CN112739228A - 用于感应加热气溶胶形成基材的加热组件和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于将气溶胶形成基材感应加热到工作温度的感应加热组件。加热组件包括连接到DC电源的感应源，感应源被构造成生成用于感应加热感受器组件的交变电磁场。感受器组件包括具有第一感受器材料的第一感受器和具有第二感受器材料的第二感受器，第二感受器材料的居里温度低于工作温度。此外，加热组件包括可操作地连接到感应源和DC电源的控制器。控制器被构造成确定指示感受器组件的实际温度的感受器组件的实际表观电阻，确定在感受器组件的预热期间出现的表观电阻的最小值，并且控制感应源的操作，使得实际表观电阻对应于所确定的表观电阻的最小值加上表观电阻的预定偏移值，用于控制将气溶胶形成基材加热到工作温度。本发明还涉及气溶胶生成装置、气溶胶生成系统和涉及这种加热组件的用于感应加热气溶胶形成基材的方法。

Description

用于感应加热气溶胶形成基材的加热组件和方法

技术领域

本发明涉及用于感应加热气溶胶形成基材的感应加热组件和方法。本发明还涉及包括这种感应加热组件的气溶胶生成装置和气溶胶生成系统。

背景技术

基于感应加热气溶胶形成基材的气溶胶生成系统通常是现有技术中已知的，该气溶胶形成基材能够在加热时形成可吸入气溶胶。为了加热气溶胶形成基材，这样的系统可以包括感应加热组件，该感应加热组件包括感应源和感受器。感应源被配置为生成交变电磁场，该交变电磁场在感受器中感应发热涡电流和/或磁滞损耗中的至少一者。尽管感应源通常是气溶胶生成装置的一部分，但是感受器可以是该装置的一部分，或者是气溶胶生成制品的一体式部分，该气溶胶生成制品被构造成接纳在包括感应源的气溶胶生成装置中。在任一种情况下，感受器被布置为在系统操作期间诸如热接近或直接物理接触基材。

为了控制基材的温度，已经提出了感受器组件，所述感受器组件包括由不同材料制成的第一感受器和第二感受器。第一感受器材料在热损失且因此加热效率方面进行优化。相比之下，第二感受器材料用作温度标记物。为此，选择第二感受器材料，以便具有对应于感受器组件的预定工作温度的居里温度。在其居里温度下，第二感受器的磁性性质从铁磁性或亚铁磁性变为顺磁性，伴随着其电阻的临时变化。因此，通过监测由感应源吸收的电流的对应改变，可检测到第二感受器材料何时达到其居里温度，且因此何时达到预定的工作温度。

然而，当监测到由感应源吸收的电流的变化时，可能难以区分当第二感受器材料已经达到其居里温度时的情况和当使用者抽吸(特别是初次抽吸)时的情况，在这两种情况期间，电流显示出类似的特性变化。在使用者抽吸期间电流的变化是由于当使用者抽吸时，空气被吸入通过气溶胶生成制品而引起的感受器组件的冷却。冷却使感受器组件的电阻暂时变化。这进而引起由感应源吸收的电流的相应变化。通常，在使用者抽吸期间，感受器组件的冷却通过暂时增加加热功率来在控制器方面抵消。但是，如果将监测到的电流变化(实际上是由于第二感受器材料达到了居里温度)错误地识别为使用者的抽吸，则这种由控制器引起的暂时增加的加热功率可能不利地导致感受器组件发生不期望的过热。

因此，将期望具有用于感应加热气溶胶形成基材的感应加热组件和方法，其具有现有技术解决方案的优点而不具有其限制。特别地，将期望具有用于感应加热气溶胶形成基材的感应加热组件和方法，其允许改善的温度控制。

发明内容

根据本发明，提供了一种用于将气溶胶形成基材加热到工作温度的感应加热组件。加热组件包括被构造成提供DC电源电压和DC电源电流的DC电源。加热组件还包括感应源，该感应源连接到DC电源并被构造成生成交变电磁场。加热组件还包括感受器组件，该感受器组件用于在由感应源生成的交变磁场的影响下感应加热气溶胶形成基材。感受器组件包括第一感受器，该第一感受器包括第一感受器材料。感受器组件还包括第二感受器，该第二感受器包括居里温度低于工作温度的第二感受器材料。此外，加热组件包括可操作地连接到感应源和DC电源的控制器。控制器被构造成根据从DC电源汲取的DC电源电压和DC电源电流确定指示感受器组件的实际温度的感受器组件的实际表观电阻。控制器进一步被构造成确定在感受器组件的预热期间(从室温开始朝向工作温度)出现的表观电阻的最小值。另外，控制器被构造成在闭环配置中控制感应源的操作，使得实际表观电阻对应于所确定的表观电阻的最小值加上表观电阻的预定偏移值，用于控制将气溶胶形成基材加热到工作温度。

根据本发明，已经认识到，在感受器组件从室温开始的预热期间出现的表观电阻的最小值可以可靠地用作用于控制气溶胶形成基材的加热温度的温度标记，而没有被误解为使用者的抽吸的风险。这是由于以下事实：在感受器组件的预热期间，并且因此在低于工作温度的温度范围内，电阻超过最小值。因此，在标记物温度和操作温度之间存在足够大的温差，在该温差中，通常在使用者的抽吸期间出现电阻的大约暂时变化。因此，可以有效地防止气溶胶形成基材发生不期望的过热。

根据本发明，加热温度的控制基于使用表观电阻的预定偏移值的偏移锁定或偏移控制的原理。偏移值弥补了在标记温度下测得的表观电阻与工作温度下的表观电阻之间的差。有利地，这能够避免基于在工作温度下的表观电阻的预定目标值来直接控制加热温度，并且因此避免了对测得的电阻特征的误解。

此外，加热温度的偏移控制比基于在期望工作温度下表观电阻的测量绝对值的温度控制更加稳定和可靠。这是由于这样的事实，即从电源电压和电源电流确定的表观电阻的测量绝对值取决于各种因素，例如感应源电路的电阻和各种接触电阻。这样的因素容易受到环境影响，并且可能会随时间和/或在不同的感应源与相同类型的感受器组件之间变化，视制造条件而定。有利地，这种影响基本上抵消了表观电阻的两个测量绝对值之间的差值。因此，使用表观电阻的偏移值来控制温度不太容易发生这种不利影响和变化。

用于控制气溶胶形成基材的加热温度至工作温度的表观电阻的偏移值可以借助于校准测量来预先确定，例如在装置的制造期间。

优选地，在第二感受器材料的居里温度附近的最小值是电阻-温度曲线的整体最小值。

如本文所用，术语“从室温开始”优选地是指在预热，也就是将感受器组件从室温朝向待加热的气溶胶形成基材的工作温度加热期间，在第二感受器材料的居里温度附近的最小值出现在电阻-温度曲线中。

如本文所用，室温可以对应于介于18摄氏度和25摄氏度之间的范围内的温度，特别是对应于20摄氏度的温度。

在感受器组件的预热期间出现的表观电阻的最小值优选地在第二感受器材料的居里温度附近±5摄氏度的温度范围内。根据本发明，第二感受器材料的居里温度低于工作温度。即，优选地选择第一感受器材料和第二感受器材料，使得在感受器组件从室温开始的预热期间，感受器组件的电阻-温度曲线在第二感受器材料的居里温度±5摄氏度的温度范围内具有表观电阻的最小值。

优选地，选择第二感受器材料使得其居里温度低于350摄氏度，特别是低于300摄氏度，优选地低于250摄氏度，最优选地低于200摄氏度。这些值远低于用于加热气溶胶生成制品内的气溶胶形成基材的典型工作温度。因此，由于与工作温度之间的足够大的温差，在该工作温度处，在使用者的抽吸期间，通常发生表观总电阻的变化，在第二感受器材料的居里温度附近的电阻-温度曲线的最小值处的温度标记的正确识别被进一步改善。

