CN109793287A - 掺入标记物的气溶胶生成制品和电操作系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及控制气溶胶生成系统的方法和相关系统。该系统包括：气溶胶生成制品；和气溶胶生成装置。该装置具有基于在气溶胶生成制品的材料内掺入的标记物的光谱特征，能够检测气溶胶生成制品的存在且区分气溶胶生成制品与配置用于与气溶胶生成系统一起使用的其他制品的检测器。该方法包括下述步骤：检测气溶胶生成制品的存在；测定制品是否包含标记物；比较所检测到的标记物的光谱特征与对应于配置用于与系统一起使用的制品的标记物光谱特征的查找表；除非所检测到的标记物光谱特征对应于配置用于与系统一起使用的制品，否则阻止装置的启动，包括阻止对加热元件的电力供应；并且如果所检测到的标记物光谱特征对应于配置用于与系统一起使用的制品，则启动装置。

Description

掺入标记物的气溶胶生成制品和电操作系统

本申请是原始中国专利申请号201480062128.9，申请日2014年12月3日，发明名称“掺入标记物的气溶胶生成制品和电操作系统”的分案申请。

技术领域

本发明涉及掺入标记物的气溶胶生成制品，作为电操作式气溶胶生成系统的部分用于电操作式气溶胶生成装置中。特别地，气溶胶生成制品可为吸烟制品。

背景技术

许多文件例如US-A-5 060 671、US-A-5 388 594、US-A-5 505 214、WO-A-2004/043175、EP-A-1 618 803、EP A 1 736 065和WO-A-2007/131449公开了具有许多优点的电操作式气溶胶生成吸烟系统。一个优点是它们显著减少侧流烟气，同时允许吸烟者选择性暂停和重新开始吸烟。

电加热式吸烟系统通常包括与加热器连接的电源，例如电池，以加热气溶胶形成基质，以形成提供给吸烟者的气溶胶。在操作中，这些电加热式吸烟系统通常给加热器提供大功率脉冲，以提供操作所需的温度范围且释放挥发性化合物。电加热式吸烟系统可为可重复使用的，并且可布置为接纳含有气溶胶形成基质的一次性吸烟制品，以形成气溶胶。

通常专门设计开发用于电加热式吸烟系统的气溶胶生成吸烟制品，因为香味通过气溶胶形成基质的控制加热而生成且释放，而无需在点燃端部的香烟及其他吸烟制品中发生的燃烧。因此，设计用于电加热式吸烟系统的吸烟制品的结构可不同于点燃端部的吸烟制品的结构。使用具有电加热式吸烟系统的点燃端部的吸烟制品可导致使用者的差吸烟体验，并且还可损害系统，因为例如吸烟制品与系统不相容。另外，可能存在许多不同的吸烟制品，其各自配置用于与系统一起使用，但各自提供使用者的不同吸烟体验。

现有技术的电加热式吸烟系统中的一些包括检测器，其能够检测在吸烟系统中接纳的吸烟制品的存在。通常，已知系统将可鉴定油墨印刷到吸烟制品的表面上，其随后通过电加热式吸烟装置进行检测。本发明的目的是提供改良的气溶胶生成制品，以及包括检测器的电操作式吸烟系统，所述检测器对吸烟者提供另外的功能性和增加的产生伪造制品的难度。

发明内容

根据本发明的一个方面，本发明提供了控制气溶胶生成系统的方法。该系统包括：包括至少一个部件的气溶胶生成制品，在所述至少一个部件的材料内掺入具有可鉴定的光谱特征的标记物；和气溶胶生成装置。气溶胶生成装置包括：用于至少部分接纳气溶胶生成制品的腔；至少一个加热元件；用于将电力供应给至少一个加热元件的电源；与电源和至少一个加热元件连接的电硬件；以及基于在气溶胶生成制品的材料内掺入的标记物的光谱特征，能够检测气溶胶生成制品的存在且区分气溶胶生成制品与配置用于与气溶胶生成系统一起使用的其他制品的检测器。该方法包括下述步骤：检测气溶胶生成制品的存在；测定气溶胶生成制品是否包含标记物；比较所检测到的标记物的光谱特征与对应于配置用于与气溶胶生成系统一起使用的气溶胶生成制品的标记物光谱特征的查找表；除非所检测到的标记物光谱特征对应于配置用于与气溶胶生成系统一起使用的气溶胶生成制品，否则阻止气溶胶生成装置的启动，包括阻止对至少一个加热元件的电力供应；并且如果所检测到的标记物光谱特征对应于配置用于与气溶胶生成系统一起使用的气溶胶生成制品，则启动气溶胶生成装置。

提供检测掺入气溶胶生成制品的材料内的标记物的此类方法增加生产伪造制品的难度，减少未经授权的气溶胶生成制品与系统一起使用的危险，并且给使用者提供更易于使用的系统。

该方法优选还包括检测对气溶胶生成装置外部呈递的气溶胶生成制品的存在的步骤。提供此类功能性使使用者能快速且容易地测定气溶胶生成制品是否配置用于与系统一起使用。为了再进一步减少使用伪造制品或并非配置用于与系统一起使用的其他制品的风险，阻止气溶胶生成装置启动的步骤还可包括阻止气溶胶生成制品在气溶胶生成装置的腔内接纳。下文讨论了使制品能被阻止在腔内接纳的气溶胶生成装置的结构特点。

在一个实施例中，气溶胶生成系统还包括充电单元。在该实施例中，该方法还包括下述步骤：检测对充电单元外部呈递的气溶胶生成制品的存在；并且除非所检测到的标记物光谱特征对应于配置用于与气溶胶生成系统一起使用的气溶胶生成制品，否则将来自充电单元的启动信号提供给气溶胶生成装置。

