CN106455724B - 电子蒸汽供应系统 - Google Patents

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Abstract

一种电子蒸汽供应系统包括用于蒸发液体以用于由电子蒸汽供应系统的用户吸入的蒸发器；包括用于向蒸发器供给电力的电池单元或电池的电源；用于测量作为用户吸入的结果的通过电子蒸汽供应系统的气流的速度的传感器；以及用于基于用户吸入的累积气流来控制供给至蒸发器的电力的控制单元，其中基于传感器对气流速度的测量来确定累积气流。这种系统允许用户基于对于给定吸入的累积气流来控制在给定吸入中获得的蒸发的液体的量。

Description

电子蒸汽供应系统
技术领域
本公开涉及电子蒸汽供应系统，例如电子尼古丁输送系统(例如电子香烟)。
背景技术
诸如电子香烟的电子蒸汽供应系统通常包含液体贮存器，该液体通常是将被蒸发或以其它方式转变成气雾剂的尼古丁。例如，当用户在装置上吸入时，加热器被激活以蒸发少量的液体，因此由用户吸入。更具体地，这种装置通常提供位于远离烟嘴的一个或多个空气入口孔。当用户在烟嘴上吸吮时，空气通过入口孔被抽入并且经过蒸汽源，例如供给有来自烟弹的尼古丁或其它液体的加热器。
由于操作原因可以控制提供给加热器的电力量。例如，WO 2012/109371描述了一种具有不同操作模式的装置，并且操作模式的选择取决于连续抽吸之间的间隔(因为对于短的间隔，加热器可能因先前的抽吸已经是暖的)。WO 2013/060784描述了一种装置，该装置在吸入接近结束时减少向加热器供给的电力，以在装置内减少不需要的气雾剂的冷凝。
在一些已知的装置中，用户可以对电子蒸汽供应系统的操作进行一定程度的控制。例如这种控制可以允许用户通过旋转调节盘来改变输送到加热器的电力。然而，用于控制用户体验的现行机制在灵活性、响应性和易用性方面仍然在某种程度上受限。
发明内容
电子蒸汽供应系统包括用于蒸发液体以用于由电子蒸汽供应系统的用户吸入的蒸发器；包括用于向蒸发器供给电力的电池单元或电池的电源；用于测量作为用户吸入的结果的通过电子蒸汽供应系统的气流的速度的传感器；以及用于基于用户吸入的累积气流来控制供给蒸发器的电力的控制单元，其中基于传感器对气流速度的测量来确定累积气流。这种系统允许用户基于给定吸入的累积气流来控制在给定吸入中获得的蒸发的液体的量。
本文所描述的方法不限于诸如下面阐述的具体实施例，而是包括并考虑本文所呈现的特征的任何适当组合。例如，可以根据本文所述的方法提供电子蒸汽供应系统，其视情况包括在下面描述的各种特征中的任何一个或多个。
附图说明
现在将仅通过参考以下附图的示例来详细描述本发明的各种实施例：
图1是根据本发明的一些实施例的诸如电子香烟的电子蒸汽供应系统的示意图(分解图)。
图2是根据本发明的一些实施例的图1的电子香烟的主体的示意图。
图3是根据本发明的一些实施例的图1的电子香烟的蒸发器部分的示意图。
图4是示出根据本发明的一些实施例的图1的电子香烟的主体部分的一端的某些方面的示意图。
图5是根据本发明的一些实施例的图1的电子香烟的主体的主要功能部件的示意图。
图6是示出根据本发明的一些实施例的图1的电子香烟的操作的某些方面的示意性流程图。
图7是示出根据本发明的一些实施例的对应于图6所示的方法的一些结果的图示。
具体实施方式
如上所述，本公开涉及电子蒸汽供应系统，例如电子香烟。在整个下面的描述中使用术语“电子香烟”；然而，该术语可以与电子蒸汽供应系统互换使用。
图1是根据本发明的一些实施例的诸如电子香烟10的电子蒸汽供应系统的示意图(未按比例)。电子香烟具有大致圆柱形形状，沿着由虚线LA表示的纵向轴线延伸，并且包括两个主要部件，即主体20和雾化烟弹30。雾化烟弹包括内部腔室、蒸发器(例如加热器)和烟嘴35，所述内部腔室包含尼古丁贮存器。贮存器可以是将尼古丁保留直到其需要被输送到蒸发器时的泡沫基体或任何其它结构。雾化烟弹30还包括用于蒸发尼古丁的加热器，并且可以进一步包括吸芯或类似设备，以将少量尼古丁从贮存器运送到加热器上或加热器邻近的加热位置。
