CN115720493A - 具有用于检测气溶胶生成制品在其腔中存在、不存在或移位的装置的气溶胶生成装置 - Google Patents

具有用于检测气溶胶生成制品在其腔中存在、不存在或移位的装置的气溶胶生成装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种气溶胶生成装置,所述气溶胶生成装置用于加热能够在加热时形成可吸入气溶胶的气溶胶形成基质。所述装置包括腔,所述腔用于可移除地接收包括待加热的气溶胶形成基质的气溶胶生成制品的至少一部分。所述装置还包括电加热装置,所述电加热装置包括电子电路和加热元件,所述加热元件可操作地联接到所述电子电路以用于在所述气溶胶生成制品接收在所述腔中时加热所述气溶胶形成基质。另外,所述装置包括控制器,所述控制器包括温度传感器,所述温度传感器被配置成输出指示在所述加热装置的操作期间所述电子电路的至少一个部分的温度或温度增加的信号。所述控制器被配置成响应于所述信号指示所述温度或所述温度增加已分别违反预定义温度阈值或预定义温度增加阈值,而检测所述制品在所述腔中存在、不存在或移位。本发明还涉及一种包括此类装置的气溶胶生成系统,以及一种用于检测气溶胶生成制品在气溶胶生成装置的腔中存在、不存在或移位的方法。

Description

具有用于检测气溶胶生成制品在其腔中存在、不存在或移位 的装置的气溶胶生成装置
技术领域
本公开涉及一种气溶胶生成装置和气溶胶生成系统,所述气溶胶生成装置和所述气溶胶生成系统包括用于检测气溶胶生成制品在气溶胶生成装置的腔中存在、不存在或移位的装置。本公开还涉及一种用于检测气溶胶生成制品在气溶胶生成装置的腔中存在、不存在或移位的方法。
背景技术
用于通过电加热气溶胶形成基质来生成可吸入气溶胶的气溶胶生成装置大体上在现有技术中是已知的。此类装置可包括用于可移除地接收包括待加热的气溶胶形成基质的气溶胶生成制品的至少一部分的腔。所述装置还包括电加热装置,所述电加热装置用于在制品接收在腔中时加热基质。为了确保装置的正常功能以及避免损坏,重要的是准确地检测气溶胶生成制品在腔中存在、不存在或移位,以便例如启用或禁用加热过程。此类检测可通过布置在腔内部的传感器装置来实现。在那里,传感器装置暴露于热和水分,并且在感应加热装置的情况下,暴露于高频电磁场。此类条件可使检测易受不利干扰效应的影响。此外,传感器可能受损,特别是由于在清洁腔期间或在将制品插入腔中或从腔移除制品期间的机械动作。
因此,期望具有一种包括用于检测气溶胶生成制品在其腔中存在、不存在或移位的装置的气溶胶生成装置,以及一种具有现有技术解决方案的优点同时减轻其限制的对应方法。特别地,期望具有一种电加热气溶胶生成装置和一种方法,其提供气溶胶生成制品在所述装置的腔中存在、不存在或移位的改进检测。
发明内容
根据本发明的一方面,提供了一种用于加热气溶胶形成基质的气溶胶生成装置,所述气溶胶形成基质能够在加热时形成可吸入气溶胶。所述装置包括腔,所述腔用于可移除地接收包括待加热的气溶胶形成基质的气溶胶生成制品的至少一部分。所述装置还包括电加热装置,所述电加热装置包括电子电路和加热元件,所述加热元件可操作地联接到所述电子电路以用于在所述气溶胶生成制品接收在所述腔中时加热所述气溶胶形成基质。另外,所述装置包括控制器,所述控制器包括温度传感器,所述温度传感器被配置成输出指示在所述加热装置的操作期间所述电子电路的至少一个部分的温度或温度增加的信号。所述控制器被配置成响应于所述信号指示所述温度或所述温度增加已分别违反预定义温度阈值或预定义温度增加阈值,而检测所述制品在所述腔中存在、不存在或移位。
根据本发明,已发现在加热装置的操作期间电子电路的温度或温度增加与气溶胶生成制品适当地接收在腔中或从腔移位或不存在于腔中相关。特别地,已发现在正常操作中,即,如果气溶胶生成制品适当地接收在腔中,则由加热装置提供的功率大部分耗散在制品的气溶胶形成基质中或释放在制品的气溶胶形成基质中。只有一小部分功率耗散在加热装置的电子电路中。相反,如果气溶胶生成制品从腔中位移或不存在于腔中,则由加热装置提供的功率大部分耗散在电子电路中。这将使电子电路的至少一个部分的温度与制品被正确地接收在腔中时的正常操作期间的温度不同地变化。特别地,如果气溶胶生成制品从腔位移或不存在于腔中,则电子电路的至少一个部分的温度可以增加到比正常操作期间发生的温度更高的温度。同样地,如果气溶胶生成制品从腔位移或不存在于腔中,则电子电路的至少一个部分的温度可以比制品被正确地接收在腔中时的正常操作期间增加更强烈,特别是增加更快。
因此,通过监测加热装置的电子电路的至少一个部分的温度,以寻找违反预定义温度阈值或预定义温度增加阈值的温度或温度增加,控制电路可以可靠地检测气溶胶生成制品是否存在于腔中或从腔中移位或不存在于腔中。
因此,在检测到制品移位或不存在的情况下,加热装置的操作可以禁用。有利地,这允许气溶胶生成装置,特别是加热装置的电子电路免受损坏。具体地说,如果指示电子电路的至少一个部分的温度或温度增加的信号高于(或等于或高于)预定义温度阈值或预定义温度增加阈值,则控制器可检测到制品移位或不存在。相反,如果指示电子电路的至少一个部分的温度或温度增加的信号低于或等于(或低于)预定义温度阈值或预定义温度增加阈值,则控制器可以检测到制品在腔中存在。因此,控制器可以被配置成将分别指示电子电路的至少一个部分的温度或温度增加的信号与预定义温度阈值或预定义温度增加阈值进行比较。
加热装置的操作可包括加热装置的校准操作、加热装置的预热操作或加热装置的加热操作或加热装置的制品检测操作中的至少一者。校准操作可包括加热功率的校准,以便实现用于加热制品中的气溶胶形成基质的期望操作温度。预热操作可包括在用户体验开始时对气溶胶形成基质进行预热,直至足以从基质释放可形成气溶胶的挥发性化合物的操作温度。加热操作可以是在操作温度下加热制品中的气溶胶形成基质,以便从基质释放挥发性化合物,例如以形成气溶胶。制品检测操作可包括检测将气溶胶生成制品插入腔中或从腔取出气溶胶生成制品,特别是通过使用加热装置,例如通过在将气溶胶生成制品插入腔中或从腔取出气溶胶生成制品时检测由于制品或制品的特定部分,例如,感受器在腔内存在或不存在于腔内造成的加热装置的至少一个特性的变化。
如本文所用,术语“温度增加”涉及电子电路的至少一个部分的温度增加超过该部分的初始温度,特别是在加热装置的操作开始时该部分的初始温度。温度增加可在加热装置的校准操作期间,或在加热装置的预热操作期间,或在加热装置的加热操作期间或在加热装置的制品检测操作期间发生。初始温度可以假设但不测量。例如,初始温度可以假定为室温,特别是20摄氏度。
