CN114269178A - 外围加热的气溶胶生成装置中的温度检测 - Google Patents

Abstract

气溶胶生成装置包括用于接收气溶胶形成基质的腔、外部加热元件和细长温度传感器。细长温度传感器设在腔中，并且在气溶胶生成装置的使用中，细长温度传感器插入到气溶胶形成基质中。本发明还涉及一种包括气溶胶生成装置和气溶胶生成制品的气溶胶生成系统。本发明进一步涉及一种用于在气溶胶生成装置中生成可吸入气溶胶的方法。

Description

外围加热的气溶胶生成装置中的温度检测

技术领域

本发明涉及一种气溶胶生成装置，其中通过气溶胶形成基质的外部加热形成可吸入气溶胶，并且其中气溶胶形成基质的温度由设在气溶胶形成基质内部的单独温度传感器检测。本发明进一步涉及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气溶胶生成制品。本发明进一步涉及一种用于生成可吸入气溶胶的方法。

背景技术

已知气溶胶生成装置，其加热但不燃烧气溶胶形成基质诸如烟草。此类装置将气溶胶形成基质加热到足够高的温度，以生成可吸入气溶胶。

已知的气溶胶生成装置通常包括加热元件和加热室。包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品可插入到加热室中，并通过加热元件加热。这些气溶胶生成装置可能没有在装置使用时直接测量气溶胶生成制品产生气溶胶的部分内部的实际温度的装置。作为替代，测量加热元件的温度，并且基于此温度读数推断出气溶胶形成基质的内部温度。估计温度可偏离气溶胶形成基质的实际温度。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种气溶胶生成装置，其允许在使用中直接测量气溶胶形成基质的温度。本发明实现了此目的，因为气溶胶生成装置包括用于接收气溶胶形成基质的腔。装置进一步包括外部加热元件，所述气溶胶形成基质利用所述外部加热元件加热。细长温度传感器设在所述气溶胶生成装置的腔中。细长温度传感器配置成当所述气溶胶形成基质接收在所述腔中时穿透所述气溶胶形成基质。

在气溶胶生成装置的使用中，气溶胶形成基质插入气溶胶生成装置的腔中。优选地，在气溶胶生成装置的使用中，将气溶胶形成基质完全插入到气溶胶生成装置的腔中，使得气溶胶形成基质邻接腔的封闭端。

在气溶胶生成装置的使用中，细长温度传感器插入到气溶胶形成基质中。

细长温度传感器可以作为单独元件设在气溶胶生成装置的腔中。具体而言，细长加热元件可以与外部加热元件分开地提供。以此方式，细长温度传感器允许直接测量基质温度。由细长温度传感器确定的温度对应于包围细长温度传感器的气溶胶形成基质的实际温度。不需要进行任何估计或推断就能确定周围气溶胶形成基质的温度。

气溶胶生成装置的腔可以是从气溶胶生成装置的外围延伸的圆柱形凹部。换句话说，气溶胶生成装置的腔可以是从装置的口端延伸到装置中的圆柱形凹部。气溶胶生成装置的腔可具有气溶胶生成制品插入其中的开口端。腔可具有与开口端相对的封闭端。封闭端可以是腔的基部表面。除了提供布置在基部中的气隙之外，封闭端可以是封闭的。腔的基部可以是平坦的。腔的基部可以是圆形的。腔的基部可布置在腔的开口端的上游。开口端可布置在腔的封闭端的下游。纵向方向可以是在开口端和封闭端之间延伸的方向。腔的纵向轴线与气溶胶生成装置的纵向轴线平行。

腔可被构造为加热室。腔可具有圆柱形形状。腔可具有中空圆柱形形状。腔可具有圆形横截面。腔可具有椭圆形或矩形横截面。腔可具有的直径对应于气溶胶生成制品的直径。

如本文所用，术语“近侧”是指气溶胶生成装置的用户端或口端，而术语“远侧”是指与近端相对的端部。当提到腔时，术语“近侧”是指最靠近腔的开口端的区域，而术语“远侧”是指最靠近封闭端的区域。

如本文所用，术语“上游”和“下游”用以描述气溶胶生成装置的部件或部件部分相对于用户在使用气溶胶生成装置期间在其上吸入的方向的相对位置。

如本文中所使用，术语“气溶胶形成基质”涉及能够释放可以形成气溶胶的挥发性化合物的基质。可以通过加热气溶胶形成基质来释放此类挥发性化合物。气溶胶形成基质是气溶胶生成制品的一部分。

