CN111386054B - 具有反馈控制的气溶胶生成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气溶胶生成装置(20)，所述气溶胶生成装置包括：加热元件(26)，所述加热元件被配置成加热气溶胶形成基质(102)以用于生成气溶胶；温度传感器，所述温度传感器用于测量所述加热元件的温度；气溶胶监测装置，所述气溶胶监测装置用于测量包括所生成的气溶胶的物理特性和化学成分中的至少一者的气溶胶特性；以及控制器(32)，所述控制器被配置成基于以下各项调节供应到所述加热元件的电力：i)在第一反馈控制回路(210)中测量的加热元件的温度；以及ii)在第二反馈控制回路(240)中测量的气溶胶特性。

Description

具有反馈控制的气溶胶生成装置

技术领域

本发明涉及具有反馈控制的气溶胶生成装置。

背景技术

手持式电操作气溶胶生成系统通常通过以下过程生成气溶胶：用电阻加热元件将气溶胶形成基质加热到以蒸气释放挥发性化合物，蒸气随后冷却形成气溶胶。控制加热元件的最大温度，防止释放不希望的化合物，诸如在高温下形成的常规香烟烟雾中常见的那些化合物。因此，加热元件的温度通常是控制所生成的气溶胶的质量的唯一控制变量。通常通过检测加热元件的电阻来确定加热元件的温度。然而，所测量的电阻提供整个加热元件的温度指示，因此它不可能检测局部过热。

此外，所生成的气溶胶的质量可能从一个装置到另一装置不同，以及从一种类型的气溶胶形成基质到另一种类型的气溶胶形成基质不同。气溶胶生成系统的性能还可取决于其他因素，例如抽吸强度、抽吸持续时间和装置维护。当前可用的装置通常不考虑这些因素以提供一致的气溶胶质量，也不能对装置中的部件误用或故障做出反应。

此外，由于这些现有技术的装置通常基于预定义的相关性提供加热器控制并设置控制配置文件，因此提供加热器控制的定制以生成最适合于用户个人愿望的气溶胶的能力有限。

因此，期望提供能够提供改进的加热器控制机制的气溶胶生成系统。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置包括：加热元件，所述加热元件被配置成加热气溶胶形成基质以用于生成气溶胶；温度传感器，所述温度传感器用于测量所述加热元件的温度；气溶胶监测装置，所述气溶胶监测装置用于测量包括所生成的气溶胶的物理特性和化学成分中的至少一者的气溶胶特性；以及控制器，所述控制器被配置成基于以下各项调节供应到所述加热元件的电力：i)在第一反馈控制回路中测量的所述加热元件的温度；以及ii)在第二反馈控制回路中测量的气溶胶特性。

所测量的气溶胶特性可以包括一个或多个气溶胶特性。所述气溶胶监测装置可以包括用于监测所生成的气溶胶的物理特性或化学组成中的至少一者的传感器。所述传感器可以定位在所述加热元件下游的流动通道处或沿着所述流动通道定位。所生成的气溶胶的物理特性可以包括所生成的气溶胶的液滴密度、液滴大小、液滴速度和体积流速中的任何一个或多个。所述化学成分可以包括不希望的化合物水平、燃烧气体水平和尼古丁水平中的任何一个或多个。

所述温度传感器可以是专用温度传感器，诸如热电偶。优选地，所述加热元件可以用作温度传感器。例如，所述加热器可以用作电阻温度检测器(RTD)。所测量的电阻可以与温度相关。

通过监测所生成的气溶胶的气溶胶特性，所述控制器可采用更复杂的反馈控制机制。例如，如果所生成的气溶胶的温度用作输入，除了测量加热器的温度之外，它还可以允许所述控制器微调所生成的气溶胶的质量，以及对异常状态做出反应。

所述第一反馈控制回路和所述第二反馈控制回路可以共同工作以控制所述加热元件温度。例如，对供应到所述加热元件的电力进行控制可以基于在第二反馈控制回路中测量的气溶胶特性，而所述第一反馈回路用于确保所述加热器温度不超过预定最大温度。

所述控制器可被配置成比较测量的气溶胶特性与预期的气溶胶特性，以确定是否存在异常状态。异常状态可以定义为在测量的气溶胶特性与该特性的预期或所需值或值范围不同时出现。如果测量的气溶胶特性在预期或所需范围内，则可以认为该气溶胶特性是正常状态。每个测量的气溶胶特性的预期或所需范围或目标值可以是用户可调节的。对于不同的气溶胶形成基质，每个测量的气溶胶特性的预期或所需范围或目标值可以不同。每个测量的气溶胶特性的预期或所需范围或目标值可以取决于其他测量参数。例如，预期或所需的气溶胶温度范围可以取决于环境温度或湿度。预期或所需的气溶胶密度可以取决于用户选择的装置设置。预期或所需的一个或多个气溶胶特性可存储在控制器的存储器中。

所述控制器可以被配置成如果不存在异常状态则基于所述第一反馈回路调节电力，如果存在异常状态，则基于所述第二反馈控制回路调节电力。仅在检测到至少一个异常气溶胶状态时激活所述第二反馈控制回路，使得可使用简单的控制器，因为它不需要使用加热元件温度交叉引用测量的气溶胶特性。

所述气溶胶生成装置可以包括用于改变所生成的气溶胶的气溶胶特性的辅助气溶胶控制装置；以及控制器，所述控制器被配置成基于在所述第二反馈控制回路中测量的气溶胶特性调节所述辅助气溶胶控制装置的至少一个控制变量。所述辅助气溶胶控制装置可有利地在气溶胶形成之后或在气溶胶形成期间提供对气溶胶特性的进一步调节和控制。所述辅助气溶胶控制装置可以包括影响本领域技术人员已知的气溶胶形成、气溶胶物理特性和化学成分的任何机制，例如温度和压力控制装置、机械过滤器和化学吸收剂。

