CN113795169A - 蒸汽供应系统和相应方法 - Google Patents

Abstract

一种蒸汽供应系统，包括：加热元件(48)，用于从蒸汽前体材料生成蒸汽；以及控制电路(20)，配置为向加热元件(48)提供电力以执行加热操作来生成蒸汽，并且该控制电路配置为将在加热操作中测量的加热元件(48)的电阻值与加热元件的基线电阻值进行比较，以用于检测故障状态。控制电路(20)还配置为：通过进行加热元件的第一电阻值的测量来建立第一加热操作的基线电阻值；并且如果在第一加热操作与后续的第二加热操作之间已经经过超过预定时间段的时间，则通过进行加热元件的第二电阻值的测量来建立第二加热操作的基线电阻值，否则使用与第一加热操作相同的基线电阻值。

Description

蒸汽供应系统和相应方法

技术领域

本公开涉及一种蒸汽供应系统，诸如但不限于尼古丁传送系统(例如，电子烟等)。

背景技术

诸如电子烟(电子香烟)的电子蒸汽供应系统通常包含蒸汽前体材料，诸如含有制剂(通常但不必须包含尼古丁)的源液体或固体材料(诸如烟草基制品)的储存器，由这些材料可以例如通过热蒸发而生成蒸汽供用户吸入。因此，蒸汽供应系统通常将包括含有蒸发器(例如加热元件)的蒸汽生成腔室，该蒸发器设置为使一部分前体材料蒸发，以在蒸汽生成腔室中生成蒸汽。当用户在装置上吸入并且向蒸发器提供电力时，空气通过入口孔被抽入装置中并进入蒸汽生成腔室，在蒸汽生成腔室中空气与蒸发的前体材料混合，并形成冷凝气溶胶。在蒸汽生成腔室和嘴件中的开口之间存在流动路径，因此，被吸入通过蒸汽生成腔室的进入空气携带一些蒸汽/冷凝气溶胶继续沿流动路径行进到达嘴件开口，并通过嘴件开口流出供用户吸入。一些电子烟还可在穿过装置的流动路径中包括风味元件，以赋予额外的风味。此类装置有时可称为混合装置，风味元件可例如包括设置在蒸汽生成腔室和嘴件之间的空气路径中的烟草部分，以便被抽吸穿过该装置的蒸汽/冷凝气溶胶在离开嘴件供用户吸入之前可以经过该烟草部分。

如果加热元件变得干燥，则此类蒸汽供应系统可能会出现问题。这是可能发生的，例如，由于供应的前体材料消耗完。在这种情况下，加热元件内部和周围可能会发生快速过热。考虑到通常的操作条件，过热区段可能会很快达到500至900℃范围内的温度。这种快速加热不仅可能损坏蒸汽供应系统内的部件，还可能对任何残留前体材料的蒸发过程产生不利影响。例如，过剩的热量可能导致残留的前体材料分解(例如通过热解)，这可能会将味道令人不适的物质释放到气流中供用户吸入。

发明内容

根据本文中描述的一些实施例，提供了一种蒸汽供应系统，包括：

加热元件，用于从蒸汽前体材料生成蒸汽；以及

控制电路，配置为向加热元件提供电力以执行加热操作来生成蒸汽，并且该控制电路配置为将测量的与加热操作相关的加热元件的电阻值与加热元件的基线电阻值进行比较，以用于在加热操作期间最终检测故障状态，其中，控制电路还配置为：

通过进行加热元件的第一电阻值的测量来建立第一加热操作的基线电阻值；并且

如果在第一加热操作与后续的第二加热操作之间已经经过超过一预定时间段的时间，则通过进行加热元件的第二电阻值的测量来建立第二加热操作的基线电阻值，否则使用与第一加热操作相同的基线电阻值。

根据本文中描述的一些实施例，提供一种烟弹，该烟弹包括在以上实施例中描述的蒸汽供应系统中使用的加热元件。

根据本文中描述的一些实施例，提供了一种控制电路，用在用于从蒸汽前体材料生成蒸汽的蒸汽供应系统中，其中，控制电路能操以提供电力用于在所述蒸汽供应系统中执行加热操作，并且该控制电路能操作以将测量的与加热操作相关的电阻值与基线电阻值进行比较，以用于在加热操作期间最终检测故障状态，其中，控制电路还配置为：

通过进行第一电阻值的测量来建立第一加热操作的基线电阻值；并且

如果在第一加热操作与后续的第二加热操作之间已经经过超过预定时间段的时间，则通过进行第二电阻值的测量来建立第二加热操作的基线电阻值，否则使用与第一加热操作相同的基线电阻值。

根据本文中描述的一些实施例，提供了一种在蒸汽供应系统中操作控制电路的方法，蒸汽供应系统包括用于从蒸汽前体材料生成蒸汽的加热元件，其中控制电路配置向所述加热元件提供电力以执行加热操作来生成蒸汽，并且该控制电路配置为将测量的与加热操作相关的加热元件的电阻值与加热元件的基线电阻值进行比较，以用于在加热操作期间最终检测故障状态，其中该方法包括：