主体20包括向电子香烟10提供电力的可再充电电池单元或电池以及用于总体控制电子香烟的电路板。当加热器在由电路板的控制下从电池接收电力时，加热器使尼古丁蒸发，且然后用户通过烟嘴吸入该蒸汽。
如图1所示，主体20和雾化烟弹30可以通过在平行于纵向轴线LA的方向上分开而彼此可拆卸，但是当装置10在使用时通过在图1中示意性表示为25A和25B的连接件而连接在一起，以在主体20和雾化烟弹30之间提供机械和电连接性。用于连接到雾化烟弹的主体20上的电连接器当主体从雾化烟弹30拆卸时还用作用于连接充电装置(未示出)的插座。充电装置的另一端可以插入USB插座中以对电子香烟的主体中的电池单元重新充电。在其他实施方式中，可以提供电缆以用于主体上的电连接器与USB插座之间的直接连接。
电子香烟10设置有用于空气入口的一个或多个孔(图1中未示出)。这些孔连接到贯通电子香烟10直到烟嘴35的空气通道。当用户通过烟嘴35吸入时，空气通过位于电子香烟外部上的一个或多个空气入口孔被抽入到该空气通道中。该气流(或所产生的压力变化)由压力传感器检测，该压力传感器继而激活加热器以蒸发来自烟弹的尼古丁。气流穿过尼古丁蒸汽并与其组合，并且然后该气流和尼古丁蒸汽组合从烟嘴35流出以被用户吸入。当尼古丁的供给被耗尽(并且如果非常期望，用另一个雾化烟弹更换)时，可以从主体20拆卸并处置雾化烟弹30。
应当理解，图1所示的电子香烟10是作为示例给出的，并且可以采用各种其他实施方式。例如，在一些实施例中，雾化烟弹30被设置为两个可分离的部件，即包括尼古丁贮存器和烟嘴的烟弹(当来自贮存器的尼古丁耗尽时可以更换)和包括加热器的蒸发器(一般来说保留)。作为另一示例，充电设备可以连接到附加的或替代的电源，例如汽车点烟器。
图2是根据本发明的一些实施例的图1的电子香烟的主体20的示意图(简化)图。图2总体可以被认为是通过电子香烟的纵向轴线LA的平面中的剖面图。应注意，为了清楚起见，图2中省略了主体的各种部件和细节，例如诸如布线和更复杂的成形。
如图2所示，主体20包括用于为电子香烟10供电的电池或电池单元210，以及用于控制电子香烟10的诸如专用集成电路(ASIC)或微控制器的芯片。ASIC可以位于电池210的旁边或一端。ASIC附接到传感器单元215，以检测烟嘴35上的吸入(或替代地传感器单元215可以设置在ASIC本身上)。响应于这种检测，ASIC向雾化烟弹中的加热器提供来自电池或电池单元210的电力以将尼古丁蒸发到由用户吸入的气流中。
主体进一步包括帽225，以密封和保护电子香烟的远(末)端。在帽225中或邻近帽225设置有空气入口孔，以在用户在烟嘴35上吸入时允许空气进入主体并流过传感器单元215。因此，该气流允许传感器单元215检测用户吸入。
在主体20的与帽225相对的端部处是用于将主体20联结到雾化烟弹30的连接器25B。连接器25B在主体20和雾化烟弹30之间提供机械和电连接性。连接器25B包括主体连接器240，其是金属的(在一些实施例中镀银)以用作用于电连接(正或负)到雾化烟弹30的一个端子。连接器25B进一步包括电触头250，以提供用于电连接到雾化烟弹30的第二端子，该第二端子与第一端子即主体连接器240极性相反。电触头250安装在螺旋弹簧255上。当主体20附接到雾化烟弹30时，雾化烟弹上的连接器25A以在轴向方向上，即在与纵向轴线LA平行(共同对准)的方向上压缩螺旋弹簧的方式推压电触头250。考虑到弹簧255的弹性性质，该压缩偏压弹簧255以使其膨胀，这具有将电触头250牢固地推压向连接器25A的效果，从而有助于确保主体20和雾化烟弹30之间的良好的电连接性。主体连接器240和电触头250由支架260分开，支架260由非导体(例如塑料)制成，以在两个电端子之间提供良好的绝缘。支架260成形为有助于连接器25A和25B的相互机械接合。