所述辅助气溶胶控制装置可被配置成冷却所生成的气溶胶。例如，所述辅助气溶胶控制装置可以包括热电器件、热交换器、热泵或散热器中的至少一者。所生成的气溶胶的温度对气溶胶液滴的形成和生长具有显著影响，因此对液滴密度和大小有显示影响。优选的是，所述辅助气溶胶控制装置包括热电器件，当电流被施加到热电器件时，其可有利地在其表面处提供加热/冷却。有利的是，所述热电器件是帕尔贴(Peltier)器件。帕尔贴器件通常具有简单的构造，不包括任何移动部件，因此可靠。此外，帕尔贴器件相对紧凑且轻巧，使其成为用在手持式气溶胶生成装置中的理想选择。

所述气溶胶生成装置可以包括用于生成气溶胶的气溶胶生成腔室。所述辅助气溶胶控制装置可以包括用于改变所述气溶胶生成腔室的体积的致动器。这可以通过调节所述腔室的长度或所述气溶胶生成腔室的形状来实现。这可以使用例如压电元件来实现。改变所述气溶胶生成腔室的体积可以在通过烟嘴抽吸之前改变所生成的气溶胶的停留时间。这可能对气溶胶液滴的数量和大小具有显著影响。

所述辅助气溶胶控制装置可以包括可变过滤器，例如微型冲击器或可变筛。所述可变过滤器可有利地过滤超大尺寸的液滴，使得被过滤的气溶胶液滴在可接受的大小范围内。更具体地，所述可变过滤器可以根据各种气溶胶特性改变筛尺寸。例如，如果发现液滴密度异常高，则所述可变过滤器可以减少筛尺寸。增加的过滤可减少气溶胶浓度。

所述气溶胶监测装置可以包括光谱仪、电化学传感器和金属氧化物半导体(MOS)传感器中的至少一者。使用这些化学传感器可以检测不希望的化学成分。在检测到存在不希望的化学成分时，所述控制器可以切断所述加热元件的电力供应，或者它可以减少所述加热元件的电力供应，以降低加热元件温度。减少加热元件温度通常会阻止产生不希望的成分或降低所生成的气溶胶中的不希望的化学成分水平。

所述气溶胶生成装置可以包括连接到所述控制器的数据接收器。所述气溶胶生成装置可以包括连接到所述控制器的数据发射器。所述数据发送器和所述数据接收器可以允许与外部装置进行无线通信。所述数据发射器和接收器可以包括蓝牙低功耗收发器。所述控制器可以被配置成基于通过所述数据接收器接收的数据更新预期或所需的或目标气溶胶特性或加热元件参数。

所述气溶胶生成装置还可以包括存储器，所述存储器上存储预测控制算法或比例积分微分算法。所述控制器可以被配置成使用所述预测控制算法或所述比例积分微分算法实施所述第一反馈控制回路，或所述第二反馈控制回路或所述第一反馈控制回路和所述第二反馈控制回路两者。所述预测控制算法可以调节测量的温度或测量的气溶胶特性或测量的温度和测量的气溶胶特性两者的变化之前和之后的变量。

气溶胶生成系统可包括手持式气溶胶生成装置。手持式气溶胶生成装置可配置成生成气溶胶以供用户吸入。所述手持式气溶胶生成装置可包括烟嘴，用户可以在所述烟嘴上进行抽吸以从装置吸出由装置生成的气溶胶。气溶胶生成系统可以是电池操作装置。所述气溶胶生成系统可以包括壳体，以用于保持所述温度传感器、所述气溶胶监测装置和所述加热元件。所述壳体还可以部分或完全包含基质。装置优选的是能够舒适地拿在单只手的手指之间的便携式装置。装置可为基本上圆柱形的形状，并具有在70和200mm之间的长度。装置的最大直径优选地是在10mm与30mm之间。

所述气溶胶生成系统提供了直接测量至少一种化学成分的类型和/或量并且在第二反馈控制回路中使用的可能性。就这一点而言，所述系统可以测量所生成的气溶胶的吸收光谱。所生成的气溶胶的吸收光谱可以提供所生成的气溶胶内存在的成分的指示。

加热元件可配置成在装置工作期间持续地加热气溶胶形成基质。在此上下文中，“持续”意味着加热不依赖于通过装置的空气流动，因此即使在没有通过装置的气流时，也可以将电力递送到加热元件。在持续加热装置中，冷却装置的壳体是特别期望的，原因是壳体的温度可能在电力被供应至加热元件但不通过装置抽吸空气的时间段上升。替代性地，所述装置可以包括检测气流的装置，并且所述加热元件可以被配置成仅当气流超过指示用户在装置上抽吸的阈值水平时才加热所述气溶胶形成基质。

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以是气溶胶形成制品的一部分，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形成制品的气溶胶形成基质相互作用以生成通过使用者的口直接可吸入使用者肺中的气溶胶。气溶胶生成装置可以保持气溶胶形成制品。气溶胶形成制品可以完全地或部分地包含在气溶胶生成装置中。气溶胶形成制品可以包括烟嘴，在使用期间使用者可以在烟嘴上抽吸。

如本文中所使用的，术语“气溶胶形成基质”涉及能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基质。可以通过加热气溶胶形成基质来释放此类挥发性化合物。气溶胶形成基质可以方便地为气溶胶形成制品的一部分。

如本文所使用，术语“气溶胶形成制品”是指包括能够释放可以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，气溶胶形成制品可生成通过使用者的口直接可吸入到使用者的肺中的气溶胶。然而，与传统香烟相比较，气溶胶形成制品不需要燃烧以生成气溶胶。气溶胶形成制品可以是一次性的，并且可以是或可以包括烟草棒。

如本文中所用，术语“气溶胶生成系统”是指气溶胶生成装置和与所述装置一起使用的一个或多个气溶胶形成制品的组合。气溶胶生成系统可以包括额外部件，例如用于为电操作或电气溶胶生成装置中的机载电力供应器再充电的充电单元。

如本文中所使用，术语“烟嘴部分”是指气溶胶形成制品或气溶胶生成装置的部分，所述部分置于使用者口中以便直接吸入由气溶胶形成制品或气溶胶生成装置生成的气溶胶。气溶胶通过烟嘴输送到使用者口中。

