CN106455718B - 具有温度感测和限值的电子汽化器 - Google Patents

Abstract

一种电子汽化器，其包括：加热元件，其用于加热流体以产生蒸汽；电源，其用于向所述加热元件提供电功率以便加热所述流体；以及功率控制电路，其被配置来至少部分地基于所述加热元件的操作温度以及温度设置调节从所述电源到所述加热元件的电功率供应以便防止所述加热元件的所述操作温度超过所述温度设置。

Description

具有温度感测和限值的电子汽化器

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年6月12日提交的美国临时申请序列号62/012,312的优先权，所述申请的全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明大体上涉及电子烟和个人汽化器。更具体地说，本发明涉及用在电子烟和个人汽化器中的加热元件的控制和构造。更具体地说，本发明涉及用于控制用在电子烟和个人汽化器中的加热元件的电路。

背景技术

关于现存电子烟的重要安全和性能考虑是香料和其他流体组分由于过高温度的分解。虽然诸如瓦数控制的现存控制方法提供一致蒸汽生产，虽然加热元件提供由稳定流体供应，但可能存在允许升高的线圈温度的若干条件。一种常见条件是过高的功率设置。蒸汽的质量流率主要由线圈生成的热输出控制。然而，如果流体供应不足够，那么一部分功率将使蒸汽过热。在一定程度上，期望提供更热的蒸汽以更准确地模拟抽烟。然而，担心如果过度加热，那么流体的一些成分将分解成有害或不良味道的化合物。

另一种更典型的情况是当流体贮存器几乎耗尽时，流率不可避免地降为零。通过现存控制方法，线圈的温度将显著上升。这使得产生的最后一点蒸汽由于香料分解而不令人满意。如果功率设置足够高，那么过高温度可能熔化芯吸材料，从而破坏雾化器。还担心流体和芯吸材料的分解产物在这些高温下可能有害。

如美国专利公布2013/0104916中描述的瓦数控制的电子烟将提供恒定蒸汽生产尽管线圈电阻有变化。如美国专利公布2013/0104916中描述的瓦数控制的电子烟还被配置来实时读取加热器线圈的电阻。

发明内容

一个实施方案大体上提供电子汽化器，其包括：加热元件，其用于加热流体以产生蒸汽；电源，其用于向加热元件提供电功率以便加热流体；以及功率控制电路，其被配置来至少部分地基于加热元件的操作温度和以及温度设置调节从电源到加热元件的电功率供应以便防止加热元件的操作温度超过温度设置。

根据另一实施方案，电子汽化器包括与加热元件相关联的被配置来向功率控制电路输送参考信息的机器可读标记。此外，机器可读标记可包括计算机可读存储介质、RFID标签或者诸如条形码或QR码的印刷码中的至少一种。再进一步，参考信息指定加热元件在预定温度下的电阻、流体的沸点、加热元件的电阻曲线的温度系数或温度设置中的至少一者。

在另一实施方案中，提供用于控制电子汽化器中的加热元件的温度的方法。所述方法包括：至少部分地基于加热元件的所测量电阻和关于加热元件建立的校准信息确定加热元件的操作温度；将操作温度与温度设置进行比较；以及调节来自电源的供应到加热元件的功率以便将操作温度维持在温度设置处或低于所述温度设置。在另一实例中，校准信息至少包括指示加热元件在预定温度下的电阻的参考电阻以及加热元件的电阻曲线的温度系数。在另一实例中，温度设置是预热温度，使得所述方法还包括：基于将操作温度维持在预热温度处所需要的功率的量检测用户吸入；以及在用户吸入期间调节来自电源的供应到加热元件的功率以便防止操作温度超过第二温度设置；以及在用户吸入之后减少供应到加热元件的功率以便将操作温度返回到预热温度。在又一实例中，调节供应到加热元件的功率包括供应附加功率直到操作温度达到温度设置。

