CN112203537B - 气溶胶生成装置、其电力控制方法及计算机可读记录介质 - Google Patents

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Abstract

本发明的一实施例公开一种气溶胶生成装置，其包括：加热器，加热气溶胶生成基质，以及控制部，通过比例积分微分方式控制供给至所述加热器的电力；所述控制部，基于积分控制加权值，来控制供给至所述加热器的电力，所述积分控制加权值是根据所述加热器的初始温度来确定的。

Description

气溶胶生成装置、其电力控制方法及计算机可读记录介质
技术领域
本发明涉及一种气溶胶生成装置、其电力控制方法及计算机可读记录介质，更具体而言，涉及一种通过比例积分微分控制方法来控制供给至气溶胶生成装置的加热器的电力，从而即使借助气溶胶生成装置连续地吸烟，也能够保持恒定的吸烟感的气溶胶生成装置、其电力控制方法及计算机可读记录介质。
背景技术
近来，对于克服普通卷烟的缺点的替代方法的需求正在增加。例如，对通过加热卷烟内的气溶胶生成物质来生成气溶胶而非通过燃烧卷烟来生成气溶胶的方法的需求正在增加。由此，对加热式卷烟或加热式气溶胶生成装置的研究正在活跃进行。
借助现有已知的气溶胶生成装置，使用者可以连续地享受吸烟，但是根据现有已知的气溶胶生成装置，当使用者通过缩短吸烟行为的间隔(term)连续地吸入气溶胶的情况下，在气溶胶生成装置中生成气溶胶的加热器的温度难以在正常上升保持，因此被指出气溶胶的雾化量不足的问题。
发明内容
发明要解决的问题
本发明要解决的技术问题在于，实现一种气溶胶生成装置，即使使用者借助气溶胶生成装置连续地享受吸烟，也能够向使用者提供恒定雾化量的气溶胶。
用于解决问题的手段
根据用于解决所述技术问题的本发明一实施例的装置为一种气溶胶生成装置，其包括：加热器，用于加热气溶胶生成基质，以及控制部，通过比例积分微分(PID)方式来控制供给至所述加热器的电力；所述控制部，基于积分控制加权值，来控制供给至所述加热器的电力，所述积分控制加权值是根据所述加热器的初始温度来确定的。
根据用于解决所述技术问题的本发明的另一实施例的方法为一种控制供给到气溶胶生成装置的加热器的电力的方法，其中，包括：温度判断步骤，判断气溶胶生成装置的加热器的初始温度；加权值确定步骤，基于判断出的所述加热器的初始温度，来确定用于进行比例积分微分中的积分控制的积分控制加权值；以及温度保持步骤，当所述加热器达到预热温度时，基于所确定的所述积分控制加权值来保持所述加热器的温度。
本发明的一实施例，可提供一种计算机可读记录介质，存储有用于执行所述方法的程序。
根据用于解决所述技术问题的本发明又一实施例的气溶胶生成装置，包括：加热器，用于加热气溶胶生成基质，以及控制部，通过比例积分微分方式来控制供给至所述加热器的电力；所述控制部，控制两个以上的吸烟区间，将在用户进行吸烟的第一吸烟区间中吸烟结束后的所述加热器的温度作为初始温度，基于根据所述初始温度来确定的积分控制加权值来控制在与所述第一吸烟区间连续的第二吸烟区间中供给至所述加热器的电力。
根据用于解决所述技术问题的本发明又一实施例的气溶胶生成装置的电力控制方法，在两个以上的吸烟区间中，控制供给到所述气溶胶生成装置的加热器的电力，所述气溶胶生成装置的电力控制方法包括：温度判断步骤，将在用户进行吸烟的第一吸烟区间中吸烟结束后的所述加热器的温度判断为初始温度；加权值确定步骤，基于判断出的所述加热器的初始温度，来确定用于进行比例积分微分中的积分控制的积分控制加权值；以及温度保持步骤，当所述加热器达到预热温度时，基于所确定的所述积分控制加权值来在与所述第一吸烟区间连续的第二吸烟区间中保持所述加热器的温度。
发明效果
根据本发明，几乎消除了因连续使用行为导致的雾化量减少，因此，即使使用者借助气溶胶生成装置连续地进行吸烟行为，也能够享受始终如一的吸烟感。
附图说明
图1至图3是示出卷烟插入气溶胶生成装置的例子的图。
图4以及图5是示出卷烟的一例的图。
图6是示出本发明的气溶胶生成装置的一例的框图。
图7示出用于说明控制气溶胶生成装置的加热器的温度的方法的曲线图。
图8示出本发明的控制气溶胶生成装置的加热器电力的方法的一例的流程图。
具体实施方式
根据用于解决所述技术问题的本发明的一实施例的装置为一种气溶胶生成装置，其包括：加热器，用于加热气溶胶生成基质，以及控制部，通过比例积分微分(PID)方式来控制供给至所述加热器的电力；所述控制部，基于积分控制加权值来控制供给至所述加热器的电力，所述积分控制加权值根据所述加热器的初始温度来确定。
所述装置，其特征在于，所述控制部，基于在所述加热器达到预先设定的预热温度后，并且经过规定时间后的所述加热器的初始温度，来计算出积分控制加权值。
所述装置，其特征在于，所述控制部，可基于所述加热器被预热达到50度时的积分控制增益值算出所述积分控制加权值。
所述装置，其特征在于，所述控制部，基于所述加热器的温度通过第一预热过程达到的最高温度来计算出所述积分控制加权值。
所述装置，其特征在于，所述控制部，参照通过所述加热器的第一预热过程记录的积分控制增益值，基于在所述第一预热过程中的最高的积分控制增益值来计算出所述积分控制加权值。
所述装置，其特征在于，所述控制部，参照使所述加热器的初始温度与积分控制加权值对应的表(table)，来确定所述积分控制加权值。
所述装置，其特征在于，所述积分控制加权值为20以上的值。
所述装置，其特征在于，所述积分控制加权值为70以下的值。
所述装置，其特征在于，所述积分控制加权值为20至70中的任一值。
用于解决所述技术问题的本发明的另一实施例的方法为一种控制供给到气溶胶生成装置的加热器的电力的方法，包括：温度判断步骤，判断气溶胶生成装置的加热器的初始温度；加权值确定步骤，基于所判断的所述加热器的初始温度，来确定用于进行比例积分微分中的积分控制的积分控制加权值；以及温度保持步骤，当所述加热器达到预热温度时，基于所确定的所述积分控制加权值来保持所述加热器的温度。
