CN109562235A - 按需便携式对流蒸发器 - Google Patents

Abstract

一种按需手持式蒸发器，其主要通过对流进行操作。蒸发器构造成允许非常快速(例如，在几秒内)地将穿过烘箱腔室抽吸的空气加热到预定或可选择的蒸发温度，以蒸发保持在烘箱腔室中的材料(例如，散页植物材料等)。蒸发器提供对加热空气的有效传输以及将可蒸发材料快速输送给用户。

Description

按需便携式对流蒸发器

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年6月16日提交的题为“Electronic Vaporizer Devices”的美国临时专利申请No.62/351,272和2016年12月30日提交的题为“On-Demand PortableConvection Vaporizers”的美国临时专利申请No.62/441,090的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

背景技术

蒸发装置，包括电子蒸发器或电子蒸发器装置，允许通过吸入蒸气来输送含有一种或多种活性成分的蒸气。电子蒸发器装置对于输送药物中的规定医疗用途以及对于消费烟草和其他基于植物的可抽吸材料(例如大麻，包括固体(例如，散页)材料、固体/液体(例如，悬浮液、液体覆盖)材料、蜡提取物和预填充囊荚(料芯、有包装容器等)而言正越来越受欢迎。电子蒸发器装置尤其可以是便携式的、独立的并且便于使用。通常，这种装置由蒸发器上的一个或多个开关、按钮或类似物(控制装置)进行控制，尽管最近可以获得可以与外部控制器(例如，智能电话)无线通信的数种装置。

通过施加热量进行蒸发可以通过对流、传导、辐射和/或其他方式执行，包括这些方式的各种组合。尽管已经描述了主要通过对流施加热量的蒸发器(所谓的基于对流的蒸发器)，但是它们通常比例如借助传导或主要借助传导的其它蒸发器加热更慢并因此更不方便。特别地，提供一种便携式/手持式基于对流的蒸发器具有挑战性，该蒸发器足以在用户抽吸蒸发器时“按需”使可蒸发材料立即或接近立即(例如，在几秒或更短时间内)蒸发。目前市场上可用的基于对流的便携式蒸发器不提供这种按需加热和蒸发。通常，基于对流的便携式蒸发器需要一定量的加热时间以使装置适当地蒸发感兴趣的材料，该加热时间可能足够长而使用户经常不便并且还可能花费更多时间来冷却。

例如，先前描述的基于对流的便携式蒸发器需要来自用户的某些形式的物理选择输入以开启或启用装置。这通常是通过某些形式的机械开关或按钮来执行；一旦装置开启，在用户可以有效地使用装置主动抽吸蒸汽之前，装置需要一定时间量(大约几十秒或几分钟)来达到适当的蒸发温度。使用这种基于对流的便携式蒸发器，由于例如在高温下相对较长的不使用预热和冷却时间段以及蒸发器的内部特征，使得可蒸发材料的任何活性成分的一些部分可能会损失到周围环境中(从而对用户不可用)。此外，这种基于对流的蒸发器可能无法严格控制与材料接触的空气温度。缺乏空气温度控制以及由用户引起的变化空气流动速率，使得所产生的蒸汽的质量和数量可能显著变化。特别是，许多所谓的按需或“即时加热”蒸发器都存在这个问题：尽管加热元件可能非常快速地加热，但是空气流动可能不会被充分和/或均匀地加热。这可能至少部分地归因于围绕加热器的大热质量，并且浪费的能量消散到装置中而不是循环空气中。这可能导致在装置可以产生足够量的优质蒸汽以使用户满意之前用户必须进行多次“抽吸”或等待一段延长时间段。

发明内容

本发明主题的方面涉及一种按需便携式对流蒸发器装置，其提供对被加热的空气的有效传输以及将可蒸发材料快速输送给用户。

与当前主题的某些实施方式一致的蒸发器包括具有外壳体的蒸发器本体；位于蒸发器本体内的加热器，该加热器具有至少一个开口，空气通过该开口并被加热；烘箱腔室，其中保持可蒸发材料，该烘箱腔室构造为通过由加热器所加热的空气进行加热，从而使得可蒸发材料至少部分地蒸发到已加热的空气中；控制器，其耦接到加热器并构造成使加热器加热到一定温度；以及吸嘴，其构造成输送已加热的空气和已蒸发的材料。

与当前主题的某些实施方式一致的蒸发器包括蒸发器本体，该蒸发器本体具有外壳体和容纳在外壳体内并限定腔体的内部结构壳体；空气入口，其延伸穿过外壳体的一部分并进入内部结构壳体的腔体，空气通过该空气入口进入腔体；加热器，其悬挂在内部结构壳体的腔体内，该加热器具有一个或多个开口，空气通过该一个或多个开口，该加热器和多个开口在空气穿经并通过加热器进行加热时在空气中产生湍流；烘箱腔室，其位于内部结构壳体的腔体内，在该烘箱腔室中保持可蒸发材料，该烘箱腔室构造为通过由加热器所加热的空气进行加热，从而使得可蒸发材料蒸发到已加热的空气中；控制器，其耦接到加热器并构造成在检测到抵达加热器的空气流动时使加热器加热到预定温度；以及吸嘴，其构造成输送已加热的空气和已蒸发的材料。

与当前主题的某些实施方式一致的方法包括感测蒸发器的吸嘴上的抽吸；将能量施加到蒸发器的加热器；监测来自加热器的已加热空气的空气温度；通过改变施加到加热器的能量来限制蒸发器的烘箱腔室的烘箱温度；以及响应于加热器的电阻变化来调节加热器的加热器温度以控制加热器温度。

与当前主题的某些实施方式一致的蒸发器包括蒸发器本体，该蒸发器本体包括外壳体；位于蒸发器本体内的加热器，该加热器构造成干扰在加热器的区域中流动的空气的流动并加热在加热器的区域中流动的空气；烘箱腔室，其流体耦接到加热器，其中保持可蒸发材料，该烘箱腔室构造成通过由加热器所加热的空气进行加热，从而使可蒸发材料蒸发到已加热的空气中；以及吸嘴，其构造成输送已加热的空气和已蒸发的材料。

在附图和以下描述中阐述了本文描述的主题的一个或多个变型的细节。根据说明书和附图以及权利要求，本文所述主题的其他特征和优点将显而易见。尽管出于与蒸发器装置有关的说明性目的描述了当前公开的主题的某些特征，但应容易理解，这些特征并非旨在进行限制。本公开之后的权利要求旨在定义受保护主题的范围。

附图说明

包含在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本文公开的主题的某些方面，并且与说明书一起帮助解释与所公开的实施方式相关联的一些原理。在附图中：

图1A-1D示出了与当前主题的实施方式一致的示例性蒸发器装置的外部特征；

图2通过分解图示出了与当前主题的实施方式一致的示例性蒸发器装置的特征；

图3通过截面图示出了与当前主题的实施方式一致的示例性蒸发器装置的特征；

图4A-4E示出了图3的示例性蒸发器装置的各种特征；

图5A-5E示出了与当前主题的实施方式一致的另外示例性蒸发器装置的各种特征；

图6示出了控制器的特征，该控制器可以适于调节与当前主题的实施方式一致的蒸发器装置中的温度；

图7示出了用于调节与当前主题的实施方式一致的蒸发器装置中的温度的控制电路的特征；

图8示出了说明与当前主题的实施方式一致的蒸发器装置中的空气的温度型面的图；

图9示出了图8的图的一部分的更详细视图；

图10示出了与同当前主题的实施方式一致的蒸发器装置一起使用的示例性加热器的特征；以及

图11示出了说明调整和调节施加到与当前主题的实施方式一致的蒸发器装置中的可蒸发材料的空气温度的方法的特征的工艺流程图。

实际上，类似的附图标记表示类似的结构、特征或元件。

具体实施方式

当前主题的实施方式包括与蒸发用于由用户吸入的一种或多种材料相关的方法和装置。术语“蒸发器”在以下描述中经常使用并且表示蒸发器装置。与当前主题的实施方式一致的蒸发器的示例包括电子蒸发器、电子香烟、电子烟等。通常，这种蒸发器通常是便携式的、频繁手持式的装置，其加热可蒸发材料以提供材料的可吸入剂量。