以下更详细地描述这个和其他实施方案。

附图说明

参考附图进一步描述各种非限制性实施方案，其中：

图1是根据一个或多个方面的电子汽化器的示例性非限制性实施方案的大致示意图；

图2是根据一个或多个方面的电子汽化器的示例性非限制性温度控制电路的示意图；

图3是根据一个或多个方面的示例性非限制性温度控制方法的流程图；

图4是描绘随时间推移的温度以识别恒定功率输入下的沸点的图表；

图5是使用沸点校准电子汽化器中的温度控制电路的示例性非限制性方法的流程图；

图6是使用环境温度校准电子汽化器中的温度控制电路的替代示例性非限制性方法的流程图；

图7是根据一个或多个方面的示例性非限制性可忽略自加热温度控制电路和方法的示意图；

图8是具有非凡电阻的加热器线圈材料的电阻对温度的曲线图；

图9是根据一个或多个方面的快速预加热电子汽化器中的加热元件的示例性非限制性方法的流程图；

图10是包括可移除雾化器的示例性非限制性电子汽化器的部分示意性截面图，所述可移除雾化器包括至少将最大温度传送到功率控制器的射频标识符；

图11是包括可移除雾化器的示例性非限制性电子汽化器的部分示意性截面图，所述可移除雾化器包括至少将最大温度传送到功率控制器的EEPROM标识符；

图12是包括可移除雾化器的示例性非限制性电子汽化器的部分示意性截面图，所述可移除雾化器包括至少将最大温度传送到功率控制器的视觉标识符；

图13是包括激活器的示例性非限制性电子汽化器的部分示意性截面图，所述激活器发信号通知控制器进入活动模式；并且

图14是进入活动模式以向加热元件提供功率以便生成活动温度的示例性非限制性方法的流程图。

具体实施方式

参考附图，更详细地描述以上提到的特征和实施方案。相同参考数字始终用于指示相同的元件。

如本文所用，“电子汽化器”是个人汽化器或电子烟，并且包括具有加热流体以产生由用户吸入的蒸汽的电动加热元件的任何装置。此类装置可被称为个人汽化器、汽化装置、电子抽烟装置、电子烟、烟斗或雪茄。如本文所用，“加热元件”是指向将被汽化的液体施加热并且可具有任何形状或配置的任何元件、组件或装置。对加热线圈或丝的参考在本文被包括为加热元件的一个非限制性实例。根据一个实施方案，在所有流体和空气流条件下，加热元件温度被控制到安全水平。

转到图1，示出的是电子汽化器100的示例性非限制性实施方案的部分示意图。如所示，电子汽化器100可包括：诸如电池的电源110、控制器120、雾化器130以及可以是管嘴140的一部分的蒸汽出口141。这些部件可设置在大体以109指示的外壳内。外壳109可以是单个部件或者包括连接在一起的多个子外壳。例如，电源110和控制器120可容纳在第一外壳中，雾化器在第二外壳中，并且蒸汽出口140在第三外壳中，其中第二外壳附接到第一外壳并且第三外壳附接到第二外壳。例如，雾化器130通常一旦其中包含的液体耗尽就被替换或者用于使用不同雾化器或液体源。同样，限定蒸汽出口的管嘴或尖端可根据期望互换。为此，管嘴140到雾化器130的连接创建了雾化器130与蒸汽出口141之间的流体连接以便允许由雾化器130产生的蒸汽V在蒸汽出口141处退出外壳109以便由用户吸入。

雾化器130可包括大体定位在通向管嘴140的空气通道134内的加热元件132。此外，至少一个加热元件132可与保持在腔、罐或其他容器136内的流体138流体连通。如以下更详细论述的，可采用芯吸材料135或其他递送机构来将流体138从容器136输送到邻近加热元件132的位置。当加热元件132通过由电源110提供的电功率加热并且由控制器120调节时，沉积在加热元件132附近或与所述加热元件132接触的流体138沸腾并转变为蒸汽。蒸汽一旦产生就可通过由用户通过管嘴140产生的气流而被吸入空气通道134。虽然在本文被称为蒸汽，但应理解在一些实施方案中，电子汽化器100的输出是流体138的气溶胶喷雾形式。

用户关于电子汽化器100的体检所基于的一个参数或特征包括一定量或数量的所生成的蒸汽。此参数大体对应于到加热元件132的功率输入(例如，瓦数)。控制器120可通过调节从电源110到加热元件132的功率输入以维持预设水平来确保基本一致和均匀的蒸汽产生，并因此确保一致的用户体验。影响用户体验的另一参数或特征是蒸汽的质量(例如，味道、感觉等)。此参数大体对应于加热元件132的温度。流体138可以是丙二醇、甘油、水、尼古丁和香料的混合物。在高温下，这些化合物可能降解为较少香味的材料或潜在的有害物质。因此，控制器120可确定加热元件132的温度并且控制电源110以便防止加热元件132的温度超过设置温度。与上述预设功率水平一样，设置温度可由用户配置。

在一个实例中，温度控制可通过使用包括具有已知正电阻温度系数的材料的加热元件来实现。通过测量加热元件132的电阻中的相对变化，控制器120可确定温度的相对变化。通过建立参考电阻，例如，加热元件在已知温度下的绝对电阻，控制器120可基于测量的电阻确定加热元件132的平均温度。

根据实施方案，控制电路120包括处理器122和存储器124。根据一个实施方案，存储器124可以是EEPROM。控制器120监控加热元件132的操纵以确保加热元件温度和/或蒸汽温度处于安全水平诸如处于或低于预先选择的限制或者在预先选择的范围内。为了简单起见，预先选择的限制或范围在本文中将被称为安全水平。将理解，安全水平可以是防止流体的组分分解或化学转化为潜在有害或恶臭的化合物的水平。安全水平可被预设在控制器120内。或者，由于安全水平可取决于用户的品味或其他主观标准，安全水平可通过用户输入预设或调整。为此，电子汽化器100可任选地包括大体以数字150指示的用户接口。