所述方法，其特征在于，在所述加权值确定步骤中，控制部基于所述加热器达到预先设定的预热温度后，经过规定时间后的所述加热器的初始温度，来计算出积分控制加权值。
所述方法，其特征在于，在所述加权值确定步骤中，控制部基于所述加热器被预热达到50摄氏度时的积分控制增益值，来计算出所述积分控制加权值。
所述方法，其特征在于，在所述加权值确定步骤中，基于通过第一预热过程使所述加热器的温度达到的最高温度，来计算出所述积分控制加权值。
所述方法，其特征在于，在所述加权值确定步骤中，所述控制部参照通过所述加热器的第一预热过程记录的积分控制增益值，基于在所述第一预热过程中的最高的积分控制增益值，来算出所述积分控制加权值。
所述方法，其特征在于，在所述加权值确定步骤中，参照使所述加热器的初始温度与积分控制加权值对应的表(table)，来确定所述积分控制加权值。
所述方法，其特征在于，所述积分控制加权值为20以上的值。
所述方法，其特征在于，所述积分控制加权值为70以下的值。
所述方法，其特征在于，所述积分控制加权值为20至70中的任一值。
本发明的一实施例，可提供一种计算机可读记录介质，存储有用于执行所述方法的程序。
本发明可实施多种变形，且可具有各种实施例，在附图中示出特定的实施例，并在具体实施方式中进行详细说明。本发明的效果、特征以及用于实现这些的方法，通过参照附图和详细记载的以下的实施例，会变得更加明确。然而，本发明不限于以下公开的各实施例，而是可以以不同方式实现。
以下，参照附图，对本发明的各实施例进行详细说明，在参照附图进行说明时，对相同或者相对应的构成要素使用了相同的附图标记，并省略了重复说明。
在以下的实施例中，第一、第二等术语并无限定含义，其使用目的在于，将一个构成要素与另一个构成要素区分开。
在以下的实施例中，在上下文中未明确区分说明的情况下，单数的表述包括复数的表述。
在以下的实施例中，“包括”或者“具有”等术语是指，存在说明书中记载的特征或构成要素，而并非排除附加一个以上的其他特征或构成要素的可能性。
在某一实施例能够通过其他方式来实现的情况下，特定的工序顺序可以与所说明的顺序不同。例如，相继说明的两个工序，实质上可以同时实施，也可以以与所说明的顺序相反的顺序实施。
以下，参照附图，详细说明本发明的实施例。
图1至图3是示出卷烟插入气溶胶生成装置的例子的图。
参照图1，气溶胶生成装置10包括电池120、控制部110以及加热器130。参照图2以及图3，气溶胶生成装置10还包括汽化器180。另外，可将卷烟200插入气溶胶生成装置10的内部空间。
图1至图3所示的气溶胶生成装置10中仅示出与本实施例相关的构成要素。因此，本实施例相关技术领域的普通技术人员应理解，气溶胶生成装置10还可包括除图1至图3所示的构成要素以外的其他通用的构成要素。
另外，图2以及图3中示出气溶胶生成装置10包括加热器130，但根据需要，也可省略加热器130。
图1中示出电池120、控制部110以及加热器130配置成一列。另外，图2中示出电池120、控制部110、汽化器180以及加热器130配置成一列。另外，图3中示出汽化器180以及加热器130并列配置。然而，气溶胶生成装置10的内部结构并不限于图1至图3所示。换言之，根据气溶胶生成装置10的设计，可变更电池120、控制部110、加热器130以及汽化器180的配置。
当卷烟200插入气溶胶生成装置10时，气溶胶生成装置10使加热器130和/或汽化器180工作，从而能够产生气溶胶。通过加热器130和/或汽化器180产生的气溶胶经由卷烟200传递至使用者。
根据需要，即使卷烟200未插入气溶胶生成装置10，气溶胶生成装置10也可加热加热器130。
电池120供给用于气溶胶生成装置10动作的电力。例如，电池120可进行供电，以能够进行加热器130或者汽化器180的加热，且可向控制部110供给动作所需的电力。另外，电池120可供给设置在气溶胶生成装置10的显示器、传感器、电机等动作所需的电力。
控制部110整体控制气溶胶生成装置10的动作。具体而言，控制部110除了控制电池120、加热器130以及汽化器180以外，还控制气溶胶生成装置10中的其他结构的动作。另外，控制部110还可确认气溶胶生成装置10的各结构的状态，来判断气溶胶生成装置10是否处于可动作的状态。
控制部110至少包括一个处理器。处理器可以由多个逻辑门阵列构成，也可以通过通用的微处理器和存储有能够在该微处理器执行的程序的存储器的组合来实现。另外，只要是本实施例所属技术领域的通常的技术人员就能够理解，还可以以其他形式的硬件来实现。
加热器130可通过电池120供给的电力被加热。例如，当卷烟插入气溶胶生成装置10时，加热器130可位于卷烟的外部。因此，被加热的加热器130可使卷烟内的气溶胶生成物质的温度上升。
加热器130可以是电阻加热器。例如，加热器13可包括导电轨道(track)，加热器130可随着电流在导电轨道流动而被加热。然而，加热器130不限于上述例子，只要能够加热到期望温度即可，并没有特殊限制。这里，期望温度可以在气溶胶生成装置10预先设定，或可以由使用者设定期望温度。
一方面，作为另一例，加热器130可以是感应加热式加热器。具体而言，加热器130可包括用于以感应加热方式加热卷烟的导电线圈，卷烟可包括能够被感应加热式加热器被加热的感受体。
例如，加热器130可包括管形加热部件、板形加热部件、针形加热部件或棒形加热部件，可根据加热部件形状来加热卷烟200的内部或外部。
另外，气溶胶生成装置10可配置有多个加热器130。此时，多个加热器130配置成插入卷烟200的内部，还可配置在卷烟200的外部。另外，也可以将多个加热器130中的部分加热器配置成插入卷烟200的内部，其他加热器配置在卷烟200的外部。另外，加热器130的形状不限于图1至图3所示的形状，还可制作成其他多种形状。