与当前主题的某些实施方式一致的蒸发器是手持装置，其主要通过对流操作以提供对被加热的空气的有效传输以及将可蒸发材料快速输送至用户。

与当前主题的某些实施方式一致的蒸发器构造为允许非常快速(例如，在3秒内、在2秒内、在1秒内等)加热通过烘箱腔室所抽吸的空气以使得烘箱腔室中的可蒸发材料(例如，活叶植物材料等)被加热到目标蒸发温度。烘箱腔室可以是导热的(以允许对烘箱内的材料的进行额外加热和蒸发)或绝热的(以阻止热量传递到烘箱，使得热量仅传递到可蒸发材料)。烘箱腔室可以存在于装置的远端端部，其与近端吸嘴相反。可替代地，烘箱腔室可邻近或紧邻吸嘴，例如位于装置的吸嘴部分下方或附近。

烘箱腔室可以通过一个或多个接触部连接在装置的远端端部附近(例如，连接到蒸发器的框架或骨架)；然而，烘箱腔室的一些或大部分可以被空气间隙(或其他热隔离装置，例如绝热材料)所围绕，以减少热量从烘箱腔室到装置的其余部分的传递。烘箱腔室可包括盖子。烘箱腔室可以制造为深拉烘箱，例如，可以具有深度、宽度和阔度，其中烘箱腔室的深度(从盖子内部到底部(例如，筛网)的距离)例如可以介于烘箱宽度的0.3倍到2倍之间；阔度可以介于宽度的0.1倍到1倍之间。通常，烘箱腔室的尺寸可以设计成用于容纳烘箱腔室的蒸发器装置的预期用途，并且/或者烘箱腔室可以基于制造考虑来确定尺寸。烘箱腔室可具有实心壁、穿孔壁、篮式编织结构、或一些其他实心和开放区域构造、或这些的组合，其构造成合理地容纳待蒸发的材料。烘箱腔室可以构造成接收另一个内部容器(未示出)，该容器可以包含可蒸发液体或蜡等。

加热器(例如，电阻加热元件)可以定位在空气路径中并且被配置用于快速加热围绕加热器通过和/或穿过加热器通过的空气。加热器可包括一个或多个开口、通路、通道、槽、狭缝等，用于使空气穿过和/或围绕加热器通过，这种空气通路中一个或多个可具有不规则的、锯齿状的、分形的、突出的边缘或类似物，这些边缘或类似物可以与加热器的构造一起和/或与加热器的构造分开地产生穿过加热器或围绕加热器的增加湍流气流，从而在空气穿过/围绕加热器通过时增加热量向空气的传递。在一个实施例中，加热器可以是沿长轴线延伸的细长管，该管沿其长度方向具有一个或多个切口区域，以在跨越和/或沿着管的长轴线横向通过的空气中产生湍流。在一些变型中，加热器可包括一个或多个材料薄层或片材，该一个或多个材料薄层或片材具有空气所穿过的多个槽、狭缝或切口区域；这些片材可以折叠、折皱、分层等；可替代地，在一些变型中，片材是平的。在其他变型中，加热器可以是电阻材料线圈或串，其可以具有表面变化、隆起、叶片等以增加表面面积，从而改善向围绕和穿过加热器流动的空气的热传递。

在当前主题的某些实施方式中，加热器可以由包括四点输入的加热器控制电路控制；第一对输入可以对应于加热器电源引线/输入；第二对输入/引线可以偏离加热器功率输入(并且在一些变型中定位于加热器电源引线之间)，并且可以配置为感测跨越加热元件的区域的电压降。四点测量控制可用于以相对精细的分辨率(例如，在+/-5℃内、在+/-4℃内、在+/-3℃内、在+/-2℃内等)确定电阻加热器的温度。可替代地，可以使用两点温度感测系统，其中用于施加加热器功率电流的相同引线也可以施加较小的电流来测量跨越引线的电压降，从而在不同于施加加热器电流的时间期间测量加热器温度。

此外，温度传感器(例如，热电偶、红外传感器或类似物)可以部署在加热器下游的空气流动路径内(例如，在加热器和烘箱腔室之间、烘箱腔室内等)以感测进入、穿过或围绕烘箱腔室流动的空气的温度并蒸发烘箱腔室内的材料。在本文所述的任何变型中，温度控制电路可以从加热器接收输入(例如，通过两点或四点测量的电阻并因此获得的加热器温度)，并且还可以从一个或多个下游空气流动温度传感器(例如，位于已加热的气流进入烘箱腔室的入口中的一个或多个热敏电阻)接收输入。温度控制电路可以被配置成在感测到由于用户在吸嘴上抽吸而导致的负压时立即以第一频率/占空比向加热器输送升高的功率(电流)。该升高的功率可以几乎立即增加加热器的温度(例如，>500℃)，但是可以受控制电路的限制以保持低于安全极限(例如，700℃)或位于有用的温度范围内。控制电路可以进一步监测在进入烘箱腔室之前已经通过加热器的已加热的空气的温度(例如，通过一个或多个热敏电阻)，并且可以限制烘箱腔室的温度(例如，通过改变所施加的功率和/或施加至加热器的功率的频率/占空比)作为控制回路的一部分。因此，对应于应用于蒸发烘箱腔室内的材料的空气的温度的蒸发温度可以保持在期望的目标温度，或者位于期望或有用温度范围内。

目标温度可以是预定的(例如，在装置上预设)和/或可以是用户选择的或用户修改的。目标温度可以是单一温度或多个温度，包括温度型面(例如，随时间的多个温度)或可接受的温度范围。用户可以输入绝对温度(例如，摄氏度或华氏度)或者可以调节预定温度(向上或向下)。

通常，与当前主题的一些实施方式一致的蒸发器装置可以配置成与散页、或液体或蜡或其他可蒸发材料一起使用。这些装置中的任何一个可以构造为无线连接到一个或多个装置，包括用户控制装置，以修改蒸发器装置的操作。例如，本文描述的装置可以与允许剂量控制(剂量监测、剂量设定、剂量限制，用户跟踪等)、位置信息(例如，其他用户的位置、零售商/商业场所位置、蒸发位置等)、蒸发器个性化(例如，命名蒸发器、保护蒸发器的锁定/密码、父母控制、将蒸发器与用户组相关联、注册蒸发器等)、以及与其他用户一起参与社交活动(游戏、群组等)的用户界面无线通信。

与当前主题的实施方式一致的蒸发器装置可包括电路板和电池以及其他部件的堆叠设置。与蒸发器装置的整体尺寸相比，烘箱腔室可以相对较大，但具有相对小的热质量，从而允许其快速(例如，在1秒或更短时间内)加热至材料的蒸发温度(例如，对于烟草而言，介于100℃和300℃之间)。因此，与其他装置相比，蒸发腔室的相对尺寸/比率可以更大。总的来说，该装置可能很薄而且很小。由于该装置可以快速(在1秒或更短时间内)加热到蒸汽，并且由于围绕对流加热路径的热质量而引起的能量损失可以保持相对低，因此用户进行抽吸(或者如果该装置是唇部感测激活的)(或者，可替代地，用户开启(例如，选择或按下按钮等))可能仅需要三到四秒的抽吸就几乎立即获得令人满意的蒸汽量，因此有效地复制了传统的基于燃烧的香烟、雪茄、烟斗等的效果，从而提高用户满意度。

与当前主题的一些实施方式一致，蒸发器可具有大量或甚至无限数量的可定制温度设定。每次充电的会话次数和每次充电的用户抽吸次数以及蒸发器装置的充电时间可以基于所使用的电池的尺寸。

参考图1A-1D，示出了与当前主题的实施方式一致的示例性蒸发器装置100的外部特征。如图所示，蒸发器100可以具有细长的或大致矩形的形状，其两个相反端部部分的长度比两个相反侧部分的长度短。然而，与当前主题的实施方式一致的蒸发器的尺寸和形状的变型是可能的。例如，蒸发器100可基本上为正方形、管状、球形、刻面、卵形或其他形状，或其组合。与当前主题的实现一致的蒸发器可以是紧凑的并且尺寸设计成容易配置于用户的手中，如图1B所示。蒸发器100具有外壳体114、位于顶部(或近端)端部120的吸嘴122、以及位于底部(或远端)端部130的盖子110。如图1D所示，入口空气孔160设置在外壳体114上并延伸穿过外壳体114。还提供了延伸穿过外壳体114的通用串行总线(USB)充电端口170。