用户接口150可安装在外壳109上或者远离其定位并且通过有线或无线连接而进行连接以便将来自用户的输入输送到控制器120。用户接口150可包括用户输入端152并且可包括但不限于按钮、开关、刻度盘、触摸板等，所述用户输入端152是允许用户向控制器120输入信息或命令的任何装置。接口150可任选地包括将信息输送到用户的输出端或显示器154，所述信息包括但不限于温度限值和或加热元件和/或流体的当前温度。显示器154可以是适于向用户提供信息的任何装置，包括但不限于图形或视觉显示器、可听或触觉输出装置或其组合。在示出的实例中，显示器154包括向用户提供视觉信息的LED屏幕。

在示出的实例中，加热元件132包括加热线圈133，所述加热线圈133由具有非凡即正电阻温度系数(TCR)的加热丝构造而成。这种加热线圈将与其温度成比例地改变电阻，如图8所示。如果电阻系数已知，并且加热器线圈在具体参考温度下的电阻已知，那么根据线圈电阻的变化，可实时计算温度。纯镍对于温度感测加热线圈的构造具有特别有利的性质。其具有非常高的工作温度、高的电阻温度系数、低的蒸汽压力、低腐蚀以及低毒性。可合理使用的其他材料中有不锈钢和钨。从概念上讲，可采用具有已知TCR的任何加热线圈材料，但实际上针对敏感性和准确性，高TCR是优选的。

参考图2，示出控制器120的大体电路图。控制器120测量环境温度、向加热线圈提供可变功率水平、读取加热线圈的电阻、计算温度并且提供控制和温度限制功能。如上所述，其可任选地采用用户输入并显示温度限值或当前温度。如所示，功率控制器120连接到电源110，并且包括用于调节到加热器元件130的功率的功率控制电路。功率控制电路145可包括用于计算电阻和功率并且向控制器120提供电阻和或功率反馈的电流感测器162和电压感测器164。此反馈还可用于基于如以下更完整论述的由控制器120生成的温度电阻校准信息计算加热元件132的温度(在所描绘实例中被称为线圈温度)。

由于流体温度不会超过线圈温度，线圈温度可用于控制流体温度。或者，监控流体温度的温度传感器可用于向控制器提供温度反馈以便关闭或调解温度。在示出的实施方案中，使用线圈温度。一旦线圈温度已被计算，其就可与已编程的或用户可调整的温度安全水平进行比较。如果线圈的感测温度接近或高于温度限值，那么功率控制电路145可将其检测为错误条件并且关闭到加热元件132的功率输送。或者，功率供应电路的控制器120可被配置来将线圈温度控制为处于或低于如图3中示出的已编程最大值。

参考图3，控制器120可据以检测用户对蒸汽的请求。对蒸汽的请求305可通过穿过空气通道134的空气流、外壳109中的加速度计或者通过用户输入端诸如激活按钮155(图1)感测。在用户请求蒸汽305时，控制器120可被编程来在瓦数设置下向加热器元件130施加功率310、测量加热器元件电阻320、使用加热器线圈电阻和校准温度加热器线圈电阻计算温度330。如果所测量温度电阻大于安全水平340，那么减小瓦数设置350以便降低线圈温度。在此减小之后，控制器120在370处循环返回以便在瓦数设置下施加功率并且重复监控过程。如果控制器120未在340处发现测量温度高于安全水平，那么控制器120在360处循环返回以便继续在瓦数设置下施加功率。

流体F仅由一个或多个加热元件132加热，使得在加热元件活动时，流体温度将不高于加热元件温度。用于控制加热元件的温度的安全水平可被设置成低于流体组分的分解温度以便防止流体化学转化为潜在有害或恶臭的组分。如上所指示的，安全水平可预设在控制器120内，由用户选择，或者控制器120中的预设值可由用户通过输入调整。根据另一实施方案，控制器120可基于来自另一部件诸如雾化器130的输入设置安全水平。由于雾化器内的流体可变化或者雾化器中的加热元件的电阻可变化，雾化器可提供有大体以数字200指示的机器可读标记或标识符，所述机器可读标记或标识符被配置来向功率控制电路145或控制器120输送参考信息。在一个实例中，标识符200基于其内容至少输送适当安全水平温度设置。标识符200可包括射频识别芯片(图10)；例如像EEPROM(图11)，条形码、QR码或其他可视代码(图12)的计算机可读存储介质，或将至少最大允许温度即最大安全水平传送到控制器120的类似装置。在示出的实例中，可替换雾化器130附接到涵盖控制器120的外壳109。控制器120可包括接收信号或者取决于标识符配置扫描视觉代码的读取器201。如图10所示，读取器201从标识符200接收射频信号。在图11中，读取器201在计算机可读存储介质标识符200的连接后接收电子信号。在图12中，读取器201扫描视觉标识符200。将理解，读取器201可以是与控制器120连通或者形成为控制器120的一部分的单独部件。根据实施方案，标识符200基于雾化器的内容即液体、加热元件类型等至少传送最大安全温度。此最大安全水平创建上限，使得，如果汽化器100包括用户输入端150，那么出于安全目的，用户的任何调整将受制于此上限。换句话讲，用户可基于个人品味输入较低温度但不能超过最大安全值。将理解，标识符200可向控制器120传送另外信息。

