CN112438437A - 气溶胶生成系统、检测方法、雾化装置和电源装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种气溶胶生成系统、检测方法、雾化装置和电源装置；其中气溶胶生成系统包括：储液腔、汽化元件、向汽化元件提供功率的电芯、测量抽吸气流速度的气流传感器和控制器；该控制器被配置成基于在时间段内施加到汽化元件的功率、气流速度、生成气溶胶的量与施加到汽化元件的功率的相关系数以及生成气溶胶的量与气流速度的修正常数，确定在时间段内液体基质的消耗。采用以上的气溶胶生成系统，可以准确地估计、测量和/或预测给使用者递送的气溶胶或液体基质材料的量。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电子烟技术领域，尤其涉及一种气溶胶生成系统、检测方法、雾化装置和电源装置。
背景技术
作为电子烟产品的一个示例，存在有气溶胶提供设备，例如所谓的电子烟装置。这些装置通常包含液体，该液体被加热以使其发生汽化，从而产生可吸入的气溶胶。该液体可包含尼古丁和/或芳香剂和/或气溶胶生成物质(例如，甘油)。
而迄今为止，确定气溶胶中的活性成分的剂量的尝试尚未令人满意，并且对于部分汽化后吸入的剂量控制而言可能是不可调节的。这样的系统还可以测量液体材料的量，并且需要准确测量被递送用于汽化的液体材料的质量和/或体积，或者测量起始质量/体积与汽化后剩余的质量或体积之间的差。这些测量可能是困难的，需要高水平的精确度和费用，并可能导致不准确的结果。
需要的是用于抽吸气溶胶以及准确的例如在合理的精确度/误差范围内的抽吸剂量的方法和设备。特别地，提供通过监测设备的电活动以及在一些情况下监测所述设备的工作功率(其可以通过电学估计或直接测量)，确定气溶胶的抽吸量的方法和设备会是有帮助的。此外，提供抽吸预定剂量和/或当达到或超过阈值剂量时提醒使用者或护理者的此类方法和设备会是有帮助的。此外，提供气溶胶的抽吸量的电子记录也可能是有帮助的。
发明内容
为了解决现有技术中的气溶胶抽吸量的精确检测，本发明实施例提供一种可以估计、测量和/或预测可以给使用者的气溶胶或液体基质材料的量的气溶胶生成系统，和它们的使用方法。
本发明一实施例提出一种气溶胶生成系统，包括：
储液腔，用于存储液体基质；
汽化元件，用于汽化所述液体基质以形成供用户抽吸的气溶胶；
电芯，用于向所述汽化元件提供功率；
气流传感器，用于测量由用户抽吸形成的通过气溶胶系统的气流速度；以及，
控制器，被配置成基于在时间段内施加到所述汽化元件的功率、所述气流速度、相关系数和修正常数确定在所述时间段内液体基质的消耗；其中，
所述相关系数是施加到所述汽化元件的功率与生成气溶胶的量相关的系数；所述修正常数是通过气溶胶系统的气流速度与生成气溶胶的量相关的修正数值。
在更加优选的实施中，所述时间段包括多个单位时长；
所述控制器被配置成：
通过所述气流速度计算单位时长通过气溶胶系统的气流量；
通过在所述单位时长施加到所述汽化元件的功率、所述相关系数、修正常数计算在所述单位时长的生成气溶胶的量；
通过在所述单位时长的生成气溶胶的量和所述气流量计算在时间段内液体基质的消耗。
在更加优选的实施中，所述控制器配置成根据以下公式确定在所述时间段内液体基质的消耗：
在更加优选的实施中，所述控制器还被配置成基于所确定的液体基质的消耗估算所述储液腔中液体基质的剩余量。
在更加优选的实施中，所述控制器被配置成从所述储液腔中存储液体基质的已知初始量减去所述消耗，进而估算所述储液腔中液体基质的剩余量。
在更加优选的实施中，还包括：
信息存储单元，存储有计算常数信息，该计算常数信息包括所述相关系数信息和修正常数信息；
信息获取单元，被配置为接收所述信息存储单元存储的计算常数信息，进而获取所述相关系数或修正常数。
在更加优选的实施中，所述相关系数信息包括所述相关系数或者是与所述相关系数关联的液体基质的理化参数；
所述信息获取单元，被配置为通过接收所述相关系数信息，进而获取所述相关系数或与相关系数关联的液体基质的理化参数。
在更加优选的实施中，所述控制器内存储有所述相关系数与液体基质的理化参数的对照表，并被配置成根据所述液体基质的理化参数从所述对照表中进行检索获取所述相关系数。
在更加优选的实施中，所述理化参数包括液体基质的物质成分、粘度、比热或汽化效率中的至少一种。
