CN115279215A - 具有用于筒识别的谐振电路的气溶胶生成系统 - Google Patents

Abstract

一种气溶胶生成系统，其包括：包括气溶胶形成基质的筒(100)；谐振电路(155)和气溶胶生成装置(200)。所述筒(100)包括所述谐振电路(155)的至少一部分，并且所述谐振电路(155)被配置成以预定谐振频率谐振，所述预定谐振频率与所述筒(100)的身份相关联。所述气溶胶生成装置(200)包括：壳体(202)，所述壳体被构造成可移除地接收所述筒(100)；电源(210)，所述电源用于向所述筒(100)供电；和控制电路系统(220)。所述控制电路系统(200)包括控制器(230)，所述控制器被配置成：当所述筒(100)由所述气溶胶生成装置(200)接收时确定所述谐振电路(155)的谐振频率；并且基于所确定的谐振频率识别所述筒(100)。

Description

具有用于筒识别的谐振电路的气溶胶生成系统

技术领域

本公开涉及一种包括筒的气溶胶生成系统。具体地说，本公开涉及一种气溶胶生成系统，所述气溶胶生成系统包括可用于识别筒或其内容物的谐振电路。本公开还涉及一种与气溶胶生成装置一起使用的筒，以及与所述筒一起使用的气溶胶生成装置。

背景技术

手持式电操作气溶胶生成系统可具有包括装置和可移除筒的模块化构造。在已知的气溶胶生成系统中，所述装置通常包括电池和控制电子器件，并且筒包括容纳液体气溶胶形成基质的供应的液体储存部分和电加热器。加热器通常包括线圈，该线圈围绕细长芯缠绕，该细长芯将液体气溶胶形成基质从液体储存部分转移到加热器。电流可穿过线圈以加热该加热器，并且由此从液体气溶胶形成基质生成气溶胶。筒通常还包括烟嘴，用户可以在烟嘴上抽吸以将气溶胶吸入口中。

筒通常可互换，并且可以包括一系列不同的气溶胶形成基质，其可以在组成、味道、强度或其它特征方面显著变化。用户能够任意交换筒。然而，使某一气溶胶形成基质气溶胶化或产生某一用户体验所需的条件可因筒而异。特别地，特定筒所需的加热曲线可取决于气溶胶形成基质的特性。

发明内容

因此，需要提供自动识别筒的手段，使得气溶胶生成装置可以从含有不同气溶胶形成基质的多个筒生成最佳气溶胶。

根据本公开的实例，提供了一种气溶胶生成系统。所述气溶胶生成系统可包括筒，所述筒包括气溶胶形成基质。所述气溶胶生成系统还可包括谐振电路，其中所述筒包括所述谐振电路的至少一部分，并且所述谐振电路被配置成以预定谐振频率谐振，并且其中所述预定谐振频率与所述筒的身份相关联。所述气溶胶生成系统还可包括：气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置包括：被构造成可移除地接收所述筒的壳体；用于向所述筒供电的电源；以及控制电路系统。所述控制电路系统可包括控制器，所述控制器被配置成：当所述筒由所述气溶胶生成装置接收时确定所述谐振电路的谐振频率；以及基于所确定的谐振频率识别所述筒。

如本文所用，术语“谐振电路”是指表现出共振或谐振行为的电路。也就是说，与其它频率相比，谐振电路以称为其谐振频率的某一频率以更大的振幅自然地振荡。

有利地，通过提供具有谐振电路的气溶胶生成系统，在所述系统的筒中提供所述谐振电路的至少一部分，并且配置所述谐振电路以预定谐振频率谐振，所述系统的气溶胶生成装置能够通过确定所述谐振电路的谐振频率来清楚地识别所述筒或所述筒中所含的气溶胶形成基质。换句话说，谐振频率充当筒的识别特征。因此，气溶胶生成系统可被设计成其中具有不同预定谐振频率的不同谐振电路可设计成用于具有不同气溶胶形成基质的筒，并且气溶胶生成装置可使用确定的谐振电路的谐振频率来识别由气溶胶生成装置接收的筒。一旦已经由气溶胶生成装置识别所接收的筒，气溶胶生成装置就可以针对筒中所含的气溶胶形成基质应用适当的加热曲线。

有利地，谐振电路可由相对较少的廉价的电气部件构成，并且因此谐振电路代表识别筒的简单且具成本效益的方式。

谐振电路可包括任何合适数目的部件。优选地，谐振电路可包括三个或更少部件。所述谐振电路可包括两个或更少部件。减少谐振电路中的部件数量降低了电路的复杂性和成本，并且还降低了电路的大小，即电路需要更少的印刷电路板面积。

使用谐振电路来识别筒的另一个优点是，谐振电路可以用作防伪措施。如果用户将未授权的筒连接到不具有谐振电路的气溶胶生成装置，或者具有与预期的预定谐振频率不同的谐振频率的谐振电路，则气溶胶生成装置可能能够将筒识别为未授权的或可能的伪造品，并且警告用户或阻止操作装置。

使用谐振电路来识别筒而不是使用其它识别装置的另一个优点是筒能够仅包括用于与气溶胶生成装置电连接的两个电触头。所述两个电触头可用于向加热器供电以用于加热气溶胶形成基质，并且还向谐振电路提供输入信号和从所述谐振电路接收输出信号以用于识别筒。

所述谐振电路可包括电容器和电感器(所谓的LC电路)。这是最简单的谐振电路类型，只需两个部件即可实现。

对于包括电感器和电容器的谐振电路，当电路接收或由以谐振频率交变或振荡的输入交变信号驱动时，谐振发生。谐振频率是其中谐振电路的感抗和容抗量值相等的频率。可以通过等式(1)确定谐振电路的谐振频率：

其中f₀是谐振频率，L是电感器的电感，C是电容器的电容。

谐振电路的电容器和电感器可以串联连接。

谐振电路的电容器和电感器可以并联连接。

在串联和并联LC电路两者中，当容抗和感抗的量值相等但相位相反使得两个电抗彼此抵消时，谐振发生。因此，当电容器和电感器的串联布置产生谐振时，谐振电路的阻抗最小，并且当电容器和电感器的并联布置产生谐振时，谐振电路的阻抗最大。

在优选实施例中，筒包括用于加热气溶胶形成基质的电加热器。

在一些优选实施例中，所述谐振电路和所述电加热器并联连接。在一些特别优选的实施例中，谐振电路的电容器和电感器串联布置，并且谐振电路和电加热器并联连接。

有利地，在谐振电路的电容器和电感器串联布置并且谐振电路和电加热器并联连接，并且将直流(DC)电压施加到筒以加热加热器的情况下，电容器阻挡DC电压，谐振电路有效地充当开路，使得没有直流电流流过谐振电路。相反，仅直流电通过加热器流动，并且因此在加热期间使谐振电路中的能量损失最小化。

在一些优选实施例中，所述谐振电路包括电加热器。

在一些特别优选的实施例中，电加热器包括谐振电路的电感器。所述谐振电路可包括电加热器和电容器。优选地，所述谐振电路包括并联连接的电加热器和电容器。

有利地，在谐振电路中包括电加热器可以简化谐振电路，从而减少气溶胶生成系统，特别是筒中所需的部件的数目。这可以降低气溶胶生成系统的材料和制造成本。有利地，当电加热器和电容器并联连接，并且向筒施加直流(DC)电压以加热加热器时，电容器阻止DC电压，使得没有直流电流过电容器。相反，仅直流电通过加热器流动，并且因此在加热期间使谐振电路中的能量损失最小化。

优选地，其中所述谐振电路包括电加热器，所述电加热器包括具有电感的线圈。在这些实施例中，可以通过改变加热器线圈的电感来改变谐振电路的谐振频率。可以通过改变加热器线圈的几何特性来改变加热器线圈的电感。特别地，可以通过改变加热器线圈的匝数来改变加热器线圈的电感。有利地，含有特定气溶胶形成基质的特定筒可以设置有具有特定匝数的加热器线圈，使得由于线圈加热器的特定电感由线圈的特定匝数产生，每个筒含有具有特定和可识别的谐振频率的特定气溶胶形成基质。

可以通过改变电容器的电容来确定谐振电路的预定谐振频率。在这种情况下，电感器的电感可以是固定的。电感器的电感可以固定在1微亨(μH)，但任何合适的电感值可以用于实现预定的谐振频率。电容器的电容可以通过使用具有不同电容值的电容器而变化。有利地，改变电容器的电容仅涉及改变特定谐振电路的单个部件。可以使用具有用于实现预定谐振频率的合适电容值的任何电容器。电容器的电容可以在约0.1纳法拉(nF)至约200nF的范围内。电容器的电容可通过使用一系列标准电容器值而变化。例如，可以使用以下电容器值：0.27nF、0.39nF、0.56nF、0.82nF、1.2nF、1.8nF、2.7nF、3.9nF、5.6nF和8.2nF。