控制电路通过进行加热元件的第一电阻值的测量来建立第一加热操作的基线电阻值；以及

如果在第一加热操作与后续的第二加热操作之间已经经过超过预定时间段的时间，则控制电路通过进行加热元件的第二电阻值的测量来建立第二加热操作的基线电阻值，否则使用与第一加热操作相同的基线电阻值。

附图说明

现在将参考附图，仅以实例的方式描述本发明的实施例，在附图中：

图1以高度示意性的截面图示出了根据本公开某些实施例的蒸汽供应系统；以及

图2是表示根据本公开的某些实施例的图1的蒸汽供应系统的一些操作步骤的流程图。

具体实施方式

本文讨论/描述了某些实例和实施例的方面和特征。某些实例和实施例的一些方面和特征可以以常规方式实现，为了简洁起见，对这些方面和特征不进行详细讨论/描述。因此，应当理解，未详细描述的本文所述设备和方法的方面和特征可以根据用于实现这些方面和特征的任何常规技术来实现。

本公开涉及蒸汽供应系统，其也可称为气溶胶供应系统(诸如电子香烟)，包括混合装置。在以下描述中，有时可能使用术语“电子香烟”或“电子烟”，但应当理解，该术语可与蒸汽供应系统/装置和电子蒸汽供应系统/装置互换使用。此外，正如本技术领域中常见的，术语“蒸汽”和“气溶胶”以及诸如“蒸发”、“挥发”和“气溶胶化”的相关术语通常可以互换使用。

蒸汽供应系统(电子香烟)通常，但并非总是，包括模块化组件，该模块化组件包括可重复使用部件和可更换(一次性)烟弹部件。通常，可更换烟弹部件包括蒸汽前体材料和蒸发器，可重复使用部件包括电源(例如可充电电池)、激活机构(例如按钮或抽吸传感器)以及控制电路。然而，应当理解，这些不同部件还可根据功能包括其他元件。例如，对于混合装置，该烟弹部件还可包括作为插入物(“荚(pod)”)提供的附加的风味元件，例如烟草部分。在这种情况下，风味元件插入物本身可从一次性烟弹部件上移除，因此可将其从烟弹上单独更换，例如以改变风味，或者是由于风味元件插入物的可用寿命小于烟弹的蒸汽生成部件的可用寿命。可重复使用的装置部件通常还包括其他部件，例如用于接收用户输入并显示操作状态特征的用户界面。

在一些实施例中，将要由蒸汽/气溶胶供应系统传送的物质可以是可气溶胶化材料，该可气溶胶化材料可以包括活性成分、载体成分和可选的一个或多个其他功能成分。

活性成分可以包括一个或多个生理学和/或嗅觉活性成分，这些活性成分被包括在该可气溶胶化的材料中以便实现用户的生理学和/或嗅觉反应。例如活性成分可以选自营养制剂、促智药和精神药剂。活性成分可以是天然存在的或合成获得的。活性成分可以包括例如尼古丁、咖啡因、牛磺酸、茶碱、维生素(诸如B6或B12或C)、褪黑激素、或者其成分、衍生物或组合。该活性成分可以包括烟草或另一植物制剂的提取物的成分或者衍生物。在一些实施例中，活性成分是生理学活性成分，并且可以选自尼古丁、烟碱盐(例如，尼古丁二酒石酸盐/重酒石酸烟碱)、无尼古丁烟草替代物、其他生物碱(如咖啡因)、或它们的混合物。