在更加优选的实施中，所述信息存储单元包括EPROM、EEPROM、NFC标签、条形码、QR码中的至少一个。
在更加优选的实施中，所述信息存储单元还存储有所述储液腔中存储液体基质的已知初始量。
在更加优选的实施中，还包括输出器，用于提示在所述时间段内的液体基质的消耗或呈现所述储液腔中液体基质的剩余量。
在更加优选的实施中，所述汽化元件包括至少一个加热元件，通过加热液体基质以形成气溶胶；
所述气溶胶生成系统还包括：毛细芯，用于从所述储液腔向加热元件传递液体基质。
本发明又一实施例还提出一种气溶胶生成系统的液体基质消耗量的检测方法，所述气溶胶生成系统包括：
储液腔，用于存储液体基质；
汽化元件，用于汽化所述液体基质以形成供用户抽吸的气溶胶；
电芯，用于向所述汽化元件提供功率；
气流传感器，用于测量作为由用户抽吸形成的通过气溶胶系统的气流速度；
所述方法步骤包括：基于在时间段内施加到所述汽化元件的功率、所述气流速度、相关系数、修正常数确定在所述时间段内液体基质的消耗；其中，
所述相关系数是施加到所述汽化元件的功率与生成气溶胶的量相关的系数；所述修正常数是通过气溶胶系统的气流速度与生成气溶胶的量相关的修正数值。
在更加优选的实施中，所述时间段包括多个单位时长；所述方法包括：
通过所述气流速度计算单位时长通过气溶胶系统的气流量；
通过在所述单位时长施加到所述汽化元件的功率、所述相关系数、修正常数计算在所述单位时长的生成气溶胶的量；
通过在所述单位时长的液体基质的汽化量和所述气流量计算在时间段内液体基质的消耗。
在更加优选的实施中，所述方法包括：
根据以下公式确定在所述时间段内液体基质的消耗：
在更加优选的实施中，所述气溶胶生成系统还包括存储有计算常数信息的信息存储单元，所述计算常数信息包括所述相关系数信息或修正常数信息的至少一个；
所述方法包括：接收所述信息存储单元存储的计算常数信息，进而获取所述相关系数或修正常数。
在更加优选的实施中，所述相关系数信息包括相关系数或者是与所述相关系数关联的液体基质的理化参数；
所述方法包括：
接收所述信息存储单元存储的相关系数信息，进而获取所述相关系数；或，
接收所述信息存储单元存储的相关系数信息，进而获取与所述相关系数关联的所述液体基质的理化参数，并根据所述液体基质的理化参数推导所述相关系数。
在更加优选的实施中，所述液体基质的理化参数包括液体基质的物质成分、粘度、比热、沸点或汽化效率中的至少一种。
本发明的一个实施例还提出一种雾化装置，包括：
储液腔，用于存储液体基质；
汽化元件，用于在被施加功率时汽化所述液体基质，以形成供用户抽吸的气溶胶；
气流传感器，用于测量由用户抽吸形成的通过雾化装置的气流速度；以及，
信息存储单元，存储有计算常数信息，该计算常数信息包括所述相关系数信息和修正常数信息；以便可通过接收所述信息存储单元的计算常数信息获取所述相关系数和修正常数，进而可根据在时间段内施加到所述汽化元件的功率、所述气流速度、以及相关系数和修正常数确定在所述时间段内液体基质的消耗；其中，
所述相关系数是施加到所述汽化元件的功率与生成气溶胶的量的相关系数；所述修正常数是通过气溶胶系统的气流速度与生成气溶胶的量相关的修正数值。
在更加优选的实施中，所述信息存储单元包括EPROM、EEPROM、NFC标签、条形码、QR码中的至少一个。
在更加优选的实施中，所述相关系数信息包括所述相关系数或者是与所述相关系数关联的液体基质的理化参数；其中，
所述液体基质的理化参数包括液体基质的物质成分、粘度、比热、沸点或汽化效率中的至少一种。
本发明的一个实施例还提出一种配合雾化装置的电源装置，用于向雾化装置施加功率以使雾化装置汽化液体基质形成供用户抽吸的气溶胶；所述雾化装置包括用于测量由用户抽吸形成的通过雾化装置的气流速度的气流传感器；包括：
电芯，用于向雾化装置施加功率；
控制器，被配置成基于在时间段内施加到所述汽化元件的功率、所述气流速度、相关系数和修正常数确定在所述时间段内液体基质的消耗；其中，
所述相关系数是施加到所述汽化元件的功率与生成气溶胶的量相关的系数；所述修正常数是通过气溶胶系统的气流速度与生成气溶胶的量相关的修正数值。
在更加优选的实施中，所述雾化装置还包括信息存储单元，该信息存储单元存储有计算常数信息，该计算常数信息包括所述相关系数信息和修正常数信息；