图2通过分解图示出了装置100的特征中的数个特征。外壳体114的内部是结构壳体部件212。一个或多个侧空气通路215(图2中所示的一个)可以形成在结构壳体部件212的一个或多个相应侧表面中。与当前主题的一些实施方式一致，内部结构壳体部件212可以由陶瓷材料、其他绝热材料或与加热器绝热的其他材料(例如金属)制成。电池240和印刷电路板(PCB)216层叠并包含在结构壳体部件212内。具有围绕壳体213的烘箱腔室201的一部分也包含在靠近蒸发器200的端部130的结构壳体部件212内。电引线205示出为从壳体213内延伸。盖子110覆盖烘箱腔室201的开口部分。吸嘴122位于蒸发器200的端部120处。

图3通过横截面图示出了蒸发器装置300的特征中的数个特征。如图3所示，蒸发器300在靠近(例如，几乎邻近或邻近)底部端部330处包括内部烘箱腔室301，其具有围绕的烘箱壳体313。盖子310在底部端部330处配合或以其他方式附接到外壳体314。吸嘴322在顶部端部320处配合或以其他方式附接至外壳体314。外壳体314的内部是结构壳体部件312。一个或多个内部侧槽或通路309形成在结构壳体部件312的外侧壁和外壳体314的内侧壁之间并沿着结构壳体部件312的外侧壁和外壳体314的内侧壁的长度延伸。内侧通路309从烘箱腔室301延伸到吸嘴322，从而为待由用户吸入的可蒸发材料提供冷却通道。

加热器302是平板式加热器，其可以允许快速加热并且能够具有高瓦特密度(例如，～60W/in2)并且可以具有高操作温度极限(～700℃)，由介电的熔点驱动。

图4A-4E示出了图3的示例性蒸发器装置的各种特征。图4A通过横截面图示出了烘箱腔室301和加热器302的特征，并且图4B和4C示出了与当前主题的一些实施方式一致的穿过该蒸发器的气流。如图所示，已加热的空气从加热器302向上流动穿过包含可蒸发材料的烘箱腔室301，并且围绕烘箱腔室301的边缘上回流。电源引线305显示为连接到加热器302。

在当前主题的一些实施方式中，如图4A所示，热传导路径穿过烘箱腔室301的凸缘，该凸缘可具有多处穿孔的底部(例如，筛网315)。通过底部的开口可以设置成图案以均匀地分配已加热的空气，例如，在外部区域上具有比内部区域更大的孔密度图案，或者用于相等或接近相等的热分配的其他变型。入口空气路径可以围绕烘箱301的外部循环，以回收来自烘箱301的任何热量。加热器302可以机械地捕获在两个深拉部件底部之间(例如，具有焊接到其的另一个深拉部件的深拉SS烘箱)。加热器302可以焊接和/或钎焊到烘箱腔室301，或者可能机械地捕获。在当前主题的一些实施方式中，加热器302可包括仅在最冷点处锚定的“厚膜加热器”。

图4A-4E还示出了烘箱腔室301和装置300的周围区域的一些附加特征，例如外壳体314、结构壳体部件312和盖子310。还示出了两个弹簧加载电源引线305和进气孔360。

参考图4B和4C，筛网315可以安装在烘箱腔室301内，以防止可蒸发材料接触平板加热器302。加热器302可以位于筛网315下方～1mm(例如，介于0.5mm和5mm之间、介于0.5mm和3mm之间)处。筛网315和加热器302可以通过周边焊接或其他方式来约束。图4B和4C示出了从空气入口到加热器的空气路径，其在加热器下方循环，然后穿过加热器，然后到达加热器上，然后向上进入烘箱腔室。

加热器302可以是低质量复合结构。图4D示出了示例性加热器结构的放大视图，而图4E示出了气流路径。加热器302的基板450可以是例如0.003”430不锈钢。加热器基板450的每一侧可涂覆有～0.002-0.003”的玻璃介电薄层452。加热器302的底层是电阻加热元件454，其可由～0.001”厚的银钯合金构成。还可以在电阻元件上施加玻璃介电薄层(未示出)以减轻氧化损伤。这些玻璃和电阻层可以使用丝网印刷工艺例如作为糊剂进行施加。

在实施例中，加热器302可以包括具有玻璃介电层的不锈钢(SS)基板，以及总厚度为～.010”的丝网印刷电阻迹线。

在图3-4E中所示的蒸发器300的操作中，用户可移除盖子310、用待蒸发的材料装载烘箱腔室302、将盖子310重新放回、并在装置的与烘箱相反的相反侧上从装置300进行抽吸，其中吸嘴位于该相反侧上。当用户在吸嘴上抽吸时，环境空气通过外壳体314的入口进入装置、穿过为烘箱腔室301和其他内部部件提供结构支撑的结构支撑壳体312(例如，骨架)、围绕用于接触销305的切口332进入烘箱腔室301，从而在装置内产生压降，该压降可由压力传感器(未示出)测量。当检测到该压降时，通过使电流经由弹簧加载335电源销305通过加热器302来为加热器302供电，使得加热器302的电阻元件的温度快速升高。当被吸入烘箱腔室301的空气在加热器302下方、穿过加热器302中的中心孔337通过，并且当这些空气通过筛网315的无孔区域在加热器的顶部上偏转时，这些空气被加热。筛网315的其余部分被穿孔以允许热空气在离开烘箱腔室301的顶部并向下流动至框架(骨架)中的侧通路309到达用户之前容易地穿过烘箱腔室301中的材料。由装置结构产生的增加空气湍流，包括跨越加热器302下部部分、通过加热器302的中心孔(或任何数量的其他孔)，然后到达加热器的上表面上且然后穿过烘箱筛网315进入烘箱腔室301的气流，允许从加热器302到空气到可蒸发材料的有效热传递，从而提高蒸发效率和时间。

为了使来自加热器302的能量损失最小化，烘箱可以是非常低质量的(<0.25mm的壁)，并且可以是绝热的。如图4A所示，在烘箱腔室301和结构壳体312之间可以存在小空气间隙304，其用作绝热部，从而有助于防止从加热器302进入外壳体314的散热(热传递)。这样，很多来自加热器302的呈热量形式的能量将通过待蒸发的材料而非装置300的本体，或者这些热量将转移到烘箱腔室301本身，这也将有助于蒸发(通过传导加热)。

在图3-4E的示例中，未示出热电偶，然而，一个或多个热电偶可以悬挂在加热器302中的中心孔337内或上方，或者在烘箱腔室301内的某处。这可以提供对空气温度的闭环控制。虽然不是必需的，但是由于加热器302最初可以以更高温度运行，因此热电偶将允许更快的蒸汽产生，并且一旦热电偶指示所需的蒸发空气温度，则然后就会斜降。

与当前主题的实施方式一致的蒸发器可包括电阻加热元件(例如，加热器302)，其通过两个端子(例如，引线305)利用电流供电。精密电阻测量电路可用于在不加热时和加热时跟踪加热元件的电阻，以基于加热器材料电阻的变化来控制加热器302的温度。

在当前主题的一些实施方式中，蒸发器装置具有“on”/激活模式，但理想地，加热器仅通过触发压力/流动传感器、通过电容式唇部感测或通过用户按压使用按钮等来触发。

图5A-5E通过各种视图示出了与当前主题的一些实施方式一致的另一示例性蒸发器装置500的特征。图5A和5B通过装置500的前视图示出了截面图，其中示出了加热器组件和烘箱组件，其可以代替图1至图4中所示的整个蒸发器实施例中所示的加热器和烘箱组件。与当前主题的实现一致的装置500构造为按需、基于对流的蒸发器。图5C示出了示例性加热器502。图5D示出了装置500的顶部透视图，其中示出了烘箱腔室501的细节。图5E示出了通过装置500的气流。

