CN114073333A - 气雾生成装置及感受器 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种气雾生成装置及感受器；其中，气雾生成装置包括：磁场发生器，被配置为产生变化的磁场；感受器，被变化的磁场穿透而发热，进而加热气雾产生制品；感受器呈片状，并包括沿厚度方向相背的第一表面和第二表面，第一表面和第二表面是平坦的表面；感受器还包括位于第一表面和第二表面之间、并沿长度方向延伸的容纳空间，该容纳腔用于容纳或封装感测感受器温度的温度传感器。以上气雾生成装置，片状感受器在内部容纳和封装测温的温度传感器，并将厚度方向的两侧表面构造成平坦的表面，易于插入至气雾产生制品或从气雾产生制品内移出。

Description

气雾生成装置及感受器

技术领域

本申请实施例涉及加热不燃烧电子烟具技术领域，尤其涉及一种气雾生成装置及感受器。

背景技术

烟制品(例如，香烟、雪茄等)在使用过程中燃烧烟草以产生烟草烟雾。人们试图通过制造在不燃烧的情况下释放化合物的产品来替代这些燃烧烟草的制品。

此类产品的示例为加热装置，其通过加热而不是燃烧材料来释放化合物。例如，该材料可为烟草或其他非烟草产品，这些非烟草产品可包含或可不包含尼古丁。作为另一示例，201820056859.8号专利采用电磁感发热的方式加热烟草产品，并在圆柱形的中空电磁感应发热管的内部设置温度传感器测温。以上感应发热管产生阻尼影响插入至烟草产品或从烟草产品内移出的操作。

发明内容

本申请的一个实施例的目的是提供一种气雾生成装置，用于加热气雾产生制品生成气溶胶，包括：腔室，用于接收气雾产生制品；磁场发生器，被配置为产生变化的磁场；感受器，被配置为被变化的磁场穿透而发热，进而对接收于所述腔室内的气雾产生制品加热；所述感受器被构造成沿所述腔室的轴向延伸的片状；所述感受器包括沿厚度方向相背的第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面是平坦的表面；所述感受器还包括位于所述第一表面和第二表面之间、并沿长度方向延伸的容纳空间，该容纳腔被配置为用于容纳或封装感测所述感受器温度的温度传感器。以上气雾生成装置，片状感受器在内部容纳和封装测温的温度传感器，并将厚度方向的两侧表面构造成平坦的表面，易于插入至气雾产生制品或从气雾产生制品内移出。

在更加优选的实施中，所述感受器包括沿厚度方向相对的第一片状部分和第二片状部分，并由所述第一片状部分和第二片状部分之间界定形成所述容纳腔。

在更加优选的实施中，所述第一片状部分和第二片状部分是通过一片状体绕一轴线对折或翻折形成的。

在更加优选的实施中，所述第一片状部分和第二片状部分是以所述轴线为轴对称的。

在更加优选的实施中，所述片状体是通过化学刻蚀制备的。

在更加优选的实施中，所述片状体包括沿所述轴线布置的凹痕。

在更加优选的实施中，所述第一片状部分沿厚度方向的外表面形成所述第一表面，所述第二片状部分沿厚度方向的外表面形成所述第二表面；所述容纳腔形成于所述第一片状部分沿厚度方向的内表面与所述第二片状部分沿厚度方向的内表面之间。

在更加优选的实施中，所述容纳腔包括于所述第一片状部分沿厚度方向的内表面上延伸的第一凹槽；和/或，所述容纳腔包括沿所述第二片状部分沿厚度方向的内表面上延伸的第二凹槽。

在更加优选的实施中，所述第一片状部分和/或第二片状部分还包括沿宽度方向向外延伸出的基座部分，以通过该基座部分对所述感受器提供支撑或保持。

本申请的又一个实施例还提出一种用于气雾生成装置的感受器，被配置为被变化的磁场穿透而发热，进而对可抽吸材料进行加热；所述感受器被构造成片状，并沿厚度方向相背的第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面是平坦的表面；所述感受器还包括位于所述第一表面和第二表面之间、并沿所述感受器的长度方向延伸的容纳空间，该容纳腔被配置为用于容纳或封装感测所述感受器温度的温度传感器。