一般来说,温度增加可以是在第一时间特别是在加热装置的操作开始时电子电路的至少一个部分的温度与在稍后第二时间或在第一时间后经过预定义时间段之后电子电路的至少一个部分的温度之间的差。例如,温度增加可以是在校准操作或预热操作或加热操作开始时电子电路的至少一个部分的温度与经过预定义时间段之后电子电路的至少一个部分的温度之间的差。
因此,为了提供指示温度增加的信号,温度传感器和控制器可以被配置成检测在第一时间,特别是在加热装置的操作开始时,以及在稍后的第二时间时或在第一时间后经过预定义时间段之后电子电路的至少一个部分的温度。
预定义时间段可以在0.5秒至4秒之间、特别是在1秒至3秒之间的范围内,例如2秒。
温度增加可以通过以下等式参数化:Delta_T=[T(t2)-T(t1)],其中Delta_T是温度增加,T(t1)是在第一时间t1时电子电路的至少一个部分的初始温度,并且T(t2)是在第二时间t2时或在第一时间t1后经过预定义时间段t=t2-t1之后电子电路的至少一个部分的温度。
温度传感器输出的信号可以是ADC(模数转换器)值,所述ADC值与温度相关,使得当温度为高时ADC值为低,而当温度为低时ADC值为高。在此情况下,关于温度传感器输出的信号,指示温度增加的信号可通过以下等式参数化:Delta_S=[S(t1)-S(t2)],其中Delta_S是指示温度增加的信号,S(t1)是指示在第一时间t1时电子电路的至少一个部分的初始温度的信号,并且S(t2)是指示在第二时间t2时或在第一时间t1后经过预定义时间段t=t2-t1之后电子电路的至少一个部分的温度的信号。此处,从指示第一时间t1时的温度的信号中减去指示第二时间t2时的温度的信号,以便产生正值。
预定义温度增加阈值可以是至少80摄氏度,特别是至少100摄氏度,优选地至少120摄氏度。例如,预定义温度阈值可以在80摄氏度与180摄氏度之间,尤其是在100摄氏度与160摄氏度之间的范围内。这些值被选择为高于在装置的正常工作期间电子电路的温度的任何通常波动,以避免错误解释温度传感器的信号。因此,这些值确保避免假阳性地检测制品在腔中不存在或移位。
检测气溶胶生成制品在腔中存在、不存在或移位还可以考虑,如果在装置的操作开始时电子电路的初始温度已经很高,则电子电路的加热速率较小。例如,当新的加热过程紧随前一加热过程之后,情况可能如此。加热速率较小,原因是在加热过程开始时在质量具有较高初始温度的情况下相比于在质量具有较低初始温度的情况下,将质量加热固定温度需要更多的热。
因此,为了确定温度增加是否已违反对应的预定义温度阈值,可以由在加热装置的操作开始时电子电路的至少一个部分的初始温度的预定义函数重新调节温度增加或指示温度增加的信号中的至少一者。预定义函数可以是在加热装置的操作开始时电子电路的至少一个部分的初始温度的线性函数或二次函数或乘法逆元(倒数)。
特别地,可以根据以下函数重新调节温度增加:Delta_T_scal=[T(t)-T(0)]·[c·T(0)–d],其中Delta_T_scal是待与预定义温度增加阈值比较的重新调节的温度增加,T(0)是在装置的操作开始时电子电路的至少一个部分的初始温度,T(t)是在装置的操作开始后经过预定义时间t之后电子电路的至少一个部分的温度,并且系数c和d是可通过校准获得的常数。系数c和d可大体上基于装置的热配置,考虑装置的质量以及可能的散热器和隔热部件的特定布置。也就是说,系数c和d的值基于整个系统的物理特性。从该实例中可以看出,温度增加乘以初始温度或初始温度的线性函数,以在装置是热的时给予温度增加更多权重。
在温度传感器输出的信号是ADC(模数转换器)值,所述ADC值与温度相关,使得当温度为高时ADC值为低,而在温度为低时ADC值为高(参见上文)的情况下,重新调节需要将指示温度增加的信号除以(而不是乘以)指示初始温度的信号,以便在装置是热的时给予温度增加更多权重。因此,在此实例中,可根据以下函数重新调节指示温度增加的信号:Delta_S_scal=k·[S(0)-S(t)]/S(0),其中Delta_S_scal是指示待与对应于预定义温度增加阈值的预定义信号值比较的温度增加的重新调节的信号,S(0)是指示在装置的操作开始时电子电路的至少一个部分的初始温度的信号,并且S(t)是指示在装置的操作开始后经过预定义时间t之后电子电路的至少一个部分的温度的信号。系数k是可通过校准获得的常数。
同样,指示温度增加的信号可以与预定义温度增加阈值进行比较,所述预定义温度增加阈值是在加热装置的操作开始时电子电路的至少一个部分的初始温度的函数。也就是说,预定义温度增加阈值可以是在加热装置的操作开始时电子电路的至少一个部分的初始温度的函数。换句话说,可以将温度增加(或指示温度增加的信号)与由在加热装置的操作开始时电子电路的至少一个部分的初始温度的预定义函数重新调节的预定义温度增加阈值进行比较。因此,控制器可被配置成响应于信号指示温度或温度增加已违反预定义温度增加阈值而检测制品在腔中存在、不存在或移位,所述预定义温度增加阈值由在加热装置的操作开始时电子电路的至少一个部分的初始温度的预定义函数重新调节。
关于此方面,控制器可被配置成检测在装置的操作开始时电子电路的至少一个部分的初始温度,并且通过检测到的初始温度的预定义函数重新调节指示温度增加的信号,以用于将指示温度增加的重新调节的信号与预定义温度增加阈值进行比较。也就是说,控制器可以被配置成响应于重新调节的信号指示温度或温度增加已分别违反预定义温度阈值或预定义温度增加阈值,而检测制品在腔中存在、不存在或移位。用于进行重新调节的函数可以是上文分别给出的示例性函数Delta_T_scal或Delta_S_scal。
还可能的情况是,控制器可被配置成检测在装置的操作开始时电子电路的至少一个部分的初始温度,并且根据检测到的初始温度确定预定义温度增加阈值。同样,控制器可被配置成检测在装置的操作开始时电子电路的至少一个部分的初始温度,并且由在加热装置的操作开始时电子电路的至少一个部分的初始温度的预定义函数重新调节预定义温度增加阈值,以便将重新调节的预定义温度增加阈值与指示温度增加的信号进行比较。
温度传感器可包括热电偶、热敏电阻器或半导体集成电路传感器中的至少一者。
热电偶是由形成电接合的两个不同电导体组成的电气装置。由于热电效应,热电偶产生温度依赖性电压,并且此电压可被解释为测量温度。热电偶由于其低成本、简单、快速热响应、宽温度范围和稳健性而是有利的。
热敏电阻器是一种电阻可靠地依赖于温度的电阻器。热敏电阻器有两种相反的基本类型:对于NTC(负温度系数)热敏电阻器,电阻随着温度升高而降低。对于PTC(正温度系数)热敏电阻器,电阻随着温度升高而增加。因此,温度传感器可包括NTC热敏电阻器或PTC热敏电阻器。优选地,温度传感器包括NTC热敏电阻器。