因为加热元件的电阻由于变化的模型、制造公差、降解或者绕组彼此短路而不是精确固定的，根据实施方案，控制器120使用已知参考温度确定线圈电阻。以下提供四个实例但不进行限制。

控制器120实现温度控制。参考图2，控制器120向加热元件132提供电流。电流感测器162和电压感测器164被提供来检测电流和电压输出以便计算166处的电阻和功率。根据第一实例，控制器120基于加热元件在具体温度下的电阻的偏差计算加热元件132的温度。温度由制造商或者由用户指定在控制器120内。例如，制造商可确定加热元件132的电阻在室温23摄氏度下为1欧。参考图8，提供由99.2％的纯镍构造成的加热元件。控制器120被设置为8瓦特的功率水平。使用包括例如以引用方式并入本文的美国专利公布2013/0104916中公开的方法的瓦数控制方法，控制器120递送4伏特和2安培，计算电阻为2欧。计算的电阻比参考电阻大2.0倍。如图8所示，同一加热元件的电阻率与电阻成正比。初始电阻率为10微欧*厘米，因此当前电阻率为2欧/1欧乘以电阻率或20微欧*厘米。如图8所示，线圈温度是200℃。

根据第二实施方案，流体的组分是已知的，为给定大气条件提供已知的沸点温度。任选地，控制器可包括测高仪或气压计以基于偏离流体的制造商规格的所感测大气条件调整沸点。利用在加热元件132处生成的恒定瓦数，邻近所述加热元件132的流体将以与所施加瓦数和流体的比热成比例的速率开始升高。一旦达到沸点，生成的热就将一定比例的流体煮沸为蒸汽而不升高流体的温度。通过测量或记录加热元件132的温度的变化率，可识别如图4中描绘的斜率的变化。此温度响应中的变化对应于沸点。因为已知沸点不可避免地低于安全水平，这允许所有随后时间处的温度测量。如果斜率的变化未被检测到，那么加热元件132缺乏流体，并且应当使用先前校准，或者如果没有先前校准，那么控制器120应停止向加热元件132提供功率。

参考图5，控制器120施加恒定瓦数510、测量线圈电阻520并且测量线圈电阻的变化率530。如果变化率类似于先前变化率，那么控制器继续在560处测量线圈电阻和变化率。如果变化率类似于先前变化率，即，如上论述的斜率变化中的偏差，那么控制器120确定流体是否处于其已知沸点550并且记录沸点下的加热元件电阻570。控制器随后使用沸点来校准加热元件132处的温度感测580。

例如，雾化器130包含100％的丙二醇流体。加热元件材料是99.2％的镍。丙二醇的沸点已知为188.2℃。施加恒定的12瓦特的热到加热元件，当电压是6.0伏特并且电流是2.0安培时，检测温度的升高比率的降低。因此，电阻计算为3.0欧，提供存储在控制器的存储器124中的温度-电阻对(188.2℃和3.0欧)。稍后，流体沸腾并且温度在6.93伏特和1.73安培的电流的情况下增加，提供4.0欧的电阻。可基于加热元件在3欧和188.2度下的电阻率(校准温度-电阻对)针对加热元件材料为19微欧*厘米(图8)来计算温度。此值存储在控制器120的存储器124中。新的电阻率等于参考电阻率乘以新检测到的电阻除以参考电阻。在本实例中，19微欧*厘米乘以4欧/3欧等于25.33微欧*厘米。参考图8，加热元件温度是270℃。

参考图6，提供计算加热元件132的温度的第三实例。根据此实例，控制器120向加热元件132施加小功率、电压或电流持续短暂持续时间以便测量加热元件132的电阻。在此实例中，基于电子汽化器100的典型使用，加热元件被假定冷却到环境温度。具体地，用户通常进行一次或多次呼吸蒸汽，并且在一段时间内不激活装置。含有用环境温度的传感器的电子汽化器100可合理地识别加热元件在足够时间段后处于室温。控制器120可包括定时器来确定自最后加热元件激活时段以来的时间长度以便确定是否已过去足够的时间以允许加热元件返回到室温。如果自最后全功率激活以来已逝去较长时段，那么在加热元件132处于室温的假设下，为了计算的目的，控制器120生成小的短脉冲。使用短脉冲，使得脉冲自身不生成足以将加热元件温度升高到测量的室温以上的热。任选地，控制器120可进行若干连续测量，每个测量脉冲生成的温度升高可被计算并从测量的温度中减去，以计算在施加任何功率之前加热元件处的温度。

