CN113613518A - 气溶胶递送设备中的温度控制 - Google Patents
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Abstract
提供了一种气溶胶递送设备，包括电源、加热元件、耦合到该电源和该加热元件并且在该电源和该加热元件之间的开关、以及耦合到该开关的处理电路系统。处理电路系统在加热时间段期间输出PWM信号，以使开关可切换地连接和断开到加热元件以向加热元件供电的输出电压。处理电路系统在PWM信号的相邻脉冲之间，向加热元件输出已知电流的脉冲并且测量跨加热元件的电压。并且，处理电路系统基于该已知电流和该电压来计算加热元件的电阻、基于该电阻来计算加热元件的温度、并且在该温度偏离预定目标时调整PWM信号的占空比。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年10月30日提交的题为“Temperature Control in anAerosol Delivery Device(气溶胶递送设备中的温度控制)”的美国专利申请第16/668,929号；于2019年10月7日提交的题为“Temperature Control in an Aerosol DeliveryDevice(气溶胶递送设备中的温度控制)”的美国临时专利申请第62/911,595号；以及于2018年11月19日提交的题为“Management System for Control Functions in aVaporization System(用于汽化系统中的控制功能的管理系统)”的美国临时专利申请第62/769,296号的优先权和权益，并且所有这些申请通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及诸如产生气溶胶的吸烟制品的气溶胶递送设备。吸烟制品可被配置成加热或分配气溶胶前体或以其他方式从气溶胶前体产生气溶胶，该气溶胶前体可含有由烟草制得或来源于烟草的材料或以其他方式含有烟草，该前体可形成供人体消耗的可吸入物质。
背景技术
多年来已经提出许多吸烟设备作为对需要燃烧烟草以供使用的吸烟产品的改进品或替代品。这些设备中的许多设备据称已被设计成提供与香烟、雪茄或烟斗吸烟相关的感觉，但不递送由于烟草燃烧而产生的大量不完全燃烧物和热解产物。为此，已经提出了利用电能来蒸发或加热挥发性材料的许多吸烟产物、气味发生器和药物吸入器，或者试图提供香烟、雪茄或烟斗吸烟的感觉而不燃烧烟草至显著程度。参看例如阐述于在Robinson等人的美国专利第7,726,320号、Griffith Jr.等人的美国专利公开第2013/0255702号和Sears等人的美国专利公开第2014/0096781号中描述的背景技术中的各种替代的吸烟制品、气溶胶递送设备和发热源，这些文献通过引用并入本文。例如，还参见以Bless等人的美国专利公开第2015/0216232号中的商标名称和商业来源进行引用的各种类型的吸烟制品、气溶胶递送设备和电动发热源，该专利通过引用并入本文。
然而，可能期望提供具有改进的电子器件(诸如可以扩展设备的可用性)的气溶胶递送设备。
发明内容
本公开涉及被配置为产生气溶胶的气溶胶递送设备，并且在一些实现方式中，该气溶胶递送设备可以被称为电子香烟、加热不燃烧香烟(或设备)、或不加热不燃烧设备。本公开包括但不限于以下示例实现方式。
一些示例实现方式提供了一种气溶胶递送设备，包括：被配置为提供输出电压的电源；能通电以汽化气溶胶前体组合物的组分并且由此产生气溶胶的加热元件，该加热元件具有可变且与该加热元件的温度成比例的电阻；耦合到电源和加热元件并在电源和加热元件之间的开关；以及处理电路系统，该处理电路系统耦合到开关，并且配置为在加热时间段期间输出脉宽调制(PWM)信号以使开关可切换地连接和断开到加热元件以向加热元件供电的输出电压，该PWM信号包括脉冲，到加热元件的输出电压在脉冲上连接，并且到加热元件的输出电压在脉冲之间断开，其中处理电路系统进一步配置为在PWM信号的相邻脉冲之间，向加热元件输出已知电流的脉冲并且测量跨加热元件的电压，并且其中处理电路系统被配置为基于该已知电流和该电压来计算加热元件的电阻、基于该电阻来计算加热元件的温度、并且在该温度偏离预定目标时调整PWM信号的占空比。
在任何前述示例实现方式或任何前述示例实现方式的任何组合的气溶胶递送设备的一些示例实现方式中，处理电路系统被配置为调整PWM信号的占空比包括：被配置为在该温度低于或高于预定目标时分别增加或减小PWM信号的占空比。
在任何前述示例实现方式或任何前述示例实现方式的任何组合的气溶胶递送设备的一些示例实现方式中，处理电路系统被配置为输出脉冲包括：处理电路系统被配置为输出散布在PWM信号的脉冲之间的该已知电流的脉冲、处理电路系统被配置为针对脉冲中的每个脉冲测量跨加热元件的电压。
在任何前述示例实现方式或任何前述示例实现方式的任何组合的气溶胶递送设备的一些示例实现方式中，输出到加热元件的该已知电流的脉冲使得产生跨加热元件的电压，并且该已知电流被选择为使得该电压低于由电源提供的输出电压的一半。
在任何前述示例实现方式或任何前述示例实现方式的任何组合的气溶胶递送设备的一些示例实现方式中，在不存在PWM信号且断开到加热元件的输出电压的加热时间段之外，处理电路系统进一步配置为向加热元件输出该已知电流的第二脉冲，并且测量跨加热元件的第二电压，其中处理电路系统被配置为基于该已知电流和第二电压来计算加热元件的标称电阻，并且基于标称电阻来计算加热元件的标称温度，并且其中处理电路系统被配置为进一步基于加热元件的标称温度来计算加热元件的温度。
在任何前述示例实现方式或任何前述示例实现方式的任何组合的气溶胶递送设备的一些示例实现方式中，处理电路系统进一步配置为在加热时间段期间计算在加热元件处的热量的量，并且当加热元件处的热量的量大于阈值热量的量时执行对加热元件的锁定。
一些示例实现方式提供了一种气溶胶递送设备，包括：被配置为提供输出电压的电源；能通电以汽化气溶胶前体组合物的组分并且由此产生气溶胶的加热元件；耦合到电源和加热元件并在电源和加热元件之间的开关；以及处理电路系统，该处理电路系统耦合到开关，并且配置为在加热时间段期间输出脉宽调制(PWM)信号以使开关可切换地连接和断开到加热元件以向加热元件供电的输出电压，该PWM信号包括脉冲，到加热元件的输出电压在脉冲上连接，并且到加热元件的输出电压在脉冲之间断开，其中处理电路系统进一步配置为在加热时间段期间计算在加热元件处的热量的量，并且当加热元件处的热量的量大于阈值热量的量时执行对加热元件的锁定。
在任何前述示例实现方式或任何前述示例实现方式的任何组合的气溶胶递送设备的一些示例实现方式中，处理电路系统被配置为计算加热元件处的热量的量包括：处理电路系统被配置为在加热时间段期间重复地计算加热元件处的热量的量。
在任何前述示例实现方式或任何前述示例实现方式的任何组合的气溶胶递送设备的一些示例实现方式中，加热时间段由用户喷烟发起，该用户喷烟使空气流通过气溶胶递送设备的至少一部分，以及其中处理电路系统被配置为计算加热元件处的热量的量包括处理电路系统被配置为至少进行以下操作：测量通过加热元件的加热电流和跨加热元件的加热电压；基于加热电流、加热电压、经过的时间、以及PWM信号的占空比来计算添加到加热元件的第一热量的量；确定通过由于用户喷烟引起的空气流造成的强制对流而从加热元件移除的第二热量的量；以及基于第一热量的量和第二热量的量来计算加热元件处的热量的量。
在任何前述示例实现方式或任何前述示例实现方式的任何组合的气溶胶递送设备的一些示例实现方式中，处理电路系统被配置为执行对加热元件的锁定包括处理电路系统被配置为至少进行以下操作：中断PWM信号以使开关断开到加热元件的输出电压；以及保持到加热元件的输出电压断开，直到加热元件处的热量的量低于阈值热量的量为止。
在任何前述示例实现方式或任何前述示例实现方式的任何组合的气溶胶递送设备的一些示例实现方式中，处理电路系统被配置为执行对加热元件的锁定进一步包括处理电路系统被配置为至少进行以下操作：确定通过由于加热元件暴露于环境空气造成的自然对流而从加热元件移除的第三热量的量；以及基于加热元件处的热量的量和第三热量的量来计算来自加热时间段的加热元件处的任何剩余热量的量，处理电路系统配置为保持到加热元件的输出电压断开，直到加热元件处的任何剩余热量的量低于阈值热量的量为止。
在任何前述示例实现方式或任何前述示例实现方式的任何组合的气溶胶递送设备的一些示例实现方式中，用户喷烟是多个用户喷烟中的一个，该多个用户喷烟还包括第二用户喷烟，第二用户喷烟使第二空气流通过气溶胶递送设备的至少一部分并且发起第二加热时间段，其中在加热时间段和第二加热时间段之间，处理电路系统进一步配置为至少进行以下操作：确定通过由于加热元件暴露于环境空气造成的自然对流而从加热元件移除的第三热量的量；以及基于加热元件处的热量的量和第三热量的量来计算来自加热时间段的加热元件处的任何剩余热量的量，并且其中处理电路系统进一步配置为基于来自加热时间段的加热元件处的任何剩余热量的量来计算在第二加热时间段期间加热元件处的热量的量。
一些示例实现方式提供了一种控制气溶胶递送设备的方法，该气溶胶递送设备包括被配置为提供输出电压的电源以及能通电以汽化气溶胶前体组合物的组分并且由此产生气溶胶的加热元件，该加热元件具有可变且与该加热元件的温度成比例的电阻，该方法包括：根据脉宽调制(PWM)信号来可切换地连接和断开到加热元件以向加热元件供电的输出电压，该PWM信号包括脉冲，到加热元件的输出电压在脉冲上连接，并且到加热元件的输出电压在脉冲之间断开；在PWM信号的相邻脉冲之间，向加热元件输出已知电流的脉冲并且测量跨加热元件的电压；基于该已知电流和该电压来计算加热元件的电阻；基于该电阻来计算加热元件的温度；以及当该温度偏离预定目标时，调整PWM信号的占空比。
在任何前述示例实现方式或任何前述示例实现方式的任何组合的方法的一些示例实现方式中，调整PWM信号的占空比包括在该温度低于或高于预定目标时分别增加或减小PWM信号的占空比。
在任何前述示例实现方式或任何前述示例实现方式的任何组合的方法的一些示例实现方式中，输出该脉冲包括输出散布在PWM信号的脉冲之间的该已知电流的脉冲，针对脉冲中的每个脉冲测量跨加热元件的电压。
在任何前述示例实现方式或任何前述示例实现方式的任何组合的方法的一些示例实现方式中，输出到加热元件的该已知电流的脉冲使得产生跨加热元件的电压，并且该方法进一步包括将该已知电流选择为使得该电压低于由电源提供的输出电压的一半。
在任何前述示例实现方式或任何前述示例实现方式的任何组合的方法的一些示例实现方式中，在不存在PWM信号且断开到加热元件的输出电压的加热时间段之外，该方法进一步包括：向加热元件输出已知电流的第二脉冲，以及测量跨加热元件的第二电压；基于该已知电流和第二电压来计算加热元件的标称电阻；以及基于标称电阻来计算加热元件的温度，以及其中进一步基于加热元件的标称温度来计算加热元件的温度。
在任何前述示例实现方式或任何前述示例实现方式的任何组合的方法的一些示例实现方式中，该方法进一步包括：在加热时间段期间计算在加热元件处的热量的量，并且当加热元件处的热量的量大于阈值热量的量时执行对加热元件的锁定。
一些示例实现方式提供了一种控制气溶胶递送设备的方法，该气溶胶递送设备包括被配置为提供输出电压的电源以及能通电以汽化气溶胶前体组合物的组分并且由此产生气溶胶的加热元件，该方法包括：根据脉宽调制(PWM)信号来可切换地连接和断开到加热元件以向加热元件供电的输出电压，该PWM信号包括脉冲，到加热元件的输出电压在脉冲上连接，并且到加热元件的输出电压在脉冲之间断开；在加热时间段期间计算加热元件处的热量的量；以及当加热元件处的热量的量大于阈值热量的量时，执行对加热元件的锁定。
在任何前述示例实现方式或任何前述示例实现方式的任何组合的方法的一些示例实现方式中，计算加热元件处的热量的量包括在加热时间段期间重复地计算加热元件处的热量的量。
在任何前述示例实现方式或任何前述示例实现方式的任何组合的方法的一些示例实现方式中，加热时间段由用户喷烟发起，该用户喷烟使空气流通过气溶胶递送设备的至少一部分，以及其中计算加热元件处的热量的量至少包括以下操作：测量通过加热元件的加热电流和跨加热元件的加热电压；基于加热电流、加热电压、经过的时间、以及PWM信号的占空比来计算添加到加热元件的第一热量的量；确定通过由于用户喷烟引起的空气流造成的强制对流而从加热元件移除的第二热量的量；以及基于第一热量的量和第二热量的量来计算加热元件处的热量的量。