半导体集成电路传感器提供高度线性输出,并且不需要线性化或冷端补偿。它们可以在与任何其他电子芯片功能相同的芯片上制造并处理。因此,它们很容易实现高水平的集成。它们提供高输出水平,从而产生良好的抗干扰性。特别地,它们容易地相接到任何其他模拟或数字电路。凭借宽广的操作温度范围,它们经认证可用于多种类型的电子电路,特别是因为它们可提供许多有用的逻辑、脉冲、数字或模拟形式的输出水平。
控制器可被配置成响应于检测到制品移位或不存在制品而停止或限制电加热装置的操作。具体地说,控制器可被配置成通过减小由加热装置提供的功率来限制电加热装置的操作。例如,功率可以减少到在加热装置的正常操作期间,即当气溶胶生成系统存在于腔中的期望位置处时的功率的50%或40%或30%或20%或10%。有利地,这允许节省电力并保护加热装置免受损坏。
如已进一步描述的,控制器可被配置成响应于所述信号指示温度或温度增加已分别降低到低于预定温度阈值或预定义温度增加阈值而检测在腔中的期望位置处存在制品。另外,控制器可被配置成响应于检测到在腔中的期望位置处存在制品而启用电加热装置的加热操作。
优选地,以紧密间隔监测电子电路的至少一个部分的过高温度或温度增加。因此,控制器可以被配置成至少每10秒、特别是至少每5秒、优选至少每2秒、更优选至少每秒监测电子电路的至少一个部分的温度。
电加热装置可以是用于感应加热制品内的气溶胶形成基质的感应加热装置。感应加热装置可包括感应源,该感应源包括用于在腔内生成变化磁场,特别是交变磁场的感应线圈。具体地说,感应加热装置的加热元件可包括或可以是用于在腔内生成变化磁场,特别是交变磁场的至少一个感应线圈。变化磁场可以是高频变化磁场。变化磁场可以在500kHz(千赫)至30MHz(兆赫)之间,特别是在5MHz至15MHz之间,优选地在5MHz与10MHz之间的范围内。取决于感受器材料的电特性和磁特性,变化磁场用于由于涡流或磁滞损耗中的至少一者而感应加热感受器。在使用中,当制品接收在装置的腔中时,感受器与待加热的气溶胶形成基质热接触或热接近。一般来说,感受器可以是气溶胶生成装置的一部分或包括待加热的气溶胶形成基质的气溶胶生成制品的一部分。
至少一个感应线圈可为螺旋线圈或平面线圈,特别是饼状线圈或弯曲平面线圈。所述至少一个感应线圈可保持在气溶胶生成装置的主体或壳体中的一者内。感应线圈可以布置成例如分别围绕腔的至少一部分或腔的内表面的至少一部分。例如,感应线圈可以是布置在腔的侧壁内的感应线圈、螺旋线圈。
感应源可包括交流电(AC)发电机。该AC发电机可由气溶胶生成装置的电源供电。AC发电机可操作地联接到至少一个感应线圈。特别地,至少一个感应线圈可为AC发电机的一体式部分。AC发电机被配置成生成穿过至少一个感应线圈的高频振荡电流以生成交变磁场。AC电流可在系统激活之后连续地供应到至少一个感应线圈,或者可例如在逐口抽吸的基础上间歇地供应。
除了感应线圈(加热元件)之外,感应源的前述部件可形成电路的一部分。这些部件可以布置在印刷电路板(PCB)上。
优选地,感应源包括连接到包括LC网络的DC电源的DC/AC转换器,其中LC网络包括电容器和电感器的串联连接。另外,感应源可包括用于阻抗匹配的匹配网络。具体地说,感应源可包括功率放大器,例如C类功率放大器或D类功率放大器或E类功率放大器。
也可能电加热装置可以是用于电阻性加热制品内的气溶胶形成基质的电阻性加热装置。在此配置中,加热元件可包括电阻性加热元件。电阻性加热元件可以是例如电阻性加热线或电阻性加热线圈或电阻性加热轨道(特别是提供加热叶片的电阻性加热轨道)、电阻性加热栅格或电阻性加热网。在使用所述装置时,电阻加热元件与待加热的气溶胶形成基质热接触或热接近。
气溶胶生成装置还可包括控制器,所述控制器被配置成优选地以闭环配置来控制加热过程的操作,特别是用于控制将气溶胶形成基质加热到预定操作温度。用于加热气溶胶形成液体的操作温度可在100摄氏度与300摄氏度之间,特别地在150摄氏度与250摄氏度之间的范围内,例如230摄氏度。通常,操作温度可以取决于待加热的气溶胶形成基质的类型。例如,液体气溶胶形成基质的操作温度可以低于固体气溶胶形成基质的操作温度。
控制器可以是气溶胶生成装置的主控制单元(MCU)。控制器可包括微处理器,例如,可编程微处理器、微控制器或专用集成芯片(ASIC)或能够提供控制的其它电子电路。特别地,感应源可为控制器的部分。
气溶胶生成装置可包括电源,特别是DC电源,该DC电源被配置为向感应源提供DC电源电压和DC电源电流。优选地,电源是电池,诸如磷酸锂铁电池。作为备选,电源可为另一形式的电荷存储装置,诸如电容器。电源可能需要充电,也就是说,电源可能是可再充电的。电源可具有允许存储足够的能量用于一次或多次用户体验的容量。例如,电源可具有足够容量以允许在大约六分钟的时段或六分钟的整倍数的时段中连续生成气溶胶。在另一实例中,电源可具有充足容量以允许预定次数的抽吸或感应源的离散激活。
在感应加热气溶胶生成装置的情况下,气溶胶生成装置还可包括通量集中器,所述通量集中器围绕感应线圈的至少一部分布置,并且被配置成使至少一个感应源的交变磁场朝向腔扭曲。因此,当制品接收在腔中时,交变磁场朝向可感应加热液体导管(如果存在)扭曲。优选地,通量集中器包括通量集中器箔,特别地包括多层通量集中器箔。
腔可包括插入开口,气溶胶生成制品可通过所述插入开口插入腔中。如本文所使用,气溶胶生成制品插入的方向表示为插入方向。优选地,插入方向对应于长度轴线的延伸,特别是腔的中心轴线的延伸。
在插入腔中后,气溶胶生成制品的至少一部分仍可通过插入开口向外延伸。优选地,提供向外延伸的部分以用于与用户交互,特别是用于到达用户的嘴部中。因此,在使用所述装置期间,插入开口可接近嘴部。因此,如本文所使用,在使用所述装置时,靠近插入开口或靠近用户的嘴部的区段分别用前缀“近侧”表示。布置得更远的区段用前缀“远侧”表示。
腔可具有任何合适的横截面,如在垂直于腔的长度轴线或垂直于制品的插入方向的平面中所见。具体而言,腔的横截面可对应于待接收在其中的气溶胶生成制品的形状。优选地,腔具有基本上圆形的横截面。替代地,腔可具有基本上椭圆形的横截面或基本上卵形的横截面或基本上正方形的横截面或基本上矩形的横截面或基本上三角形的横截面或基本上多边形的横截面。
气溶胶生成装置可包括主体,该主体优选地包括加热装置、控制器、电源以及腔的至少一部分中的至少一者。除主体之外,气溶胶生成装置还可包括烟嘴,特别是在待与该装置一起使用的气溶胶生成制品不包括烟嘴的情况下。烟嘴可安装到装置的主体。烟嘴可构造成在将烟嘴安装到主体时闭合接收腔。在装置不包括烟嘴的情况下,待与气溶胶生成装置一起使用的气溶胶生成制品可包括烟嘴,例如过滤器滤嘴段。
气溶胶生成装置可以包括至少一个空气出口,例如烟嘴(如果存在)中的空气出口。