汽化器180可通过加热液态组合物来生成气溶胶，所生成的气溶胶通过卷烟200能够传递至使用者。换言之，通过汽化器180生成的气溶胶可沿气溶胶生成装置10的气流通路移动，气流通路可构成为能够使由汽化器180生成的气溶胶经由卷烟传递至使用者。
例如，汽化器180可包括液体贮存部、液体传递单元以及加热部件，但不限于此。例如，液体贮存部、液体传递单元以及加热部件可作为独立的模块设置在气溶胶生成装置10中。
液体贮存部能够储存液态组合物。例如，液态组合物可以为包括含有挥发性烟草香味成分的含烟草物质的液体，还可以为包括非烟草物质的液体。液体贮存部可制作成能够从汽化器180拆卸或安装于汽化器180，也可制作成与汽化器180一体。
例如，液态组合物可包括水、溶剂、乙醇、植物萃取物、香料、香味剂或维生素混合物。香料可包括薄荷醇、欧薄荷、绿薄荷油、各种水果香成分等，但不限于此。香味剂可包括能够向使用者提供多种香味或风味的成分。维生素混合物可以为混合有维生素A、维生素B、维生素C及维生素E中至少一种的物质，但不限于此。另外，液态组合物可包括如甘油和丙二醇的气溶胶形成剂。
液体传递单元能够将液体贮存部的液态组合物传递到加热部件。例如，液体传递单元可以为如棉纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维、多孔陶瓷的芯(wick)，但不限于此。
加热部件是用于加热通过液体传递单元传递的液态组合物的部件。例如，加热部件可以为金属热线、金属热板、陶瓷加热器等，但不限于此。另外，加热部件可由如镍铬线的导电发热丝构成，可设置成缠绕在液体传递单元的结构。加热部件可通过电流供给被加热，并向与加热部件接触的液体组合物传递热量，从而能够加热液体组合物。其结果，能够生成气溶胶。
例如，汽化器180可称为电子烟(cartomizer)或雾化器(atomizer)，但不限于此。
一方面，气溶胶生成装置10还可包括除电池120、控制部110、加热器130以及汽化器180以外的其他通用的结构。例如，气溶胶生成装置10可包括可输出视觉信息的显示器和/或用于输出触觉信息的电机。另外，气溶胶生成装置10可包括至少一个传感器(抽吸检测传感器、温度检测传感器、卷烟插入检测传感器等)。另外，气溶胶生成装置10可制作成即使在卷烟200插入的状态下也可使外部空气流入或内部气体流出的结构。
虽然图1至图3中没有示出，但气溶胶生成装置10可以与另设的托架一同构成系统。例如，托架可用于气溶胶生成装置10的电池120的充电。或者，在托架与气溶胶生成装置10相结合的状态下，还可进行加热器130的加热。
卷烟200可以与普通燃烧型卷烟类似。例如，卷烟200可划分为包括气溶胶生成物质的第一部分和包括滤嘴等的第二部分。或者，卷烟200的第二部分也可包括气溶胶生成物质。例如，可以将以颗粒或胶囊形式制成的气溶胶生成物质插入第二部分。
在气溶胶生成装置10的内部可插入整个第一部分，第二部分可露在外部。或者，在气溶胶生成装置10的内部可仅插入第一部分的一部分，也可插入整个第一部分以及第二部分的一部分。使用者可在用嘴部叼住第二部分的状态下吸入气溶胶。此时，外部空气通过第一部分，从而生成气溶胶，所生成的气溶胶经由第二部分传递至使用者的嘴部。
作为一例，外部空气可通过形成在气溶胶生成装置10的至少一个空气通路流入。例如，形成在气溶胶生成装置10的空气通路的开闭和/或空气通路的大小，可由使用者来调整。由此，使用者能够调整雾化量、吸烟感等。作为另一例，外部空气也可经由形成在卷烟200的表面的至少一个孔(hole)流入卷烟200的内部。
以下，参照图4，对卷烟200的一例进行说明。
图4以及图5是示出卷烟的例子的图。
参照图4，卷烟200包括烟草棒21以及过滤棒22。参照图1至图3所述第一部分包括烟草棒21，第二部分包括过滤棒22。
图4中示出的过滤棒22为单一段结构，但不限于此。换言之，过滤棒22可由多个段构成。例如，过滤棒22可包括用于冷却气溶胶的段以及用于过滤气溶胶中的规定成分的段。另外，根据需求，过滤棒22还可包括执行其他功能的至少一个段。
卷烟2的直径在5mm至9mm的范围内，长度约为48mm，但不限于此。例如，烟草棒21的长度约为12mm，过滤棒22的第一段的长度约为10mm，过滤棒22的第二段的长度约为14mm，过滤棒22的第三段的长度约为12mm，但不限于此。
卷烟2可用至少一个包装纸24来包装。包装纸24上可形成有用于使外部空气流入或使内部气体流出的至少一个孔(hole)。作为一例，卷烟2可用一个包装纸24来包装。作为另一例，卷烟2也可用两个以上的包装纸24来重叠包装。例如，可用第一包装纸241包装烟草棒21，可用包装纸242、243、244包装过滤棒22。并且，可用单个包装纸245再次包装整个卷烟2。如果，过滤棒22由多个段构成时，可用包装纸242、243、244包装各段。
第一包装纸241以及第二包装纸242可由普通过滤纸制成。例如，第一包装纸241以及第二包装纸242可以是多孔纸或无孔纸。另外，第一包装纸241以及第二包装纸242可由具有耐油性的纸类和/或铝塑复合包装材料制成。
第三包装纸243可由硬纸制成。例如，第三包装纸243的定量可在88g/m2～96g/m2的范围内，优选地，在90g/m2～94g/m2的范围内。另外，第三包装纸243的厚度可在120um～130um的范围内，优选为125um。
第四包装纸244可由耐油性硬纸制成。例如，第四包装纸244的定量在88g/m2～96g/m2的范围内，优选地在90g/m2～94g/m2的范围内。另外，第四包装纸244的厚度可在120um～130um的范围内，优选为125um。
第五包装纸245可由灭菌纸(MFW)制成。这里，灭菌纸(MFW)是一种比普通纸张提高了拉伸强度、耐水性、光滑度等的特殊制造的纸张。例如，第五包装纸245的定量可在57g/m2～63g/m2的范围内，优选为60g/m2。另外，第五包装纸245的厚度可在64um～70um的范围内，优选为67um。