在任何前述示例实现方式或任何前述示例实现方式的任何组合的方法的一些示例实现方式中，执行对加热元件的锁定至少包括以下操作：中断PWM信号以断开到加热元件的输出电压；以及保持到加热元件的输出电压断开，直到加热元件处的热量的量低于阈值热量的量为止。
在任何前述示例实现方式或任何前述示例实现方式的任何组合的方法的一些示例实现方式中，执行对加热元件的锁定至少进一步包括以下操作：确定通过由于加热元件暴露于环境空气造成的自然对流而从加热元件移除的第三热量的量；以及基于加热元件处的热量的量和第三热量的量来计算来自加热时间段的加热元件处的任何剩余热量的量，保持加热元件的输出电压断开包括：保持到加热元件的输出电压断开，直到加热元件处的任何剩余热量的量低于阈值热量的量为止。
在任何前述示例实现方式或任何前述示例实现方式的任何组合的方法的一些示例实现方式中，用户喷烟是多个用户喷烟中的一个，该多个用户喷烟还包括第二用户喷烟，第二用户喷烟使第二空气流通过气溶胶递送设备的至少一部分并且发起第二加热时间段，其中在加热时间段和第二加热时间段之间，该方法进一步包括至少以下操作：确定通过由于加热元件暴露于环境空气造成的自然对流而从加热元件移除的第三热量的量；以及基于加热元件处的热量的量和第三热量的量来计算来自加热时间段的加热元件处的任何剩余热量的量，并且其中该方法进一步包括基于来自加热时间段的加热元件处的任何剩余热量的量来计算在第二加热时间段期间加热元件处的热量的量。
通过阅读以下具体实现方式连同下文简要描述的附图，本公开的这些和其他特征、方面和优点将是显而易见的。本公开包含阐述于本公开中的两个、三个、四个或更多个特征或元件的任何组合，而不管这类特征或元件是否在本文中所描述的特定示例实现方式中明确地组合或以其它方式引用。本公开旨在从整体上阅读，使得本公开的任何可分离的特征或元件在其方面和示例实现方式中的任何一个应当被视为可组合的，除非本公开的上下文另有明确说明。
因此，将理解，本发明内容是仅出于概述一些示例实现方式以便提供本公开的一些方面的基本理解的目的而提供的。因此，将理解，以上所描述的示例实现方式仅是示例，且不应解释为以任何方式限制本公开的范围或精神。通过结合附图所做出的以下详细描述，其它示例实现方式、方面和优点将变得显而易见，附图通过示例的方式示出了一些所描述的示例实现方式的原理。
附图说明
因此，已经以前述总括方式对本公开的各方面作了描述，现在参照附图，这些附图不一定按比例绘制，且在附图中：
图1和图2分别示出了根据本公开的示例实现方式的包括彼此耦合的料筒和控制主体的气溶胶递送设备的透视图和部分剖视图；
图3和图4示出了根据本公开的另一示例实现方式的包括控制主体和气溶胶源构件的气溶胶递送设备的立体图，其中控制主体和气溶胶源构件彼此耦合和彼此解耦；
图5和图6分别示出了根据示例实现方式的图3和图4的气溶胶递送设备的前视图和穿过该气溶胶递送设备的剖视图；
图7和图8示出了根据本公开的各种示例实现方式的气溶胶递送设备的电路图；
图9和图10分别示出了根据一些示例的示例脉宽调制(PWM)信号和根据一些示例的叠加有跨加热元件的电压的测量的示例PWM信号；
图11和图12示出了根据各种示例实现方式的处理电路系统；以及
图13和图14是根据各种示例实现方式的示出控制气溶胶递送设备的方法中的各种操作的流程图。
具体实施方式
现在将在下文中参考本公开的示例实现方式，更充分地描述本公开。描述这些示例实现方式以使得本公开将是透彻且完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。实际上，本公开能以许多不同形式被具体化，并且不应被解释为限于本文中所阐述的实现方式；而是，提供这些实现方式以使得本公开将满足适用的法律要求。如在说明书和所附权利要求书中所使用的，除非上下文另外明确规定，否则单数形式“一(a/an)”、“所述(the)”和类似用语包括多个指示物。此外，虽然这里可以参考定量测量、值、几何关系等，但除非另有说明，否则这些参考中的任何一个或多个(如果不是全部)可以是绝对的或近似的，以说明可以发生的可接受的变化，诸如由于工程公差等等引起的变化。
如下文所描述，本公开涉及气溶胶递送设备。气溶胶递送设备可被配置为从气溶胶前体组合物(有时被称为可吸入物质介质)产生气溶胶(可吸入物质)。气溶胶前体组合物可以包括固体烟草材料、半固体烟草材料或液体气溶胶前体组合物中的一种或多种。在一些实现方式中，气溶胶递送设备可以被配置成加热流体气溶胶前体组合物(例如液体气溶胶前体组合物)并从流体气溶胶前体组合物(例如液体气溶胶前体组合物)产生气溶胶。此类气溶胶递送设备可以包括所谓的电子香烟。在其他实现方式中，气溶胶递送设备可包括加热不燃烧(heat-not-burn)设备。在又其他实现方式中，气溶胶递送设备可包括不加热不燃烧(no-heat-no-burn)设备。
液体气溶胶前体组合物也称为蒸汽前体组合物或“电子烟液(e-liquid)”，对于电子香烟和不加热不燃烧设备以及雾化或以其他方式气雾化液体以生成可吸入气溶胶的其他设备而言特别有用。气溶胶前体组合物可包括多种组分，例如包括多元醇(例如，甘油(包括植物甘油)、丙二醇或其混合物)、尼古丁、烟草、烟草提取物和/或调味剂。在一些示例中，气溶胶前体组合物包含甘油和尼古丁。
可与各种实现方式结合使用的一些液体气溶胶前体组合物可包括：诸如乙酰丙酸、琥珀酸、乳酸、丙酮酸、苯甲酸、富马酸、其组合等等的一种或多种酸。在具有尼古丁的液体气溶胶前体组合物中包括(多种)酸可提供质子化的液体气溶胶前体组合物，包括盐形式的尼古丁。代表性类型的液体气溶胶前体组合物和制剂在Robinson等人的美国专利第7,72,6320号；Chong等人的美国专利第9,254,002号；以及Zheng等人的美国专利申请公开第2013/0008457号、Lipowicz等人的美国专利申请公开第2015/0020823号、以及Koller的美国专利申请公开第2015/0020830号；以及Bowen等人的PCT专利申请公开第WO 2014/182736号；以及Collett等人的美国专利第8,881,737号中被阐述和被表征，这些文献的公开内容通过引用并入本文。可采用的其它气溶胶前体包括已被结合在上述许多代表性产品中的任何一种中的气溶胶前体。用于可从Johnson Creek Enterprises LLC(Johnson Creek企业有限责任公司)获得的电子香烟的所谓的“烟汁”也是期望的。又进一步示例气溶胶前体组合物在以下品牌名下销售：BLACK NOTE、COSMIC FOG、THE MILKMAN E-LIQUID、FIVE PAWNS、THE VAPOR CHEF、VAPE WILD、BOOSTED、THE STEAM FACTORY、MECH SAUCE、CASEY JONESMAINLINE RESERVE、MITTEN VAPORS、DR.CRIMMY’S V-LIQUID、SMILEY ELIQUID、BEANTOWNVAPOR、CUTTWOOD、CYCLOPS VAPOR、SICBOY、GOOD LIFE VAPOR、TELEOS、PINUP VAPORS、SPACEJAM、MT.BAKER VAPOR、以及JIMMY THE JUICE MAN。发泡材料的实现方式可以和气溶胶前体一起使用，并且作为示例其被描述在Hunt等人的美国专利申请公开第2012/0055494号中，该公开通过引用并入本文。进一步地，发泡材料的使用被描述在例如Niazi等人的美国专利第4,639,368号；Wehling等人的美国专利第5,178,878号；Wehling等人的美国专利第5,223,264号；Pather等人的美国专利第6,974,590号；Bergquist等人的美国专利第7,381,667号；Crawford等人的美国专利第8,424,541号；Strickland等人的美国专利第8,627,828号；以及Sun等人的美国专利第9,307,787号；以及Brinkley等人的美国专利申请公开第2010/0018539号；以及Johnson等人的PCT专利申请公开第WO 97/06786号中，所有这些文献通过引用并入本文。
气溶胶前体组合物可以附加地或替代地包括其他活性成分，包括但不限于植物成分(例如，薰衣草、薄荷、洋甘菊、罗勒、迷迭香、百里香、桉树、生姜、人参、玛咖和草药茶(tisane))、氨基酸(例如，牛磺酸、茶氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸)和/或药物成分、营养品成分和药用成分(例如，维生素，诸如B6、B12和C)。
用于支持气溶胶前体的衬底、储集器或其他部件的代表性类型被描述在Newton的美国专利第8,528,569号；Chapman等人的美国专利申请公开第2014/0261487号；Davis等人的美国专利申请公开第2015/0059780号；以及Bless等人的美国专利申请公开第2015/0216232号中，所有这些文献通过引用并入本文。另外，某些类型的电子香烟内的各种芯吸材料以及那些芯吸材料的配置和操作阐述于Sears等人的美国专利第8,910,640号中，该专利通过引用并入本文。
在其它实现方式中，气溶胶递送设备可包括加热不燃烧设备，其配置成加热固体气溶胶前体组合物(例如，挤压烟草棒)或半固体气溶胶前体组合物(例如，装载有甘油的烟草糊)。气溶胶前体组合物可包括：含烟草的珠粒、烟丝、烟草条、重组烟草材料或其组合、和/或细磨烟草、烟草提取物、喷雾干燥烟草提取物或其它烟草形式的混合物，其与可选的无机材料(诸如碳酸钙)、可选的风味剂和气溶胶形成材料混合以形成基本固体或可模塑(例如，可挤出)的衬底。代表性类型的固体和半固体气溶胶前体组合物和制剂被公开在Thomas等人的美国专利第8,424,538号；Sebastian等人的美国专利第8,464,726号；Conner等人的美国专利申请公开第2015/0083150号；Ademe等人的美国专利申请公开第2015/0157052号；以及Nordskog等人的美国专利申请公开第2017/0000188号中，所有这些文献通过引用并入本文。进一步代表性类型的固体和半固体气溶胶前体组合物和布置包括在英美烟草公司的GLOTM产品的NEOSTIKSTM可消耗气溶胶源构件中和菲利普莫里斯国际股份有限公司的IQOSTM产品的HEETSTM可消耗气溶胶源构件中找到的那些。
在各种实现方式中，更具体地，可吸入物质可以是烟草组分或源自烟草的材料(即，天然存在于烟草中的可以直接从烟草中分离或合成制备的材料)。例如，气溶胶前体组合物可包括烟草提取物或其部分，其与惰性衬底组合。气溶胶前体组合物可进一步包括未燃烧烟草或包含未燃烧烟草的组合物，当被加热到低于其燃烧温度的温度时释放出可吸入物质。在一些实现方式中，气溶胶前体组合物可包括烟草冷凝物或其部分(即，由烟草的燃烧产生的烟雾的冷凝成分，留下风味剂和可能的尼古丁)。
可用于本公开中的烟草材料可以变化并且可包括，例如烤烟、白肋烟、东方烟草或马里兰烟草、深色烟草、深色烤制烟草和黄花(Rustica)烟草，以及其他稀有或特种烟草或其混合物。烟草材料还可包括所谓的“经混合”形式和经加工形式，诸如经加工烟草茎(例如，切卷(cut-rolled)或切膨化(cut-puffed)的茎)、体积膨胀的烟草(例如，膨化烟草，诸如干冰膨胀烟草(DIET)，优选地以配方烟丝(cut filler)的形式)、再造烟草(例如，使用造纸型或流延片型工艺制造的再造烟草)。各种代表性的烟草类型、经加工烟草类型和烟草混合物类型阐述于Lawson等人的美国专利第4,836,224号，Perfetti等人的美国专利第4,924,888号，Brown等人的美国专利第5,056,537号，Brinkley等人的美国专利第5,159,942号，Gentry的美国专利第5,220,930号，Blakley等人的美国专利第5,360,023号，Shafer等人的美国专利第6,701,936号，Li等人的美国专利第7,011,096号，Li等人的美国专利第7,017,585号，以及Lawson等人的美国专利第7,025,066号；Perfetti等人的美国专利申请公开第2004/0255965号；Bereman的PCT专利申请公开第WO 02/37990号；以及Bombick等人的基础和应用毒理学，39，第11-17页(1997)，这些文献通过引用并入本文。进一步地，在吸烟设备(包括根据本公开的吸烟设备)中可能是有用的示例烟草组合物公开于Robinson等人的美国专利第7,726,320号，该文献通过引用并入本文。