如本文所使用，术语“气溶胶生成制品”是指包括能够释放可以形成气溶胶的挥发性化合物的气溶胶形成基质的制品。例如，气溶胶生成制品可以是生成气溶胶的制品，该气溶胶可被用户在系统的近端或用户端处在烟嘴上抽取或抽吸而直接吸入。气溶胶生成制品可以是一次性的。包括包含烟草的气溶胶形成基质的制品被称为烟草棒。气溶胶生成制品可以插入气溶胶生成装置的腔中。

如本文所用，术语“气溶胶生成装置”是指与气溶胶生成制品相互作用以生成气溶胶的装置。

如本文所用，术语“气溶胶生成系统”是指如本文进一步描述和说明的气溶胶生成制品与如本文进一步描述和说明的气溶胶生成装置的组合。在此系统中，气溶胶生成制品和气溶胶生成装置协作以生成可吸入气溶胶。

细长温度传感器可以安装到腔的基部表面。细长温度传感器可以经由从基部表面延伸的圆锥形安装元件安装到腔的基部表面。细长温度传感器可从基部表面延伸到腔的内部容积中。细长温度传感器可以平行于腔的中心纵向轴线延伸。细长温度传感器可以在腔中居中延伸。当气溶胶生成制品完全插入到气溶胶生成装置的腔中时，细长温度传感器位于气溶胶生成制品的气溶胶形成基质中。

细长温度传感器可以沿着腔的全长延伸。细长温度传感器可以沿着腔的长度的一部分延伸。细长温度传感器可以沿着腔的长度的约一半延伸。

细长温度传感器可具有任何期望的横截面。细长温度传感器可大体上为圆柱形形状。细长温度传感器可具有小于1毫米的半径，可具有在0.1至0.5毫米之间的半径，或可具有在0.2至0.4毫米之间的半径。细长温度传感器可具有锥形端，其中锥形端指向腔的开口。细长温度传感器可以是针形的。

通过提供具有小横截面积的细长温度传感器，在将气溶胶生成制品插入腔中时仅发生气溶胶形成基质的极低压缩。这允许将气溶胶生成制品平滑、可重复和一致地插入腔中。此类插入需要最少的努力，并且用户不可察觉或几乎不可察觉。

另外，将温度传感器插入气溶胶生成制品的气溶胶形成基质中对气溶胶生成制品的抽吸阻力(RTD)没有影响或仅有最小影响。因此，本发明允许可再现的用户体验。

细长温度传感器可具有管状形状。细长温度传感器可以是实心的或部分实心的。

温度传感器可由陶瓷、玻璃、PAEK(聚芳基醚酮)、PEEK(聚醚醚酮)、PEEKK(聚醚醚酮酮)、PTFE(聚四氟乙烯)制成或涂覆有陶瓷、玻璃、PAEK(聚芳基醚酮)、PEEK(聚醚醚酮)、PEEKK(聚醚醚酮酮)、PTFE(聚四氟乙烯)。

温度传感器可包括热敏电阻、电阻温度检测器、热电偶或光纤微探针。

温度传感器可包括位于沿着温度传感器的任何期望位置处的单个热感测点。温度传感器还可包括位于沿着温度传感器的任何期望位置处的两个、三个、四个或更多个热感测点。热感测点中的每一个可沿着温度传感器的长度位于不同位置处。

通过使用多个温度感测点并且通过在温度传感器的长度上分布传感器点，获得了关于气溶胶形成基质的内部温度状况的更详细信息。

温度传感器可免受电磁辐射(如射频和/或微波辐射)影响或仅受到电磁辐射的极少影响。取决于气溶胶生成装置中使用的加热技术，腔可经受外部电场、磁场或电磁场。这些外部场可能会干扰温度传感器的温度测量。通过选择由适当材料制成的温度传感器，可以减少或完全避免此类外部场的负面影响。具体而言，可在此方面有利地使用免受外部电磁辐射影响的光纤微探针。

合适的光纤微探针可以采用光纤。测量原理可以基于众所周知的光时域反射(OTDR)或光频域反射(OFDR)技术。一些技术还利用具有温度相关性带隙的半导体材料。由此类材料制成的晶体可以位于光纤的尖端处。通常，半导体材料如砷化镓(GaAs)用作此类应用的感测晶体。

气溶胶生成装置的加热元件为外部加热元件。术语“外部”是指加热元件相对于待加热的气溶胶形成基质的位置。外部加热元件是在装置的使用中并且当所述气溶胶生成制品插入到所述气溶胶生成装置的腔中时位于所述气溶胶形成基质的外部的加热元件。外部加热元件可包括电阻材料。加热元件可为电阻加热元件或感应加热元件。