可以通过改变电感器的电感来确定谐振电路的预定谐振频率。在这种情况下，电容器的电容可以是固定的。电容器的电容可固定在约10纳法拉，但任何合适的电容值可用于实现预定的谐振频率。电感器的电感可通过使用具有不同电感值的电感器而变化。有利地，改变电容器的电容仅涉及改变特定谐振电路的单个部件。可以使用具有用于实现预定谐振频率的合适电感值的任何电感器。电感器的电感可在约1纳亨(nH)与约10微亨(μH)之间的范围内。

可以通过改变电容器的电容和电感器的电感来确定谐振电路的预定谐振频率。电容值和电感值的任何合适组合可用于实现预定谐振频率。

预定谐振频率可以在约10千赫兹(kHz)与约100兆赫兹(MHz)之间的范围内。预定谐振频率可以在约10千赫兹(kHz)与约50兆赫兹(MHz)之间的范围内。

所述谐振电路可包括多个并联布置的电容器。

所述谐振电路可以布置在印刷电路板(PCB)上。在筒包括电加热器且电加热器不是谐振电路的一部分的情况下，谐振电路可布置在其自身单独的PCB上。这允许将谐振电路制造为筒的单独模块化部分，并且充当独立的识别或防伪装置。鉴于可使用相对较少的部件实施谐振电路，因此需要更少的PCB面积，使得PCB可容易地配合在手持式气溶胶生成装置的筒内。

在一些实施例中，电感器直接形成于PCB上作为导电轨道。这可以在PCB制造期间容易地制造，并且减少谐振电路所需的部件数量。

如上所述，谐振电路可包括与电加热器并联连接的电容器。在这些实施例中的一些实施例中，所述谐振电路可被配置成结合电容器的电容使用所述谐振电路的寄生电感以产生谐振。特别地，所述谐振电路包括电加热器，并且当所述电加热器不包括线圈时，所述谐振电路可以被配置成与所述电容器的电容结合使用所述谐振电路的寄生电感以产生谐振。

如本文所用，术语“寄生电感”是指所有“真实”电子部件的不可避免的电感效应，其可以由多个因素产生，例如部件的几何形状、部件的材料或部件在电路中使用的方式。例如，除了电阻之外，电阻器可具有寄生电感，并且除了电容之外，电容器可具有寄生电感。上文术语“真实”用于区分电路中使用的实际物理部件与单纯理论上存在并且具有单个预期特性诸如纯电阻或纯电容而不具有寄生元件的理想部件。通常，寄生电感是不期望的电感效应。此外，其效应通常微不足道，并且在许多应用中可被忽略。然而，发明人已经惊讶地发现，在某些应用中，它可以有益处。

有利地，通过使用谐振电路的寄生电感而非实际电感器部件，可以减少谐振电路中的部件的数目。这简化了电路并减少了电路所需的PCB面积。

由于寄生电感通常较小，因此其产生的谐振频率通常较高。预定谐振频率可以在约10千赫兹(kHz)与约100兆赫兹(MHz)之间的范围内，并且可以在约10千赫兹(kHz)与约50兆赫兹(MHz)之间的范围内。

在谐振电路可被配置成结合电容器的电容使用谐振电路的寄生电感以产生谐振的情况下，可通过改变电容器的电容来确定谐振电路的预定谐振频率。这可以通过使用具有不同电容值的电容器来实现，并且仅涉及改变单个部件以改变不同谐振电路的谐振频率。可以使用具有用于实现预定谐振频率的合适电容值的任何电容器。电容器的电容可以在约1纳法拉(nF)与约100纳法拉(nF)之间的范围内。电容器的电容可通过使用一系列标准电容器值而变化。例如，可以使用以下电容器值：2.7nF、3.9nF、5.6nF、8.2nF、12nF、18nF、27nF、39nF、56nF和82nF。

根据本公开的另一实例，提供了一种用于气溶胶生成系统的筒。筒可包括气溶胶形成基质。在一些实施例中，筒可包括谐振电路的一个或多个部件，其中接收筒的气溶胶生成装置包括谐振电路的其它一个部件或若干部件，其中谐振电路被配置成以预定谐振频率谐振，并且其中预定谐振频率与筒的身份相关联。在一些实施例中，筒包括谐振电路，其中所述谐振电路被配置成以预定谐振频率谐振，并且其中所述预定谐振频率与所述筒的身份相关联。

本文所论述的筒的所有特征可应用于筒或包括此筒的气溶胶生成系统。

在本公开的一些优选实施例中，提供一种用于气溶胶生成系统的筒，所述筒包括：气溶胶形成基质；和谐振电路，其中所述谐振电路被配置成以预定谐振频率谐振，并且其中所述预定谐振频率与所述筒的身份相关联。

筒可包括气溶胶形成基质。如本文所用，术语“气溶胶形成基质”是指能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基质。可通过加热气溶胶形成基质来释放挥发性化合物。优选地，筒包含液体气溶胶形成基质。

气溶胶形成基质在室温下可为液态的。气溶胶形成基质可包括液体和固体组分两者。液体气溶胶形成基质可包括尼古丁。包含液体气溶胶形成基质的尼古丁可为尼古丁盐基质。液体气溶胶形成基质可包括植物基质料。液体气溶胶形成基质可包括烟草。液体气溶胶形成基质可包括含有挥发性烟草香味化合物的含烟草材料，所述材料在加热后即从气溶胶形成基质释放。液体气溶胶形成基质可包括均质化的烟草材料。液体气溶胶形成基质可包括不含烟草的材料。液体气溶胶形成基质可包括均质化的植物类材料。

液体气溶胶形成基质可包括一种或多种气溶胶形成剂。气溶胶形成物是任何适合的已知化合物或化合物的混合物，该化合物在使用中有利于形成致密且稳定的气溶胶并且在系统的操作温度下基本上耐热降解。适合的气溶胶形成剂的实例包括丙三醇和丙二醇。适合的气溶胶形成剂是本领域众所周知的，并且包括但不限于：多元醇，例如三甘醇，1,3-丁二醇和甘油；多元醇的酯，例如甘油单、二或三乙酸酯；和一元、二元或多元羧酸的脂肪酸酯，例如二甲基十二烷二酸酯和二甲基十四烷二酸酯。液体气溶胶形成基质可包括水、溶剂、乙醇、植物提取物和天然或人工调味剂。

液体气溶胶形成基质可包括尼古丁和至少一种气溶胶形成剂。气溶胶形成剂可为丙三醇或丙二醇。气溶胶形成剂可包括丙三醇和丙二醇两者。液体气溶胶形成基质可具有在约0.5％到约10％之间，例如为约2％的尼古丁浓度。

在一些优选实施例中，筒包括加热器。具体地，筒可以包括电加热器。

加热器可包括一个或多个加热元件。加热元件可具有任何适合形状或几何形状。例如，加热元件可以是直的、形成为线圈或具有起伏或蜿蜒形状。加热元件可包括加热线材或细丝，例如Ni-Cr(镍-铬)、铂、钨或合金线材。

加热元件可由具有合适的电性质的任何材料形成。合适的材料包括但不限于：半导体(如掺杂陶瓷)、“导电”陶瓷(如二硅化钼)、碳、石墨、金属、金属合金和由陶瓷材料和金属材料制成的复合材料。此类复合材料可包括掺杂或无掺杂的陶瓷。适合的掺杂陶瓷的实例包括掺杂碳化硅。适合的金属的实例包括钛、锆、钽和铂族金属。

合适的金属合金的实例包含不锈钢；康铜；含镍合金、含钴合金、含铬合金、含铝合金、含钛合金、含锆合金、含铪合金、含铌合金、含钼合金、含钽合金、含钨合金、含锡合金、含镓合金、含锰合金和含铁合金；以及基于镍、铁、钴的超级合金，不锈钢，

基于铁铝的合金以及基于铁锰铝的合金。

是钛金属公司的注册商标。细丝可以涂覆有一个或多个绝缘体。用于导电细丝的优选材料是不锈钢和石墨，更优选的是比如AISI 304、316、304L、316L等300系列不锈钢。另外，导电加热元件可以包括上述材料的组合。可以使用材料的组合来改善对基本平坦的加热元件的阻力的控制。例如，具有高固有电阻的材料可以与具有低固有电阻的材料组合。如果其中一种材料更有利于其他方面，例如价格、可加工性或其他物理和化学参数，则这可能是有利的。有利的是，高电阻率加热器允许更有效地使用电池能量。

加热元件可以是流体可渗透的加热元件。流体可渗透加热元件可包括从加热元件的第一侧延伸到第二侧的多个空隙或孔口，并且流体可以通过这些空隙或孔口。

加热元件可包括基本上平坦的加热元件，从而允许简单的制造。几何学上，术语“基本上平坦的”加热元件用于指呈基本上二维拓扑歧管形式的加热元件。因此，基本上平坦的加热元件基本上沿着表面在两个维度上而非在第三维度上延伸。特别地，基本上平坦的加热元件在表面内两个维度上的尺寸比垂直于所述表面的第三维度上的尺寸大至少五倍。基本上平坦的加热元件的实例为两个基本上平行的假想表面之间的结构，其中这两个假想表面之间的距离显著小于平面内的延伸部分。在一些实施例中，基本上平坦的加热元件为平面的。在其它实施例中，基本上平坦的加热元件沿一个或多个维度弯曲，例如形成圆顶形状或桥形状。

