CN115087371A - 气溶胶生成装置的加热器和包括加热器的气溶胶生成装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种用于气溶胶生成装置的加热器，该加热器包括第一电传导图案部和第二电传导图案部，第一电传导图案部配置成执行加热，第二电传导图案部设置成与第一电传导图案部平行。第一电传导图案部和/或第二电传导图案部可以包括具有相对较小的电阻温度系数的材料。因此，可以极大地提高加热器的温度增加速率。

Description

气溶胶生成装置的加热器和包括加热器的气溶胶生成装置
技术领域
本公开的一个或更多个实施方式涉及用于气溶胶生成装置的加热器和包括该加热器的气溶胶生成装置。更特别地，本公开的一个或更多个实施方式涉及用于气溶胶生成装置的加热器以及包括该加热器的气溶胶生成装置，该加热器构造成确保高速升温。
背景技术
近来，对克服传统可燃香烟缺点的替代吸烟制品的需求不断增加。例如，对通过电加热香烟来产生气溶胶的装置(例如香烟型电子香烟)的需求不断增加。因此，已经积极地进行了对电加热气溶胶生成装置的研究。
近来，提出了一种构造成通过膜式加热器(film heater)对香烟的外部进行加热的气溶胶生成装置。膜式加热器可以是形成有电传导图案部的薄膜型加热器。电传导图案部的材料包括例如铜、铝等。
然而，由于电传导图案部的示例材料具有相对较大的电阻温度系数(temperaturecoefficient of resistance，TCR)，因此存在生成热时温度增加的速率相对缓慢的缺点。即，示例材料需要更多时间来达到目标温度，因为与具有较小的电阻温度系数的其他材料相比，当温度升高时电传导图案部的电阻值增加得更多。另外，较慢的加热速率可能会增大气溶胶生成装置的预热时间，并且降低早期吸烟的口感。
发明内容
技术问题
一个或更多个实施方式提供了用于气溶胶生成装置的加热器和包括该加热器的气溶胶生成装置，该加热器构造成确保相对较高速度的升温。
一个或更多个实施方式还提供了用于气溶胶生成装置的加热器和包括该加热器的气溶胶生成装置，该加热器可以确保均匀的热分布。
一个或更多个实施方式还提供了通过减小用于气溶胶生成装置的加热器的温度测量误差来提高控制精度的方法。
一个或更多个实施方式还提供了对用于气溶胶生成装置的加热器进行控制的方法，该加热器包括多个电传导图案部。
针对技术问题的技术方案
根据实施方式的加热器可以包括：第一电传导图案部，第一电传导图案部执行加热功能；和第二电传导图案部，第二电传导图案部设置成与第一电传导图案部平行。例如，第一电传导图案部可以包括具有小于或等于1,000ppm/℃的电阻温度系数的材料。
根据实施方式的气溶胶生成装置可以包括：壳体，壳体形成有可以供气溶胶生成物质容置的容置空间；以及加热器，加热器配置成对容置在容置空间中的气溶胶生成物质进行加热。加热器包括：第一电传导图案部，第一电传导图案部由具有小于或等于1,000ppm/℃的电阻温度系数的材料制成；以及第二电传导图案部，该第二电传导图案部设置成与第一电传导图案部平行。
本发明的有益效果
根据实施方式，可以提供用于气溶胶生成装置的加热器，该加热器包括由具有相对较小的电阻温度系数的材料制成的电传导图案部。这种加热器可以通过确保高速升温来缩短气溶胶生成装置的预热时间，并且可以大大改善早期吸烟的口感。
此外，多个电传导图案部可以以平行结构设置，并且外图案部的电阻值可以设计为小于或等于中央图案部的电阻值。因此，可以在加热器的整个加热表面上更均匀地产生热，从而提高气溶胶生成装置的加热效率。
此外，多个电传导图案部中的至少一个电传导图案部可以用作配置成对加热器的温度进行测量的传感器。因此，可以不需要在制造气溶胶生成装置时安装单独的温度传感器的过程，从而可以简化装置制造过程。此外，通过传感器图案部可以更准确地测量加热器的加热表面的温度。因此，可以提高加热器的控制精度。
根据实施方式的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将根据以下描述清楚地理解未提及的其他效果。
附图说明
图1和图2是示出了根据实施方式的膜式加热器的示例图。
图3是示出了根据实施方式的膜式加热器的热集中现象的示例图。
图4和图5是示出了根据实施方式的膜式加热器的示例图。
图6和图7是示出了根据实施方式的膜式加热器的示例图。
图8、图9和图10示出了可以应用根据实施方式的膜式加热器的各种类型的气溶胶生成装置。
图11是示出了根据实施方式的控制膜式加热器的方法的示例流程图。
图12示出了关于膜式加热器的温度增加速率的相关实验结果。