用于加热气溶胶生成制品内的气溶胶形成基材的工作温度可以是至少300摄氏度，特别是至少350摄氏度，优选地至少370摄氏度，最优选地至少400摄氏度。这些温度是用于加热但不燃烧气溶胶形成基材的典型工作温度。

同样，第二感受器材料的居里温度比工作温度低至少20摄氏度，特别是至少50摄氏度，更特别是至少100摄氏度，优选地至少150摄氏度，最优选地至少200摄氏度。

如本文所用，术语“感受器”是指当经受交变电磁场时能够将电磁能量转换成热量的元件。这可以是感受器中引起的磁滞损耗和/或涡电流的结果，这取决于感受器材料的电特性和磁特性。在铁磁性或亚铁磁性感受器中，由于材料内的磁畴在交变电磁场的影响下被切换而发生磁滞损耗。如果感受器导电，则可引起涡电流。在导电铁磁性或亚铁磁性感受器的情况下，可因涡电流和磁滞损耗两者而产生热。

根据本发明，第二感受器材料是具有特定居里温度的至少亚铁磁性的或铁磁性的。居里温度是亚铁磁性或铁磁性材料分别失去其亚铁磁性或铁磁性并变为顺磁性的温度。除了是亚铁磁性的或铁磁性的，第二感受器材料还可以是导电的。

优选地，第二感受器材料可以包括镍铁高导磁合金(mu-metal)或坡莫合金中的一种。

尽管第二感受器主要被配置为用于监测感受器组件的温度，但是第一感受器优选地被配置为用于加热气溶胶形成基材。为此，第一感受器可以在热损失且因此加热效率方面进行优化。因此，第一感受器材料可以是导电的和/或顺磁性的、铁磁性的或亚铁磁性的中的一种。在第一感受器材料是铁磁性或亚铁磁性的情况下，第一感受器材料的相应居里温度优选地不同于第二感受器的居里温度，特别是高于上述用于加热气溶胶形成基材的任何典型工作温度。例如，第一感受器材料的居里温度可为至少400摄氏度，特别是至少500摄氏度，优选地至少600摄氏度。

例如，第一感受器材料可以包括铝、铁、镍、铜、青铜、钴、普通碳钢、不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢或奥氏体不锈钢中的一种。

优选地，第一感受器材料具有正的电阻温度系数，而第二感受器材料优选地具有负的电阻温度系数。根据本发明，已经认识到，包括具有相反的电阻温度系数的两种感受器材料的感受器组件具有电阻-温度曲线，该电阻-温度曲线包括在第二感受器材料的居里温度附近(例如，在第二感受器材料的居里温度附近±5摄氏度)的电阻的最小值。优选地，该最小值是电阻-温度曲线的整体最小值。最小值是由第一感受器材料和第二感受器材料的相应电阻的相反温度行为以及第二感受器材料的磁性性质引起的。当从室温开始加热感受器组件时，第一感受器材料的电阻随着温度的升高而增大，而第二感受器材料的电阻随着温度的升高而减小。感受器组件的总表观电阻(由用于感应加热感受器组件的感应源“看到”)由第一感受器材料和第二感受器材料相应的电阻组合给出。当从下方达到第二感受器材料的居里温度时，第二感受器材料的电阻的减小通常支配第一感受器材料的电阻的增大。因此，感受器组件的总表观电阻在低于(特别是接近低于)第二感受器材料的居里温度的温度范围内减小。在居里温度下，第二感受器材料失去其磁性性质。这导致第二感受器材料中可用于涡电流的表皮层的增加，同时其电阻突然减小。因此，当将感受器组件的温度进一步升高到第二感受器材料的居里温度以上时，第二感受器材料的电阻对感受器组件的总表观电阻的贡献变得更少或者甚至可以忽略不计。因此，在第二感受器材料的居里温度附近通过最小值之后，感受器组件的总表观电阻主要由第一感受器材料的增大的电阻给出。即，感受器组件的总表观电阻再次增大。因此，感受器组件的电阻-温度曲线包括在第二感受器材料的居里温度附近的期望的最小电阻值。

优选地，第一感受器和第二感受器彼此紧密地物理接触。特别地，第一感受器和第二感受器可以形成整体感受器组件。因此，当加热时，第一感受器和第二感受器具有基本相同的温度。由此，通过第二感受器对第一感受器的温度控制非常精确。第一感受器与第二感受器之间的紧密接触可以通过任何合适的方式来实现。例如，第二感受器可以被电镀、沉积、涂覆、包覆或焊接到第一感受器上。优选的方法包括电镀(水电镀)、包覆、浸涂或辊涂。

根据本发明的感受器组件优选地被构造成由交变的，特别是高频电磁场驱动。如本文所提到的，高频电磁场的范围可以在500kHz(千赫兹)至30MHz(兆赫兹)之间，特别是在5MHz(兆赫兹)至15MHz(兆赫兹)之间，优选地在5MHz(兆赫兹)和10MHz(兆赫兹)之间。

第一感受器和第二感受器中的每一个或者感受器组件可以包括多种几何构型。第一感受器、第二感受器或感受器组件中的至少一个可以是颗粒感受器、或感受器细丝、或感受器网、或感受器芯、或感受器销、或感受器杆、或感受器叶片、或感受器条带、或感受器套筒、或感受器杯、或圆柱形感受器、或平面感受器中的一种。

例如，第一感受器、第二感受器或感受器组件中的至少一个可以是细丝感受器、网式感受器或芯式感受器中的一种。此类感受器在其制造、几何规则性和可再现性以及它们的芯吸功能方面可能具有优势。几何规则性和可再现性在温度控制和受控局部加热方面都可以证明是有利的。芯吸功能可证明对于与液态气溶胶形成基材一起使用是有利的。在使用中，这些感受器中的任一个都可以与待加热的气溶胶形成基材直接物理接触。例如，可以将细丝状的第一感受器和/或第二感受器嵌入气溶胶生成制品的气溶胶形成基材内。同样，第一感受器和/或第二感受器可以是网式感受器或芯式感受器，作为优选地包括液态气溶胶形成基材的气溶胶生成制品的一部分，或者作为气溶胶生成装置的一部分。在后一种构型中，该装置可以包括用于液态气溶胶形成基材的容器。替代地，该装置可以被构造成接纳气溶胶生成制品，特别是筒，其包括液态气溶胶形成基材，并且被构造成接合该气溶胶生成装置的细丝感受器或网式感受器或芯式感受器。

第一感受器、第二感受器或感受器组件中的至少一个可以是感受器叶片或感受器杆或感受器销。优选地，第一感受器和第二感受器一起形成感受器叶片或感受器杆或感受器销。例如，第一感受器或第二感受器中的一个可以形成感受器叶片或感受器杆或感受器销的芯或内层，而第一感受器或第二感受器中的相应另一个可以形成感受器叶片或感受器杆或感受器销的护套或封套。

作为感受器叶片或感受器杆或感受器销，第一感受器、第二感受器或感受器组件中的至少一个可以是气溶胶生成制品的一部分，特别是可以布置在气溶胶生成制品的气溶胶形成基材内。感受器叶片或感受器杆或感受器销的一个末端可以是锥形的或尖的，以便于将感受器叶片或感受器杆或感受器销插入制品的气溶胶形成基材中。

替代地，第一感受器、第二感受器或感受器组件中的至少一个(每个都作为感受器叶片或感受器杆或感受器销)可以是气溶胶生成装置的一部分。感受器叶片或感受器杆或感受器销的末端中的一个，特别是远端，可以布置在装置的接纳腔的底部部分处，特别是附接到装置的接纳腔的底部部分。从那里开始，感受器叶片或感受器杆或感受器销优选地朝向接纳腔的开口延伸到接纳腔的内部空隙中。接纳腔的开口优选地位于气溶胶生成装置的近端处。另一端，即感受器叶片或感受器杆或感受器销的远侧自由端可以是锥形的或尖的，以使感受器叶片或感受器杆或感受器销容易地穿透到待加热的气溶胶形成基材中，例如穿透到布置在气溶胶生成制品的远端部分处的气溶胶形成基材中。