加热元件可包括多个导电丝。术语“丝”用于指代布置于两个电触头之间的电路径。丝可以任意地分叉并分别分成若干路径或丝，或者可以从几个电路径汇聚成一个路径。丝可以具有圆形、正方形、扁平或任何其他形式的横截面。细丝可以以直线或弯曲的方式布置。

加热元件可以是细丝阵列，例如彼此平行布置。优选的是，细丝可形成网。网可以是织造或非织造的。网可以使用不同类型的编织或网格结构来形成。替代地，导电加热元件由细丝阵列或细丝织物组成。导电丝的网格、阵列或织物的特征还在于其保持液体的能力。

在优选的实例中，基本上平坦的加热元件可以由形成为线材网格的线材构造。优选的是，网格采用平纹编织设计。优选地，加热元件是由网状条制成的线格栅。

导电丝可以限定丝之间的空隙，并且所述空隙可以具有在10微米与100微米之间的宽度。优选地，丝引起空隙中的毛细管作用，使得在使用时，要蒸发的液体被抽吸到空隙中，从而增加加热元件与液体气溶胶形成基质之间的接触面积。

导电丝可以形成大小在每厘米60与240条丝(+/-10％)之间的网格。优选地，网格密度在每厘米100与140条丝(+/-10％)之间。更优选的是，网密度为每厘米大约115根细丝。空隙的宽度可以在100微米与25微米之间，优选地在80微米与70微米之间，更优选地为大约74微米。作为空隙的面积与网格的总面积的比率的网格的开放区域的百分比可在40％与90％之间，优选地在85％与80％之间，更优选地是大约82％。

导电丝的直径可以在8微米与100微米之间，优选地在10微米与50微米之间，更优选地在12微米与25微米之间，并且最优选地是大约16微米。丝可以具有圆形的横截面或者可以具有平坦的横截面。

导电丝的网格、阵列或织物的面积可能较小，例如，小于或等于50平方毫米，优选地小于或等于25平方毫米，更优选地是大约15平方毫米。如此选择大小以将加热元件并入到手持式系统中。将导电丝的网格、阵列或织物的大小设定成小于或等于50平方毫米会减少加热导电丝的网格、阵列或织物所需的总功率量，同时仍然确保导电丝的网格、阵列或织物与液体气溶胶形成基质充分接触。导电丝的网格、阵列或织物可以例如是矩形，并且具有在2毫米到10毫米之间的长度以及在2毫米到10毫米之间的宽度。优选地，网格具有大约5毫米乘以3毫米的尺寸。

优选地，细丝由线材制成。更优选地，线材由金属制成，最优选地由不锈钢制成。

加热元件的导电细丝的网格、阵列或织物的电阻可以在0.3欧姆与4欧姆之间。优选地，电阻等于或大于0.5欧姆。更优选地，导电细丝的网格、阵列或织物的电阻在0.6欧姆与0.8欧姆之间，且最优选地是约0.68欧姆。导电丝的网格、阵列或织物的电阻优选的是比导电接触部分的电阻大至少一个数量级，且更优选的是大至少两个数量级。这确保了通过使电流通过加热元件而生成的热集中到导电丝的网或阵列。如果系统由电池供电，那么加热元件具有较低总电阻是有利的。低电阻高电流系统允许向加热元件递送高功率。这允许加热元件快速地将导电丝加热到所要温度。

在一些实施例中，加热元件可包括其中形成有孔口阵列的加热板。举例来说，所述孔口可以通过蚀刻或加工来形成。该板可以由具有合适的电特性的任何材料形成，诸如以上关于加热元件描述的材料。

电触头部分可定位于加热元件的相对端上。电触头部分可以包括两个导电接触垫。导电接触垫可定位于加热元件的边缘区域处。优选地，至少两个导电接触垫可定位于加热元件的端部上。导电接触垫可以直接固定到加热元件的导电丝上。导电接触垫可包括锡贴片。或者，导电接触垫可以与加热元件成一体。

筒可包括液体存储隔室。液体气溶胶形成基质可以容纳在液体存储隔室中。

在一些优选实施例中，液体存储隔室具有彼此连通的第一部分和第二部分。液体存储隔室的第一部分可以位于加热器与液体存储隔室的第二部分相对的侧上。液体气溶胶形成基质可容纳在液体存储隔室的第一部分中。

有利地，所述存储隔室的所述第一部分大于所述存储隔室的所述第二部分。筒可构造成允许用户在筒上进行抽吸或吮吸以便吸入在筒中生成的气溶胶。在使用中，筒的口端开口通常位于加热器的上方，其中存储隔室的第一部分位于口端开口与加热器之间。使存储隔室的第一部分大于存储隔室的第二部分确保了液体从存储隔室的第一部分递送到存储隔室的第二部分，并且因此在使用期间在重力影响下递送到加热器。

筒可以具有口端，用户可以通过口端抽吸所生成的气溶胶。筒可具有被配置成将筒连接到气溶胶生成装置的连接端。

筒的连接端可包括用于将筒电连接到气溶胶生成装置的电触头。筒可包括任何合适数目的电触头，以用于将筒电连接到气溶胶生成装置。例如，筒可包括用于将筒电连接到气溶胶生成装置的两个、三个、四个、五个或六个电触头。优选地，筒仅包括用于将筒电连接到气溶胶生成装置的两个电触头。

在加热器包括基本平坦的加热元件的情况下，加热器的第一侧可面向口端，加热器的第二侧面向连接端。

筒可限定从空气入口经过加热器的第一侧到筒的口端开口的封闭气流路径或通路。封闭气流通路可穿过液体存储隔室的第一部分或第二部分。在一个实施例中，气流路径在液体存储隔室的第一和第二部分之间延伸。气流通路可延伸穿过液体存储隔室的第一部分。例如，液体存储隔室的第一部分可具有环形横截面，其中气流通路从加热器通过液体存储隔室的第一部分延伸到口端部分。备选地，气流通路可从加热器延伸到邻近于液体存储隔室的第一部分的口端开口。

筒可包括毛细管材料。毛细管材料可以将液体存储隔室流体连接到加热器。毛细管材料的一部分可以位于液体存储部分中，并且毛细管材料的一部分可以在液体存储部分外定位到加热器。

在加热器包括线圈加热元件的情况下，线圈加热元件可以围绕定位在液体存储部分之外的液体存储部分的一部分缠绕。

在加热器包括基本平坦的加热元件，该加热元件具有面向口端的第一侧和面向连接端的加热器的第二侧时，筒可包括与加热器的第二侧接触的毛细管材料。这种毛细管材料可以克服重力将液体气溶胶形成基质递送到加热器。通过在使用时要求克服重力移动液体气溶胶形成基质以到达加热器，降低液体的大液滴进入气流通路的可能性。

毛细管材料是借助于毛细管作用能够将液体从材料的一端转移到另一端的材料。毛细管材料可具有纤维状或海绵状结构。毛细管材料优选地包括毛细管束。例如，毛细管材料可以包括多个纤维或线或其他细孔管。纤维或线可以大致对准以朝向加热元件传送液体气溶胶形成基质。在一些实施例中，毛细管材料可包括海绵状或泡沫状材料。毛细管材料的结构可形成多个小孔或小管，液体气溶胶形成基质可通过毛细管作用通过所述多个小孔或小管输送。在加热器包括空隙或孔口的情况下，毛细管材料可延伸到加热器的空隙或孔口中。加热器可通过毛细管作用将液体气溶胶形成基质抽吸到空隙或孔口中。

毛细管材料可以包括任何合适的材料或材料的组合。合适材料的示例是海绵或泡沫材料，呈纤维或烧结粉末的形式的陶瓷或石墨基材料，泡沫金属或塑料材料，例如由纺制或挤出纤维制造的纤维状材料，如醋酸纤维素、聚酯或粘合聚烯烃、聚乙烯、涤纶或聚丙烯纤维、尼龙纤维或陶瓷。毛细管材料可以具有任何合适的毛细管作用和孔隙度，以便与不同的液体物理性质一起使用。液体气溶胶形成基质具有包含但不限于粘度、表面张力、密度、热导率、沸点和蒸汽压力的物理性质，这些物理性质允许通过毛细作用将液体气溶胶形成基质运送穿过毛细管介质。

在一些实施例中，筒包含用于保持液体气溶胶形成基质的保持材料。所述保持材料可以位于所述液体存储隔室中。在液体存储隔室包括第一部分和第二部分的情况下，所述保持材料可以位于所述液体存储隔室的第一部分、所述存储隔室的第二部分或所述存储隔室的所述第一部分和所述第二部分两者中。保持材料可为泡沫、海绵或纤维集合。保持材料可由聚合物或共聚物形成。在一个实施例中，保持材料是纺丝聚合物。液体气溶胶形成基质可在使用期间释放到保持材料中。例如，可将液体气溶胶形成基质设置在胶囊中。