外部加热元件可采用任何合适的形式。加热元件可以是中空的。在一些实施例中，加热元件可为管形。加热元件可限定气溶胶生成装置的腔。

外部电阻加热元件可采用在介电基板(如聚酰亚胺)上的一个或多个挠性加热箔的形式。挠性加热箔可以成形为与基板接收腔的周边一致。备选地，外部加热元件可采用金属网格、挠性印刷电路板、模制互连装置(MID)、陶瓷加热器、挠性碳纤维加热器的形式，或可使用涂层技术(例如，等离子体气相沉积)形成于合适的成形基板上。外部加热元件也可使用在温度与电阻率之间具有定义关系的金属形成。在此类示例性装置中，金属可在两层合适绝缘材料之间形成为迹线。以此方式形成的外部加热元件可用于加热和监控外部加热元件在操作期间的温度。

感应加热元件可以配置成借助于感应生成热量。感应加热元件可包括感应线圈和感受器装置。感应线圈可用于生成交变磁场。感应线圈可以包围感受器装置。感应加热元件可包括多个感应线圈和多个感受器装置。优选地，提供两个感应线圈。如果提供了一个以上感受器装置，则优选地在感受器装置之间提供电绝缘元件。

如本文所用，“感受器装置”是指当经受由感应线圈生成的变化磁场时变热的导电元件。这可能是由于感受器装置中感生的涡流、磁滞损耗，或涡流和磁滞损耗两者的结果。在使用期间，感受器装置位于与接收在气溶胶生成装置的腔中的气溶胶生成制品的气溶胶形成基质热接触或紧密热接近。以此方式，气溶胶形成基质由感受器装置加热，使得形成气溶胶。

在一些实施例中，气溶胶生成装置可适于以流过感应线圈的交变电流的频率操作感应加热元件的一个或多个感应线圈，所述频率范围为从约1兆赫兹(MHz)至约30兆赫兹(MHz)，优选地从约1兆赫兹(MHz)至约10MHz，并且更优选地从约5兆赫兹(MHz)至约7兆赫兹(MHz)。

感受器装置可具有圆柱形形状。感受器装置可具有管状形状。感受器装置可包围腔布置。感受器装置可以定位在腔的内部。感受器装置可布置成用于当气溶胶生成制品插入到腔中时保持气溶胶生成制品。

感受器装置可包括一个或多个刀片形感受器。刀片形感受器可具有张开的下游端，以便于将气溶胶生成制品插入刀片形感受器中。

感受器装置可具有对应于对应感应线圈形状的形状。感受器装置可具有小于对应感应线圈直径的直径，使得感受器装置可布置在感应线圈的内部。

感受器装置可以由能够被感应加热到足以使气溶胶形成基质气溶胶化的温度的任何材料形成。用于感受器装置的合适材料包括石墨、钼、碳化硅、不锈钢、铌、铝、镍、含镍化合物、钛以及金属材料的复合物。优选的感受器装置包括金属或碳。有利地，感受器装置可包括铁磁材料，例如铁素体铁、铁磁合金(如铁磁钢或不锈钢)、铁磁颗粒和铁氧体，或由它们构成。合适的感受器装置可为铝，或包括铝。

腔包括“加热区”。加热区是至少部分地由感应线圈包围的腔的长度的一部分，使得放置在加热区中或周围的感受器装置可由感应线圈感应加热。加热区可包括第一加热区和第二加热区。加热区可分成第一加热区和第二加热区。第一加热区可以由第一感应线圈包围。第二加热区可以由第二感应线圈包围。可以提供两个以上的加热区。可以提供多个加热区。可为每个加热区提供感应线圈。一个或多个感应线圈可布置成可移动以包围加热区，并且构造成用于加热区的分段加热。

一个或多个感应线圈各自至少部分地围绕加热区设置。感应线圈可以在加热区的区域中仅部分地围绕腔的圆周延伸。感应线圈可以在加热区的区域中围绕腔的整个圆周延伸。

感应线圈可以是螺旋形和同心的。感应线圈可以是螺旋形的并且围绕腔所在的中心空隙缠绕。感应线圈可以围绕腔的整个圆周设置。

如果使用两个感应线圈，则第一感应线圈和第二感应线圈可具有不同的直径。第一感应线圈和第二感应线圈可以是螺旋形的和同心的，并且可具有不同的直径。在此类实施例中，两个线圈中的较小线圈可以至少部分地定位在第一感应线圈和第二感应线圈的较大线圈内。