在该实施例中，充电单元优选还包括用于至少部分接纳气溶胶生成装置的腔。该方法还可包括下述步骤：除非所检测到的标记物光谱特征对应于配置用于与气溶胶生成系统一起使用的气溶胶生成制品，否则阻止气溶胶生成装置从充电单元释放。再次，此类步骤再进一步减少使用伪造制品或并非配置用于与系统一起使用的其他制品的风险。下文讨论了阻止装置从充电单元的腔中释放的充电单元的结构特点。

启动气溶胶生成装置的步骤优选还包括将气溶胶生成装置从待机模式转换为活动模式。使装置能从待机模式转换为活动模式允许装置节省电力。

一旦装置在使用中，并且电力提供给至少一个加热元件以加热气溶胶生成制品且生成气溶胶，该方法就还可包括下述步骤：将至少一个加热元件的温度增加至标记物在其下失活的温度以上，从而阻止吸烟制品被再次使用。如应了解的，如果标记物是失活的，则它不能被检测器检测到，并且因此装置不被启动，使得制品无法重复使用。这可改善使用者体验。标记物在其下失活的温度可低于装置的操作温度。

替代地，标记物在其下失活的温度可高于装置的操作温度。在这个替代方案中，该方法可包括下述步骤：检测吸烟制品的寿命终点，并且依赖于吸烟制品已达到其寿命终点，将温度增加至在其以上标记物失活的温度。

制品的寿命终点可通过下述进行测定：计数由使用者进行的单口抽吸数目，和或替代地，计时由使用者进行的单口抽吸长度。单口抽吸的总数目或单口抽吸的总时间长度随后可与该制品的预定寿命时间相比较。

根据本公开内容的一个方面，本发明提供了用于在电操作式气溶胶生成装置中使用的气溶胶生成制品，该制品包括：至少一个部件，在至少一个部件的材料内掺入标记物，其中所述标记物包含可鉴定的光谱特征。当进行上述方法时，气溶胶生成制品可用于气溶胶生成系统中。

掺入制品部件的材料内的标记物的使用有利地阻止标记物在制造后从部件中去除。以这种方式，气溶胶生成制品的抗篡改性和伪造难度得到改善。

在使用中，气溶胶生成制品在电操作式气溶胶生成装置中接纳，所述电操作式气溶胶生成装置包括用于测定标记物的光谱特征的设备。用于测定光谱特征的设备优选包括光源和光传感器。气溶胶生成装置在下文更详细地进行描述。

气溶胶生成制品可包括在共轴对准中序贯布置且由外部包装材料限定的气溶胶形成基质、中空管状元件、气溶胶冷却元件和烟嘴。

标记物可掺入气溶胶生成制品的任何部件内，包括但不限于：纸例如包装纸；过滤器；接装纸；烟草；烟草包装；涂层；粘合剂；固定剂；胶；油墨，泡沫，中空乙酸酯管；包装；和漆。标记物可通过下述掺入部件内：在材料制造期间将它加入，例如通过在干燥前将它加入纸浆或糊剂中，或将它印刷或喷雾到部件上。通常，将标记物以纳克痕量掺入部件内。例如，当标记物喷射到表面上时，被喷射的溶液可以1ppm-1000ppm的浓度掺入标记物。

为了使标记物能更准确地被鉴定，标记物可包含可鉴定的吸收光谱特征。当标记物通过气溶胶生成装置的光源进行照明时，标记物将吸收特定波长或波长组，并且随后被光传感器接纳的光波长因此使气溶胶生成装置能依赖于不存在的波长来测定标记物。

标记物的物理和化学结构可这样进行控制，使得吸收的光波长可根据需要进行设置。在一个优选实施例中，吸收的光波长不在可见光谱中。优选地，吸收的波长在红外线或紫外线范围内。

另外，或代替包含可鉴定的吸收光谱特征的标记物，标记物可包含可鉴定的发射光谱特征。当标记物通过气溶胶生成装置的光源进行照明时，光优选激发标记物且发出从激发光的波长转变的至少一个光波长。如应了解的，这是一种光致发光形式，并且可为磷光或荧光。通过控制标记物的物理和化学结构，光谱特征可得到控制。在一些实施例中，可鉴定的特征可依赖于与激发有关的发射的时间应答，或在激发后的发射的衰变率。

在一个优选实施例中，发出的光的波长不在可见光谱中。优选地，发出的光的波长在红外线或紫外线范围内。

在一个优选实施例中，标记物分布在材料各处。通过使标记物分布在材料各处，气溶胶生成制品在气溶胶生成装置内的定向并不重要。这使系统的使用对于使用者能更简单。另外，通过使标记物分布在材料各处，材料的抗篡改性得到改善，因为更难以完全去除标记物。在一个特别优选的实施例中，标记物基本上均质分布在材料各处。

优选存在提供用于在气溶胶生成制品中使用的多种标记物，每种标记物具有不同的和可鉴定的光谱特征。以这种方式，可提供各自具有不同标记物的多种气溶胶生成制品，所述不同标记物具有使气溶胶生成装置能区分气溶胶生成制品且相应地操作的不同光谱特征。气溶胶生成装置的操作在下文详细描述。

标记物在高达1500摄氏度的高温下优选是稳定的。如本文使用的，术语“稳定的”指标记物具有一致的光谱特征，并且标记物将不分解。通过提供在高温下保持稳定的标记物，当制造气溶胶生成制品时，以及在制造气溶胶生成部件的材料中，可使用标准制造工艺。

可通过将标记物作为成分加入用于制造材料的浆料中，来制造掺入标记物的气溶胶生成部件的材料。浆料随后可例如通过浇铸来形成，并且干燥以产生例如纸或包装材料的材料。

标记物可这样进行配置，使得在气溶胶生成制品的正常操作温度下，标记物是失活的。如本文使用的，“失活”指标记物不再具有可鉴定的光谱特征。在使用中，生成气溶胶所需的温度大于使标记物失活所需的温度。以这种方式，气溶胶生成装置可测定气溶胶生成制品先前是否已使用，并且相应地操作。气溶胶生成制品部件在正常操作期间的温度范围优选为约50摄氏度至约300摄氏度，取决于气溶胶生成装置的部件的位置和类型。像这样，优选标记物在约50摄氏度至约500摄氏度的温度下是失活的。更优选地，标记物在约70摄氏度至约100摄氏度的温度下是失活的。