蒸发器装置500包括可容纳可蒸发材料的烘箱腔室501；这种材料可以包装或以其他方式插入烘箱腔室501中。烘箱腔室(或烘箱)501可以通过渐进成形工艺形成。可蒸发材料(包括散页可蒸发材料)可以储存在烘箱腔室501中用于蒸发。蒸发器装置500还可以包括烘箱盖子510，其可以覆盖、封闭和/或密封烘箱腔室501的装载侧。盖子510可以通过各种机构附接在烘箱腔室501的可接近部分上，包括摩擦配合、磁性附接、机械附接、及它们的某种组合等。装置500还包括带凹口管状加热器502(例如，加热组件、对流加热组件)，其包括加热元件，该加热元件可直接邻近或几乎邻近(例如，在图5A和5B中的下方)烘箱腔室501进行放置并且可以位于装置500的细长扁平体内的开放腔室或腔体507中。带凹口管状加热器502可以是由一种电阻金属合金制成的管，该合金通过诸如激光蚀刻工艺切口或开槽。凹口555区域可以提供比管的其余部分更高的电阻，使得空气(例如，由用户抽吸的空气)在与可蒸发材料接触之前以相对更大的湍流穿过槽。带凹口管状加热器502可以保持在空气路径中，并且通过少量接触点、或者绝热或绝缘耦接、绝热衬里等耦接到蒸发器装置500的内部腔室，以使热传递最小化。

在操作中，蒸发器装置500可以通过移除烘箱盖子510来装载可蒸发材料，以用期望的可蒸发材料装载烘箱腔室501。然后，用户可以将烘箱盖子放回，并在烘箱的相反侧上从装置500进行抽吸，其中吸嘴(例如，图2中所示的吸嘴122)位于该相反侧上。当用户在吸嘴上抽吸时，环境空气通过外壳体514的与图1的空气入口160和图4A的空气入口360相同类型的空气入口进入装置500，该外壳体514可以是护壳或其他挤压件(包括铝挤压件)；并且可以穿过外壳体514内的支撑壳体(例如，支撑固定装置或骨架)512(其可以为带凹口管状加热器502和烘箱腔室/加热器壳体517提供结构支撑)，从而进入腔体517并产生由压力传感器508所检测到的压降。当检测到该压降时，可以通过使电流经由电源引线505通过带凹口管状加热器502来为带凹口管状加热器502供电，从而使得加热器502的凹口或开槽区域的温度快速升高。被吸入腔体507的空气可以流入加热器502的管中，并且当空气经过管延伸部和凹口区域555时温度升高。随着空气穿过加热器502的凹口区域555，其开始向上流过热电偶传感器503，该热电偶传感器503悬挂靠近烘箱腔室501的底部处的筛网515。筛网515被穿孔以允许热空气在离开烘箱的顶部并向下流动至由壳体512(例如，支撑框架或骨架)形成的侧槽509到达位于相反端处用于由用户进行吸入的吸嘴之前容易地穿过烘箱腔室501中的材料。

为了使来自带凹口管状加热器502的能量损失最小化，加热器502和烘箱腔室501可以容纳在诸如氧化锆的低导热材料中。烘箱腔室/加热器壳体517的壁可以相对较薄，以减少与材料相关的热质量的量。如图5A所示，在烘箱腔室501和壳体517之间存在小空气间隙504，其可以用作绝热部(或者可以包括绝热材料)，从而有助于防止到壳体517中的散热(热传递)。这样，呈热量形式的大多数能量将通过待蒸发的材料而不是装置500的本体(例如，外壳体514)。

加热器502可以是电阻加热元件，其通过在两个端子505之间通过的电流进行加热，其中加热器502连接到端子505。加热器502可以是中空的细长管(具有任何适当的横截面形状，包括圆形、椭圆形、矩形、正方形等)；管可以是直的、曲线的、弯曲的(包括在其自身上翻折)，并且可以在细长管的侧向侧中包括一个或多个切口或开口，空气可以通过该一个或多个切口或开口进行抽吸。加热器502的管可以大致横向于装置的空气路径进行设置，使得从吸嘴抽吸空气将空气拉动穿过切口或开口，从而既加热空气又产生通过加热器502的湍流气流，这可以混合已加热的空气以防止局部热点/冷点。

装置500还可以包括精密电阻测量电路以在不加热时和/或在加热时跟踪加热器502的电阻，以基于元件电阻从室温到蒸发温度的变化来控制加热器502的温度。该测量电路可以是多端子(例如，四端子)感测系统，其在通过测试引线506施加测试电流(例如，小但已知的恒定电流)时使用例如两个较小的引线506来感测跨越加热器502的区域，例如，跨越加热元件的凹口区域的电压降。该施加的测试电流可以不同于用于通过电源引线505将加热器502加热到高温的加热电流并且可以在加热之间进行测量时施加至加热器502。

在示例性装置500中，测量电路可以构造为提供四点电阻测量，并且在某些情况下，该电路可以提供比双端子电阻感测电路更精确的电阻测量。四点测量电路可以忽略由高电流产生的热传导(当电源引线焊接到加热器管时)和电加热引起的电源引线的电阻变化。在一些构造中，双端子电阻测量电路可能无法精确地补偿电源引线的电阻变化，从而导致计算温度的偏差结果。

图6示出了控制器的特征，该控制器可以适于调节与当前主题的实施方式一致的蒸发器装置中的温度。方框图600包括测量电路620，其可以测量电阻加热器(例如，加热器502)的电阻并向微控制器610提供模拟信号。可以从温度传感器503输入到微控制器610中的装置温度以及来自传感器(例如，压力传感器508、按钮或任何其他传感器)的输入可以由微控制器610使用以确定何时应该加热电阻加热器502，例如，当用户在装置上进行抽吸时，以及何时将装置安排为设定于较暖温度(例如，待机温度)。在图6中，来自测量电路620的信号，其示例在图7中示出，直接到达微控制器610。

与当前主题的实施方式一致的图6的示例提供了从电源(其可以是蒸发器500的一部分)到加热器502的电能输送。另外，额外输入可以是期望温度输入630，其由用户确定和输入并由微处理器610如下所述地使用。期望温度输入可以预先建立并输入至微控制器610，而不是由用户输入。

图7示出了用于调节与当前主题的实施方式一致的蒸发器装置中的温度的控制(例如，测量)电路620的特征。

为了在加热期间精确地控制电阻元件的温度，可能有所帮助的是用于电阻测量的分辨率相对精确。基于用于加热元件的金属合金的电阻温度系数(TCR)，仅几毫欧(mΩ)的变化可以表示超过100℃的变化。为了实现对这种温度变化的高分辨率测量，可以使用可缩放电阻测量电路(例如，四点电阻测量电路)。图7示出了用于构造为四点电阻测量电路的电阻测量电路的电路示意图的一个示例。如图7所示，提供有电源720。在操作中，电路可以启用MOSFET Q10 704，其允许来自电流源U2 706的小电流通过加热元件702(其通过端子HI+和HI-经由图5A中用于提供更高加热电流的电源引线505分别连接到电路)，其中可以通过HV+708和HV-708’引线(经由图5A和5B中所示的引线506)检测跨越加热元件的电压降。通过放大器电路(U12A)710的第一级来感测该低压降(在低压几十毫伏)，该放大器电路可以被配置为具有单位增益的差分放大器。实现电阻测量的高分辨率来自缩放放大器电路(U12B)712的第二级。可选择的缩放因子714可以选择性地切换(在微处理器610控制下)MOSFETQ5-Q9的特定组合以将输入缩放到第二级放大器，该第二级放大器可以设置为具有固定增益的非反相放大器，从而允许对加热器电阻测量的更高分辨率。与第一级相反，缩放放大器电路的第二级确保了缩放电阻器R10-R14对差分放大器的闭环增益的影响很小或没有影响。由于差分级应该优选地保持对称以精确地测量加热元件上的差分电压，因此这是期望的。此外，该电路还具有测量当两种不同金属处于不同温度时发生的热电或塞贝克效应的能力。这可以允许蒸发器补偿塞贝克效应。例如，使用微控制器的模数转换器(ADC)，可以对第二级放大器的输出电压进行采样并将其转换为二进制表示，其可以在查找表中用于将这些读数转换为电阻。可以在理论上确定查找表(例如，根据电路的分析)；并且可以利用对塞贝克效应进行的测量以及由部件公差引起的一些固定偏移来校正该查找表。