又进一步地，气溶胶前体组合物可包括惰性物质，该惰性物质具有整合在其中或以其他方式沉积在其上的可吸入物质或其前体。例如，包括可吸入物质的液体可涂覆在惰性衬底上或被吸附到惰性衬底中，使得当施加热量时，以可通过施加正压或负压从本发明制品中引出的形式来释放可吸入物质。在一些方面中，气溶胶前体组合物可包括配方烟丝形式的香料和芳香烟草的混合物。在另一方面，气溶胶前体组合物可包括重组烟草材料，诸如在Pryor等人的美国专利第4,807,809号；Pryor等人的美国专利第4,889,143号；以及Raker的美国专利第5,025,814号中描述的，这些专利的公开内容通过引用并入本文。关于适当的气溶胶前体组合物的更多信息参见Sur等人于2018年3月9日提交的美国专利申请序列号第15/916,834号，该文献通过引用并入本文。
不管气溶胶前体组合物的类型如何，气溶胶递送设备可包括配置为用于从该气溶胶前体组合物产生气溶胶的气溶胶产生部件。例如，在电子香烟或加热不燃烧设备的情况下，气溶胶产生部件可以是或包括加热元件(有时称为加热构件)。在不加热不燃烧设备的情况下，在一些示例中，气溶胶产生部件可以是或包括至少一个可振动的压电网或压磁网。
合适的加热元件的一个示例是感应加热器。此类加热器通常包括感应发射器和感应接收器。感应发射器可以包括线圈，该线圈被配置成当交流电被引导通过该线圈时创建振荡磁场(例如，随时间周期性变化的磁场)。感应接收器可以至少部分地定位或接收在感应接收器内并且可包括导电材料(例如，铁磁材料或铝涂覆的材料)。通过引导交流电通过感应发射器，可以经由感应在感应接收器中生成涡电流。流过限定感应接收器的材料的电阻的涡电流可以通过焦耳加热(即，通过焦耳效应)来加热它。可以限定雾化器的感应接收器可以被无线地加热以从定位成接近感应接收器的气溶胶前体组合物形成气溶胶。具有感应加热器的气溶胶递送设备的各种实现方式被描述在Davis等人的美国专利申请公开第2017/0127722号；Sur等人的美国专利申请公开第2017/0202266号；Sur等人的美国专利申请公开第2018/0132531号；Sebastian等人的美国专利申请公开第2019/0124979号；以及Sur的美国专利申请公开第2019/0174823号中，所有这些公开通过引用并入本文。
在包括本文更具体地描述的那些实现方式的其他实现方式中，加热元件是诸如在电阻加热器的情况下之类的导电加热器。这些加热器可被配置成当电流被引导通过加热器时产生热量。在各种实现方式中，导电加热器可以设置为各种形式，诸如按箔、泡沫、板、碟片、螺旋、纤维、线材、膜、纱线、条带、带或圆柱体的形式。此类加热器经常包括金属材料并且被配置为由于与使电流通过电阻相关联的该电阻而产生热。此类电阻加热器可被定位成接近气溶胶前体组合物并加热气溶胶前体组合物以产生气溶胶。在以上引用的Griffith等人的美国专利申请公开第2013/0255702号中描述了可与本公开一起使用的多种导电物质。合适的加热器的其他示例被描述在DePiano等人的美国专利第9,491,974号中，该专利通过引用并入本文。
在一些实现方式中，气溶胶递送设备可包括控制主体，有时被称为功率单元或控制设备。在所谓的电子香烟或不加热不燃烧设备的情况下，气溶胶递送设备还可包括料筒，或者在加热不燃烧设备的情况下，气溶胶递送设备还可包括气溶胶源构件。在电子香烟或加热不燃烧设备的情况下，控制主体可以是可重复使用的，而料筒/气溶胶源构件可以被配置为用于有限数量的使用和/或被配置为一次性的。各种机构可以将料筒/气溶胶源构件连接到控制主体，从而产生螺纹接合、压入配合接合、过盈配合、滑动配合、磁性接合等等。
控制主体和料筒/气溶胶源构件可包括可由多种不同材料中的任意材料形成的分离的单独的壳体或外部主体。壳体可由任何适合的结构上完好的材料形成。在一些示例中，壳体可由诸如不锈钢、铝之类的金属或合金形成。其它适合的材料包括各种塑料(例如，聚碳酸酯)、金属电镀塑料(metal-plating over plastic)、陶瓷等等。
料筒/气溶胶源构件可包括气溶胶前体组合物。为了从气溶胶前体组合物产生气溶胶，气溶胶产生部件(例如，加热元件、压电/压磁网)可定位成与气溶胶前体组合物接触或邻近气溶胶前体组合物，诸如定位成横跨控制主体和料筒，或定位在气溶胶源构件可位于的控制主体中。控制主体可以包括电源，该电源可以是可再充电或可更换的，并且由此控制主体可以与多个料筒/气溶胶源构件一起重复使用。
控制主体还可包括用于激活气溶胶递送设备的装置，诸如用于设备的手动控制的按钮、触敏表面或类似物。附加地或替代地，控制主体可包括流量传感器以检测用户何时抽吸料筒/气溶胶源构件，以由此激活气溶胶递送设备。
在各种实现方式中，根据本公开的气溶胶递送设备可具有多种整体形状，包括但不限于，可被限定为基本上棒状或基本上管状形状或基本上圆柱形形状的整体形状。在参考附图示出和描述的实现方式中，气溶胶递送设备具有基本上圆形的横截面；然而，本公开还包括其他横截面形状(例如，椭圆形、正方形、矩形、三角形等)。描述制品的物理性状的此类语言也应用于制品的各个部件，包括控制主体和料筒/气溶胶源构件。在其它实现方式中，控制主体可采取另一手持形状，诸如小盒形。
在更特定实现方式中，控制主体和料筒/气溶胶源构件中的一者或两者可被称为是一次性的或可重复使用的。例如，控制主体可具有诸如可替换电池或可再充电电池、SSB、薄膜SSB、可再充电超级电容器、锂离子或混合锂离子超级电容器等等的电源。电源的一个示例是由德国的Tadiran Batteries GmbH生产的TKI-1550可再充电锂离子电池。在另一实现方式中，有用的电源可以是由日本的三洋电器有限公司(Sanyo Electric Company,Ltd.)生产的N50-AAA CADNICA镍镉电池。在其他实现方式中，多个此类电池(例如，每个电池提供1.2伏特)可以串联连接。
在一些示例中，随后，电源可被连接到任何类型的再充电技术并且由此与任何类型的再充电技术组合。合适的充电器的示例包括简单地向电源供应恒定或脉冲直流(DC)功率的充电器、添加控制电路系统的快速充电器、三级充电器、感应供电充电器、智能充电器、运动供电充电器、脉冲充电器、太阳能充电器、基于USB的充电器等等。在一些示例中，充电器包括电源适配器和任何合适的充电电路系统。在其他示例中，充电器包括电源适配器和配备有充电电路系统的控制主体。在这些其他示例中，充电器有时可被简单地称为电源适配器。
控制主体可包括多个不同端子、电连接器等等中的任何一者，以连接到合适的充电器，并且在一些示例中连接到用于通信的其他外围设备。更具体的合适的示例包括直流(DC)连接器，诸如圆柱形连接器、点烟器连接器和USB连接器(包括由USB 1.x(例如，A型、B型)、USB 2.0及其更新和添加(例如，迷你A、迷你B、迷你AB、微型A、微型B、微型AB)和USB3.x(例如，A型、B型、微型B、微型AB、C型)指定的那些USB连接器)、诸如苹果公司的闪电连接器之类的专用连接器等等。控制主体可以与充电器或其他外围设备直接连接，或者这两者可以经由也具有合适的连接器的适当的线缆连接。在这两者由线缆连接的示例中，控制主体和充电器或其他外围设备可以具有相同或不同类型的连接器，其中该线缆具有这一种类型的连接器或这两种类型的连接器。
在涉及感应供电充电的示例中，气溶胶递送设备可配备有感应无线充电技术并且包括感应接收器以连接至包括感应发射器并且使用感应无线充电(包括例如，根据来自无线充电联盟(WPC)的Qi无线充电标准的无线充电)的无线充电器、充电板等等。或者可以从基于无线射频(RF)的充电器对电源进行再充电。感应无线充电系统的示例在Sur等人的美国专利申请公开第2017/0112196号中描述，该公开通过引用以其整体并入本文。进一步地，在电子香烟的情况下的一些实现方式中，料筒可包括如在Chang等人的美国专利第8,910,639号中公开的一次性料筒，该专利通过引用并入本文。
可以采用一个或多个连接以将电源连接到再充电技术，并且一些连接可涉及充电盒、托架、坞、套筒等等。更具体地，例如，控制主体可配置为接合包括USB连接器的托架以连接到电源。或者在另一示例中，控制主体可配置用于配合在包括USB连接器的套筒内并且接合该套筒以连接到电源。在这些和类似的示例中，USB连接器可直接连接到电源，或者USB连接器可以经由合适的电源适配器连接到电源。
电源的示例被描述在Peckerar等人的美国专利第9,484,155号和Sur等人的于2015年10月21日提交的美国专利申请公开第2017/0112191号中，这些文献的公开内容通过引用并入本文。合适的电源的其他示例在Hawes等人的美国专利申请公开第2014/0283855号、Fernando等人的美国专利申请公开第2014/0014125号、Nichols等人的美国专利申请公开第2013/0243410号、Fernando等人的美国专利申请公开第2010/0313901号、以及Fernando等人的美国专利第9,439,454号中提供，所有这些文献都通过引用并入本文。关于流量传感器，代表性的电流调节部件和其它电流控制部件包括用于气溶胶递送设备的各种微控制器、传感器和开关被描述在Gerth等人的美国专利第4,735,217号；全部授予Brooks等人的美国专利第4,922,901号、第4,947,874号和第4,947,875号；McCafferty等人的美国专利第5,372,148号；Fleischhauer等人的美国专利第6,040,560号；Nguyen等人的美国专利第7,040,314号；Pan的美国专利第8,205,622号；Collet等人的美国专利申请公开第8,881,737号；Ampolini等人的美国专利第9,423,152号；Fernando等人的美国专利第9,439,454号；以及Henry等人的美国专利申请公开第2015/0257445号中，所有这些文献通过引用整体并入本文。
输入设备可被包括在气溶胶递送设备中(并且可以替代或补充流量传感器)。输入可以被包括以允许用户控制设备的功能和/或用于向用户输出信息。可使用任何部件或部件的组合作为输入用于控制设备的功能。合适的输入设备包括按钮、触摸开关或其他触敏表面。例如，可以使用一个或多个按钮，如在Worm等人的美国专利申请公开第2015/0245658号所描述的，该公开通过引用并入本文。同样，可以使用触摸屏，如在Sears等人的美国专利第10,172,388号中所描述的，该专利通过引用并入本文。
作为进一步的示例，适用于基于气溶胶递送设备的指定移动的手势识别的部件可用作输入设备。参见Henry等人的美国专利申请公开2016/0158782，该公开通过引用并入本文。如又进一步示例，可以在气溶胶递送设备上实现电容传感器，以使得用户能够诸如通过触摸电容传感器实现在其上的设备表面来提供输入。在另一示例中，能够检测与该设备相关联的运动的传感器(例如，加速度计、陀螺仪、光电接近度传感器等)可被实现在气溶胶递送设备上以使得用户能够提供输入。合适的传感器的示例被描述在Sur等人的美国专利申请公开第2018/0132528号和Henry等人的美国专利申请公开第2016/0158782号中，这些文献通过引用并入本文。
如上文所指示的，气溶胶递送设备可包括各种电子设备，诸如至少一个控制部件。合适的控制部件可包括多个电子部件，并且在一些示例中可由诸如印刷电路板(PCB)之类的电路板形成。在一些示例中，根据一个或多个示例实现方式，电子部件包括处理电路系统，处理电路系统被配置成执行数据处理、应用执行、或其他处理、控制或管理服务。处理电路系统可包括以以下多种形式体现的处理器：诸如至少一个处理器核、微处理器、协处理器、控制器、微控制器或包括一个或多个集成电路(诸如例如，ASIC(专用集成电路)、FPGA(现场可编程门阵列)、它们的一些组合等等)的各种其他计算或处理设备。在一些示例中，处理电路系统可包括耦合到处理器或与处理器集成的存储器，并且该存储器可以存储数据、可由处理器执行的计算机程序指令、它们的一些组合等等。
在一些示例中，控制部件可包括一个或多个输入/输出外围设备，这些输入/输出外围设备可耦合到处理电路系统或与处理电路系统集成。更具体地，控制部件可包括通信接口以实现与一个或多个网络、计算设备或其他适当启用的设备的无线通信。合适的通信接口的示例公开在Marion等人的美国专利申请公开第2016/0261020号中，该公开的内容通过引用并入本文。合适的通信接口的另一个示例是来自德州仪器(Texas Instruments)的CC3200单芯片无线微控制器单元(MCU)。并且气溶胶递送设备据其可以配置成无线通信的合适方式的示例公开在Ampolini等人的美国专利申请公开第2016/0007651号和Henry,Jr.等人的美国专利申请公开第2016/0219933号中，这些文献中的每一者通过引用并入本文。