标记物可通过在上述高温下分解而失活，使得不再具有可鉴定的光谱特征。替代地，标记物可通过经由另外的温度依赖性添加剂掩蔽而失活。另外的添加剂在高温下可变得不透明，或可变色以掩蔽标记物的特征。

类似地，对于在高温下稳定的标记物的上述描述，标记物优选是化学稳定的。优选地，标记物是足够化学稳定的，以便在材料或部件的制造期间不分解。因此，当标记物处于下述时，它优选是稳定的：暴露于液体水；暴露于水蒸气；暴露于其他常用溶剂；在干燥时；在材料物理变形以形成部件时；在暴露于增加的温度时；以及在暴露于降低的温度时。像这样，在上述材料制造工艺期间，标记物不分解并且标记物维持可鉴定的光谱特征。

标记物优选采取粉末形式。标记物粉末有利地使标记物能更容易地被掺入材料内。优选地，标记物是由下述中的至少一种组成的粉末：稀土；锕系金属氧化物；陶瓷。稀土优选是镧系元素。

标记物的可鉴定的光谱特征可与气溶胶生成制品类型、气溶胶形成基质类型、生产日期、生产场所、批号及其他生产细节以及使用日期相关。

当气溶胶生成制品包括外部包装材料时，外部包装材料例如可为卷烟外部包装纸。

气溶胶生成制品可为长度约30mm-约120mm，例如长度约45mm。气溶胶生成制品可为直径约4mm-约15mm，例如约7.2mm。气溶胶形成基质可为长度约3mm-约30mm。

如上所述，优选地，气溶胶生成制品包括气溶胶形成基质。气溶胶形成基质优选包含含有挥发性烟草香味化合物的含烟草材料，在加热时所述挥发性烟草香味化合物从基质中释放。替代地，气溶胶形成基质可包含非烟草材料，例如EP-A-1 750 788和EP-A-1 439876的装置中使用的那些。优选地，气溶胶形成基质还包含气溶胶形成剂。合适的气溶胶形成剂的例子是甘油和丙二醇。潜在合适的气溶胶形成剂的另外例子在EP-A-0 277519和US-A-5 396 911中描述。气溶胶形成基质可为固体基质。固体基质可包含例如下述中的一种或多种：包含下述中的一种或多种的粉末、颗粒、小球、碎片、通心管(spaghettis)、条或片材：草本植物叶、烟叶、烟肋片段、再生烟草、均质烟草、挤出烟草和膨胀烟草。任选地，固体基质可含有另外的烟草或非烟草挥发性香味化合物，以在基质加热时释放。

任选地，固体基质可在热稳定载体上提供或嵌入热稳定载体中。载体可采取粉末、颗粒、小球、碎片、通心管、条或片材的形式。替代地，载体可为具有安置在其内表面上的固体基质薄层的管状载体，例如公开于US-A-5 505 214、US-A-5 591 368和US-A-5 388 594中的那些，或具有安置在其外表面上的固体基质薄层的管状载体，或者具有安置在其内外表面上的固体基质薄层的管状载体。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。固体基质可以例如片材、泡沫、凝胶或浆料的形式安置在载体的表面上。固体基质可安置在载体的整个表面上，或替代地，可以模式安置以便提供在使用期间非均匀的香味递送。替代地，载体可为烟草组分已掺入其内的非织造织物或纤维束，例如EP-A-0 857 431中所述的那种。非织造织物或纤维束可包含例如碳纤维、天然纤维素纤维或纤维素衍生物纤维。

气溶胶形成基质可为液体基质，并且吸烟制品可包括用于保持液体基质的设备。例如，吸烟制品可包括容器，例如EP-A-0 893 071中所述的那种。替代地或另外，吸烟制品可包含液体基质可吸收到其内的多孔载体材料，如WO-A-2007/024130、WO-A-2007/066374、EP-A-1 736 062、WO-A-2007/131449和WO-A-2007/131450中所述。气溶胶形成基质可替代地为任何其他种类的基质，例如气态基质或各种类型基质的任何组合。标记物可掺入用于保持液体基质的设备内，例如在形成用于保持液体基质的容器的材料内。替代地或另外，当存在时，标记物可掺入多孔载体材料内。

气溶胶生成制品优选为吸烟制品。

根据本发明的一个进一步方面，本发明提供了电操作式气溶胶生成系统，其包括：包括至少一个部件的气溶胶生成制品，在所述至少一个部件的材料内掺入具有可鉴定的光谱特征的标记物。制品和标记物优选如本文描述。该系统还包括气溶胶生成装置，其包括：用于至少部分接纳气溶胶生成制品的腔；至少一个加热元件；用于将电力供应给至少一个加热元件的电源；与电源和至少一个加热元件连接的电硬件；以及基于在气溶胶生成制品的材料内掺入的标记物的光谱特征，能够检测气溶胶生成制品的存在且区分气溶胶生成制品与配置用于与气溶胶生成系统一起使用的其他制品的检测器。电硬件配置为进行如上所述控制气溶胶生成系统的方法。

可提供邻近气溶胶生成装置的外表面的检测器。检测器可在沿气溶胶生成装置的壳体外表面的任何位置处提供。在一个实施例中，检测器在沿壳体长度的大约中点处提供。当提供邻近气溶胶生成装置的外表面的检测器时，装置还可包括用于阻止气溶胶生成制品在腔内接纳的设备。在该实施例中，电硬件配置为仅允许配置用于与系统一起使用的气溶胶生成制品插入。可提供用于阻止对腔的接近的任何合适设备，例如可在腔内提供突起，当配置用于与系统一起使用的制品呈递给检测器时，所述突起通过控制器缩回。替代地，可提供通过电硬件控制的铰接盖，其至少基本覆盖腔的开放端部。当配置用于与系统一起使用的制品呈递给检测器时，铰接盖被打开。