第一感应线圈的绕组可与第二感应线圈的绕组电绝缘。

第一感应线圈和第二感应线圈可以由相同类型的导线形成。第一感应线圈可由第一类型的导线形成，而第二感应线圈可由与第一类型的导线不同的第二类型的导线形成。例如，导线组成或横截面可以不同。以此方式，即使整个线圈几何形状相同，第一感应线圈和第二感应线圈的电感也可不同。这可以允许相同或相似的线圈几何形状用于第一感应线圈和第二感应线圈。这可以便于气溶胶生成装置的更紧凑的布置。

用于感应线圈的合适材料包括铜、铝、银和钢。感应线圈可由此类材料的导线形成。感应线圈可由铜或铝的导线形成。

如果使用两个感应线圈，则第一线圈可包括第一导线材料，并且第二线圈可包括与第一导线材料不同的第二导线材料。第一导线材料和第二导线材料的电性能可不同。例如，第一类型的导线可具有第一电阻率，第二类型的导线可具有与第一电阻率不同的第二电阻率。

气溶胶生成装置可包括通量集中器。通量集中器可以由具有高磁导率的材料制成。通量集中器可包围感应加热装置布置。通量集中器可将磁场线集中到通量集中器的内部，从而借助于感应线圈提高感受器装置的加热效果。

外部加热元件有利地借助于传导加热气溶胶形成基质。加热元件可至少部分地与基质或在其上沉积基质的载体接触。备选地，可以通过导热元件将来自内部或外部加热元件的热传导到基质。

在操作期间，气溶胶形成基质可完全包含在气溶胶生成装置内。在这种情况下，用户可以抽吸气溶胶生成装置的烟嘴。替代地，在操作期间，可在气溶胶生成装置内部分容纳含有气溶胶形成基质的吸烟制品。在此情况下，用户可直接用吸烟制品进行抽吸。

气溶胶生成装置可包括用于保护腔中的细长温度传感器的保护机构。保护机构可在将气溶胶生成制品插入所述气溶胶生成装置的腔中时辅助所述细长温度传感器的稳定。保护机构还可以在没有气溶胶生成制品插入到腔中时的用户体验之间保护细长温度传感器免受外部影响。

保护机构可包括在腔壁与温度传感器之间布置在腔内部的可移动活塞。可移动活塞可具有大体圆柱形设计。可移动活塞的横截面可对应于气溶胶生成装置的腔的横截面。可移动活塞的横截面可以略小于气溶胶生成装置的腔的横截面，使得活塞在腔内并且沿着腔的纵向轴线线性地移动。

可移动活塞可以构造有旋转对称设计。可移动活塞可以设有开口，以用于允许温度传感器通过。开口可以居中设在可移动活塞中。

可移动活塞可布置成使得其可在腔内的第一位置与第二位置之间移动。在第一位置，可移动活塞以使得活塞的端面覆盖细长温度传感器的前端的方式位于腔中。在第二位置，可移动活塞位于紧邻腔的基部表面，使得细长温度传感器延伸穿过开口。在使用中，可移动活塞处于第二位置。

活塞构造成在没有气溶胶生成制品插入时占据第一位置。活塞构造成在气溶胶生成制品插入到腔中时占据第二位置。

保护机构可包括位于所述基部表面与所述可移动活塞之间的压缩弹簧。压缩弹簧确保当没有气溶胶生成制品插入到腔中时，可移动活塞被推入第一位置。

压缩弹簧可具有高到足以在没有气溶胶生成制品插入到腔中时将可移动活塞偏压到第一位置中的弹簧常数。同时，压缩弹簧可具有低到足以使得在将气溶胶生成制品插入到腔中时，压缩弹簧收缩并且可移动活塞被推入第二位置的弹簧常数。

压缩弹簧可具有低于2牛顿/米的弹簧常数。压缩弹簧可具有低于1牛顿/米的弹簧常数。压缩弹簧可具有0.01至0.5牛顿/米之间的弹簧常数。

压缩弹簧可以由任何合适材料制成。具体而言，当使用感应加热元件时，由非敏感材料(如不锈钢或聚合复合材料)制造压缩弹簧可能是有利的。例如，可以使用不锈钢302/304或316或热塑性聚醚酰亚胺(PEI)树脂。这些不锈钢材料可以是非磁性的或仅略微磁性的，并且因此不与由感应线圈生成的磁场相互作用或仅略微相互作用。

在本发明的一些实施例中，可移动活塞可具有包括外圆柱形壁和内圆柱形壁的双圆柱形设计。外圆柱形侧壁限定所述活塞的外部形状并且接触所述腔的内壁。内圆柱形侧壁限定通道，在所述可移动活塞在所述腔内移动时，所述细长温度传感器被引导通过所述通道。压缩弹簧可以位于可移动活塞的内侧壁与外侧壁之间。在此构造中，压缩弹簧容纳在活塞内并且由活塞的圆柱形侧壁引导。这确保了活塞的可靠并且可再现的操作。