优选地,气溶胶生成装置包括空气路径,该空气路径从至少一个空气入口延伸穿过腔,并且如果存在,还可能进一步延伸到烟嘴中的空气出口。优选地,气溶胶生成装置包括与腔流体连通的至少一个空气入口。因此,气溶胶生成系统可包括空气路径,该空气路径从至少一个空气入口延伸到腔中,并且可能进一步通过制品内的气溶胶形成基质和烟嘴进入到使用者的嘴中。
优选地,气溶胶生成装置是用于生成气溶胶的抽吸装置,该气溶胶可由使用者通过使用者的嘴直接吸入。特别地,气溶胶生成装置是手持式气溶胶生成装置。
如上文还提到的,加热装置的电子电路可以布置在印刷电路板(PCB)上。印刷电路板还可包括用于检测制品存在、不存在或移位的控制器。
因此,温度传感器可被配置成输出指示在加热装置的操作期间印刷电路板的至少一个部分的温度或温度增加的信号。为此目的,温度传感器可以被布置在印刷电路板上。
优选地,加热装置的加热元件不布置在印刷电路板上。具体地,电子电路和加热元件可以布置在气溶胶生成装置的单独部分中。优选地,电子电路布置在气溶胶生成装置的远侧部分中,而加热元件布置在气溶胶生成装置的近侧部分中,特别是在腔中或围绕腔。由此,电子电路与加热元件热分离。因此,检测到的温度或检测到的温度增加对实际制品位置对电子电路的温度的影响更敏感。
根据本发明的另一方面,提供了一种气溶胶生成系统,其包括根据本发明的气溶胶生成装置和与所述装置一起使用的气溶胶生成制品,其中所述气溶胶生成制品包括待由所述装置加热的气溶胶形成基质。
如本文中所使用,术语“气溶胶生成系统”是指如本文进一步描述的气溶胶生成制品与根据本发明并且如本文所述的气溶胶生成装置的组合。在该系统中,制品和装置可以协作以生成可吸入气溶胶。
如本文中所使用,术语“气溶胶生成制品”是指包括至少一种气溶胶形成基质的制品,该至少一种气溶胶形成基质在加热时释放可形成气溶胶的挥发性化合物。优选地,气溶胶生成制品为加热型气溶胶生成制品。也就是说,气溶胶生成制品包括至少一种气溶胶形成基质,该至少一种气溶胶形成基质旨在被加热而非被燃烧以便释放可形成气溶胶的挥发性化合物。该气溶胶生成制品可为消耗品,特别是将在单次使用后被丢弃的消耗品。例如,该制品可为包括待加热的液体气溶胶形成基质的筒。举另一实例,制品可以是条形制品,特别是烟草制品,类似于传统香烟。
如本文中所使用,术语“气溶胶形成基质”表示由气溶胶形成材料形成或包含气溶胶形成材料的基质,该气溶胶形成材料在加热时能够释放挥发性化合物以生成气溶胶。气溶胶形成基质旨在被加热而不是被燃烧以便释放形成气溶胶的挥发性化合物。气溶胶形成基质可为固体气溶胶形成基质、液体气溶胶形成基质、凝胶状气溶胶形成基质,或其任何组合。气溶胶形成基质可包括含烟草材料,该含烟草材料含有在加热时从基质释放的挥发性烟草香味化合物。替代地或附加地,气溶胶形成基质可包括非烟草材料。气溶胶形成基质还可包括气溶胶形成剂。合适的气溶胶形成剂的实例是丙三醇和丙二醇。气溶胶形成基质还可包括其它添加剂和成分,诸如尼古丁或香料。气溶胶形成基质还可为糊状材料,包括气溶胶形成基质的多孔材料小袋,或例如与胶凝剂或粘剂混合的松散烟草,其可包括诸如丙三醇的常见气溶胶形成剂,且被压缩或模制成棒。
如果气溶胶生成装置包括感应加热装置,则气溶胶生成系统可包括用于感应加热气溶胶形成基质的至少一个感受器。感受器可以是气溶胶生成制品的整体部分。因此,气溶胶生成制品可包括至少一个感受器,该至少一个感受器定位成与气溶胶形成基质热接近或热接触,使得在使用中,当制品接收在装置的腔中时,该感受器可被感应加热装置感应加热。感受器也可以是气溶胶生成装置的一部分。同样地,在此配置中,感受器布置在装置中,使得当制品接收在装置的腔中时,感受器与气溶胶形成基质热接近或热接触。
制品可包括以下元件中的一者或多者:第一支承元件、基质元件、第二支承元件、冷却元件和过滤器元件。优选地,气溶胶生成制品至少包括第一支承元件、第二支承元件和位于第一支承元件与第二支承元件之间的基质元件。
基质元件优选地包括待加热的至少一个气溶胶形成基质。在气溶胶生成系统基于感应加热的情况下,基质元件还可包括与气溶胶形成基质热接触或热接近的感受器。
如本文所使用,术语“感受器”是指包括能够在交变电磁场内被感应加热的材料的元件。这可以是感受器中引起的磁滞损耗或涡流中的至少一者的结果,这取决于感受器材料的电特性和磁特性。
第一支承元件和第二支承元件中的至少一者可包括中心空气通路。优选地,第一支承元件和第二支承元件中的至少一者可包括中空乙酸纤维素管。备选地,第一支承元件可以用于覆盖和保护基质元件的远侧前端。
气溶胶冷却元件是具有大表面积和低抽吸阻力(例如,15mmWG至20mmWG)的元件。在使用时,由从基质元件释放的挥发性化合物形成的气溶胶在输送到气溶胶生成制品的近端之前被抽吸通过气溶胶冷却元件。
过滤器元件优选地用作烟嘴,或与气溶胶冷却元件一起用作烟嘴的一部分。如本文所使用,术语“烟嘴”是指制品的一部分,气溶胶通过该部分离开气溶胶生成制品。
所有前述元件可以按照上述顺序沿着制品的长度轴线顺序布置,其中第一支承元件优选地布置在制品的远端处,并且过滤元件优选地布置在制品的近端处。上述元件中的每一个都可以是基本圆柱形的。特别地,所有元件都可具有相同的外部横截面形状。另外,元件可由外包装物包围,以便将元件保持在一起并维持条形制品的期望的横截面形状。优选地,包装物由纸制成。
根据本发明的气溶胶生成系统的其它特征和优点已经关于气溶胶生成装置进行了描述,并且同样适用。
根据本发明的另一方面,提供了一种用于检测气溶胶生成制品在气溶胶生成装置的腔中存在、不存在或移位的方法,其中所述装置包括:用于可移除地接收所述制品的至少一部分的腔;以及电加热装置,所述电加热装置包括电子电路和加热元件,所述加热元件可操作地联接到所述电子电路以在制品接收在所述腔中时加热包括在制品中的气溶胶形成基质,所述方法包括:
-测量在所述加热装置的操作期间所述电子电路的至少一个部分的温度或温度增加;
-响应于所述温度或所述温度增加已分别违反预定义温度阈值或预定义温度增加阈值而检测所述制品在所述腔中存在、不存在或移位。
如上文关于根据本发明的气溶胶生成装置所论述的,预定义温度阈值可在80摄氏度与180摄氏度之间,特别是100摄氏度与160摄氏度之间的范围内。同样,预定义温度增加阈值可以为至少80摄氏度,特别是至少100摄氏度,优选至少120摄氏度。
如上文还关于根据本发明的气溶胶生成装置所论述的,预定义温度增加阈值可以是在装置的操作开始时电子电路的至少一个部分的初始温度的函数,特别是线性函数或二次函数。因此,所述方法可以包括检测在装置的操作开始时电子电路的至少一个部分的初始温度,以及根据检测到的初始温度确定预定义温度增加阈值。同样,所述方法可包括检测在装置的操作开始时电子电路的至少一个部分的初始温度,以及由检测到的初始温度的预定义函数重新调节所述温度增加,以便响应于重新调节的温度增加已违反预定义温度增加阈值而检测制品在所述腔中存在、不存在或移位。