在每种情况下，感受器叶片或感受器杆或感受器销的长度可以在8mm(毫米)至16mm(毫米)的范围内，特别是10mm(毫米)至14mm(毫米)，优选地12mm(毫米)。在感受器叶片的情况下，第一感受器和/或第二感受器，特别是感受器组件的宽度可以例如在2mm(毫米)至6mm(毫米)的范围内，特别是在4mm(毫米)至5mm(毫米)的范围内。同样，叶片形的第一感受器和/或第二感受器，特别是叶片形的感受器组件的厚度优选地在0.03mm(毫米)至0.15mm(毫米)的范围内，更优选地在0.05mm(毫米)至0.09mm(毫米)的范围内。

第一感受器、第二感受器或感受器组件中的至少一个可以是圆柱形感受器或感受器套筒或感受器杯。圆柱形感受器或感受器套筒、感受器杯可以形成接纳腔，或者可以围绕气溶胶生成装置的接纳腔周向布置，加热组件可以是该气溶胶生成装置的一部分。在该构型中，第一感受器和/或第二感受器或感受器组件实现了感应加热烘箱或加热室，该感应加热烘箱或加热室被构造成将待加热的气溶胶形成基材接纳在其中。替代地，第一感受器、第二感受器或感受器组件中的至少一个(每个都是圆柱形感受器或感受器套筒或感受器杯)可以围绕待加热的气溶胶形成基材的至少一部分，从而实现加热烘箱或加热室。特别地，它们中的每一个可以形成气溶胶生成制品的壳层、包装材料、外壳或壳体的至少一部分。

感受器组件可以是多层感受器组件。关于此，第一感受器和第二感受器可以形成多个层，特别是多层感受器组件的相邻层。

在多层感受器组件中，第一感受器、第二感受器可以彼此紧密地物理接触。由此，由于第一感受器和第二感受器具有基本相同的温度，因此第二感受器对第一感受器的温度控制足够精确。

第二感受器可以被电镀、沉积、涂覆、包覆或焊接到第一感受器上。优选地，通过喷涂、浸涂、辊涂、电镀或包覆将第二感受器施加到第一感受器上。

优选地，第二感受器以致密层存在。致密层比多孔层具有更高的磁导率，从而更容易检测居里温度下的细微变化。

从平行于和/或横向于层的任何方向看时，多层感受器组件的各个层可以是裸露的或暴露在多层感受器组件的周向外表面上的环境中。替代地，多层感受器组件可以涂覆有保护涂层。

多层感受器组件可用于实现感受器组件的不同几何构型。

例如，多层感受器组件可以是细长的感受器条带或感受器叶片，其长度在8mm(毫米)至16mm(毫米)的范围内，特别是在10mm(毫米)至14mm(毫米)的范围内，优选地12mm(毫米)。感受器组件的宽度可以例如在2mm(毫米)至6mm(毫米)的范围内，特别是在4mm(毫米)至5mm(毫米)的范围内。感受器组件的厚度优选地在0.03mm(毫米)至0.15mm(毫米)的范围内，更优选地在0.05mm(毫米)至0.09mm(毫米)的范围内。多层感受器叶片可具有自由的锥形末端。

例如，多层感受器组件可以是具有第一感受器的细长条带，该第一感受器是长度为12mm(毫米)，宽度为4mm(毫米)至5mm(毫米)例如4mm(毫米)，并且厚度为约50μm(微米)的430级不锈钢条带。430级不锈钢可以涂覆一层镍铁高导磁合金或坡莫合金作为第二感受器，该第二感受器的厚度在5μm(微米)和30μm(微米)之间，例如10μm(微米)。

在本文中使用的术语“厚度”是指在顶侧与底侧之间，例如在层的顶侧与底侧之间或者在多层感受器组件的顶侧与底侧之间延伸的尺寸。在本文中使用的术语“宽度”是指在两个相对的侧面之间延伸的尺寸。在本文中使用的术语“长度”是指在前后之间或在与形成宽度的两个相对的侧面正交的其他两个相对的侧面之间延伸的尺寸。厚度、宽度和长度可以彼此正交。

同样，多层感受器组件可以是多层感受器杆或多层感受器销，特别是如前所述。在该构型中，第一感受器或第二感受器中的一个可以形成芯层，该芯层被由第一感受器或第二感受器中的相应另一个形成的围绕层围绕。优选地，在第一感受器被优化用于加热基材的情况下，则第一感受器形成围绕层。因此，增强了向围绕气溶胶形成基材的热传递。

替代地，多层感受器组件可以是多层感受器套筒或多层感受器杯或圆柱形多层感受器，特别是如前所述。第一感受器或第二感受器中的一个可以形成多层感受器套筒或多层感受器杯或圆柱形多层感受器的内壁。第一感受器或第二感受器中的相应另一个可以形成多层感受器套筒或多层感受器杯或圆柱形多层感受器的外壁。优选地，特别是在第一感受器被优化用于加热基材的情况下，第一感受器形成内壁。如前所述，多层感受器套筒或多层感受器杯或圆柱形多层感受器可围绕待加热的气溶胶形成基材的至少一部分，特别是可以形成气溶胶生成制品的外层、包装材物、外壳或壳体的至少一部分。替代地，多层感受器套筒或多层感受器杯或圆柱形多层感受器可以形成接纳腔，或者可以围绕气溶胶生成装置的接纳腔周向布置，加热组件可以是该气溶胶生成装置的一部分。

例如，出于气溶胶生成制品的制造目的，可能期望第一感受器和第二感受器具有类似的几何构型，如上所述。

替代地，第一感受器和第二感受器可以具有不同的几何构型。因此，可以将第一感受器和第二感受器定制为适合其特定功能。优选地具有加热功能的第一感受器可以具有向气溶胶形成基材呈现大表面积以增强热传递的几何构型。相比之下，优选地具有温度控制功能的第二感受器不需要具有非常大的表面积。如果第一感受器材料被优化用于加热基材，则可能优选的是第二感受器材料的体积不大于提供可检测居里点所需的体积。

根据这个方面，第二感受器可以包括一个或多个第二感受器元件。优选地，一个或多个第二感受器元件显著小于第一感受器，即，其体积小于第一感受器的体积。一个或多个第二感受器元件中的每一个可以与第一感受器紧密地物理接触。由此，第一感受器和第二感受器具有基本相同的温度，这经由用作温度标记的第二感受器来提高第一感受器的温度控制的精确性。

例如，第一感受器可以是感受器叶片或感受器条带或感受器套筒或感受器杯的形式，而第二感受器材料可以是被电镀、沉积或焊接到第一感受器材料上的离散的补片的形式。

根据另一个示例，第一感受器可以是条带感受器或细丝感受器或网式感受器，而第二感受器是颗粒感受器。细丝或网状的第一感受器和颗粒状的第二感受器两者都可以例如被嵌入到气溶胶生成制品中，以与待加热的气溶胶形成基材直接物理接触。在该特定构型中，第一感受器可以在气溶胶形成基材内延伸穿过气溶胶生成制品的中心，而第二感受器可以均匀地分布在整个气溶胶形成基材中。

第一感受器和第二感受器不需要彼此紧密地物理接触。第一感受器可以是实现用于穿透到待加热的气溶胶形成基材中的加热叶片的感受器叶片。同样，第一感受器可以是实现加热烘箱或加热室的感受器套筒或感受器杯。在这些构型中的任一个中，第二感受器可以位于加热组件内的不同位置处，与第一感受器间隔开但仍与第一感受器热接近。

第一感受器和第二感受器可以形成感受器组件的不同部分。例如，第一感受器可以形成杯形感受器组件的侧壁部分或套筒部分，而第二感受器形成杯形感受器组件的底部部分。

第一感受器和第二感受器中的至少一个的至少一部分可以包括保护盖。同样，感受器组件的至少一部分可以包括保护盖。保护盖可以由分别形成或涂覆在第一感受器和/或第二感受器或感受器组件的至少一部分上的玻璃、陶瓷或惰性金属形成。有利地，保护盖可被构造成实现以下目的中的至少一个：避免气溶胶形成基材粘附到感受器的表面；避免从感受器材料到气溶胶形成基材中的材料扩散，例如金属扩散，以提高感受器组件的机械刚度。优选地，保护盖是不导电的。