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。此类复合材料可包括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。适合金属的实例包括钛、锆、钽、铂、金和银。合适的金属合金的实例包含含不锈钢、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。或者，电加热器可包括红外加热元件、光子源或感应加热元件。

气溶胶生成装置可包括内部加热元件或外部加热元件或内部和外部加热元件两者，其中“内部”及“外部”是针对气溶胶形成基质。内部加热器可采取任一合适形式。举例来说，内部加热器可采取加热叶片的形式。替代地，内部加热器可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，内部加热器可以是贯穿气溶胶形成基质中心的一个或多个加热针或条。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。可将内部加热元件沉积在刚性载体材料内或沉积在其上。在一个此类实施例中，电阻加热器可使用温度与电阻率之间具有定义关系的金属形成。在此类示例性装置中，金属可在合适的绝缘材料(例如，象氧化锆的陶瓷材料)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用于在操作期间加热和监测加热器的温度。

外部加热器可以采取任何合适的形式。举例来说，外部加热器可以采取在介电衬底(如聚酰亚胺)上的一个或多个柔性加热箔的形式。可使此类柔性加热箔成形，以与基板接纳空腔的周边一致。替代地，外部加热器可以采用金属网格、柔性印刷电路板、模制互连装置(MID)、陶瓷加热器、柔性碳纤维加热器的形式，或可以使用涂布技术(如等离子体气相沉积)形成于合适形状的衬底上。外部加热器还可以使用温度与电阻率之间具有所定义关系的金属来形成。在此类示例性装置中，金属可在两层合适绝缘材料之间形成为迹线。以这种方式形成的外部加热器可以用于加热并监测外部加热器在操作期间的温度。

内部或外部加热器可包括散热器或贮热器，其包括能够吸收及存储热并接着随时间推移将热释放到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。在一个实施例中，材料具有高热容量(显热存储材料)，或材料是一种能够吸收并接着经由可逆过程(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。散热器或储存器可布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，可将在散热器或储存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。

气溶胶形成制品的形状可基本上为圆柱形的。气溶胶形成制品可以是基本上细长的。气溶胶形成制品可具有某一长度和基本上垂直于所述长度的圆周。气溶胶形成基质可以是大体上圆柱形的形状。气溶胶形成基质可以是基本上细长的。气溶胶形成基质也可具有某一长度和基本上垂直于所述长度的圆周。

气溶胶形成制品可具有在大约30mm与大约100mm之间的总长度。气溶胶形成制品可具有在大约5mm与大约12mm之间的外径。气溶胶形成制品可包括过滤器塞。过滤器塞可以位于吸烟制品的下游端。过滤器塞可以是乙酸纤维素过滤器塞。过滤器塞的长度在一个实施例中为约7mm，但可具有约5mm到约10mm之间的长度。

在一个实施例中，气溶胶形成制品的总长度约为45mm。吸烟制品可具有约7.2mm的外径。另外，气溶胶形成基质的长度可为约10mm。替代地，气溶胶形成基质的长度可为约12mm。另外，气溶胶形成基质的直径可在约5mm与约12mm之间。气溶胶形成制品可包括外包装纸。此外，气溶胶形成制品可包括气溶胶形成基质与过滤器塞之间的分隔物。所述分隔物可为约18mm，但是可在约5mm与约25mm的范围内。

气溶胶形成基质可以是固体气溶胶形成基质。或者，气溶胶形成基质可包括固体和液体组分两者。气溶胶形成基质可包括含烟草材料，所述含烟草材料含有加热后从基质释放的挥发性烟草香味化合物。替代地，气溶胶形成基质可包括非烟草材料。气溶胶形成基质可以进一步包括有助于致密且稳定气溶胶形成的气溶胶形成剂。合适的气溶胶形成剂的示例是丙三醇和丙二醇。

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包括(例如)以下各者中的一个或多个：粉末、颗粒、小球、碎片、通心管、条或片材，所述片材含有草本植物叶、烟叶、烟草肋料、再造烟草、均质烟草、挤出烟草、落叶烟草和膨胀烟草中的一个或多个。固体气溶胶形成基质可呈松散形式，或可提供于合适的容器或筒中。固体气溶胶形成基质可含有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含有胶囊，所述胶囊例如包含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的加热期间熔化。

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。均质化烟草材料可呈薄片的形式。均质烟草材料可具有以干重计含量大于5％的气溶胶形成剂。替代地，均质烟草材料可具有以干重计含量在5重量％与30重量％之间的气溶胶形成剂。均质烟草材料的片材可通过团聚颗粒烟草形成，所述颗粒烟草通过将烟草叶片和烟草叶梗中的一者或两者研磨或以其它方式粉碎而获得。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、碎烟及其它颗粒烟草副产品中的一个或多个。均质烟草材料的片材可包括为烟草内生粘合剂的一种或多种固有粘合剂、为烟草外生粘合剂的一种或多种外来粘合剂或其组合，以帮助团聚颗粒烟草；替代地或另外，均质烟草材料的片材可包括其它添加剂，包含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。

固体气溶胶形成基材可提供于热稳定载体上或嵌入其中。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，所述管状载体在其内表面、或其外表面、或其内外表面两者上沉积有一薄层固体基质。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。

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

虽然上文参考了固体气溶胶形成基质，但是所属领域的一般技术人员将清楚知道，气溶胶形成基质的其它形式可以与其它实施例一起使用。例如，气溶胶形成基质可以是液体气溶胶形成基质。如果提供液体气溶胶形成基质，那么气溶胶生成装置优选地包括用于保持液体的装置。例如，液体气溶胶形成基质可以保持在容器中。替代地或另外，液体气溶胶形成基质可被吸入多孔载体材料中。多孔载体材料可由任何合适的吸收塞或吸收体形成，例如，发泡金属或塑料材料、聚丙烯、聚酯纤维、尼龙纤维或陶瓷。在使用气溶胶生成装置前，可将液体气溶胶形成基质保持在多孔载体材料中，或者，可在使用期间或使用前立即将液体气溶胶形成基质材料释放到多孔载体材料中。例如，可将液体气溶胶形成基质设置在胶囊中。胶囊外壳优选地在加热后熔化并将液体气溶胶形成基质释放到多孔载体材料中。胶囊可含有固体与液体的组合。