可移动活塞的内圆柱形侧壁可具有与从腔的基部表面延伸的圆锥形安装元件的圆锥形形状对应的圆锥形形状。圆锥形形状可有助于将活塞保持在中心和明确限定的定向上。这进一步确保活塞的可靠操作和移动。

腔的内壁可以设有合适的止挡元件，以便限制可移动活塞的轴向向外移动。此类止挡元件可以是与活塞的外壁接合的突起或类似装置。

活塞可用于保护薄的细长温度传感器。在插入气溶胶生成制品时，活塞可进一步用于稳定细长温度传感器的自由端。具体而言，在将气溶胶生成制品插入到气溶胶生成装置的腔中时，活塞可有助于防止细长温度传感器上的侧向机械力。

空气可以通过腔的基部中的气隙流入腔中。空气随后可在气溶胶生成制品的上游端面处进入气溶胶生成制品中。备选地或附加地，空气可以在优选地由热绝缘元件形成的腔的侧壁与刀片形感受器元件之间流动。然后，空气可以通过刀片形感受器元件之间的间隙进入气溶胶生成制品。以空气均匀穿透气溶胶生成制品可以以此方式实现，从而优化气溶胶生成。

气溶胶生成装置进一步包括允许环境空气进入腔的空气入口。在所述装置的使用中，空气被引导通过插入到腔中的气溶胶生成制品。

可移动活塞可包括空气孔，所述空气孔建立气流路径并且允许空气进入气溶胶生成制品的开口端。此类空气孔可包括在活塞的基部或侧壁中，或基部和侧壁两者中。以此方式，活塞可用于以任何期望方式设计气流路径。

气溶胶生成装置的加热元件可包括用于允许空气进入腔的穿孔。此类穿孔可沿着腔的全长存在或仅存在于加热元件的某些部分中。穿孔可以设在腔的基部表面附近。以此方式，加热元件还可用于限定和设计气溶胶生成装置的气流路径。

可移动活塞的端面处的开口可以设有擦拭元件。擦拭元件可构造成当所述可移动活塞沿着所述腔的纵向轴线移动时清除粘附到所述细长温度传感器的任何碎屑。擦拭元件可包括布置在可移动活塞的开口处的弹性聚合材料膜。当活塞沿着温度传感器线性移动时，聚合材料膜构造成刮除粘附到温度传感器表面的任何碎屑或残余物。可能需要温度传感器的清洁表面来执行精确和可靠的温度测量。类似的膜也可以提供到活塞的上端面的周向外表面，并且可以用于从腔的内侧壁清除碎屑。

本发明还涉及一种气溶胶生成系统，所述气溶胶生成系统包括如上文所述的气溶胶生成装置和气溶胶生成制品。在气溶胶生成系统的使用中，气溶胶生成制品插入气溶胶生成装置的腔中。然而，气溶胶生成系统可包括附加部件，例如用于对电动的或电气溶胶生成装置中的机载电源进行充电的充电单元。

在任一个上述实施例中，气溶胶生成制品和气溶胶生成装置的腔可布置成使得气溶胶生成制品部分地接收在气溶胶生成装置的腔内。气溶胶生成装置的腔和气溶胶生成制品可布置成使得气溶胶生成制品完全接收在气溶胶生成装置的腔内。

气溶胶生成制品可为基本上圆柱形的形状。气溶胶生成制品可以是大体上细长的。气溶胶生成制品可具有一定长度和基本上垂直于所述长度的圆周。气溶胶形成基质可以被提供为包括气溶胶形成基质的气溶胶形成段。气溶胶形成段的形状可以是基本上圆柱形的。气溶胶形成段可以是基本上细长的。气溶胶形成段也可具有一定长度和基本上垂直于该长度的圆周。

气溶胶生成制品可具有在大约30毫米至大约100毫米之间的总长度。在一个实施例中，气溶胶生成制品的总长度为大约45毫米。气溶胶生成制品可具有大约5毫米至大约12毫米之间的外径。在一个实施例中，气溶胶生成制品的外径可为大约7.2毫米。

气溶胶形成基质可以作为气溶胶形成段提供，其长度在约7毫米至约15毫米之间。在一个实施例中，气溶胶形成段可具有约10mm的长度。备选地，气溶胶形成段可具有大约12毫米的长度。