图13示出了根据实施方式的膜式加热器的图案部结构。
图14和图15显示了对膜式加热器的热分布进行相关实验的结果。
具体实施方式
用于实施本发明的最佳方案
根据实施方式的加热器可以包括第一电传导图案部和第二电传导图案部，第一电传导图案部配置成执行加热功能，第二电传导图案部设置成与第一电传导图案部平行。例如，第一电传导图案部可以包括具有小于或等于1,000ppm/℃的电阻温度系数的材料。
在实施方式中，第一电传导图案部可以包括康铜、锰铜和镍银中的至少一者。
在实施方式中，第一电传导图案部可以包括具有大于或等于3.0×10-8Ωm的电阻率的材料。
在实施方式中，第二电传导图案部可以设置在第一电传导图案部的外侧，以及第二电传导图案部的电阻可以小于或等于第一电传导图案部的电阻。
在实施方式中，第二电传导图案部可以设置在第一电传导图案部的外侧，并且加热器还可以包括第三电传导图案部，第三电传导图案部设置在第二电传导图案部的外侧。第三电传导图案部与第二电传导图案部之间的间隙可以比第二电传导图案部与第一电传导图案部之间的间隙宽。
在实施方式中，第二电传导图案部可以设置在第一电传导图案部的外侧，以及第二电传导图案部可以包括具有比第一电传导图案部的电阻率小的电阻率的材料。
在实施方式中，第二电传导图案部可以设置在第一电传导图案部的外侧，以及第二电传导图案部的厚度可以大于第一电传导图案部的厚度。
在实施方式中，第二电传导图案部的厚度可以小于或等于30μm。
在实施方式中，第二电传导图案部可以对加热器的温度进行测量，并且可以包括具有比第一电传导图案部的电阻温度系数大的电阻温度系数的材料。
在实施方式中，第二电传导图案部可以设置成对加热器的加热表面的中央区域的温度进行测量，并且从加热表面的中心至中央区域的周缘的距离可以是从加热表面的中心至加热表面的周缘的距离的0.15倍至0.5倍。
根据实施方式的气溶胶生成装置可以包括：壳体，壳体形成有供气溶胶生成物质容置的容置空间；以及加热器，加热器配置成对容置在容置空间中的气溶胶生成物质进行加热，其中，加热器可以包括：第一电传导图案部，第一电传导图案部由具有小于或等于1,000ppm/℃的电阻温度系数的材料制成，以及第二电传导图案部，第二电传导图案部设置成与第一电传导图案部平行。
在实施方式中，气溶胶生成装置还可以包括控制器，控制器配置成对加热器进行控制，其中控制器可以对第一电传导图案部和第二电传导图案部进行独立地控制。
发明的方式
在下文中，参照附图详细描述了实施方式。本发明的优点和特征以及实现本发明的方法将通过以下结合附图详细描述的实施方式变得清楚。然而，技术思想不限于以下实施方式并且可以以各种不同的形式实现。提供以下实施方式来描述本公开的技术思想，并且告知本公开所属领域的普通技术人员本公开的范围。此外，本公开的技术思想仅由权利要求及其等同物的范围限定。
在每个附图中，相同的部件被赋予相同的附图标记，即使相同的部件可能在不同的附图中表示也是如此。此外，在描述本公开时，当确定相关已知构型或功能的详细描述可能使本公开的主旨模糊时，将省略其详细描述。
除非另有定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术和科学术语)都可以借助于本公开所属领域的普通技术人员可以普遍理解的含义来使用。此外，除非明确定义，否则常用词典中定义的术语没有被理想地或过度地解释。本文中使用的术语是为了描述实施方式的目的，并不旨在限制本公开。在本说明书中，单数也包括复数，除非该短语另有明确说明。
此外，在描述本公开的部件时，可以使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”、“(b)”等术语。这些术语仅用于将部件与其他部件进行区分，并且相应部件的本质、顺序或次序不受术语的限制。当一个部件被描述为“连接至”、“联接至”或“进入”另一个部件时，该部件可以直接连接或进入至另一个部件，但应该理解另一部件可以“连接”、“联接”或“进入”到每个部件之间。
本公开中使用的“包括”和/或“包括有”不排除除了所述的元件、步骤、操作和/或元件之外的一个或更多个其他元件、步骤、操作和/或元件的存在或添加。
在实施方式中，气溶胶生成物质可以是配置成产生气溶胶的材料。气溶胶可以包括挥发性化合物。气溶胶生成物质可以是固体或液体。
例如，固体气溶胶生成物质可以包括基于烟草原料的固体材料，例如烟叶、切丝填料、再造烟草等，并且液体气溶胶生成物质可以包括基于尼古丁、烟草提取物和/或各种调味剂的液体组合物。然而，实施方式不限于上面列出的示例。