气溶胶生成系统还可包括充电单元。检测器可邻近充电单元的外表面提供。检测器可在沿充电单元的外表面中任一的任何位置处提供。在该实施例中，当所检测到的标记物光谱特征对应于配置用于与气溶胶生成系统一起使用的气溶胶生成制品时，充电单元包括配置为对气溶胶生成装置提供启动信号的电硬件。提供在充电单元内的检测器可使装置能更简单，并且可减少装置的电力消耗。

此外，在充电单元中包括检测器的实施例中，充电单元还可包括用于至少部分接纳气溶胶生成装置的腔，以及除非所检测到的标记物光谱特征对应于配置用于与气溶胶生成系统一起使用的气溶胶生成制品，用于阻止气溶胶生成装置从充电单元中释放的设备。通过阻止装置被释放，使用者被阻止使用并非配置用于与系统一起使用的制品。可使用用于阻止释放的任何合适设备。例如，与装置上的相应凹口接合的突起可将装置锁定在腔内。突起是可移动的，使得当配置用于与系统一起使用的制品呈递给充电单元时，充电单元电硬件发送信号以移动突起来释放装置。替代地，可提供铰接盖以覆盖腔的开放端部，所述腔的开放端部是锁定的直至配置用于与系统一起使用的制品呈递给充电单元时。

根据本公开内容的一个进一步方面，本发明提供了电操作式气溶胶生成系统。该系统包括：如本文描述的包括至少一个部件的气溶胶生成制品，在所述至少一个部件的材料内掺入标记物；用于至少部分接纳气溶胶生成制品的腔；至少一个加热元件；用于将电力供应给至少一个加热元件的电源；与电源和至少一个加热元件连接的电硬件；以及基于在气溶胶生成制品的材料内掺入的标记物，能够检测腔内的气溶胶生成制品的存在且区分气溶胶生成制品与配置用于与气溶胶生成系统一起使用的其他制品的检测器。

如可见的，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。气溶胶生成系统可包括另外的部件，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。

系统优选布置为当检测器检测到腔内的气溶胶生成制品时启动。以这种方式，使用者不需要使用例如启动按钮来启动装置。

如上文与气溶胶生成制品相关描述的，每类气溶胶生成制品优选与具有不同的可鉴定的光谱特征的标记物一起提供。电硬件因此优选布置为基于通过检测器鉴定的特定气溶胶生成制品，建立用于至少一个加热元件的加热方案。

检测器优选是包括光学传感器的光谱检测器，所述光学传感器包括至少一个光发射器和至少一个光传感器。优选地，光发射器配置为发出红外线波长光或紫外线波长光。优选地，光传感器配置为检测红外线波长光或紫外线波长光。

在一个实施例中，制品是配置用于与系统一起使用的多个制品中的一个制品。在这种情况下，基于鉴定信息，检测器能够检测腔内的制品的存在，并且还能够区分制品与配置用于与系统一起使用的多个制品中的其他。

在一个实施例中，系统配置为接纳包括在其上掺入的标记物的多个制品，并且系统布置为仅与配置用于与系统一起使用的多个制品的子集一起操作，基于标记物特性，子集中的每个制品可通过检测器鉴定。

以这种方式，通过例如给电硬件编程，系统可设置用于仅与特定制品一起使用。该特点提供了众多优点。首先，这可减少或消除用于与系统一起使用的伪造吸烟制品。其次，这可允许制造商或分配商限制可与系统一起使用的吸烟制品，例如以计算在不同区域或管辖地区可用的不同吸烟制品。第三，这还可允许吸烟系统配置用于与吸烟制品的不同子集一起使用。例如，吸烟系统在购买时可与第一吸烟制品子集一起使用。在更新电硬件后，吸烟系统可与第二更大的吸烟制品子集一起使用。在电硬件的进一步更新后，吸烟系统可与第三更大的吸烟制品子集一起使用。

气溶胶生成装置优选是手提式气溶胶生成装置，其对于使用者在单手的手指之间握住是舒适的。气溶胶生成装置在形状上可基本为圆柱形。优选地，电加热式吸烟系统是可重复使用的。优选地，每个制品是一次性使用的。

气溶胶生成装置可具有多边形横截面和在一个面上形成的突起按钮：在该实施例中，气溶胶生成装置的外径可为从平坦面到相对平坦面测量的约12.7mm-约13.65mm；从边缘到相对边缘(即，从气溶胶生成装置的一个侧面上的两个面的交点到另一个侧面上的相应交点)测量的约13.4mm-约14.2mm；以及从按钮顶部到相对底部平坦面测量的约14.2mm-约15mm。装置的纵向长度可为约70mm-约120mm。装置的直径可为约10mm-约20mm。

在操作期间，气溶胶生成制品及其气溶胶形成基质可在腔内完全接纳，并且因此完全包含在电操作式气溶胶生成系统内。在这种情况下，使用者可在电操作式气溶胶生成系统的烟嘴上单口抽吸。替代地，在操作期间，制品可在腔内部分接纳，使得气溶胶形成基质完全或部分包含在电操作式气溶胶生成系统内。在这种情况下，使用者可直接在制品上或在电操作式气溶胶生成系统的烟嘴上单口抽吸。

优选地，并且如上所述，电操作式气溶胶生成系统布置为当检测器检测到腔内的吸烟制品时启动。当电硬件连接电源和至少一个加热元件时，系统可启动。替代地或另外，当系统从待机模式转变为活动模式时，系统可启动。替代地或另外，系统还可包括开关，并且当开关打开时，系统可启动，使得仅当制品在腔内检测到时，至少一个加热元件进行加热。系统的启动可另外或替代地包括其他步骤。