为了节省电力并保护加热装置免受损坏,所述方法还可包括响应于检测到制品移位或不存在而停止或限制电加热装置的操作。
另外,所述方法可包括响应于温度或温度增加已经降低到预定义温度阈值或温度增加阈值以下而检测在所述腔中的期望位置处存在制品。这样,所述方法还可包括响应于检测到在腔中的期望位置处存在制品而启用电加热装置的操作。
优选地,以紧密间隔监测电子电路的至少一个部分的过高温度或温度增加。因此,可以至少每10秒、特别是至少每5秒、优选至少每2秒、更优选至少每秒测量电子电路的至少一个部分的温度或温度增加。
根据本发明的方法的其它特征和优点已经关于气溶胶生成装置和气溶胶生成系统进行了描述,并且同样适用。
本发明在权利要求书中限定。然而,下文提供了非限制性实施例的非详尽列表。这些实例的任何一个或多个特征可与本文所述的另一实例、实施例或方面的任何一个或多个特征组合。
实例Ex1:一种用于加热能够在加热时形成可吸入气溶胶的气溶胶形成基质的气溶胶生成装置。
实例Ex1A:根据实例Ex1的气溶胶生成装置,包括用于可移除地接收气溶胶生成制品的至少一部分的腔,其中,所述制品包括待加热的气溶胶形成基质。
实例Ex1B:根据前述实例中任一实例的气溶胶生成装置,包括电加热装置。
实例Ex1C:根据实例Ex1B的气溶胶生成装置,其中所述电加热装置包括电子电路。
实例Ex1D:根据实例Ex1B或Ex1C的气溶胶生成装置,其中所述电加热装置包括加热元件。
实例Ex1Ea:根据实例Ex1D的气溶胶生成装置,其中所述加热元件可操作地联接到所述电子电路。
实例Ex1Eb:根据实例Ex1Ea的气溶胶生成装置,其中所述加热元件用于在所述气溶胶生成制品接收在所述腔中时加热所述气溶胶形成基质。
实例Ex1F:根据实例Ex1Ea或Ex1Eb的气溶胶生成装置,包括控制器,所述控制器包括温度传感器,所述温度传感器被配置成输出指示在所述加热装置的操作期间所述电子电路的至少一个部分的温度或温度增加的信号。
实例Ex1G:根据实例Ex1F的气溶胶生成装置,其中所述控制器被配置成响应于所述信号指示所述温度或所述温度增加已分别违反预定义温度阈值或预定义温度增加阈值,检测所述制品存在、不存在或移位。
实例Ex1H:根据实例Ex1G的气溶胶生成装置,其中所述控制器被配置成检测所述制品在所述腔中存在、不存在或移位。
实例Ex2:根据实例Ex1至Ex1H中任一实例的气溶胶生成装置,所述预定义温度阈值在80摄氏度与180摄氏度之间,优选地在100摄氏度与160摄氏度之间的范围内。
实例Ex3:根据前述实例中任一实例的气溶胶生成装置,其中所述预定义温度增加阈值为至少80摄氏度,特别是至少100摄氏度,优选地至少120摄氏度。
实例Ex4:根据前述实例中任一实例的气溶胶生成装置,其中所述预定义温度增加阈值是在所述装置的操作开始时所述电子电路的至少一个部分的初始温度的预定义函数。
实例Ex5:根据实例Ex3或实例Ex4中任一实例的气溶胶生成装置,其中所述控制器被配置成检测在所述装置的操作开始时所述电子电路的至少一个部分的初始温度,并且根据检测到的初始温度确定所述预定义温度增加阈值。
实例Ex6:根据前述实例中任一实例的气溶胶生成装置,其中所述控制器被配置成检测在所述装置的操作开始时所述电子电路的至少一个部分的初始温度,并且由检测到的初始温度的预定义函数重新调节指示所述温度增加的信号,以便响应于重新调节的信号检测所述制品在所述腔中存在、不存在或移位。
实例Ex7:根据前述实例中任一实例的气溶胶生成装置,其中所述温度传感器包括热电偶、热敏电阻器或半导体集成电路传感器中的至少一者。
实例Ex8:根据前述实例中任一实例的气溶胶生成装置,其中所述电加热装置是用于感应加热所述制品内的气溶胶形成基质的感应加热装置。
实例Ex9:根据实例Ex8的气溶胶生成制品,其中所述加热元件包括用于在所述腔内产生变化磁场的至少一个感应线圈。
实例Ex10:根据实例Ex1至Ex7中任一实例的气溶胶生成装置,其中所述电加热装置是用于电阻性加热所述制品内的气溶胶形成基质的电阻性加热装置。
实例Ex11:根据实例Ex10所述的气溶胶生成装置,其中所述加热装置包括电阻加热器。
实例Ex12:根据前述实例中任一实例的气溶胶生成装置,其中所述电子电路和所述加热元件布置在所述气溶胶生成装置的单独部分中。
实例Ex13:根据前述实例中任一实例的气溶胶生成装置,其中所述电子电路布置在所述气溶胶生成装置的远侧部分中,并且其中所述加热元件布置在所述气溶胶生成装置的近侧部分中,特别是在所述腔中或围绕所述腔。
实例Ex14:根据前述实例中任一实例的气溶胶生成装置,其中所述控制器被配置成响应于检测到所述制品移位或不存在而停止或限制所述电加热装置的操作。
实例Ex15:根据前述实例中任一实例的气溶胶生成装置,其中所述控制器被配置成响应于所述信号指示所述温度或所述温度增加已分别降低到所述预定义温度阈值或所述预定义温度增加阈值以下而检测在所述腔中的期望位置处存在所述制品。
实例Ex16:根据实例Ex15的气溶胶生成装置,其中所述控制器被配置成响应于检测到在所述腔中的期望位置处存在所述制品而启用所述电加热装置的加热操作。
实例Ex17:根据前述实例中任一实例的气溶胶生成装置,其中所述控制器被配置成至少每10秒、特别是至少每5秒、优选至少每2秒、更优选至少每秒监测所述电子电路的至少一个部分的温度。
实例Ex18:一种气溶胶生成系统,其包括根据前述实例中任一实例的气溶胶生成装置和与所述装置一起使用的气溶胶生成制品,其中所述气溶胶生成制品包括待由所述装置加热的气溶胶形成基质。
实例Ex19:一种用于检测气溶胶生成制品在气溶胶生成装置的腔中存在、不存在或移位的方法,其中所述装置包括用于可移除地接收所述制品的至少一部分的腔,以及电加热装置,所述电加热装置包括电子电路和加热元件,所述加热元件可操作地联接到所述电子电路以用于在所述制品接收在所述腔中时加热包括在所述制品中的气溶胶形成基质,所述方法包括:
-测量在所述加热装置的操作期间所述电子电路的至少一个部分的温度或温度增加;
-响应于所述温度或所述温度增加已分别违反预定义温度阈值或预定义温度增加阈值而检测所述制品在所述腔中存在、不存在或移位。
实例Ex20:根据实例Ex19的方法,所述预定义温度阈值在80摄氏度与180摄氏度之间,特别是在100摄氏度与160摄氏度之间的范围内。
实例Ex21:根据实例Ex19或Ex20中任一实例的方法,其中所述预定义温度增加阈值为至少80摄氏度,特别是至少100摄氏度,优选至少120摄氏度。
实例Ex22:根据实例Ex19至Ex21中任一实例的方法,还包括检测在所述装置的操作开始时所述电子电路的至少一个部分的初始温度,以及根据检测到的初始温度确定所述预定义温度增加阈值。