例如，液体气溶胶生成物质可以包括丙二醇(PG)和甘油(GLY)中的至少一者，并且还可以包括乙二醇、二丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇和油醇中的至少一者。作为另一示例，气溶胶生成物质还可以包括尼古丁、水分和调味物质中的至少一者。作为另一示例，气溶胶生成物质还可以包括各种添加剂，比如肉桂和辣椒素。气溶胶生成物质可以包括呈凝胶或固体形式的材料以及具有相对较高的可流动性的液体材料。如此，气溶胶生成物质的组合物可以根据实施方式进行各种选择，并且气溶胶生成物质的组成比也可以根据实施方式而变化。在本公开中，液体可以指液体气溶胶生成物质。
在实施方式中，气溶胶生成装置可以是使用气溶胶生成物质产生气溶胶以产生可通过用户的嘴直接吸入用户肺部的气溶胶的装置。图8至图10示出了气溶胶生成装置的示例。
在实施方式中，气溶胶生成制品可以是构造成产生气溶胶的制品。气溶胶生成制品可以包括气溶胶生成物质。例如，气溶胶生成制品可以是香烟，但实施方式不限于此。
在实施方式中，抽吸可以指用户吸入，并且吸入可以是气溶胶通过用户的嘴或鼻子被吸入用户的嘴、鼻腔或肺中的情况。
在下文中，描述了本公开的各种实施方式。
根据实施方式，可以提供一种配置成确保高速升温的加热器。例如，根据本实施方式的加热器利用具有较小的电阻温度系数(以下称为“TCR”)的电传导材料来执行加热功能，从而确保较高的温度增大。具有较小的TCR的材料在升温时电阻会略微增加，因此电流量几乎不会减少，这是因为可以快速升温。当这种加热器被应用于气溶胶生成装置时，由于快速升温，可以达到缩短装置的预热时间、大大改善早期吸烟口感的效果。然而，这种加热器的使用不限于气溶胶生成装置。在下文中，作为示例，可以认为加热器用于气溶胶生成装置。
具有相对较小的TCR的材料的示例包括康铜、锰铜、镍银等。然而，实施方式不限于此。下文表1显示了诸如康铜、铜、铝等电传导材料的TCR。
[表1]
分类 铜 铝 SUS304 康铜
TCR(ppm/℃) 3900 3900 2000 8
在实施方式中，TCR小于或等于约1500ppm/℃的电传导材料可以用于加热器。例如，可以使用TCR小于或等于约1,000ppm/℃、700ppm/℃、500ppm/℃、300ppm/℃或约100ppm/℃的材料。例如，可以使用TCR小于或等于约50ppm/℃、30ppm/℃或约20ppm/℃的材料。在这种情况下，可以更可靠地确保加热器的高速加热。根据实施方式，可以提供包括由具有相对较小的TCR的材料制成的电传导图案部的膜式加热器。然而，实施方式不限于此，加热器的类型可以不同于膜式。在下文中，将参照以下附图针对根据实施方式的膜式加热器进行详细描述。
图1是示出了根据实施方式的膜式加热器10的示例图。
如图1所示，膜式加热器10可以包括基部膜11、一个或更多个电传导图案部12-1、12-2和12-3以及端子13。然而，仅在图1中示出了与实施方式有关的部件。因此，本公开所属领域的普通技术人员可以理解的是，除了图1中所示的那些部件之外的其他通用部件也可以被包括。在下文中，当提及电传导图案部12-1、12-2或12-3或多个电传导图案部12-1至12-3时，可以使用附图标记“12”。此外，膜式加热器10可以简称为“加热器10”，并且电传导图案部12可以简称为“图案部12”。
基部膜11可以是构成加热器10的基部的耐热膜或绝缘膜。例如，耐热膜或绝缘膜、比如聚酰亚胺(以下称为“PI”)膜可以用作基部膜11。可以在基部膜11上形成一个或更多个图案部12。在这种情况下，可以以各种方式形成图案部12，比如通过印刷和施加来形成图案部12。然而，实施方式不限于特定的图案部的形成方法。
除了基部膜11之外，加热器10还可以包括对加热器10的上表面进行覆盖的覆盖膜。覆盖膜也可以包括耐热膜或绝缘膜，比如PI膜。
当通过端子13施加电力(或电压)时，图案部12可以执行加热功能。在一些示例中，特定的图案部例如图案部12-1可以执行温度测量功能而不是加热功能，这在之后将参照附图比如图6来描述。
如上所述，图案部12可以包括具有相对较小的TCR的材料。例如，作为图案部12，可以使用TCR小于或等于约1500ppm/℃的电传导材料，例如，可以使用TCR小于或等于约1,000ppm/℃、700ppm/℃、500ppm/℃、300ppm/℃或约100ppm/℃的材料。例如，可以使用TCR小于或等于约50ppm/℃、30ppm/℃或约20ppm/℃的材料。在这种情况下，可以确保加热器10的高速升温。