检测器能够检测气溶胶生成制品是存在于腔内，还是依赖于检测器的位置邻近装置或充电单元。正因为如此，该系统和吸烟制品具有众多优点。例如，提供了省电，因为系统无需永久保持在活动模式，而是可保持在待机模式，仅当检测到制品时，转变为活动模式。另外，当检测到制品时，所使用的电力可就特定使用者进行优化，取决于使用者的使用习惯。系统还允许制品的首次单口抽吸的时间更短，因为制品可在一被检测到时就进行加热。这将使用者的首次单口抽吸和使用者接收气溶胶之间的时间延迟降到最低。此外，安全可得到改善，因为系统仅在检测到有效制品时启动。因此，除非存在有效制品，否则不存在加热元件供能的机会。

检测器还可布置为指示制品何时从腔内去除。在这种情况下，系统可布置为从活动模式转变为待机模式。替代地或另外，如果系统包括开关，则当吸烟制品从腔内去除时，开关可关闭。

优选地，电硬件包括可编程控制器，例如微控制器，用于控制加热元件的操作。在一个实施例中，控制器可通过软件编程。替代地，控制器可包括应用专用硬件，例如应用专用集成电路(ASIC)，其可通过在硬件内对特定应用定制逻辑块进行编程。优选地，电硬件包括处理器。另外，电硬件可包括用于存储特定制品的加热优先、使用者偏好、使用者吸烟习惯或其他信息的存储器。优选地，存储的信息可更新且取决于可与吸烟系统一起使用的特定制品进行替换。另外，信息可从系统下载。

在一个示例性实施例中，电硬件包括传感器以检测指示使用者进行单口抽吸的气流。传感器可包括热敏电阻。传感器可为机电装置。替代地，传感器可为下述中的任一种：机械装置、光学装置、光机械装置和基于微机电系统(MEMS)的传感器。在这种情况下，电硬件可布置为当传感器感测使用者进行单口抽吸时，对至少一个加热元件提供电流脉冲。在一个替代实施例中，系统还包括可手动操作的开关，用于使用者起始单口抽吸。

优选地，电硬件布置为基于通过检测器鉴定的特定制品，建立用于至少一个加热元件的加热方案。

加热方案可包括下述中的一种或多种：用于加热元件的最高工作温度、最大加热时间/单口抽吸、单口抽吸之间的最短时间、单口抽吸的最大数目/制品和制品的最大总加热时间。建立对特定制品定制的加热方案是有利的，因为在特定制品中的气溶胶形成基质可能需要特定加热条件，或伴随特定加热条件提供改善的使用者体验。如已提及的，优选地，电硬件是可编程的，在所述情况下，可存储且更新各种加热方案。

优选地，电硬件布置为存储基于通过检测器鉴定的特定制品的信息。这允许监测由特定使用者使用的各种制品类型，以便跟踪客户偏好。信息可存储于电硬件优选存储器中。信息优选可从电硬件中寻回。

至少一个加热元件可包括单个加热元件。替代地，至少一个加热元件可包括超过一个加热元件。一个或多个加热元件可适当地布置，以便最有效地加热制品中的气溶胶形成基质。

至少一个加热元件优选包括电阻材料。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。合适金属的例子包括钛、锆、钽和铂族金属。合适的金属合金的例子包括不锈钢，含镍、钴、铬、铝、钛、锆、铪、铌、钼、钽、钨、锡、镓、锰和铁合金，以及基于镍、铁、钴、不锈钢、和铁-锰-铝基合金的超合金。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。合适复合加热元件的例子公开于US-A-5 498 855、WO-A-03/095688和US-A-5 514 630中。

替代地，至少一个加热元件可包括红外线加热元件，光子源例如US-A-5 934 289中描述的那些，或感应加热元件，例如US-A-5 613 505中描述的那些。

至少一个加热元件可采取任何合适的形式。例如，至少一个加热元件可采取加热片的形式，例如US-A-5 388 594、US-A-5 591 368和US-A-5 505214中描述的那些。替代地，至少一个加热元件可采取如EP A-1 128 741中描述的具有不同导电部分的外壳或基质的形式，或如WO-A-2007/066374中描述的电阻金属管的形式。替代地，如KR-A-100636287和JP-A-2006320286中所述，运行通过气溶胶形成基质中心的一个或多个加热针或杆也可为合适的。替代地，至少一个加热元件可为盘式(端部)加热器或盘式加热器与加热针或条的组合。其他替代方案包括加热线丝或细丝，例如Ni-Cr、铂、钨或合金丝，例如EP-A-1 736065中所述的那些，或加热板。

至少一个加热元件可借助于传导来加热气溶胶形成基质。加热元件可至少部分接触基质或在其上安置基质的载体。替代地，来自加热元件的热可借助于热传递元件传导给基质。替代地，至少一个加热元件可将热转移给进入的环境空气，该环境空气在使用期间被抽取通过电操作式气溶胶生成系统，其转而通过对流加热气溶胶形成基质。环境空气可在经过气溶胶形成基质之前被加热，如WO-A-2007/066374中所述。

根据本发明的再进一步方面，本发明提供了控制气溶胶生成系统的方法。该系统包括：包括至少一个部件的气溶胶生成制品，在所述至少一个部件的材料内掺入具有可鉴定的光谱特征的标记物；和气溶胶生成装置。气溶胶生成装置包括：用于至少部分接纳气溶胶生成制品的腔；至少一个加热元件；用于将电力供应给至少一个加热元件的电源；与电源和至少一个加热元件连接的电硬件；以及能够检测气溶胶生成制品的存在且测定在气溶胶生成制品的材料内掺入的标记物的光谱特征的检测器。该方法包括下述步骤：在第一操作模式中：检测气溶胶生成制品的存在；并且当检测到气溶胶生成制品的存在时，转变为第二操作模式；并且在第二操作模式中：测定气溶胶生成制品是否包含标记物；并且如果如此，则测定所检测到的标记物的光谱特征。