所述电源装置还包括：
信息获取单元，被配置为接收所述信息存储单元存储的系数信息，进而获取所述相关系数和修正常数。
采用以上的气溶胶生成系统，利用与抽吸过程中生成气溶胶的量相关的功率因素和本身构造相关气流因素，结合施加到所述汽化元件的功率和所述气流速度构建测量方法，从而可以准确地估计、测量和/或预测给使用者递送的气溶胶或液体基质材料的量。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是一实施例提供的气溶胶生成系统的示意图；
图2是一实施例提供的液体基质消耗量的检测方法的示意图；
图3是一实施例提供的通过对生成气溶胶的量与施加到汽化元件的功率进行线性拟合获取相关系数的拟合图；
图4是一实施例提供的通过在恒功率下对生成气溶胶的量与不同气流速度下数据结果分析所得的曲线。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行更详细的说明。
本文公开了方法和设备，其包括可以估计、测量和/或预测可以给使用者的气溶胶或液体基质材料的量的装置和系统。特别地，本文所描述的是气溶胶生成系统和它们的使用方法，其主要或完全基于电性能，例如施加到发热元件(例如电阻发热丝)的功率或能量，来确定气溶胶或液体基质材料的量。在一些变体中，液体基质材料被加热汽化时的量可以基于发热元件的电性能来估计/约计。
本公开提供了气溶胶生成系统的液体基质消耗量的检测方法，其包括相对于功率、时间、抽吸气流和液体基质汽化效率相关的计算系数，测量从气溶胶生成系统的汽化的液体基质材料的量。这些方法和设备可以包括液体基质的量(例如质量、体积等)预测系统，其包括建立总气溶胶量与功率、时间、抽吸气流和液体基质汽化效率相关的计算系数的性质的函数的关系。
通常，功率可以指所输出的用以加热液体基质材料以汽化液体基质材料的功率。施加的功率可以直接从控制器读取(例如，瓦特、焦耳、焦耳/秒2、伏特×伏特/电阻等)和/或可被检测，例如使用任何适合的功率传感器(电压表、霍尔效应传感器、感应传感器、直接测量传感器、电压响应测量传感器等)。
本公开的一个实施例中所适用的液体基质可以包含烟碱/烟碱盐、甘油和丙二醇。
图1示出了一实施例提出的气溶胶生成系统的示意图，包括可拆卸地连接的雾化装置10和电源装置20；雾化装置10内存储有液体基质，并可以接收电源装置20的功率进而对液体基质进行汽化，生成供抽吸的气溶胶。在一些变体中，以上雾化装置10和电源装置20可以是一体的构造。以下根据图1所示的气溶胶生成系统为例进行描述。
雾化装置10包括：
储液腔11，存储有可汽化的液体基质；
毛细芯12，在图1中该毛细芯12的一端伸入至储液腔11中、另一端由加热元件13包围；
进气口14，用于在抽吸的过程中供空气进入；出气口15，用于供用户进行抽吸；雾化装置10内部在进气口14和出气口15之间形成气流连通的气流通道，从而在抽吸过程中形成气流循环；
进气口14和出气口15之间的气流通道中还设有气流传感器16，用于检测由用户的抽吸动作产生的抽吸气流的气流速度，进而用于根据抽吸控制雾化装置10工作。
电源装置20包括：
用于供电的电芯21；以及控制器22，该控制器22被配置为根据气流传感器16的检测信号进而控制电芯21向加热元件13供应电能，从而使雾化装置10工作。
使用中，储液腔11中的液体基质通过毛细作用从毛细芯12伸入储液腔11中的端部传递至被加热元件13包围的另一端部。当用户在出气口15进行抽吸时，周围空气通过进气口14吸入，则气流传感器16感测抽吸引起的气流流动产生感测信号，从而控制器22根据给感测信号控制电芯21向加热元件13输出电能，以使加热元件13加热所包围的毛细芯12的端部，进而使毛细芯12该端部中的液体基质加热汽化，生成供吸食的气溶胶。
在一个变体实施中，为保证气流传感器16采集的气流流速能准确表示抽吸动作，实施中需要对此设定一个阈值，由Gf表示；当气流传感器16采集的气流流速大于阈值Gf时，控制器22则控制电芯21向发热单元3输出功率，当气流流速小于阈值Gf时，则断开功率输出。
或者在其他的变体中，雾化装置10还可以采用超声、喷雾等方式而非加热元件13加热蒸发的方式使液体基质汽化，生成供抽吸的气溶胶。
在一个实施例中，控制器22被配置为根据气流传感器16所检测的气流速度值，进而控制电芯21输出给加热元件13的电能的大小。具体，