进一步参考图6，控制器120实现以下过程600。具体地，在605处检测蒸汽请求之后，控制器确定自最后功率激活以来是否已过去足够时间610。如果未过去足够时间，那么控制器120使用先前环境温度校准620并且使用来自所述先前校准的温度电阻来校准加热元件132的温度感测670。如果已过去足够时间，那么环境温度校准如下前进。控制器120使用温度传感器126(图1)来测量环境温度630。可使用任何温度传感器，包括但不限于热敏电阻器、热电偶等。控制器120在640处施加小功率脉冲。控制器120在650处计算环境温度下的电阻并且在660处将环境温度电阻保存到存储器124。控制器使用来自存储器124的环境温度电阻来校准加热元件132处的温度感测670。

例如，控制器120可感测30℃的环境温度，并且确定自加热元件132被最后激活以来已过去若干小时。一瓦特的功率脉冲施加100毫秒并且在此时段结束时，线圈电阻计算为1.02欧。紧接着，一瓦特的第二功率脉冲施加100毫秒。在此时段结束时，加热元件电阻计算为1.04欧。根据这些测量的线性外推，施加的1瓦特功率导致每100毫秒.02欧的电阻增加。从在第一100毫秒加热脉冲之后测量的电阻中减去此比率，任何功率施加之前的电阻计算为1.00欧。给定长的不活动时段，加热元件内的热梯度可忽略。因此，30℃的环境温度下的电阻是1.00欧。此温度-电阻对存储在存储器124中并且用于根据随后加热元件电阻读数计算加热元件温度。

根据第四实例，控制器计算已知温度下的加热元件电阻，但使用固定电阻分压器、电流源、电压源或电源连同灵敏放大器来计算加热元件电阻。此配置施加足够低的功率设置以仅导致从测量得到的加热元件温度中的可忽略的升高。参考图7，电子汽化器100包括电连接到控制器120的电源110。控制器120进一步电连接到电流感测器162和电压感测器164以及加热元件132。如上所述，来自控制器120的功率施加到加热元件132。具体地，开关170、固定电阻分压器180以及放大器190设置在控制器120与加热元件132之间的电路内。加热元件电阻的计算根据类似于第三实例的方法，使用开关来选择性地施加电流、电压或功率，使用固定电阻分压器180和放大器190来计算低功率下的加热元件电阻而发生。

根据另一实施方案，电子汽化器100可包括快速将加热元件预热到安全值或其他预先选择的操作温度的控制器120。由于在流体达到其沸点之前没有蒸汽产生，尽快将加热元件温度升高到沸点减小了用户对蒸汽的请求与蒸汽产生之间的延迟。如果用户在达到沸点之前吸入，那么最小或没有蒸汽将被接收。使用第二校准实例，即，当流体的沸点已知时，流体的沸点或沸点处的线圈电阻可在第一激活时记录在存储器126中。当用户请求蒸汽时，控制器120向加热元件132供应最大功率，直到线圈电阻达到存储的沸点电阻或者感测的温度达到存储的沸点温度。在实现此温度/电阻时，控制器120切换到标准控制方法诸如瓦数或电压控制。

参考图9，电子汽化器100中的控制器120在905处检测用户对蒸汽的请求并且在910处测量加热元件电阻。控制器120在920处使用当前加热器线圈电阻和校准温度加热器线圈电阻计算温度。测量和校准可如先前实例中描述的执行。控制器在930处确定所测量温度是否低于沸点。如果所测量温度低于沸点，那么控制器120向加热元件132施加最大功率940。在达到沸点之前，电阻测量和温度计算在945处继续。

如果控制器120在930处确定所测量温度不低于沸点，那么控制器在950处检查温度是否高于安全水平。如果是，那么在970处施加减小的功率并且在980处电阻/温度计算继续直到达到安全水平。如果所测量温度不高于安全水平，那么在960处向加热元件132施加选择的功率。之后，随着用户请求蒸汽，测量和计算继续。

参考图13和图14，根据另一实施方案，电子汽化器100可包括激活器1000，所述激活器1000结合以上各种实施方案中描述的加热器温度感测工作以便创建更现实的抽烟模拟。激活器1000将控制器120置于活动模式。激活器1000可以是用户按下的按钮1005，或者可包括加速度计1006，所述加速度计1006在电子汽化器的选择运动(例如像将汽化器100的尖端抵靠表面S)时发信号通知控制器120。可提供诸如可视觉(光、显示器上的图标、显示器150上的颜色变化)、可听(各种声音)或触觉(振动、温度变化)提示的活动指示器1010来指示汽化器100处于活动模式。