气溶胶生成段可具有大致等于气溶胶生成制品外径的外径。气溶胶形成段的外径可以在大约5毫米至大约12毫米之间。在一个实施例中，气溶胶形成段可具有大约7.2毫米的外径。

气溶胶生成制品可包括过滤器滤嘴段。过滤器滤嘴段可以位于气溶胶生成制品的下游端。过滤嘴滤嘴段可以是乙酸纤维素过滤嘴滤嘴段。过滤嘴滤嘴段可以是中空乙酸纤维素过滤嘴滤嘴段。在一个实施例中，过滤嘴滤嘴段的长度大约为7毫米，但是其长度可以在大约5毫米至大约10毫米之间。

气溶胶生成制品可包括外包装纸。此外，气溶胶生成制品可以包括气溶胶形成基质与过滤嘴滤嘴段之间的间隔。分隔物可以为大约18毫米，但是可以在大约5毫米至大约25毫米的范围内。

本发明还涉及一种在气溶胶生成装置中生成可吸入气溶胶的方法。所述方法包括以下步骤：提供具有用于接收气溶胶形成基质的腔的气溶胶生成装置，提供外部加热元件，以及将细长温度传感器设在所述腔中。在气溶胶生成装置的使用中，气溶胶形成基质插入腔中。所述方法进一步包括借助于位于与气溶胶形成基质直接接触的细长温度传感器来确定气溶胶形成基质的温度。

在本发明的方法中，细长温度传感器可包括热感测点，如热电偶或光纤微探针。

细长温度传感器可包括位于沿着温度传感器的长度的不同位置处的一个、两个、三个或更多个热感测点。

细长温度传感器是管状、实心或部分实心的。

在本发明的方法中，加热元件可限定气溶胶生成装置的腔。

在本发明的方法中，加热元件可以是感应加热元件，其包括感应线圈和感受器装置。

在本发明的方法中，本发明的方法中使用的感应加热元件可包括两个感应线圈。

一个或多个感应线圈可提供成使得它们位于感受器装置的径向外侧。

所述方法可进一步包括提供用于保护腔中的细长温度传感器的保护机构。

保护机构可包括在腔壁与温度传感器之间布置在腔内部的可移动活塞。

保护机构可进一步包括压缩弹簧，所述压缩弹簧构造成当没有气溶胶形成基质插入到腔中时将所述可移动活塞偏压到其中所述可移动活塞至少部分地覆盖所述细长温度传感器的位置中。优选地，压缩弹簧构造成当没有气溶胶形成基质完全插入到腔中时将所述可移动活塞偏压到其中可移动活塞至少部分地覆盖所述细长温度传感器的位置中。

在本发明的方法中，可移动活塞可以设有中心开口，细长温度传感器延伸穿过中心开口。

关于一个实施例描述的特征可以同样应用于本发明的其它实施例。

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示出了本发明的实施例；

图2示出了图1的实施例的放大视图；

图3示出了插入气溶胶生成制品的过程；

图4示出了细长温度传感器的实施例；

图5示出了可移动活塞的详细视图；

图6示出了感受器元件的详细视图。

具体实施方式

本发明的气溶胶生成装置10的实施例描绘于图1中。气溶胶生成装置10包括具有类似于常规香烟的形状和大小的基本圆柱形的装置壳体12。装置壳体12在气溶胶生成装置10的近端处限定装置腔14。腔14是基本上圆柱形的，在近端处打开，并且在近端相对的远端处是基本上关闭。腔14构造成接收气溶胶生成制品的气溶胶生成段。

细长温度传感器40设在腔14内。当将气溶胶生成制品插入到腔中时，细长温度传感器40定位成与气溶胶生成制品的气溶胶形成基质直接接触。细长温度传感器40允许直接测量气溶胶形成基质的实际温度。

气溶胶生成装置10进一步包括呈可再充电镍镉电池形式的电源16、呈包括微处理器的印刷电路板形式的控制器18、电连接端口19和感应加热元件20。电源16、控制器18和感应加热元件20都容纳在装置壳体12内。气溶胶生成装置10的感应加热元件20布置在装置10的近端处，并且大体上围绕装置腔14设置。电连接端口19布置在装置壳体12的远端处，与装置腔14相对。

控制器18配置成控制从电源16到感应加热元件20的电力供应。控制器18进一步包括DC/AC逆变器，并且配置成向感应加热装置20供应变化或交变电流。控制器18还配置成由可连接到电连接端口19的外部电源来控制电源16的再充电。另外，控制器18包括抽吸传感器(未示出)，抽吸传感器配置成感测用户何时在接收于装置腔14中的气溶胶生成制品上抽吸。