例如在另一个实施例中，控制器22设定有抽吸气流速度与输出功率相应的对照表或者曲线，并对应根据对照表或者曲线中气流速度与输出功率的相关关系控制功率输出。比如在一个实施中气流速度值越大也即表示用户抽吸的吸力越大，则控制器22控制输出功率越高，产生的气溶胶就越多。
又例如在另一个实施例中，控制器22被配置为在设定的气流速度的最大值和最小值范围内按照气流速度与输出功率的线性相关关系控制功率输出；而当气流传感器16检测的气流流速超过最大值时，控制器22控制电芯21按照实际可输出的功率进行输出，一方面防止无限制根据气流速度的增加提升功率造成高温安全危险，另一方面保证输出的功率处于电芯21的电容量下可输出的功率范围内。当然，如果气流速度低于最小值，则可以认为气流流动不是由抽吸引起，而是其他事件引起的误触发，则控制器22控制电芯21不输出功率。
在又一个实施例中，雾化装置10还包括信息存储单元17，其中，信息存储单元17是NFC(近场通信)标签、EPROM(可抹除可编程只读存储器)、EEPROM(电子式可抹除可编程只读存储器)、条形码、QR(快速响应)码的至少一个。并且，作为信息存储单元17的EPROM、EEPROM、NFC标签、条形码、QR码中存储的信息包括储液腔11中的液体基质信息，液体基质信息包括储液腔11中所存储的液体基质的余量信息例如所剩余的质量、体积、摩尔量、或者抽吸口数等。
在一个实施例中，信息获取单元23包括具有扫描功能的扫描器件(比如条码扫描枪)，通过扫描雾化装置10上的条形码或QR码，收集通过条形码或QR码提供的信息。在优选的实施例中，扫描器件被配置为通过发出红外线波长光或紫外线波长光进行扫描。
在另一个实施例中，信息获取单元23包括基于近场通信技术的NFC感受器，当然该NFC感受器是能在可接收距离范围接收射频信号的NFC感应器；则当雾化装置10的NFC标签处于以上距离范围内时，NFC感受器则可以接收由NFC标签发送的射频信号，通过接收的射频信号即可读取NFC标签所存储的液体基质信息。
在一个实施例中，信息存储单元17设置于雾化装置10的外表面，同时电源装置20的信息获取单元23被布置为在邻近信息存储单元17的外表面或相应的邻近位置。
在又一个实施例中，控制器22被配置为基于气流传感器16所检测的气流速度、电芯21输出提供给加热元件13的功率、液体基质被汽化生成气溶胶的量与前述功率的相关系数a、以及液体基质被汽化生成气溶胶的量与前述气流速度相关的修正常数k和抽吸时间，以确定在抽吸时间内抽吸的气溶胶的总剂量，进而用于提示用户抽吸的气溶胶的量或者用于计算经过抽吸之后储液腔11中液体基质的剩余量。具体，在一个实施例中测量抽吸之后储液腔11中液体基质的剩余量的方法步骤如图2所示，包括：
S10，通过信息获取单元23(例如NFC感受器)接收信息存储单元17(例如NFC标签)中存储的液体基质信息，进而获取储液腔11中存储的液体基质的质量M0；
S20，计算抽吸过程的液体基质消耗质量Mt，具体过程可以包括：
S21，根据气流传感器16检测的气流速度Vt计算单位时间内的气流量Ft：Ft＝S×Vt；其中，S为雾化装置10的气流通道的横截面积，Vt为气流传感器16检测的通过雾化装置10的气流速度；
S22，根据加热元件13的电阻Rf计算抽吸过程中单位时间内加热元件13的实际有效功率Pf：
Pf＝Rf×P输出/R，而P输出＝U×U/R；其中，U为电芯21的输出电压，R为整个电路的负载电阻，Rf为加热元件13的电阻；
S23，根据单位时间内加热元件13的实际有效功率Pf、和气流量Ft计算单位时间内的气溶胶生成量，即TPM值；气溶胶的量采用本领域中通常所采用的TPM值表示，TPM(TotalParticulate Matter，主流烟气粒相物)值通常以单位体积内气溶胶颗粒的质量计算和表示；
计算方程为：TPM＝a×Pf+k；
抽吸过程中形成气溶胶的效率主要受功率和流量两个因素的影响，相关系数a和修正常数k分别是主要是与功率和流量的相关计算参数；对于给定的生产和制备完成之后的气溶胶生成系统，相关系数a是恒定可测的，决定系数a的因素是气溶胶生成系统的形状、构造、毛细芯12和加热元件13结构参数、以及液体基质的理化参数尤其是汽化效率等。而修正常数k与气溶胶生成系统中气流通道的形状、构造等、以及抽吸过程气流速度相关，同样也是可计算的。