筒可包括保持材料和毛细管材料。

筒可包括壳体。壳体可由可模制的塑料材料形成，所述塑料材料例如是聚丙烯(PP)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。壳体可形成液体存储隔室的一个或两个部分的壁的部分或全部。壳体和液体存储隔室可一体地形成。备选地，液体存储隔室可与壳体分开形成，并且组装到壳体。

根据本公开的另一实例，提供了一种用于与包括谐振电路的筒一起使用的气溶胶生成装置。气溶胶生成装置可包括被构造成可移除地接收筒的壳体。所述气溶胶生成装置可包括用于向筒供电的电源。所述气溶胶生成装置可包括控制电路系统，所述控制器包括控制器，所述控制器被配置成：当所述气溶胶生成装置接收所述筒时确定所述谐振电路的谐振频率；以及基于所确定的谐振频率识别所述筒。

在一些实施例中，所述气溶胶生成装置可包括谐振电路的一个或多个部件，其中由所述气溶胶生成装置接收的筒包括所述谐振电路的其它一个部件或若干部件，其中所述谐振电路被配置成以预定谐振频率谐振，并且其中所述预定谐振频率与筒的身份相关联。

本文讨论的气溶胶生成装置的所有特征可以应用于气溶胶生成装置或包括此类气溶胶生成装置的气溶胶生成系统。

在本公开的一些优选实施例中，提供一种用于与包括谐振电路的筒一起使用的气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置包括：壳体，所述壳体被构造成可移除地接收所述筒；电源，所述电源用于向所述筒供电；和控制电路系统，其包括控制器，所述控制器被配置成：当所述筒由所述气溶胶生成装置接收时确定所述谐振电路的谐振频率；并基于所确定的谐振频率识别所述筒。

气溶胶生成装置包括控制电路系统。控制电路系统包括控制器。所述控制器被配置成当所述筒由所述气溶胶生成装置接收时确定所述谐振电路的谐振频率。所述控制器还被配置成基于所确定的谐振频率识别所述筒。控制电路系统可以被配置成以任何合适的方式使得控制器能够在筒由气溶胶生成装置接收时确定谐振电路的谐振频率，并且基于所确定的谐振频率识别筒。

在一些实施例中，控制电路系统可以被配置成测量来自谐振电路的振荡信号的振荡持续时间以确定谐振电路的谐振频率。

在一些实施例中，控制电路系统可以被配置成测量来自谐振电路的振荡信号的预定时间段内的振荡次数，以确定谐振电路的谐振频率。

在一些优选实施例中，控制电路系统被配置成与筒的谐振电路形成振荡器。振荡器被配置成产生具有等于谐振电路的预定谐振频率的频率的振荡信号。优选地，振荡器由直流(DC)电压源供电。

振荡器可包括电压比较器。合适的示例性电压比较器是来自Texas InstrumentsIncorporated的LM311。电压比较器的输出可以供应给控制器。控制器可以被配置成确定控制器的输出的频率。

振荡器可以是多振动器。具体地说，振荡器可以是非稳态多谐振动器，其被配置成响应于来自谐振电路的振荡信号而在高态与低态两态之间切换。振荡器可以是自由运行的多振动器。

有利地，配置控制电路系统以与筒的谐振电路形成振荡器可以使气溶胶生成装置能够在不向谐振电路提供振荡信号的情况下确定谐振电路的谐振频率。这可以降低气溶胶生成装置的电路系统的复杂性和成本。

在一些实施例中，控制器可以被配置成测量振荡器的输出信号的一个或多个振荡的持续时间以确定输出信号的频率，并且相应地确定谐振电路的谐振频率。在一些实施例中，控制器可以被配置成对在预定时间段内振荡器的输出信号的振荡次数进行计数，以确定输出信号的频率，并且相应地确定谐振电路的谐振频率。

振荡器可以被配置成产生具有等于谐振电路的谐振频率的频率的方波信号。换句话说，振荡器的输出信号可以离散脉冲生成。

在一些实施例中，控制器可以被配置成测量振荡器的输出信号的一个或多个脉冲的持续时间以确定输出信号的频率，并且相应地确定谐振电路的谐振频率。此方法可能最适合低频率，例如千赫范围内的频率。这是因为控制器的采样率需要随着频率增加而增加，以便能够区分频率的变化。控制器的采样率可以是任何合适的采样率。控制器的取样速率可以是每秒至少5兆样本(Msps)，优选每秒至少10兆样本，更优选每秒至少100兆样本，甚至更优选每秒至少130兆样本。

在一些优选实施例中，控制器可以被配置成在预定时间段内对振荡器的输出信号的脉冲数进行计数，以确定输出信号的频率，并且相应地确定谐振电路的谐振频率。换句话说，控制器可以配置有计数器以用于对预定时间段内的脉冲数进行计数。预定时间段可以是任何合适的时间。例如，预定时间段可在约1毫秒到约1秒之间、或约1毫秒到约500毫秒之间，或约10毫秒到约100毫秒之间。

在筒包括电加热器的情况下，优选地，控制器被配置成当正确定谐振电路的谐振频率时防止向电加热器供电以用于加热气溶胶形成基质。有利地，当正确定谐振电路的谐振频率时防止向电加热器供电以用于加热气溶胶形成基质可以减少来自振荡器的振荡信号的干扰。

所述控制器还被配置成基于所确定的谐振频率识别所述筒。控制器可以任何合适方式识别筒或包含在筒中的气溶胶形成基质。

在一些实施例中，控制器被配置成询问存储在控制器的存储器中的查找表，并将所确定的谐振频率与存储在查找表中的一个或多个参考谐振频率进行比较。

换句话说，控制器可包括存储一个或多个参考谐振频率值的存储器，每个参考谐振频率值与特定筒身份相关联。所述控制器被配置成将从所述谐振电路测量确定的谐振频率值与存储在所述查找表中的参考谐振频率值进行比较。在确定的谐振频率值与存储在查找表中的参考谐振频率值匹配的情况下，确定筒身份是与匹配的参考谐振频率值相关联的筒身份。

应了解，参考频率值的范围可存储在查找表中，并且每个参考谐振频率值范围可与特定筒身份相关联。当将所确定的谐振频率值与谐振频率值的范围进行比较时，并且所确定的谐振频率值落在参考谐振频率值的范围内时，所述筒身份被确定为与所确定谐振频率值所属的参考频率值的范围相关联的筒身份。

所述控制器可被配置成基于所确定的筒的身份控制从气溶胶生成装置的电源到筒的电加热器的供电。

在一些实施例中，控制器可被配置成如果未识别筒的身份，则防止从电源向电加热器供电。换句话说，如果所确定的谐振频率不等于预期谐振频率值，则控制器可以被配置成防止从电源向电加热器供电。在参考谐振频率值的查询表存储在控制器的存储器中的实施例中，控制器可以被配置成当所确定的谐振频率与存储的参考谐振频率值中的任一个不匹配时防止向电加热器供电。有利地，当所确定的谐振频率与预期谐振频率不匹配时防止向电加热器供电可以防止或禁止未授权的筒与气溶胶生成装置一起使用。

在一些实施例中，控制器可以被配置成基于所确定的筒的身份调节从电源向电加热器的供电。这可以使气溶胶生成装置将不同筒中所含的不同气溶胶形成基质加热到不同温度。

有利地，基于所确定的筒身份配置控制器以调节向电加热器的供电可以使得气溶胶生成装置能够与含有不同气溶胶形成基质的不同类型的筒一起使用。由于不同的气溶胶形成基质可能需要加热到不同的温度以实现具有所需特性的气溶胶，因此基于所确定的筒特性调节向加热器的供电可确保气溶胶生成装置被配置成从包含不同的气溶胶形成基质的不同的筒生成最佳气溶胶。

在一些实施例中，所述控制器可被配置成当确定第一筒身份时向电加热器供应第一功率，且所述控制器还可以被配置成当确定不同于第一筒身份的第二筒身份时向电加热器供应不同于第一功率的第二功率。

控制电路系统包括控制器。控制器可以包括微控制器。微处理器可为可编程微处理器、微控制器或专用一体化芯片(ASIC)或能够提供控制的其它电路系统。控制电路系统可包括其它电子部件。例如，在一些实施例中，控制电路系统可包括传感器、开关、显示元件中的任一个。可以在激活装置之后持续地向气溶胶生成元件供电，或者可以间歇地，诸如在逐口抽吸的基础上供电。可例如借助于脉冲宽度调制(PWM)以电流脉冲的形式向气溶胶生成元件供电。电源可以是电池。电池可以是装置内的磷酸铁锂电池。作为替代，电源可以是另一种形式的电荷存储装置，诸如电容器。

电源可以是DC电源。电源可以是电池。电池可为基于锂的电池，例如锂钴、锂铁磷酸盐、钛酸锂或锂聚合物电池。电池可为镍金属氢化物电池或镍镉电池。电源可为另一形式的电荷储存装置，例如，电容器。电源可为再充电的，并且针对许多充放电循环而配置。电源可能具有允许存储足够能量以供一个或多个用户体验的容量；例如，电源可以具有足够的容量以允许连续生成气溶胶持续约六分钟的时间，对应于抽一支常规香烟所耗费的典型时间，或持续多个六分钟的时间。在另一实例中，电源可具有足够的容量以允许雾化器组件的预定次数的抽吸或分立激活。

