一种计算机程序，所述气溶胶生成装置包括：配置成用于蒸发气溶胶形成基质的蒸发器；连接至所述蒸发器的电池；用于控制所述电池为所述蒸发器供电的控制电路；用于存储所述装置使用记录的存储器；以及用于向使用者发出信号的更换指示器；所述计算机程序在可编程电路上运行时引发所述可编程电路实施本发明第三方面所提供的方法。

在本发明的第六个方面中，提供了上面存储有根据本发明第五方面中所述的计算机程序的计算机可读存储介质。

虽然已通过参考不同方面来描述本发明，但是应清楚，关于本发明的一个方面描述的特征可适用于本发明的另一方面。此外，尽管所述发明已经参考了吸烟装置，但是应清楚，医用吸入器类的装置可能使用本文中所描述的特征、装置和功能。

附图说明

现在将参照附图仅作为示例详细地描述本发明的实施例，在附图中：

图1是气溶胶生成装置的示意图；

图2是图1中所示类型气溶胶生成装置前端的示意性横截面，其加热器插入吸烟制品；

图3是示出气溶胶生成装置的电池的终端之间的电压随时间变化的曲线图；

图4示出确定电池是否需要更换的控制顺序。

在图1中，以简化方式显示电加热气溶胶生成系统100的一项实施例的组件。特定言之，电加热气溶胶生成系统100的元件在图1中没有按比例来绘制。已省略与了解此实施例无关的元件，以简化图1。

具体实施方式

所述电加热气溶胶生成系统100包括具有壳体10和气溶胶形成制品20(例如烟支)的气溶胶生成装置。所述气溶胶形成制品20包括被推入壳体10内以与加热器30热接近的气溶胶形成基质。所述气溶胶形成基质将在不同温度下释放各种挥发性化合物。通过控制所述电操作气溶胶生成系统100的最高操作温度，可以通过阻止所选挥发性化合物的释放来控制非所要化合物的选择性释放。

壳体10内具有电能供应装置40，例如，可再充电锂离子电池。控制电路50连接至加热器30、电能供应装置40、更换指示器60(例如灯，显示器或发声警报器)以及存储器70。所述控制电路50控制供应给加热器30的电力，以便调节其温度。通常，气溶胶形成基质被加热至摄氏250与450度间的温度。

图2是图1中所示气溶胶生成装置前端的示意性横截面，其中加热器30插入气溶胶形成制品20，在此实施例中，所述气溶胶形成制品是吸烟制品。示例的气溶胶生成装置与气溶胶形成制品20相接合，供使用者消耗所述气溶胶形成制品20。

气溶胶生成装置的壳体10限定了一个空腔，开设在近端(或口端)，以用于容纳气溶胶生成制品20供人使用。包括加热器30和加热器安装件34的加热组件32跨越所述空腔的远端。所述加热器30由加热器安装件34保持，使得所述加热器的活跃加热区域位于所述空腔内部。当所述气溶胶生成制品20完全容纳于所述空腔内时，所述加热器30的活跃加热区域定位在所述气溶胶生成制品20远端内。

所述加热器30成形为终止于一点的刀片形式。也就是说，所述加热器的长度大于其宽度，而宽度大于其厚度。所述加热器的第一面和第二面由加热器的宽度和长度限定。

如图2中所示，示范性气溶胶形成制品可以描述如下。所述气溶胶生成制品20包括四个元件：气溶胶形成基质22、支承元件(例如中空管24)、传输部26和烟嘴过滤器28。这四个元件循序地且以同轴对准布置，并且由卷烟纸29组装以形成条。当组装时，所述气溶胶形成制品的长度为45毫米，直径为7毫米。

所述气溶胶形成基质包括包装在过滤器纸中(未示出)以形成塞的卷曲流延薄片烟草的束。所述流延薄片烟草包含一种或多种气溶胶形成剂，例如甘油。

所述中空管24紧邻气溶胶形成基质22并由醋酸纤维素管形成。所述管24限定了一个直径为3毫米的开孔。所述中空管24的一个功能是将所述气溶胶形成基质22定位于朝向所述条的远端，使其能够与所述加热器接触。所述中空管24用于防止在将加热器插入气溶胶形成基质22时，所述气溶胶生成基质22被迫沿着所述条向烟嘴移动。