第五包装纸245可含有规定的物质。这里，作为规定物质的例子可以是硅，但不限于此。例如，硅具有如下特性：耐热性，随温度的变化小；耐氧化性，不被氧化；对各种药品的抗性；对水的拒水性；或者电绝缘性等。然而，即使不是硅，只要具有上述特性的物质则可不限种类地涂敷(或者涂层)于第五包装纸245。
第五包装纸245能够防止卷烟2燃烧。例如，若烟草棒21通过加热器130被加热，则卷烟2可能会燃烧。具体地，当温度上升至烟草棒21中所含的物质中任一物质的燃烧点以上时，卷烟2可能会燃烧。即使在该情况下，由于第五包装纸245含不燃物质，所以也能够防止卷烟2燃烧。
另外，第五包装纸245能够防止保持器被在卷烟2中生成的物质所污染。通过使用者的抽吸，可由卷烟2生成液体物质。例如，由卷烟2生成的气溶胶被外部空气冷却，从而会生成液体物质(例如，水分等)。通过用第五包装纸245包装卷烟2，能够防止在卷烟2内生成的液体物质泄漏到卷烟2的外部。
烟草棒21包括气溶胶生成物质。例如，气溶胶生成物质可包括甘油、丙二醇、乙二醇、二丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇以及油醇中的至少一种，但不限于此。另外，烟草棒21可含有如调味剂、润湿剂和/或有机酸(organic acid)的其他添加物质。另外，可以以向烟草棒21喷射的方式，在烟草棒21中添加薄荷醇或者保湿剂等调味液。
烟草棒21可以以多种方式制得。例如，烟草棒21可由薄片(sheet)材料制成，也可由丝状(strand)材料制成。另外，烟草棒21可通过将烟草片切细而得的烟叶制得。另外，烟草棒21可被导热物质包围。例如，导热物质可以为如铝箔的金属箔，但不限于此。作为一例，包围烟草棒21的导热物质能够均匀分散传递到烟草棒21热量，从而提高施加到烟草棒的导热率，由此能够提高烟草的味道。另外，包围烟草棒21的导热物质可发挥被感应加热式加热器加热的感受体的功能。此时，虽然图中没有示出，但烟草棒21除包括包围外部的导热物质之外，还可包括其他感受体。
过滤棒22可以为醋酸纤维素过滤器。一方面，过滤棒22的形状没有限制。例如，过滤棒22可以为圆筒型(type)棒，还可以为内部中空的管型(type)棒。另外，过滤棒22可以为嵌入型(type)棒。如果过滤棒22由多个段构成，则多个段中的至少一个可制作成不同的形状。
过滤棒22的第一段可以为醋酸纤维素过滤器。例如，第一段可以为内部包括中空的管状的结构物。通过第一段能够防止加热器130插入时烟草棒210的内部物质被后推的现象，还能够具有气溶胶的冷却效果。第一段中的中空的直径可在2mm至4.5mm的范围内选择适当的直径，但不限于此。
第一段的长度可在4mm至30mm的范围内选择适当的长度，但不限于此。优选地，第一段的长度可以为10mm，但不限于此。
在制造第一段时，通过调节增塑剂的含量来调整第一段的硬度。另外，第一段可通过在内部(例如，中空)插入相同或不同材质的薄膜、管等结构物来制造。
过滤棒22的第二段冷却通过加热器130加热烟草棒21而生成的气溶胶。因此，使用者能够吸入冷却至适宜温度的气溶胶。
第二段的长度或直径可根据卷烟2的形状以各种方式确定。例如，第二段的长度可在7mm至20mm的范围内适当地选择。优选地，第二段的长度可以为约14mm，但不限于此。
第二段可通过织造聚合物纤维来制作。这时，由聚合物制造的纤维中可涂敷有调味液。或者，可通过将涂敷有调味液的单独的纤维和由聚合物制造的纤维织造在一起来制作第二段。或者，第二段可通过卷曲的聚合物片来形成。
例如，聚合物可由选自由聚乙烯(PE)、聚丙烯纤维(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚氯乙烯对苯二甲酸酯(PET)、聚乳酸(PLA)、醋酸纤维素(CA)及铝箔组成的组中的材料制作。
通过由织造的聚合物纤维或卷曲的聚合物片形成第二段，第二段可包括向纵向延伸的单个或多个通道。这里，通道指气体(例如，空气或气溶胶)通过的通路。
例如，由卷曲的聚合物片组成的第二段可由具有约5μm和约300μm之间的厚度的材料，例如约10μm和约250μm之间的厚度的材料形成。另外，第二段的总表面积可以在约300mm2/mm和约1000mm2/mm之间。另外，气溶胶冷却部件可由比表面积在约10mm2/mg和约100mm2/mg之间的材料形成。
一方面，第二段中可包含含有挥发性香味成分的线状物(thread)。这里，挥发性香味成分可以是薄荷醇，但不限于此。例如，为了向第二段提供1.5mg以上的薄荷醇，线状物中可填充有充分量的薄荷醇。
过滤棒22的第三段可以为醋酸纤维素过滤器。第三段的长度可在4mm至20mm的范围内适当选择。例如，第三段的长度可以为约12mm，但不限于此。
在制造第三段的过程中，可通过向第三段喷射调味液，来制作成产生香味的卷烟。或者，还可将涂敷有调味液的单独的纤维插入第三段的内部。在烟草棒21中生成的气溶胶通过过滤棒22的第二段而被冷却，被冷却的气溶胶通过第三段传递至使用者。因此，向第三段添加加香成分时，具有能够提高向使用者传递的香味的持续性的效果。
另外，过滤棒22可包括至少一个胶囊23。这里，胶囊23能够发挥生成香味的功能，也能够发挥生成气溶胶的功能。例如，胶囊23可以是用被膜包裹含有香料的液体而成的结构。胶囊23可具有球形或者圆筒形的形状，但不限于此。
参照图5，卷烟3还可包括前端插件33。前端插件33位于烟草棒31中与过滤棒32相向的一侧。前端插件33能够防止烟草棒31向外部脱离，且还能够防止吸烟中从烟草棒31液化的气溶胶流入气溶胶生成装置。
过滤棒32可包括第一段321以及第二段322。这里，第一段321可对应于图4的过滤棒22的第一段，第二段322可对应于图4的过滤棒22的第三段。