气溶胶生成装置可包括壳体。壳体可为细长的。壳体可包括任何合适的材料或材料的组合。适合的材料的实例包括金属、合金、塑料或包含那些材料中的一种或多种的复合材料，或适用于食物或药物应用的热塑性材料，例如聚丙烯、聚醚醚酮(PEEK)和聚乙烯。优选地，材料轻质并且无脆性。

气溶胶生成装置可具有连接端，该连接端被配置成将气溶胶生成装置连接到筒。

气溶胶生成装置的连接端可包括用于将气溶胶生成装置电连接到筒的电触头。气溶胶生成装置可包括任何合适数目的电触头，以用于所述气溶胶生成装置与所述筒的电连接。例如，气溶胶生成装置可包括用于将气溶胶生成装置电连接到筒的两个、三个、四个、五个或六个电触头。优选地，气溶胶生成装置仅包括用于将气溶胶生成装置电连接到筒的两个电触头。

气溶胶生成装置可以具有与连接端相对的远端。所述远端可包括电连接器，所述电连接器被配置成将所述气溶胶生成装置连接到外部电源的电连接器，以用于对所述气溶胶生成装置的电源充电。

根据本公开，提供了一种气溶胶生成系统，其包括如上所述的筒和如本文所述的气溶胶生成装置。

气溶胶生成系统可为手持式气溶胶生成系统，其配置成允许用户在烟嘴上吸气以通过口端开口抽吸气溶胶。气溶胶生成系统可具有与常规雪茄或香烟相当的尺寸。气溶胶生成系统可具有在约30mm与约150mm之间的总长度。气溶胶生成系统可具有在约5mm与约30mm之间的外径。

本发明在权利要求书中限定。然而，下文提供了非限制性实例的非详尽清单。这些实例的任何一个或多个特征可与本文中所述的另一实例、实施例或方面的任何一个或多个特征组合。

实例Ex1.一种气溶胶生成系统，所述气溶胶生成系统包括：

筒，所述筒包括气溶胶形成基质；

谐振电路，其中所述筒包括所述谐振电路的至少一部分，并且所述谐振电路被配置成以预定谐振频率谐振，并且其中所述预定谐振频率与所述筒的身份相关联；以及

气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置包括：

壳体，所述壳体被构造成可移除地接收所述筒；

电源，所述电源用于向所述筒供电；以及

包括控制器的控制电路系统，所述控制器被配置成：

当所述筒由所述气溶胶生成装置接收时确定所述谐振电路的谐振频率；以及

基于所确定的谐振频率识别所述筒。

实例Ex2.根据实例Ex1的气溶胶生成系统，其中所述筒包括用于加热所述气溶胶形成基质的电加热器。

实例Ex3.根据实例Ex2的气溶胶生成系统，其中所述谐振电路包括所述电加热器。

实例Ex4.根据实例Ex3的气溶胶生成系统，其中所述电加热器包括具有电感的线圈。

实例Ex5.根据实例Ex1至Ex4中任一实例的气溶胶生成系统，其中所述谐振电路包括电容器和电感器。

实例Ex6.根据实例Ex5的气溶胶生成系统，其中所述电容器和所述电感器串联连接。

实例Ex7.根据实例Ex5的气溶胶生成系统，其中所述电容器和所述电感器并联连接。

实例Ex8.根据实例Ex5、Ex6或Ex7中任一实例的气溶胶生成系统，其中所述筒包括所述电感器。

实例Ex9.根据实例Ex8的气溶胶生成系统，其中通过改变所述谐振电路的电感器的电感来确定所述谐振电路的预定谐振频率。

实例Ex10.根据实例Ex4的气溶胶生成系统，其中所述谐振电路包括电容器和电感器，其中所述电加热器包括具有电感的线圈，并且其中所述电加热器包括所述谐振电路的电感器。

实例Ex11.根据实例Ex10的气溶胶生成系统，其中所述谐振电路的电容器与所述电加热器并联连接。

实例Ex12.根据实例Ex8至Ex11中任一实例的气溶胶生成系统，其中所述筒包括所述电容器。

实例Ex13.根据实例Ex8至Ex12中任一实例的气溶胶生成系统，其中所述筒包括所述谐振电路。

实例Ex14.根据实例Ex8至Ex11中任一实例的气溶胶生成系统，其中，所述气溶胶生成装置包括所述电容器。

实例Ex15.根据实例Ex5、Ex6或Ex7中任一实例的气溶胶生成系统，其中所述筒包括所述电容器。

实例Ex16.根据实例Ex15的气溶胶生成系统，其中通过改变所述谐振电路的电容器的电容来确定所述谐振电路的预定谐振频率。

实例Ex17.根据实例Ex15或Ex16的气溶胶生成系统，其中所述气溶胶生成装置包括所述电感器。

实例Ex18.根据实例Ex5至Ex17中任一实例的气溶胶生成系统，其中所述谐振电路包括多个并联连接的电容器。

实例Ex19.根据实例Ex5至Ex18中任一实例的气溶胶生成系统，其中所述谐振电路包括电容器，并且所述谐振电路的预定谐振频率取决于所述电容器的电容和所述谐振电路的寄生电感。

实例Ex20.根据实例Ex5至Ex19中任一实例的气溶胶生成系统，其中所述电容器的电容在约0.1纳法拉(nF)与约200纳法拉(nF)之间的范围内。

实例Ex21.根据实例Ex5至Ex20中任一实例的气溶胶生成系统，其中所述电感器的电感在约1纳亨(nH)与约10微亨(μH)之间的范围内。

实例Ex22.根据实例Ex1至Ex21中任一实例的气溶胶生成系统，其中所述预定谐振频率在约10千赫兹(kHz)与约100兆赫兹(MHz)之间的范围内。

实例Ex23.根据实例Ex1至Ex22中任一实例的气溶胶生成系统，其中所述谐振电路布置在印刷电路板(PCB)上。

实例Ex24.根据实例Ex1至Ex23中任一实例的气溶胶生成系统，其中所述控制电路系统被配置成与所述谐振电路形成振荡器，所述振荡器被配置成产生具有为所述谐振电路的预定谐振频率的频率的振荡信号。

实例Ex25.根据实例Ex24的气溶胶生成系统，其中所述控制电路系统被配置成测量来自所述振荡器的所述振荡信号的频率。

实例Ex26.根据实例Ex25的气溶胶生成系统，其中所述控制电路系统被配置成测量来自所述振荡器的所述振荡信号的振荡的持续时间以确定所述谐振电路的谐振频率。

实例Ex27.根据实例Ex25的气溶胶生成系统，其中所述控制电路系统被配置成测量来自振荡器的振荡信号的预定时间段内的振荡次数，以确定所述谐振电路的谐振频率。

实例Ex28.一种用于气溶胶生成系统的筒，所述筒包括：

气溶胶形成基质；以及

谐振电路，其中所述谐振电路被配置成以预定谐振频率谐振，并且其中所述预定谐振频率与所述筒的身份相关联。

实例Ex29.根据实例Ex28的筒，其中所述筒包括用于加热所述气溶胶形成基质的电加热器。

实例Ex30.根据实例Ex29的筒，其中所述谐振电路包括所述电加热器。

实例Ex31.根据实例Ex30的筒，其中所述电加热器包括具有电感的线圈。

实例Ex32.根据实例Ex28至31中任一实例的筒，其中所述谐振电路包括电容器和电感器。

实例Ex33.根据实例Ex32的筒，其中所述电容器和所述电感器串联连接。

实例Ex34.根据实例Ex32的筒，其中所述电容器和所述电感器并联连接。

实例Ex35.根据实例Ex31的筒，其中所述谐振电路包括电容器和电感器，并且其中所述电加热器包括所述电感器。

实例Ex36.根据实例Ex35的筒，其中所述谐振电路的电容器与所述电加热器并联连接。

实例Ex37.根据实例Ex32至Ex36中任一实例的筒，其中所述谐振电路包括多个并联连接的电容器。

实例Ex38.根据实例Ex28至Ex31中任一实例的筒，其中所述谐振电路包括电容器，并且所述谐振电路的预定谐振频率取决于所述电容器的电容和所述谐振电路的寄生电感。

实例Ex39.根据实例Ex32至Ex38中任一实例的筒，其中所述电容器的电容在约0.1纳法拉(nF)与约200纳法拉(nF)之间的范围内。

实例Ex40.根据实例Ex32至Ex37中任一实例的筒，其中所述电感器的电感在约1纳亨(nH)与约10微亨(μH)之间的范围内。

实例Ex41.根据实例Ex28至Ex40中任一实例的筒，其中所述预定谐振频率在约10千赫兹(kHz)与约100兆赫兹(MHz)之间的范围内。

实例Ex42.根据实例Ex28至Ex40中任一实例的筒，其中所述谐振电路布置在印刷电路板(PCB)上。

实例Ex43.一种用于与包括谐振电路的筒一起使用的气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置包括：