在上述计算方程式中，相关系数a主要是所形成的气溶胶生成量TPM与加热元件13的有效功率Pf相关的倍数系数，修正常数k主要是对于给定结构的雾化装置10在抽吸流量变化下的气溶胶生成量的修正数值。
S24，根据步骤S23获得的单位时间内的气溶胶生成量TPM值和步骤S21获得的气流量Ft则可以计算出单位时间内的液体基质消耗量Mt；Mt＝TPM×Ft；
S25，将整次抽吸过程中的最小单位时间内的液体基质消耗量Mt进行累加，则可以获得整个抽吸过程中的液体基质消耗量M消耗：
需要说明的是，对给定的气溶胶生成系统，当在生产和制备完成之后，以上步骤S20的中所涉及的横截面积S、加热元件13的电阻Rf、整个电路的负载电阻R均为恒定且可测的常数；而输出的电压U虽然随着放电的时间延长电量下降，但仍然也是属于已知且可测的内容。因而在最终的公式的简化上，气流量Ft可以由Vt乘以横截面积S换算代入计算，得到如下计算公式：
而由于横截面积S的作为固定系数，则可以合并至相关系数a和修正常数k中。
在以上步骤完成之后，还可以包括：
S30，计算本次抽吸完成之后储油腔1中的液体基质的剩余质量M剩余：M剩余＝M0-M消耗；
以及，为了方便下一次抽吸时的余量计算，则进一步还可以包括：
S40，将本次抽吸完成之后储油腔1中的液体基质的剩余质量M剩余数据发送至信息存储单元17中替换或者覆盖原始存储的当前的液体基质的质量M0数据，作为新的M0。
需要说明的是，以上实施例中是以抽吸过程中液体基质消耗的质量进行计算的示例；在类似的方式中，还可以以抽吸过程中液体基质消耗的体积量进行计算。
在又一个实施例中，气溶胶生成系统还包括被配置用于呈现使用者在抽吸时间段期间抽吸的液体基质的量、或者是储液腔11所存储的液体基质剩余的量的输出器。可以使用任何适当的输出器，包括影像显示器、LED、扬声器、无线发射器等。
在又一个实施例中，以上步骤S22中所需要的加热元件13的阻值，可以被设定为存储在信息存储单元17中，信息获取单元23通过与信息存储单元17通信接收该加热元件13的阻值信息，进而即可获得加热元件13的阻值Rf。
或者在更加优选的实施例中，电源装置20还包括有用于检测加热元件13的阻值大小的阻值检测模块(图中未数字标示)，该阻值检测模块的具体实施可以采用一分压电阻与加热元件13串联构成分压电路，进而通过检测分压电阻所分得的电压计算加热元件13的阻值。或者在其他变形实施方式中，阻值检测的方式比如201921036660.X说明书的详细描述。通过获得加热元件13的阻值Rf，即可进一步实现精确的功率和汽化效率的计算。
在更加优选的实施例中，为了便于控制器22对抽吸过程中形成的气溶胶的量进行计算，以上所需的相关系数a和/或修正常数k同样可以被存储于信息存储单元17中。
同时在一种实施方式中，可以直接将相关系数a和/或修正常数k于信息存储单元17中进行存储，而后信息获取单元23通过读取或接收信息存储单元17中存储的相关系数a和/或修正常数k的信息，即可获取以上系数。
当然，基于在产品生产和制备中，对生产的具有同一产品型号的雾化装置10，其形状构造、毛细芯12和加热元件13、气流通道的面积等都是固定恒定的；因而在通常的实施中，以上影响功率和液体基质消耗量的相关系数a仅由所注入的液体基质的性质决定，并且是可测量的。
进一步能与相关系数a相关的液体基质的理化参数包括有密度、粘度、比热、汽化效率、物质成分等参数中的至少一种。因而当获取到这些参数后，即可根据这些参数信息推导或者计算得出相关系数a。
因而在又一个实施例中，控制器22中存储有液体基质的物理参数与相关系数a的对照表，通过信息获取单元23获取信息存储单元17中存储的物理参数之后，在对照表中即可查询获取对应的相关系数a，用于计算液体基质的消耗量。
当然，或者在其他的实施例中还可以由用户进行测量以上相关系数a，以下公开了在一个具体实施例中检测已经生产和制备完成的雾化装置10的上述相关系数a的过程。其中，在该具体示例中雾化装置10的储液腔11中初始存储的液体基质的质量为37.561g，电源装置20初始输出电压U为4.0伏特，加热元件13的阻值为1.5欧姆；测量TPM值与功率的相关关系式的过程如下：
S231，在一个恒定的抽吸气流下进行抽吸，具体示例中抽吸气流速度恒定维持为17.5mL/s，每一个抽吸过程包含10个抽吸口数，每一个抽吸口数持续时间为3s；