在使用中，激活器1000根据用户输入检测激活1050。在检测激活之后，激活器1000发信号通知控制器120进入活动模式1060。在互动模式中，在1070处，控制器120向被称为活动温度的低于沸点的温度限值提供功率。高于环境并低于沸点的任何温度可用作活动温度。活动温度可由制造商预设并存储在控制器120的存储器124中，或者活动温度可由用户通过到控制器120的输入限定。在所考虑的实例中，生成65℃的温度。推论是香烟点燃但没有空气被吸入通过它。在电子汽化器100中，缺少吸入的空气允许一旦达到所述温度控制器120提供的功率就将活动模式温度维持为接近恒定。在1080处，控制器维持活动温度并监控加热元件的温度或电阻。

如果空气被吸引通过电子汽化器100，那么将需要附加功率来维持温度。控制器120在1090处检测对附加功率的需求以在1100处切换到活动蒸汽产生。只要用户将空气吸过加热元件132，就会产生蒸汽并且加热元件132的温度将保持相当稳定。当用户停止吸入空气时，加热元件的温度将在恒定瓦数下升高。控制器120检测温度的第二升高并返回到低温度限值状态以等待下次用户吸入。如果如在1105处确定的用户在选择时间段内不吸入，那么控制器关闭加热元件132的电源1110。

在一个实施方案中，本文描述装置。所述装置包括电子汽化器，所述电子汽化器包括：加热元件，其用于加热流体以产生蒸汽；电源，其用于向加热元件提供电功率以便加热流体；以及功率控制电路，其被配置来至少部分地基于加热元件的操作温度以及温度设置调节从电源到加热元件的电功率供应以便防止加热元件的操作温度超过温度设置。

根据一个实例，所述装置包括功率电路，所述功率电路被配置来确定加热元件的操作温度；将操作温度与温度设置进行比较；并且在操作温度超过温度设置时减少到加热元件的电功率输出。

根据另一实例，功率电路进一步被配置来基于所测量电阻和参考电阻基于与加热元件相关联的电阻特征的已知温度系数确定加热元件的操作温度，参考电阻指示加热元件在预定温度下的电阻。另外，功率控制电路可包括电流感测器以测量到加热元件的电流输出和电压感测器以测量到加热元件的电压输出，并且功率控制电路进一步被配置来基于电流输出和电压输出确定加热元件的电阻，并且基于电阻确定操作温度。在另一实例中，功率控制电路被配置来基于流体的预定沸点确定参考电阻。此外，功率控制电路可被配置来测量加热元件的电阻、检测电阻的变化率的调平，并且使调平在其下发生的加热元件的电阻与沸点相关联以建立参考电阻。

在另一实例中，电子汽化器还包括与功率控制电路可操作地联接的温度传感器，其中功率控制电路被配置来基于由温度传感器测量的环境温度确定参考电阻。此外，功率控制电路可被配置来向加热元件施加电功率脉冲；在施加脉冲时测量加热元件的电阻；并且使脉冲期间测量的电阻相关联到环境温度以建立参考电阻。再进一步，功率控制电路可被配置来向加热元件施加两个或更多个脉冲；在每个脉冲期间测量加热元件的电阻；作为每个脉冲的结果确定加热元件的电阻的变化；并且在施加脉冲之前至少部分地基于电阻的变化外推加热元件的电阻。

根据另一实施方案，电子汽化器包括与加热元件相关联的被配置来向功率控制电路输送参考信息的机器可读标记。此外，机器可读标记可包括计算机可读存储介质、RFID标签或者诸如条形码或QR码的印刷码中的至少一种。再进一步，参考信息指定加热元件在预定温度下的电阻、流体的沸点、加热元件的电阻曲线的温度系数或温度设置中的至少一者。

根据另一实例，电子汽化器还包括用户接口，所述用户接口包括用于输出温度设置或操作温度中的至少一者的显示器，以及用于输入温度设置的装置。

根据再一实例，功率电路可被配置来向加热元件供应最大功率直到操作温度达到设置点，并且随后根据功率设置或温度设置中的至少一者调节功率的供应。

根据再一实例，功率电路可被配置来调节对加热元件的功率供应以便将加热元件的操作温度维持在设置点处，并且在用户吸入期间作为响应增加对加热元件的功率供应以便触发蒸汽产生。此外，功率控制电路可被配置来监控供应到加热元件以将操作温度维持在设置点处的功率的量，检测发信号通知用户吸入的功率的量的变化，在用户吸入期间根据温度设置调节对加热元件的功率供应。

根据另一实例，所述装置包括用于具有电源和加热元件的电子汽化器的功率控制电路，所述功率控制电路包括：电流感测器，其被配置来测量提供到加热元件的电流；电压感测器，其被配置来测量施加到加热元件的电压；以及基于处理器的控制器，其被配置来至少部分地基于电流和电压确定加热元件的操作温度，并且调节来自电源的电功率的供应以防止加热元件的操作温度超过温度设置。此外，基于处理器的控制器可包括处理器以及具有存储在其上的可执行指令的计算机可读存储介质，所述可执行指令在被执行时配置处理器来：基于电流和电压确定加热元件的电阻；基于电阻和参考电阻确定加热元件的操作温度；将操作温度与温度设置进行比较；并且在操作温度超过温度设置时输出信号以减少供应到加热元件的功率。根据另一实施方案，温度设置是温度安全限值、用户可配置温度偏好或预热温度中的至少一者。