与当前主题的一些实施方式一致的蒸发器可以调整和调节施加到可蒸发材料的空气温度。在本文描述的任何变型中，蒸发器装置可以构造为允许用户选择(期望温度输入630)不同的空气温度以蒸发感兴趣的材料(例如，通过设备上的按钮或其他控制输入，或者无线地，例如，通过远程装置上的用户界面，例如与蒸发器通信的智能电话)。蒸发器控制电路(例如，图6的框图600)可包括一个或多个控制器以调节整体温度选择。

特别地，设备控制器610可以使用第一控制器电路(控制律)来调节加热元件502(电阻加热器)的温度，以控制并快速加热电阻加热器并基于电阻加热器的TCR来估计电阻加热器的温度；并且第二控制器电路(控制律)可以进一步基于用户选择的或预定的蒸发温度(例如，介于200℃和500℃之间)来调节电阻加热器，该蒸发温度可以由气流路径中(例如，在电阻加热器的下游和/或位于电阻加热器和烘箱腔室之间)的一个或多个热电偶503进行感测。这两个控制器电路可以一起协作以通过调节施加到加热器的能量的占空比来调节加热温度或加热增加速率。

例如，可以在微控制器610上实现比例-积分-微分控制器(PID控制器)，该微控制器610监测加热元件502上方的热电偶传感器503并将该热电偶传感器503用作空气温度控制器的反馈机构。分别地，可以通过使用(电阻加热器的)金属合金的TCR来确定加热器的目标电阻设定点而使用另一个第二PID控制器来调节加热元件502的温度，使得加热元件502不超过安全操作点。这两个PID控制器可以同时运行，例如，以128Hz运行，并且控制逻辑可以用于确定在任何给定点使用哪个PID控制器(空气温度或加热器温度)输出。两个PID控制器的输出可以以到功率MOSFET 701(例如，图7的示意图中的Q2)的PWM信号输入的占空比进行交替，其中一次只有一个输出用于控制晶体管。当装置检测到用户已经开始抽吸(其可以从诸如压力传感器(参见例如图5A，508)的传感器(或者从用户按下的按钮)进行确定)时，可首先初始化感测到TCR的加热器温度PID控制器。这可以确保加热元件的温度快速升高到其最大操作温度，以尽可能快地加热进入空气。如上所述，热电偶503的温度得以监测，并且当该温度超过预定阈值时，然后施加空气温度PID控制器的输出。例如，如果用户将蒸发温度设置为350℃并继续在装置上进行抽吸(触发压力传感器用于开始抽吸的阈值)，则会导致微控制器开始使用来自加热器温度PID控制器占空比来脉动功率MOSFET以将加热元件的温度调节到允许最大值700℃。当进入的空气被加热时，一旦检测到的空气温度超过设定的阈值(例如，对应于例如300℃的温度)，则空气温度PID控制器就控制所施加的加热器电流。然后通过空气温度PID控制器控制加热元件，以将空气温度调节到350℃，但加热器温度PID控制器不允许加热元件的温度超过700℃截止。如果气流足够低以允许加热元件达到允许的最大安全操作温度，则系统可以使两个PID控制器交替。也就是说，如果气流太高，加热器可能无法达到其最高温度。

使用通过加热元件和烘箱的4L/min的气流测试上述实施例，同时在会话期间记录来自热电偶的数据。如图8和9的曲线图800和900分别所示，热电偶在大约一秒钟达到蒸发温度(图9示出了图8中3秒和7秒之间的更详细的曲线图，示出了加热时间)。在该装置上运行的控制律使用加热元件的电阻测量以确保元件不会超过安全操作温度(例如，700℃)。该装置持续监测热电偶并将空气温度调节到设定值(本例中为350℃)。加热时会出现过冲，但这可能是有意的，以使可蒸发材料尽可能快地达到蒸发温度。以下数据的粗略分辨率是由装置中使用的热电偶监测器的最小采样时间所导致的。然而，足以将空气温度控制在至少±5℃范围内。更细粒度的控制系统也在本主题的范围内。

在本文所述的按需基于对流的蒸发器的一些变型中，电阻加热器(电阻加热元件)可由一种或多种不同类型的金属合金形成，例如不锈钢316、不锈钢309、镍铬合金。或任何其他电阻金属合金。可替代地或另外地，用于电阻加热元件和烘箱的壳体可以由金属或合金制成，例如薄铝片或薄不锈钢片。加热元件可以通过由Teflon或类似材料制成的套管或衬套而与壳体绝热。

在本文所述的任何变型中，蒸发器可包括与加热器热连通的热交换器，其可实现更好的效率。这可能涉及圆形类型的金属挡板或圆盘，其可插入加热元件管的每一侧并靠近凹口区域安装，例如凹口区域555。远离凹口区域向管下游传导的热量中的一些也可以传导至这些热交换器中。当空气通过管的端部被抽吸时，这些替代的提出的热交换器可以利用向管的端部下游传导的损失的热量中的一些并且将这种否则将“损失的”能量返回到抽吸空气中。类似于这种圆盘或挡板的另一种方法包括加热器管的凸起部分或翅片，其朝向管的中心突出。这些翅片可以提供另一种类型的热交换器，以帮助将热量添加回空气路径。

与当前主题的一些实施方式一致，可以将热电偶构建到蒸发器中，而不是将热电偶传感器503结合到蒸发器500中。在一个示例中，作为用热电偶进行空气温度测量的替代物，可以测量筛网515的温度。例如，如果筛网515与烘箱腔室501绝缘，则其可以用作热敏电阻。通过包括与沿长轴线的任一端部脱离的引线，可以通过该引线测量电阻。该方法允许微控制器610计算筛网515的平均温度，因为平均温度和空气温度应该是高度相关的，因此其可以用作空气温度测量的替代。作为另一个示例，如果筛网515保持与烘箱腔室501电连接，则可以从筛网515牵拉不同材料的单个引线，从而形成自组织热电偶。通过测量跨越烘箱腔室/筛网构造和不同材料的引线的电压，可以通过微控制器610计算两种材料之间的连接处的温度。或者，烘箱腔室内或附近的红外传感器可以类似地测量蒸发材料的空气的温度。可替代地，可以直接移除下游空气温度传感器，并且可以使用算法来根据加热器温度、流动速率和/或时间来预测下游空气温度。

与当前主题的一些实施方式一致，蒸发器的烘箱腔室和吸嘴不需要位于蒸发器的相反端部上。例如，吸嘴可以与烘箱腔室相邻或几乎邻近。在这样的构造中，来自连接到吸嘴的烘箱腔室的一个或多个空气路径(蒸汽行进通过该空气路径)可以构造为允许蒸汽在通过吸嘴提供给用户之前充分冷却。例如，可以在烘箱腔室之后提供用于空气流动的湍流路径以允许充分冷却。这种湍流路径可以包括之字形路径、具有各种隆起和/或凸起的路径、或其他构造或方法，以允许热量从已加热的蒸气相对快速的交换。

图10示出了加热器元件1000的另一种变型，其中加热器是平板加热器，其具有例如由电阻金属合金制成的薄蛇形设计。该设计可以代替图3-4E中所示的加热器302。在该设计中，扁平加热元件可以直接放置在烘箱腔室下方的空气路径中。代替参照图5A和5B中所述的空气路径通过管然后改变方向以从凹口区域离开管，在图10，空气路径可以更直接。空气可以从加热器蛇形元件1000的下方进入装置，并在进入烘箱腔室之前通过加热器1000中的槽1005。如图5A所示，热电偶可以安装在加热器和烘箱腔室之间，以在接触或以其它方式加热可蒸发材料之前测量和控制空气温度。在一些变型中，加热器(电阻加热元件)可以是薄膜电阻加热元件，其被卷绕、弯曲或以其他方式设置成具有适当数量(例如，1,2,3,5等)的穿过其中的通路、狭缝、槽等的3D结构，以允许空气在电阻加热器上并穿过电阻加热器通过以便快速加热。在这些变型中的任何一个中，电阻加热器1000可以保持在空气路径中，并通过少量接触点1010耦接到装置的内部腔体，以使热传递最小化；可替代地，加热器1000可以通过绝热和/或绝缘耦接部进行连接。在这些变型的任何一个中，加热器的通路、狭缝等或表面区域可具有分形、锯齿状、翅片状或其他特征，以进一步增加向空气的热传递。