S232，通过以上设定下测量每一个抽吸过程前后雾化装置10的减少质量，进而换算成每一个抽吸口数中生成的气溶胶的TPM值；同时检测每一个抽吸过程前后电芯21的输出电压变化以计算加热元件13的功率；进行40个抽吸过程的测量数据如下表：
S233，根据以上表中测量的结果，将表示TPM值的每口质量与功率的数据进行线性拟合，如图3所示，进一步再求取拟合得到的曲线的线性方程，记为TPM＝a×Pf+k1。该方程式的斜率，即为该示例的相关系数a。从图3所示的线性相关曲线可以看出，功率与生成的TPM值基本上是正相关，在正常抽吸下这一趋势特点也符合实际的情形，功率越大生成的气溶胶的量也相应是越多的。
S234，基于为了提升相关系数a具有更加精确的准确性，在实施中还可以替换在不同的气流速度Vt下重复以上步骤S231～S233进行测试，以所有拟合得到的线性方程的斜率做平均数作为相关系数a，同时求取的线性方程的平均截距作为以上k1。
进一步在又一个实施例当中，对应给定的气溶胶生成系统，修正常数k的测量方式也可以由检测获得，以下公开了在一个具体实施例中检测已经生产和制备完成的雾化装置10的上述修正常数k的过程，包括：
S231a，在一个恒定的功率例如10W下进行抽吸，具体示例中抽吸气流速度从10ml/s逐步增加到50ml/s，每个气流速度下抽吸过程包含5个抽吸口数，每一个抽吸口数持续时间为3s，检测每个抽吸过程后雾化装置10的重量的减少质量，即气溶胶生成量；其结果如下表：
S232a，对上表的数据建立曲线求取曲线方程，得到如图4中所描述的2次方曲线。分析所得的曲线，其变化关系与实际抽吸状况变化趋势相符，实际抽吸中在一个前期速度增加阶段内，抽吸气流越大毛细芯12的浸润速度也越大，对热量的利用率逐步提升，形成的TPM量也是响应增大的；而当气流速度超过最大值以后，一方面毛细芯12的浸润速度不能无限提升，另一方面在设定功率下发热元件3所产生的热量有限，气流造成的对流降温越使热量利用率逐步降低，因而气溶胶的量相应会降低。
S233a，为了提升以上数据的准确性，可以在更多的正常工作功率(8～10W)下，重复以上步骤S231a～S232a对以上的各个二次项方程的三个常数求取平均，得到系数平均的二项式，即TPM＝AVt2+BVt+C；
S234a，按照步骤S233a获得的平均二项式关系，计算在以上正常抽吸的最佳气流速度范围(20～30ml/s)下的TPM值的平均数k2，如图3中所示；并与以上步骤S233中的功率范围测算根据步骤S234的公式计算抽吸的最佳功率范围TPM值取平均k3，如图4中所示；进而计算这两个值的差值Δk＝k3-k2，将k3与k2的差值Δk作为补偿值合并到以上k1之中，即k＝k1+Δk；从而最终获得以功率相关系数a估算TPM值后，再以和气流相关的修正常数k进行修正后获得的一个能准确估算抽吸过程中总体TPM的计算方程：TPM＝a×Pf+k。
当然，该实施例中以k3和k2的差值的作为补偿值与k1相加合并之后的值作为修正常数k是一个比较大概的经验算法；在更加准确的公式或者数学方式上取得以上修正常数k的方式，还可以利用更多的气流速度测试之后建立在气流速度范围下的TPM值的正态分布图，以正态分布的期望值与以上k1值建立数模分析，得出这两者的大概的相关关系，而后通过相关关系计算k值可能更加准确。
因而，对于以上修正常数k可以作为单位时间形成气溶胶的量进行修正。最终，基于雾化装置10的上述相关系数a和修正常数k在生产和液体基质注入完成之后即可测得，在一个实施例中可以将测量的上述相关系数a和修正常数k的信息存储在信息存储单元17中，则后续信息获取单元23可以通过获取该信息获取系数。
进一步为了验证以上计算过程的气溶胶生成量的准确性，在一个实施例中进行验证，验证的过程包括将以上通过图3和图4计算得到相关系数a和修正常数的雾化装置10，进行抽吸试验，并检测每次抽吸之后按照上述M消耗公式计算液体基质的消耗量；并且同时还通过称重方式测量抽吸前后的重量差，验证通过公式计算得到的消耗量和称重的重量差的数据准确度。
检测1：随机性抽吸测试
在本次检测的过程中抽吸试验以用户正常抽吸的状态进行模拟，具体抽吸的模拟中包括5个抽吸过程，每个抽吸过程包括个5个抽吸口数，每个抽吸口数时间通常抽吸中的吸气时间2～4s，抽吸中气流速度也采用正常15～35ml/s的范围，保证抽吸动作既不过猛也不过低，而后分别通过公式计算和称重测得的消耗量和称重的重量差的数据如下表：