本申请的又一个实施例还提出一种感受器的制备方法，包括如下步骤：

提供感受材质的片状体，该片状体具有能绕一轴线对折或翻折的第一片状部分和第二片状部分；

将所述第一片状部分和第二片状部分绕所述轴线对折或翻折，并于所述第一片状部分和第二片状部分容纳或封装温度传感器。

在一个优选的实施中，制备方法还包括：通过激光焊接对第一片状部分和第二片状部分的接合处连接和固定。

本申请的又一个实施例还提出一种感受器的制备方法，包括如下步骤：获取片状基材，并对所述片状基材进行化学蚀刻。

在更加优选的实施中，制备方法还包括：通过激光焊接的方式在所述感受器上焊接不同材料的第一电偶丝和第二电偶丝，进而形成用于感测所述感受器温度的热电偶。

本申请的又一个实施还提出一种感受器的制备方法，包括如下步骤：

制备具有感受器的形状图案的蚀刻掩膜即菲林；

在片状基材上涂布感光油墨；

将菲林贴附至涂布有感光油墨的片状基材上，进行曝光处理；在曝光的过程中所涂布的感光油墨对应图案的部分发生聚合交联反应形成固化的保护膜层；

去除菲林后，用显影液进行浸泡片状基材；使未交联固化的感光油墨被显影液溶化去除；

将片状基材采用蚀刻液进行刻蚀，蚀刻完成之后即获得感受器。

采用蚀刻的方式制备感受器，相比机加工、冲压或激光切割的方式，蚀刻加工过程一方面不会产生加工应力，另一方面不会导致基材内部的晶相组织发生变化，使制备的感受器能保持与软磁材料相当的磁性能，进而在使用中发热效率高。

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是一实施例提出的气雾生成装置的结构示意图；

图2是图1中感受器一个立体视角的结构示意图；

图3是一个实施例的感受器制备过程中在片状基材上通过蚀刻形成感受器前体的示意图；

图4是图3中感受器前体的结构示意图；

图5是感受器前体内置入温度传感器后翻折形成感受器的示意图；

图6是又一个实施例提供的感受器前体的结构示意图；

图7是又一个实施例提供的感受器前体的结构示意图；

图8是一个实施例的感受器制备中在片状基材上覆盖蚀刻掩膜的示意图；

图9是一个实施例中蚀刻后焊接热电偶制备的感受器的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施方式，对本申请进行更详细的说明。

本发明一实施例提出的气雾生成装置，其构造参见图1所示，包括：

腔室，气雾产生制品A例如烟支可移除地接收在腔室内；

作为磁场发生器的电感线圈L，用于在交变电流下产生交变磁场；

感受器30，至少一部分在腔室内延伸，并被配置为与电感线圈L感应耦合，在被交变磁场穿透下发热，进而对气雾产生制品A进行加热，使气雾产生制品A的至少一种成分挥发，形成供抽吸的气溶胶；

电芯10，为可充电的直流电芯，可以提供直流电压和直流电流；

电路20，通过电连接到可充电的电芯10，并将电芯10输出的直流，转变成具有适合频率的交流再供应到电感线圈L。

根据产品使用中的设置，电感线圈L可以包括绕成螺旋状的圆柱形电感器线圈，如图1中所示。绕成螺旋状的圆柱形电感线圈L可以具有范围在大约5mm到大约10mm内的半径r，并特别地半径r可以大约为7mm。绕成螺旋状的圆柱形电感线圈L的长度可以在大约8mm到大约14mm的范围内，电感线圈L的匝数大约8匝到15匝的范围内。相应地，内体积可能在大约0.15cm³至大约1.10cm³的范围内。

在更加优选的实施中，电路20供应到电感线圈L的交变电流的频率介于80KHz～400KHz；更具体地，所述频率可以在大约200KHz～300KHz的范围。

在一个优选的实施例中，电芯10提供的直流供电电压在约2.5V至约9.0V的范围内，电芯10可提供的直流电流的安培数在约2.5A至约20A的范围内。

在优选的实施例中，图1中感受器30是由具有适当磁导性能的金属或合金材质制备，从而在使用时能相应磁场形成感应发热，进而加热接收的气雾产生制品A生成供吸食的气溶胶。这些感受器30可以由等级430的不锈钢(SS430)、以及含有铁镍的合金材料(比如1J85/1J66坡莫合金)制成。