参照图11，过程流程图1100示出了方法的特征，其可以可选地包括以下中的一些或全部。在1110处，检测由蒸发器的用户在吸嘴上的抽吸(或者，可替代地，可以由用户选择按钮或其他启动指示器装置)。该检测可以借助进入蒸发器腔体的环境空气的气流路径中的压力传感器。在1120处，将能量施加到蒸发器的加热器，其开始将加热器快速增加到高操作温度或最大操作温度的过程以快速加热进入的环境空气。在1130处，监测来自加热器的已加热空气的空气温度。该监测可以借助蒸发器的加热器和烘箱腔室之间的一个或多个热电偶传感器，以确定离开加热器的空气的温度。在1140处，通过改变施加到加热器的能量来限制蒸发器的烘箱腔室的烘箱温度。这可以确保加热器不超过预定阈值。在1150处，响应于加热器的电阻变化来调节加热器的加热器温度以控制加热器温度。

如上所述，当前主题的实现包括用于蒸发材料的方法和装置，使得材料可以被用户吸入。本文描述的设备包括蒸发器装置以及包括蒸发器装置的系统。特别地，本文描述的是按需对流蒸发器设备(装置和系统)，其可被配置用于用户控制和操作。提供以下示例实施方式的描述以用于说明可以是当前主题的一部分的各种特征。它们并不旨在进行限制。

例如，按需手持式对流蒸发器装置可包括：具有护壳的细长本体；位于细长本体上的吸嘴；用于检测通过吸嘴的抽吸的传感器；位于细长本体内的烘箱腔室，其中烘箱腔室的侧向壁由空气间隙围绕；位于细长本体内的对流加热器，对流加热器具有多个槽和/或开口，该多个槽和/或开口构造成使空气通过对流加热器并在空气在对流加热器上和/或穿过对流加热器通过时产生混合湍流；加热器控制电路，该加热器控制电路构造为在检测到通过吸嘴的抽吸时将对流加热器加热到大于500℃的温度；进一步地，其中加热器控制电路将加热器限制在最高温度；另外，其中从加热器流入烘箱腔室的空气被加热到目标蒸发温度。

按需手持式对流蒸发器装置可包括：具有护壳的细长本体；位于细长本体的近端端部处的吸嘴；用于检测通过吸嘴的抽吸的传感器；位于细长本体的远端端部处的烘箱腔室，其中烘箱腔室的大于80％的侧向壁由空气间隙围绕；位于细长本体内的对流加热器，对流加热器具有多个槽和/或开口，该多个槽和/或开口构造成使空气通过对流加热器并在空气在对流加热器上和/或穿过对流加热器通过时产生混合湍流；加热器控制电路，该加热器控制电路构造为在检测到通过吸嘴的抽吸时将对流加热器加热到大于500℃的温度；另外，其中加热器控制电路将加热器限制在最高温度；其中从加热器流入烘箱腔室的空气在检测到通过吸嘴的抽吸的4秒内被加热到大于200℃的目标蒸发温度。

这些蒸发器中的任何一个可以使用管状对流加热器，例如沿长轴线延伸的细长管，该管沿穿过其的长度具有多个切口区域，以在通过其的空气中产生湍流。例如，这里描述的是按需手持式对流蒸发器装置，其可包括：具有护壳的细长本体；位于细长本体的近端端部处的吸嘴；用于检测通过吸嘴的抽吸的传感器；位于细长本体的远端端部处的烘箱腔室，其中烘箱腔室的大于80％的侧向壁由空气间隙围绕；对流加热器，其包括沿穿过其的长轴线延伸的细长管，该管沿穿过其的长度方向具有多个切口区域，以在通过其的空气中产生湍流；加热器控制电路，该加热器控制电路构造为在检测到通过吸嘴的抽吸时将对流加热器加热到大于500℃的温度；另外，其中加热器控制电路将加热器限制在最高温度；其中从加热器流入烘箱腔室的空气被加热到大于200°的目标蒸发温度。

根据当前主题的实施方式的蒸发器和/或方法中的任何一个还可包括或利用包括四点测量电路的加热器控制电路。例如，按需手持式对流蒸发器装置可包括：具有护壳的细长本体；位于细长本体的近端端部处的吸嘴；用于检测通过吸嘴的抽吸的传感器；位于细长本体的远端端部处的烘箱腔室，其中烘箱腔室的侧向壁由空气间隙围绕；对流加热器，其沿穿过其的长度方向具有多个槽和/或开口，以在通过其的空气中产生湍流；加热器控制电路，该加热器控制电路包括四点测量电路，其具有耦接到对流加热器的四个引线，其中引线中的两个配置为感测跨越加热元件的区域的电压降，进一步地，其中加热器控制电路配置成在检测到通过吸嘴的抽吸时将对流加热器加热到大于500℃的温度并将加热器限制到最高温度；其中从对流加热器流入烘箱腔室的空气被加热到目标蒸发温度。

因此，通常，当装置包括具有耦接到对流加热器的四个引线的四点测量电路时，引线中的两个可以配置为感测跨越加热元件的区域的电压降；这些引线可以位于两个外引线之间。两个外引线可以向对流加热器供电。例如，加热器控制电路的四个引线的第一引线和第二引线可以被配置为供电以加热对流加热器。配置为感测电压降的两个引线可以与供电引线间隔开，使得由于施加的高电力水平而导致的温度升高将不会影响电压感测引线的电阻/电导率。

根据当前主题的实施方式的蒸发器中的任何一个可包括位于对流加热器和烘箱腔室的内部之间的温度传感器，其中温度传感器向加热器控制电路提供空气温度输入。

通常，加热器控制电路可以配置为基于对流加热器的温度并基于对流加热器和烘箱腔室之间的空气温度来控制施加到对流加热器的能量。

在这些装置的任何一个中，吸嘴可以位于细长本体的近端端部处，并且烘箱腔室可以位于细长本体的远端端部内。

根据当前主题的实施方式的装置可以被配置为立即或几乎瞬间加热空气以蒸发烘箱腔室中的材料。例如，从加热器流入烘箱腔室的空气可以在检测到通过吸嘴的抽吸的4秒内(例如，在3秒内、在2秒内、在1秒内等)被加热到大于200℃的目标蒸发温度。

腔室的侧向壁可以由空气间隙所围绕，使得腔室的侧向(例如，垂直于烘箱腔室的底部的侧壁)由空气间隙围绕至少50％(例如，围绕至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少95％)。

操作本文描述的设备中的任何一个的方法可包括蒸发材料的方法。例如，操作按需手持式对流蒸发器的方法可以包括诸如以下特征：感测在蒸发器的吸嘴上的抽吸；将能量施加到蒸发器的导电加热器上；基于四点测量调节施加到导电加热器的能量，所述四点测量包括对应于连接到导电加热器的第一对引线的第一对输入以及对应于连接到导电加热器的第二对引线的第二对输入，其中第二对引线偏离第一对引线；以及蒸发蒸发器的烘箱腔室内的可蒸发材料。

将能量施加到蒸发器的导电加热器可以包括使温度在大约一秒内升高超过200度，和/或从第一对引线施加能量。第二对引线可以定位于第一对引线之间。

这些方法中的任何一种还可以包括从四点测量确定导电加热器的温度。

基于四点测量来调节施加到导电加热器的能量可以包括调节施加到导电加热器的能量的频率和/或占空比。

这些方法中的任何一种还可以包括基于对流加热器和蒸发器的烘箱腔室之间的空气温度来调节施加到导电加热器的能量，和/或感测蒸发器的对流加热器和烘箱腔室之间的空气的温度。

这些方法中的任何一种还可以包括限制施加到导电加热器的能量，使得导电加热器的温度不超过最大阈值(例如，500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃等)。

例如，操作按需手持式对流蒸发器的方法可包括：感测在蒸发器的吸嘴上的抽吸；从第一对引线向蒸发器的导电加热器施加能量以使温度在约一秒内升高超过200度；基于四点测量调节施加到导电加热器的能量，所述四点测量包括对应于第一对引线的第一对输入以及对应于连接到导电加热器的第二对引线的第二对输入，其中第二对引线定位于第一对引线之间；基于蒸发器的对流加热器和烘箱腔室之间的空气温度调节施加到导电加热器的能量；以及蒸发蒸发器的烘箱腔室内的可蒸发材料。