图3是根据本发明的一些实施例的图1的电子香烟的雾化烟弹30的示意图。图3总体可以被认为是通过电子香烟的纵向轴线LA的平面中的剖面图。应注意，为了清楚起见，图3中省略了主体的各种部件和细节，例如诸如布线和更复杂的成形。
雾化烟弹30包括沿着雾化烟弹30的中心(纵向)轴线从烟嘴35延伸到用于将雾化烟弹连接到主体20的连接器25A的空气通道355。尼古丁贮存器360设置在空气通道335周围。例如该贮存器360可以通过提供浸泡在尼古丁中的棉或泡沫来实施。雾化烟弹还包括加热器365，加热器365用于加热来自贮存器360的尼古丁，以响应于用户在电子香烟10上的吸入而产生尼古丁蒸汽，该尼古丁蒸汽流过空气通道355并通过烟嘴35流出。加热器通过线366和367供电，线366和367继而经由连接器25A连接到电池210的相反极性(正和负，或反之亦然)(图3中省略了电力线366、367和连接器25A之间的布线的细节)。
连接器25A包括内电极375，内电极375可以是镀银的或由一些其它合适的金属制成。当雾化烟弹30连接到主体20时，内电极375接触主体20的电触头250，以在雾化烟弹和主体之间提供第一电路径。具体地，当连接器25A和25B接合时，内电极375推压电触头250，以压缩螺旋弹簧255，从而有助于确保内电极375和电触头250之间的良好电接触。
内电极375被绝缘环372围绕，绝缘环372可以由塑料、橡胶、硅树脂或任何其它合适的材料制成。雾化烟弹连接器370围绕绝缘环，雾化烟弹连接器370可以是镀银的或由一些其它合适的金属或导电材料制成。当雾化烟弹30连接到主体20时，雾化烟弹连接器370接触主体20的主体连接器240，以在雾化烟弹和主体之间提供第二电路径。换句话说，内电极375和雾化烟弹连接器370用作正端子和负端子(或反之亦然)，用于视情况通过供电线366和367向雾化烟弹中的加热器365供给来自主体中的电池210的电力。
雾化烟弹连接器370设置有远离电子香烟的纵向轴线以相反方向延伸的两个凸耳或突出部380A、380B。这些突出部用于提供与主体连接器240结合的卡口配件，用于将雾化烟弹30连接到主体20。该卡口配件提供在雾化烟弹30和主体20之间的安全和稳固的连接，使得雾化烟弹和主体相对于彼此保持在固定位置，而没有摆动或弯曲，并且任何意外断开的可能性非常小。同时，通过插入、然后旋转(用于连接)，以及旋转(沿相反方向)、然后撤回(用于断开)，卡口配件提供简单和快速的连接和断开。应当理解，其他实施例可以使用主体20和雾化烟弹30之间的不同形式的连接，例如卡扣配合或螺纹连接。
图4是根据本发明的一些实施例的主体20的端部处的连接器25B的某些细节的示意图(但是为了清楚起见省略了如图2所示的连接器的大部分内部结构，例如支架260)。具体地，图4示出主体20的外部壳体201，壳体201通常具有圆柱形管的形式。例如，该外部壳体201可以包括具有外侧覆盖纸或类似物的金属内管。
主体连接器240从主体20的该外部壳体201延伸。如图4所示的主体连接器包括两个主要部分，中空圆柱形管形状的、尺寸设置成适配在主体20的外部壳体201内部的轴部分241，以及指向径向向外的方向、远离电子香烟的主纵向轴线(LA)的凸缘部分242。其中轴部分不与外部壳体201重叠的、围绕主体连接器240的轴部分241的是套圈或套筒290，其也是圆柱形管的形状。套圈290保持在主体连接器240的凸缘部分242和主体的外部壳体201之间，它们一起防止套圈290在轴向方向(即平行于轴线LA)上的移动。然而，套圈290围绕轴部分241(且因此还有轴线LA)自由旋转。