在图1所示的实施例中，气雾生成装置还包括用于布置电感线圈L和安装感受器30的管状支架40，该管状支架40的材质可以包括耐高温非金属材料比如PEEK或者陶瓷等。在实施中，电感线圈L采用螺旋缠绕的方式布置在管状支架40的外壁上，并且管状支架40的至少一部分内部中空形成用于接收气雾产生制品A的腔室。

进一步参见图2所示，对于感受器30的片状构造，具有第一端310和第二端320；其中，第一端310与用于接收气雾产生制品A的腔室的敞口相对，在使用中第一端310作为自由端被构造成尖端的形状进而便于插入至接收于腔室的气雾产生制品A中，第二端320作为安装和连接的端部用于通过对其提供支撑使感受器30在装置内稳定保持和安装固定。

根据图2所示，为了便于对第二端320的支撑和固定，感受器30靠近第二端320的至少一部分具有尺寸增大的基座部分33，例如图3中是沿宽度方向增大。

进一步参见图1，感受器30内部具有容纳或保持空间，用于容纳、封装或保持有沿长度方向延伸的温度传感器34，温度传感器34用于在工作中实施感测感受器30温度。在图2的优选实施中，温度传感器34的至少一部分是从第二端320延伸出来的，进而便于与电路20的连接。温度传感器34延伸或裸露在感受器30外的部分呈细长的电引脚的形式。

在可选的实施中，温度传感器34可以是通过监测电阻变化进而计算温度的热敏电阻式的温度传感器比如PT1000，或者是通过计算两端的热电动势计算温度的热电偶式的温度传感器。

具体在图3所示的优选实施中，片状的感受器30是由第一片状部分31和第二片状部分32沿厚度方向层叠形成的。

在图2所示的实施中，片状感受器30的外表面是平坦的。

本申请进一步还提出一种适合于大量制备以上感受器30的方法，具体包括如下步骤：

S10，获取用于制备感受器30a的片状感受基材100，并将片状感受基材100加工形成若干感受器前体30a，如图3所示；

在实施中，片状感受基材100材质即以上所描述的具有感受性的金属材料，例如0.5mm厚的NiFe合金软磁板材。加工形成感受器前体30a的方式可以包括化学蚀刻的方式，将多余的部分蚀刻去除之后，即形成感受器前体30a。

当然在图3所示的优选实施中，基于批量制备的便利性，加工获得的若干感受器前体30a是矩阵布置的。

感受器前体30a的具体结构进一步参见图4所示，包括在同一平面内的第一片状部分31和第二片状部分32。同时，第一片状部分31和第二片状部分32是相连的而非分离的。并且，第一片状部分31和第二片状部分32是具有对称性的，具体在图5中是沿中心轴线L左右对称。

进一步第一片状部分31上设置有容纳和保持的温度传感器34的第一容纳槽311，或者第二片状部分32上也设置有可容纳和保持的温度传感器34的第二容纳槽321。

S20，如图5所示，将温度传感器34置入第一片状部分31的第一容纳槽311内，将第二片状部分32沿着图中箭头R方向绕中心轴线L朝第一片状部分31翻折或者折叠，翻折之后将温度传感器34夹持或者固定在第一片状部分31和第二片状部分32之间，再将第一片状部分31和第二片状部分32通过激光焊接等方式使其稳定结合，即获得图3所示的感受器30。

在图4和图5所示的优选实施中，为了便于第二片状部分32朝第一片状部分31的翻折，感受器前体30a上设置有若干沿绕中心轴线L布置的凹痕或者凹槽35；具有凹痕或者凹槽35的感受器前体30a对翻折或者对折的操作过程是有利的。