在一些实施例中，活性成分是嗅觉活性成分，并且该活性成分可以选自“风味剂”和/或“调味剂”，其在地方规定容许的情况下可用于在针对成人消费者的产品中产生所需味道、香味或其他体感感觉。在一些物质中，这种成分可以被称为风味剂、调味剂、冷却剂、加热剂和/或甜味剂。它们可包括天然存在的风味材料、植物、植物提取物、合成获得的材料、或其组合(例如，烟草、甘草(甘草根)、绣球花、丁香酚、日本白树皮玉兰叶、洋甘菊、胡芦巴、丁香、枫木、抹茶、薄荷脑、日本薄荷、大茴香(茴芹)、肉桂、姜黄、印度香料、亚洲香料、药草、冬青、樱桃、浆果、红浆果、蔓越橘、桃、苹果、橙、芒果、小柑橘、柠檬、酸橙、热带水果、番木瓜、大黄、葡萄、榴莲、火龙果、黄瓜、蓝莓、桑葚、柑橘类水果、苏格兰威士忌利口酒、波旁威士忌、苏格兰威士忌、威士忌、杜松子酒、龙舌兰酒、朗姆酒、留兰香、薄荷、薰衣草、芦荟、小豆蔻、芹菜、西印度苦香树、肉豆蔻、檀香、佛手柑、天竺葵、阿拉伯茶、纳斯瓦尔(naswar)、槟榔、水烟、松木、蜂蜜精华、玫瑰精油、香草、柠檬油、橙油、橙花、樱花、决明子、香菜、干邑、茉莉、依兰、鼠尾草、小茴香、芥末、甘椒、姜、芫荽、咖啡、来自薄荷属的任何种类的薄荷油、桉树、八角、可可、柠檬草、公鸡尾草、亚麻、银杏、榛子、木槿、月桂、巴拉圭茶树(mate)、橙皮、玫瑰、如绿茶或红茶的茶、百里香、杜松、西洋接骨木花、罗勒、月桂叶、孜然、牛至、辣椒、迷迭香、藏红花、柠檬皮、薄荷、蜜蜂茶植物、姜黄、西兰托、桃金龟、黑醋栗、缬草、匹美托、肉豆蔻、达米安(damien)、马郁兰、橄榄、柠檬香脂、柠檬罗勒、细香葱、香芹、马鞭草、龙蒿叶、柠檬烯、百里酚、莰烯)、增味剂、苦味受体位点阻滞剂、感觉受体位点激活剂或刺激剂、糖和/或糖替代品(如三氯蔗糖、乙酰磺胺酸钾、阿斯巴甜、糖精、甜蜜素、乳糖、蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨糖醇或甘露糖醇)、以及其他添加剂，诸如木炭、叶绿素、矿物质、植物制剂或口气清新剂。它们可以为仿制、合成或天然成分或其混合物。它们可呈任何合适的形式，例如诸如油的液体、诸如粉末的固体或一种或多种提取物(例如，甘草、绣球花、日本白树皮玉兰叶、洋甘菊、胡芦巴、丁香、薄荷脑、日本薄荷、大茴香、肉桂、药草、冬青、樱桃、浆果、桃、苹果、苏格兰威士忌利口酒、波旁威士忌、苏格兰威士忌、威士忌、留兰香、薄荷、薰衣草、小豆蔻、芹菜、西印度苦香树、肉豆蔻、檀香、佛手柑、天竺葵、蜂蜜精华、玫瑰精油、香草、柠檬油、橙油、决明子、香菜、干邑、茉莉、依兰、鼠尾草、小茴香、甘椒、姜、八角、芫荽、咖啡或来自薄荷属的任何种类的薄荷油)、增味剂、苦味受体位点阻滞剂、感觉受体位点激活剂或刺激剂、糖和/或糖替代品(如三氯蔗糖、乙酰磺胺酸钾、阿斯巴甜、糖精、甜蜜素、乳糖、蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨糖醇或甘露糖醇)、以及其他添加剂，如木炭、叶绿素、矿物质、植物制剂或口气清新剂。它们可以为仿制、合成或天然成分或其混合物。它们可呈任何合适的形式，例如油、液体或粉末。

在一些实施例中，风味剂包括薄荷醇、留兰香和/或薄荷油。在一些实施例中，该风味剂包括黄瓜、蓝莓、柑橘类水果和/或黑莓的风味成分。在一些实施方式中，风味剂包括丁香酚。在一些实施例中，风味剂包括从烟草提取的风味成分。在一些实施例中，除了或代替芳香或味觉神经，风味剂可以包括感觉，该感觉旨在实现体感感觉，该体感感觉通常是化学诱导的并且通过刺激第五脑神经(三叉神经)而感知，并且上述这些可以包括提供加热、冷却、刺痛、麻木效果的试剂。合适的热效应剂可以是但不限于，香草基乙醚，而合适的冷却剂可以是但不限于，桉树醇、WS-3。

载体成分可以包括能够形成气溶胶的一种或多种成分。在一些实施例中，该载体组分可以包括以下各项中的一种或多种：甘油、丙二醇、二乙二醇、三甘醇、四乙二醇、1,3-丁二醇、赤藓糖醇、内消旋-赤藓糖醇、香草酸乙酯、月桂酸乙酯、辛二酸二乙酯、柠檬酸三乙酯、三乙酸甘油酯、二乙酸酯混合物、苯甲酸苄酯、乙酸苄酯、三丁酸甘油酯、乙酸十二烷基酯、十二酸、十四酸以及碳酸丙烯酯。

一种或多种其他功能成分可以包括以下各项的一种或多种：pH调节剂、着色剂、防腐剂、粘合剂、填料、稳定剂、和/或抗氧化剂。

对于模块化装置而言，烟弹和控制单元电气地和机械地连接在一起以供使用，例如与适当接合的电接触件固定的螺纹、闩锁或卡口。当烟弹中的蒸汽前体材料耗尽时，或者用户希望切换为具有不同蒸汽前体材料的不同烟弹时，可以从控制单元上取下烟弹，并在其位置上附接替换的烟弹。符合此类两部件式模块化配置的装置通常可称为两部件式装置或多部件式装置。