优选地，在第一模式中，检测器以低功率模式操作，并且在第二模式中，检测器以高功率模式操作。

通过以两种不同模式操作系统，系统的总电力消耗可减少，这使系统的操作时间能对于给定的电源容量增加。如应了解的，替代地，通过减少电源的尺寸和因此的容量，同时维持系统的操作时间，可减少系统的尺寸。

在第一模式中，检测器可配置为通过监测所接收信号中的变化来检测气溶胶生成制品的存在。该方法可包括比较接收的信号与阈值，其中如果信号超过阈值，则测定存在气溶胶生成制品。此类阈值比较可减少假阳性率，因此还增加系统的操作时间。

在第一模式中，该方法可包括使用接近传感器检测气溶胶生成制品的存在，并且在第二模式中，该方法可包括使用光发射器和接收器来测定所检测到的标记物的光谱特征。接近传感器可为电容型、光电型或感应型接近传感器。优选地，接近传感器是电容型传感器。在一个特别优选的实施例中，电容型传感器对于识别气溶胶生成制品的包装纸进行优化。

第一模式还可使用与第二模式中使用的相同的光发射器和接收器。然而，提供给光发射器的功率在第一操作模式中低于在第二操作模式中。在第一模式，仅需要测定气溶胶生成制品的存在，其需要比测定标记物的光谱特征时更少的功率。

适当时，根据本发明的这个再进一步方面的方法还可包括如本文描述的其他方法步骤和特点中的任一个。

根据本发明的再进一步方面，本发明提供了电操作式气溶胶生成系统。该系统包括：包括至少一个部件的气溶胶生成制品，在所述至少一个部件的材料内掺入具有可鉴定的光谱特征的标记物；和气溶胶生成装置。气溶胶生成装置包括：用于至少部分接纳气溶胶生成制品的腔；至少一个加热元件；用于将电力供应给至少一个加热元件的电源；与电源和至少一个加热元件连接的电硬件；以及能够检测气溶胶生成制品的存在且测定在气溶胶生成制品的材料内掺入的标记物的光谱特征的检测器。检测器配置为以第一模式和第二模式操作，在所述第一模式中，检测器配置为检测气溶胶生成制品的存在，并且在所述第二模式中，检测器配置为测定气溶胶生成制品是否包含标记物，并且如果如此，则测定所检测到的标记物的光谱特征。检测器还配置为当检测到气溶胶生成制品的存在时，从第一操作模式转变为第二操作模式。

在一个优选实施例中，第一操作模式中的检测器的电力消耗低于第二操作模式中的检测器的电力消耗。在一个实施例中，第一模式中的电力消耗为约3mA-约6mA，优选约5mA，并且第二模式中的电力消耗为约7mA-约10mA，优选约8mA。

通过以两种不同模式操作系统，系统的总电力消耗可减少，这使系统的操作时间能对于给定的电源容量增加。如应了解的，替代地，通过减少电源的尺寸和因此的容量，同时维持系统的操作时间，可减少系统的尺寸。

检测器可包括接近传感器，该接近传感器在第一操作模式中是活动的。优选地，该接近传感器在第二操作模式中不是活动的。接近传感器可为电容型、光电型或感应型电容型接近传感器。

电硬件可配置为比较当检测器以第一模式操作时由检测器接收的信号与阈值，其中如果信号超过阈值，则测定存在气溶胶生成制品。此类阈值比较可减少假阳性率，因此还增加系统的操作时间。

气溶胶生成装置的检测器可为包括光发射器和光检测器的单个检测器，其中在第一模式中，光发射器以比第二模式中更低的功率操作。在第一模式中，光检测器仅监测所接收信号中的变化，并且因此功率要求更低。

电硬件可配置为当检测到气溶胶生成制品的存在时，将检测器从第一操作模式转变为第二操作模式。

适当时，根据本发明的这个再进一步方面的系统还可包括其他系统特点中的任一种，或配置为进行如本文描述的方法步骤中的任一个。

在本发明的一个方面中的任何特点均可以任何适当组合应用于本发明的其他方面。特别地，方法方面可应用于仪器方面，并且反之亦然。此外，在一个方面的任何、一些和/或所有特点均可以任何适当组合应用于任何其他方面的任何、一些和/或所有特点。

还应了解在本发明的任何方面中所述和限定的各种特点的特定组合可独立地实现和/或提供和/或使用。

附图说明

将参照附图仅通过举例方式进一步描述本发明，在所述附图中：

-图1显示了根据本发明的气溶胶生成制品；

-图2显示了根据本发明的气溶胶生成系统；

-图3显示了根据本发明的替代气溶胶生成系统的图示；

-图4显示了根据本发明的进一步替代气溶胶生成系统的图示；

-图5显示了根据本发明的再进一步替代气溶胶生成系统的图示；和

-图6显示了根据本发明的另一种替代气溶胶生成系统的图示。

具体实施方式

图1显示了气溶胶生成制品100。制品100包括气溶胶形成基质102、真空管状转移元件104、烟嘴106和外部包装材料108。外部包装材料108包括标记物(由点表示)。标记物在材料的制造期间掺入包装材料中。

通过在浆料形成为纸且干燥之前，将粉末形式的标记物掺入包装纸材料浆内，来制造该实例中的包装材料。标记物在制造期间使用的温度和条件下是热和化学稳定的，使得最终材料与标记物一起提供。替代地，标记物可通过喷射、印刷、涂抹等等在溶液中应用于包装材料。