图2是更详细地示出腔14和感应加热元件20的气溶胶生成装置的近端的放大视图。

感应加热元件20包括感受器装置22。感受器装置22是单个管状感受器元件。此单个管状感受器元件限定其中接收气溶胶生成制品的凹部。

感应加热元件20进一步包括围绕管状感受器元件布置的六个感应线圈24。通量集中器26设在感应线圈24之间。

管状热绝缘元件28布置在壳体12与感应加热元件20之间。此热绝缘元件28用于保护壳体12免受过热。

细长温度传感器40居中设在腔14内。细长温度传感器40借助于圆锥形连接元件32安装到腔14的基部表面30。细长温度传感器40是直径为1毫米的细针形元件。细长温度传感器40的形状使得将温度传感器40插入到气溶胶生成制品的气溶胶形成基质中所需的附加力对于用户是不可察觉的。

然而，在插入气溶胶生成制品和从腔14缩回气溶胶生成制品期间，细长温度传感器40也易于变形。为了避免此类变形，保护机构50设在腔14中。此保护机构50包括可移动活塞52和压缩弹簧54。在插入气溶胶生成制品时，可移动活塞52保护并且稳定细长温度传感器的自由端42。

可移动活塞52大体上为圆柱形形状。其具有双圆柱形设计，所述双圆柱形设计包括外圆柱形侧壁56和内圆柱形侧壁58。外圆柱形侧壁56限定活塞52的外部形状并且接触管状感受器元件22的内侧壁。内圆柱形侧壁58限定通道，在可移动活塞52在腔14内移动时，细长温度传感器40被引导通过所述通道。

可移动活塞进一步包括用于允许温度传感器穿过的中心开口60。中心开口60设在可移动活塞52的近端面62中。

压缩弹簧54布置成使得其近端位于可移动活塞52的内侧壁56与外侧壁58之间。压缩弹簧54的远端邻近腔的基部表面提供。

如图3中所描绘，可移动活塞可布置成使得其可在腔14内的第一位置(图3的左侧视图)与第二位置(图3的右侧视图)之间移动。

活塞构造成当没有气溶胶生成制品11插入到腔中时占据第一位置。在第一位置，可移动活塞52以使得可移动活塞52的远端面62覆盖细长温度传感器40的自由端42的方式位于腔14中。压缩弹簧54确保当没有气溶胶生成制品11插入到腔14中时，可移动活塞被推入第一位置。塞子元件(未示出)设在腔14中以限制可移动活塞52的向外纵向移动。

在将气溶胶生成制品11插入到腔14中时，气溶胶生成制品11的远端与可移动活塞52接合，并且朝向腔14的基部表面30推动可移动活塞52。在此过程期间，可移动活塞52支承细长温度传感器40的自由端42。如图3的右侧的两个部分剖切视图中可见，可移动活塞52确保温度传感器40保持在气溶胶生成制品11的气溶胶形成基质13内的中心位置。

压缩弹簧54由热塑性聚醚酰亚胺(PEI)树脂制成，所述树脂是非敏感材料并且不与由感应线圈24生成的磁场相互作用。压缩弹簧54的弹簧力低到足以使得气溶胶生成制品11与管状感受器元件之间的摩擦力将可移动活塞52保持在第二位置。

可移动活塞52的内圆柱形侧壁58具有与从腔14的基部表面30延伸的圆锥形安装元件32的圆锥形形状对应的圆锥形形状。

在图4中，描绘了可移动活塞52的详细透视图。可移动活塞52为圆柱形形状。中心开口60设在可移动活塞52的近端面62(这是图4的视图中的上端面)中。此中心开口60用于在活塞52的轴向移动期间引导温度传感器40。除此之外，附加开口44、46设在可移动活塞52中。这些附加开口用于建立从腔到气溶胶生成制品并且通过气溶胶生成制品的气流路径。

聚合材料的膜64设在中心开口60的边缘处。类似的膜66也设在可移动活塞52的上端面62的外周向部分处。在活塞沿着腔的纵向轴线移动时，膜64、66抵靠热传感器和腔的内侧壁刮擦，并且清除粘附到其上的任何碎屑或污染物。因此，膜64、66构成擦拭元件，并且确保腔14的内表面并且具体而言是温度传感器40免受污染。

在图5中，描绘了管状感受器元件的各种实施例。所有这些管状感受器元件均为大体圆柱形形状，并且仅在其中提供的气流开口48的构造上不同。在图5的左侧视图所描绘的构造中，气流开口48仅设在腔14的基部表面30附近。在此构造中，经由壳体12中的空气入口抽吸到装置中的环境空气可通过气流开口48进入腔14。这种环境空气被引导通过气溶胶生成制品的远端，并且可以由用户在气溶胶生成制品的烟嘴端处抽吸而吸入。