对于包括多部件式装置的电子烟来说相对常见的是具有总体细长的形状，并且为了提供具体实例，本文所述的本公开的某些实施例将被视为包括使用具有烟草荚插入物的一次性烟弹的总体细长的多部件式装置。然而，应当理解，本文所述的基本原理可同样适用于不同的电子烟配置，例如单部件式装置或包含两个以上部件的模块化装置、可再填充装置和只使用一次的一次性装置、不具有附加风味元件的非混合装置、以及符合其他整体形状的装置，例如基于所谓的盒型高性能装置(其通常具有更像盒子的形状)。更一般地，应当理解，本发明的某些实施例是基于配置为根据本文描述的原理提供激活功能的电子烟的，并且配置为提供所述激活功能的电子烟具体构造方面不具有首要意义。

图1是根据本公开的某些实施例的示例性电子香烟1的剖视图。电子香烟1包括两个主要部件，即可重复使用部件2和可更换/一次性烟弹部件4。在该特定实例中，假设电子香烟1是具有烟弹部件4的混合装置，该烟弹部件包括可移除插入物8，该可移除插入物包括容纳切碎的烟草的一部分的插入物壳体。然而，这个实例是混合装置的事实本身对于本文中进一步描述的装置激活功能来说并非为直接地重要的。

在正常使用过程中，可重复使用部件2和烟弹部件4在接口6处可拆卸地联接在一起。当烟弹部件耗尽或用户简单地希望切换为不同的烟弹部件时，可以将烟弹部件从可重复使用部件上取下，并在其位置处将替换的烟弹部件附接到可重复使用部件上。接口6在两个部件之间提供结构、电和空气路径连接并且可以根据传统技术建立，例如视情况基于与适当布置的电接触件和开口固定的螺纹、闩锁机构或卡口，以用于在两个部件之间建立电连接和空气路径。烟弹部件4机械地安装至可重复使用部件2的具体方式对于本文所述的原理并不重要，但为了具体实例，此处假设其包括闩锁机构，例如，用配合的闩锁接合元件(图1中未显示)将烟弹的一部分接收在可重复使用部件中的对应接收器中。还应当理解，在一些实现方式中，接口6可不支持各个部件之间的电连接。例如，在一些实现方式中，蒸发器可设置在可重复使用部件中而非烟弹部件中，或者从可重复使用部件到烟弹部件的电力传输可以是无线的(例如，基于电磁感应)，从而使得可重复使用部件和烟弹部件之间不需要电连接。

根据本公开的某些实施例，烟弹部件4可以是基本常规的。在图1中，烟弹部件4包括由塑料材料制成的烟弹壳体42。烟弹壳体42支撑烟弹部件的其他部件并提供与可重复使用部件2的机械接口6。烟弹壳体围绕纵向轴线大致为圆形对称的，烟弹部件沿该纵向轴线与可重复使用部件2连接。在该实例中，烟弹部件的长度约为4cm，直径约为1.5cm。然而，应当理解，在不同的实现方式中，具体的几何结构以及更一般的整体形状和所使用的材料可能不同。

烟弹壳体42内设有容纳液体蒸汽前体材料的储存器44。液体蒸汽前体材料可以是常规的并且可称为烟油。该实例中的液体储存器44具有环形形状，该环形形状具有由烟弹壳体42限定的外壁以及限定穿过烟弹部件4的空气路径52的内壁。储存器44的每一端都用端壁封闭以容纳烟油。储存器44可根据常规技术形成，例如其可包括塑料材料并与烟弹壳体42模制为一体。

在该实例中的风味元件插入物(烟草荚)8插入到空气路径52的开口端部中，该开口端部与烟弹4的联接到控制单元2的端部相对，并且该风味元件插入物通过摩擦配合保持。用于风味元件插入物8的壳体包括邻接烟弹壳体42的端部的衬圈，以防止过度插入。用于风味元件插入物8的壳体还在每个端部处包括开口，以允许在使用期间沿着空气路径52吸入的空气穿过风味元件插入物8，并且因此在该空气通过嘴件出口50离开烟弹4供使用者吸入之前从内部的调味剂(在该实例中为烟草)拾取风味。

烟弹部件还包括吸芯46和加热元件(蒸发器)48，该吸芯和加热元件朝向储存器44的与嘴件出口50相对的一端定位。在该实例中，吸芯46横跨烟弹空气路径52横向延伸，其端部通过储存器44内壁上的开口延伸进入烟油的储存器44。储存器内壁上的开口尺寸与吸芯46的尺寸大致匹配以提供合理的密封，以防止从储存器泄漏到烟弹空气路径中，而不会过度压缩吸芯，否则这可能会对吸芯的流体输送性能造成不利影响。