用于如下所述的电操作式气溶胶生成装置中的气溶胶生成制品掺入在包装材料内的标记物。标记物具有可鉴定的光谱特征。

在包装材料的材料内掺入的标记物的使用阻止标记物在制造后从包装材料中去除。以这种方式，气溶胶生成制品的抗篡改性和伪造难度得到改善。

标记物材料可选择为控制光学特性，使得它可吸收特定光波长，以使能鉴定和/或在与用于激发标记物的光波长相比较的转变波长处发光。

图2显示了根据本发明的电操作式气溶胶生成系统200的一个示例性实施例的透视图。电操作式气溶胶生成系统200是包括壳体202的吸烟系统，所述壳体202具有前壳体部分204和后壳体部分206。前壳体部分204包括前端部分208，其具有能够接纳制品例如吸烟制品的腔210。在图2中，显示了具有以香烟100形式的吸烟制品的吸烟系统200。在该实施例中，前壳体部分204还包括显示器212。显示器212未详细显示，但它可包括任何合适形式的显示器，例如液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器或等离子体显示面板。另外，显示器可布置为显示例如与吸烟制品或清洁制品相关的任何所需信息。

电加热式吸烟系统200还包括定位于腔210内或邻近腔210的检测器(图2中未示出)。检测器能够检测腔内制品的存在，并且还能够鉴定可与系统一起使用的各种制品。检测器包括用于测定标记物的光谱特征的设备。用于测定光谱特征的设备包括光源和光传感器。

图3显示了根据本发明的气溶胶生成系统300的进一步示例性实施例的图示。气溶胶生成系统包括气溶胶生成装置302和气溶胶生成制品304。气溶胶生成装置302包括电源306例如电池、控制电路308和检测器310。还提供具有用于接纳气溶胶生成制品304的腔的装置302。气溶胶生成制品304包括气溶胶生成液体基质容器312、毛细芯314、电操作式加热器316、气溶胶形成室318和烟嘴320。

气溶胶生成制品304是用于在气溶胶生成装置302中使用的筒，例如一次性使用筒。如本文描述的，筒的容器包含掺入用于形成容器的材料内的标记物。标记物具有可鉴定的光谱特征。

类似于图2中所示的示例性实施例，基于在容器312的材料内掺入的标记物，检测器310能够检测腔内的气溶胶生成制品304的存在且区分气溶胶生成制品与配置用于与气溶胶生成系统302一起使用的其他制品。如应了解的，标记物可掺入气溶胶生成制品的任何其他部件内。检测器310包括光源和光传感器，用于测定标记物的光谱特征，以鉴定气溶胶生成制品304。

在使用中，当使用者将气溶胶生成制品304插入气溶胶生成装置302内时，检测器310通过发光且检测由光传感器接收的应答，来测定插入的气溶胶生成制品的类型。

当使用者在烟嘴上抽吸时，依赖于检测到的气溶胶生成制品304的类型，控制电路给加热器316提供电力，以生成气溶胶。供应的电力可依照气溶胶生成制品的品牌或依照预定的使用者偏好等等进行优化。替代地或另外，如果气溶胶生成制品304未由检测器识别，则控制电路可阻止对加热器316供应的电力，以阻止未经授权的气溶胶生成制品的使用。

图4显示了进一步的气溶胶生成系统400的图示。图4中所示的系统类似于图3中所示的那种。气溶胶生成系统400包括气溶胶生成装置402和气溶胶生成制品304；气溶胶生成制品304与上文就图3而言描述的那种相同。气溶胶生成装置402也与上文就图3而言描述的那种相同，除了检测器404在装置壳体的外表面上提供之外。

在该实例中，检测器404能够检测对装置402外部呈递的气溶胶生成制品304的存在。再次，基于在容器312的材料内掺入的标记物，检测器能够区分气溶胶生成制品与配置用于与气溶胶生成系统400一起使用的其他制品。如应了解的，标记物可掺入气溶胶生成制品的任何其他部件内。检测器404包括光源和光传感器，用于测定标记物的光谱特征，以鉴定气溶胶生成制品304。

如可见的，装置还包括突起406，当在第一位置中时，如所示的，所述突起406阻止制品304插入腔内。突起406是可移动的，使得在第二位置中时，制品304可被插入。

在使用中，当使用者将气溶胶生成制品304呈递给检测器404时，检测器通过发光且检测由光传感器接收的应答，来测定气溶胶生成制品的类型。

如果制品配置用于与系统一起使用，则控制电路308启动装置，并且收回用于阻止制品插入腔312内的设备406。使用者随后将制品插入腔内且如上所述操作装置。

图5显示了根据本发明的气溶胶生成系统的再进一步例子。图5(a)显示了充电单元500。图5(b)显示了气溶胶生成装置502。在该实例中的装置502是适于接纳气溶胶生成制品504的电加热式气溶胶生成装置，所述气溶胶生成制品504包含气溶胶形成基质。类似于上文描述的制品100，制品504还包含标记物。充电装置500包括原电池506、控制电路508和电触点510，所述电触点510配置为当装置502与电触点510连接时，将来自电池506的电力提供给气溶胶生成装置502。充电装置配置为利用电池506给装置502充电。电触点510邻近腔512的底部提供。腔配置为接纳装置502。提供盖514，其配置为将装置502固定在主要装置500的腔512内。充电装置500的部件容纳在壳体516内。

类似于上文描述的检测器，充电单元500还与检测器517一起在壳体516的外表面上提供。

装置502包括可充电电池526、第二控制电路528和电触点530。如上所述，当电触点530与充电装置500的电触点510接触时并且盖处于关闭位置时，装置502的可充电电池526配置为接纳来自原电池506的电力供应。装置502还包括配置为接纳气溶胶生成制品504的腔532。以例如刀片加热器形式的加热器534在腔532的底部提供。

在使用中，对于在充电单元的腔512内的装置502，使用者通过将制品504呈递给充电单元上的检测器517来启动装置502。如果制品被识别为配置用于在系统中使用的制品，则控制电路508将信号发送给装置502，其使装置能使用。电力随后可从电池526经由控制电路528提供给加热器534。加热器加热至标准操作温度，所述温度足以由气溶胶生成制品504的气溶胶形成基质生成气溶胶。