实例Ex23:根据实例Ex19至Ex22中任一实例的方法,还包括检测所述装置的操作开始时所述电子电路的至少一个部分的初始温度,以及由检测到的初始温度的预定义函数重新调节所述温度增加,以便响应于重新调节的温度增加已违反所述预定义温度增加阈值而检测所述制品在所述腔中存在、不存在或移位。
实例Ex24:根据实例Ex19至Ex23中任一实例的方法,还包括响应于检测到所述制品移位或不存在而停止或限制所述电加热装置的操作。
实例Ex25:根据实例Ex19至Ex24中任一实例的方法,还包括响应于所述温度或所述温度增加已经降低到所述预定义温度阈值或所述温度增加阈值以下而检测在所述腔中的期望位置处存在所述制品。
实例Ex26:根据实例Ex25的方法,还包括响应于检测到在所述腔中的期望位置处存在所述制品而启用所述电加热装置的操作。
实例Ex27:根据实例Ex19至Ex26中任一实例的方法,其中至少每10秒、特别是至少每5秒、优选至少每2秒、更优选至少每秒测量所述电子电路的至少一个部分的温度或温度增加。
附图说明
现在将参考附图进一步描述若干实例,其中:
图1-2示意性地示出了包括气溶胶生成装置和与该装置一起使用的气溶胶生成制品的根据本发明的第一示例性实施例的气溶胶生成系统;
图3示意性地示出了根据图1和图2的气溶胶生成装置的感应加热装置;
图4示出了反映指示气溶胶生成制品在根据图1和图2的系统中存在、不存在或移位的温度增加的发生的图;以及
图5示出了反映用于后续加热过程的根据图1和图2的气溶胶生成装置的加热装置的电子电路的温度曲线的图。
具体实施方式
图1和图2示意性地示出了根据本发明的气溶胶生成系统1的第一示例性实施例,该气溶胶生成系统用于通过加热气溶胶形成基质来生成可吸入气溶胶。系统1包括:包括待加热的气溶胶形成基质21的气溶胶生成制品10;以及气溶胶生成装置100,该气溶胶生成装置用于在制品10与装置100接合时加热基质。
气溶胶生成制品10具有类似于常规香烟的形状的基本上条形状。在本实施例中,制品10包括以同轴对准顺序布置的四个元件:布置在制品10的远端处的基质元件20、具有中心空气通道的支承元件40、气溶胶冷却元件50以及布置在充当烟嘴的制品10的近端处的过滤器元件60。基质元件20包括待加热的气溶胶形成基质21以及与基质21直接物理接触并且用于感应加热基质21的感受器30。在下文更详细地描述此内容。四个元件具有基本上圆柱形形状,具有基本上相同的直径。另外,四个元件由外包装物70限定,以便将四个元件保持在一起并维持杆状制品10的期望圆形横截面形状。包装物70优选地由纸制成。制品10的其它细节,特别是四个元件的其它细节例如在WO 2015/176898 A1中公开。
细长气溶胶生成装置100包括两个部分:近侧部分102和远侧部分101。在近侧部分102中,装置100包括腔103,该腔用于可移除地接收气溶胶生成制品10的至少一部分。在远侧部分101中,装置100包括用于为装置的操作供电的DC电源150,例如可再充电电池,以及印刷电路板160,所述印刷电路板尤其包括用于控制装置100的操作的主控制单元161。为了加热基质,装置100包括电加热装置110,所述电加热装置包括电子电路115和感应线圈118,所述感应线圈用于在腔103内生成交变磁场,特别是高频磁场。
在本实施例中,感应线圈118是螺旋线圈,其布置在装置的近侧部分102中,以便周向地围绕圆柱形接收腔103。将线圈118布置成使得气溶胶生成制品10的感受器30在制品100与装置10接合时经受电磁场。当制品10接收在腔103中时,交变磁场用于感应加热在气溶胶生成制品10内的感受器30。因此,在将制品10插入装置100的腔103中(参见图2)并激活加热装置110时,腔103内的交变磁场根据感受器材料的磁特性和电特性在感受器30中引起涡流和/或磁滞损耗。结果,感受器30变热,直到达到足以使围绕制品10内的感受器30的气溶胶形成基质21汽化的温度。在使用所述系统时,当用户抽吸时,即当在制品10的过滤器元件60处施加负压时,空气在装置100的制品插入开口105的边缘处抽吸到腔103中。气流进一步朝向腔103的远端延伸穿过形成于圆柱形腔103的内表面与制品10的外表面之间的通道。在腔103的远端处,气流通过基质元件20进入气溶胶生成制品10,并且进一步穿过支承元件40、气溶胶冷却元件50和过滤器元件60,在那里其最终离开制品10。在基质元件20中,来自气溶胶形成基质21的汽化材料夹带到气流中。随后,当通过支承元件40、冷却元件50和过滤器元件60时,包括汽化材料的气流冷却,以便形成从制品10通过过滤器元件60逸出的气溶胶。
图3示出了感应加热装置110的细节。根据本实施例,感应加热装置110包括DC/AC逆变器,该DC/AC逆变器连接到图1和2中所示的DC电源150。DC/AC逆变器包括E类功率放大器,该功率放大器又包括以下部件:晶体管开关111,其包括场效应晶体管T(FET),例如,金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET);晶体管开关供应电路,其由箭头112指示,用于向晶体管开关111供应开关信号(栅-源电压);以及包括分流电容器C1和电容器C2和电感器L2的串联连接的LC负载网络113。电感器L2对应于图1和2中所示的感应线圈118,所述感应线圈用于在腔103内产生交变磁场。另外,提供一种从DC电源150供应DC电源电压+V_DC的扼流器L1。图3中还示出了表示总等效电阻或总电阻负载114的欧姆电阻R,在使用系统时,即当制品插入装置100的腔103中时,所述总等效电阻或总电阻负载是标记为L2的感应线圈118的欧姆电阻与感受器的欧姆电阻的总和。否则,在制品没有插入腔103中的情况下,等效电阻或电阻负载114仅对应于感应线圈118的欧姆电阻。根据本实施例的感应加热装置110的进一步细节,特别是关于其工作原理的进一步细节,例如在WO 2015/177046A1中公开。
电加热装置110的电子电路115(除了感应线圈118)与主控制单元161一起布置在印刷电路板160上。
为了通过感受器30充分加热气溶胶形成基质,感受器30的欧姆电阻选择为比感应线圈118和电子电路115的部件的欧姆电阻大得多。因此,如果气溶胶生成制品正确地接收在装置的腔中,则由加热装置110提供的功率大部分耗散在感受器30和制品10中的气溶胶形成基质21中。只有一小部分功率耗散在加热装置110的电子电路115中。相反,如果气溶胶生成制品10在腔中移位或不存在于腔中,则只有很少功率(在移位的情况下)或甚至没有功率(在不存在的情况下)耗散在感受器30中,但由于感受器30相对于感应线圈118的磁场的错配或由于感受器30不存在而大部分功率耗散在电子电路115中。电子电路115中的额外(过多)功率耗散将使电子电路115的至少一个部分的温度与制品被正确地接收在腔中时的正常操作期间的温度不同地变化。特别地,电子电路115的至少一个部分的温度可以更快速地增加,并且增加到比在制品10适当地接收在装置100的腔103中的正常操作期间发生的典型温度更高的温度。