所述传输部26包括长度为18毫米的薄壁管。所述传输部26允许自气溶胶形成基质22释放的挥发性物质沿着所述制品朝向烟嘴过滤器28传递。所述挥发性物质可在传输部内冷却形成气溶胶。

所述烟嘴过滤器28是由醋酸纤维素制成的常规烟嘴过滤器，且长度约为7.5毫米。

上面指定的四个元件通过紧紧包装在卷烟纸29内来组装。在此特定实施例中的所述纸是标准的卷烟纸，具有标准性质或分类。在此特定实施例中的所述纸是常规卷烟纸。所述纸与每个元件之间的交界面用于定位所述元件并限定所述气溶胶形成制品20。

当将所述气溶胶生成制品20推入所述空腔中时，所述加热器30的锥形点与所述气溶胶形成基质22接合。通过向气溶胶形成制品施加力，所述加热器穿透进入所述气溶胶形成基质22。当所述气溶胶形成制品20与所述气溶胶生成装置正确接合时，所述加热器30被插入所述气溶胶形成基质22。当所述加热器被致动时，所述气溶胶形成基质22被加热，且生成或演变为挥发性物质。当使用者抽吸所述烟嘴过滤器28时，空气被吸入所述气溶胶形成制品，且挥发性物质冷凝形成可吸入的气溶胶。此气溶胶流经所述气溶胶形成制品的烟嘴过滤器28并进入使用者的口中。

图3显示了电源40端子之间的电压在所述气溶胶生成装置100的使用过程中随时间的变化。曲线300是当电源40为新电源时的电压。曲线305是当电源40为接近使用寿命终点的电源时的电压。曲线300和305都显示了明显的初始电压降，此电压降导致缓慢的、稳定的电压下降。可以从曲线305中看出，当电源40已经老化时，电压降较大。这是由于所述电源40内部电阻增加。

图4例示了可以由控制电路执行的控制过程，用于诊断所述电源是否需要更换，并且在需要更换的情况下通知使用者。所述过程在每次使用气溶胶生成装置100时，从步骤400开始。在步骤405中，在气溶胶生成装置100的使用过程中，所述控制电路50测量所述电源40端子之间的电压，并将测量值与电压阈值进行比较，以监控电压V是否在任何时刻低于电压阈值。所述电压阈值在图3中以虚线310表示。在操作过程中或在所述装置100的“运行”过程中，如果电压V没有任何时刻下降到阈值电压以下，则该过程根据决策步骤410所示转至步骤415。在步骤415，所述控制电路50生成“无错误”信号并存储在存储器70中。如果电压V在特定运行过程中的任何时刻下降到阈值电压以下，则所述过程转至步骤420，此时控制电路50将从所述加热器30到电源40的电力供给减少至零。然后所述过程转至步骤425，此时控制电路50生成“低电压错误”信号用于表示由于电源40的电压偏低而放弃运行，并将所述信号存储在存储器70中。每次使用所述装置时，在所述过程的步骤415和425期间，存储在存储器70内的所述“无错误”和“低电压错误”信号组合以生成所述装置100的使用记录。所述使用记录表明了由于低电压导致所述装置100的运行放弃了多少次，以及多少次运行没有出现任何错误。当电源40老化时，放弃运行的次数可能增加，且这将由所述装置最近运行过程中的“低电压错误”信号数量显示。在步骤430中，所述控制电路50指的是存储器70中的使用记录，用于确定在所述装置的设定运行次数(“N”)内，“低电压错误”信号的数量(“X”)是否超过错误信号的阈值。在步骤435中，所述过程的下一步取决于X是否超过错误信号的阈值。如果X超过错误信号的阈值，则所述过程转至步骤440，在此步骤处，控制电路50激活更换指示器60，给用户发出需要更换电源40的信号。然后所述过程在步骤445结束。如果“低电压错误”信号的数量X不超过所述阈值，所述控制电路50则确定所述电源40的使用寿命尚未到期，且所述过程在步骤445结束，而不激活更换指示器60。