又进一步的部件可以被使用在本公开的气溶胶递送设备中。合适的部件的一个示例是诸如发光二极管(LED)、基于量子点的LED等等的光源，该光源可以与气溶胶递送设备的使用一起被照亮。合适的LED部件以及其配置和用途的示例被描述在Sprinkel等人的美国专利第5,154,192号；Newton的美国专利第8,499,766号；Scatterday的美国专利第8,539,959号；以及Sears等人的美国专利第9,451,791号中，所有这些文献通过引用并入本文。
本公开还包括其他操作指数。例如，操作的视觉指示器还包括光颜色或强度的变化，以显示吸烟体验的进展。类似地，本公开涵盖诸如振动电机之类的操作的触知(触觉)指示器和诸如扬声器之类的操作的声音(音频)指示器。此外，操作的此类指示器的组合也可适于在单个吸烟制品中使用。根据另一方面，气溶胶递送设备可包括一个或多个指示器或标记，诸如例如配置为提供对应于吸烟制品的操作的信息的显示器，所述信息诸如例如电源中剩余的电力量、吸烟体验的进展、对应于激活气溶胶产生部件的指示和/或类似物。
还构想了又其他部件。例如，Sprinkel等人的美国专利第5,154,192号公开了用于吸烟制品的指示器；Sprinkel，Jr.的美国专利第5,261,424号公开了压电传感器，所述压电传感器可与设备的嘴端相关联，以检测与抽吸相关联的用户唇部活动，并且然后触发加热设备的加热；McCafferty等人的美国专利第5,372,148号公开了一种用于响应于通过嘴件(mouthpiece)的压降来控制进入加热负载阵列的能量流的喷烟传感器；Harris等人的美国专利第5,967,148号公开了吸烟设备中的插座，所述插座包括检测所插入部件的红外透射率的不均匀性的识别器和当所述部件插入所述插座时执行检测例程的控制器；Fleischhauer等人的美国专利第6,040,560号描述具有多个差分相位的定义的可执行功率循环；Watkins等人的美国专利第5,934,289号公开了一种光子光电部件；Counts等人的美国专利第5,954,979号公开了用于通过吸烟设备改变抽吸阻力的装置；Blake等人的美国专利第6,803,545号公开了用于吸烟设备中的特定电池配置；Griffen等人的美国专利第7,293,565号公开了与吸烟设备一起使用的各种充电系统；Fernando等人的美国专利第8,402,976号公开了用于吸烟设备的计算机接口装置，以便于充电并允许计算机控制该设备；Fernando等人的美国专利第8,689,804号公开了用于吸烟设备的识别系统；并且Flick的PCT专利申请公开第WO 2010/003480号公开了一种指示气溶胶生成系统中的喷烟的流体流量感测系统；所有前述公开内容通过引用并入本文。
与电子气溶胶递送制品相关的部件以及可在现有制品中使用的公开材料或部件的进一步实例包括Gerth等人的美国专利第4,735,217号；Morgan等人的美国专利第5,249,586号；Higgins等人的美国专利第5,666,977号；Adams等人的美国专利第6,053,176号；White的美国专利第6,164,287号；Voges的美国专利第6,196,218号；Felter等人的美国专利第6,810,883号；Nichols的美国专利第6,854,461号；Hon的美国专利第7,832,410号；Kobayashi的美国专利第7,513,253号；Hamano的美国专利第7,896,006号；Shayan的美国专利第6,772,756号；Hon的美国专利第8,156,944号和第8,375,957号；Thorens等人的美国专利第8,794,231号；Oglesby等人的美国专利第8,851,083号；Monsees等人的美国专利第8,915,254号和第8,925,555号；DePiano等人的美国专利第9,220,302号；Hon的美国专利申请公开第2006/0196518号和第2009/0188490号；Oglesby等人的美国专利申请公开第2010/0024834号；Wang的美国专利申请公开第2010/0307518号；Hon的PCT专利申请公开第WO2010/091593号；以及FooPCT专利申请公开第WO 2013/089551号，这些文献中的每一个通过引用并入本文。进一步地，Worm等人的美国专利申请公开第2017/0099877号公开了可包括在气溶胶递送设备中的胶囊和用于气溶胶递送设备的吊坠形状(fob-shape)构造，并且通过引用并入本文。由前述文献公开的各种材料可以以各种实现方式被并入本设备中，并且所有前述公开内容通过引用并入本文。
可并入到本公开的气溶胶递送设备中的又其它特征、控件或部件被描述在Harris等人的美国专利第5,967,148号；Watkins等人的美国专利第5,934,289号；Counts等人的美国专利第5,954,979号；Fleischhauer等人的美国专利第6,040,560号；Hon的美国专利第8,365,742号；Fernando等人的美国专利第8,402,976号；Katase的美国专利申请公开第2005/0016550号；Fernando等人的美国专利第8,689,804号；Tucker等人的美国专利申请公开第2013/0192623号；Leven等人的美国专利第9,427,022号；Kim等人的美国专利申请公开第2013/0180553号；Sebastian等人的美国专利申请公开第2014/0000638号；Novak等人的美国专利申请公开第2014/0261495号；以及DePiano等人的美国专利第9,220,302号中，所有这些文献通过引用并入本文。
图1和图2示出了在电子香烟的情况下包括控制主体和料筒的气溶胶递送设备的实现方式。就此而言，图1和图2示出了根据本公开的示例实现方式的气溶胶递送设备100。如图所示，该气溶胶递送设备可以包括控制主体102(也称为功率单元)和料筒104。控制主体和料筒可以以功能关系来永久地或可拆卸地对准。图1和图2分别示出了处于耦合配置的气溶胶递送设备的透视图和部分剖视图。
控制主体102和料筒104可配置为通过多个连接彼此接合，所述多个连接诸如压入配合(或过盈配合)连接、螺纹连接、磁芯连接等等。因此，控制主体可包括第一接合元件(例如，耦合器)，该第一接合元件适配成接合料筒上的第二接合元件(例如，连接器)。第一接合元件和第二接合元件可以是可逆的。作为示例，第一接合元件和第二接合元件中的任一者可以是阳螺纹，并且另一者可以是阴螺纹。作为进一步示例，第一接合元件和第二接合元件中的任一者可以是磁体，并且另一者可以是金属或匹配磁体。
在特定实现方式中，可以由控制主体102和料筒104的现有部件来直接限定接合元件。例如，控制主体的壳体可以在其一端处限定腔体，该腔体被配置成接收料筒的至少一部分(例如，料筒的存储箱或料筒的其他壳体形成元件)。具体而言，料筒的存储箱可以被至少部分地容纳在控制主体的腔体内，而料筒的嘴件保持暴露在控制主体的腔体外部。可以诸如通过过盈配合(例如，通过使用在料筒的外表面与形成控制主体腔体的壁的内表面之间创建过盈接合的止动器和/或其他特征)、通过磁性接合(例如，通过使用定位在控制主体的腔体内和定位在料筒上的磁体和/或磁性金属)、或通过其他适当技术来将料筒保留在由控制主体壳体形成的腔体内。
还如图1所示，气溶胶递送设备100可包括限定在控制主体102的外壳上的指示窗口106，并且可以通过指示窗口106为用户提供与料筒104的独特特性相关联的视觉指示108。附加地或替代地，控制主体可包括限定在控制主体的外壳上的至少一个孔110，并且通过该至少一个孔110可以看见来自光源(参见图2)的光。
如图2所示的剖视图所示，控制主体102和料筒104可各自包括多个相应部件。图2中所示的部件是可存在于控制主体和料筒中的部件的代表，并不旨在限制本公开所涵盖的部件的范围。例如，如图所示，控制主体可由壳体206(有时称为控制主体壳)形成，壳体206可包括控制部件208(例如，处理电路系统等)、流量传感器210、电源212(例如，电池、超级电容器)以及光源214(例如，LED、基于量子点的LED)，并且这些部件的配置方式可变。电源可以是可再充电的，并且控制主体可包括耦合到电源并配置成可控制地对电源充电的充电电路系统。
控制主体102还包括料筒接收腔室216，并且料筒可配置为与该料筒接收腔室可移除地耦合。控制主体可包括定位在料筒接收腔室中的电连接器218，电连接器218配置为将控制主体与料筒电耦合，并且特别是将控制主体与料筒上的电触点220电耦合。就此而言，该电连接器和电触点可以形成控制主体和料筒的连接接口。还如图所示，控制主体可包括外部电连接器222以将控制主体与一个或多个外部设备连接。合适的外部电连接器的示例包括USB连接器(诸如如上所述的那些USB连接器)、专用连接器(诸如苹果公司的闪电连接器)等等。
在各种示例中，料筒104包括罐部分和嘴件部分。可相对于纵向轴线(L)、垂直于该纵向轴线的第一横向轴线(T1)、以及垂直于该纵向轴线且垂直于第一横向轴线的第二横向轴线(T2)来分别地限定料筒、罐部分和/或嘴件部分。料筒可由封围储集器226(处于罐部分中)的壳体224(有时称为料筒壳)形成，储集器226配置为保留气溶胶前体组合物，并且壳体224包括加热元件228(气溶胶产生部件)。在一些示例中，控制主体102上的电连接器218和料筒上的电触点220可以将加热元件与料筒的控制部件208和/或电源212电连接。在各种配置中，料筒的结构可被称为罐，并且相应地，术语“料筒”、“罐”等等可互换地用于指代将气溶胶前体组合物的储集器封围起来并且包括加热元件的壳或其他壳体。
如图所示，在一些示例中，储集器226可以与液体输送元件230处于流体连通，液体输送元件230被适配成芯吸或以其他方式将存储在储集器壳体中的气溶胶前体组合物输送到加热元件228。液体输送元件的至少一部分可定位成靠近(例如，直接邻接、邻近、紧邻、或相对接近于)加热元件。液体输送元件可在加热元件与存储在储集器226中的气溶胶前体组合物之间延伸，并且加热元件的至少一部分可位于该储集器的近端的上方。出于本公开的目的，应当理解，在该特定上下文中的术语“上方”应当被解释为意味着在基本上沿着纵向轴线(L)的方向上朝向储集器和/或料筒104的近端。在本公开的范围内还构想了液体输送元件的其他布置。例如，在一些示例实现方式中，液体输送元件可定位成靠近储集器的远端和/或布置为横向于纵向轴线(L)。关于合适的布置的进一步示例，参看Novak等人于2019年10月10提交的美国专利申请序列号第16/598,505号，该文献通过引用并入本文。
加热元件228和液体输送元件230可配置为流体连接的单独元件，或者该加热元件和液体输送元件可配置为组合元件。例如，在一些实现方式中，加热元件可被集成到液体输送元件中。此类部件的一些示例被描述在Buchberger的美国专利第8,833,364号和Buchberger的美国专利申请公开第2017/0203057号中，这些文献通过引用并入本文。此外，加热元件和液体输送元件可以由本文另外描述的任何构造形成。在一些示例中，可以在储集器226与加热元件之间设置阀门，并将该阀门配置成控制从储集器传送或递送到加热元件的气溶胶前体组合物的量。
可以采用配置成在电流被施加通过其中时产生热量的材料的各种示例以形成加热元件228。这些示例中的加热元件可以是电阻加热元件，诸如线圈、平板、微加热器等等。可以形成加热元件的示例材料包含康泰尔(Kanthal；FeCrAl)、镍铬合金(nichrome)、镍、不锈钢、氧化铟锡、钨、二硅化钼(MoSi2)、硅化钼(MoSi)、掺杂有铝的二硅化钼(Mo(Si,Al)2)、钛、铂、银、钯、银和钯的合金、石墨和石墨基材料(例如，碳基发泡体和纱线)、导电油墨、硼掺杂的二氧化硅以及陶瓷(例如，正温度系数陶瓷或负温度系数陶瓷)。加热元件可以是电阻加热元件或配置成通过感应生成热量的加热元件。可通过诸如氮化铝、碳化硅、氧化铍、氧化铝、氮化硅或它们的复合物之类的导热陶瓷来涂覆加热元件。在下文进一步描述在根据本公开的气溶胶递送设备中有用的加热元件的示例实现方式，并且可被并入到诸如本文中所描述的设备中。
在壳体224中可以存在开口232(例如，在嘴件部分的嘴端处)以允许从料筒104排出所形成的气溶胶。
料筒104还可以包括一个或多个电子部件，其可以包括集成电路、存储器部件(例如，EEPROM、闪存)、传感器等等。电子部件可适配成通过有线或无线装置与控制部件208和/或与外部设备通信。电子部件可定位在料筒内的任何位置。