在另一实施方案中，提供用于控制电子汽化器中的加热元件的温度的方法。所述方法包括：至少部分地基于加热元件的所测量电阻和关于加热元件建立的校准信息确定加热元件的操作温度；将操作温度与温度设置进行比较；以及调节来自电源的供应到加热元件的功率以便将操作温度维持在温度设置处或低于所述温度设置。在另一实例中，校准信息至少包括指示加热元件在预定温度下的电阻的参考电阻以及加热元件的电阻曲线的温度系数。在另一实例中，温度设置是预热温度，使得所述方法还包括：基于将操作温度维持在预热温度处所需要的功率的量检测用户吸入；以及在用户吸入期间调节来自电源的供应到加热元件的功率以便防止操作温度超过第二温度设置；以及在用户吸入之后减少供应到加热元件的功率以便将操作温度返回到预热温度。在又一实例中，调节供应到加热元件的功率包括供应附加功率直到操作温度达到温度设置。

在本说明书和权利要求中，将提及具有以下含义的许多术语。除非上下文明确地另外规定，否则单数形式“一个(a)”、“一个(an)”和“所述”包括复数指示物。在整个说明书和权利要求书中使用的近似语言可用于修饰可允许变化而不导致与其相关的基本功能的变化的定量表示。因此，由诸如“约”的术语修饰的值不限制到指定的精确值。在一些情况下，近似语言可对应于用于测量值的精密仪器。此外，除非另外特别说明，术语“第一”、“第二”等的使用并不表示顺序或重要性，确切地术语“第一”、“第二”等用于将一个元件与另一个元件区分开。

如本文所使用的，术语“或”旨在表示包括性的“或”而不是排他性的“或”。也就是说，除非另有说明或者从上下文中清楚，否则短语“X采用A或B”旨在表示任何自然的包括性排列。也就是说，短语“X采用A或B”由以下实例中的任一个满足：X采用A；X采用B；或X采用A和B两者。

如本文所用，术语“可”和“可以是”指示在一组情况内发生的可能性；指定特性、特征或功能的拥有；和/或通过表达与所限定动词相关联的能力、本领或可能性中的一个或多个使另一个动词合格。因此，“可”和“可以是”的使用指示所修改术语明显地适当，能够或适于所指示能力、功能或使用，同时考虑在一些情况下，所修改术语有时可能不适当、能够或合适。例如，在一些情况下，可以预期事件或能力，而在其他情况下，所述事件或能力不能发生--此区别由术语“可”和“可以是”引致。

词语“示例性”或其各种形式在本文中用于表示作为示例、实例或说明。本文描述为“示例性”的任何方面或设计都不必被解释为比其他方面或设计优选或有利。此外，提供实例仅用于清楚和理解的目的，并且不意味着以任何方式限制或约束所要求保护的主题或本公开的相关部分。应当理解，可呈现不同范围的大量另外或替代实例，但是出于简洁的目的已经省略。

此外，在具体实施方式或权利要求中使用术语“包括(includes)”、“含有”、“具有(has)”、“具有(having)”或其形式的变化的程度上，此类术语旨在以与术语“包括(comprising)”在“包括(comprising)”于权利要求中用作过渡词被解释时类似的方式具有包括性。

本说明书使用实例来公开本发明，包括最佳模式，同时也使本领域的普通技术人员能够实践本发明，包括制造并使用装置或系统，以及执行所包含的方法。本发明可获得专利的范围由权利要求书来限定，并且可包括本领域普通技术人员能够想到的其他实例。如果其他此类实例的结构要素与权利要求书的字面意义相同，或者如果此类实例包括的等效结构要素与权利要求书的字面意义无实质差别，则此类实例也属于权利要求书的范围。

Claims (8)

1.一种用于模拟抽烟的电子汽化器，其包括：

加热元件；

电源，其与所述加热元件选择性地连接；以及

控制器，其与所述电源连接，以调节到所述加热元件的电功率供应，所述控制器与(i)电流感测器或(ii)电压感测器通信，所述电流感测器测量输出到所述加热元件的电流，所述电压感测器测量所述加热元件的电压，其中所述控制器至少部分地基于所述加热元件的操作温度以及温度设置调节从所述电源到所述加热元件的所述电功率供应，以便防止所述加热元件的所述操作温度超过所述温度设置，

其中所述控制器进一步被配置来基于所测量电阻和参考电阻基于与所述加热元件相关联的电阻特征的已知温度系数以及通过所述电流感测器或所述电压感测器测量的一或多个测量值确定所述加热元件的所述操作温度，其中所述参考电阻指示所述加热元件在预定温度下的电阻，