为了产生交变电磁场，感应源可以包括至少一个感应器，优选地至少一个感应线圈。

感应源可以包括单个感应线圈或多个感应线圈。感应线圈的数量可以取决于感受器的数量和/或感受器组件的尺寸和形状。一个或多个感应线圈可以具有分别与第一感受器和/或第二感受器或感受器组件的形状匹配的形状。同样，一个或多个感应线圈可以具有与加热组件可以是其一部分的气溶胶生成装置的壳体的形状相符的形状。

至少一个感应线圈可以是螺旋线圈或平面线圈，特别是饼状线圈或弯曲平面线圈。扁平螺旋线圈的使用允许坚固且制造便宜的紧凑设计。螺旋感应线圈的使用有利地允许生成均匀的交变电磁场。如本文所用，“扁平螺旋线圈”表示大致平面的线圈，其中线圈绕组的轴垂直于线圈所处的表面。扁平螺旋感应件可在线圈的平面内具有任何期望的形状。例如，扁平螺旋线圈可具有圆形形状，或可具有大致长圆形或矩形的形状。然而，如本文所使用的术语“扁平螺旋线圈”涵盖平面的线圈以及成形为符合弯曲表面的扁平螺旋线圈两者。例如，感应线圈可以是布置在优选为圆柱形的线圈支撑件，例如铁氧体磁芯周围的“弯曲的”平面线圈。此外，扁平螺旋线圈可包括例如两层四匝扁平螺旋线圈或单层四匝扁平螺旋线圈。

第一感应线圈和/或第二感应线圈可保持在加热组件的壳体、或包括加热组件的气溶胶生成装置的主体或壳体中的一个内。第一感应线圈和/或第二感应线圈可缠绕在优选为圆柱形的线圈支撑件，例如铁氧体磁芯周围。

感应源可包括交流电(AC)发电机。该AC发电机可由气溶胶生成装置的电源供电。AC发电机可操作地联接到至少一个感应线圈。特别地，至少一个感应线圈可以是AC发电机的一体式部分。AC发电机被配置为产生高频振荡电流以穿过至少一个感应线圈来产生交变电磁场。AC电流可在系统激活之后连续地供应到至少一个感应线圈，或可例如在逐口抽吸的基础上间歇地供应。

优选地，感应源包括连接到包括LC网络的DC电源的DC/AC转换器，其中LC网络包括电容器和感应器的串联连接。

感应源优选地被配置为产生高频电磁场。如本文所提到的，高频电磁场的范围可以在500kHz(千赫兹)至30MHz(兆赫兹)之间，特别是在5MHz(兆赫兹)至15MHz(兆赫兹)之间，优选地在5MHz(兆赫兹)和10MHz(兆赫兹)之间。

控制器可以包括微处理器，例如，可编程微处理器、微控制器或专用集成芯片(ASIC)或能够提供控制的其他电子电路。控制器可以包括其他电子部件，诸如至少一个DC/AC逆变器和/或功率放大器，例如D类或E类功率放大器。特别地，感应源可以是控制器的一部分。

该控制器可以是或可以是气溶胶生成装置的整体控制器的技术，根据本发明的加热组件是该气溶胶生成装置的一部分。

控制器以及至少一部分感应源，特别是感应器以外的感应源，可以布置在共同的印刷电路板上。就加热组件的紧凑设计而言，这被证明是特别有利的。

为了确定指示感受器组件的实际温度的感受器组件的实际表观电阻，加热组件的控制器可包括用于测量从DC电源汲取的DC电源电压的DC电压传感器或用于测量从DC电源汲取的DC电源电流的DC电流传感器中的至少一者。

优选地，电源是电池，诸如磷酸锂铁电池。作为备选，电源可以是另一形式的电荷存储装置，诸如电容器。电源可能需要充电，即电源可能是可再充电的。电源可以具有允许存储足够的能量用于一次或多次用户体验的容量。例如，电源可具有足够容量以允许在大约六分钟的时段或六分钟的整倍数的时段中连续生成气溶胶。在另一示例中，电源可具有足够的容量以允许预定次数的抽吸或感应源的不连续激活。电源可以是气溶胶生成装置的整体电源，根据本发明的加热组件是该气溶胶生成装置的一部分。

根据本发明，还提供了一种用于通过加热气溶胶形成基材来生成气溶胶的气溶胶生成装置。该装置包括用于接纳待加热的气溶胶形成基材的接纳腔。该装置还包括根据本发明并且如本文所述的感应加热组件，该感应加热组件用于感应加热接纳腔内的气溶胶形成基材。

如本文所用，术语“气溶胶生成装置”用于描述能够与至少一种气溶胶形成基材，特别是与设置在气溶胶生成制品内的气溶胶形成基材相互作用的电操作装置，以便通过加热基材来生成气溶胶。优选地，气溶胶生成装置是用于生成气溶胶的抽吸装置，该气溶胶可由使用者通过使用者的嘴直接吸入。具体地讲，气溶胶生成装置是手持式气溶胶生成装置。

如本文所用，术语“气溶胶形成基材”是指在加热气溶胶形成基材后能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基材。气溶胶形成基材是气溶胶生成制品的一部分。气溶胶形成基材可以是固体或优选液体气溶胶形成基材。在两种情况下，气溶胶形成基材可包括固体和液体组分中的至少一者。气溶胶形成基材可包括含烟草材料，该含烟草材料含有加热后从基材释放的挥发性烟草香料化合物。另选地或附加地，气溶胶形成基材可包括非烟草材料。气溶胶形成基材还可包括气溶胶形成剂。合适的气溶胶形成剂的示例是丙三醇和丙二醇。气溶胶形成基材还可包括其他添加剂和成分，诸如尼古丁或香料。气溶胶形成基材还可以是糊状材料、包括气溶胶形成基材的多孔材料小袋，或例如与胶凝剂或粘剂混合的松散烟草，其可以包含诸如丙三醇的常见气溶胶形成剂，且被压缩或模制成塞。

接纳腔可以被嵌入在气溶胶生成装置的壳体中。

如上所述，气溶胶生成装置可以包括用于控制装置的操作的整体控制器。整体控制器可以包含或可以包括加热组件的控制器。

如上文进一步所述，气溶胶生成装置还可以包括电源，特别是DC电源，诸如电池。特别地，电源可以是气溶胶生成装置的整体电源，其尤其用于向加热组件的感应源提供DC电源电压和DC电源电流。

气溶胶生成装置可包括主体，该主体优选地包括感应源、至少一个感应线圈、控制器、电源以及接纳腔的至少一部分中的至少一个。

除主体之外，气溶胶生成装置还可包括烟嘴，特别是在待与该装置一起使用的气溶胶生成制品不包括烟嘴的情况下。烟嘴可以安装到装置的主体。烟嘴可被构造成在将烟嘴安装到主体时关闭接纳腔。为了将烟嘴附接到主体，主体的近端部分可以包括磁性或机械安装件，例如，卡口安装件或卡扣配合安装件，其在烟嘴的远端部分处与对应的对应件接合。在该装置不包括烟嘴的情况下，待与该气溶胶生成装置一起使用的气溶胶生成制品可以包括烟嘴，例如滤嘴段。

气溶胶生成装置可以包括至少一个空气出口，例如烟嘴(如果存在)中的空气出口。

优选地，气溶胶生成装置包括空气路径，该空气路径从至少一个空气入口延伸穿过接纳腔，并且如果存在，还可能进一步延伸到烟嘴中的空气出口。优选地，气溶胶生成装置包括与接纳腔流体连通的至少一个空气入口。因此，气溶胶生成系统可以包括从至少一个空气入口延伸到接纳腔中的空气路径，并且可能进一步通过制品内的气溶胶形成基材和烟嘴进入使用者口中。