当特征或元件在本文中被称为“位于另一特征或元件上”时，它可以直接位于另一特征或元件上，或者也可以存在中间特征和/或元件。相反，当特征或元件被称为“直接位于另一特征或元件上”时，不存在中间特征或元件。还应该理解，当一个特征或元件被称为“连接”、“附接”或“耦合/耦接”到另一个特征或元件时，其可以直接连接、附接或耦合/耦接至另一个特征或元件或可以存在中间特征或元件。相反，当特征或元件被称为“直接连接”、“直接附接”或“直接耦合/耦接”至另一特征或元件时，不存在中间特征或元件。

尽管关于一个实施例进行了描述或示出，但是如此描述或示出的特征和元件可以应用于其它实施例。本领域技术人员还将理解，对与另一特征“相邻”设置的结构或特征的引用可具有与相邻特征叠覆或位于相邻特征之下的部分。

这里使用的术语仅用于描述特定实施方式和所实现的目的，而不是限制性的。除非上下文另有明确说明例如，否则如本文所用的单数形式“一”，“一个”和“该”旨在也包括复数形式。将进一步理解，当在本说明书和权利要求书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、步骤、操作、元件和/或器件存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作、元件，器件和/或其组。

在以上描述和权利要求中，可能出现之后是元件或特征的联合列表的诸如“至少一个”或“…中的一个或多个”的短语。术语“和/或”也可以出现在两个或更多个元件或特征的列表中。除非另外隐含地或明确地与其使用的上下文相矛盾，否则这样的短语旨在单独地表示任何列出的元件或特征，或者与任何其他列举的元件或特征组合的任何列举元件或特征。例如，短语“A和B中的至少一个”、“A和B中的一个或多个”和“A和/或B”各自旨在表示“单独A、单独B或A和B一起”。类似的解释也适用于包括三个或更多项目的列表。例如，短语“A，B和C中的至少一个”、“A，B和C中的一个或多个”、和“A，B和/或C”各自旨在表示“单独A、单独B、单独的C、A和B一起、A和C一起、B和C一起、或A和B和C一起”。在权利要求上或在权利要求中使用术语“基于”意指“至少部分地基于”，使得未被引用的特征或元件也是允许的。

在说明书的情况下中，本文可以使用例如“下”，“下方”、“上”、“上方”等的空间相对术语来描述一个元件或特征与如图所示的其它元件或特征的关系。应当理解，除了图中所示的定向之外，空间相对术语旨在包括使用或操作中的装置的不同定向。例如，如果图中的装置被反转，则被描述为在其他元件或特征“下”或“下方”的元件将被“定向”在其他元件或特征“上方”。因此，示例性术语“在...之下”可以包括上方和下方两个定向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或以其他定向)，并且相应地解释本文使用的空间相对描述符。类似地，除非另有明确说明，否则本文使用术语“向上”、“向下”、“竖直”、“水平”等仅用于解释的目的。

除非上下文另有说明，否则尽管这里可以使用术语“第一”和“第二”来描述各种特征/元件(包括步骤)，但是这些特征/元件不应受这些术语的限制。这些术语可用于将一个特征/元件与另一个特征/元件区分开。因此，下面讨论的第一特征/元件可以被称为第二特征/元件，并且类似地，下面讨论的第二特征/元件可以被称为第一特征/元件而不脱离这里提供的教导。

如本说明书和权利要求书中所使用的，包括如实施例中所使用的并且除非另有明确说明，否则所有数字可以被读作以“约”或“近似”一词开头，即使该术语没有明确指出出现。当描述幅度和/或位置以指示所描述的值和/或位置在合理的预期值和/或位置范围内时，可以使用短语“约”或“近似”。例如，数值可以是所述值(或值的范围)+/-0.1％、所述值(或值的范围)+/-1％、所述值(或值的范围)+/-2％、所述值(或值的范围)+/-5％，所述值(或值的范围)+/-10％等。除非上下文另有说明，否则此处给出的任何数值还应理解为包括大约或近似该值。例如，如果公开了值“10”，则还公开了“约10”。本文引用的任何数值范围旨在包括其中包含的所有子范围。还应理解，如本领域技术人员适当理解的，当公开某值时，则“小于或等于该值”、“大于或等于该值”和值之间的可能范围也被公开。例如，如果公开值“X”，则还公开了“小于或等于X”以及“大于或等于X”(例如，其中X是数值)。还应理解，在整个申请中，数据以多种不同格式提供，并且该数据表示终止点和起始点以及数据点的任何组合的范围。例如，如果公开了特定数据点“10”和特定数据点“15”，则应理解为大于、大于或等于、小于、小于或等于、并且等于10和15以及在10和15之间也被认为是公开的。还应该理解，还公开了两个特定单元之间的每个单元。例如，如果公开了10和15，则还公开了11,12,13和14。

尽管上文描述了各种说明性实施方式，但可在不脱离本文的教示的情况下对各种实施方式进行任何改变。例如，在替代实施方式中可以经常改变执行各种所描述的方法步骤的顺序，并且在其他替代实施方式中，可以完全跳过一个或多个方法步骤。各种装置和系统实现的可选特征可以包括在一些实施方式中而不包括在其他实施方式中。因此，提供前述描述主要是出于示例性目的，并且不应被解释为限制权利要求的范围。

本文描述的主题的一个或多个方面或特征可以在数字电子电路、集成电路、专门设计专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)计算机硬件、固件、软件、和/或其组合中实现。这些各种方面或特征可以包括在可编程系统上可执行和/或可解释的一个或多个计算机程序中的实施方式，该可编程系统包括至少一个可编程处理器，其可以是专用的或通用的、耦合为从存储系统、至少一个输入装置和至少一个输出装置接收数据并将数据和指令发送到存储系统、至少一个输入装置和至少一个输出装置。可编程系统或计算系统可包括客户端和服务器。客户端和服务器通常彼此远离并且通常通过通信网络进行交互。客户端和服务器的关系借助在相应计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序而产生。

也可以称为程序、软件、软件应用、应用、器件或代码的这些计算机程序包括用于可编程处理器的机器指令，并且可以用高级过程语言、面向对象编程语言、函数编程语言、逻辑编程语言和/或汇编/机器语言实现。如这里所使用的，术语“机器可读介质”指的是用于将机器指令和/或数据提供到可编程处理器的任何计算机程序产品、设备和/或装置，例如磁盘、光盘、存储器和可编程逻辑装置(PLD)，包括接收作为机器可读信号的机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”指的是用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何信号。机器可读介质可以非暂时地存储这样的机器指令，例如非瞬态固态存储器或磁性硬盘驱动器或任何等同的存储介质。机器可读介质可以替代地或附加地以瞬态方式存储这样的机器指令，例如处理器缓存或与一个或多个物理处理器核相关联的其他随机存取存储器。

为了提供与用户的交互，可以在具有显示装置(例如用于向用户显示信息的阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)或发光二极管(LED)监视器)以及用户可以向计算机提供输入的键盘和指示装置(例如鼠标或跟踪球)的计算机上实现本文描述的主题的一个或多个方面或特征。其他类型的装置也可用于提供与用户的交互。例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈，例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；并且可以以任何形式接收来自用户的输入，包括但不限于声学、语音或触觉输入。其他可能的输入装置包括但不限于触摸屏或其他触敏装置，例如单点或多点电阻或电容式触控板、语音识别硬件和软件、光学扫描仪、光学指针、数字图像捕获装置和相关联的解释软件等。

本文包括的示例和说明通过说明而非限制的方式示出了可以实践主题的具体实施方式。如上所述，可以利用并从中导出其他实施方式，使得可以在不脱离本公开的范围的情况下进行结构和逻辑替换和改变。本发明主题的此类实施方式在本文中可单独地或共同地由术语“发明”来指代，如果事实上公开了不止一个发明，则不意图将本申请的范围自愿地限制于任何单个发明或发明构思而仅仅是为了方便。因此，尽管本文已说明和描述了特定实施方式，但经计算以实现相同目的的任何设置可替代所展示的特定实施方式。本公开旨在涵盖各种实现的任何和所有修改或变化。在阅读以上描述后，上述实施方式的组合以及本文未具体描述的其他实施方式对于本领域技术人员而言将是显而易见的。

Claims (36)