这在图4中示出,该图是在左侧反映在制品10适当地接收在腔103中的加热装置110的操作期间,在电子电路115的特定部位处发生典型的温度增加Delta_T的图。相比之下,图4的右侧反映了制品在腔103中移位或在腔103中不存在时,在电子电路115的特定部位处发生过高温度增加。此处,温度增加Delta_T被定义为Delta_T=[T(t2)-T(t1)],其中T(t1)是在加热装置110的操作期间的第一时间t1处电子电路的至少一个部分的初始温度,并且T(t2)是在第二时间t2处或者在第一时间t1后经过预定义时间段t=t2-t1之后电子电路的至少一个部分的温度。例如,T(t1)可以是在装置的校准操作开始时电子电路115的至少一个部分的初始温度,而T(t2)是2秒或5秒之后电子电路的至少一个部分的温度。
上文描述的在腔103中气溶胶生成制品10存在、不存在或移位与电子电路115的至少一个部分的温度或温度增加之间的相关性有利地用于检测制品10在装置100的腔103中存在、不存在或移位。为此,气溶胶生成装置100包括控制器163,所述控制器是主控制单元161的一部分。如图1和图2中所示,控制器163包括温度传感器165,所述温度传感器被布置成与加热装置110的电子电路115的一部分热接触,并且被配置成输出指示该部分的温度或温度增加的信号。温度传感器165可以是热电偶、热敏电阻器或半导体集成电路传感器。控制器163被配置成响应于所述信号指示温度或温度增加已分别违反预定义温度阈值或预定义温度增加阈值Delta_T_threshold而检测制品10在腔103中存在、不存在或移位。
再次参考图4,预定义温度增加阈值Delta_T_threshold被优选地选择成以便在制品10适当地接收在腔103中时电子电路115的该部分处的典型温度增加Delta_T与制品在腔103中移位或在腔103中不存在时该部分的过高温度增加之间。在本实施例中,预定义温度阈值Delta_T_threshold被选择为约120摄氏度,如由根据图4的图中的虚线竖直线指示。由此,控制器能够可靠地区分在加热装置110的操作期间指示正确地定位在腔103中的制品10的存在的正常温度增加与指示制品10不存在或移位的过高温度增加。
在本实施例中,控制器163结合温度传感器165可以被配置成对电子电路115的温度进行两次后续测量,并且通过获取后续温度测量的温度信号的差来确定指示温度增加的信号,最后将指示电子电路的至少一个部分的温度增加的信号与预定义温度增加阈值进行比较。如果所述信号指示温度增加大于或等于预定义温度增加阈值,则控制器163可以检测制品移位或不存在。相反,如果所述信号指示温度增加低于预定义温度增加阈值,则控制器163可以检测制品在腔中存在。
为了节省电力并保护加热装置110免受损坏,控制器163还可被配置成在检测到制品10移位或不存在的情况下停止或限制加热装置110的操作。同样,控制器163可被配置成响应于检测到在腔103中的期望位置处存在制品10而启用电加热装置110的加热操作。
检测气溶胶生成制品在腔中存在、不存在或移位还可以考虑如果电子电路115的初始温度在装置的操作开始时已经很高,例如当新的加热过程紧随前一加热过程之后时,电子电路115的加热速率较小。这种情况在图5中示出,该图示意性地示出了对于两个后续加热过程H1和H2,根据图1和图2的加热装置的电子电路115随时间t的温度T。如图5中可见,第一加热过程H1在时间t0_H1、在温度T(t0_H1)下开始,该温度为例如大约室温。当制品10接收在装置100的腔103中时,电子电路115的温度T在加热操作期间增大到温度T_heat,如根据图5的加热曲线中的第一平台所示。当从装置100移除制品10时,电子电路115的温度T进一步增加,直到在时间T1_H1时达到值T(t1_H1),因此与初始温度相比的温度增加,即Delta_T_H1=T(t1_H1)-T(t0_H1)违反指示制品不存在的预定义温度增加阈值。这可以由控制器检测,该控制器响应于此可以停止第一加热过程。因此,电子电路115的温度T再次朝向初始温度减小。
如果在该冷却期间,用户开始第二加热H2,则第二加热过程H2的初始温度T(t0_H2)可以高于第一加热过程H1的初始温度T(t0_H1)。因此,电子电路115的加热速率在第二加热过程H2期间可能比在第一加热过程H1期间更小,原因是在加热过程开始时在质量具有较高初始温度的情况下相比于在质量具有较低初始温度的情况下,将质量加热固定温度需要更多的热。因此,当在第二加热过程期间从腔103移除制品10时,电子电路115在第二加热过程H2期间的实际温度增加Delta_T_H2=T(t1_H2)-T(t0_H2)低于电子电路115在第一加热过程H1期间的对应实际温度增加Delta_T_H1=T(t1_H1)-T(t0_H1)。
为了补偿此差异,温度增加或指示温度增加的信号可由在相应的加热操作H1、H2开始时电子电路的初始温度的预定义函数重新调节。例如,在图1和图2中所示的温度传感器165的信号输出是ADC(模数转换器)值,该ADC值与温度相关使得当温度为高时ADC值为低,而温度为低时ADC值为高(参见上文)的情况下,可以通过将指示温度增加的信号除以指示相应加热操作的初始温度的信号来进行重新调节。例如,指示温度增加的信号可以根据以下函数重新调节:Delta_S_scal=k·[S(t0)-S(t1)]/S(t0),其中Delta_S_scal是指示待与对应于预定义温度增加阈值的预定义信号值比较的温度增加的重新调节的信号,S(t0)是指示在相应加热操作H1、H2开始时电子电路115的初始温度的信号,S(t1)是指示在相应加热操作H1、H2的稍后时间t2电子电路115的温度的信号。系数k是可通过校准获得的常数。这样,例如由于前一加热过程,当装置10的电子电路115(仍)处于较高水平时,给予温度增加更多权重。特别地,可以选择重新调节函数,使得对于每个加热过程,不管实际初始温度如何,在移除制品后的大致相同时间段或预定义时间范围内检测到制品不存在。也就是说,如图5中所示,可以选择重新调节函数,使得对于每个加热过程,不管实际初始温度如何,在移除制品后的相同时间段或预定义时间范围之后指示温度增加的相应的重新调节的信号Delta_S_scal处于大约相同值。