如上所述，帽225设置有空气入口孔，以在用户在烟嘴35上吸入时允许空气流过传感器215。然而，如图4中的两个箭头所示，当用户吸入时进入装置的大部分空气流过套圈290和主体连接器240。
图5是根据本公开的一些实施例的图1的电子香烟10的主体20的主要功能部件的示意图。这些部件可以安装在设置在主体20内的电路板上，尽管取决于具体配置，但在一些实施例中，部件中的一个或多个可以代替地容纳在主体中以与电路板结合操作，但未物理地安装在电路板本身上。
主体20包括位于或邻近从空气入口到空气出口(到蒸发器)贯穿主体20的空气路径的传感器单元215。传感器单元215包括压降传感器562和温度传感器563(也在该空气路径中或邻近该空气路径)。主体进一步包括小型扬声器558和用于连接到雾化烟弹30或USB充电装置的电插座或连接器5B。
微控制器(例如ASIC)555包括CPU550。CPU550和其他电子部件(例如压力传感器562)的操作通常至少部分地由在CPU(或其他组件)上运行的软件程序控制。这样的软件程序可以存储在诸如ROM的非易失性存储器中，其可以集成到微控制器555本身中或作为单独的组件提供。CPU可以访问ROM以在需要时加载和执行各个软件程序。微控制器555还包含适当的通信接口(和控制软件)，用于视情况与主体10中的其它装置(例如压力传感器562)通信。
CPU控制扬声器558产生音频输出以反映电子香烟内的条件或状态，例如低电量警告。可以通过利用不同的音高和/或持续时间的音调或嘟嘟声，和/或通过提供多种这样的嘟嘟声或音调来提供不同的信号以用于用信号通知不同状态或条件。
如上所述，电子香烟10设置一空气路径，该空气路径贯穿电子香烟从空气入口经过压降传感器562和加热器(在蒸发器或雾化烟弹30中)到烟嘴35。因此，当用户在电子香烟的烟嘴上吸入时，CPU550基于来自压降传感器的信息来检测这种吸入。响应于这种检测，CPU向加热器供给来自电池或电池单元210的电力，由此加热和蒸发来自吸芯的尼古丁用于用户吸入。
电子香烟10被配置为响应于用户或消费者的抽吸(吸入)，使得基于抽吸力和/或抽吸体积可由消费者控制所产生的蒸汽的量和/或质量。这在某种程度上类似于常规可燃香烟的情况，常规可燃香烟响应于消费者的抽吸，其中总颗粒物质(TPM)与抽吸体积大致成比例(对于具体的香烟类型)。因此，使用传感器单元215在电子香烟10中测量对于给定吸入的抽吸力或累积抽吸体积，并且配置微控制器555使得电子香烟通过输送更多/更少蒸汽(视情况而定)和/或不同质量的蒸汽来响应测量的抽吸体积或抽吸力。这给消费者提供了直观的方式来控制电子香烟10在蒸汽产生等方面的使用。
图6是示出根据本发明的一些实施例的图1的电子香烟的操作的某些方面以基于抽吸体积或抽吸力提供这种用户控制的示意流程图。在操作610，处理起始于检测用户开始吸入(抽吸)。这种检测由传感器单元215(具体地由压力传感器562)进行，其检测由用户在烟嘴35上吸吮引起的压力下降。另外，一旦已经检测到吸入，使用测量的压降，可以确定通过电子香烟的气流速度(操作620)。如果还包括气流的温度，通常可以进行更准确的确定(因为空气的密度取决于温度)。因此，这种温度可以与压降同时测量(例如通过使用包括在传感器单元215中的温度传感器563，参见图5)，并且该测量的温度可以并入到气流的确定中。如果传感器单元不包括温度传感器，则可以假定固定(平均)的温度。
压降和气流速度(以及温度，如果可以)之间的关系可以凭经验和/或通过计算/建模来确定。在前一种情况下，电子香烟可以放置在模拟烟嘴吸入的机械装置中。这然后允许针对压降(由压力传感器562确定)，包括如果需要的温度敏感性，测量通过烟嘴的气流，从而允许形成两者之间的经验关系。替代地，可以基于电子香烟的已知内部形状，使用流体动力学等对压降和气流速度之间的关系进行建模。所得到的压降和气流速度(以及温度，如果可以)之间的关系，无论是经验确定的还是通过计算/建模确定的(或通过两者的组合)，可以将其提供给微控制器，作为实施对应于该关系的合适的数学表达式的代码或作为合适的数据值集合，例如以查找表的形式存储在、或至少可访问的在微控制器中的一些ROM中。该关系允许微控制器555基于从压力传感器562测量的压降确定当前气流速度。