吸芯46和加热元件48设置在烟弹空气路径52中，使得烟弹空气路径52在吸芯46和加热元件48周围的区域实际上限定烟弹部件的蒸发区域。储存器44中的烟油通过延伸到储存器44中的吸芯的端部而浸润吸芯46，并通过表面张力/毛细管作用(即芯吸作用)沿着吸芯被吸入。该实例中的加热元件48包括围绕吸芯46缠绕的电阻丝。在该实例中，加热元件48包括镍铬合金(Cr20Ni80)丝，吸芯46包括玻璃纤维束，但是应当理解，特定的蒸发器构造对于本文所述的原理并不重要。在使用过程中，可向加热元件48提供电力，以使通过吸芯46吸入至加热元件48附近的某一量的烟油(蒸汽前体材料)蒸发。之后，蒸发的烟油可从蒸发区域被夹带在沿烟弹空气路径抽入的空气中，穿过风味元件插入物8，并从嘴件出口50离开，供用户吸入。

在使用期间，蒸发器(加热元件)48蒸发烟油的速率将取决于提供至加热元件48的功率量(等级)。因此，可以向加热元件施加电力以选择性地从烟弹部件4中的烟油生成蒸汽，此外，可以通过改变提供至加热元件48的功率量(例如通过脉冲宽度和/或频率调制技术)来改变蒸汽生成的速率。

可重复使用部件2包括：外壳体12，具有限定电子香烟的空气入口28的开口；电池26，用于为电子烟提供操作功率；控制电路20，用于控制和监测电子烟的操作；用户输入按钮14；吸入传感器(抽吸检测器)16，在本实例中其包括位于压力传感器腔室18内的压力传感器；以及视觉显示器24。

外壳体12可以例如由塑料或金属材料制成，并且在该实例中具有大体符合烟弹部件4的形状和尺寸的圆形截面，以便在接口6处提供两个部件之间的平滑过渡。在该实例中，该可重复使用部件的长度约为8cm，因此，当烟弹部件和可重复使用部件连接在一起时，电子香烟的总体长度约为12cm。然而，如已经注意到的，应当理解，实施本公开实施例的电子烟的总体形状和大小对于本文所述的原理并不重要。

空气入口28连接至通过可重复使用部件2的空气路径30。当可重复使用部件2和烟弹部件4连接在一起时，可重复使用部件空气路径30进而穿过接口6与烟弹空气路径52连接。容纳压力传感器16的压力传感器腔室18与可重复使用部件2中的空气路径30流体连通(即，压力传感器腔室18从可重复使用部件2中的空气路径30分支出来)。因此，当用户在嘴件开口50上吸入时，压力传感器16可检测到压力传感器腔室18中的压力下降，另外，空气通过空气入口28被吸入，沿可重复使用部件空气路径30行进，穿过接口6，通过雾化器48附近的蒸汽生成区域(在此处，当蒸发器处于激活状态时，蒸发的烟油被夹带在气流中)，沿烟弹空气路径52行进，并通过嘴件开口50离开，供用户吸入。

该实例中的电池26是可再充电的并且可以是常规类型，例如通常用于电子烟和其他需要在相对短时间内提供相对高电流的应用中的类型。电池26可通过可重复使用部件壳体12中的充电连接器(例如USB连接器)再充电。

该实例中的用户输入按钮14是传统的机械按钮，例如包括可由用户按下以建立电接触的安装有弹簧的部件。在这方面，可以认为该输入按钮为终端装置提供手动输入机构，但是按钮的具体实现方式并不重要。例如，在其他实现方式中可以使用不同形式的机械按钮或触敏按钮(例如，基于电容或光学传感技术)。例如，可以考虑期望的美学外观来选择按钮的具体实现方式。

显示器24设置成向用户提供与电子烟相关联的各种特性的视觉指示，例如当前的功率设置信息、剩余电池电量等。该显示器可以各种方式实现。在该实例中，显示器24包括常规像素化LCD屏幕，其可根据常规技术被驱动以显示所需信息。在其他实现方式中，该显示器可包括一个或多个离散的指示器，例如LED，其设置为例如通过特定颜色和/或闪光序列来显示所需信息。更一般地，设置该显示器以及用该显示器向用户显示信息的方式对于本文所述的原理并不重要。一些实施例可不包括视觉显示器，并且可包括用于向用户提供与电子烟的操作特性相关的信息的其他装置(例如利用音频信号或触觉反馈)，或者可不包括用于向用户提供与电子烟的操作特性相关的信息的任何装置。

根据本文进一步描述的本发明的实施例，控制电路20适当地配置/编程为控制电子烟的操作以提供功能，并且用于根据控制此类装置的既定技术提供电子烟的常规操作功能。控制电路(处理器电路)20可被认为在逻辑上包括与根据本文所述原理的电子烟操作的不同方面以及电子烟的其他常规操作方面相关的各种子单元/电路元件，例如显示驱动电路和用户输入检测。应当理解，控制电路20的功能可以以各种不同的方式提供，例如使用配置为提供所需功能的一个或多个适当编程的可编程计算机和/或一个或多个适当配置的专用集成回路/电路/芯片/芯片组。