根据本发明的气溶胶生成装置的其他特征和优点已经相对于加热组件进行了描述，并且将不再重复。

根据本发明，还提供了一种气溶胶生成系统。该系统包括气溶胶生成装置、与气溶胶生成装置一起使用的气溶胶生成制品以及根据本发明并且如本文所述的感应加热组件。加热组件的感应源是气溶胶生成装置的一部分。感受器组件的第一感受器是气溶胶生成制品的一部分，而感受器组件的第二感受器是气溶胶生成制品的一部分或气溶胶生成装置的一部分。

有利地，第一感受器(作为气溶胶生成制品的一部分)可被配置为加热气溶胶形成基材。为此，第一感受器可以在热损失且因此加热效率方面进行优化。例如，第一感受器可以是感受器条带、感受器叶片、感受器杆、感受器销、感受器网、感受器细丝或布置有气溶胶生成制品的气溶胶形成基材的颗粒感受器。

相比之下，第二感受器可以主要被配置用于监测感受器组件的温度。为此，第二感受器可以是气溶胶生成制品或气溶胶生成装置的一部分，特别是布置在气溶胶生成制品或气溶胶生成装置中。在任一种配置中，当制品与装置一起使用时，特别是耦合到装置时，第二感受器优选地布置成与第一感受器和/或气溶胶形成基材热接近或者甚至与第一感受器和/或气溶胶形成基材热接触。有利地，这确保了在气溶胶生成系统的操作期间，第二感受器与第一感受器和/或气溶胶形成基材基本上具有相同的温度。因此，可以实现正确且精确的温度控制。例如，第二感受器可以布置在气溶胶生成装置的接纳腔的内壁处。

如果存在，加热组件的控制器可以是气溶胶生成装置的一部分，特别是布置在气溶胶生成装置中。优选地，气溶胶生成装置的控制器可以包括或者可以是加热组件的控制器。

同样，如果存在，加热组件的电源可以是气溶胶生成装置的一部分，特别是布置在气溶胶生成装置中。优选地，气溶胶生成装置的电源可以包括或者可以是加热组件的电源。

气溶胶生成装置可包括用于接纳气溶胶生成制品的至少一部分的接纳腔。

如本文所用，术语“气溶胶生成制品”是指包含至少一种气溶胶形成基材的制品，该气溶胶形成基材在加热时释放可形成气溶胶的挥发性化合物。优选地，气溶胶生成制品为加热的气溶胶生成制品。也就是说，包括至少一种气溶胶形成基材的气溶胶生成制品旨在被加热而非被燃烧以便释放可形成气溶胶的挥发性化合物。气溶胶生成制品可以是消耗品，尤其是在单次使用后被丢弃的消耗品。气溶胶生成制品可以是烟草制品。例如，该制品可以是包括待加热的液态或固态气溶胶形成基材的筒。替代地，该制品可以是杆状制品，特别是烟草制品，类似于常规香烟并且包括固态气溶胶形成基材。

优选地，气溶胶生成制品具有圆形或椭圆形或卵形或正方形或矩形或三角形或多边形的横截面。

除气溶胶形成基材和感受器组件之外，制品还可以包括不同的元件。

特别地，该制品可以包括烟嘴。如本文所用，术语“烟嘴”是指制品的放置到使用者的口中以便直接从制品中吸入气溶胶剂的一部分。优选地，烟嘴包括过滤嘴。

此外，该制品可以包括围绕气溶胶形成基材的至少一部分的壳体，特别是管状包装材料。包装材料可以包括感受器组件。有利地，这允许均匀且对称地加热被感受器组件围绕的气溶胶形成基材。

特别是关于具有类似于常规香烟的杆状制品和/或包括固态气溶胶形成基材的气溶胶生成制品，该制品还可以包括：具有中央空气通道的支撑元件、气溶胶冷却元件和过滤嘴元件。过滤嘴元件优选地用作烟嘴。特别地，该制品可以包括基材元件，该基材元件包括气溶胶形成基材和与气溶胶形成基材接触的感受器组件。这些元件中的任何一个或任何组合可顺序地布置到气溶胶形成杆段。优选地，基材元件布置在制品的远端处。同样，过滤嘴元件优选地布置在制品的近端处。此外，这些元件可具有与气溶胶形成杆段相同的外横截面。

此外，该制品可以包括围绕气溶胶形成基材的至少一部分的壳体或包装材料。特别地，该制品可以包括包装材料，该包装材料围绕上述不同段和元件的至少一部分，以便将它们保持在一起并维持制品的期望横截面形状。

外壳或包装材料可至少包括感受器组件的第一感受器或第一感受器和第二感受器两者。有利地，这允许均匀且对称地加热被第一感受器或感受器组件围绕的气溶胶形成基材。

优选地，外壳或包装材料形成制品的外表面的至少一部分。外壳可以形成包括容器的筒，该容器容纳气溶胶形成基材，例如液态气溶胶形成基材。包装材料可以是包装纸，确切地说由卷烟纸制成的包装纸。替代地，包装材料可以是箔，例如由塑料制成。包装材料可以是流体可渗透的，以便允许汽化的气溶胶形成基材从制品中释放，或允许空气通过制品周围被吸入制品中。此外，包装材料可包括在加热后将活化且从包装材料释放的至少一个挥发性物质。举例来说，包装材料可浸渍有调味挥发性物质。

根据本发明的气溶胶生成系统的另外特征和优点已经相对于气溶胶生成装置和加热组件进行了描述，并且将不再重复。

根据本发明，还提供了一种用于感应加热气溶胶形成基材的方法，特别是涉及根据本发明并且如本文所述的这种加热组件。优选地，该方法是用于操作根据本发明并且如本文所述的加热组件，或者用于操作根据本发明并且如本文所述的气溶胶生成装置，或者用于操作根据本发明并且如本文所述的气溶胶生成系统的方法。

该方法包括以下步骤：

-通过向感应源提供DC电源电压和DC电源电流来生成交变电磁场，以便加热以感应方式耦合到感应源的感受器组件；

-根据从DC电源汲取的DC电源电压和DC电源电流确定指示感受器组件的实际温度的实际表观电阻，该感受器组件可以以感应方式耦合到感应源或以感应方式耦合到感应源；

-在感受器组件的预热期间(从室温开始朝向工作温度)确定表观电阻的最小值。

该方法还可包括以下步骤：

-在闭环配置中控制感应源的操作，使得实际表观电阻对应于所确定的表观电阻的最小值加上表观电阻的预定偏移值，用于控制将气溶胶形成基材加热到预定工作温度。

控制感应源的操作的步骤包括以下步骤：

-当实际表观电阻等于或超过所确定的表观电阻的最小值加上表观电阻的预定偏移值时，中断生成交变电磁场的步骤，以及

-当实际表观电阻低于所确定的表观电阻的最小值加上表观电阻的预定偏移值时，恢复生成交变电磁场的步骤。

根据本发明的方法的另外特征和优点已经相对于加热组件、气溶胶生成装置和气溶胶生成系统进行了描述，并且将不再重复。

附图说明

将参考附图仅通过举例方式进一步描述本发明，在附图中：

图1是气溶胶生成系统的示意图，该气溶胶生成系统包括感应加热式气溶胶生成装置和气溶胶生成制品，其中该系统包括根据本发明的第一示例性实施方案的加热组件；

图2是根据图1的可感应加热的气溶胶生成制品的示意图；

图3是根据图1和图2的气溶胶生成制品的感受器组件的透视图；

图4是示意性地示出根据本发明的感受器组件的电阻-温度曲线的图；

图5至图7示出了用于与根据图1和图2的制品一起使用的感受器组件的替代实施方案；

图8至图10示出了与根据图1的装置一起使用的气溶胶生成制品，其包括感受器组件的其他替代实施方案；

图11是根据本发明的第二示例性实施方案的包括加热组件的另一种气溶胶生成系统的示意图；

图12是包括在根据图11的气溶胶生成装置中的感受器组件的透视图；

图13至图15示出了与根据图11的装置一起使用的感受器组件的替代实施方案；

图16是根据本发明的第三示例性实施方案的包括加热组件的气溶胶生成系统的示意图；

图17是根据本发明的第四示例性实施方案的包括加热组件的气溶胶生成系统的示意图；

图18是根据本发明的第五示例性实施方案的包括加热组件的气溶胶生成系统的示意图；并且

图19是根据本发明的第六示例性实施方案的包括加热组件的气溶胶生成系统的示意图。

具体实施方式

图1示意性地示出了根据本发明的气溶胶生成系统1的第一示例性实施方案。系统1包括根据本发明的气溶胶生成装置10以及气溶胶生成制品100，该气溶胶生成制品被构造成与该装置一起使用并且包括待加热的气溶胶形成基材。