同时允许所述控制电路50诊断所述电源40是否需要更换并给使用者发出信号，如果外部装置能够获得存储在所述存储器70中的所述使用记录，这对用户也可能有用，例如允许使用者通过网页应用程序查看使用记录。所述气溶胶生成装置100可能包括任何适合的数据输出设备，用于连接外部装置以便能将使用记录导出至所述外部装置，并且可能进一步转发至其他外部处理或数据存储装置。例如，所述气溶胶生成装置100可能包括无线电台或与连接至所述控制电路50的通用串行总线(USB)接口。或者，所述气溶胶生成装置100可能配置成在为所述气溶胶生成装置再充电时将使用数据从所述存储器70传输至电池充电装置的外部存储器。所述电池充电装置可提供较大存储器以用于存储更长期限的使用数据，且随后可连接至适合的数据处理装置或连接至通信网络。

上文描述的示例性实施例是举例说明而不是限制性的。考虑到上述的示例性实施例，现在本领域的普通技术人员将理解到与以上示例性实施例一致的其它实施例。

Claims (13)

1.一种气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置包括：

配置成用于蒸发气溶胶形成基质的蒸发器；

连接至所述蒸发器的电池；

用于控制所述电池到所述蒸发器的电力供给的控制电路；

用于存储所述装置的使用记录的存储器；以及

用于向使用者发出信号的更换指示器；

其中所述控制电路配置成用于比较电池的测量电压和阈值电压，且如果在一个操作周期内所述测量电压低于所述阈值电压，则生成错误信号以更新使用记录，且其中所述控制电路配置成用于访问所述使用记录并根据使用记录的状态激活所述更换指示器。

2.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其中所述蒸发器包括具有配置成用于加热所述气溶胶形成基质的至少一个加热元件的加热器。

3.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成装置，其中所述使用记录限于预定数量的所述装置操作周期。

4.根据权利要求2所述的气溶胶生成装置，其中所述使用记录限于小于30个最近的操作周期，优选地小于20个最近的操作周期，且更优选地大约是16个最近的操作周期。

5.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成装置，其中所述控制电路配置成用于在所述使用记录中存储的错误信号总数等于或超过错误阈值时激活所述更换指示器。

6.根据权利要求5所述的气溶胶生成装置，其中所述错误阈值至少为1，优选地为2至16，且更优选地约为16。

7.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成装置，其中所述控制电路可能配置成在测量电压低于阈值电压时将所述加热元件的电力供给减少至零。

8.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成装置，其中所述装置包括数据输出设备，且其中所述控制电路配置成用于为所述数据输出设备提供所述使用记录。

9.一种气溶胶生成系统，其包括根据权利要求1至8中任一项所述的气溶胶生成装置以及含有气溶胶形成基质的一种或多种气溶胶形成制品，所述一种或多种气溶胶形成制品可配置成容纳于气溶胶生成装置的空腔中。

10.一种使用控制电路控制气溶胶生成装置的方法，所述装置包括：

配置成用于蒸发气溶胶形成基质的蒸发器；

连接至所述蒸发器的电池；

用于控制所述电池到所述蒸发器的电力供给的控制电路；

用于存储所述装置的使用记录的存储器；以及

用于向使用者发出信号的更换指示器；

所述方法包括下述步骤：

在所述装置的操作过程中比较所述电池的测量电压和阈值电压；

如果在操作过程中所述测量电压低于所述阈值电压，则生成错误信号；

根据所述错误信号更新所述使用记录；

访问所述使用记录；以及

根据所述使用记录的状态激活所述更换指示器。

11.一种用于气溶胶生成装置的电路，所述装置包括：

配置成用于蒸发气溶胶形成基质的蒸发器；

连接至所述蒸发器的电池；

用于控制所述电池到所述蒸发器的电力供给的控制电路；

用于存储所述装置的使用记录的存储器；以及

用于向使用者发出信号的更换指示器；

所述电路配置成执行根据权利要求10所述的方法。

12.一种用于气溶胶生成装置、可以运行在可编程电路上的计算机程序，所述装置包括：

配置成用于蒸发气溶胶形成基质的蒸发器；

连接至所述蒸发器的电池；

用于控制所述电池到所述蒸发器的电力供给的控制电路；

用于存储所述装置的使用记录的存储器；以及

用于向使用者发出信号的更换指示器；

引起所述可编程电路执行根据权利要求10所述的方法。

13.一种计算机可读存储介质，其上存储有根据权利要求12所述的计算机程序。