因此蒸汽供应系统1包括用户输入按钮14和吸入传感器16。根据本公开的某些实施例，控制电路20配置为接收来自吸入传感器16的信号并利用该信号来确定用户是否正在电子烟上吸入，还配置为接收来自输入按钮14的信号并利用该信号来确定用户是否正在按压(即，激活)输入按钮。电子烟的操作的这些方面(即，抽吸检测和按钮按压检测)本身可根据既有技术来执行(例如，使用常规吸入传感器和吸入传感器信号处理技术，以及使用常规输入按钮和输入按钮信号处理技术)。

参考图2，控制电路20配置为响应于来自用户输入按钮14或吸入传感器16的信号为加热元件48提供电力(图2中的步骤202)。在接收到这种信号的情况下，控制电路20为加热元件48提供电力用于执行加热操作，以从容纳在蒸汽供应系统内的蒸汽前体材料产生蒸汽/气溶胶。因此，在每个加热操作的开始，控制电路20配置为测量用于加热元件48的电阻值R₁(步骤204)。在加热元件48加热之前不久的加热操作中的特定时间立刻测量电阻值。

然后，控制电路20确定该加热操作是否是已经发生预定时间段(例如15分钟)的第一次加热操作(步骤206)。如果是，则控制电路20基于测量的电阻值R₁建立基线电阻值R₀(步骤208)。基线电阻值R₀是加热元件48在其冷却/未使用的状态下的电阻的反映，因此是加热元件的温度的反映。

控制电路20使用基线电阻值R₀确定高于基线电阻值R₀的阈值电阻值R_Thres(步骤210)。阈值电阻值R_Thres指示对应温度过高的加热元件48的电阻。阈值电阻值的值将取决于所使用的蒸汽供应系统。然而，在一些实施例中，阈值电阻值R_Thres基于基线电阻值R₀的预定倍数。一个特定实例是R_Thres＝2.2 x R₀。在蒸汽供应系统的一些实施例中，R_Thres可以在1100mOhm至1500mOhm的范围内。

在测量了该初始电阻值R₁和确定了基线电阻值R₀后，控制电路然后在加热操作期间监测加热元件的电阻以确定监测电阻值R。对于每个监测电阻值R，控制电路将该电阻值R与阈值电阻值R_Thres进行比较(步骤212)。在监测电阻值R超过阈值电阻值R_Thres的情况下，控制电路可以触发一事件，该事件可以是警报或将蒸汽供应系统置于“关闭”或“备用”状态。

在加热操作之后，控制电路20停止向加热元件48提供电力，这使得加热元件冷却，然后等待来自吸入传感器16或用户输入按钮14的新信号以开始随后的加热操作。

在接收到新信号时，控制电路20以与上文关于先前加热操作所描述的相同的方式操作，其中控制电路在加热元件48加热之前立刻测量加热元件的电阻值R₂(步骤204)，并且在加热操作是自预定时间段(例如15分钟)以来已经发生的第一次加热操作的情况下，基于所测量的电阻值R₂确定基线电阻值R₀(步骤206和步骤208)。实际上，预定时间段可基于在加热操作之间、在先前加热操作之后加热元件48充分冷却所花费的时间来选择。

如果先前的加热操作已经在预定时间段内发生，则控制电路20保持在先前加热操作中使用的基线电阻值R₀(步骤214)，除非当前加热操作的测量电阻值R₂小于先前加热操作的测量电阻值R₁——在这种情况下，控制电路20基于当前加热操作的测量电阻值R₂来更新基线电阻值R₀(步骤208)。

控制电路20维持来自先前加热操作的基线电阻值R₀的目的是用于解释在先前加热操作之后立刻发生后续加热操作的情况，其中加热元件48将仍由于先前加热操作而是热的。

在其余情况中，基于从当前加热操作测量的电阻值更新基线电阻值R₀(步骤208)，这确保产生指示加热元件48的当前电阻(因此温度)的基线电阻值。

因此，如上所述，根据本公开的实施例的方法提供了一种蒸汽供应系统，其通过在每个加热操作之后不计算新的基线电阻值R₀来平衡功率消耗，同时确保当前基线电阻值R₀是针对给定加热操作用于计算阈值电阻值R_Thres的适当值。

根据本公开的实施例，监测电阻值R可以包括校正电阻值，该校正电阻值解释了由控制电路20本身及其操作引起的电阻。这些电阻将根据蒸汽供应系统及其相关联的控制电路20变化，但是可以典型地在50mOhm至80mOhm的区域内。在一个特定实例中，校正电阻值可以是65mOhm。在这些实施例中，监测电阻值将被计算为由控制电路20标称(nominally)确定的感知监测电阻值减去校正电阻值。