在一个例子中，盖514包括锁定机构以使装置502保留在腔512内，直至配置用于与系统一起使用的制品504呈递给检测器517。

图6显示了根据本发明的气溶胶生成系统600的进一步示例性实施例的图示。图6的系统类似于图3中所示的那种。气溶胶生成系统600包括气溶胶生成装置602和气溶胶生成制品604。气溶胶生成装置602包括电源606例如电池、控制电路608和检测器610。还提供具有用于接纳气溶胶生成制品604的腔612的装置302。气溶胶生成制品604包括气溶胶生成液体基质容器614、毛细芯616、电操作式加热器618、气溶胶形成室620和烟嘴622。

气溶胶生成制品604是用于在气溶胶生成装置602中使用的筒，例如一次性使用筒。如本文描述的，筒的容器包含掺入用于形成容器的材料内的标记物623。标记物具有可鉴定的光谱特征。可在装置602的腔612内接纳的容器的一部分624不包含标记物。然而，如应了解的，标记物可在容器各处提供，其方式类似于上文描述的制品100、304和504。

类似于图2和3中所示的示例性实施例，基于在容器的材料内掺入的标记物，检测器610能够检测腔内的气溶胶生成制品604的存在，且区分气溶胶生成制品与配置用于与气溶胶生成系统600一起使用的其他制品。检测器610包括光源和光传感器，用于测定标记物的光谱特征，以鉴定气溶胶生成制品604。

在使用中，装置602最初处于第一、低功率模式中，其中检测器仅监测气溶胶生成制品的存在。在第一模式中，检测器不能测定标记物的光谱特征。在一个例子中，第一模式中的装置的电力消耗为约5mA。等待使用者将气溶胶生成制品插入腔内的第一模式中的装置602显示于图6(a)中。

如图6(b)中所示，当使用者将气溶胶生成制品604插入腔612内时，检测器检测制品的存在，并且电硬件将装置转变为以第二模式操作，在所述第二模式中，检测器能够测定标记物的光谱特征。在第一模式中，检测器发光、处于低功率且监测光传感器以得到所接收信号。当接收的光超过预定阈值时，检测器测定存在气溶胶生成制品。

在一个例子中，当处于第二模式中时，检测器具有约8mA的功率消耗。

如图6(c)中所示，当连续插入腔内时，制品604的含标记物部分邻近检测器610提供。装置602处于第二操作模式，并且能够测定标记物，并且比较所测定的标记物与对应于用于与系统一起使用的制品的标记物列表。装置的操作随后如上所述继续。

就图6而言描述的检测器和相关的电硬件还可用于分别就图2、4和5描述的系统200、400和500中。即，系统200、400和500可与能够以第一模式和第二模式操作的检测器或装置一起提供，在所述第一模式中，检测器仅配置为检测气溶胶生成制品的存在，并且在所述第二模式中，可测定标记物的光谱特征。

上文描述的示例性实施例是举例说明而不是限制性的。考虑到上文讨论的示例性实施例，与上文示例性实施例一致的其他实施例现在对本领域普通技术人员将是显而易见的。

Claims (15)

1.一种电操作式气溶胶生成系统，所述电操作式气溶胶生成系统包括：

包括至少一个部件的气溶胶生成制品，在所述至少一个部件的材料内掺入具有可鉴定的光谱特征的标记物；和

用于至少部分接纳所述气溶胶生成制品的腔；

至少一个加热元件；

用于将电力供应给所述至少一个加热元件的电源；

与所述电源和所述至少一个加热元件连接的电硬件；和

基于在所述气溶胶生成制品的材料内掺入的所述标记物，能够检测所述气溶胶生成制品存在于所述腔中且区分所述气溶胶生成制品与配置用于与所述气溶胶生成系统一起使用的其他制品的检测器，

其中所述电硬件布置为基于通过所述检测器区分的特定气溶胶生成制品，建立用于所述至少一个加热元件的加热方案。

2.根据权利要求1所述的电操作式气溶胶生成系统，其中系统布置为当检测器检测到腔内的气溶胶生成制品时启动。

3.根据权利要求1或2所述的吸烟系统，其中所述检测器是包括光学传感器的光谱检测器，所述光学传感器包括至少一个光发射器和至少一个光传感器。

4.根据权利要求1至3任一项所述的吸烟系统，其中所述标记物包含可鉴定的吸收光谱特征。

5.根据权利要求4所述的吸烟系统，其中所述标记物吸收至少一个特定波长的光。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的吸烟系统，其中所述标记物包含可鉴定的发射光谱特征。

7.根据权利要求6所述的电操作式吸烟系统，其中在通过光激发后，所述标记物发射从所述激发光的波长转变的至少一个波长。

8.根据前述权利要求任一项所述的电操作式吸烟系统，其中所述标记物分布在所述材料各处。

9.根据权利要求8所述的电操作式吸烟系统，其中所述标记物基本均质分布在所述材料各处。

10.根据前述权利要求任一项所述的电操作式吸烟系统，其中所述标记物在高达1500摄氏度的高温下是稳定的。

11.根据权利要求10所述的电操作式吸烟系统，其中在约50摄氏度至约500摄氏度的温度下，所述标记物是失活的，并且其中在使用中，生成气溶胶所需的温度大于使所述标记物失活所需的温度。

12.根据前述权利要求中任一项所述的电操作式吸烟系统，其中所述标记物是足够化学稳定的，以便在所述材料或部件的制造期间不分解。

13.根据前述权利要求中任一项所述的电操作式吸烟系统，其中所述标记物是由下述中的至少一种组成的粉末：稀土；锕系金属氧化物；陶瓷。

14.根据前述权利要求任一项所述的电操作式吸烟系统，其中所述气溶胶生成制品为配置用于与系统一起使用的多个制品中的一个制品，并且基于可鉴定的光谱特征，检测器能够区分制品与配置用于与系统一起使用的多个制品中的其他制品。

15.一种气溶胶生成制品，用于根据前述权利要求任一项所述的电操作式吸烟系统中，所述制品包括：

至少一个部件，其中在所述至少一个部件的材料内掺入具有可鉴定的光谱特征的标记物。