在实施方式中，如图1所示，多个图案部12可以以平行结构设置(形成)。尽管图1作为示例示出了三个图案部12-1至12-3以平行结构(parallel structure)设置，但图案部12的数目可以以各种方式设计。例如，图案部12的数目可以基于加热器10的加热面积和整个加热器10的目标电阻来确定。例如，当目标电阻相同时，图案部12的数目可以随着加热面积的减小而增大，这是由于必须缩短图案部12的长度以在狭窄区域内满足相同的目标电阻值。
图案部12的数目和/或布置结构与加热器10的加热面积和目标电阻有关，但也可能与材料的电阻率密切相关。具有较高电阻率的材料通过增大图案部12的电阻来将加热器10的整体电阻增大。因此，当图案部12包括具有较高电阻率的材料时，多个图案部12可以以平行结构设置以满足目标电阻。例如，由于康铜具有相对较小的TCR，但与铜等相比电阻率较高，因此，当康铜用作图案部12的材料时，可以将多个图案部12以平行结构设置以降低整体电阻。
在实施方式中，以平行结构设置的多个图案部12中的至少一个图案部包括具有大于或等于约1.0×10-8Ωm、3.0×10-8Ωm、5.0×10-8Ωm或7.0×10-8Ωm的电阻率的材料。即使使用具有这种电阻率值的材料，也可以满足配置成通过平行结构充分展现加热性能的目标电阻。
端子13可以是配置成向图案部12施加电力(或电压)的电路元件。本领域技术人员将理解端子13的配置和功能，并且省略端子13的详细描述。
端子13可以设计成共同地向多个图案部12供电，或者可以设计成独立地向每个图案部12供电。例如，如图2所示，多个端子13-1、13-2和13-3中的每一者可以被连接以独立地将电力施加至图案部12-1至12-3中的每一者。在这种情况下，可以通过第一端子13-1独立控制第一图案部12-1的操作，并且可以通过第二端子13-3独立控制第二图案部12-2的操作，使得可以更精确地控制加热器10。该控制方法将在之后参照图11进行详细描述。
已经参照图1和图2描述了根据实施方式的加热器10。根据前述，可以提供用于气溶胶生成装置的加热器10，加热器10包括由具有相对较小的TCR的材料制成的电传导图案部。该加热器10可以通过保证高速升温来缩短气溶胶生成装置的预热时间并且极大地改善早期吸烟的口味。关于加热器10的加热速率，参照下面的实验示例1。
如图1所示，当多个图案部12以平行结构设置时，可能发生热(量)集中到加热器10的加热表面的中央部的现象。例如，如图3所示，可能会出现加热器10的加热表面的中央区域14在最高温度处产生热的现象，并且加热温度朝向外部区域15、16和17降低。发生这种现象是因为：随着外图案部(例如，12-3)的长度变得比中央图案部(例如，12-1)的长度长，电阻值也增大。在下文中，描述了根据实施方式的加热器20，加热器20配置成防止这种加热集中现象。
图4是示出了根据实施方式的加热器20的示例图。
如图4所示，根据实施方式的加热器20也可以包括基部膜21、多个图案部22-1、22-2和22-3以及端子23。然而，为了确保均匀的热分布，外图案部(例如，22-3)可以设计成使得外图案部所具有的电阻值小于或等于中央图案部(例如，图4中的22-1)的电阻。基于该电阻值，可以缓解如下现象：由加热表面产生的热量集中在中央区域。
设置外图案部(例如，22-3)的电阻值和中央图案部(例如，22-1)的电阻值的方法可以根据实施方式而变化。
在实施方式中，电阻值可以通过图案部之间的间隙差来实现。例如，如图4所示，设置有多个图案部22-1至22-3，第三图案部22-3与第二图案部22-2之间的间隔I2可以比第二图案部22-2与第一图案部22-2之间的间隔I1宽。在这种情况下，由于外图案部(例如，22-3、22-2)的面积增大，外图案部的电阻值可能会降低。即，由于外图案部(例如，22-3和22-2)占据的面积与外图案部的长度相比变得更大，可以降低外图案部的电阻值。因此，外图案部(例如，22-3)的电阻值可以以下述方式来设置：外图案部的电阻值不大于中央图案部(例如，22-1)的电阻值。
在实施方式中，可以通过图案部的材料差异来实现图案部的电阻值。例如，设置在第一图案部(例如，22-1)的外侧的第二图案部(例如，22-3)可以包括电阻率低于第一图案部(例如，22-1)的电阻率的材料。例如，第一图案部可以包括康铜材料，第二图案部可以包括铜材料。外图案部(例如，22-3)的电阻值可以以下述方式来设置：外图案部的电阻值不大于中央图案部(例如，22-1)的电阻值。
在实施方式中，电阻值可以通过图案部之间的厚度差来实现。例如，如图5所示，设置在第一图案部22-2的外侧的第二图案部22-3的厚度T2可以大于第一图案部22-2的厚度T1。在该示例中，由于图案部的厚度的增大，电阻值可以以如下形式来设置：外图案部(例如，22-3)的电阻值可以不大于中央图案部(例如，22-2)的电阻值。