如上所述，控制主体102的控制部件208可包括多个电子部件，并且在一些示例中可由支撑并电连接所述电子部件的诸如PCB之类的电路板形成。流量传感器210可以是这些电子部件中的一个或以其他方式定位在电路板上。在一些示例中，空气流量传感器可包括其自身的电路板或可附接到的其它底座元件。在一些示例中，可利用柔性电路板。柔性电路版可配置成各种形状。在一些示例中，柔性电路板可与加热器衬底组合、层叠到该加热器衬底上或形成该加热器衬底的部分或全部。
图2所示的储集器226可以是容器或者可以是纤维储集器，如当前所描述的。例如，在这个示例中，储集器可以包括一层或多层非织造纤维，所述非织造纤维基本上被形成为环绕壳体224的内部的管的形状。气溶胶前体组合物可以被保留在储集器中。例如，液体组分可以被储集器吸附地保留。储集器可以与液体传输元件230流体连接。在这个示例中，液体输送元件可以经由毛细管作用(capillary action)或经由微泵将存储在储集器中的气溶胶前体组合物输送到金属线圈形式的加热元件228。因此，加热元件与液体输送元件处于加热布置中。
在一些示例中，微流体芯片可以嵌入储集器226中，并且可以由诸如基于微机电系统(MEMS)技术的微泵来控制从储集器输送的气溶胶前体组合物的量和/或质量。在下文进一步描述根据本公开的在气溶胶递送设备中有用的储集器和输送元件的其他示例实现方式，并且此类储集器和/或输送元件可以包括在设备(诸如本文中所描述的那些)中。具体而言，如本文中进一步描述的加热元件和输送元件的特定组合可并入到设备(诸如本文中所描述的那些)中。
在使用时，当用户在气溶胶递送设备100上抽吸时，由流量传感器210检测到空气流，并且加热元件228被激活以使气溶胶前体组合物的组分蒸发。在气溶胶递送设备的嘴端上抽吸使环境空气进入并通过气溶胶递送设备。在料筒104中，抽吸的空气与所形成的蒸汽组合以形成气溶胶。气溶胶被搅动、吸吮或以其它方式从加热元件抽吸出且从气溶胶递送设备的嘴端中的开口232排出。
关于在电子香烟的情况下包括控制主体和料筒的气溶胶递送设备的实现方式的进一步细节参见上文引用的Sur的美国专利申请序列号第15/836,086号；以及Sur等人的美国专利申请序列号第15/916,834号；以及于2018年3月9日提交的Sur的美国专利申请序列号第15/916,696号；以及于2018年10月26日提交的Aller等人的美国专利申请序列号第16/171,920号，所有这些文献也通过引用并入本文。
图3至图6示出了在加热不燃烧设备的情况下包括控制主体和气溶胶源构件的气溶胶递送设备的实现方式。更具体地，图3示出了根据本公开的示例实现方式的气溶胶递送设备300。气溶胶递送设备可包括控制主体302和气溶胶源构件304。在各种实现方式中，气溶胶源构件和控制主体可以以功能关系永久地或可拆卸地对准。就此而言，图3示出了处于耦合配置的气溶胶递送设备，而图4示出了处于解耦配置的气溶胶递送设备。
如图4所示，在本公开的各种实现方式中，气溶胶源构件304可包括加热端406和嘴端408，加热端406被配置为插入控制主体302中，用户在嘴端408上抽吸以产生气溶胶。在各种实现方式中，加热端的至少一部分可包括气溶胶前体组合物410。
在各种实现方式中，气溶胶源构件304或其部分可被包裹在外部包覆材料412中，外部包覆材料412可由可用于为气溶胶源构件提供附加结构和/或支撑的任何材料形成。在各种实现方式中，外部包覆材料可包括抵抗热传递的材料，其可包括纸或其它纤维材料，诸如纤维素材料。外部包覆材料还可包括嵌入或分散在纤维材料内的至少一种填充材料。在各种实现方式中，填料材料可以具有水不溶性颗粒的形式。此外，填料材料可以掺入无机组分。在各种实现方式中，外部包覆物可由多个层形成，诸如下层的块状层和覆盖层，诸如香烟中的典型包装纸。此类材料可以包括例如轻质的“破布纤维”，诸如亚麻、剑麻、稻草和/或细茎针草(esparto)。外部包覆物还可包括通常用于常规香烟的过滤器元件中的材料，诸如醋酸纤维素。进一步地，该包覆在气溶胶源构件的嘴端408处的过量长度可用于简单地将气溶胶前体组合物410与消费者的嘴分离，或者如下文所述的提供用于定位过滤材料的空间，或者影响在抽吸期间离开设备的蒸汽或气溶胶的流动特性。关于可与本公开一起使用的包覆材料的配置的进一步讨论可在上述引用的Worm等人的美国专利第9,078,473号中找到。
在各种实现方式中，其他部件可存在于气溶胶前体组合物410与气溶胶源构件304的嘴端408之间，其中该嘴端可包括过滤器414，例如，过滤器414可由醋酸纤维素或聚丙烯材料制成。过滤器可以附加地或替代地包含多股含烟草材料，诸如Raker等人的美国专利第5,025,814号中描述的，该专利通过引用以其整体并入本文。在各种实现方式中，过滤器可以增加气溶胶源构件的嘴端的结构完整性、和/或提供过滤能力(如果需要的话)、和/或提供抽吸阻力。在一些实现方式中，以下各项中的一者或其任何组合可以定位在气溶胶前体组合物与嘴端之间：气隙；用于冷却空气的相变材料；风味释放介质；具有选择性化学吸附能力的离子交换纤维；作为过滤介质的气凝胶颗粒；以及其他合适的材料。
本公开的各种实现方式采用一个或多个导电加热元件以加热气溶胶源构件304的气溶胶前体组合物410。在各种实现方式中，加热元件可以设置为各种形式，诸如按箔、泡沫、网格、空心球、半球、碟片、螺旋、纤维、线材、膜、纱线、条带、带或圆柱体的形式。此类加热元件经常包括金属材料并且被配置为由于与使电流通过其中相关联的电阻而产生热。此类电阻加热元件可定位成与气溶胶源构件、特别是气溶胶源构件的气溶胶前体组合物直接接触或与其接近。加热元件可位于控制主体和/或气溶胶源构件中。在各种实现方式中，气溶胶前体组合物可包括嵌入在衬底部分中或以其他方式作为衬底部分的一部分的组分(例如，导热组分)，该组分可用作加热组件或促进加热组件的功能。各种加热构件和元件的一些示例在Worm等人的美国专利第9,078,473号中描述。
各种加热元件构造的一些非限制性示例包括将加热元件放置在气溶胶源构件304附近的构造。例如，在一些示例中，加热元件的至少一部分可由气溶胶源构件的至少一部分环绕。在其他示例中，当被插入在控制主体302中时，一个或多个加热元件可定位成邻近气溶胶源构件的外部。在其他示例中，当气溶胶源构件被插入控制主体中时，加热元件的至少一部分可以穿透气溶胶源构件的至少一部分(诸如例如，穿透气溶胶源构件的一个或多个叉齿和/或刺突)。在一些情况下，气溶胶前体组合物可包括与气溶胶前体组合物接触的结构、或嵌入在气溶胶前体组合物中或以其他方式作为气溶胶前体组合物的一部分的多个珠粒或颗粒，其可用作加热元件或促进加热元件的功能。
图5示出了根据本公开的示例实现方式的气溶胶递送设备300的前视图，并且图6示出了穿过图5的该气溶胶递送设备的剖视图。具体而言，所描绘的实现方式的控制主体302可具备包括限定在其接合端中的开口518的壳体516、流量传感器520(例如，喷烟传感器或压力开关)、控制部件522(例如，处理电路系统等)、电源524(例如，电池、超级电容器)以及包括光源526(例如，LED)的端盖。电源可以是可再充电的，并且控制主体可包括耦合到电源并配置成可控制地对电源充电的充电电路系统。
在一个实现方式中，光源526可以包括一个或多个LED、基于量子点的LED等等。光源可以与控制部件522通信，并且例如,如被流量传感器520检测到的那样，在气溶胶源构件304耦合到控制主体302的情况下，当用户在气溶胶源构件304上抽吸时，该光源被点亮。
所描绘的实现方式的控制主体302包括一个或多个加热组件528(单独地或共同地称为加热组件)，该一个或多个加热组件528配置为加热气溶胶源构件304的气溶胶前体组合物410。尽管本公开的各种实现方式的加热组件可采用各种形式，但是在图5和图6中描绘的特定实现方式中，加热组件包括外筒530和加热元件532(气溶胶产生部件)，在该实现方式中，加热元件532包括从接收基座534延伸的多个加热器叉齿(在各种配置中，加热组件，或更具体地加热器叉齿可被称为加热器)。在所描绘的实现方式中，外筒包括由不锈钢构成的双壁真空管，以便将由加热器叉齿生成的热量保持在外筒内，并且更具体地，将由加热器叉齿生成的热量保持在气溶胶前体组合物内。在各种实现方式中，加热器叉齿可由一者或多者导电材料构成，包括但不限于铜、铝、铂、金、银、铁、钢、黄铜、青铜、石墨、或其任何组合。
如图所示，加热组件528可延伸接近壳体516的接合端，并且可配置成基本上围绕气溶胶源构件304的加热端406的包括气溶胶前体组合物410的部分。以此方式，加热组件可以限定大致管状的配置。如图5和图6所示，加热元件532(例如，多个加热器叉齿)由外筒530围绕以创建接收腔室536。以此方式，在各种实现方式中，外筒可包括非导电绝缘材料和/或配置，包括但不限于绝缘聚合物(例如，塑料或纤维素)、玻璃、橡胶、陶瓷、瓷器、双壁真空结构、或其任何组合。
在一些实现方式中，可将加热组件528的一个或多个部分或部件与气溶胶前体组合物410组合、封装和/或集成。例如，在一些实现方式中，气溶胶前体组合物可由如上所述的材料形成并且可包括混合在其中的一种或多种导电材料。在这些实现方式中的一些中，触点可以直接连接到气溶胶前体组合物，使得当气溶胶源构件插入控制主体的接收腔室中时，触点与电能量源形成电连接。替代地，触点可以与电能量源集成并且可以延伸到接收腔室中，使得当气溶胶源构件插入控制主体的接收腔室中时，触点与气溶胶前体组合物形成电连接。因为在气溶胶前体组合物中存在导电材料，所以从电能量源到气溶胶前体组合物的能量的施加使电流可以流动并因此从导电材料产生热量。因此，在一些实现方式中，加热元件可被描述为与气溶胶前体组合物集成。作为非限制性示例，石墨或其他合适的导电材料可以与形成气溶胶前体组合物的材料混合、嵌入在形成气溶胶前体组合物的材料中、或以其他方式直接呈现在形成气溶胶前体组合物的材料上或其中，从而使加热元件与介质集成。
如上所述，在所示的实现方式中，外筒530还可用于当气溶胶源构件插入壳体516中时促进气溶胶源构件304的适当定位。在各种实现方式中，加热组件528的外筒可接合壳体的内表面，以提供加热组件相对于壳体的对准。由此，由于加热组件之间的固定耦合，加热组件的纵向轴线可以基本上平行于壳体的纵向轴线延伸。特别地，支撑筒可从壳体的开口518延伸到接收基座534以创建接收腔室536。
气溶胶源构件304的加热端406的大小和形状被设计成用于插入到控制主体302中。在各种实现方式中，控制主体的接收腔室536可被表征为由具有内表面和外表面的壁限定，该内表面限定接收腔室的内部容积。例如，在所描绘的实现方式中，外筒530限定内表面，该内表面限定接收腔室的内部容积。在所示的实现方式中，外筒的内直径可略大于或近似等于相应的气溶胶源构件的外直径(例如，以产生滑动配合)，从而使得外筒被配置成将气溶胶源构件引导到相对于控制主体的适当位置(例如，横向位置)。因此，气溶胶源构件的最大外直径(或其他维度，取决于实现方式的特定横截面形状)可被尺寸设计成小于在控制主体中的接收腔室的开口端的壁的内表面处的内直径(或其他维度)。在一些实现方式中，相应直径中的差异可能足够小，使得气溶胶源构件紧密地配合到接收腔室中，并且摩擦力防止气溶胶源构件在没有施加力的情况下移动。在另一方面，该差异足够大以允许气溶胶源构件在不需要过度的力的情况下滑入或滑出接收腔室。
在所示的实现方式中，控制主体302被配置为使得当气溶胶源构件304被插入到控制主体中时，加热元件532(例如，加热器叉齿)位于气溶胶源构件的加热端406的气溶胶前体组合物410的至少一部分的近似径向中心处。以此方式，当结合固体或半固体气溶胶前体组合物使用时，加热器叉齿可以与气溶胶前体组合物直接接触。在其他实现方式中，诸如当与限定管结构的挤出气溶胶前体组合物结合使用时，加热器叉齿可位于由挤出管结构的内表面限定的腔体的内部，并且将不接触挤出管结构的内表面。
在使用期间，消费者发起加热组件528的加热，并且尤其是与气溶胶前体组合物410(或其特定层)相邻的加热元件532。气溶胶前体组合物的加热释放气溶胶源构件304内的可吸入物质，以便产生可吸入物质。当消费者在气溶胶源构件的嘴端408上吸入时，空气通过诸如在控制主体302上的开口或孔之类的进气口538被吸入到气溶胶源构件中。当所抽吸的材料离开气溶胶源构件的嘴端时，所抽吸的空气与所释放的可吸入物质的组合被消费者吸入。在一些实现方式中，为了发起加热，消费者可以手动致动按钮或类似部件，该按钮或类似部件使加热组件的加热元件从电池或其他能源接收电能。电能可被供应达预定长度的时间或可以是手动控制的。