壳体，所述壳体被构造成可移除地接收所述筒；

电源，所述电源用于向所述筒供电；以及

包括控制器的控制电路系统，所述控制器被配置成：

当所述筒由所述气溶胶生成装置接收时确定所述谐振电路的谐振频率；以及

基于所确定的谐振频率识别所述筒。

实例Ex44.根据实例Ex43的气溶胶生成装置，其中所述控制电路系统被配置成与所述筒的所述谐振电路形成振荡器，所述振荡器被配置成产生具有为所述谐振电路的预定谐振频率的频率的振荡信号。

实例Ex45.根据实例Ex44的气溶胶生成装置，其中所述控制电路系统被配置成测量来自所述振荡器的所述振荡信号的频率。

实例Ex46.根据实例Ex45的气溶胶生成装置，其中所述控制电路系统被配置成测量来自所述振荡器的所述振荡信号的振荡持续时间以确定所述谐振电路的谐振频率。

实例Ex47.根据实例Ex45的气溶胶生成装置，其中所述控制电路系统被配置成测量来自所述振荡器的所述振荡信号的预定时间段内的振荡次数以确定所述谐振电路的谐振频率。

附图说明

现在将参考附图进一步描述若干实施例，其中：

图1示出根据本公开的实例的包括气溶胶生成装置和由气溶胶生成装置可移除地接收的筒的气溶胶生成系统的示意性图示；

图2示出图1的气溶胶生成系统的主要电气部件的框图；

图3示出图1的气溶胶生成系统的电路的示意电路图；

图4示出适合图1的气溶胶生成系统的电路的替代性实例的示意电路图；

图5示出根据本公开的另一实例的包括气溶胶生成装置和由气溶胶生成装置可移除地接收的筒的气溶胶生成系统的示意性图示；

图6示出图5的气溶胶生成系统的主要电气部件的框图；以及

图7示出图1的气溶胶生成系统的电路的示意性电路图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的气溶胶生成系统的实例的示意性图示。该气溶胶生成系统包括两个主要部件，筒100和主体部分200。筒100的连接端115可移除地连接到主体部分200的对应连接端205。主体部分200包含电池210和控制电路系统220，所述电池在此实例中是可充电锂离子电池。气溶胶生成系统是便携式的，并且具有相当于常规雪茄或香烟的大小。烟嘴布置在筒100的与连接端115相对的端部处。

筒100包括壳体105，该壳体包含加热器组件120以及具有第一部分130和第二部分135的液体存储隔室。液体气溶胶形成基质被保持在液体存储隔室中。尽管图1中未图示，液体存储隔室的第一部分130连接到液体存储隔室的第二部分135，使得第一部分130中的液体可以传递到第二部分135。加热器组件120从液体存储隔室的第二部分135接收液体。在此实施例中，加热器组件120包括流体可渗透加热元件。

气流通路140、145从形成在壳体105的一侧中的空气入口150经过加热器组件120延伸穿过筒100，并从加热器组件120延伸到在筒100的与连接端115相对的端部处的壳体105中形成的烟嘴开口110。

筒100的部件被布置成使得液体存储隔室的第一部分130在加热器组件120与烟嘴开口110之间，且液体存储隔室的第二部分135位于加热器组件100的与烟嘴开口110相对的一侧上。换句话说，加热器组件120位于液体存储隔室的两个部分130、135之间，并且从第二部分135接收液体。液体存储隔室的第一部分130比液体存储隔室的第二部分135更靠近烟嘴开口110。气流通路140、145经过加热器组件110并在液体存储隔室的第一部分130与第二部分135之间延伸。

主体部分200包括壳体202，该壳体包含电池210和控制电路系统220。

该系统被配置成使得使用者可在筒的烟嘴开口110上进行抽吸或吮吸以将气溶胶吸入其口中。在操作中，当使用者在烟嘴开口110上进行抽吸时，空气通过气流通路140、145从空气入口150经过加热器组件120被抽吸到烟嘴开口110。当所述系统激活时，控制电路系统220控制电池210到筒100的电力供应。这又控制加热器组件120产生的蒸气的量和性质。控制电路系统220可以包括气流传感器(未示出)，并且当气流传感器检测到使用者在筒100上抽吸时，控制电路系统220可以向加热器组件120供应电功率。这一类型的控制布置在例如吸入器和电子香烟等气溶胶生成系统中沿用已久。因此，当使用者在筒100的烟嘴开口110上进行抽吸时，加热器组件120被激活，并生成蒸气，该蒸气被夹带在穿过气流通路140的气流中。蒸气在通路145中的气流内冷却以形成气溶胶，该气溶胶接着通过烟嘴开口110被抽吸到使用者的口中。

在操作中，烟嘴开口110通常是所述系统的最高点。筒100的构造，且具体来说加热器组件120在液体存储隔室的第一部分130与第二部分135之间的布置是有利的，因为它利用重力来确保液体基质被递送到加热器组件120，即使在液体存储隔室变空时也是如此，但是防止了液体过多地供应到加热器组件120，这种过多供应可能导致液体泄漏到气流通路140中。

图2示出了方框图，其示出了包括筒100和气溶胶生成装置200的图1的气溶胶生成系统的主要电气和电子部件。筒100包括与谐振电路155(图1中未示出)并联连接的电加热器120。谐振电路155被配置成以与筒100的身份相关联的预定谐振频率谐振。通过确定谐振电路155的谐振频率，气溶胶生成装置200能够识别筒100和包含在筒100中的气溶胶形成基质，并且控制对电加热器120的供电以产生从气溶胶形成基质生成最佳气溶胶的适当温度。

谐振电路155包括串联连接的电感器L1和电容器C1。谐振电路155并联连接在电加热器120两端。

通过谐振电路155和电加热器120的此布置，筒100与气溶胶生成装置200之间仅需要两个电连接。两个电连接可用于向加热器120供电以用于加热气溶胶形成基质，向谐振电路155提供输入信号，从谐振电路155接收输出信号以确定谐振电路155的谐振频率，并且确定筒100的身份。因此，筒100包括用于与气溶胶生成装置200电连接的单对电触头160。

气溶胶生成装置200包括充当电源的电池210和控制电路系统220，该控制电路系统控制从电池210到筒100的供电。气溶胶生成装置200还包括与筒100的一对电触头160互补的单对电触头260，以用于气溶胶生成装置200与筒100的电连接。

控制电路系统220包括微控制器(MCU)230。微控制器230被配置成控制对电加热器120的电力供应，这在图2中通过DC电压源V1和开关S1示出，所述开关可以是晶体管或其它合适的电子开关。微控制器230通过脉冲宽度调制(PWM)调制DC电压源V1以便以一系列脉冲向电加热器120供电。给电加热器120的功率通过控制一系列脉冲的占空比来控制，所述占空比控制电加热器120的温度。在DC电压源V1与电加热器120之间没有串联连接可产生热量的无源部件，例如电阻器或电感器。这有助于减少电加热器120的加热期间的能量损失。

控制电路系统220还包括连接到谐振电路155的识别电路系统240。微控制器230还被配置成经由识别电路系统240控制对谐振电路155的电力供应。微控制器230控制经由识别电路系统240向谐振电路155供应电力的配置在图2中由DC电压源V2和开关S2示出，所述开关可以是晶体管或其它合适的电子开关。微控制器230还被配置成从识别电路系统240接收输出信号，并且从识别电路系统240的输出信号确定谐振电路155的谐振频率，如下文关于图3更详细地描述的。

尽管图2中示出了与微控制器230分开的两个单独的电压源V1和V2，但应了解，在实践中，这两个电压源由微控制器230提供。在一些实施例中，还应当理解，气溶胶生成装置实际上可包括两个单独的电源，例如两个单独的电池，其可以单独地形成电压源V1和V2。

图3示出图1和图2的气溶胶生成系统的电路的示意电路图。

筒100包括并联连接的电加热器120和谐振电路155。电加热器120是电阻性加热器，因此在图3中指示为RH。谐振电路155包括串联连接的电容器C1和电感器L1。

在此实施例中，电阻性加热器RH被认为不具有电感，并且因此未示出形成谐振电路155的一部分。然而，应了解，在其它实施例中，电阻性加热器RH可具有电感且可形成谐振电路155的一部分。

筒100包括一对电触头160，该电触头在筒100由气溶胶生成装置200接收时经由气溶胶生成装置200上的一对互补电触头260将筒100电连接到气溶胶生成装置200。

气溶胶生成装置200包括控制电路系统220，该控制电路系统包括微控制器230和识别电路系统240。图3中未示出气溶胶生成装置200的电池210，但示出了上文在图2中示出的第一DC电压源V1、开关S1、第二DC电压源V2和开关S2。