卷烟3的直径以及整体长度可对应于图4的卷烟2的直径以及整体长度。例如，前端插件33的长度可以为约7mm，烟草棒31的长度可以为约15mm，第一段321的长度可以为约12mm，第二段322的长度可以为约14mm，但不限于此。
卷烟3可用至少一个包装纸35进行包装。在包装纸35上可形成有用于使外部空气流入或使内部气体流出的至少一个孔(hole)。例如，前端插件33可被第一包装纸351包装，烟草棒31可被第二包装纸352包装，第一段321可被第三包装纸353包装，第二段322可被第四包装纸354包装。并且，整个卷烟3可用第五包装纸355进行再包装。
另外，在第五包装纸355上可形成有至少一个穿孔36。例如，穿孔36可形成在包围烟草棒31的区域，但不限于此。穿孔36能够发挥将通过图2以及图3所示的加热器13形成的热传递到烟草棒31的内部的作用。
另外，第二段322可包括至少一个胶囊34。这里，胶囊34能够发挥生成香味的功能，也能够发挥生成气溶胶的功能。例如，胶囊34可以是用被膜包裹含有香料的液体而成的结构。胶囊34可具有球形或者圆筒形的形状，但不限于此。
第一包装纸351可以是在普通过滤纸上结合如铝箔的金属箔的包装纸。例如，第一包装纸351的整体厚度可在45um～55um的范围内，优选为50.3um。另外，第一包装纸351的金属箔的厚度可在6um～7um的范围内，优选为6.3um。另外，第一包装纸351的定量可在50g/m2～55g/m2的范围内，优选为53g/m2。
第二包装纸352以及第三包装纸353可由普通过滤纸制成。例如，第二包装纸352以及第三包装纸353可以是多孔纸或无孔纸。
例如，第二包装纸352的孔隙度可以为35000CU，但不限于此。另外，第二包装纸352的厚度可在70um～80um的范围内，优选为78um。另外，第二包装纸352的定量可在20g/m2～25g/m2的范围内，优选为23.5g/m2。
例如，第三包装纸353的孔隙度可以是24000CU，但不限于此。另外，第三包装纸353的厚度可在60um～70um的范围内，优选为68um。另外，第三包装纸353的定量可在20g/m2～25g/m2的范围内，优选为21g/m2。
第四包装纸354可由PLA合纸制成。这里，PLA合纸是指包括纸层、PLA层以及纸层的三层纸。例如，第四包装纸354的厚度可在100um～120um的范围内，优选为110um。另外，第四包装纸354的定量可在80g/m2～100g/m2的范围内，优选为88g/m2。
第五包装纸355可由灭菌纸(MFW)制成。这里，灭菌纸(MFW)是一种比普通纸张提高了拉伸强度、耐水性、光滑度等的特殊制备的纸张。例如，第五包装纸355的定量可在57g/m2～63g/m2的范围内，优选为60g/m2。另外，第五包装纸355的厚度可在64um～70um的范围内，优选为67um。
第五包装纸355可含有规定的物质。这里，作为规定物质的例子可以是硅，但不限于此。例如，硅具有如下特性：耐热性，随温度的变化小；耐氧化性，不被氧化；对各种药品的抗性；对水的拒水性；或者电绝缘性等。然而，即使不是硅，只要具有上述特性的物质则可不限制种类地涂敷(或者涂层)于第五包装纸355。
前端插件33可由醋酸纤维素制成。作为一例，前端插件33可通过在醋酸纤维素丝束中添加增塑剂(例如，三醋精)来制造。构成醋酸纤维素丝束的长丝的单旦数(monodenier)可在1.0～10.0的范围内，优选在4.0～6.0的范围内。更优选地，前端插件33的长丝的单旦数可以为5.0。另外，构成前端插件33的长丝的截面可以为Y字形。前端插件33的总旦数(total denier)可在20000～30000的范围内，优选在25000～30000的范围内。更优选地，前端插件33的总旦数可以为28000。
另外，根据需要，前端插件33可包括至少一个通道，通道的截面形状可以以多种形状制成。
烟草棒31可对应于参照图4说明的烟草棒21。因此，以下省略烟草棒31的具体说明。
第一段321可由醋酸纤维素制成。例如，第一段可以是内部包括中空的管状结构物。第一段321可通过在醋酸纤维素丝束中添加增塑剂(例如，三醋精)来制造。例如，第一段321的单旦数以及总旦数可以与前端插件33的单旦数以及总旦数相同。
第二段322可由醋酸纤维素制成。构成第二段322的长丝的单旦数(mono denier)可在1.0～10.0的范围内，优选在8.0～10.0的范围内。更优选地，第二段322的长丝的单旦数可以为9.0。另外，第二段322的长丝的截面可以为Y字形。第二段322的总旦数(totaldenier)可在20000～30000的范围内，优选为25000。
图6是示出本发明的气溶胶生成装置的一例的框图。
参照图6，可知本发明的气溶胶生成装置包括控制部110、电池120、加热器130、脉冲宽度调制处理部140、显示部150，电机160以及存储装置170。
控制部110整体控制设置在气溶胶生成装置中的电池120、加热器130、脉冲宽度调制处理部140、显示部150、电机160以及存储装置170。虽然图6中未示出，但根据实施例，控制部110还可包括：输入接收部(未图示)，接收使用者的按键输入或触摸输入；以及通信部(未图示)，能够与如使用者终端的外部通信装置进行通信。虽然图6中未示出，但控制部110还可附加包括用于对加热器130执行比例积分微分控制(PID)的模块。
电池120向加热器130供给电力，供给至加热器130的电力的大小可由控制部110调节。
当施加电流时，加热器130通过固有电阻而发热，并且当气溶胶生成基质接触(结合)被加热的加热器时，可生成气溶胶。
脉冲宽度调制处理部140通过向加热器130传输脉冲宽度调制(pulse widthmodulation，PWM)信号的方式，实现控制部110能够控制供给至加热器130的电力。根据实施例，脉冲宽度调制处理部140可以以设置在控制部110的方式实现。