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。另外,所有范围包括所公开的最大值和最小值点,并且包括其中的任何中间范围,所述中间范围可在或可不在本文中具体列举。因此,在此上下文中,数字A理解为A±5%A。在此上下文中,数字A可被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。在如所附权利要求中所使用的一些情况下,数字A可偏离上文所列举的百分比,只要A偏离的量不会显著影响所要求保护的发明的基本和新颖特征即可。另外,所有范围包括所公开的最大值和最小值点,并且包括其中的任何中间范围,所述中间范围可在或可不在本文中具体列举。

Claims (15)

1.一种用于加热能够在加热时形成可吸入气溶胶的气溶胶形成基质的气溶胶生成装置,所述装置包括:
-腔,所述腔用于可移除地接收包括待加热的气溶胶形成基质的气溶胶生成制品的至少一部分;
-电加热装置,所述电加热装置包括电子电路和加热元件,所述加热元件可操作地联接到所述电子电路以用于在所述气溶胶生成制品接收在所述腔中时加热所述气溶胶形成基质;
-控制器,所述控制器包括温度传感器,所述温度传感器被配置成输出指示在所述加热装置的操作期间所述电子电路的至少一个部分的温度或温度增加的信号,其中所述控制器被配置成响应于所述信号指示所述温度或所述温度增加已分别违反预定义温度阈值或预定义温度增加阈值,检测所述制品在所述腔中存在、不存在或移位。
2.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置,其中所述预定义温度阈值在80摄氏度与180摄氏度之间,优选地在100摄氏度与160摄氏度之间的范围内。
3.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置,其中所述预定义温度增加阈值是在所述装置的操作开始时所述电子电路的至少一个部分的初始温度的预定义函数。
4.根据权利要求3所述的气溶胶生成装置,其中所述控制器被配置成检测在所述装置的操作开始时所述电子电路的至少一个部分的初始温度,并且根据检测到的初始温度确定所述预定义温度增加阈值。
5.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置,其中所述控制器被配置成检测在所述装置的操作开始时所述电子电路的至少一个部分的初始温度,并且由检测到的初始温度的预定义函数重新调节指示所述温度增加的信号,以便响应于重新调节的信号检测所述制品在所述腔中存在、不存在或移位。
6.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置,其中所述温度传感器包括热电偶、热敏电阻器或半导体集成电路传感器中的至少一者。
7.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置,其中所述电加热装置是用于感应加热所述制品内的气溶胶形成基质的感应加热装置。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的气溶胶生成装置,其中所述电加热装置是用于电阻性加热所述制品内的气溶胶形成基质的电阻性加热装置。
9.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置,其中所述电子电路和所述加热元件布置在所述气溶胶生成装置的单独部分中。
10.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置,其中所述控制器被配置成响应于检测到所述制品移位或不存在而停止或限制所述电加热装置的操作。
11.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置,其中所述控制器被配置成响应于所述信号指示所述温度或所述温度增加已分别降低到所述预定义温度阈值或所述预定义温度增加阈值以下而检测在所述腔中的期望位置处存在所述制品。
12.根据权利要求11所述的气溶胶生成装置,其中所述控制器被配置成响应于检测到在所述腔中的期望位置处存在所述制品而启用所述电加热装置的加热操作。
13.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置,其中所述控制器被配置成至少每10秒、特别是至少每5秒、优选至少每2秒、更优选至少每秒监测所述电子电路的至少一个部分的温度。
14.一种气溶胶生成系统,所述气溶胶生成系统包括根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置和与所述装置一起使用的气溶胶生成制品,其中所述气溶胶生成制品包括待由所述装置加热的气溶胶形成基质。
15.一种用于检测气溶胶生成制品在气溶胶生成装置的腔中存在、不存在或移位的方法,其中所述装置包括用于可移除地接收所述制品的至少一部分的腔,以及电加热装置,所述电加热装置包括电子电路和加热元件,所述加热元件可操作地联接到所述电子电路以用于在所述制品接收在所述腔中时加热包括在所述制品中的气溶胶形成基质,所述方法包括:
-测量在所述加热装置的操作期间所述电子电路的至少一个部分的温度或温度增加;
-响应于所述温度或所述温度增加已分别违反预定义温度阈值或预定义温度增加阈值而检测所述制品在所述腔中存在、不存在或移位。
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TWI666992B (zh) 2014-05-21 2019-08-01 瑞士商菲利浦莫里斯製品股份有限公司 氣溶膠產生系統及用在氣溶膠產生系統中之料匣
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CN107397255B (zh) * 2016-05-19 2023-08-22 上海烟草集团有限责任公司 雾化器及电子烟的雾化器信息传输方法
PL3817607T3 (pl) * 2018-07-05 2023-01-02 Philip Morris Products S.A. Podgrzewany indukcyjnie układ wytwarzania aerozolu z czujnikiem temperatury otoczenia
US11517051B2 (en) * 2018-09-19 2022-12-06 Fontem Ventures B.V. Electronic smoking device with self-heating compensation

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