然而，当图案部(例如，22-3)的厚度过厚时，加热器20的灵活性(flexibility)可能会降低，并且作为膜式加热器20的功能可能会丧失或减少，因此，图案部(例如，22-3)可能需要具有适当的厚度(例如，T2)。在实施方式中，图案部(例如，22-3)的厚度(例如，T2)可以小于或等于约60μm。例如，厚度(例如，T2)可以小于或等于约50μm、40μm、30μm或10μm。在该数值范围内，可以确保膜式加热器20的灵活性。此外，图案部(例如22-3)的厚度(例如，T2)可以大于或等于约10μm，这可以理解为防止图案部形成工艺难度的增加以及防止电阻值的急剧增加。
已经参照图4和图5描述了根据实施方式的加热器20。根据以上描述，多个电传导图案部22-1至22-3可以以平行结构设置，并且外图案部(例如，22-3)的电阻值可以设计成不大于中央图案部(例如，22-1)的电阻值。因此，可以在加热器20的整个加热表面上产生均匀的热。关于加热器20的热分布，参考下面的实验示例2。
在下文中，参照图6和图7描述根据实施方式的加热器30。
图6是示出了根据实施方式的加热器30的视图。
如图6所示，根据实施方式的加热器30也可以包括基部膜31、多个图案部32-1、32-2和33以及端子34。然而，多个图案部32-1、32-2和33中的特定图案部33可以作为执行加热器30的温度测量功能的传感器来操作。例如，可以使用特定图案部33的TCR来测量加热器30的温度。本领域技术人员会了解基于TCR的测温技术，因此对基于TCR的测温技术不再赘述。在下文中，术语传感器图案部33和加热图案部32-1和32-2用于区分具有不同功能的两种类型的图案部。
在该实施方式中，传感器图案部33的材料的TCR可以比加热图案部(例如，32-1)的TCR大。例如，当加热图案部(例如，32-1)包括比如康铜之类的材料时，传感器图案部33可以包括铜材料，并且可以通过传感器图案部33更准确地测量加热器的加热温度。
加热图案部(例如，32-1)和传感器图案部33可以通过各种方法来实现。
在实施方式中，传感器图案部33可以制造成具有比加热图案部(例如，32-1)的电阻大的电阻。例如，传感器图案部33的电阻值可以大于或等于加热图案部(例如32-1)的电阻值的大约5倍、6倍、7倍或大约10倍。可以通过使用具有较高电阻率的材料或者通过制造具有相对较薄的厚度或相对较长的长度的传感器图案部33来实现这种电阻差异。在该示例中，甚至当向加热器30施加电力时，几乎没有电流流过传感器图案部33，使得传感器图案部33可以更准确地仅执行温度测量功能。
在实施方式中，传感器图案部33可以具有与加热图案部(例如，32-1)的电阻值类似的电阻值，但施加至传感器图案部33的电力(或电压)可以设计成远小于加热图案部(例如，32-1)。例如，当传感器图案部33连接至第一端子并且加热图案部(例如，32-1)配置成连接至第二端子时，控制器可以向第一端子施加相对较小的电力，使得图案部33可以作为传感器图案部来操作。在这种情况下，控制器可以通过对施加至每个端子的电力进行控制来将特定的图案部(例如，32-1)操作成作为传感器图案部或加热图案部。在另一示例中，施加至传感器图案部33的电力可以配置成通过产生电压降的电路元件来减少。
可以以各种方式设计传感器图案部33的数目和布置位置。
在实施方式中，传感器图案部33可以设置成使得加热器30的加热表面的中央区域的温度被测量(感测)。例如，如图7所示，传感器图案部33的至少一部分可以设置在中央区域35中。在这种情况下，传感器图案部33可以更准确地测量中央区域35的温度而不是外部区域36至38的温度。这是考虑到如上所述的热集中现象，并且因为当发生热集中现象时，基于中央区域33的温度来控制加热器30可以进一步提高控制精度。
在实施方式中，从加热器30的加热表面的中心C至中央区域35的周缘的距离D1可以是从加热表面的中心C至加热表面的周缘的距离D2的约0.15至0.5倍，并且例如，从加热器30的加热表面的中心C至中央区域35的周缘的距离D1可以是从加热表面的中心C至加热表面的周缘的距离D2的约0.2倍至0.5倍、约0.15倍至0.4倍、约0.2倍至0.4倍、或约0.2倍至0.3倍。由于热被集中在形成在该数值范围内的中央区域35中，因此将传感器图案部33设置在相应的中央区域35中可以更有效地提高加热器30的控制精度。
已经参照图6和图7描述了根据实施方式的加热器30。如上所述，多个图案部中的至少一个图案部(例如，33)可以用作执行加热器30的温度测量功能的传感器。因此，当制造气溶胶生成装置时不需要安装单独的温度传感器，因此可以简化装置制造过程。此外，通过传感器图案部(例如33)可以更准确地测量加热器30的加热表面的温度，从而可以提高加热器30的控制精度。