图6示出了又一个变化实施的感受器前体30b的结构示意图，感受器前体30b包括沿长度方向相背的第一片状部分31b和第二片状部分32b。同时，感受器前体30b还包括沿长度方向位于第一片状部分31b和第二片状部分32b之间的凹痕35b，该凹痕35b是沿宽度方向延伸的。制备中，第一片状部分31b以凹痕35b为轴朝第二片状部分32b翻折或对折即可制备获得感受器。当然，第一片状部分31b上还设有容纳温度传感器34的第一容纳槽311b；和/或，第二片状部分32b上还设有第二容纳槽321b。

或者在图7所示的变化实施中，感受器前体30c的第一片状部分31c和第二片状部分32c是以虚线m为轴翻折之后固定获取的。

在以上可选的实施中，感受器30大约是具有19mm的长度、以及4.9mm的宽度、0.5mm左右的厚度。对应由第二端320向第一端310延伸的第一容纳槽311/311b/311c和/或第二容纳槽321/321b/321c的延伸长度大约是感受器30长度的二分之一到三分之二之间。这一长度区域是感受器30在工作中热量最为集中的区域，温度传感器34的前端抵靠在这一区域时能更为准确地获取感受器30的温度。

在又一个可选的实施中，第一容纳槽311/311b/311c和/或第二容纳槽321/321b/321c具有大约0.1mm左右的深度。

本申请的又一个实施例还提出一种用于气雾生成装置的感受器的方法，方法包括如下步骤：

S100，获取感受材质的片状基材100a，并在片状基材100a表面覆盖蚀刻掩膜200a，如图8所示；

通常，片状基材100a来料为卷材，从卷材上裁成以上尺寸的板材具有一定的弯曲度；在使用前需要通过适当的压力(通常小于10MPa)整型使其发生一定的塑性形变，进而从曲面状的金属卷材被整型成平面的片状基材100a；

根据图8所示，蚀刻掩膜200a在光化学蚀刻中常采用光绘的菲林(俗称胶片)；同时，蚀刻掩膜200a包括有与感受器形状相同的图案210a、以及非图案的空白区域220a；

S200，将覆盖有蚀刻掩膜200a的片状基材100a进行蚀刻；通常可以采用酸性的蚀刻液进行，例如含有氢氟酸的蚀刻液；

在蚀刻的过程中，片状基材100a被图案210a覆盖的部分不被腐蚀，而与空白区域220a相对的部分则被腐蚀去除；蚀刻完成之后片状基材100a上形成若干与图案210a相同的感受器；再由人工轻掰即可脱离，从而获得大量制备的感受器。

通常以长宽尺寸分别为250mm×120mm的片状基材100a作为材料制备时，一块片状基材100a可以同时刻蚀获得100-200个感受器。

采用蚀刻的方式制备感受器，相比机加工、冲压或激光切割的方式，蚀刻加工过程一方面不会产生加工应力，另一方面不会导致基材内部的晶相组织发生变化，使制备的感受器能保持与软磁材料相当的磁性能，进而在使用中发热效率高。

采用蚀刻的方式加工获得的感受器，获得的感受器边缘具有光滑的圆角，在保持表面美观的同时，光滑的边缘表面具有低的表面自由能，还有利于减少气雾产生制品的碎渣或冷凝液的粘附。

本申请的又一个优选的实施中，以上步骤的蚀刻过程是采用常规的光化学湿法蚀刻进行；细节步骤包括：

S110，通过光绘的方式按照所需制备的感受器的形状图案制备蚀刻掩膜200a即菲林(俗称胶片)；

S120，在片状基材100a上涂布感光油墨后，用30～40℃温度的热风预烘干10～15分，使感光油墨固化防止后续菲林显影中粘住菲林；

S130，将菲林贴附至涂布有感光油墨的片状基材100a上，进行曝光处理；曝光通常可以采用高压汞灯、碘镓灯、金属卤素灯照射，时间二十秒左右。

在曝光的过程中所涂布的感光油墨对应菲林图案210a的部分被感光，进而发生聚合交联反应形成固化的保护膜层；对应菲林的空白区域220a部分不会聚合交联形成固化；

S140，显影：去除菲林后，用显影液进行浸泡；具体采用1％碳酸钠水溶液或直接用清水于25～30℃浸泡片状基材100a；则未交联固化感光油墨被显影液溶化去除，则在片状基材100a表面对应图案210a部分形成保护膜层、对应菲林的空白区域220a的部分裸露出来；