显示部150以可视的方式输出在气溶胶生成装置10中生成的各种提示信息(Alarmmessage)，以使使用气溶胶生成装置10的使用者能够确认。使用者可以确认输出到显示部150的电池电力不足信息或加热器过热警告信息等，从而能够在气溶胶生成装置10的动作停止或气溶胶生成装置10损坏之前采取适当的措施。
电机160由控制部110驱动，使得使用者可通过触觉来识别气溶胶生成装置10已做好使用准备。
存储装置170存储有各种信息，用于控制部110适当地控制供给至加热器130的电力，以向使用气溶胶生成装置10的使用者提供各种风味。例如，存储在存储装置170的信息中可预先存储有控制部110为了随时间的流逝而适当地加减控制加热器的温度而参照的温度分布曲线(temperature profile)、下述的控制基准比率、比较控制值等，并之后通过控制部110的请求向控制部110发送该信息。存储设备170不仅可以由诸如闪存(flashmemory)之类的非易失性存储器构成，还可以为了确保更快的数据输入/输出(I/O)速度而由仅在通电时才临时存储数据的易失性存储器构成。
本发明的一实施例的控制部110、脉冲宽度调制处理部140、显示部150、存储装置170以及汽化器180可对应于至少一个以上的处理器(processor)，或包括至少一个以上的处理器。由此，控制部110、脉冲宽度调制处理部140、显示部150、存储装置170以及汽化器180可以以设置在如微处理器或通用计算机系统的其他硬件装置中的形式驱动。
为了便于说明，本发明的控制部110控制供给至加热器130的电力的方式将在图7中进行后述。
图7是示出用于说明控制气溶胶生成装置的加热器的温度的方法的曲线图的图。
参照图7，可知，本发明的气溶胶生成装置的加热器130以通过上升至最大T1再下降来保持恒定温度的形式被加热。具体地，为了呈现出如图7的温度曲线，加热器130可通过控制部110接收电池120的电力。在图7中，横轴指秒(second)，纵轴指摄氏度(CelsiusTemperature)。另外，在图7中，虚线710指适用本发明之前的加热器130的温度变化曲线图，实线730指适用本发明的积分控制加权值来对供给至加热器130的电力进行比例积分微分控制时的加热器130的温度变化曲线图。
首先，当控制部110从时间t1开始向加热器130供电时，加热器130上升至预热目标温度T1，然后温度迅速下降达到规定的温度，并保持该温度。使用者在加热器130达到预热目标温度时，能够借助气溶胶生成装置享受吸烟。作为另一例，控制部110能够进行以下控制：在加热器130达到预热目标温度或达到预热目标温度后经过规定时间后，通过显示部150向使用者传递加热器130已被预热且能够进行吸烟的信息。使用者能够在从接收提示的时间点起到加热器130的温度保持的规定时间期间借助气溶胶生成装置吸入气溶胶。
以下，为了便于说明，在图7中，将t1至t2之间的时间间隔称为第一吸烟区间，t3至t5之间的时间间隔称为第二吸烟区间，t4至t6之间的时间间隔称为第三吸烟区间，每一吸烟区间包括至少一次以上的抽吸(puff)，吸烟区间前面的第一、第二、第三是用于区分各吸烟区间的值，并不是指必须以第一至第三顺序进行吸烟行为。
根据现有的气溶胶生成装置，当使用者在第一吸烟区间吸烟而加热器130的温度在t2时间点迅速下降后，在规定时间内，使用者再次通过气溶胶生成装置吸烟时，加热器130再次根据第二吸烟区间被加热。在此过程中，在加热器130的温度未充分下降的状态下，控制部110通过比例积分微分控制(PID)方式控制供给至加热器130的电力时，加热器130的预热目标温度如第二吸烟区间那样降低到T2，而不是到T1，并且达到预热目标温度T2之后保持到t5时间点为止的加热器130的温度也降低至低于第一吸烟区间。当第二吸烟区间的预热目标温度以及维持温度降低至低于第一吸烟区间的预热目标温度以及维持温度时，由于热能没有充分地传递到气溶胶生成基质，因此存在难以确保供使用者吸入的足够的雾化量的问题。
相反，根据本发明的气溶胶生成装置，当使用者在第一吸烟区间吸烟而加热器130的温度在t2时间点迅速下降后，在规定时间内，当使用者再次通过气溶胶生成装置吸烟时，加热器130再次根据第三吸烟区间被加热。在此过程中，在加热器130的温度未充分下降的状态下，控制部110通过比例积分微分控制方式控制供给至加热器130的电力，尤其，在积分控制中，通过以积分比例加权值为基础来校正积分控制增益值，从而加热器130能够在第三吸烟区间上升至预热目标温度T3，在达到预热目标温度T3之后保持温度的保持温度也比在第二吸烟区间的保持温度更高。控制部110包括计时器(timer)，测定t2时间点和t4时间点之间的间隔，若所测定的时间间隔值为预先设定的时间之内，则可以视为使用者存在连续的吸烟行为。
如在图7中所述，根据本发明，通过设置在气溶胶生成装置中的控制部110以根据加热器的初始温度来确定的积分控制加权值为基础，对供给至加热器的电力进行比例积分微分控制，从而即使使用者借助气溶胶生成装置连续吸烟，也能够向使用者提供充分量的雾化量。
[式1]
数学式1示出控制部110通过一般的比例积分微分方式控制供给至加热器的电力时所使用的控制函数的一例。由于一般的比例积分微分控制方法为公知的技术，因此省略对各变量的说明。控制部110通过数学、实验或经验方法经过反复试验(trial and error)，来获得适当的比例控制增益值、积分控制增益值、微分控制增益值。然而，根据上述比例积分微分控制方法，无法防止在使用者连续吸烟时所产生的气溶胶的雾化量减少现象。
[式2]
数学式2是示出本发明的控制部110控制供给至加热器的电力时所使用的控制函数的一例。在数学式2中，CI表示积分控制加权值。在本发明中，根据加热器130的初始温度来确定积分控制加权值，并将所确定的积分控制加权值用于积分控制，从而即使使用者连续使用气溶胶生成装置，也能够向使用者提供充分的雾化量的气溶胶。根据实施例，积分控制加权值可通过控制部110基于加热器130的初始温度来直接计算出的方式来获得，还可通过控制部110参照存储在存储装置170中的加权值表(table)的方式来获得。