在下文中，参照图8至图10描述可以应用根据实施方式的加热器10、20和30的各种类型的气溶胶生成装置100-1、100-2和100-3。
图8至图10示出了气溶胶生成装置100-1、100-2和100-3。详细地，图8示出了香烟式气溶胶生成装置100-1，图9和图10示出了同时使用液体和香烟的混合型气溶胶生成装置100-2和100-3。在下文中，对每个气溶胶生成装置100-1至100-3进行描述。
如图8所示，气溶胶生成装置100-1可以包括加热器140、电池130和控制器120。然而，实施方式不限于此，并且可以添加或省略一些部件。此外，图8中所示的气溶胶生成装置100-1的每个部件表示功能上不同的功能元件，并且多个部件可以以在实际物理环境中相互结合的形式来实现，或者单个部件可以以划分成多个详细的功能元件的形式来实现。在下文中，对气溶胶生成装置100-1的各部件进行描述。
加热器140可以设置成对插入加热器140中的香烟150进行加热。香烟150包括固体气溶胶生成物质并且配置成在固体气溶胶生成物质被加热时产生气溶胶。所产生的气溶胶可以通过用户的嘴被吸入。加热器140的操作、加热温度等可以由控制器120控制。
加热器140可以实现为上述加热器10、20、30，在这种情况下，气溶胶生成装置100-1的预热时间可以通过高速加热而被缩短并且可以改善早期吸烟的口味。
电池130可以提供用于操作气溶胶生成装置100-1的电力。例如，电池130可以提供电力，使得加热器140可以对包括在香烟150中的气溶胶生成物质进行加热，并且可以提供控制器120操作所需的电力。
此外，电池130可以提供对安装在气溶胶生成装置100-1中的电子部件比如显示器、传感器和马达进行操作所需的电力。
控制器120可以整体控制气溶胶生成装置100-1的操作。例如，控制器120可以控制加热器140和电池130的操作，并且还可以对包括在气溶胶生成装置100-1中的其他部件的操作进行控制。控制器120可以控制由电池130提供的电力、加热器140的加热温度等。此外，控制器120可以通过对气溶胶生成装置100-1的部件中的每个部件的状态进行检查来确定气溶胶生成装置100-1是否处于可操作状态。
在实施方式中，控制器120可以基于预设条件对构成加热器140的多个图案部的操作进行动态地控制，并且之后将参照图11详细描述该实施方式。
控制器120可以由至少一个处理器来实现。处理器可以实现为多个逻辑门的阵列、或者可以实现为通用微处理器和存储器的组合，在该存储器中存储有在微处理器中可执行的程序。此外，本公开所属领域的普通技术人员可以理解，控制器120可以用其他类型的硬件来实现。
在下文中，将参照图9和图10来描述混合气溶胶生成装置100-2和100-3。
图9示出了其中汽化器1和香烟150平行设置的气溶胶生成装置100-2，图10示出了其中汽化器1和香烟150成串(in series)设置的气溶胶生成装置100-3。然而，气溶胶生成装置的内部结构不限于图9和图10所示的结构。部件的布置结构可以根据设计方法而改变。
在图9和图10中，汽化器1可以包括配置成储存液体气溶胶生成物质的液体储存器、配置成吸收气溶胶生成物质的芯、以及配置成使所吸收的气溶胶生成物质汽化以产生气溶胶的汽化元件。汽化元件可以以各种形式来实现，比如加热元件、振动元件等。在实施方式中，汽化器1也可以设计成不包括芯的结构。由汽化器1产生的气溶胶可以穿过香烟150并通过用户的嘴被吸入。汽化器1的汽化元件也可以由控制器120控制。
已经参照图8至图10描述了可以应用根据实施方式的加热器10、20和30的示例气溶胶生成装置100-1至100-3。在下文中，将参照图11来描述根据实施方式的对所制造的用于气溶胶生成装置的膜式加热器进行控制的方法。
在下文中，在描述控制方法时，假设加热器(例如，10、20、30)可以包括多个图案部，多个图案部包括第一图案部和第二图案部，并且每个图案部的功能、操作和/或加热温度可以独立控制。此外，该控制方法可以通过由控制单元120或处理器执行的一个或更多个指令来实现，并且可以理解为在省略具体操作的主体时由控制器120执行。
图11是示出了根据实施方式的控制加热器的方法的示例流程图。
如图11所示，控制方法可以从监测吸烟状态的步骤S10开始。此处，吸烟状态可以包括在吸烟期间可测量的所有类型的状态信息，例如吸烟进展阶段、抽吸状态和加热器的温度。