图2示出了气溶胶生成制品100的更多细节，气溶胶生成制品100基本上具有杆形状，并且包括按顺序布置成同轴对准的四个元件：包括感受器组件120和气溶胶形成基材130的气溶胶形成杆段110，具有中心空气通道141的支撑元件140，气溶胶冷却元件150，以及用作烟嘴的过滤嘴元件160。气溶胶形成杆段110布置在制品100的远端102处，而过滤嘴元件160布置在制品100的远端103处。这四个元件中的每个元件为基本上圆柱形元件，它们全部具有基本上相同的直径。另外，四个元件由外包装材料170包围，以便将四个元件保持在一起并维持杆状制品100的期望圆形横截面形状。包装材料170优选地由纸制成。除了感受器组件120在杆段110内的细节之外，在WO 2015/176898 A1中公开了制品的另外细节，特别是四个元件的另外细节。

参考图1，气溶胶生成装置10包括圆柱形接纳腔20，该圆柱形接纳腔限定在装置10的近侧部分12内，用于在其中接纳制品100的至少远侧部分。装置10还包括感应源，该感应源包括感应线圈30，用于产生交变，特别是高频电磁场。在本实施方案中，感应线圈30是周向围绕圆柱形接纳腔20的螺旋线圈。将线圈30布置成使得气溶胶生成制品100的感受器组件120在制品100与装置10接合时经受电磁场。因此，在激活感应源时，感受器组件120由于由交变电磁场感应的涡电流和/或磁滞损耗而变热，这取决于感受器组件120的感受器材料的磁和电特性。感受器组件120被加热，直到达到足以使制品100内围绕感受器组件120的气溶胶形成基材130汽化的工作温度。

在远侧部分13内，气溶胶生成装置10还包括DC电源40和控制器50(仅在图1中示意性地示出)，用于为加热过程供电并控制加热过程。在电子方面，感应源(除感应线圈30之外)优选地至少部分是控制器50的一体式部分。

感应源(作为装置10的一部分)和感受器组件120(作为气溶胶生成制品100的一部分)两者构成根据本发明的感应加热组件5的基本部分。

图3示出了图1和图2所示的气溶胶生成制品内使用的感受器组件120的细节视图。根据本发明，感受器组件120包括第一感受器121和第二感受器122。第一感受器121包括具有正的电阻温度系数的第一感受器材料，而第二感受器122包括具有负的电阻温度系数的第二铁磁性或亚铁磁性感受器材料。由于第一感受器材料和第二感受器材料具有相反的电阻温度系数，并且由于第二感受器材料的磁性性质，因此感受器组件120具有电阻-温度曲线，该电阻-温度曲线包括第二感受器材料的居里温度附近的最小电阻值。

对应的电阻-温度曲线在图4中示出。当开始从室温T_R加热感受器组件120时，第一感受器材料的电阻随温度T的升高而增大，而第二感受器材料的电阻随温度T的升高而减小。感受器组件120的总表观电阻R_a(如通过用于感应加热感受器组件120的装置10的感应源“看到”的)由第一感受器材料和第二感受器材料的相应电阻的组合给出。当从下方达到第二感受器材料的居里温度T_C时，第二感受器材料的电阻的减小通常支配第一感受器材料的电阻的增大。因此，感受器组件120的总表观电阻R_a在低于(特别是接近低于)第二感受器材料的居里温度T_C的温度范围内减小。在居里温度T_C下，第二感受器材料失去其磁性性质。这导致第二感受器材料中可用于涡电流的表皮层的增加，同时其电阻突然减小。因此，当将感受器组件120的温度T进一步升高到第二感受器材料的居里温度T_C以上时，第二感受器材料的电阻对感受器组件120的总表观电阻R_a的贡献变得更少或者甚至可以忽略不计。因此，在第二感受器材料的居里温度T_C附近通过最小值R_min之后，感受器组件120的总表观电阻R_a主要由第一感受器材料的增大的电阻给出。即，感受器组件120的总表观电阻R_a在工作温度T_op下再次朝向工作电阻R_op增大。有利地，在第二感受器材料的居里温度T_C附近，在最小值R_min附近的电阻-温度曲线的减小和随后的增大可与使用者抽吸期间总表观电阻的暂时变化充分地区分。因此，在第二感受器材料的居里温度T_C附近的电阻R_a的最小值可以可靠地用作用于控制气溶胶形成基材的加热温度的温度标记，而没有被误解为使用者的抽吸的风险。因此，可以有效地防止气溶胶形成基材发生不期望的过热。

为了将气溶胶形成基材的加热温度控制为与期望的工作温度T_op相对应，图1所示的装置10的控制器50被配置为以闭环偏移配置来控制感应源的操作，以便将实际表观电阻保持在与所确定的表观电阻R_a的最小值R_min加上预定偏移值ΔR_偏移相对应的值。偏移值ΔR_偏移弥补了在标记温度T_C下测得的表观电阻R_min与在工作温度T_op下的工作电阻R_op之间的差。有利地，这能够避免基于在工作温度T_op下的表观电阻的预定目标值来直接控制加热温度。而且，加热温度的偏移控制比基于在期望工作温度下表观电阻的测量绝对值的温度控制更加稳定和可靠。

当实际表观电阻等于或超过表观电阻的确定最小值加上表观电阻的预定偏移值时，可以通过中断交变电磁场的产生，即通过断开感应源或至少通过减小感应源的输出功率，来停止加热过程。当实际表观电阻低于表观电阻值的确定最小值加上表观电阻的预定偏移值时，可以通过恢复交变电磁场的产生，即通过再次接通感应源或通过重新增大感应源的输出功率，来恢复加热过程。

在本实施方案中，工作温度为约370摄氏度。该温度是用于加热但不燃烧气溶胶形成基材的典型工作温度。为了确保第二感受器材料的居里温度T_C处的标记温度与工作温度T_op之间有至少20摄氏度的足够大的温差，选择第二感受器材料以使居里温度低于350摄氏度。

如图3所示，在图2的制品内的感受器组件120是多层感受器组件，更特别地是双层感受器组件。它包括构成第一感受器121的第一层和构成第二感受器122的第二层，第二层布置在第一层上并与其紧密耦合。如上所述，在对第一感受器121关于热损失从而关于加热效率进行优化的同时，第二感受器122主要是用作温度标记的功能感受器。感受器组件120为细长条带的形式，其长度L为12毫米，并且宽度W为4毫米，即，两层的长度L为12毫米，并且宽度W为4毫米。第一感受器121是由居里温度超过400℃的不锈钢制成的条带，例如430级不锈钢。它的厚度为约35微米。第二感受器122是居里温度低于工作温度的镍铁高导磁合金或坡莫合金的条带。它的厚度为约10微米。感受器组件120通过将第二感受器条带包覆到第一感受器条带而形成。