| 抽吸过程 | 计算的消耗量M1 | 称重的重量差M2 | (M1-M2)/M1 |
| 1 | 13.5mg | 12.8mg | 5.18％ |
| 2 | 18.4mg | 17.9mg | 2.71％ |
| 3 | 16.8mg | 15.6mg | 7.14％ |
| 4 | 15.5mg | 14.3mg | 7.74％ |
| 5 | 16.4mg | 15.7mg | 4.26％ |
根据以上估算的消耗量结果与称重的重量差的对比，数据还较为接近，因而通过以上估算方法可以作为消耗量的检测。
需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但并不限于本说明书所描述的实施例，进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (24)
1.一种气溶胶生成系统，其特征在于，包括：
储液腔，用于存储液体基质；
汽化元件，用于汽化所述液体基质以形成供用户抽吸的气溶胶；
电芯，用于向所述汽化元件提供功率；
气流传感器，用于测量由用户抽吸形成的通过气溶胶系统的气流速度；以及，
控制器，被配置成基于在时间段内施加到所述汽化元件的功率、所述气流速度、相关系数和修正常数确定在所述时间段内液体基质的消耗；其中，
所述相关系数是施加到所述汽化元件的功率与生成气溶胶的量相关的系数；所述修正常数是通过气溶胶系统的气流速度与生成气溶胶的量相关的修正数值。
2.如权利要求1所述的气溶胶生成系统，其特征在于，所述时间段包括多个单位时长；
所述控制器被配置成：
通过所述气流速度计算单位时长通过气溶胶系统的气流量；
通过在所述单位时长施加到所述汽化元件的功率、所述相关系数、修正常数计算在所述单位时长的生成气溶胶的量；
通过在所述单位时长的生成气溶胶的量和所述气流量计算在时间段内液体基质的消耗。
3.如权利要求1所述的气溶胶生成系统，其特征在于，所述控制器配置成根据以下公式确定在所述时间段内液体基质的消耗：
4.如权利要求1至3任一项所述的气溶胶生成系统，其特征在于，所述控制器还被配置成基于所确定的液体基质的消耗估算所述储液腔中液体基质的剩余量。
5.如权利要求4所述的气溶胶生成系统，其特征在于，所述控制器被配置成从所述储液腔中存储液体基质的已知初始量减去所述消耗，进而估算所述储液腔中液体基质的剩余量。
6.如权利要求1至3任一项所述的气溶胶生成系统，其特征在于，还包括：
信息存储单元，存储有计算常数信息，该计算常数信息包括所述相关系数信息和修正常数信息；
信息获取单元，被配置为接收所述信息存储单元存储的计算常数信息，进而获取所述相关系数或修正常数。
7.如权利要求6所述的气溶胶生成系统，其特征在于，所述相关系数信息包括所述相关系数或者是与所述相关系数关联的液体基质的理化参数；
所述信息获取单元，被配置为通过接收所述相关系数信息，进而获取所述相关系数或与相关系数关联的液体基质的理化参数。
8.如权利要求7所述的气溶胶生成系统，其特征在于，所述控制器内存储有所述相关系数与液体基质的理化参数的对照表，并被配置成根据所述液体基质的理化参数从所述对照表中进行检索获取所述相关系数。
9.如权利要求7所述的气溶胶生成系统，其特征在于，所述理化参数包括液体基质的物质成分、粘度、比热或汽化效率中的至少一种。
10.如权利要求7所述的气溶胶生成系统，其特征在于，所述信息存储单元包括EPROM、EEPROM、NFC标签、条形码、QR码中的至少一个。
11.如权利要求6所述的气溶胶生成系统，其特征在于，所述信息存储单元还存储有所述储液腔中存储液体基质的已知初始量。
12.如权利要求1至3任一项所述的气溶胶生成系统，其特征在于，还包括输出器，用于提示在所述时间段内的液体基质的消耗或呈现所述储液腔中液体基质的剩余量。
13.如权利要求1至3任一项所述的气溶胶生成系统，其特征在于，所述汽化元件包括至少一个加热元件，通过加热液体基质以形成气溶胶；
所述气溶胶生成系统还包括：毛细芯，用于从所述储液腔向加热元件传递液体基质。
14.一种气溶胶生成系统的液体基质消耗量的检测方法，所述气溶胶生成系统包括：
储液腔，用于存储液体基质；