在一些实现方式中，电能的流动基本上不在设备300上的喷烟之间进行(尽管能量流可以继续维持高于环境温度的基线温度，例如，促进快速加热到激活加热温度的温度)。然而，在所描绘的实现方式中，加热是通过使用一个或多个传感器(诸如流量传感器520)由消费者的喷烟动作发起的。一旦喷烟中断，加热就停止或减少。当消费者已经采取足够数量的喷烟，从而已经释放足够量的可吸入物质(例如，足以等同于典型的吸烟体验的量)时，可将气溶胶源构件304从控制主体302移除并丢弃。在一些实现方式中，可使用如在Phillips等人的美国专利申请第15/707,461号中讨论的进一步感测元件(诸如电容感测元件和其他传感器)，该文献通过引用并入本文。
在各种实现方式中，气溶胶源构件304可由适用于形成并维持适当构造(诸如管状形状)且适用于在其中保留气溶胶前体组合物410的任何材料形成。在一些实现方式中，气溶胶源构件可由单个壁形成，或者在其他实现方式中，可由多个壁形成，并且可由耐热的(天然的或合成的)材料形成，以便至少在由电加热元件提供的加热温度的温度处保留其结构完整性(例如，不降解)，如本文进一步讨论的。尽管在一些实现方式中，可使用耐热聚合物，但在其他实现方式中，气溶胶源构件可由纸(诸如大致为吸管形的纸)形成。如本文进一步讨论的，气溶胶源构件可具有与其相关联的一个或多个层，该一个或多个层起到基本上防止从其中通过的蒸汽的移动的作用。在一个示例实现方式中，可将铝箔层层压到气溶胶源构件的一个表面。也可使用陶瓷材料。在进一步实现方式中，可以使用绝缘材料，以免不必要地将热量从气溶胶前体组合物移开。可用于提供上述功能或用作上述材料和组件的替代方案的组件和材料的进一步示例类型可以是在Crooks等人的美国专利申请公开第2010/00186757号以及Sebastian等人的美国专利申请公开第2011/0041861号中阐述的那些类型，所有这些文献通过引用并入本文。
在所描绘的实现方式中，控制主体302包括控制部件522，控制部件522控制气溶胶递送设备300的各种功能，包括向电加热元件532提供功率。例如，该控制部件可包括处理电路系统(其可被连接至进一步的部件，如本文进一步描述的)，该处理电路系统由导电线缆(未示出)连接到电源524。在各种实现方式中，该处理电路系统可以控制加热组件528、特别是加热器叉齿何时和如何接受电能以加热气溶胶前体组合物410用于释放可吸入物质以供消费者吸入。在一些实现方式中，此类控制可以由如上文更加详细地描述的流量传感器520激活。
如图5和图6所示，所描绘的实现方式的加热组件528包括外筒530和从接收基座534延伸的加热元件532(例如，多个加热器叉齿)。在一些实现方式中，诸如在其中气溶胶前体组合物410包括管结构的那些实现方式中，加热器叉齿可配置为延伸到由气溶胶前体组合物的内表面限定的腔体中。在其他实现方式中，诸如在其中气溶胶前体组合物包括固体或半固体的所描绘的实现方式中，当气溶胶源构件插入到控制主体302时，多个加热器叉齿被配置为穿透容纳在气溶胶源构件304的加热端406中的气溶胶前体组合物中。在此类实现方式中，包括加热器叉齿和/或接收基座的加热组件的一个或多个部件可由不粘或耐粘材料(例如，某些铝、铜、不锈钢、碳钢、以及陶瓷材料)配置。在其他实现方式中，包括加热器叉齿和/或接收基座的加热组件的一个或多个部件可包括不粘涂层，包括例如聚四氟乙烯(PTFE)涂层(诸如
)、或其他涂层，诸如耐粘搪瓷涂层、或陶瓷涂层，诸如
或ThermolonTM。
另外，尽管在所描绘的实现方式中存在围绕接收基座534基本上等距分布的多个加热器叉齿532，但应当注意，在其他实现方式中，可以使用的任何数量的加热器叉齿，包括少至一个加热器叉齿，具有任何其他合适的空间配置。此外，在各种实现方式中，加热器叉齿的长度可以变化。例如，在一些实现方式中，加热器叉齿可包括小的突出部，而在其他实现方式中，加热器叉齿可延伸接收腔室536的长度的任何部分，包括高达约25％、高达约50％、高达约75％、以及高达约接收腔室的全部长度。在又其他实现方式中，加热组件528可采取其他配置。根据以上提供的讨论，可适于在本发明中使用的其他加热器配置的示例可以在Counts等人的美国专利第5,060,671号，Deevi等人的美国专利第5,093,894号，Deevi等人的美国专利第5,224,498号，Sprinkel Jr.等人的美国专利第5,228,460号，Deevi等人的美国专利第5,322,075号，Deevi等人的美国专利第5,353,813号，Deevi等人的美国专利第5,468,936号，Das的美国专利第5,498,850号，Das的美国专利第5,659,656号，Deevi等人的美国专利第5,498,855号，Hajaligol的美国专利第5,530,225号，Hajaligol的美国专利第5,665,262号，以及Das等人的美国专利第5,573,692号；以及Fleischhauer等人的美国专利第5,591,368号中找到，这些文献通过引用并入本文。
在各种实现方式中，控制主体302可包括在其中的进气口538(例如，一个或多个开口或孔)以用于允许环境空气进入接收腔室536的内部。以此方式，在一些实现方式中，接收基座534也可包括进气口。由此，在一些实现方式中，当消费者在气溶胶源构件304的嘴端上抽吸时，空气可以被抽吸通过控制主体和接收基座的进气口进入接收腔室、传递到气溶胶源构件中、并且被抽吸通过气溶胶源构件的气溶胶前体组合物410以供消费者吸入。在一些实现方式中，所抽吸的空气携带可吸入物质通过可选的隔离器414并在气溶胶源构件的嘴端408处的开口离开。在加热元件532定位在气溶胶前体组合物内部的情况下，加热器叉齿可被激活以加热气溶胶前体组合物并使可吸入物质通过气溶胶源构件释放。
如上文参考图5和图6描述的，具体而言，本公开的各种实现方式采用导电加热器来加热气溶胶前体组合物410。还如上所述，各种其他实现方式采用感应加热器来加热气溶胶前体组合物。在这些实现方式中的一些中，加热组件528可配置为包括具有感应发射器和感应接收器的变压器的感应加热器。在加热组件被配置为感应加热器的实现方式中，外筒530可配置为感应发射器，并且从接收基座534延伸的加热元件532(例如，多个加热器叉齿)可配置为感应接收器。在各种实现方式中，感应发射器和感应接收器中的一者或两者可位于控制主体302和/或气溶胶源构件304中。
在各种实现方式中，作为感应接收器和感应发射器的外筒530和加热元件532可以由一种或多种导电材料构成，并且在进一步的实现方式中，感应接收器可以由铁磁材料构成，铁磁材料包括但不限于钴、铁、镍及其组合。在一个示例实现方式中，箔材料由导电材料构成，并且加热器叉齿由铁磁性材料构成。在各种实现方式中，接收底座可由非导电和/或绝缘材料构成。
作为感应发射器的外筒530可包括具有围绕支撑筒的箔材料的层压件。在一些实现方式中，箔材料可包括印刷在其上的电迹线，诸如例如在一些实现方式中，当箔材料定位在作为感应接收器的加热元件532周围时，一个或多个电迹线可形成螺旋线圈图案。箔材料和支撑筒可各自限定管状构造。支撑筒可被配置成支撑箔材料，使得箔材料不移动成与加热器叉齿接触并由此与加热器叉齿短路。以这种方式，支撑筒可包括非导电材料，该非导电材料可对由箔材料产生的振荡磁场基本上透明。在各种实现方式中，箔材料可以嵌入到支撑筒中或以其它方式耦合到支撑筒。在所示实现方式中，箔材料与支撑筒的外表面接合；然而，在其它实现方式中，箔材料可定位在支撑筒的内表面处或完全嵌入支撑筒中。
外筒530的箔材料可配置成当交流电被引导通过其中时创建振荡磁场(例如，随时间周期性变化的磁场)。加热元件532的加热器叉齿可以至少部分地位于或容纳在外筒内并且包括导电材料。通过引导交流电通过箔材料，可以经由感应在加热器叉齿中生成涡电流。流过限定限定加热器叉齿的材料的电阻的涡电流可以通过焦耳加热(即，通过焦耳效应)来加热它。加热器叉齿可被无线地加热以从定位成接近加热器叉齿的气溶胶前体组合物410形成气溶胶。
气溶胶递送设备、控制主体、气溶胶源构件的其他实现方式被描述在以上引用的Sur等人的美国专利申请序列号第15/916,834号；Sur的美国专利申请序列号第15/916,696号；以及Sur的美国专利申请序列号第15/836,086号。
如上所述，示例实现方式的气溶胶递送设备可包括在电子香烟、加热电子香烟或加热不燃烧设备、或者甚至在包括电子香烟和加热不燃烧设备两者的功能的设备的情况下的上下文中的各种电子部件。图7和图8示出了根据本公开的各种示例实现方式的可以是气溶胶递送设备100、300中的任何一个或多个或包括气溶胶递送设备100、300中的任何一个或多个的功能的气溶胶递送设备700、800的电路图。
如图7和图8所示，气溶胶递送设备700、800包括具有控制部件704(具有处理电路系统706)和电源708的控制主体702，这些部件可对应于控制主体102、302、控制部件208、522、以及电源212、524中的相应者或包括其功能。气溶胶递送设备还包括加热元件710，加热元件710可对应于加热元件228、534或包括其功能。在一些实现方式中，气溶胶递送设备并且特别是控制主体包括被配置为将电源704连接到气溶胶递送设备或特别是控制主体的端子712，并且该电源配置为提供输出电压。控制主体可包括加热元件或被配置为将加热元件连接到控制主体的第二端子714。
在一些示例中，气溶胶递送设备700、800包括传感器716，传感器716可对应于传感器210、520或包括其功能。该传感器可以是配置为产生由通过气溶胶递送设备的至少一部分的空气流引起的压力的测量的压力传感器，或者以其他方式接收输入以指示气溶胶递送设备的使用。该传感器被配置为将测量结果/用户输入转换为对应的电信号，这可包括模数转换。在一些示例中，该传感器可以是数字传感器、数字压力传感器等等，其一些合适的示例由村田制造有限公司(Murata Manufacturing Co.,Ltd)制造。
处理电路系统706可配置为将来自电源708的输出电压可切换地连接到包括加热元件710的负载718，并且由此为加热元件供电。更具体地，例如，处理电路系统可配置为从传感器716接收相应的电信号，并且作为响应将电源连接到包括加热元件的负载，并且由此为加热元件供电。处理电路系统可配置为处理相应的电信号以确定开启/关闭状态，并且可以与由传感器产生的测量结果/用户输入成比例地调节电源的输出电压到负载的切换连接。
在一些示例中，控制部件704进一步包括开关720，诸如高侧负载开关(LS)，开关720耦合到电源706和加热元件710(或包括加热元件的负载)并且在电源706和加热元件710之间，并且可由处理电路系统706控制以将来自电源708的输出电压连接到包括加热元件的负载和从包括加热元件的负载断开。在一些更具体的示例中，处理电路系统可配置为在加热时间段期间输出脉宽调制(PWM)信号，以使开关可切换地连接和断开向加热元件供电的(电源的)输出电压。加热时间段可由引起空气流通过气溶胶递送设备700的至少一部分的用户喷烟发起。PWM信号包括脉冲，在该脉冲上可以连接到加热元件的输出电压，并且在该脉冲之间可以断开到加热元件的输出电压。
在一些示例中，处理电路系统706可配置为测量通过加热元件710的加热电流I加热器、跨加热元件的加热电压V加热器、和/或来自电源708的输出电压V输出。加热电流可以以多种不同方式测量，诸如如图7所示的从电流感测电路系统722测量。类似地，还如图7所示，加热电压可以以多种不同方式测量，诸如使用配置为使到处理电路系统的加热电压降低的分压器724来测量。还如图7和图8两者所示，气溶胶递送设备可包括(第二)分压器，处理电路系统可以从该分压器测量来自电源708的输出电压V输出。在一些示例中，处理电路系统可对实际的加热电流、加热电压和/或输出电压(或降低的电压)进行操作，或者处理电路系统可包括配置为将实际的电流和电压转换为相应的数字等效物的一个或多个模数转换器(ADC)。
如图8所示，在一些示例中，气溶胶递送设备800的处理电路系统706可配置为向加热元件710输出已知电流I已知的脉冲，在一些示例中，该已知电流可以是固定电流。在这些示例中的一些中，该已知电流可以等于或基本上等于通过加热元件710的加热电流I加热器，在这种情况下，处理电路系统可以在没有电流感测电路系统722的情况下测量加热电流。此外，在这些示例中的一些中，该已知电流可以是诸如通过使用适当的限流电路系统826而限流的。
在图8的气溶胶递送设备800的一些示例中，加热元件710可具有可变且与加热元件的温度成比例的电阻。然后，处理电路系统可进一步配置为在PWM信号的相邻脉冲之间，向加热元件710输出已知电流I已知的脉冲并且测量跨加热元件的电压——加热电压V加热器。图9示出了包括脉冲902的示例PWM信号900，在脉冲902上可以连接到加热元件的输出电压V输出，并且在脉冲902之间可以断开到加热元件的输出电压。图10示出了当I已知被输出到加热元件时在脉冲之间叠加有V加热器的测量的示例PWM信号。这些脉冲本身使得产生跨加热元件的电压，并且该已知电流可被选择为使得该电压小于由电源提供的输出电压的一半。