替代地，载体可为已包括有烟草成分的非织造织物或纤维束。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。

气溶胶生成装置还可包括用以对内部和外部加热器供电的电源。电源可以是任何适当的电源，例如，比如电池的DC电压源。在一个实施例中，电源是锂离子电池。可替代地，电源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。

在本公开的另一方面，提供了包括根据本发明的第一方面的装置的气溶胶生成系统，所述装置包括壳体和部分地或完全地接收在所述壳体中的气溶胶形成基质。

根据本发明的第三方面，提供了一种气溶胶生成系统，包括：气溶胶形成基质；加热元件，所述加热元件被配置成加热所述气溶胶形成基质以用于生成气溶胶；温度传感器，所述温度传感器用于测量所述加热元件的温度；气溶胶监测装置，所述气溶胶监测装置用于测量包括所生成的气溶胶的物理特性和化学成分中的至少一者的气溶胶特性；以及控制器，所述控制器被配置成基于以下各项调节供应到所述加热元件的电力：i)在第一反馈控制回路中测量的加热元件的温度；以及ii)在第二反馈控制回路中监测的气溶胶特性。

根据本发明的第四方面，提供了一种用在气溶胶生成系统中的气溶胶形成基质，所述气溶胶形成基质包括气溶胶监测装置，所述气溶胶监测装置被配置成监测所生成的气溶胶的气溶胶特性并且与气溶胶生成装置中的控制器通信。

根据本发明的第五方面，提供了一种控制气溶胶的生成的方法，所述方法包括：

i)用加热元件从气溶胶形成基质生成气溶胶；

ii)测量在所述加热元件处的加热元件温度；

iii)基于在第一反馈控制回路中测量的温度调节供应到所述加热元件的电力；

iv)测量所生成的气溶胶的气溶胶特性，其中所述气溶胶特性包括所生成的气溶胶的物理特性或化学成分中的至少一者；

v)比较所述一个或多个测量的气溶胶特性与预期的气溶胶特性，以确定是否存在异常状态；

vi)如果不存在异常状态，则基于所述第一反馈控制回路调节供应到所述加热元件的电力；以及

vii)如果存在异常状态，则基于所述第二反馈控制回路调节供应到所述加热元件的电力。

关于一个方面描述的特征可以等同地适用于本发明的其它方面。

附图说明

现在将参考附图仅以举例的方式描述本发明的实施方案，其中：

图1a为根据本发明的实施例的气溶胶生成系统的示意图；

图1b为在投入操作时图1的气溶胶生成系统的示意图；

图1c为替代性气溶胶生成系统的示意图；

图2为根据本发明的另一个实施例的适于汽化液体气溶胶形成基质的气溶胶生成系统的示意图；

图3a和图3b为分别示出具有PID控制器和预测逻辑控制的控制器的流程图；

图4为根据本发明的又一个实施例的示出了与气溶胶形成制品整体形成的气溶胶传感器的示意图；

图5为根据本发明的另一个实施例的示出了具有感应加热元件的气溶胶生成系统的示意图；以及

图6为根据本发明的另一个实施例的示出了与烟嘴一起形成的气溶胶传感器的示意图。

具体实施方式

图1a示出了气溶胶生成系统10，所述气溶胶生成系统包括气溶胶生成装置20和与气溶胶生成装置20一起使用的气溶胶形成制品100。在此示例性实例中，气溶胶形成制品100是烟草塞，其具有包含气溶胶形成基质102的消耗性部分；烟嘴104，其用于通过制品抽吸生成的气溶胶；以及在气溶胶形成基质102与烟嘴104之间的中间部分106。

气溶胶生成装置20包括管状壳体22，其具有腔24，所述腔被构造成通过在壳体22近端处的开口接收气溶胶形成制品100。当气溶胶形成制品100插入腔24中时，腔24中的加热元件26穿透并完全嵌入气溶胶形成制品100的消耗性部分中，以便为气溶胶形成基质102提供加热，如图1b中所示。加热元件26为电阻加热元件，当电流通过它时产生热。在使用中，加热元件26被加热到200至350摄氏度之间的工作温度以生成气溶胶。加热元件26为刀片形状，以便在气溶胶形成基质102插入腔中时促进其穿透到所述气溶胶形成基质中。加热元件26尺寸被设定并被定位成对应于接收在腔24中的气溶胶形成制品100的消耗性部分，使得在使用中在第一腔部分24a中的消耗性部分的整体或部分可被加热。

气溶胶生成系统10在壳体22中包括电源30，例如可再充电锂离子电池。所述装置还包括连接到加热元件26、电源30和用户接口34的控制器32。在这种情况下，用户接口34为机械按钮。在激活用户接口34时，控制器32控制通过电连接27供应到加热元件26的电力以便调节气溶胶形成基质102的温度。控制器32还包括处理器38，以用于分析从至少一个传感器测量的数据。例如，控制器可以被配置成基于存储在存储器36中的转换规则将加热元件26两端的检测电阻转换成加热器温度。存储器36还可以被配置成存储所测量温度的时间历史以便根据需要将传感器数据提供到处理器38。

控制器32还包括用于与外部装置通信的通信模块39。这样，诸如气溶胶特性和加热器操作温度的预期值的过程参数可以从通过通信模块连接的外部装置改变。可提供固件更新。与装置使用情况和装置状态有关的数据可以从装置上传至外部装置。在图示的实例中，通信模块是能够提供与外部装置无线通信的蓝牙低功耗(BLE)装置。在一些情况下，在控制器32处不提供无线通信模块，而在辅助装置(诸如充电器)上提供无线通信模块。在这种情况下，控制器可以通过辅助装置将数据发送到外部装置或从外部装置接收数据。