根据本公开的实施例，第一测量电阻值R₁(即，基线电阻值R₀)还可以包括单独的校正电阻值。该校正值用于解释当执行电阻测量本身时由加热元件48的加热引起的附加电阻。在这方面，第一测量电阻值R₁是“冷”系统的，这样使得加热元件48的任何加热可以使由第一测量电阻值R₁建立的基线电阻值R₀失真。单独的校正电阻将根据蒸汽供应系统及其相关联的控制电路20再次变化，但是可以典型地在35mOhm至65mOhm的区域中。在一个特定实例中，单独的校正电阻可以是50mOhm。在这些实施例中，第一电阻值R₁将被计算为由控制电路20标称确定的感知的第一电阻值减去单独的校正电阻值和校正电阻值两者。

就通过控制电路20使用的用于监测加热元件48的电阻的系统而言，测量加热元件48电阻的过程可以根据传统电阻测量技术来执行。也就是说，控制电路20可包括基于用于测量电阻(或相应电参数)的既有技术的电阻测量部件。

根据本公开的实施例，其中蒸汽前体材料位于烟弹部件4中，该烟弹部件与容纳加热元件48和控制电路20的第二可重复使用部件2是可拆卸的，在一些情况下，如果给定的加热操作是在烟弹部件附接至第二部件之后首次发生，则控制电路20可以进一步配置为通过对加热元件的另外的电阻值进行测量来建立对于给定的加热操作的基线电阻值。在这种情况下，将在加热元件48加热之前不久的加热操作内的特定时间立刻测量该另外的电阻值。通过该布置，控制电路20具有适用于与控制电路20连接的加热元件48的基线电阻值R₀。

根据本发明的一些实施例，用于给定加热操作的控制电路20可以在测量电阻值R₂之前首先确定在预定时间段内是否已经发生先前的加热操作。在加热操作之间的时间小于预定时间段的情况下，控制电路然后可配置为维持先前加热操作中使用的基线电阻值R₀(步骤214)，而不测量电阻值R₂。

在一些实施方式中，控制电路20可不使用预定时间段作为用于更新基线电阻值R₀的机制，而是可配置为在记录的来自当前加热操作的电阻值R₂低于记录的来自先前加热操作的电阻值R₁的情况下更新基线电阻值R₀。对于其他实施例，在两个加热操作之间尚未经过预定时间段的情况下，控制电路20可配置为测量用于第二加热操作的加热元件48的电阻值R₂，并且如果测量的电阻值R₂低于来自先前的加热操作的测量的电阻值R₁，在该情况下基于测量的电阻值R₂建立基线电阻值R₀，否则使用与先前的加热操作相同的基线电阻值R₀。

在其他实施例中，控制电路20可在满足以下标准中的至少一个或两个的情况下更新基线电阻值R₀：预定时间段标准；以及从当前加热操作测量的电阻值R₂低于从先前加热操作测量的电阻值R₁的标准。

虽然上述实施例在某些方面集中于一些特定实例的蒸汽供应系统，但应当理解，相同的原理可用于使用其他技术的蒸汽供应系统。也就是说，蒸汽供应系统功能的各个方面的具体方式与本文所述实例的基本原理不直接相关。

例如，尽管上述实施例主要关注于具有用于加热液体蒸汽前体材料的基于电加热器的蒸发器的装置，但是相同的原理也可用于基于其他技术的蒸发器(例如，基于压电振动器的蒸发器或光学加热蒸发器)以及基于其他蒸汽前体材料(例如固体材料(如诸如烟草衍生材料的植物衍生材料)，或其他形式的蒸汽前体材料(如基于凝胶状、膏状或泡沫状的蒸汽前体材料))的装置。

此外，如已经注意到的，应当理解，与电子烟相关的上述方法可在具有不同于图1所示总体结构的电子烟中实施。例如，可在不包括两部件式模块化结构、而是包括单部件式装置(例如一次性(即不可再充电和不可再填充)装置)的电子烟中可以采用相同的原理。此外，在模块化装置的一些实现方式中，部件的布置可能不同。例如，在一些实现方式中，控制单元还可包括具有可更换烟弹的蒸发器，该可更换烟弹为蒸发器提供用于生成蒸汽的蒸汽前体材料源。此外，尽管在上述实例中，电子烟1包括风味插入物8，但其他示例性实现方式可不包括这样的附加风味元件。

为了解决各种问题并推进本领域进展，本发明通过图示的方式示出了可以实施所要求保护的本发明的各种实施例。本发明的优点和特征仅为实施例的代表性实例，而并非详尽和/或排他的。它们仅用于帮助理解和教授所要求保护的本发明。应当理解，本发明的优点、实施例、实例、功能、特征、结构和/或其他方面不应被视为对权利要求所定义的本发明的限制或对权利要求等价物的限制，并且可以在不脱离权利要求书的范围的情况下使用其他实施例并进行修改。各种实施例可适当地包括、包含或基本上包括所公开的元件、组件、特征、部件、步骤、装置等的各种组合，而非本文具体描述的那些组合，因此，应当理解，从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征以不同于权利要求中明确规定的组合方式进行组合。本发明可包括目前未要求保护但将来可能要求保护的其他发明。