图5的其它视图中描绘的附加实施例包括沿着管状感受器元件的长度的附加气流开口49。具体而言，如果气溶胶生成制品与对应构造的气溶胶生成装置10一起使用，则可以建立通过气溶胶生成制品的附加气流路线。

图6示出了将用在本发明的气溶胶生成装置10中的细长温度传感器40的各种实施例。在图6中所描绘的上部视图中，描绘了包括单个感测点38的光纤微探针。光纤微探针具有针形形式，并且包括设有聚四氟乙烯(PTFE)涂层43的光纤41。光纤微探针的直径为约1毫米。光纤微探针的一端固定到圆锥形安装元件32。光纤微探针的自由端42设有感测点38，所述感测点包括砷化镓(GaAs)晶体。

在图6中所描绘的下部视图，描绘了包括两个感测点38a、38b的光纤微探针。每个感测点381、38b包括敏感GaA晶体，并且连接到光纤41。通过使用两个或更多个光学感测点38，可以实现关于气溶胶形成基质内的实际温度状况的更详细信息。

Claims (15)

1.一种气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置包括：

腔，所述腔用于接收气溶胶形成基质；

所述气溶胶生成装置的外部加热元件，所述外部加热元件适于当所述气溶胶形成基质接收在所述腔中时专门从外部加热所述气溶胶形成基质，以及

细长温度传感器，所述细长温度传感器设在所述腔中，并且其中所述细长温度传感器配置成当所述气溶胶形成基质接收在所述腔中时穿透所述气溶胶形成基质。

2.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其中所述细长温度传感器包括热感测点，如热电偶或光纤微探针。

3.根据任一项前述权利要求所述的气溶胶生成装置，其中所述细长温度传感器包括位于沿着所述温度传感器的长度的不同位置处的一个、两个、三个或更多个热感测点。

4.根据任一项前述权利要求所述的气溶胶生成装置，其中所述细长温度传感器是管状、实心或部分实心的。

5.根据任一项前述权利要求所述的气溶胶生成装置，其中所述加热元件至少部分地限定所述腔。

6.根据任一项前述权利要求所述的气溶胶生成装置，其中所述加热元件是感应加热元件，所述感应加热元件包括感应线圈和感受器装置。

7.根据权利要求6所述的气溶胶生成装置，其中所述感应加热元件包括多个感应线圈。

8.根据权利要求6或权利要求7中任一项所述的气溶胶生成装置，其中所述感应线圈位于所述感受器装置的径向外侧。

9.根据任一项前述权利要求所述的气溶胶生成装置，包括用于保护所述腔中的所述细长温度传感器的保护机构。

10.根据权利要求9所述的气溶胶生成装置，其中所述保护机构包括在腔壁与所述温度传感器之间布置在所述腔内部的可移动活塞。

11.根据权利要求10所述的气溶胶生成装置，其中提供了压缩弹簧，所述压缩弹簧构造成当没有气溶胶形成基质插入到所述腔中时将所述可移动活塞偏压到其中所述可移动活塞至少部分地覆盖所述细长温度传感器的位置中。

12.根据权利要求10或权利要求11中任一项所述的气溶胶生成装置，其中所述可移动活塞设有中心开口，所述细长温度传感器延伸穿过所述中心开口。

13.根据权利要求12所述的气溶胶生成装置，其中所述中心开口设有擦拭元件，所述擦拭元件构造成当所述可移动活塞在所述腔中移动时清除粘附到所述细长温度传感器的任何碎屑。

14.一种气溶胶生成系统，包括根据权利要求1至13中任一项所述的气溶胶生成装置，以及气溶胶生成制品，其中在所述气溶胶生成装置的使用中，所述气溶胶生成制品插入到所述气溶胶生成装置的腔中。

15.一种在气溶胶生成装置中生成可吸入气溶胶的方法，包括以下步骤

提供具有用于接收气溶胶形成基质的腔的气溶胶生成装置；以及

提供所述气溶胶生成装置的外部加热元件，所述外部加热元件适于当所述气溶胶形成基质接收在所述腔中时专门从外部加热所述气溶胶形成基质，

将细长温度传感器设在所述腔中，并且在所述气溶胶生成装置的使用中，所述细长温度传感器插入到所述气溶胶形成基质中，以及

借助于所述细长温度传感器确定所述气溶胶形成基质的温度。

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