汽化元件，用于汽化所述液体基质以形成供用户抽吸的气溶胶；
电芯，用于向所述汽化元件提供功率；
气流传感器，用于测量作为由用户抽吸形成的通过气溶胶系统的气流速度；
其特征在于，所述方法步骤包括：基于在时间段内施加到所述汽化元件的功率、所述气流速度、相关系数、修正常数确定在所述时间段内液体基质的消耗；其中，
所述相关系数是施加到所述汽化元件的功率与生成气溶胶的量相关的系数；所述修正常数是通过气溶胶系统的气流速度与生成气溶胶的量相关的修正数值。
15.如权利要求14所述的气溶胶生成系统的液体基质消耗量的检测方法，其特征在于，所述时间段包括多个单位时长；所述方法包括：
通过所述气流速度计算单位时长通过气溶胶系统的气流量；
通过在所述单位时长施加到所述汽化元件的功率、所述相关系数、修正常数计算在所述单位时长的生成气溶胶的量；
通过在所述单位时长的液体基质的汽化量和所述气流量计算在时间段内液体基质的消耗。
16.如权利要求15所述的气溶胶生成系统的液体基质消耗量的检测方法，其特征在于，所述方法包括：
根据以下公式确定在所述时间段内液体基质的消耗：
17.如权利要求14至16任一项所述的气溶胶生成系统的液体基质消耗量的检测方法，其特征在于，所述气溶胶生成系统还包括存储有计算常数信息的信息存储单元，所述计算常数信息包括所述相关系数信息或修正常数信息的至少一个；
所述方法包括：接收所述信息存储单元存储的计算常数信息，进而获取所述相关系数或修正常数。
18.如权利要求17所述的气溶胶生成系统的液体基质消耗量的检测方法，其特征在于，所述相关系数信息包括相关系数或者是与所述相关系数关联的液体基质的理化参数；
所述方法包括：
接收所述信息存储单元存储的相关系数信息，进而获取所述相关系数；或，
接收所述信息存储单元存储的相关系数信息，进而获取与所述相关系数关联的所述液体基质的理化参数，并根据所述液体基质的理化参数推导所述相关系数。
19.如权利要求18所述的气溶胶生成系统的液体基质消耗量的检测方法，其特征在于，所述液体基质的理化参数包括液体基质的物质成分、粘度、比热、沸点或汽化效率中的至少一种。
20.一种雾化装置，其特征在于，包括：
储液腔，用于存储液体基质；
汽化元件，用于在被施加功率时汽化所述液体基质，以形成供用户抽吸的气溶胶；
气流传感器，用于测量由用户抽吸形成的通过雾化装置的气流速度；以及，
信息存储单元，存储有计算常数信息，该计算常数信息包括所述相关系数信息和修正常数信息；以便可通过接收所述信息存储单元的计算常数信息获取所述相关系数和修正常数，进而根据在时间段内施加到所述汽化元件的功率、所述气流速度、以及相关系数和修正常数确定在所述时间段内液体基质的消耗；其中，
所述相关系数是施加到所述汽化元件的功率与生成气溶胶的量的相关系数；所述修正常数是通过气溶胶系统的气流速度与生成气溶胶的量相关的修正数值。
21.如权利要求20所述的雾化装置，其特征在于，所述信息存储单元包括EPROM、EEPROM、NFC标签、条形码、QR码中的至少一个。
22.如权利要求21所述的雾化装置，其特征在于，所述相关系数信息包括所述相关系数或者是与所述相关系数关联的液体基质的理化参数；其中，
所述液体基质的理化参数包括液体基质的物质成分、粘度、比热、沸点或汽化效率中的至少一种。
23.一种配合雾化装置的电源装置，用于向雾化装置施加功率以使雾化装置汽化液体基质形成供用户抽吸的气溶胶；所述雾化装置包括用于测量由用户抽吸形成的通过雾化装置的气流速度的气流传感器；其特征在于，包括：
电芯，用于向雾化装置施加功率；
控制器，被配置成基于在时间段内施加到所述汽化元件的功率、所述气流速度、相关系数和修正常数确定在所述时间段内液体基质的消耗；其中，
所述相关系数是施加到所述汽化元件的功率与生成气溶胶的量相关的系数；所述修正常数是通过气溶胶系统的气流速度与生成气溶胶的量相关的修正数值。
24.如权利要求23所述的电源装置，其特征在于，所述雾化装置还包括信息存储单元，该信息存储单元存储有计算常数信息，该计算常数信息包括所述相关系数信息和修正常数信息；
所述电源装置还包括：
信息获取单元，被配置为接收所述信息存储单元存储的系数信息，进而获取所述相关系数和修正常数。
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