Claims (16)

1.一种蒸汽供应系统，包括：

加热元件，用于从蒸汽前体材料生成蒸汽；以及

控制电路，配置为向所述加热元件提供电力以执行加热操作来生成蒸汽，并且所述控制电路配置为将在所述加热操作中测量的所述加热元件的电阻值与所述加热元件的基线电阻值进行比较，以用于检测故障状态，其中，所述控制电路还配置为：

通过进行对所述加热元件的第一电阻值的测量来建立第一加热操作的所述基线电阻值；并且

如果在所述第一加热操作与后续的第二加热操作之间已经经过超过一预定时间段的时间，则通过进行对所述加热元件的第二电阻值的测量来建立所述第二加热操作的所述基线电阻值，否则使用与所述第一加热操作相同的所述基线电阻值。

2.根据权利要求1所述的蒸汽供应系统，其中，所述控制电路还配置为如果在所述第一加热操作与第二加热操作之间已经经过小于所述预定时间段的时间，则进行所述第二加热操作的所述加热元件的第二电阻值的测量，并且所述控制电路还配置为如果所述第二电阻值低于所述第一电阻值，则在该情况下基于所述第二电阻值建立所述基线电阻值，否则使用与所述第一加热操作相同的所述基线电阻值。

3.根据权利要求1或2所述的蒸汽供应系统，其中，所述控制电路还配置为基于所述基线电阻值确定阈值电阻值。

4.根据权利要求3所述的蒸汽供应系统，其中，所述阈值电阻值是基于所述基线电阻值的预定倍数的。

5.根据权利要求3或4所述的蒸汽供应系统，其中，所述控制电路还配置为在所述加热操作期间监测所述加热元件的电阻以确定监测电阻值，并且在所述监测电阻值超过所述阈值电阻值的情况下触发事件。

6.根据权利要求5所述的蒸汽供应系统，其中，所述监测电阻值包括主要校正电阻值。

7.根据权利要求6所述的蒸汽供应系统，其中，所述主要校正电阻值在50mOhm至80mOhm之间。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的蒸汽供应系统，其中，所述第一电阻值包括次要校正电阻值。

9.根据权利要求8所述的蒸汽供应系统，其中，所述次要校正电阻值在35mOhm至65mOhm之间。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的蒸汽供应系统，其中，所述预定时间段是15分钟。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的蒸汽供应系统，还包括所述蒸汽前体材料和位于烟弹部件中的所述加热元件，所述烟弹部件能与容纳所述控制电路的第二部件拆卸。

12.根据权利要求11所述的蒸汽供应系统，其中，所述控制电路还配置为如果给定的加热操作是在所述烟弹部件附接至所述第二部件之后首次发生的，则通过对所述加热元件的另外的电阻值进行测量来建立针对所述给定的加热操作的所述基线电阻值。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的蒸汽供应系统，其中，所述蒸汽供应系统包括吸入传感器，并且其中，所述控制电路配置为响应于来自所述吸入传感器的指示用户在所述蒸汽供应系统上吸入的信号来为加热操作的所述加热元件提供电力。

14.一种烟弹，包括在根据权利要求1至13中任一项所述的蒸汽供应系统中使用的加热元件。

15.一种控制电路，用在用于从蒸汽前体材料生成蒸汽的蒸汽供应系统中，其中，所述控制电路能操作以提供电力用于在所述蒸汽供应系统中执行加热操作，并且所述控制电路能操作以将在所述加热操作中测量的电阻值与基线电阻值进行比较，以用于检测故障状态，其中，所述控制电路还配置为：

通过进行第一电阻值的测量来建立第一加热操作的所述基线电阻值；并且

如果在所述第一加热操作与后续的第二加热操作之间已经经过超过一预定时间段的时间，则通过进行第二电阻值的测量来建立所述第二加热操作的所述基线电阻值，否则使用与所述第一加热操作相同的所述基线电阻值。

16.一种在蒸汽供应系统中操作控制电路的方法，所述蒸汽供应系统包括用于从蒸汽前体材料生成蒸汽的加热元件，其中，所述控制电路配置为向所述加热元件提供电力以执行加热操作来生成蒸汽，并且所述控制电路配置为将在加热操作中测量的所述加热元件的电阻值与所述加热元件的基线电阻值进行比较，以用于检测所述加热操作期间的故障状态；其中，所述方法包括：

所述控制电路通过进行所述加热元件的第一电阻值的测量来建立第一加热操作的所述基线电阻值；以及

如果在所述第一加热操作与后续的第二加热操作之间已经经过超过一预定时间段的时间，则所述控制电路通过进行所述加热元件的第二电阻值的测量来建立所述第二加热操作的所述基线电阻值，否则使用与所述第一加热操作相同的所述基线电阻值。

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