如图3中所示，第一电压源V1直接连接到电加热器RH。应了解，在其它实施例中，电压源V2可例如通过电阻器间接连接到电加热器RH。微控制器230和第一电压源V1被配置成将功率脉冲提供到电加热器RH以用于加热筒100中的气溶胶形成基质。来自第一电压源V1的功率脉冲的占空比由微控制器230通过脉冲宽度调制(PWM)控制以控制电加热器RH的温度。与电加热器RH并联连接的谐振电路的电容器C1防止DC电流通过电感器L1汲取，并且因此当功率脉冲从第一电压源V1供应到电加热器RH以用于加热气溶胶形成基质时，使通过电感器L1的电流损失最小化。

同样如图3所示，第二电压源V2直接连接到识别电路系统240。识别电路系统240经由将第一电压源V1连接到加热器RH的相同轨连接到筒100中的谐振电路155。识别电路系统240的输出连接到微控制器230。

在此实施例中，识别电路240被配置为振荡器，其输出具有等于谐振电路155的预定谐振频率的频率的方波信号。

识别电路240包括电压比较器U5。在此实施例中，比较器U5是来自TexasInstruments Incorporated(德州仪器公司)的LM311，然而，应了解，可使用其它比较器。

第二电压源V2连接到电压比较器U5的正极供电端子(引脚8)。第二电压源V2还经由包括相等的100千欧电阻器R3和R4的分压器连接到电压比较器U5的非反相输入(引脚2)。经由10千欧电阻器R2提供从电压比较器U5的输出(引脚7)到电压比较器U5的非反相输入(引脚2)的反馈回路。在第二电压源V2、电压比较器U5的输出(引脚7)和电阻器R2之间也提供1千欧电阻器R1，以便提供第二电压供应V2与电压比较器U5的输出之间的电压降。22纳法拉电容器C5连接到电压比较器U5的反相输入(引脚3)，并且还经由100千欧的电阻器R5连接到比较器U5的输出(引脚7)。电压比较器U5的非反相输入(引脚2)也经由与10微法拉电解电容器C4并行布置的100纳法拉电容器C2连接到筒100。电容器C2和C4是解耦电容器，其允许交流振荡在谐振电路155与识别电路240之间传递，同时防止DC信号在谐振电路155与识别电路240之间传递。提供电容器C2以允许高频率通过，并且提供电解电容器C4以允许低频率通过。

当开关S2闭合且第二电压源V2连接到识别电路时，由于由相等电阻器R3和R4形成的分压器，电压比较器U5的非反相输入处的电压约为V2的一半(如果我们使用V2为约3伏的实例，则其约为1.5伏)。此输入使得电压比较器U5产生约V2的输出(约3伏)。电压比较器U5的输出通过电阻器R5为电容器C5充电，直到电压比较器U5的反相输入处的电压也是约V2的一半(约1.5伏)。当电压比较器U5的反相输入达到约V2的一半(约1.5伏)，其电压与非反相输入的电压相同，电压比较器U5的输出切换到低电平，从而将瞬态电压感应到识别电路中。此瞬态电压经由电阻器R2和电容器C2、C4馈送到筒100中的谐振电路155，且维持谐振电路155以谐振电路155的预定谐振频率谐振。发生谐振的谐振电路155影响电压比较器U5的非反相输入处的电压，这造成在电压比较器U5的输出处产生具有为谐振电路155的预定谐振频率的频率的方波。通过电阻器R2和电容器C2将来自电压比较器U5的方波输出反馈到谐振电路155，这维持谐振电路的谐振振荡。来自电压比较器U5的方波输出也通过电阻器R5馈送回电容器C5，这继而在电压比较器U5的反相输入处感生AC信号。电压比较器U5的输出与电压比较器U5的反相输入处的AC信号之间的相差使得电压比较器U5的输出为方波信号。

来自电压比较器U5的方波输出供应到微控制器230，该微控制器被配置成确定方波输出的频率。

在此实例中，微控制器230被配置成通过对在约100毫秒的预定时间段内的振荡或脉冲的数目进行计数来确定识别电路240的方波输出的频率，从而确定谐振电路155的谐振频率。应当理解，可以使用其它预定时间段，例如在约10毫秒与约200毫秒之间。还应当理解，在其它实施例中，微控制器230可以被配置成通过测量一个或多个振荡或脉冲的持续时间来确定方波输出的频率从而确定谐振电路155的谐振频率。

在此实例中，微控制器230被配置成在第二电压源V2经由开关S2连接到识别电路240之前经由开关S1从电加热器RH断开第一电压源V1。有利地，这减少了第一电压源V1对识别电路系统240的方波输出的干扰。

在此实例中，微控制器230包括存储查找表的存储器(未示出)，所述查找表包括多个参考谐振频率值和功率值，其中每个参考谐振频率值与特定筒身份相关联。每个相关联的筒身份涉及包含在筒中的特定气溶胶形成基质。每个相关联的功率值对应于从筒中所含的特定气溶胶形成基质供应到电加热器以产生最佳气溶胶所需的功率。

微控制器230被配置成通过将所确定的谐振频率与存储在查找表中的多个参考谐振频率值进行比较，基于所确定的谐振频率来确定筒100的身份。

当所确定的谐振频率与存储的参考谐振频率值中的一个匹配时，微控制器230被配置成将筒100的身份确定为与查找表中的匹配参考谐振频率值相关联的筒身份。微控制器230还被配置成根据与查找表中的筒身份相关联的功率值控制第一电压源V1以向筒100中的电加热器RH供电。

当所确定的谐振频率与查找表中存储的任何参考谐振频率值不匹配时，微控制器230被配置成确定筒是未经授权的筒。当微控制器230确定筒未获授权时，微控制器230被配置成防止电力从第一电压源V1供应到电加热器RH以加热筒中的气溶胶形成基质。

图4示出适合图1的气溶胶生成系统的电路的替代性实例的示意电路图。图4的示例电路与图3的示例电路基本上相同，因此，等效特征已被给出等效附图标记。

图3的示例电路和图4的示例电路之间的唯一差异是图4的示例电路的谐振电路155不包括图3的示例电路的电感器L1。图4的示例电路使用谐振电路155的寄生电感Lp，其主要由电容器C1的寄生电感组成，而不是图3的示例电路的电感器L1。在此实施例中，加热器RH被认为不具有电感。然而，应了解，在大多数实施例中，加热器RH将具有可感知的电感，且将对谐振电路155的寄生电感Lp有贡献。在一些实施例中，加热器RH的寄生电感显著高于谐振电路中其它部件的寄生电感，在这些实施例中，谐振电路的谐振频率主要由电容器C1的电容和加热器RH的电感确定。

谐振电路155的寄生电感Lp通常显著低于“真实”电感器(例如图3的示例电路的电感器L1)的电感。因此，图4的示例电路的谐振电路155的谐振频率通常明显高于包括“真实”电感器，例如图3的示例电路的谐振电路的谐振频率。

有利地，在不提供“真实”电感器的情况下使用谐振电路的寄生电感可以降低谐振电路的复杂性，并且降低筒的部件的成本。

图5是根据本发明的气溶胶生成系统的另一实例的示意性图示。图5、6和7的气溶胶生成系统与图1的气溶胶生成系统基本上相似，因此，等效特征已给出等效附图标记。

该气溶胶生成系统包括两个主要部件，筒100和主体部分200。筒100的连接端115可移除地连接到主体部分200的对应连接端205。主体部分包括电池210和控制电路系统220，所述电池在此实例中是可充电锂离子电池。气溶胶生成系统是便携式的，并且具有相当于常规雪茄或香烟的大小。烟嘴布置在筒100的与连接端115相对的端部处。

筒100包括壳体105，该壳体包含加热器组件120和液体存储隔室130。液体气溶胶形成基质被保持在液体存储隔室中。

在此实施例中，加热器组件120包括呈加热线圈形式的加热元件。加热器组件120通过毛细管芯122从液体存储隔室130接收液体。毛细管芯122的一端位于液体存储隔室130中，并且毛细管芯122的另一端位于液体存储隔室130的外部并且由加热线圈120围绕。

气流通路140、145从形成在壳体105的一侧中的空气入口150经过加热器组件120延伸穿过筒100，并从加热器组件120延伸到在筒100的与连接端115相对的端部处的壳体105中形成的烟嘴开口110。

主体部分200包括壳体202，该壳体包含电池210和控制电路系统220。

该系统被配置成使得使用者可在筒的烟嘴开口110上进行抽吸或吮吸以将气溶胶吸入其口中。在操作中，当使用者在烟嘴开口110上进行抽吸时，空气通过气流通路140、145从空气入口150经过加热器组件120被抽吸到烟嘴开口110。当所述系统激活时，控制电路系统220控制电池210到筒100的电力供应。这又控制加热器组件120产生的蒸气的量和性质。控制电路系统220可以包括气流传感器(未示出)，并且当气流传感器检测到使用者在筒100上抽吸时，控制电路系统220可以向加热器组件120供应电功率。这一类型的控制布置在例如吸入器和电子香烟等气溶胶生成系统中沿用已久。因此，当使用者在筒100的烟嘴开口110上进行抽吸时，加热器组件120被激活，并生成蒸气，该蒸气被夹带在穿过气流通路140的气流中。蒸气在通路145中的气流内冷却以形成气溶胶，该气溶胶接着通过烟嘴开口110被抽吸到使用者的口中。