S150，根据固化的效果显影后的片状基材100a还可以再次补光固化和干燥处理；其中，补光固化和干燥处理增加保护膜层与片状基材100a的结合力，提高耐蚀刻性能。如果采用的粘附力和固化能力较好感光油墨，则该步骤S150可以省略。

S210，将以上步骤制备获得的片状基材100a采用强酸蚀刻液进行刻蚀；蚀刻速度为0.04mm/分钟，蚀刻速度越快，侧蚀的程度就越小；

S220，步骤S210的蚀刻完成之后进行脱膜处理：采用20％氢氧化钠水溶液/50～60℃浸泡约十分钟，溶解保护膜层后清洗则获得若干矩阵排列的感受器，人工分离取样即可获得大量的感受器单体。

图9示出了又一个通过蚀刻制备的带有缺口36d的感受器30d；后续通过激光焊接的方式，在缺口36d内壁上焊接不同材质的第一电偶丝和第二电偶丝，进而形成用于感测感受器30d温度的热电偶34d。

在一个可选的实施中，热电偶34d的第一电偶丝作正极采用镍铬合金丝，第二电偶丝作负极采用镍硅合金丝的K型热电偶。

需要说明的是，本申请的说明书及其附图中给出了本申请的较佳的实施例，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申请所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种气雾生成装置，用于加热气雾产生制品生成气溶胶，包括：

腔室，用于接收气雾产生制品；

磁场发生器，被配置为产生变化的磁场；

感受器，被配置为被变化的磁场穿透而发热，进而对接收于所述腔室内的气雾产生制品加热；其特征在于，

所述感受器被构造成沿所述腔室的轴向延伸的片状；

所述感受器包括沿厚度方向相背的第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面是平坦的表面；所述感受器还包括位于所述第一表面和第二表面之间、并沿长度方向延伸的容纳空间，该容纳腔被配置为用于容纳或封装感测所述感受器温度的温度传感器。

2.如权利要求1所述的气雾生成装置，其特征在于，所述感受器包括沿厚度方向相对的第一片状部分和第二片状部分，并由所述第一片状部分和第二片状部分之间界定形成所述容纳腔。

3.如权利要求2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述第一片状部分和第二片状部分是通过一片状体绕一轴线对折形成的。

4.如权利要求3所述的气雾生成装置，其特征在于，所述第一片状部分和第二片状部分是以所述轴线为轴对称的。

5.如权利要求3所述的气雾生成装置，其特征在于，所述片状体是通过化学刻蚀制备的。

6.如权利要求3所述的气雾生成装置，其特征在于，所述片状体包括沿所述轴线布置的凹痕。

7.如权利要求2至6任一项所述的气雾生成装置，其特征在于，所述第一片状部分沿厚度方向的外表面形成所述第一表面，所述第二片状部分沿厚度方向的外表面形成所述第二表面；

所述容纳腔形成于所述第一片状部分沿厚度方向的内表面与所述第二片状部分沿厚度方向的内表面之间。

8.如权利要求7所述的气雾生成装置，其特征在于，所述容纳腔包括于所述第一片状部分沿厚度方向的内表面上延伸的第一凹槽；

和/或，所述容纳腔包括沿所述第二片状部分沿厚度方向的内表面上延伸的第二凹槽。

9.如权利要求2至6任一项所述的气雾生成装置，其特征在于，所述第一片状部分和/或第二片状部分还包括沿宽度方向向外延伸出的基座部分，以通过该基座部分对所述感受器提供支撑或保持。

10.一种用于气雾生成装置的感受器，被配置为被变化的磁场穿透而发热，进而对可抽吸材料进行加热；其特征在于，

所述感受器被构造成片状，并包括沿厚度方向相背的第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面是平坦的表面；所述感受器还包括位于所述第一表面和第二表面之间、并沿所述感受器的长度方向延伸的容纳空间，该容纳腔被配置为用于容纳或封装感测所述感受器温度的温度传感器。

Images