在步骤S20和S30中，响应于确定第一条件被满足，第一图案部和第二图案部两者可以作为加热图案部来操作。例如，控制器120可以通过向第一图案部和第二图案部施加足够的电力来控制每个图案部以执行加热功能。
可以以各种方式定义和设置第一条件。例如，第一条件可以是指示预热时间的条件(例如，初始5秒等)。在该示例中，可以通过在预热时间期间将多个图案部操作为加热图案部来以高速升高温度。作为另一示例，第一条件可以是基于抽吸状态(例如抽吸间隔、抽吸强度)定义的条件，例如指示抽吸间隔小于或等于参考值、或者抽吸强度大于或等于参考值的条件。在该示例中，当抽吸间隔缩短或抽吸强度增大时，可以将多个图案部操作为加热图案部以向用户提供更强的吸烟口味。此外，第一条件可以基于比如吸烟时间、抽吸次数、加热器的加热温度等各种因素来定义。
在实施方式中，可以执行对多个图案部中的加热图案部的数目进行调节(即，作为加热图案部来操作的图案部的数目)的控制。例如，控制器120可以根据抽吸状态(例如抽吸间隔、抽吸强度)来增加或减少加热图案部的数目。例如，当抽吸强度等于或大于参考值时，图案部数目增加，而当抽吸强度小于参考值时，图案部数目减少。作为另一示例，控制器120可以根据吸烟进展阶段来增加或减少加热图案部的数目。例如，控制器120可以在吸烟开始时增加加热图案部的数目，在吸烟中途减少加热图案部的数目，并在吸烟结束时再次增加加热图案部的数目以补偿吸烟口味。作为另一示例，控制器120可以通过根据加热器的加热温度来增加或减少加热图案部的数目来执行反馈控制。
在步骤S40和S50中，响应于确定第二条件被满足，可以将特定的图案部操作为传感器图案部。例如，控制器120可以通过减少施加至第一图案部的电力来防止第一图案部产生热，并且可以基于第一图案部的TCR和电阻值的变化来测量加热器的温度。
可以以各种方式设置第二条件。例如，第二条件可以是表示预热时间已经过去的条件。在这种情况下，在预热完成后，可以根据加热器的温度测量结果进行反馈控制。作为另一示例，第二条件可以是基于抽吸状态(例如，抽吸间隔、抽吸强度)定义的条件，并且例如可以是指示抽吸间隔大于或等于参考值、或者抽吸强度小于或等于参考值的条件。在这种情况下，在抽吸间隔变长或者抽吸强度变弱时，可以执行根据传感器图案部的温度测量结果的反馈控制。
在实施方式中，可以使用多个传感器图案部来测量加热器的加热表面的热分布。例如，控制器120可以通过对位于中央部的传感器图案部的温度测量结果与位于外侧部的传感器图案部的温度测量结果进行比较来确定热分布的均匀性。当热被集中在中央区域中时，控制器120还可以执行控制，比如向外部加热图案部供应更多的电力、或者向中央加热图案部供应更少电力。根据该控制，可以在加热器的整个加热表面上均匀地产生热。
图11示出了当第一条件不被满足时执行步骤S40，但这仅仅是示例，步骤S20和S40可以彼此独立地执行。
已经参照图11描述了根据实施方式的为气溶胶生成装置制造的膜式加热器的控制方法。根据上述方法，通过根据预设条件对多个图案部的功能和操作进行动态控制，可以在吸烟期间更有效地利用加热器。
参照图11描述的实施方式可以实现为计算机可读介质上的计算机可读代码。例如，计算机可读记录介质可以是可移动记录介质(CD、DVD、蓝光光盘、USB存储设备、可移动硬盘)或固定记录介质(ROM、RAM、配备计算机的硬盘)。记录在计算机可读记录介质上的计算机程序可以通过诸如互联网的网络传输至另一计算装置并安装在另一计算装置中，从而在另一计算装置中使用。
在下文中，将更详细地描述以上在示例和相关示例中描述的加热器10、20和30的构型和效果。然而，由于以下实施方式仅是上述加热器10、20和30的一些示例，因此本公开的范围不限于以下示例。
[示例1]
制造了加热器，其中康铜材料的图案部平行设置。详细地，这些图案部设置成如图1所示的三行平行结构，并且图案部之间间隔均设计为0.5mm，图案部厚度均设计为20μm。此外，PI膜用作加热器的基部膜。
[相关示例1]
制造了与示例1中的加热器相同的加热器，与示例1的区别在于铜材料图案部被成串(in series)设置。
[实验示例1：温度增加速率的比较]
进行实验以比较根据示例1和相关示例1的加热器的温度增加速率。详细地，进行实验以测量加热器的温度随时间的变化，实验结果显示在图12中。
图12示出了根据示例1的加热器的加热速率明显快于相关示例1的加热速率。例如，假设目标温度为300℃，可以确认根据示例1的加热器在大约1.6秒内达到目标温度，而根据相关示例1的加热器在大约2.7秒后达到目标温度。这是因为由于康铜材料的较低的TCR，当温度升高时电阻值几乎不会增加，因此当温度升高时流过图案部的电流几乎不会减少。根据这些实验结果，可以看出，根据上述实施方式的加热器(例如，10)可以缩短气溶胶生成装置(例如，100-1至100-3)的预热时间并改善早期的吸烟口味。