以下，对本发明中控制部110确定积分控制加权值的多种选择性实施例进行说明。
作为选择性的一实施例，控制部110还可以基于在加热器达到预热目标温度后经过规定时间后的加热器的初始温度，来计算出积分控制加权值。根据本选择性的一实施例，控制部110在加热器130达到预热目标温度后经过规定时间后加热器130的温度下降时，将此时的温度视为加热器130的初始温度并计算出积分控制加权值。若参照图7说明，控制部110在加热器130的温度达到T1后经过规定时间而成为t2时间点时，看作使用者的第一次吸烟结束，以t2时间点之后的时间点的加热器130的温度作为初始温度来计算出积分控制加权值。
作为另一选择性的一实施例，控制部110可基于加热器130被预热至50摄氏度时的积分控制增益值来计算出积分控制加权值，或者，基于加热器130达到最高温度时的积分控制增益值来计算出积分控制加权值。
[式3]
数学式3是控制部110为了基于加热器130的初始温度来计算出积分控制加权值而使用的数学式的一例。在数学式3中，KImax指在上一吸烟区间中加热器130的温度为最高温度时的积分控制增益值，K50指在上一吸烟区间中加热器130的温度为50摄氏度时的积分控制增益值，Tmax指在上一吸烟区间中加热器130的最高温度，TInitial指加热器130的初始温度，a是大于1且小于3的比例常数，Cr指任意常数。控制部110可基于数学式3来计算出积分控制加权值，为了计算出积分控制加权值而所需的值是加热器130在上一吸烟区间中加热时收集并存储在存储装置170中的值。
作为又一选择性的一实施例，控制部110还可参照根据加热器130的初始温度来对应积分控制加权值并存储的表(table)，从而确定积分控制加权值。
[表1]
加热器的初始温度范围 积分控制加权值(CI)
低于50摄氏度 0
50～100 20
100～150 38
150～200 58
200～250 70
表1示出存储在存储装置170中的表的一例。根据表1，当加热器的初始温度为50摄氏度至100摄氏度之间时，控制部110将积分控制加权值确定为20，当加热器的初始温度为150摄氏度至200摄氏度之间时，将积分控制加权值确定为58。表1是当气溶胶生成装置被连续使用时控制部110所参照的表，当气溶胶生成装置未被连续使用时，控制部110不参照表1，并不确定积分控制加权值。对应于表1的加热器的初始温度范围的积分控制加权值仅为多个实施例中的一个，根据实施例，细节性的值可能会变化。图8是示出本发明的控制气溶胶生成装置的加热器的电力的方法的一例的流程图。
图8可通过图6的气溶胶生成装置来实现，以下将参照图6说明，并省略与在图6中说明的内容重复的说明。
首先，由使用者结束借助气溶胶生成装置的第一吸烟过程(S810)。在步骤S810中，设置在气溶胶生成装置中的控制部110记录在第一吸烟过程中控制加热器130的温度所使用的积分控制增益值，并控制将该积分控制增益值存储至存储装置170中。
控制部110为了开始第二吸烟过程，判断气溶胶生成装置的加热器的温度(S820)。控制部110通过内置的计时器测定第一吸烟过程结束的时间点和第二吸烟过程开始的时间点之间的时间间隔，若为规定时间以内，则视为发生连续的吸烟行为，并根据本发明控制供给至加热器130的电力。
控制部110基于加热器的初始温度来确定用于进行比例积分微分控制中的积分控制的积分控制增益值，具体地，检索用于确定积分控制增益值的积分控制加权值(S830)。在步骤S830中所检索的积分控制加权值，可以是以表(table)形式存储在存储装置170中的值或控制部110用加热器的初始温度等的根据数学式3来算出的值。
控制部110向加热器130供给用于将加热器130的温度上升至预热目标温度所需的电力(S840)。控制部110确认加热器130是否达到预热目标温度(S850)，当加热器达到预热目标温度时，基于在步骤S830中所检索的积分控制加权值来执行积分控制，从而控制加热器130的温度保持恒定(S860)。
在步骤S860中，根据积分控制加权值使加热器130的温度保持恒定的步骤，在比例积分微分控制的过程中，积分项起到消除稳态误差(steady-state)的作用，这是根据在一次确定比例控制增益之后确定积分比例增益值(gain)的倾向。在加热器130的温度根据步骤S840至步骤S860加热至充分高的预热目标温度(例如，图7的T3)之后，保持恒定时，能够向气溶胶生成基质传递充分的热能，从而即使使用者连续吸烟，也不会感受到雾化量不足，并享受始终如一的吸烟感。
以上说明的本发明的实施例可通过能够在计算机上通过多种构成要素执行的计算机程序的形式来实现，这种计算机程序可被记录在计算机可读介质中。这时，介质可包括硬盘、软盘、磁带等磁性介质，紧凑型光盘只读储存器(CD-ROM)、数字通用光盘(DVD)等光学记录介质，光碟(floptical disk)等磁光介质(magneto-optical medium)，以及只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、快闪存储器等专门配置用于存储和执行程序指令的硬件装置。
一方面，所述计算机程序可以是为本发明而特别设计和构成，或者可以是计算机软件领域的技术人员已知且可以使用的程序。作为计算机程序的例子，可以包括通过编译器生成的机器语言代码等机器语言代码和通过使用解释器而能够在计算机中执行的高级语言代码。
本发明中说明的特定实践是一实施例，并不以任何方法限制本发明的范围。为了使说明书简洁，常规电子配置、控制系统、软件以及所述系统的其他功能性方面的记载可能被省略。另外，在附图所示的各构成要素之间的线连接或连接部件是功能连接和/或物理或电路连接的例示，在实际装置中可被代替或作为附加的各种功能连接、物理连接或电路连接来表示。另外，除非具体提及“必要的”、“重要的”等，则对于本发明的应用而言可能不是必需的构成要素。