壳体还包括邻近于加热元件26的热隔断28，例如绝缘材料，以便将电气元件与腔24中的产生的热分离和屏蔽。热隔断还提供腔24和电子元件之间的密封。热隔断防止腔中的任何液体与电气元件接触。此实例中的热隔断28还将加热元件26的基部固定到壳体。在气溶胶形成制品100插入装置的过程中在加热元件26穿透气溶胶形成基质102时，热隔断支撑所述加热元件。

使用中，加热元件26加热至操作温度，并且使气溶胶形成基质在腔24中生成气溶胶。使用者然后可以在气溶胶形成制品100的烟嘴104上抽吸，以从腔24抽吸生成的气溶胶。如图1b中所示，所生成的气溶胶中的一些可以溢出到在气溶胶形成基质102与腔24的内壁之间形成的间隙60中。此溢出的气溶胶表示正在生成的气溶胶。气溶胶传感器40设置在腔24的内壁上以用于感测溢出的气溶胶的一个或多个特性。气溶胶传感器的输出是被测量的气溶胶特性，其然后传递到控制器32以用在反馈控制回路中。

在图示的实例中，气溶胶传感器40，例如微型化金属氧化物半导体(MOS)传感器或微型化光谱仪，用于感测生成的气溶胶中的一种或多种化学成分。此外或作为替代方案，气溶胶传感器40可以包括用于检测物理特性(例如气溶胶液滴的数量、密度和粒度)以及生成的气溶胶的温度的光学粒子和温度传感器中的一个或多个。因此，气溶胶传感器40能够提供所生成的气溶胶的化学成分和物理特性中的一个或多个。

作为示例，气溶胶传感器40可以包括化学传感器，其用于监测所生成的气溶胶中的成分，并且尤其用于检测指示气溶胶形成基质中不需要的燃烧或过热的一氧化碳(CO)的水平。控制器32被配置成将测量的CO水平与指示在正常操作期间生成的气溶胶中的预期CO水平的预期值比较。如果CO的量比预期水平大，则控制器可以确定存在异常状态。

化学传感器通常包括与分析元件有关的识别元件。识别元件包括受体位点，其与所生成的气溶胶中的目标化学物质的分子选择性相互作用。分析元件包括用于处理由识别元件输出的信号的电子元件。

图1c示出了本发明的另一实施例。图1b中的气溶胶传感器40被电化学涂层40b替代。电化学涂层40b被涂布在腔24壁的大部分上。在此实施例中，电化学涂层40b是识别元件，而分析元件与控制器集成。电化学涂层被布置成与控制器电连接。在与溢出的气溶胶中的特定目标化学物质接触时，涂层将电信号返回控制器。电化学涂层返回的电信号与所生成的气溶胶中的目标化学物质的浓度成比例。如果来自电化学涂层的信号在正常或预期范围之外，则控制器确定存在异常状态。该布置提供薄的化学传感器。当不存在异常状态时，控制器32可以基于在第一反馈控制回路中的加热元件26处确定的温度控制供应到加热元件26的电力。加热元件的温度可以通过加热器处的分立热电偶或基于在电阻加热元件26两端检测的瞬时电阻测量。

为对检测到的异常状态(例如，过多CO)做出反应，控制器被配置成覆盖第一反馈控制回路，并使用第二反馈控制回路，其中供应到加热元件的电力基于所测量的气溶胶质量来控制。例如，在上述讨论的情况下，检测到异常量的CO时，控制器停止或减少加热元件26的电力供应，直到所测得的CO水平降低到预期值以下，不参考加热元件温度。

在一些实施例中，控制器被配置成以连续方式使用第二反馈控制回路，使得供应到加热元件的电力基于即使在正常状态期间所测量的气溶胶质量而被持续控制。可以使用测量的气溶胶特性来调整例如用于加热元件的目标温度。

在一些实施例中，可以手动更改一个或多个预期气溶胶特性，或在满足某些触发条件时更改所述特性。第二反馈控制回路可以在不同阈值水平激活。例如，在受限环境中使用气溶胶生成装置20时，可以减少在户外使用期间的预期CO水平。因此，在室内使用时，气溶胶生成装置20以较低的操作温度操作。所述气溶胶生成装置可以使用通信模块(BLE装置)39检测何时处于室内。

在一些实施例中，通信模块(BLE装置)39与外部装置(例如移动电话)通信，以手动更改一个或多个气溶胶特性的预期值。在一些其他实施例中，通信模块(BLE装置)39感测其与其他外部装置(例如，家庭娱乐系统)的接近度，并降低适合室内使用的CO的预期值。

在一些情况下，在第二控制回路中操作时，仍可考虑由第一反馈控制回路使用的加热元件温度。例如，在检测到气溶胶中的尼古丁量异常低时，第二反馈控制回路覆盖第一控制回路中的温度控制并且增加加热元件26的电力供应。这会增加汽化并鼓励尼古丁释放。在这种情况下，作为安全措施，控制器连续地参考在第一反馈回路中的加热元件温度。控制器被配置成在加热元件温度达到预定义安全截止限值时停止增加电力供应。典型的预定义安全截止限值可以在300至400摄氏度之间，但是它可以根据正在加热的气溶胶形成基质的类型而变化。

在一些情况下，测量多个气溶胶特性，并且辅助控制回路可以基于所测量的参数的层级来控制供应到加热元件26的电力。例如，诸如检测到不希望化学成分的安全截止值可以基于尼古丁水平来覆盖控制。因此，当检测到异常高水平的不希望化学成分和异常低水平的尼古丁时，控制器停止加热元件的电力供应以降低不希望化合物的水平，而不是增加加热器温度以增加尼古丁释放。