图5示出了条带形感受器组件220的替代实施方案，该替代实施方案类似于图1和图2所示的感受器组件120的实施方案。与后者相比，根据图5的感受器组件220是三层感受器组件，除分别形成第一层和第二层的第一感受器221和第二感受器222之外，该三层感受器组件还包括形成第三层的第三感受器223。所有三个层都布置在彼此的顶部，其中相邻层彼此紧密地耦合。图5所示的三层感受器组件的第一感受器221和第二感受器222与图1和图2所示的双层感受器组件120的第一感受器121和第二感受器122相同。第三感受器223与第一感受器221相同。即，第三层223包括与第一感受器221相同的材料。而且，第三感受器223的层厚度等于第一感受器221的层厚度。因此，第一感受器221和第三感受器223的热膨胀行为基本上相同。有利地，这提供了高度对称的层结构，其显示基本没有面外变形。另外，根据图5的三层感受器组件提供了更高的机械稳定性。

图6示出了条带形感受器组件320的另一个实施方案，其可以代替双层感受器120在图2的制品在中替代地使用。根据图6的感受器组件320由紧密耦合到第二感受器322的第一感受器321形成。第一感受器321是430级不锈钢的条带，其尺寸为12毫米乘4毫米乘35微米。这样，第一感受器321限定感受器组件320的基本形状。第二感受器322是尺寸为3毫米乘2毫米乘10微米的镍铁高导磁合金或坡莫合金的补片。补片形第二感受器322被电镀到条带形第一感受器321上。尽管第二感受器322明显小于第一感受器321，但是其仍然足以允许精确地控制加热温度。有利地，根据图6的感受器组件320大大节省了第二感受器材料。在其他实施方案(未示出)中，可存在与第一感受器成紧密接触而定位的第二感受器的多于一个补片。

图7示出了与图1和图2所示的制品一起使用的感受器组件1020的另一个实施方案。根据该实施方案，感受器组件1020形成感受器杆。感受器杆是具有圆形横截面的圆柱形。优选地，感受器杆居中地布置在气溶胶形成基材内，以便延伸图2所示的制品的长度轴。从其端面中的一个可以看出，感受器组件1020包括内芯感受器，该内芯感受器形成根据本发明的第二感受器1022。芯感受器被护套感受器包围，该护套感受器形成根据本发明的第一感受器1021。因为第一感受器1021优选地具有加热功能，所以这种构造在直接热传递到周围的气溶胶形成基材方面被证明是有利的。另外，感受器销的圆柱形形状提供了非常对称的加热轮廓，这对于杆状气溶胶生成制品可能是有利的。

图8至图10示意性地示出了不同的气溶胶生成制品400、500、600，其包括作为根据本发明的加热组件的一部分的感受器组件的其他实施方案。制品400、500、600与图1和图2所示的制品100非常相似，特别是在制品的一般设置方面。因此，相似或相同的特征由与图1和图2中的相同附图标记表示，但分别增加300、400和500。

与图1和图2所示的制品100相比，根据图8的气溶胶生成制品400包括细丝感受器组件420。即，第一感受器421和第二感受器422是彼此扭绞以形成扭绞细丝对的细丝。细丝对居中地布置在气溶胶形成基材430内，与基材430直接接触。细丝对基本上沿着制品400的延伸段延伸。第一感受器421是由铁磁性不锈钢制成的细丝，因此主要具有加热功能。第二感受器422是由镍铁高导磁合金或坡莫合金制成的细丝，因此主要用作温度标记。

根据图9的气溶胶生成制品500包括颗粒感受器组件520。第一感受器521和第二感受器522均包括散布在制品500的气溶胶形成基材530内的多个感受器颗粒。因此，感受器颗粒与气溶胶形成基材530直接物理接触。第一感受器521的感受器颗粒由铁磁性不锈钢制成，因此主要用于加热周围的气溶胶形成基材530。相比之下，第二感受器422的感受器颗粒由镍铁高导磁合金或坡莫合金制成，因此主要用作温度标记。

根据图10的气溶胶生成制品600包括感受器组件600，该感受器组件包括具有不同几何构型的第一感受器621和第二感受器622。第一感受器621是包括散布在气溶胶形成基材630中的多个感受器颗粒的颗粒感受器。由于其颗粒性质，第一感受器621对周围的气溶胶形成基材630具有大的表面积，这有利地增强了热传递。因此，关于加热功能具体地选择第一感受器621的颗粒构型。相比之下，第二感受器622主要具有温度控制功能，因此不需要具有非常大的表面积。因此，本实施方案的第二感受器622是在气溶胶形成基材630内穿过气溶胶生成制品600的中心延伸的感受器条带。

图11示意性地示出了根据本发明的气溶胶生成系统2001的第二示例性实施方案。除感受器组件之外，系统2001与图1所示的系统1非常相似。因此，相似或相同的特征由与图1和图2中的相同附图标记表示，但增加2000。与图1所示的实施方案相比，根据图11的实施方案的加热组件2005的感受器组件2060是气溶胶生成装置2010的一部分。

因此，气溶胶生成制品2100不包括任何感受器组件。因此，制品2100基本上对应于图1和图2所示的制品100，但是没有感受器组件。

同样，图11的气溶胶生成装置2010基本上对应于图1所示的装置10。与后者相反，装置2010包括根据本发明的加热组件2005的所有部分。即，装置2010包括感应源，该感应源包括螺旋感应线圈2030，该螺旋感应线圈周向地围绕圆柱形接纳腔2020。另外，该装置还包括感受器组件2060，该感受器组件布置在接纳腔内，以便经受由感应线圈2030产生的电磁场。

感受器组件2060是感受器叶片。感受器叶片2060以其远端2064布置在装置2010的接纳腔2020的底部部分处。从那里开始，感受器叶片朝向接纳腔2020的开口延伸到接纳腔2020的内部空隙中。接纳腔2020的开口位于气溶胶生成装置2010的近端2014处，从而允许气溶胶生成制品2100插入到接纳腔2020中。

从图12可以特别地看出，根据图11的装置2010的感受器组件2060是双层感受器叶片，非常类似于图1至图3所示的双层感受器组件120。与后者相比，感受器组件2060的远侧自由端2063是锥形的，以便允许叶片形感受器组件容易地在气溶胶生成制品2100的远端内穿透到气溶胶形成基材2130中。

除此之外，根据图11的气溶胶生成系统2001的感受器组件2060和加热组件2005示出了与图1的气溶胶生成系统相同的电阻-温度曲线，即，图4中示出的曲线。

图13、图14和图15示出了根据本发明的感受器组件2160、2260、2360的其他实施方案，其可以替代地与根据图11的装置一起使用。感受器组件2160、2260和360基本上分别对应于图5、图6和图7所示的感受器组件220、320和1020。因此，已经关于感受器组件220、320、1020描述了这些感受器组件2160、2260、2360的大多数特征和优点，因此将不再重复。像感受器组件120一样，感受器组件2160、2260、2360的相应远侧自由端2163、2263、2361逐渐变细以利于穿透到气溶胶形成基材中。

图16至图18示意性地示出了本发明的气溶胶生成系统2701、2801、2901的其他实施方案，其中各个感应加热组件2705、2805、2905仅是各个气溶胶生成装置2710、2810、2910的一部分。系统2701、2801和2901与图11所示的系统2001非常相似，特别是在装置2710、2810、2910和制品2700、2800、2900的一般设置方面。因此，装置的相似或相同的特征由与图11中的相同附图标记表示，分别增加700、800和900。

与图11所示的装置2010相比，根据图16的气溶胶生成系统2701的气溶胶生成制品2710包括感受器组件2760，其中第一感受器2761和第二感受器2762具有不同的几何构型。第一感受器2761是类似于图11和图12所示的双层感受器组件2060的单层感受器叶片，但是没有第二感受器层。在该构型中，第一感受器1761基本上形成感应加热叶片，因为其主要具有加热功能。相比之下，第二感受器2762是感受器套筒，其形成接纳腔2720的周向内侧壁的至少一部分。当然，相反的构型也是可能的，其中第一感受器可以是形成圆柱形接纳腔2720的周向内侧壁的至少一部分的感受器套筒，而第二感受器可以是待插入到气溶胶形成基材中的单层感受器叶片。在后一种构型中，第一感受器可以实现感应烘箱加热器或加热室。在这些构型中的任一个中，第一感受器2761和第二感受器2762位于气溶胶生成装置2710内的不同位置处，彼此间隔开但仍彼此热接近。