在其他实施方式中，传感器单元215可以包括气流监测器以直接测量气流(而不是压降)。在这样的实施方式中，仍然可以期望根据经验和/或通过计算/建模来确定由该监测器测量的气流与由用户吸入的实际体积之间的关系。
在操作620中，已经测量并确定了当前气流，现在确定对于该抽吸或吸入的总气流或累积气流(操作630)。可以实际上通过对于吸入持续时间(到目前为止)对在操作620中测量的当前(瞬时)气流求和或积分来确定该累积气流。
现在电子香烟10使用对于该具体抽吸的到目前为止的累积吸入体积来控制在该相同抽吸中的蒸汽输出(操作640)。换句话说，电子香烟支持用于改变通过烟嘴35到用户的蒸汽输出的自适应的实时控制设备。该控制可以以各种方式实行，例如：
输送与累积气流成比例的量的气雾剂(蒸汽)
输送与累积气流的其他一些(非线性)函数成比例的量的气雾剂(蒸汽)，例如遵循指数或对数关系
基于累积气流用气雾剂(蒸汽)调节混合的气味。
基于累积气流调节气雾剂(蒸汽)内的颗粒大小。
上述可能性仅作为示例提供，并且用于根据累积气流体积(到目前为止)控制电子香烟的蒸汽输出的进一步方式对于本领域技术人员将是显而易见的。
微控制器555通常负责基于对于当前抽吸的测量的累积气流来实施对蒸汽输出的期望控制。例如，微控制器可以增大(或减小)向加热器365供给的电力，以便提高(或降低)蒸汽或气雾剂的产生速度。在一些实施方式中，可以通过改变向加热器供给的电流(和/或电压)来实施这种电力控制。其他实施例可以使用不同的方法，例如脉冲宽度调制(PWM)。在PWM中，电力的脉冲在每个时间段或时间窗Tw被输送到加热器，其中Tw被选择为相对短，使得加热器在间隔Tw期间(不接收任何电力)温度不会显著改变。脉冲本身的持续时间Tp被选择为占据时间窗的一部分(或潜在地全部)，即Tw≥Tp。提供给加热器的电力量(平均)可以通过调节Tp来控制，其中最大电力供应发生在Tp＝Tw时。
在一些实施方式中，加热器365可以包括可以分别控制的多个不同的元件，其中不同加热器元件蒸发不同的气味。这然后允许微控制器根据期望的混合的气味通过改变向不同加热器元件供给的电力在电子香烟的输出内改变混合的气味。
现在图6的处理确定吸入是否结束(操作660)-这可以通过在压力传感器单元562上没有任何压降来检测。如果吸入结束，则这表示对于该具体抽吸的处理的结束。替代地，如果仍然检测到压降，因此吸入仍在进行，则处理循环回到操作620。然后电子香烟再次测量吸入的气流并且使用该测量来更新到目前为止的累积抽吸体积(操作630)。这然后允许在操作640和650中分别相应地更新气雾剂量的确定和加热器控制。然后如前所述继续该处理循环，直到如在操作660中所检测到的吸入最终结束。
图7是示出控制到加热器365的电力的示例的图示，以便在单次吸入的过程中使用线性(比例)关系输送匹配(对应于)累积抽吸体积的气雾剂的累积量。图7中绘制了四条线，如下所示：
a)抽吸流-即由用户吸入的气流的当前速度(浅色的，虚线)
b)累积气流-实际上，(a)的积分，表示对于该抽吸的气流总量(深色的，实线)
c)向加热器供给的电力-(浅色的，实线)
d)蒸汽的累积输出，实际上，到目前为止该抽吸的蒸汽输出的总体积。
图7的X轴是时间(秒)，而Y轴的标度表示作为加热器的最大可用电源的函数的向加热器供给的电力水平-即根据上面的线(c)。(图7中描绘的其他三条线在Y轴上的缩放是任意的)。