如图1a和1b中所示的气溶胶生成装置还包括辅助气溶胶控制装置50，其用于调节一旦在加热元件处生成气溶胶时气溶胶的质量。所图示的实例中的辅助气溶胶控制装置50是吸收来自第二腔部分24b的热的帕尔贴器件，以便冷却穿过气溶胶形成制品100的中间部分106流动的生成的气溶胶。如图2中所示，第二腔部分24b有利地定位在第一腔部分24a的下游，使得生成的气溶胶在通过烟嘴被抽吸之前冷却。这导致在中间部分106处生成的气溶胶中的较陡的冷却速率，从而增加了更多气溶胶液滴的种植和形成。在一些实施例中，中间部分106可以包括热传导材料，以帮助冷却通过它的气溶胶。

在一些实施例中，可使用其它辅助气溶胶控制装置50。例如，辅助气溶胶控制装置50可以是被配置成调节腔的膨胀体积以及气溶胶流动路径的长度的微型致动器，以便改变从蒸气形成气溶胶液滴的程度。辅助气溶胶控制装置50可以是可变机械过滤器，例如微型冲击器，以用于过滤低于可接受范围的所生成的气溶胶液滴。

辅助气溶胶控制装置50(诸如热电器件)从电源30消耗另外的电力。在此图示的实例中，辅助气溶胶控制装置50仅在检测到异常气溶胶时在第二控制回路中应用以调节气溶胶特性。如果所生成的气溶胶的气溶胶特性被确定为在正常操作范围内，则辅助气溶胶控制装置50不被激活。相反，如果所生成的气溶胶超出所需限值，则辅助气溶胶控制装置被激活作为校正措施，以改善气溶胶质量。

光学粒度仪为气溶胶传感器40的实例，其中测量的气溶胶特性包括液滴数量和液滴大小。如果检测到液滴数量和液滴大小在正常操作范围内，则控制器32采用第一反馈控制回路，其中供应到加热元件26的电力基于测量的加热器温度。然而，在检测到异常低的液滴密度和/或减小的液滴大小时，控制器32可以采用第二反馈控制回路，其中它不仅将基于气溶胶特性降低加热元件的电力供应，还会激活辅助气溶胶控制装置50，以便鼓励液滴形成。

在一些实施例中，可以提供额外的气溶胶传感器(未示出)，以监测烟嘴处抽出的气溶胶的气溶胶特性。例如，附加气溶胶传感器可以监测辅助气溶胶控制装置50在校正所生成的气溶胶的缺陷时的有效性。控制器32可以被配置成基于来自辅助控制回路中的气溶胶传感器40或附加气溶胶传感器或气溶胶传感器40和附加气溶胶传感器两者，控制辅助气溶胶控制装置50。

附加气溶胶传感器可以监测与气溶胶传感器40相同的气溶胶特性，或者可以监测不同的气溶胶特性。例如，气溶胶传感器40可以是检测CO水平的光谱仪，并且附加的气溶胶传感器可以是用于测量粒子数量或粒度或粒子数量和粒度两者的光学粒度仪。控制器可以基于气溶胶和加热元件特性的层级来调节加热元件的电力，使得一个特性的异常状态基于另一特性的异常状态覆盖控制。

图2示出了包括气溶胶生成装置20b以与具有液体气溶胶形成基质102b的气溶胶形成筒100b一起使用的替代气溶胶生成系统10b。替代气溶胶生成系统10b包括与图1中所示的实施例的气溶胶生成系统10相同的部件，但不被配置成加热烟丝条。所述替代气溶胶生成系统10b被配置成汽化通常称为电子液体的液体气溶胶形成基质102b。

烟嘴104b通过螺丝附件或夹子附件可释放地附接到腔124b的开口。气溶胶形成筒100b可通过移除和重新附接烟嘴104b插入到腔124b中。使用中，气溶胶形成筒100b插入到腔124b中。液体气溶胶形成基质102b递送到加热元件26b并由所述加热元件加热，在该过程中生成气溶胶。在使用者在烟嘴104b上抽吸时从腔退出之前，所生成的气溶胶在腔124b中形成。

一般情况下，当使用第二反馈控制回路时，它可以被称为全反馈模式。在全反馈模式中，根据存储在存储器36中的控制逻辑，在连续反馈控制回路中使用由气溶胶传感器测量的至少一个气溶胶特性来调节加热元件26。控制逻辑可在制造时固定，或者可以通过机器学习或由装置的用户编程进行更新。

当在全反馈模式下操作时，应用在气溶胶传感器40处测量的至少一个气溶胶特性来修改加热器温度或用于控制辅助气溶胶控制装置50的其它变量。可以使用智能算法或控制逻辑，这可能会考虑可能的误报。

在全反馈模式下运行需要使用相对敏感的气溶胶传感器40以及专用控制逻辑。在不符合这些要求的某些情况下，第二反馈控制回路可以以更简单的方式运行，其中气溶胶传感器40仅仅充当安全开关。例如，在感测到存在不期望的化合物时，第二控制回路覆盖加热元件处的温度控制并且完全关闭装置。更具体地，第二反馈控制回路可以停止装置的操作，而不是提供反馈控制。

图3a和3b示出了两个可替代的流程图，其分别示出了在气溶胶生成系统10中提供第一反馈控制回路210和第二反馈控制回路240的比例-积分-微分(PID)控制和预测逻辑控制。在测量变化之后应用PID控制来调节参数，而在测量变化之前和之后预测逻辑控制对参数进行调节。

在图3a中，提供第一反馈控制回路210以当气溶胶传感器40未检测到异常气溶胶特性时控制加热器温度(基于检测的加热元件的电阻)。在第一步骤212中，接收通过加热元件的电流以及加热元件两端的电压的测量值。在第二步骤224中，使用这些测量值计算加热元件的电阻。在步骤216中，计算得出的加热元件电阻与目标电阻进行比较，并且在步骤218中将该差值输出到比例积分微分(PID)控制器。PID控制器的输出是使加热元件的电阻接近目标电阻的电压的所需值。使用PID控制器是闭环控制的众所周知的技术。PID控制器具有固定参数，与加热器温度或电阻无关。在步骤220中，对照电压和电流的最大限值检查PID控制器的输出。如果输出电压小于最大限值，则输出电压输出到加热器控制块230，否则最大电压输出到电压控制块230。