[示例2和示例3]
如图13所示，根据示例2和示例3的加热器通过平行设置的5排康铜材料的图案部来制造。根据示例2的加热器设置成使得图案部之间的间隔越靠外侧越宽，根据示例3的加热器设置成具有大致相等的间隔。有关图案部的厚度、长度和间隔的详细数值，请参阅下文的表2和表3。表2涉及示例2，并且表3涉及示例3。
[表2]
Figure BDA0003621049640000201
[表3]
Figure BDA0003621049640000202
[实验示例2：热分布的比较]
进行了根据示例2和示例3的加热器的加热表面的热分布的测量实验，其实验结果显示在图14和图15中。图14和图15分别以热图的形式示出了根据示例2和示例3的加热器的加热表面。
比较图14和图15，可以看出图15的集中加热区域(参考中央区域)。比图14的集中加热区域更集中(例如，集中加热区域形成得更窄)，这说明根据示例3的加热器中的热集中现象更强。这也可以说明，通过将图案部上的间隙设计为越靠外侧越宽，可以降低外图案部的电阻值，并且最终可以缓解热集中现象。
上述加热器10、20和30的构型和效果已经通过示例和相关示例更详细地描述。
尽管上面已经参照附图描述了实施方式，但是本公开所属领域的普通技术人员可以理解，在不改变本公开的技术思想或基本特征的情况下，可以以其他特定形式来实现本公开。因此，应当理解的是，上述实施方式在所有方面都是示例性的，而不是限制性的。本公开的保护范围应由所附权利要求书来解释，所有在其等同范围内的技术思想均应理解为包含在本公开所限定的技术思想的范围内。

Claims (12)

1.一种加热器，包括：
第一电传导图案部，所述第一电传导图案部配置成执行加热；以及
第二电传导图案部，所述第二电传导图案部布置成与所述第一电传导图案部平行，
其中，所述第一电传导图案部包括具有小于或等于1,000ppm/℃的电阻温度系数的材料。
2.根据权利要求1所述的加热器，其中，所述第一电传导图案部包括康铜、锰铜和镍银中的至少一者。
3.根据权利要求1所述的加热器，其中，所述第一电传导图案部包括具有大于或等于3.0×10-8Ωm的电阻率的材料。
4.根据权利要求1所述的加热器，其中，所述第二电传导图案部布置在所述第一电传导图案部的外侧，以及
其中，所述第二电传导图案部的电阻小于或等于所述第一电传导图案部的电阻。
5.根据权利要求1所述的加热器，其中，所述第二电传导图案部布置在所述第一电传导图案部的外侧，
其中，所述加热器还包括布置在所述第二电传导图案部的外侧的第三电传导图案部，以及
其中，所述第三电传导图案部与所述第二电传导图案部之间的距离比所述第二电传导图案部与所述第一电传导图案部之间的距离宽。
6.根据权利要求1所述的加热器，其中，所述第二电传导图案部布置在所述第一电传导图案部的外侧，以及
其中，所述第二电传导图案部包括具有比所述第一电传导图案部的电阻率小的电阻率的材料。
7.根据权利要求1所述的加热器，其中，所述第二电传导图案部布置在所述第一电传导图案部的外侧，以及
其中，所述第二电传导图案部的厚度大于所述第一电传导图案部的厚度。
8.根据权利要求7所述的加热器，其中，所述第二电传导图案部的厚度小于或等于30μm。
9.根据权利要求1所述的加热器，其中，所述第二电传导图案部被配置成对所述加热器的温度进行测量，以及所述第二电传导图案部包括具有比所述第一电传导图案部的电阻温度系数大的电阻温度系数的材料。
10.根据权利要求9所述的加热器，其中，所述第二电传导图案部布置成对所述加热器的加热表面的中央区域的温度进行测量，以及
其中，从所述加热表面的中心至所述中央区域的周缘的距离为从所述加热表面的所述中心至所述加热表面的周缘的距离的0.15倍至0.5倍。
11.一种气溶胶生成装置，包括：
壳体，所述壳体形成有供气溶胶生成物质容置的容置空间；以及
加热器，所述加热器配置成对容置在所述容置空间中的所述气溶胶生成物质进行加热，
其中，所述加热器包括：
第一电传导图案部，所述第一电传导图案部包括具有小于或等于1,000ppm/℃的电阻温度系数的材料；以及
第二电传导图案部，所述第二电传导图案部布置成与所述第一电传导图案部平行。
12.根据权利要求11所述的气溶胶生成装置，还包括：
控制器，所述控制器配置成对所述加热器进行控制，
其中，所述控制器还配置成对所述第一电传导图案部和所述第二电传导图案部进行独立地控制。
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