定时器，其与所述控制器可操作地连接，其中所述定时器测量所述加热元件的激活时间段之后经过的时间量；以及

温度传感器，其与所述控制器可操作地连接，以感测所述加热元件的环境温度，其中所述控制器进一步被配置来：

响应于用户的蒸汽请求，确定由所述定时器测量的时间量是否自所述加热元件的最后功率激活以来足够长；

响应于确定所述时间量是否足够长，使用以下步骤校准用于所述加热元件的后续温度感测：

如果所述时间量不足够长，使用先前环境温度校准以及从所述先前环境温度校准获得的温度电阻来校准用于所述加热元件的所述后续温度感测；以及

如果所述时间量足够长，向所述加热元件施加电功率脉冲，在施加所述脉冲时计算所述环境温度下的电阻，并且使用在所述脉冲期间计算的所述环境温度下的电阻来校准用于所述加热元件的所述后续温度感测。

2.如权利要求1所述的电子汽化器，其中所述控制器被进一步配置来：

确定所述加热元件的所述操作温度；

将所述操作温度与所述温度设置进行比较；并且

在所述操作温度超过所述温度设置时减少到所述加热元件的电功率输出。

3.如权利要求1所述的电子汽化器，其中所述控制器被配置来基于流体的预定沸点确定所述参考电阻。

4.如权利要求1所述的电子汽化器，其中所述控制器被配置来测量所述加热元件的电阻、检测所述电阻的变化率的调平，并且使所述调平在其下发生的所述加热元件的电阻与沸点相关联以建立所述参考电阻。

5.如权利要求1所述的电子汽化器，其中所述控制器进一步被配置来：

向所述加热元件施加两个或更多个脉冲；

在每个脉冲期间测量所述加热元件的所述电阻；

作为每个脉冲的结果确定所述加热元件的电阻的变化；并且

在施加所述脉冲之前至少部分地基于电阻的所述变化外推所述加热元件的电阻。

6.如权利要求1所述的电子汽化器，其中所述控制器进一步被配置来向所述加热元件供应最大功率直到所述操作温度达到设置点，并且随后根据功率设置或所述温度设置中的至少一者调节所述功率供应。

7.如权利要求1所述的电子汽化器，其中所述控制器进一步被配置来：

调节对所述加热元件的所述功率供应以便将所述加热元件的所述操作温度维持在设置点处；

响应于用户吸入增加对所述加热元件的所述功率供应以触发蒸汽产生；

检测发信号通知用户吸入的所述功率供应的变化；并且

在用户吸入期间根据所述温度设置调节对所述加热元件的所述功率供。

8.一种用于模拟抽烟的电子汽化器，其包括：

加热元件，其用于加热流体以产生蒸汽；

电源，其用于向所述加热元件提供电功率以便加热所述流体；以及

控制器，其与所述电源可操作地连接，以调节到所述加热元件的电功率供应，所述控制器与(i)电流感测器或(ii)电压感测器通信，所述电流感测器测量输出到所述加热元件的电流，所述电压感测器测量所述加热元件的电压，其中所述控制器至少部分地基于所述加热元件的操作温度以及温度设置调节从所述电源到所述加热元件的所述电功率供应以便防止所述加热元件的所述操作温度超过所述温度设置，

其中所述控制器进一步被配置来基于所测量电阻和参考电阻基于与所述加热元件相关联的电阻特征的已知温度系数以及通过所述电流感测器或所述电压感测器测量的一或多个测量值确定所述加热元件的所述操作温度，其中所述参考电阻指示所述加热元件在预定温度下的电阻；

定时器，其与所述控制器可操作地连接，其中所述定时器测量所述加热元件的激活时间段之后经过的时间量；

温度传感器，其与所述控制器可操作地连接以感测所述加热元件的环境温度，其中所述控制器进一步被配置来：

响应于用户的蒸汽请求，确定由所述定时器测量的时间量是否自所述加热元件的最后功率激活以来足够长；

响应于确定所述时间量是否足够长，使用以下步骤校准用于所述加热元件的后续温度感测：

如果所述时间量不足够长，使用先前环境温度校准以及从所述先前环境温度校准获得的温度电阻来校准用于所述加热元件的所述后续温度感测；以及

如果所述时间量足够长，向所述加热元件施加电功率脉冲，在施加所述脉冲时计算所述环境温度下的电阻，并且使用在所述脉冲期间计算的所述环境温度下的电阻来校准用于所述加热元件的所述后续温度感测；以及

机器可读标记，其与所述加热元件相关联的被配置来向所述控制器输送参考信息，其中所述参考信息指定所述加热元件在预定温度下的电阻、所述流体的沸点、所述加热元件的电阻曲线的温度系数或所述温度设置中的至少一者。

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