在步骤242中，第二反馈控制回路240接收感测的气溶胶的化学或物理特性。在步骤244中，感测的特性与该感测的特性的预期值比较以输出差值。在步骤246中，该差值输出到比例积分微分(PID)控制器。PID控制器的输出是使感测到的气溶胶特性回到目标值的电压的值。在步骤248中，对照电压和电流的最大限值检查PID控制器的输出。如果输出电压小于最大限值，则输出电压输出到加热器控制块230，否则最大电压输出到电压控制块230。第二反馈控制回路240的输出还可以施加到附加气溶胶控制装置，诸如帕尔贴器件，如由冷却_控制输出表示。

除非检测到异常气溶胶特性，加热器控制块230可以被配置成使用来自第一反馈控制回路210的输入。通过来自第二反馈控制回路的覆盖信号，异常气溶胶特性传送到加热器控制块230。

然而，可以连续使用第二反馈控制回路来微调第一反馈控制回路。第二反馈控制回路的输出可以输入到第一反馈控制回路的PID控制器，如由箭头232指示。相反，来自第一反馈控制回路210的目标电阻和测量电阻之间的差值可以被输入到第二反馈控制回路240的PID控制器，如由箭头234指示。这可以作为安全机制。例如，可能导致加热元件26燃烧或损坏的指示加热元件显著过热的电阻差可引起第二反馈控制回路240发出覆盖信号，并停止或显著减小加热元件26的电力供应。

图3b示出了使用预测控制逻辑的类似的第一控制回路260和第二控制回路270，其中控制器在事件实际上发生之前基于以前的经验和特征来预测系统的行为。

在第一控制回路260的第一步骤262中，接收通过加热器的电流的测量值和电压的测量值，然后在第二步骤264使用这些测量值计算加热元件的电阻。在步骤266中，计算得出的加热元件电阻与目标电阻进行比较，并且在步骤268中将差值或误差信号输出到预测逻辑控制器。预测逻辑控制器可以是基于多个参数的基于模型或理想的加热元件，所述多个参数诸如温度、电压、时间、电流以及目标电阻与计算电阻之间的误差。如同在图3a的控制回路中，在预测逻辑控制器的输出用于控制DC/DC转换器之前，首先检查通过加热器的电流或所需输出电压是否大于预定最大限值。如果通过加热器的电流大于电池能够递送的最大电流，则在步骤269中，将电压的所需值设置为最大可允许电流与计算的加热器电阻的乘积。输出被输入到加热器控制块280。

在步骤272中，第二控制回路270接收感测的气溶胶的化学或物理特性。在步骤274中，感测的特性与该感测的特性的预期值比较以输出差值。在步骤276中，差值被输出到预测逻辑控制器。预测逻辑控制器的输出是使感测的气溶胶特性返回到目标值的电压的值。在步骤278中，对照电压和电流的最大限值检查PID控制器的输出。如果输出电压小于最大限值，则输出电压输出到加热器控制块280，否则最大电压输出到电压控制块280。第二控制回路的输出也可以施加到附加气溶胶控制装置，诸如帕尔贴器件，如由冷却_控制输出所示。

如图3a中所示的实例中，除非检测到异常气溶胶特性，加热器控制块230可以被配置成使用来自第一反馈控制回路210的输入。通过来自第二反馈控制回路240的覆盖信号，异常气溶胶特性传送到加热器控制块230。

然而，第二反馈控制回路240可以连续地用于微调第一控制回路。第二反馈控制回路240的输出可以是第一控制回路的PID控制器的输入，如由箭头232指示。相反，来自第一反馈控制回路210的目标电阻和测量电阻之间的差值可以被输入到第二反馈控制回路240的PID控制器，如由箭头234指示。这可以作为安全机制。例如，可能导致加热元件燃烧或损坏的指示加热元件26显著过热的电阻差可引起第二反馈控制回路240发出覆盖信号，并停止或显著减小加热元件26的电力供应。

预测控制逻辑存储在存储器36中，并且可以通过用户进行频繁更新，或者随每次使用自动更新，以便学习用户行为或确定最佳使用模式。例如，控制器32可以识别特定的用户倾向于更喜欢生成较冷的气溶胶，因为存储器36中的时间历史显示一旦生成的气溶胶超出特定温度，用户总是缩短抽吸或完全停止抽吸。因此，第一反馈控制回路、或第二反馈控制回路或第一反馈控制回路和第二反馈控制回路接着可以实施预测逻辑，其中预期的气溶胶特性降低到较低值。

图4示出了根据本发明的另一实施例的气溶胶形成制品300。类似于图1中的气溶胶形成制品100，气溶胶形成制品300也包括含有气溶胶形成基质302的消耗性部分；烟嘴304；以及在气溶胶形成基质302与烟嘴304之间的中间部分306。在此实施例中，气溶胶传感器340与气溶胶形成制品300的中间部分306一体地形成。气溶胶传感器340可以是具有气溶胶形成制品300的一次性传感器。

气溶胶传感器340被配置成检测在烟嘴处被抽出的主气溶胶流中的至少一个气溶胶特性，这允许进行准确的测量。在图示的实例中，气溶胶传感器340与气溶胶生成系统10中的各种部件无线连接。例如，气溶胶传感器340使用近场通信(NFC)与控制器32通信，同时通过无线充电例如感应充电从电源30获得电力供应。替代性地，可以在气溶胶形成制品300的外表面处给气溶胶传感器340提供电连接器，以用于与控制器32和电源30建立物理电连接。

图5示出了包括连接到电源430的控制器432的替代性气溶胶生成装置420，在壳体422内但布置在接纳于腔424中的气溶胶形成制品400的气溶胶形成基质402的外表面周围的气溶胶传感器440、辅助气溶胶控制装置450和感应线圈470。气溶胶形成制品包括烟嘴404以供使用者抽吸。气溶胶生成装置420采用第一反馈控制回路，或第二反馈控制回路，或者第一反馈控制回路和第二反馈控制回路两者，以用于以类似于如图1和2中所示的气溶胶生成装置20的方式控制气溶胶生成。