由电子香烟输送的气雾剂或蒸汽的量取决于各种因素，特别是输送到加热器的电力、加热器的预期温度(其本身与输送到加热器的电力有关)、由于对流和辐射引起的加热器的预期温度损失、以及由于制剂(即待蒸发的尼古丁或其它液体)的蒸发而引起的温度损失。所输送的气雾剂通常与由于制剂蒸发引起的温度损失成比例。
如图7所示，当检测到抽吸时(对应于图6中的操作610)，到加热器的电力初始设置为100％，以使电子香烟达到激活温度(根据(c))。在该阶段，抽吸气流(线(a))稳定地增加。这反映了用户的肺的运动，其必须从初始静止位置加速。随着肺加速到更大的速率，因此吸入的气流增加。
在图7的具体示例中，微控制器555的任务是使累积蒸汽输出匹配(跟踪)累积气流输出。应当理解，这导致在气流中大致恒定的蒸汽比例-使得当用户最强烈地吸入以产生最大气流时，吸入的蒸汽量(在绝对方面)同样处于最大值。
在开始时，由于在加热器温度升高到其操作点期间产生蒸汽的延迟，累积抽吸气流(线(b))超过累积蒸汽输出(线(d))。一旦发生这种情况，在图7中约0.5秒后，开始产生蒸汽。在该点，蒸汽输出，且因此累积蒸汽输出(线(d))迅速上升，实际上赶上累积气流(线(b))。
现在至加热器的电力下降以避免过热。然而，随着通过加热器的气流增加(如线(a)所示)，这允许加热器蒸发更多的液体(因为增加的气流将先前蒸发的液体从电子香烟中抽出)。然后这导致加热器的电力需求增加，并且因此导致刚好在1s之前到加热器的电力的升高。
在下一秒中，气流的增加速度(线(a))开始减小，且然后气流速度本身最后达到峰值并开始下降。加热器电力(线(c))同样达到峰值，且然后在该时间段开始下降。最后，在吸入的最后一秒(从2s至3s)，吸入的气流速度稳定地下跌回到零，并且加热器电力(线(c))再次显示出大致类似的减小。
根据控制理论，我们可以将蒸汽输出的速度表示为V(t)以及将输入到加热器的电力表示为P(t)，使得V(t)＝H(P(t))，其中H是基于先前讨论过的因素(诸如向加热器供给的电力、由于蒸汽产生而引起的加热器的热损失等)的传递函数。如果测量的气流速度是A(t)，则微控制器的总体目标是F1(V(t))＝F2(A(t))，其中F1和F2是要指定的函数，并且可以包括测量的气流(输入)速度和蒸汽输出之间的定时偏移。以图7为例，这对应于具有F1和F2，使得：
其中k是常数，并且假定抽吸在t＝0开始，使得左边表示对于该抽吸的累积蒸汽输出，而右边表示对于该抽吸的进入(并通过)系统的累积气流。
将H-1作为H的逆，并且F3＝F1-1(F2)，其中F-1同样是F的逆，则V(t)＝F3(A(t))，且P(t)＝H-1(V(t))，并且因此我们有P(t)＝H-1(F3(A(t)))。应当理解，该方程可以由微控制器使用，以基于以下方面确定输入到加热器的电力：(i)测量的气流速度A(t)，(ii)如由函数F3表示的气流速度和蒸汽输出速度V(t)之间的期望关系，以及(iii)由传递函数H(以及其逆H-1)表示的输入到加热器的电力和蒸汽输出速度之间的关系。
如本文所述，各种实施例提供了一种电子蒸汽供应系统，该电子蒸汽供应系统包括用于蒸发液体以用于由电子蒸汽供应系统的用户吸入的蒸发器，包括用于向蒸发器供给电力的电池单元或电池的电源；用于测量通过电子蒸汽供应系统的气流的速度(作为用户吸入的结果的)的传感器；以及控制单元。控制单元基于用户吸入的累积气流来控制供给至蒸发器的电力，其中基于传感器对气流速度的测量来确定累积气流。这允许用户基于由给定吸入产生的累积气流来控制在给定吸入中获得的蒸发的液体的量。
应当理解，控制的详细性质可以根据实施方式而变化。例如，如上所述，可以配置控制器使得累积蒸汽输出即对于该吸入的蒸发的液体的总(累积)量，跟踪通过装置的累积气流。另一种可能性(例如)是，对于较高的累积气流，激活附加的加热器元件。这可以增加蒸汽输出，或者改变蒸汽输出的混合，例如通过改变蒸汽输出中的两种不同蒸汽的相对量。