在一些示例中，已知电流的脉冲902可以散布在PWM信号900的脉冲之间。在这些示例中的一些中，处理电路系统706可配置为针对所述脉冲中的每个脉冲测量跨加热元件的电压V加热器。
返回到图8，处理电路系统706可配置为诸如根据下式基于该已知电流和该电压来计算加热元件的电阻R加热器：
R加热器＝V加热器/I已知 (1)
随后，处理电路系统可以诸如根据下式基于该电阻来计算加热元件的温度T加热器：
T加热器＝T标称+((R标称×R加热器)/(TCR×R标称)) (2)
在前文中，T标称是加热元件的环境温度或标称温度，R标称是在T标称处加热元件的标称电阻，并且TCR是加热元件的电阻的温度系数。
在一些示例中，处理电路系统706可以针对在加热时间段内的该已知电流的脉冲902中的每个脉冲计算加热元件710的温度。处理电路系统可以在发起加热时间段时开始，诸如响应于使空气流通过气溶胶递送设备的至少一部分的用户喷烟，这可由传感器716测量。由此，气溶胶递送设备可以考虑到来自先前加热时间段的加热元件处的任何剩余热量。
处理电路系统706可以进一步配置为在温度偏离预定目标时调整PWM信号900的占空比。这可包括处理电路系统被配置为在温度低于或高于预定目标时分别增加或减小PWM信号的占空比。也就是说，处理电路系统可以在温度低于预定目标时增加占空比，并且在温度高于预定目标时减小占空比。在一些示例中，处理电路系统可以在加热时间段内重复地计算加热元件的温度。处理电路系统可以在发起加热时间段时开始，诸如响应于使空气流通过气溶胶递送设备的至少一部分的用户喷烟，这可由传感器716测量。由此，气溶胶递送设备可以考虑到来自先前加热时间段的加热元件处的任何剩余热量。
在一些示例中，该目标可以是目标设定点温度。在其他示例中，该目标可以是温度范围。合适的温度范围的一个示例由目标设定点温度+/–距离目标设定点温度的可接受容差来反映。合适的温度范围也可用于反映附加的迟滞量。在这些示例中的一些中，处理电路系统706可以在温度低于第一目标设定点温度时增加占空比，并且在温度高于第二目标设定点温度时减小占空比，该第二目标设定点温度高于第一目标设定点温度。
在一些示例中，该目标可以根据可在使用的时间段期间施加的温度或功率控制简档而随时间变化。在一些示例中，该目标可以根据由传感器716产生的、由通过气溶胶递送设备700的壳体(例如，壳体206、516)的至少一部分的空气流引起的压力的测量结果而变化或以其他方式可变。在更具体的示例中，该目标可根据压力与目标之间的预定关系而可变。合适的预定关系的示例可由阶跃函数、线性函数、非线性函数或其组合来描述。
在一些示例中，加热时间段可被划分成多个部分，并且目标可以针对不同部分而不同。该目标可包括针对在发起加热时间段之后的加热时间段的第一部分的第一目标设定点温度或简档，以及针对加热时间段的第二部分的第二目标设定点温度或简档。在更加具体的示例中，该目标可包括针对加热时间段的第一部分的目标设定点温度、以及针对加热时间段的第二部分的目标随着压力而变化的简档。
在一些示例中，在不存在PWM信号且断开到加热元件710的输出电压的加热时间段之外，处理电路系统706可进一步配置为向加热元件输出该已知电流的第二脉冲，并且测量跨加热元件的第二电压。处理电路系统可配置为诸如根据上文的等式(1)基于该已知电流I已知和第二电压V加热器来计算加热元件的标称电阻R标称。处理电路系统可以诸如根据下式基于该标称电阻来计算加热元件的标称温度T标称：
T标称＝(((R标称/R房间)–1)/TCR)+T房间 (3)
在等式(3)中，T房间是指室温(例如，20℃)，并且R房间是指在T房间处的加热元件的电阻。在其他示例中，可以使用诸如压力传感器、微控制器单元(MCU)、独立负温度系数热敏电阻(NTC)、或配置为直接测量温度的红外温度传感器之类的单独部件来确定标称温度。不管如何确定标称温度，处理电路系统可以随后配置为进一步基于加热元件的标称温度(诸如以上文描述的方式)来计算加热元件的温度。
在一些示例中，气溶胶递送设备700、800的处理电路系统706可进一步配置为在加热时间段期间计算——或重复地计算——在加热元件710处的热量的量，并且当加热元件处的热量的量大于阈值热量的量时执行对加热元件的锁定。该热量的量可以以焦耳测量，尽管热量的量可以以诸如英热单位(BTU)、卡路里等等之类的其他单位来测量。
再次，在一些示例中，加热时间段可由引起空气流通过气溶胶递送设备700的至少一部分的用户喷烟发起。在这些示例中的一些示例中，加热元件处的热量的量的计算包括：处理电路系统706被配置为测量通过加热元件的加热电流I加热器和跨加热元件的加热电压V加热器。再次，加热电流可以以多种不同方式测量，诸如如图7所示的从电流感测电路系统722测量。类似地，加热电压可以以多种不同方式测量，诸如使用配置为使到处理电路系统的加热电压降低的分压器724来测量。
不管测量加热电流I加热器和加热电压V加热器的确切方式如何，在一些示例中，处理电路系统706可配置为诸如根据下式基于加热电流、加热电压、经过的时间以及PWM信号的占空比来计算添加到加热元件710的第一热量的量：
Q1＝V加热器×I加热器×时间×占空比 (4)
在等式(4)中，Q1是第一热量的量，“时间”是经过的时间，并且“占空比”是PWM信号的占空比。
处理电路系统706可配置为确定通过由于用户喷烟引起的空气流造成的强制对流而从加热元件移除的第二热量的量，该第二热量的量可表示为Q2。并且处理电路系统可配置为诸如根据以下公式(5)基于第一热量的量和第二热量的量来计算加热元件处的热量的量，公式(5)中Q加热器是加热元件处的热量的量：
Q加热器＝Q1–Q2 (5)
在一些示例中，在正常喷烟条件下计算Q加热器可涉及使用喷烟的体积流速以及由此使用由强制对流造成的热损失Q2。该流速可以是预设的或以其他方式从经验研究或对处理电路系统706的其他参数输入中确定。可通过喷烟压力的模拟表示(传感器716将真实压力转换为模拟信号)或通过附加可以以其他方式提供通过气溶胶递送设备700、800的空气流的模拟表示的另一个传感器来外推该流速。随后，来自该传感器的信号可用于从查找表中提取出经验导出的值。合适的传感器的一个示例是MEMS麦克风，诸如在Lamb等人的美国专利公开第2016/0128389号中描述的，该文献通过引用并入本文。合适的传感器的另一个示例是在流动路径中的绝对流量计(或流量传感器)并且其被配置为测量喷烟的体积流速并且由此测量由强制对流造成的热损失。
气溶胶递送设备700、800的处理电路系统706可配置为在加热元件处的热量的量Q加热器大于阈值热量的量时执行对加热元件710的锁定。加热元件的锁定可以以多种不同方式实现。处理电路系统可以抑制到开关720的PWM信号并且由此保持从电源708到加热元件的输出电压断开，直到加热元件处的热量的量小于阈值热量的量为止。在一些示例中，加热元件的锁定可包括处理电路系统被配置为中断PWM信号以使开关断开到加热元件的输出电压，并且保持从电源到加热元件的输出电压断开，直到加热元件处的热量的量小于阈值热量的量为止。
附加地或替代地，在一些示例中，处理电路系统706可以向连接在加热元件710与电路接地之间的第二开关726输出使能信号，使该第二开关关闭并且由此使得电流能够流过加热元件。随后，加热元件的锁定可包括处理电路系统被配置为抑制该使能信号，以使第二开关打开并且由此在加热元件处引起开路状态。随后，第二开关可保持打开，直到加热元件处的热量的量小于阈值热量的量为止。
在一些进一步的示例中，加热元件710的锁定进一步包括处理电路系统706被配置为确定通过由于加热元件暴露于环境空气造成的自然对流而从加热元件移除的第三热量的量，该第三热量的量可表示为Q3。该热量移除通常远小于由用户喷烟引起的强制对流所移除的热量(即，Q3<<Q2)。处理电路系统可配置为诸如根据以下公式(6)基于加热元件处的热量的量和第三热量的量来计算来自加热时间段的加热元件处的任何剩余热量的量，在公式(6)中Q加热器_剩余是加热元件处的任何剩余热量的量。
Q加热器_剩余＝Q加热器–Q3 (6)
随后，处理电路系统可配置为保持从电源708到加热元件的输出电压断开，直到加热元件处的任何剩余热量的量小于阈值热量的量为止。
在一些示例中，用户喷烟是多个用户喷烟中的一个，该多个用户喷烟还包括第二用户喷烟，该第二用户喷烟使第二空气流通过气溶胶递送设备700的至少一部分并且发起第二加热时间段。在这些示例中的一些中，在加热时间段与第二加热时间段之间，处理电路系统706可进一步配置为确定Q3，并且诸如根据以上等式(6)来计算来自加热时间段的加热元件710处的任何剩余热量的量。随后，处理电路系统可进一步配置为诸如根据等式(7)基于来自加热时间段的加热元件处的任何剩余热量的量来计算在第二加热时间段期间加热元件处的热量的量：
Q加热器(2)＝Q加热器_剩余+Q1(2)–Q2(2) (7)
在前文中带括号的(2)指示针对第二用户喷烟的第二加热时间段期间的量。
类似于强制对流造成的热损失，在一些示例中，Q加热器_剩余可涉及理解由于加热元件暴露于环境空气而引起的热损失Q3。加热元件R加热器的电阻可以诸如以以上方式周期性地测量或计算，并且从该电阻可以诸如如上所述地确定Q3。在一些示例中，因为与使环境损失显著(Q2>>Q3)所需的加热时间相比，加热时间段可能相对较短，所以可以简单地忽略Q3。
在一些示例中，处理电路系统706可包括分离且不同的处理器以向加热元件710供电，并且监测(计算)和执行对加热元件的锁定。图11示出了在一些示例中可对应于处理电路系统706的处理电路系统1100。如图11所示，处理电路系统可包括处理器1102，处理器1102配置为在加热时间段期间输出PWM信号以使开关720可切换地连接和断开到加热元件以向加热元件供电的输出电压。处理电路系统还可包括第二处理器1104，第二处理器1104配置为输出被设计为使得PWM信号能够传递到开关的使能信号。以此方式，PWM信号和使能信号可以被输入到与门1106，与门1106配置为仅当使能信号被提供时实现其中输出PWM信号的逻辑与(logical conjunction)。为了在这些实现方式中执行该锁定，第二处理器可以抑制使能信号，由此使与门抑制到开关的PWM信号。
图12示出了在其他示例中、尤其是在气溶胶递送设备700、800包括在加热元件710与电路接地之间连接的第二开关726的实现方式中可对应于处理电路系统706的处理电路系统1200。在这些示例实现方式中，处理器1102可在加热时间段期间输出PWM信号，以使开关720可切换地连接和断开到加热元件以向加热元件供电的输出电压。第二处理器1104可向第二开关726输出使能信号以使电流能够流过加热元件，并且在锁定期间抑制该使能信号以使第二开关打开并且由此在加热元件处引起开路状态。
图13是根据本公开的示例实现方式的示出在控制气溶胶递送设备700、800的方法1300中的各种操作的流程图。如框1302处所示，该方法可包括根据PWM信号来可切换地连接和断开到加热元件710以向加热元件供电的输出电压。该PWM信号包括脉冲，到加热元件的输出电压在脉冲上连接，并且到加热元件的输出电压在脉冲之间断开。
方法1300可包括在PWM信号的相邻脉冲之间，向加热元件输出已知电流的脉冲并且测量跨加热元件710的电压，如框1304处所示。方法可包括基于该已知电流和该电压来计算加热元件的电阻，并且基于该电阻来计算加热元件的温度，如框1306和框1308处所示。并且该方法可包括当温度偏离预定目标时调整PWM信号的占空比，如框1310处所示。
图14是根据本公开的示例实现方式的示出在控制气溶胶递送设备700、800的另一方法1400中的各种操作的流程图。如前所述，该方法可包括根据PWM信号来可切换地连接和断开到加热元件710以向加热元件供电的输出电压，如框1402处所示。再次，该PWM信号包括脉冲，到加热元件的输出电压在脉冲上连接，并且到加热元件的输出电压在脉冲之间断开。还如图所示，该方法可包括：在加热时间段期间计算加热元件处的热量的量，并且在加热元件处的热量的量大于阈值热量的量时执行对加热元件的锁定，如框1404和框1406处所示。
前述关于(多种)制品的使用方式的描述可以通过微小修改应用于本文中所描述的各种示例实现方式，鉴于本文中所提供的更多公开内容，所述微小修改对于所属领域的技术人员而言是显而易见的。然而，以上关于使用方式的描述并不旨在限制制品的使用方式，而是遵照本公开的公开内容的所有必要需求。附图1至12中所图示的(多个)制品中所展示的任何元件或如上所述的其他任何元件可被包括在根据本公开的气溶胶递送设备中。