感应线圈470产生交变电磁场，所述交变电磁场在感受器472中感生生成涡电流的热。也可以通过感受器中的磁滞损耗产生热。在此实例中感受器472由不锈钢形成。感受器472嵌入气溶胶形成基质402中以从内部加热气溶胶形成基质402。在一些实施例中，感受器还可沉积在气溶胶形成基质402的外表面上，以从气溶胶形成基质402的外部提供加热。替代地，感受器可以是围绕腔424的感受器管子。

感受器472在由感应线圈470加电时，形成本实施例中的加热元件。与传统的电阻加热元件相比，无法直接测量感受器472处的温度。相反，控制器被布置成基于感应线圈两端的视在欧姆电阻来确定感受器472处的温度。这种视在欧姆电阻可基于从电源汲取的电压和电流计算。感受器472处的温度可以被视为在第一反馈控制回路中提供反馈控制的加热器温度。

图6示出了在本发明的又一个实施例中用于可释放地关闭气溶胶生成装置的腔的烟嘴504。烟嘴包括流动通道和跨越流动通道延伸的可渗透网格506。烟嘴504还包括安装在可渗透网格506上的气溶胶传感器540。气溶胶传感器位于生成的气溶胶的路径中，用于感测从气溶胶形成基质生成的气溶胶的至少一个气溶胶特性。烟嘴还包括沿其侧壁定位的电连接器，以用于在它附接到腔的开口时与控制器32和电源30建立物理电连接。然而，这种物理电连接可以通过诸如NFC和感应充电等无线通信来替代。

如图6中所示的布置允许使用非一次性气溶胶传感器540检测在主气溶胶流中的至少一个气溶胶特性。因此，与如图4中所示的一次性气溶胶传感器340相比，它是一个运行更便宜的系统。

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：

加热元件，所述加热元件被配置成加热气溶胶形成基质以用于生成气溶胶；

温度传感器，所述温度传感器用于测量所述加热元件的温度；

气溶胶监测装置，所述气溶胶监测装置用于测量包括所生成的气溶胶的物理特性和化学成分中的至少一者的气溶胶特性，其中所述气溶胶监测装置定位在所述加热元件下游的流动通道处或沿着所述加热元件下游的流动通道定位；

控制器，所述控制器被配置成基于以下各项调节供应到所述加热元件的电力：

i)在第一反馈控制回路中测量的加热元件的温度；以及

ii)在第二反馈控制回路中测量的气溶胶特性；

辅助气溶胶控制装置，所述辅助气溶胶控制装置用于调节所生成的气溶胶的气溶胶特性；并且

其中所述控制器被配置成基于在所述第二反馈控制回路中测量的气溶胶特性调节所述辅助气溶胶控制装置的至少一个控制变量。

2.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其中所述控制器被配置成比较所述测量的气溶胶特性与预期的气溶胶特性，以确定是否存在异常状态，并且其中所述控制器被配置成如果不存在异常状态则基于所述第一反馈控制回路调节供应到所述加热元件的电力，并且如果存在异常状态则基于所述第二反馈控制回路调节供应到所述加热元件的电力。

3.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其中所述辅助气溶胶控制装置被配置成冷却所生成的气溶胶。

4.根据前述权利要求1－3中任一项所述的气溶胶生成装置，还包括用于生成所述气溶胶的气溶胶生成腔室，并且其中所述辅助气溶胶控制装置包括用于改变所述气溶胶生成腔室的体积的致动器。

5.根据权利要求4所述的气溶胶生成装置，其中所述致动器被配置成通过调节所述气溶胶生成腔室的长度或所述气溶胶生成腔室的形状改变所述气溶胶生成腔室的体积。

6.根据前述权利要求1－3中任一项所述的气溶胶生成装置，其中所述辅助气溶胶控制装置包括可变过滤器。

7.根据权利要求6所述的气溶胶生成装置，其中所述可变过滤器包括微型冲击器和筛中的至少一者。

8.根据前述权利要求1－3中任一项所述的气溶胶生成装置，其中所述气溶胶监测装置包括光谱仪、电化学传感器和金属氧化物半导体(MOS)传感器中的至少一者。

9.根据前述权利要求1－3中任一项所述的气溶胶生成装置，还包括存储器，所述存储器上存储预测控制算法或比例积分微分算法，其中所述控制器被配置成使用所述预测控制算法或所述比例积分微分算法实施所述第一反馈控制回路，或所述第二反馈控制回路或所述第一反馈控制回路和所述第二反馈控制回路两者。

10.根据前述权利要求1－3中任一项所述的气溶胶生成装置，其中所生成的气溶胶的物理特性包括所生成的气溶胶的液滴密度、温度、液滴大小、液滴速度和体积流速中的一个或多个。

11.一种气溶胶生成系统，包括根据权利要求1所述的气溶胶生成装置以及气溶胶形成基质。

12.根据权利要求11所述的气溶胶生成系统，其中所述气溶胶形成基质包括气溶胶监测装置。

13.一种改变气溶胶的气溶胶特性的方法，所述方法包括：

i)用加热元件从气溶胶形成基质生成气溶胶；

ii)测量在所述加热元件处的温度；

iii)基于在第一反馈控制回路中测量的温度调节供应到所述加热元件的电力；

iv)在所述加热元件下游的流动通道处或沿着所述加热元件下游的流动通道测量所生成的气溶胶的气溶胶特性，其中所述气溶胶特性包括所生成的气溶胶的物理特性或化学成分中的至少一者；

v)比较所测量的气溶胶特性与预期的气溶胶特性，以确定是否存在异常状态；

vi)如果不存在异常状态，则基于所述第一反馈控制回路调节供应到所述加热元件的电力；

vii)如果存在异常状态，则基于第二反馈控制回路中测量的气溶胶特性调节供应到所述加热元件的电力；以及

viii)基于在所述第二反馈控制回路中测量的气溶胶特性调节至少一个控制变量以用于使用辅助气溶胶控制装置调节所生成的气溶胶的气溶胶特性。