累积气流表示从开始吸入到目前为止已经进入(通过)系统的空气的总体积。吸入的开始可以由气流传感器检测，气流传感器然后在吸入期间测量当前(瞬时)气流速度。例如，然后可以通过对测量的当前气流从吸入开始到吸入的现阶段进行积分来确定累积气流。用于确定累积气流的另一种可能的机制是在多个时间测量当前或瞬时气流速度，且然后执行一些建模或查找以确定累积气流。例如，蒸汽输出的控制可以部分地基于预测的气流值-例如基于对于该具体吸入已经测量的累积气流和/或气流的多个瞬时测量，加上典型的气流速度随时间的变化的知识(即，对应于图7中的线(a))。
当获得实际气流的附加测量时，可以将这些测量与预测气流速度以及用于调节向加热器供给的未来电力的任何偏差进行比较。在一些情况下，预测气流速度可以基于对于该用户先前吸入的测量气流速度。以这种方式使用预测气流速度可以有助于改善控制的响应性。
累积气流可以在传感器本身内、在控制单元内、或在电子蒸汽供应系统的任何其他适当的部件内确定。可以使用实际上用作累积气流的代理的一个或多个其他参数来明确地或隐含地确定累积气流。例如，传感器可以测量压降，然后可以将压降转换为反映累积气流的参数(并且因此可以用于控制到加热器的电力)，而不明确地确定累积气流本身。
如本文所述，因此用户可以至少部分地控制他们接收的蒸汽。该控制可以以直观的方式提供，例如，仅通过努力地抽吸(吸入)较多的蒸汽，或者通过轻柔地抽吸较少的蒸汽。控制的直观性质增强了其快速(实时)响应性，换句话说，如果用户在单次抽吸期间改变抽吸(吸入)速度，则即使在相同的抽吸期间，也会产生明显的蒸汽输出改变。例如，参照图7，我们可以看到系统的时间响应性是1s的一小部分，通常小于0.5秒，或小于0.3秒，或小于0.1秒。该时间响应性表示累积气流的测量变化与基于更改向加热器供给的电力以反映当前抽吸体积的蒸汽输出的相应变化之间的延迟或时间滞后。(在图7中，累积蒸汽输出遵循累积气流体积存在约0.7秒的初始时间滞后，但这表示加热器的热惯性，而不是控制回路中的时间延迟)。因此，抽吸体积和蒸汽输出之间的关联对于用户是显而易见的，因此用户能够快速学习如何利用该装置的该功能。
此外，本文所述的方法可以延伸到一系列电子蒸汽供应系统，例如热不燃烧装置(其可以包括一些植物物质或提取物，例如烟叶，其然后被加热或被提供水蒸汽以产生所需的蒸汽)。在US 2011/0226236中描述这种替代形式的电子蒸汽供应系统的一个示例，其公开包含基于复合平面结构的蒸发装置的吸入器，加热机构和芯吸机构并入在该复合平面结构中。这种系统为间歇操作提供与高的蒸发装置(蒸发器)效率相结合的高的比蒸发能力。这种系统进一步可以包括用于测量气流的压力或气流传感器，以及用于控制向根据这里描述的方法的加热机构供给的电力的控制单元。
为了解决各种问题并推进现有技术，本公开通过说明的方式示出了其中可以实现所要求保护的发明的各种实施例。本公开的优点和特征仅是实施例的代表性样本，并且不是详尽的和/或排他的。提供它们仅仅是为了帮助理解和教导要求保护的发明。应当理解，本公开的优点、实施例、示例、功能、特征、结构和/或其他方面不应被认为是对由权利要求限定的本公开的限制或对权利要求的等价物的限制，并且在不脱离权利要求的保护范围的情况下，可以利用其他实施例并且可以进行更改。除了本文中具体描述的那些之外，各种实施例可以适当地包括所公开的元件、部件、特征、零件、步骤、工具等的各种组合，由它们组成或基本上由它们组成。本公开可以包括目前未要求保护的但是将来可以要求保护的其他发明。

Claims (11)

1.一种电子蒸汽供应系统，包括：
蒸发器，用于蒸发液体以用于由所述电子蒸汽供应系统的用户吸入；
电源，包括用于向所述蒸发器供给电力的电池单元或电池；
传感器，用于测量作为由所述用户吸入的结果的通过所述电子蒸汽供应系统的气流的速度；以及