在本发明的说明书中(尤其是在权利要求书中)术语“所述”和与其类似的指代术语的使用可以均对应于单数和复数。另外，在本发明中记载范围(range)时，是包括适用属于所述范围的个别值的技术方案(除非另有说明)，因此等同于在具体实施方式中记载构成所述范围的个别值。最后，如果对构成本发明的方法的步骤没有明确记载顺序或相反的记载，则所述步骤可以以合适的顺序执行。本发明不受所述步骤的记载顺序的限制。本发明中使用的所有例子或例示性术语(例如，等等)，只是单纯用于详细说明本发明，除非被权利要求范围限定，否则实施例的范围不受所述例子或示例性术语的限制。此外，本领域技术人员应知道，可以根据所附权利要求书或其等同物的范围内的设计条件和因素进行多种修改、组合和改变。
工业实用性
本发明的一实施例，能够用于制造具有比现有的更改善的性能的新一代电子烟。

Claims (19)

1.一种气溶胶生成装置，其特征在于，
包括：
加热器，用于加热气溶胶生成基质，以及
控制部，通过比例积分微分方式来控制供给至所述加热器的电力；
所述控制部，
控制两个以上的吸烟区间，
将在用户进行吸烟的第一吸烟区间中吸烟结束后的所述加热器的温度作为初始温度，基于根据所述初始温度来确定的积分控制加权值来控制在与所述第一吸烟区间连续的第二吸烟区间中供给至所述加热器的电力。
2.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其特征在于，
所述控制部，基于在所述加热器达到预先设定的预热温度后并且经过规定时间后的所述加热器的初始温度，来计算出所述积分控制加权值。
3.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其特征在于，
所述控制部，基于所述加热器被预热达到50摄氏度时的积分控制增益值，来计算出所述积分控制加权值。
4.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其特征在于，
所述控制部，在所述第一吸烟区间中，进行控制以使所述加热器预热，并且基于使所述加热器的温度达到的最高温度，来计算出所述积分控制加权值。
5.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其特征在于，
所述控制部，参照在所述第一吸烟区间中用于所述加热器的温度控制的积分控制增益值，基于在所述第一吸烟区间中的最高的积分控制增益值，来计算出所述积分控制加权值。
6.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其特征在于，
所述控制部，参照使所述加热器的初始温度与积分控制加权值对应的表，来确定所述积分控制加权值。
7.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其特征在于，
所述积分控制加权值为20以上的值。
8.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其特征在于，
所述积分控制加权值为70以下的值。
9.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其特征在于，
所述积分控制加权值为20至70中的任一值。
10.一种气溶胶生成装置的电力控制方法，在两个以上的吸烟区间中，控制供给到所述气溶胶生成装置的加热器的电力，其特征在于，
所述气溶胶生成装置的电力控制方法包括：
温度判断步骤，将在用户进行吸烟的第一吸烟区间中吸烟结束后的所述加热器的温度判断为初始温度；
加权值确定步骤，基于判断出的所述加热器的初始温度，来确定用于进行比例积分微分中的积分控制的积分控制加权值；以及
温度保持步骤，当所述加热器达到预热温度时，基于所确定的所述积分控制加权值来在与所述第一吸烟区间连续的第二吸烟区间中保持所述加热器的温度。
11.根据权利要求10所述的气溶胶生成装置的电力控制方法，其特征在于，
在所述加权值确定步骤中，
在所述加热器达到预先设定的预热温度后，控制部基于经过规定时间后的所述加热器的初始温度，来计算出积分控制加权值。
12.根据权利要求10所述的气溶胶生成装置的电力控制方法，其特征在于，
在所述加权值确定步骤中，
控制部，基于所述加热器被预热达到50摄氏度时的积分控制增益值，来计算出所述积分控制加权值。
13.根据权利要求10所述的气溶胶生成装置的电力控制方法，其特征在于，
在所述加权值确定步骤中，
在所述第一吸烟区间中，进行控制以使所述加热器预热，并且基于使所述加热器的温度达到的最高温度，来计算出所述积分控制加权值。
14.根据权利要求10所述的气溶胶生成装置的电力控制方法，其特征在于，
在所述加权值确定步骤中，
控制部，参照在所述第一吸烟区间中用于所述加热器的温度控制的积分控制增益值，基于在所述第一吸烟区间中的最高的积分控制增益值，来计算出所述积分控制加权值。
15.根据权利要求10所述的气溶胶生成装置的电力控制方法，其特征在于，
在所述加权值确定步骤中，
参照使所述加热器的初始温度与积分控制加权值对应的表，来确定所述积分控制加权值。
16.根据权利要求10所述的气溶胶生成装置的电力控制方法，其特征在于，
所述积分控制加权值为20以上的值。
17.根据权利要求10所述的气溶胶生成装置的电力控制方法，其特征在于，
所述积分控制加权值为70以下的值。
18.根据权利要求10所述的气溶胶生成装置的电力控制方法，其特征在于，
所述积分控制加权值为20至70中的任一值。
19.一种计算机可读记录介质，其特征在于，
存储有用于执行根据权利要求10至18中任一项所述的气溶胶生成装置的电力控制方法的程序。
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