1.一种蒸发器，包括：

蒸发器本体，其包括外壳体；

位于所述蒸发器本体内的加热器，所述加热器具有至少一个开口，空气穿过所述至少一个开口通过并被加热；

烘箱腔室，其中保持可蒸发材料，所述烘箱腔室造为通过由所述加热器所加热的所述空气进行加热，使得所述可蒸发材料至少部分地蒸发到已加热的空气中；

控制器，其耦接到所述加热器并构造成使所述加热器加热到一温度；以及

吸嘴，其构造成输送所述已加热的空气和已蒸发的材料。

2.根据权利要求1所述的蒸发器，其还包括入口空气开口，所述入口空气开口穿过所述外壳体的一部分形成，当用户在所述吸嘴上抽吸时，所述空气通过所述入口空气开口进入所述蒸发器本体。

3.根据权利要求2所述的蒸发器，其还包括压力传感器，所述压力传感器构造成检测所述空气的气流，其中所述压力传感器耦接到所述控制器并在检测到所述气流时向所述控制器发送信号。

4.根据权利要求3所述的蒸发器，其中所述信号使得所述控制器加热所述加热器。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的蒸发器，其还包括用于所述加热器的结构壳体，所述结构壳体围绕所述加热器的至少大部分并且通过所述结构壳体的内侧壁和所述加热器之间的一个或多个延伸部悬挂所述加热器。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的蒸发器，其还包括结构壳体，所述加热器、所述烘箱腔室以及所述控制器容纳在所述结构壳体中；

其中，至少一个内侧通路在所述烘箱腔室和所述吸嘴之间形成在所述结构壳体的外侧壁和所述外壳体的内侧壁之间并且沿着所述结构壳体的所述外侧壁和所述外壳体的所述内侧壁的长度延伸；

其中，所述至少一个内侧通路形成至少一个冷却通道，用于所述已加热的空气和已蒸发的材料行进到所述吸嘴。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的蒸发器，其中，所述加热器包括细长管，所述细长管在沿其长度的至少一些点处包括凹口区域。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的蒸发器，其中，所述烘箱腔室包括具有表面区域的侧壁，并且其中，所述烘箱腔室的所述侧壁的大部分表面区域由空气间隙围绕。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的蒸发器，其还包括位于所述烘箱腔室的底部部分的筛网，其中所述筛网包括多个穿孔以允许所述已加热的空气到达所述烘箱腔室。

10.根据权利要求9所述的蒸发器，其中，所述筛网与所述烘箱电隔离，并且其中，所述控制器还构造为根据沿着所述筛网的长度的测量电阻来确定所述筛网的温度。

11.根据权利要求9-10中任一项所述的蒸发器，其中，所述控制器还构造为根据跨越所述筛网和所述烘箱腔室的测量电压来确定所述筛网的温度。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的蒸发器，其中，所述控制器还构造为根据加热器温度、流动速率和时间中的一个或多个来确定所述已加热的空气的空气温度。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的蒸发器，其还包括位于所述加热器和所述烘箱腔室之间的一个或多个热电偶传感器，所述一个或多个热电偶传感器构造为感测所述已加热的空气的空气温度并向所述控制器提供温度输入。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的蒸发器，其中，所述控制器包括耦接到测量电路的微控制器；

其中，所述测量电路测量所述加热器的加热器温度。

15.根据权利要求14所述的蒸发器，其中，所述测量电路包括两点测量电路。

16.根据权利要求14所述的蒸发器，其中，所述测量电路包括四点测量电路。

17.根据权利要求14所述的蒸发器，其中，所述微控制器构造为基于加热器温度和所述加热器与所述烘箱腔室之间的所述已加热的空气的空气温度来控制施加到所述加热器的能量。

18.根据权利要求1-17中任一项所述的蒸发器，其中，所述吸嘴位于所述外壳体的第一端部，并且所述烘箱腔室位于所述外壳体的与所述第一端部相反的第二端部处。

19.根据权利要求1-17中任一项所述的蒸发器，其中，所述吸嘴和所述烘箱腔室彼此相邻。

20.根据权利要求1-19中任一项所述的蒸发器，其中，所述加热器悬挂在所述蒸发器本体内。

21.根据权利要求1-20中任一项所述的蒸发器，其中，当所述空气在所述加热器上并穿过所述加热器通过时，所述加热器和所述至少一个开口引起湍流气体流动。

22.根据权利要求1-21中任一项所述的蒸发器，其中，当检测到由用户使用所述吸嘴引起的气流时，蒸发器操作开始。

23.一种蒸发器，包括：

蒸发器本体，其包括外壳体以及容纳在所述外壳体内并限定腔体的内部结构壳体；

空气入口，其延伸穿过所述外壳体的一部分并进入所述内部结构壳体的所述腔体，空气通过所述空气入口进入所述腔体；

加热器，其悬挂在所述内部结构壳体的所述腔体内，所述加热器具有一个或多个开口，所述空气穿过所述一个或多个开口通过，所述加热器和所述多个开口在所述空气在所述加热器上并穿过所述加热器通过用于加热时在所述空气中产生湍流；

烘箱腔室，其位于所述内部结构壳体的所述腔体内并且其中保持可蒸发材料，所述烘箱腔室通过由所述加热器所加热的所述空气进行加热，使得所述可蒸发材料蒸发至已加热的空气中；

控制器，其耦接到所述加热器并且构造为在检测到到达所述加热器的空气流动时使所述加热器加热到预定温度；以及

吸嘴，其构造成输送所述已加热的空气和已蒸发的材料。

24.一种方法，包括：

感测蒸发器的吸嘴上的抽吸；

将能量施加到所述蒸发器的加热器；

监测来自所述加热器的已加热的空气的空气温度；

通过改变施加到所述加热器的能量来限制所述蒸发器的烘箱腔室的烘箱温度；以及

响应于所述加热器的电阻变化来调节所述加热器的加热器温度以控制所述加热器温度。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，根据所述蒸发器的腔体内所感测到的环境空气压降检测所述吸嘴上的所述抽吸。

26.根据权利要求24-25中任一项所述的方法，其中，根据所述加热器和所述烘箱腔室之间的一个或多个热电偶传感器测量所述已加热的空气的所述空气温度。

27.根据权利要求24-26中任一项所述的方法，其中，调节所述加热器温度包括确定所述加热器的目标电阻设定点并调节所述加热器温度以不超过预定阈值。

28.根据权利要求24-27中任一项所述的方法，其还包括根据四点测量确定所述加热器的所述加热器温度。

29.根据权利要求24-28中任一项所述的方法，其还包括响应于所述四点测量通过调节施加到所述加热器的所述能量的频率和占空比中的一个或多个来调节施加到所述加热器的所述能量。

30.根据权利要求29所述的方法，其中，调节施加到所述加热器的所述能量是响应于所述蒸发器的所述加热器和所述烘箱腔室之间的所述空气的所述空气温度。

31.一种蒸发器，包括：

蒸发器本体，其包括外壳体；

位于所述蒸发器本体内的加热器，所述加热器构造成干扰在所述加热器的区域中流动的空气的流动并加热在所述加热器的区域中流动的所述空气；

烘箱腔室，其流体耦接到所述加热器，在所述烘箱腔室中保持可蒸发材料，所述烘箱腔室构造成通过由所述加热器所加热的所述空气进行加热，使得所述可蒸发材料蒸发到已加热的空气中；以及

吸嘴，其构造成输送所述已加热的空气和已蒸发的材料。

32.根据权利要求31所述的蒸发器，其还包括通路区域，以在所述已加热的空气和已蒸发的材料在所述外壳体内行进到所述吸嘴时进一步分配所述已加热的空气和已蒸发的材料的流动并冷却所述已加热的空气和已蒸发的材料。

33.根据权利要求31所述的蒸发器，其还包括控制器，所述控制器耦接到所述加热器并且构造成使所述加热器加热到预定温度。

34.根据权利要求31所述的蒸发器，其还包括入口空气开口，所述入口空气开口穿过所述外壳体的一部分形成，当用户在所述吸嘴上抽吸时，所述空气通过所述入口空气开口进入所述蒸发器本体。

35.根据权利要求31所述的蒸发器，其中，所述加热器包括细长管，所述细长管沿其长度包括凹口区域。

36.根据权利要求31所述的蒸发器，其中，所述烘箱腔室的壁由空气间隙围绕。