本公开的许多修改和其他实现方式将被本公开所属领域的技术人员想到，其具有在在前的描述和相关附图中所呈现的教导的益处。因此，应理解，本公开不限于所公开的特定实施例，且其修改和其他实施例方案意图被包含于所附权利要求书的范围内。尽管本文中采用特定术语，但这些术语仅在通用意义和描述性意义上使用而不出于限制性目的。
Claims (24)
1.一种气溶胶递送设备，包括：
电源，所述电源被配置为提供输出电压；
加热元件，所述加热元件能通电以汽化气溶胶前体组合物的组分并且由此产生气溶胶，所述加热元件具有可变且与所述加热元件的温度成比例的电阻；
开关，所述开关耦合到所述电源和所述加热元件并在所述电源和所述加热元件之间；以及
处理电路系统，所述处理电路系统耦合到所述开关，并且配置为在加热时间段期间输出脉宽调制(PWM)信号以使所述开关可切换地连接和断开到所述加热元件以向所述加热元件供电的所述输出电压，所述PWM信号包括脉冲，到所述加热元件的所述输出电压在所述脉冲上连接，并且到所述加热元件的所述输出电压在所述脉冲之间断开，
其中所述处理电路系统进一步配置为在所述PWM信号的相邻脉冲之间，向所述加热元件输出已知电流的脉冲并且测量跨所述加热元件的电压，以及
其中所述处理电路系统被配置为基于所述已知电流和所述电压来计算所述加热元件的所述电阻、基于所述电阻来计算所述加热元件的所述温度、并且在所述温度偏离预定目标时调整所述PWM信号的占空比。
2.如权利要求1所述的气溶胶递送设备，其特征在于，所述处理电路系统被配置为调整所述PWM信号的所述占空比包括：被配置为在所述温度低于或高于所述预定目标时分别增加或减小所述PWM信号的所述占空比。
3.如权利要求1所述的气溶胶递送设备，其特征在于，所述处理电路系统被配置为输出所述脉冲包括：所述处理电路系统被配置为输出散布在所述PWM信号的所述脉冲之间的所述已知电流的脉冲、所述处理电路系统被配置为针对所述脉冲中的每个脉冲测量跨所述加热元件的所述电压。
4.如权利要求1所述的气溶胶递送设备，其特征在于，输出到所述加热元件的所述已知电流的脉冲使得产生跨所述加热元件的所述电压，并且所述已知电流被选择为使得所述电压低于由所述电源提供的所述输出电压的一半。
5.如权利要求1所述的气溶胶递送设备，其特征在于，在不存在所述PWM信号且断开到所述加热元件的所述输出电压的所述加热时间段之外，所述处理电路系统进一步配置为向所述加热元件输出所述已知电流的第二脉冲，并且测量跨所述加热元件的第二电压，
其中所述处理电路系统被配置为基于所述已知电流和所述第二电压来计算所述加热元件的标称电阻，并且基于标称电阻来计算所述加热元件的标称温度，以及
其中所述处理电路系统被配置为进一步基于所述加热元件的所述标称温度来计算所述加热元件的所述温度。
6.如权利要求1所述的气溶胶递送设备，其特征在于，所述处理电路系统进一步配置为在所述加热时间段期间计算在所述加热元件处的热量的量，并且当所述加热元件处的所述热量的量大于阈值热量的量时执行对所述加热元件的锁定。
7.一种气溶胶递送设备，包括：
电源，所述电源被配置为提供输出电压；
加热元件，所述加热元件能通电以汽化气溶胶前体组合物的组分并且由此产生气溶胶；
开关，所述开关耦合到所述电源和所述加热元件并在所述电源和所述加热元件之间；以及
处理电路系统，所述处理电路系统耦合到所述开关，并且配置为在加热时间段期间输出脉宽调制(PWM)信号以使所述开关可切换地连接和断开到所述加热元件以向所述加热元件供电的所述输出电压，所述PWM信号包括脉冲，到所述加热元件的所述输出电压在所述脉冲上连接，并且到所述加热元件的所述输出电压在所述脉冲之间断开，
其中所述处理电路系统进一步配置为在所述加热时间段期间计算在所述加热元件处的热量的量，并且当所述加热元件处的所述热量的量大于阈值热量的量时执行对所述加热元件的锁定。
8.如权利要求7所述的气溶胶递送设备，其特征在于，所述处理电路系统被配置为计算所述加热元件处的所述热量的量包括：所述处理电路系统被配置为在所述加热时间段期间重复地计算所述加热元件处的所述热量的量。
9.如权利要求7所述的气溶胶递送设备，其特征在于，所述加热时间段由用户喷烟发起，所述用户喷烟使空气流通过所述气溶胶递送设备的至少一部分，以及
其中所述处理电路系统被配置为计算所述加热元件处的所述热量的量包括所述处理电路系统被配置为至少进行以下操作：
测量通过所述加热元件的加热电流和跨所述加热元件的加热电压；
基于所述加热电流、所述加热电压、经过的时间、以及所述PWM信号的占空比来计算添加到所述加热元件的第一热量的量；
确定通过由于所述用户喷烟引起的所述空气流造成的强制对流而从所述加热元件移除的第二热量的量；以及
基于所述第一热量的量和所述第二热量的量来计算所述加热元件处的所述热量的量。
10.如权利要求9所述的气溶胶递送设备，其特征在于，所述处理电路系统被配置为执行对所述加热元件的所述锁定包括所述处理电路系统被配置为至少进行以下操作：
中断所述PWM信号以使所述开关断开到所述加热元件的所述输出电压；以及
保持到所述加热元件的所述输出电压断开，直到所述加热元件处的所述热量的量低于所述阈值热量的量为止。
11.如权利要求10所述的气溶胶递送设备，其特征在于，所述处理电路系统被配置为执行对所述加热元件的所述锁定进一步包括所述处理电路系统被配置为至少进行以下操作：
确定通过由于所述加热元件暴露于环境空气造成的自然对流而从所述加热元件移除的第三热量的量；以及
基于所述加热元件处的所述热量的量和所述第三热量的量来计算来自所述加热时间段的所述加热元件处的任何剩余热量的量，所述处理电路系统配置为保持到所述加热元件的所述输出电压断开，直到所述加热元件处的所述任何剩余热量的量低于所述阈值热量的量为止。
12.如权利要求9所述的气溶胶递送设备，其特征在于，所述用户喷烟是多个用户喷烟中的一个，所述多个用户喷烟还包括第二用户喷烟，所述第二用户喷烟使第二空气流通过所述气溶胶递送设备的至少一部分并且发起第二加热时间段，
其中在所述加热时间段和所述第二加热时间段之间，所述处理电路系统进一步配置为至少进行以下操作：
确定通过由于所述加热元件暴露于环境空气造成的自然对流而从所述加热元件移除的第三热量的量；以及
基于所述加热元件处的所述热量的量和所述第三热量的量来计算来自所述加热时间段的所述加热元件处的任何剩余热量的量，以及
其中所述处理电路系统进一步配置为基于来自所述加热时间段的所述加热元件处的所述任何剩余热量的量来计算在所述第二加热时间段期间所述加热元件处的所述热量的量。
13.一种控制气溶胶递送设备的方法，所述气溶胶递送设备包括被配置为提供输出电压的电源以及能通电以汽化气溶胶前体组合物的组分并且由此产生气溶胶的加热元件，所述加热元件具有可变且与所述加热元件的温度成比例的电阻，所述方法包括：
根据脉宽调制(PWM)信号来可切换地连接和断开到所述加热元件以向所述加热元件供电的所述输出电压，所述PWM信号包括脉冲，到所述加热元件的所述输出电压在所述脉冲上连接，并且到所述加热元件的所述输出电压在所述脉冲之间断开；
在所述PWM信号的相邻脉冲之间，向所述加热元件输出已知电流的脉冲并且测量跨所述加热元件的电压；
基于所述已知电流和所述电压来计算所述加热元件的所述电阻；
基于所述电阻来计算所述加热元件的所述温度；以及
当所述温度偏离预定目标时，调整所述PWM信号的占空比。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，调整所述PWM信号的所述占空比包括：在所述温度低于或高于所述预定目标时分别增加或减小所述PWM信号的所述占空比。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，输出所述脉冲包括：输出散布在所述PWM信号的所述脉冲之间的所述已知电流的脉冲、针对所述脉冲中的每个脉冲测量跨所述加热元件的所述电压。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，输出到所述加热元件的所述已知电流的脉冲使得产生跨所述加热元件的所述电压，并且所述方法进一步包括将所述已知电流选择为使得所述电压低于由所述电源提供的所述输出电压的一半。
17.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在不存在所述PWM信号且断开到所述加热元件的所述输出电压的所述加热时间段之外，所述方法进一步包括：
向所述加热元件输出所述已知电流的第二脉冲，以及测量跨所述加热元件的第二电压；
基于所述已知电流和所述第二电压来计算所述加热元件的标称电阻；以及
基于所述标称电阻来计算所述加热元件的标称温度，以及
其中进一步基于所述加热元件的所述标称温度来计算所述加热元件的所述温度。
18.如权利要求13所述的方法，进一步包括：
在所述加热时间段期间计算所述加热元件处的热量的量；以及
当所述加热元件处的所述热量的量大于阈值热量的量时，执行对所述加热元件的锁定。
19.一种控制气溶胶递送设备的方法，所述气溶胶递送设备包括被配置为提供输出电压的电源以及能通电以汽化气溶胶前体组合物的组分并且由此产生气溶胶的加热元件，所述方法包括：
根据脉宽调制(PWM)信号来可切换地连接和断开到所述加热元件以向所述加热元件供电的所述输出电压，所述PWM信号包括脉冲，到所述加热元件的所述输出电压在所述脉冲上连接，并且到所述加热元件的所述输出电压在所述脉冲之间断开；
在所述加热时间段期间计算所述加热元件处的热量的量；以及
当所述加热元件处的所述热量的量大于阈值热量的量时，执行对所述加热元件的锁定。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，计算所述加热元件处的所述热量的量包括：在所述加热时间段期间重复地计算所述加热元件处的所述热量的量。
21.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述加热时间段由用户喷烟发起，所述用户喷烟使空气流通过所述气溶胶递送设备的至少一部分，以及
其中计算所述加热元件处的所述热量的量至少包括以下操作：
测量通过所述加热元件的加热电流和跨所述加热元件的加热电压；
基于所述加热电流、所述加热电压、经过的时间、以及所述PWM信号的占空比来计算添加到所述加热元件的第一热量的量；
确定通过由于所述用户喷烟引起的所述空气流造成的强制对流而从所述加热元件移除的第二热量的量；以及
基于所述第一热量的量和所述第二热量的量来计算所述加热元件处的所述热量的量。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，执行对所述加热元件的所述锁定至少包括以下操作：
中断所述PWM信号以断开到所述加热元件的所述输出电压；以及
保持到所述加热元件的所述输出电压断开，直到所述加热元件处的所述热量的量低于所述阈值热量的量为止。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，执行对所述加热元件的所述锁定至少进一步包括以下操作：
确定通过由于所述加热元件暴露于环境空气造成的自然对流而从所述加热元件移除的第三热量的量；以及
基于所述加热元件处的所述热量的量和所述第三热量的量来计算来自所述加热时间段的所述加热元件处的任何剩余热量的量，保持到所述加热元件的所述输出电压断开包括：保持到所述加热元件的所述输出电压断开，直到所述加热元件处的所述任何剩余热量的量低于所述阈值热量的量为止。
24.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述用户喷烟是多个用户喷烟中的一个，所述多个用户喷烟还包括第二用户喷烟，所述第二用户喷烟使第二空气流通过所述气溶胶递送设备的至少一部分并且发起第二加热时间段，
其中在所述加热时间段和所述第二加热时间段之间，所述方法进一步包括至少以下操作：
确定通过由于所述加热元件暴露于环境空气造成的自然对流而从所述加热元件移除的第三热量的量；以及
基于所述加热元件处的所述热量的量和所述第三热量的量来计算来自所述加热时间段的所述加热元件处的任何剩余热量的量，以及
其中所述方法进一步包括基于来自所述加热时间段的所述加热元件处的所述任何剩余热量的量来计算在所述第二加热时间段期间所述加热元件处的所述热量的量。
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