图6示出了方框图，其示出了包括筒100和气溶胶生成装置200的图5的气溶胶生成系统的主要电气和电子部件。

筒100包括呈加热器线圈形式的电加热器120。由于加热器线圈120的几何形状，加热器线圈120形成电感器，因此，加热器线圈120在图6和图7中也被称为LH。

气溶胶生成装置200包括电容器C1。当筒100由气溶胶生成装置200接收时，加热器线圈LH和电容器C1并联连接，并且形成谐振电路155(图5中未示出)。谐振电路155被配置成以与筒100的身份相关联的预定谐振频率谐振。通过确定谐振电路155的谐振频率，气溶胶生成装置200能够识别筒100和包含在筒100中的气溶胶形成基质，并且控制对电加热器120的供电以产生从气溶胶形成基质生成最佳气溶胶的适当温度。

谐振电路155的谐振频率通过加热器线圈LH的电感与筒的身份相关联。加热器线圈LH的电感可在含有不同气溶胶形成基质的筒之间变化，使得每个筒的谐振电路155的谐振频率与筒中的液体气溶胶形成基质相关联。有利地，在气溶胶生成装置和筒之间划分谐振电路的部件可以减少筒中的部件的数目，降低筒的复杂性和成本。

通过加热器线圈LH和电容器C1的这种布置，筒100与气溶胶生成装置200之间仅需要两个电连接。该两个电连接可用于向加热器线圈LH供电以用于加热气溶胶形成基质，向谐振电路155提供输入信号，从谐振电路155接收输出信号以确定谐振电路155的谐振频率，并确定筒100的身份。因此，筒100包括用于与气溶胶生成装置200电连接的单对电触头160。

气溶胶生成装置200包括充当电源的电池210和控制电路系统220，该控制电路系统控制从电池210到筒100的供电。气溶胶生成装置200还包括与筒100的一对电触头160互补的单对电触头260，以用于气溶胶生成装置200与筒100的电连接。

控制电路系统220包括微控制器(MCU)230。微控制器230被配置成控制对加热器线圈LH的电力供应，这在图6中由DC电压源V1和开关S1示出，所述开关可以是晶体管或其它合适的电子开关。微控制器230通过脉冲宽度调制(PWM)调制DC电压源V1以便以一系列脉冲向加热器线圈供电。通过控制一系列脉冲的占空比来控制向加热器线圈LH的供电。在DC电压源V1与加热器线圈LH之间没有串联连接可产生热量的无源部件，例如电阻器或电感器。这有助于减少加热器线圈LH的加热期间的能量损失。

控制电路系统220还包括连接到谐振电路155的识别电路系统240。微控制器230还被配置成经由识别电路系统240控制对谐振电路155的电力供应。微控制器230控制经由识别电路系统240向谐振电路155供应电力的配置在图6中由DC电压源V2和开关S2示出，所述开关可以是晶体管或其它合适的电子开关。微控制器230还被配置成从识别电路系统240接收输出信号，并且从识别电路系统240的输出信号确定谐振电路155的谐振频率，如上文关于图3和图4所述。

尽管图6中示出了与微控制器230分开的两个单独的电压源V1和V2，但应了解，在实践中，这两个电压源由微控制器230提供。在一些实施例中，还应当理解，气溶胶生成装置实际上可包括两个单独的电源，例如两个单独的电池，其可以单独地形成电压源V1和V2。

图7示出适合图5的气溶胶生成系统的电路的实例的示意电路图。图7的示例电路与图3的示例电路基本上相同，因此，等效特征已被给出等效附图标记。

图3的示例电路和图7的示例电路之间的第一处不同是图7的示例电路的谐振电路155包括加热器线圈LH，其也形成谐振电路155的电感器。因此，图7的示例电路的谐振电路155不包括图3的示例电路的单独加热器120和电感器L1。

图3的示例电路和图7的示例电路之间的第二处不同是筒100不包括整个谐振电路155。图7的示例电路的筒100不包括谐振电路155的电容器C1。在图7的示例电路中，气溶胶生成装置包括谐振电路155的电容器C1。

有利地，在不提供“真实”电感器的情况下使用谐振电路的寄生电感可以降低谐振电路的复杂性，并且降低筒的部件的成本。

有利地，在气溶胶生成装置和筒之间划分谐振电路的部件可以减少筒中的部件的数目，降低筒的复杂性和成本。

出于本说明书和所附权利要求书的目的，除非另有说明，否则表示量、数量、百分比等的所有数字应理解为在所有情况下由术语“约”修饰。此外，所有范围包括公开的最大和最小点，并且包括可能在本文中具体列举或可能未列举的其中的任何中间范围。因此，在此上下文中，数字A理解为A±{5％}A。在此上下文内，数字A可视为包括对于所述数字A修饰的属性的测量来说在一般标准误差内的数值。在所附权利要求中使用的某些情况下，数字A可偏离上文列举的百分比，条件是A偏离的量不会实质上影响所声称的发明的基本特征和新颖特征。此外，所有范围包括公开的最大和最小点，并且包括可能在本文中具体列举或可能未列举的其中的任何中间范围。

Claims (17)

1.一种气溶胶生成系统，所述气溶胶生成系统包括：

筒，所述筒包括气溶胶形成基质；

谐振电路，其中所述筒包括所述谐振电路的至少一部分，并且所述谐振电路被配置成以预定谐振频率谐振，并且其中所述预定谐振频率与所述筒的身份相关联；以及

气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置包括：

壳体，所述壳体被构造成可移除地接收所述筒；

电源，所述电源用于向所述筒供电；以及

包括控制器的控制电路系统，所述控制器被配置成：

当所述筒由所述气溶胶生成装置接收时确定所述谐振电路的谐振频率；以及

基于所确定的谐振频率识别所述筒，

其中所述筒具有被构造成将所述筒连接到所述气溶胶生成装置的连接端，所述筒的连接端包括用于将所述筒电连接到所述气溶胶生成装置的电触头；并且其中所述气溶胶生成装置具有被构造成将所述气溶胶生成装置连接到所述筒的连接端，所述气溶胶生成装置的连接端包括用于将所述气溶胶生成装置电连接到所述筒的电触头。

2.根据权利要求1所述的气溶胶生成系统，其中所述筒包括用于加热所述气溶胶形成基质的电加热器，并且其中所述谐振电路包括所述电加热器。

3.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成系统，其中所述谐振电路包括电容器和电感器。

4.根据权利要求3所述的气溶胶生成系统，其中所述筒包括所述电感器。

5.根据权利要求1所述的气溶胶生成系统，其中所述谐振电路包括电容器和电感器，所述筒包括用于加热所述气溶胶形成基质的电加热器，其中所述谐振电路包括所述电加热器，并且其中所述电加热器包括线圈并且形成所述谐振电路的电感器。

6.根据权利要求4或5所述的气溶胶生成系统，其中所述谐振电路的电容器与所述电感器并联连接。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述筒包括所述电容器。

8.根据权利要求8至12中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述筒包括所述谐振电路。

9.根据权利要求3至6中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述气溶胶生成装置包括所述电容器。

10.根据权利要求1和2中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述谐振电路包括电容器，并且所述谐振电路的预定谐振频率取决于所述电容器的电容和所述谐振电路的寄生电感。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述控制电路系统被配置成与所述谐振电路形成振荡器，所述振荡器被配置成产生具有为所述谐振电路的预定谐振频率的频率的振荡信号。

12.根据权利要求11所述的气溶胶生成系统，其中所述控制电路系统被配置成测量来自所述振荡器的振荡信号的频率。

13.一种用于气溶胶生成系统的筒，所述筒包括：

气溶胶形成基质；

电加热器；

连接端，所述连接端被构造成将所述筒连接到气溶胶生成装置，所述筒的连接端包括用于将所述筒电连接到所述气溶胶生成装置的电触头；以及

谐振电路，其中所述谐振电路被配置成以预定谐振频率谐振，并且其中所述预定谐振频率与所述筒的身份相关联。

14.根据权利要求13所述的筒，其中所述谐振电路包括电容器和电感器。

15.根据权利要求14所述的筒，所述电加热器包括线圈并且形成所述谐振电路的电感器。

16.一种用于与包括谐振电路的筒一起使用的气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置包括：

壳体，所述壳体被构造成可移除地接收所述筒；

电源，所述电源用于向所述筒供电；

连接端，所述连接端被构造成将所述气溶胶生成装置连接到筒，所述气溶胶生成装置的连接端包括用于将所述气溶胶生成装置电连接到所述筒的电触头，以及

包括控制器的控制电路系统，所述控制器被配置成：

当所述筒由所述气溶胶生成装置接收时确定所述谐振电路的谐振频率；以及

基于所确定的谐振频率识别所述筒。

17.根据权利要求16所述的气溶胶生成装置，其中所述控制电路系统被配置成与所述筒的谐振电路形成振荡器，所述振荡器被配置成产生具有为所述谐振电路的预定谐振频率的频率的振荡信号。

Images