图17所示的气溶胶生成系统2801的气溶胶生成装置2810包括作为感受器杯的感受器组件2860，从而实现感应烘箱加热器或加热室。在该构型中，第一感受器2861是形成杯形感受器组件2860的周向侧壁的感受器套筒，并且因此是圆柱形接纳腔2820的内侧壁的至少一部分。相比之下，第二感受器2862形成杯形感受器组件2860的底部部分。当气溶胶生成制品2100被接纳在装置2810的接纳腔2820中时，第一感受器2861和第二感受器2862与该气溶胶生成制品的气溶胶形成基材2130热接近。

图18所示的气溶胶生成系统2901的气溶胶生成装置2910包括作为多层感受器套筒的感受器组件2960。在该构型中，第二感受器2962形成多层感受器套筒的外壁，而第一感受器2961形成多层感受器套筒的内壁。第一感受器2961和第二感受器2962的这种特定布置是优选的，因为因此主要用于加热气溶胶形成基材2130的第一感受器2961更靠近基材2130。有利地，感受器组件2960还实现感应烘箱加热器或加热室。

图19示意性地示出了根据本发明的气溶胶生成系统3701的另一个示例性实施方案。系统3701非常类似于图16所示的系统2701。因此，相似或相同的特征由与图16中的相同附图标记表示，但增加1000。与图16所示的实施方案相比，根据图16的实施方案的加热组件3705的感受器组件3760是分开的。虽然感受器组件3760的第一感受器3761是气溶胶生成制品3100的一部分，但是感受器组件3760的第二感受器3762是气溶胶生成装置3710的一部分。第一感受器3761是类似于图1至图3所示的双层感受器组件120的单层感受器条带，但布置在制品3100的气溶胶形成基材3130内并且没有第二感受器层。因此，第一感受器1761基本上形成感应加热元件，作为制品3100的一体式部分。第二感受器2762是感受器套筒，其形成接纳腔2720的周向内侧壁的至少一部分，以实现感应烘箱加热器或加热室。尽管与第一感受器3761间隔开，但是第二感受器3762仍然与第一感受器3761和气溶胶形成基材3130热接近，因此可以容易地用作温度标记。

关于图16至图19所示的所有三个实施方案，第一感受器优选地由铁磁性不锈钢制成，该铁磁性不锈钢被优化用于加热气溶胶形成基材。相比之下，第二感受器优选地由作为合适的温度标记材料的镍铁高导磁合金或坡莫合金制成。

Claims (14)

1.一种用于将气溶胶形成基材加热到工作温度的感应加热组件，所述加热组件包括

-DC电源，所述DC电源被构造成提供DC电源电压和DC电源电流；

-感应源，所述感应源连接到所述DC电源并被构造成生成交变电磁场，

-感受器组件，所述感受器组件用于在由所述感应源生成的所述交变磁场的影响下感应加热所述气溶胶形成基材，其中所述感受器组件包括具有第一感受器材料的第一感受器和具有第二感受器材料的第二感受器，所述第二感受器材料的居里温度比所述工作温度低至少50摄氏度，其中选择所述第一感受器材料和所述第二感受器材料，使得在所述感受器组件从室温开始的预热期间，所述感受器组件的电阻-温度曲线在所述第二感受器材料的所述居里温度±5摄氏度的温度范围内具有表观电阻的最小值；

-控制器，所述控制器可操作地连接到所述感应源和所述DC电源并且被构造成：

-根据从所述DC电源汲取的所述DC电源电压和所述DC电源电流确定指示所述感受器组件的实际温度的所述感受器组件的实际表观电阻，

-确定在所述感受器组件从室温开始朝向所述工作温度的预热期间，出现的所述表观电阻的所述最小值，并且

-在闭环配置中控制所述感应源的操作，使得所述实际表观电阻对应于所确定的所述表观电阻的所述最小值加上所述表观电阻的预定偏移值，用于控制将所述气溶胶形成基材加热到所述工作温度。

2.根据权利要求1所述的加热组件，其中所述控制器包括用于测量从所述DC电源汲取的所述DC电源电压的DC电压传感器或用于测量从所述DC电源汲取的所述DC电源电流的DC电流传感器中的至少一者。

3.根据前述权利要求中任一项所述的加热组件，其中所述感应源包括至少一个感应器。

4.根据权利要求4所述的加热组件，其中所述感应器是螺旋线圈或平面线圈，特别是饼状线圈或弯曲平面线圈。

5.根据权利要求3或4中任一项所述的加热组件，其中所述感应源包括连接到包括LC网络的所述DC电源的DC/AC转换器，其中所述LC网络包括电容器和所述感应器的串联连接。

6.根据前述权利要求中任一项所述的加热组件，其中所述控制器以及至少一部分所述感应源，特别是所述感应器以外的所述感应源，布置在共同的印刷电路板上。

7.根据前述权利要求中任一项所述的加热组件，其中所述表观电阻的所述最小值在所述第二感受器材料的所述居里温度±5摄氏度的温度范围内。

8.根据前述权利要求中任一项所述的加热组件，所述第二感受器材料的居里温度比所述工作温度低至少100摄氏度，优选地至少150摄氏度，最优选地至少200摄氏度。

9.根据前述权利要求中任一项所述的加热组件，其中所述工作温度为至少300摄氏度，特别是至少350摄氏度，优选地至少370摄氏度，最优选地至少400摄氏度。

10.根据前述权利要求中任一项所述的加热组件，其中所述第一感受器材料具有正的电阻温度系数，并且其中所述第二感受器包括具有负的电阻温度系数的第二感受器材料。

11.一种用于通过加热气溶胶形成基材来生成气溶胶的气溶胶生成装置，所述装置包括

-接纳腔，所述接纳腔用于接纳待加热的所述气溶胶形成基材；以及

-根据前述权利要求中任一项所述的感应加热组件，用于感应加热所述接纳腔内的所述气溶胶形成基材。

12.一种气溶胶生成系统，所述气溶胶生成系统包括气溶胶生成装置和与所述气溶胶生成装置一起使用的气溶胶生成制品，其中所述系统包括根据权利要求1至10中任一项所述的感应加热组件，其中所述加热组件的所述感应源和所述DC电源是所述气溶胶生成装置的一部分，其中所述感受器组件的所述第一感受器是所述气溶胶生成制品的一部分，并且其中所述感受器组件的所述第二感受器是所述气溶胶生成制品的一部分或所述气溶胶生成装置的一部分。

13.一种用于操作根据权利要求1至10中任一项所述的加热组件或用于操作根据权利要求11所述的气溶胶生成装置或用于操作根据权利要求12所述的气溶胶生成系统的方法，所述方法包括以下步骤：

-通过向所述感应源提供DC电源电压和DC电源电流来生成交变电磁场，以便加热以感应方式耦合到所述感应源的感受器组件；

-根据从所述DC电源汲取的所述DC电源电压和所述DC电源电流确定指示所述感受器组件的所述实际温度的实际表观电阻；

-在所述感受器组件从室温开始朝向所述工作温度的预热期间，确定所述表观电阻的所述最小值；

-在闭环配置中控制所述感应源的操作，使得所述实际表观电阻对应于所确定的所述表观电阻的所述最小值加上所述表观电阻的预定偏移值，用于控制将所述气溶胶形成基材加热到所述预定工作温度。

14.根据权利要求13所述的方法，其中控制所述感应源的操作的步骤包括以下步骤：

-当所述实际表观电阻等于或超过所确定的所述表观电阻的所述最小值加上所述表观电阻的所述预定偏移值时，中断生成交变电磁场的步骤，以及

-当所述实际表观电阻低于所确定的所述表观电阻的所述最小值加上所述表观电阻的所述预定偏移值时，恢复生成交变电磁场的步骤。

Images