控制单元，用于迭代地控制向用于所述用户吸入的所述蒸发器供给的电力，其中，所述电子蒸汽供应系统被适配为在所述吸入的每一次迭代中：
测量当前气流速度；
通过对在吸入期间到目前为止的由所述传感器对所述当前气流速度的测量进行求和来更新累积气流；以及
基于本次迭代所更新的累积气流以及所述吸入的所述累积气流和输出给用户用于吸入的蒸汽的量之间的期望关系，所述控制单元控制向所述蒸发器供给的电力；
从而允许所述用户基于给定吸入的所述累积气流来控制在所述给定吸入中获得的蒸发的液体的量，其中，配置所述控制单元使得保持累积蒸汽输出与所述累积气流大致成比例。
2.根据权利要求1所述的电子蒸汽供应系统，其中，所述蒸发器是加热器，所述加热器从所述电源供给电力以加热且从而蒸发所述液体用于用户吸入。
3.根据权利要求2所述的电子蒸汽供应系统，其中，所述控制单元控制向所述加热器供给的电力以控制所述加热器的温度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电子蒸汽供应系统，其中，所述液体是尼古丁。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的电子蒸汽供应系统，其中，用于测量气流速度的所述传感器测量压降，并且所述控制单元根据所测量的压降估算测量的气流速度。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的电子蒸汽供应系统，其中，所述控制单元基于由所述传感器对气流速度的测量来确定所述累积气流。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的电子蒸汽供应系统，其中，所述系统基于以下控制向所述蒸发器供给的电力：(i)所述测量的气流速度A(t)，(ii)所述给定吸入的所述累积气流和所述给定吸入的向用户提供的蒸发液体的量之间的期望关系，以及(iii)输入到所述蒸发器的电力和由所述蒸发器产生的蒸发液体的量之间的系统关系。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的电子蒸汽供应系统，其中，所述系统至少基于预测的累积气流控制向所述蒸发器供给的电力，其中，所述预测的累积气流从所述给定吸入的所述测量的气流速度和抽吸参数的预定模型中导出。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的电子蒸汽供应系统，其中，所述系统控制向所述蒸发器供给的电力，以向所述用户提供在相对于所述用户吸入的所述累积气流的蒸汽输出量方面的实时响应。
10.根据权利要求9所述的电子蒸汽供应系统，其中，所述系统控制向所述蒸发器供给的电力以向所述用户提供0.3秒或更短的实时响应。
11.一种操作电子蒸汽供应系统的方法，所述电子蒸汽供应系统包括用于蒸发液体以用于由所述电子蒸汽供应系统的用户吸入的蒸发器；包括用于向所述蒸发器供给电力的电池单元或电池的电源；传感器和用于迭代地控制向用于所述用户吸入的所述蒸发器供给的电力的控制单元，所述方法包括在所述吸入的每一次迭代中：
传感器测量作为由所述用户吸入的结果的通过所述电子蒸汽供应系统的当前气流速度；
通过对在吸入期间到目前为止的由所述传感器对所述当前气流速度的测量进行求和来更新累积气流；以及
基于本次迭代所更新的累积气流以及所述用户吸入的所述累积气流和输出给用户用于吸入的蒸汽的量之间的期望关系，所述控制单元控制向所述蒸发器供给的电力；
从而允许所述用户基于对于给定吸入的所述累积气流来控制在所述给定吸入中获得的蒸发的液体的量，其中，配置所述控制单元使得保持累积蒸汽输出与所述累积气流大致成比例。
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