CN115802910A - 具有抽吸检测的气溶胶生成装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种操作气溶胶生成装置的方法。气溶胶生成装置包括用以供电以生成气溶胶的电源，和控制器。所述方法包括以下步骤：监测(202)指示在气溶胶生成装置操作期间气溶胶生成的参数，分析(204)被监测参数以识别用户抽吸，所述用户抽吸由抽吸开始和抽吸结束限定。被监测参数是功率信号，并且通过基于不同时间窗口比较功率信号的第一移动平均线和第二移动平均线来识别抽吸。所述方法还可包括以下步骤：分析(205)在用户抽吸期间被监测的参数以计算(206)抽吸体积，所述抽吸体积是在所述用户抽吸期间生成的气溶胶体积，并且使用(207)所述抽吸体积作为用于控制装置操作的参数。基于抽吸体积控制装置的操作可以为进行比平均水平强或弱的抽吸的用户提供改善的用户体验。

Description

具有抽吸检测的气溶胶生成装置和方法

本公开涉及一种用于检测气溶胶生成装置上的用户抽吸的方法，被配置成检测用户抽吸的装置，以及基于用户抽吸来控制气溶胶生成装置的操作的方法。具体地讲，本公开涉及检测抽吸的改进方法以及基于计算出的递送的气溶胶体积控制气溶胶生成装置的操作的方法。

被配置成从气溶胶形成基质例如含烟草基质生成气溶胶的气溶胶生成装置是本领域已知的。通常，通过将热量从热源转移到物理上分开的气溶胶形成基质或材料来生成可吸入气溶胶，所述气溶胶形成基质或材料可以位于热源内、热源周围或热源下游。气溶胶形成基质可以是容纳在贮存器中的液体基质。气溶胶形成基质可以是固体基质。气溶胶形成基质可以是单独的气溶胶生成制品的部件部分，所述气溶胶生成制品被配置成与气溶胶生成装置接合以形成气溶胶。在消耗期间，挥发性化合物通过来自热源的热传递从气溶胶形成基质释放并且夹带在通过气溶胶生成制品抽吸的空气中。当所释放的化合物冷却时，它们冷凝以形成被消费者吸入的气溶胶。

一些气溶胶生成装置被配置成提供具有有限持续时间的用户体验。使用过程的持续时间可以例如被限制到近似消耗传统香烟的体验。一些气溶胶生成装置被配置成与单独的、消耗性、气溶胶生成制品一起使用。此类气溶胶生成制品包括能够释放可以形成气溶胶的挥发性化合物的一个或若干气溶胶形成基质。通常加热气溶胶形成基质以形成气溶胶。当气溶胶形成基质中的挥发性化合物耗尽时，产生的气溶胶的质量可能恶化。因此，一些气溶胶生成装置被配置成限制使用过程的持续时间，以帮助防止由基本上耗尽的气溶胶生成制品生成质量较低的气溶胶。

在一些气溶胶生成装置中，使用过程的持续时间可单纯由时间确定。与单纯基于时间对使用过程设置限制相关联的一个问题是不考虑用户的使用行为。因此，在使用过程的持续时间内，进行大量抽吸的用户可能耗尽可用的气溶胶形成基质。在一些气溶胶生成装置中，记录用户在使用过程期间进行的抽吸的数量，并且使用过程的持续时间可基于用户进行的抽吸的数量部分或完全地确定。作为实例，气溶胶生成装置可被配置成在使用过程期间消耗气溶胶生成制品，并且可在用户已对气溶胶生成制品进行12次抽吸后终止使用过程。进行12个长抽吸的用户在其使用过程内仍可耗尽可用的气溶胶形成基质，而进行12个短抽吸的用户可能在可用气溶胶形成基质已完全消耗之前发现其使用过程终止。

根据本发明的一方面，提供一种操作用于从气溶胶形成基质生成气溶胶的气溶胶生成装置的方法。气溶胶生成装置包括用以供电以生成气溶胶的电源，和控制器。所述方法包括以下步骤：监测指示在气溶胶生成装置操作期间气溶胶生成的参数，分析被监测参数以识别用户抽吸，用户抽吸由抽吸开始和抽吸结束限定。本发明可包括以下步骤：分析在用户抽吸期间被监测的参数以计算抽吸体积，所述抽吸体积是在用户抽吸期间生成的气溶胶体积，并且使用所述抽吸体积作为用于控制装置操作的参数。

通过基于抽吸体积控制气溶胶生成装置的操作，有可能充分利用在气溶胶形成制品中的气溶胶形成基质。与进行更短或更浅的抽吸的用户相比，进行更长或更深的抽吸的用户可以在进行较少抽吸之后终止他们的使用过程。因此，可以控制使用过程的持续时间，使得吸入的气溶胶的总量是大致相同的，而不管用户的抽吸风格如何。

通过基于抽吸体积控制气溶胶生成装置的操作，有可能将产生的气溶胶的质量维持在预定范围内。这可能出于感觉原因，例如感知是重要的，例如在使用过程期间保持一致的味道。维持质量对于合规和监管原因也很重要。例如，如果气溶胶生成装置经认证或验证以在使用过程内产生特定体积的气溶胶，那么进行强抽吸或长抽吸的用户可以进行导致在规格之外递送气溶胶的使用过程。因此，可以控制使用过程，使得在使用过程期间产生的气溶胶的质量保持在可接受的或经认证的边界内，而不管用户的抽吸风格如何。

指示气溶胶生成的参数可以表示由电源供应的功率。供应到加热器的电流、电压或电流和电压两者可以是表示功率的参数。例如，在使用过程期间，电源可以供电以将加热器维持在预定温度。如果用户在装置上抽吸以生成气溶胶，加热器冷却，并且需要更大的功率量来将加热器维持在预定温度。因此，通过监测表示由电源供应的功率的参数，可以记录指示实时气溶胶生成的值。

气溶胶生成装置可以被配置成在使用过程期间生成气溶胶。所述方法可包括以下步骤：确定使用过程的开始，监测指示在使用过程期间气溶胶生成的参数，以及使用抽吸体积作为用于确定使用过程结束的参数。

可以分析被监测参数以识别在装置操作期间执行的多个用户抽吸，所述多个用户抽吸中的每一个具有通过分析被监测参数确定的抽吸开始和抽吸结束。可以分析在所述多个识别的用户抽吸中的每一个期间监测的参数，以计算所述多个用户抽吸中的每一个的抽吸体积。可确定在所述多个识别的用户抽吸中的每一个期间生成的气溶胶的累积抽吸体积。累积抽吸体积可以用作用于控制装置操作的参数。通过确定进行每个抽吸的抽吸体积，可以确定累积抽吸体积。以此方式，即使用户进行不一致的抽吸，即具有低抽吸体积的抽吸和具有高抽吸体积的抽吸的组合，也可以更准确地控制装置。

所述方法可包括以下步骤：确定使用过程的开始，监测指示在使用过程期间气溶胶生成的参数，以及使用累积抽吸体积作为用于确定使用过程结束的参数。

如果从使用过程的开始经过的时间达到预定阈值，则控制器可以结束使用过程。在生成最大允许量的气溶胶之前用户停止使用所述装置的情况下，可能期望使用过程具有基于时间的上限。因此，在用户方面无动作的情况下，可以安全地结束使用过程。

如果从使用过程的开始生成的抽吸体积或累积抽吸体积达到预定阈值，则控制器可以结束使用过程。因此，在已生成预定体积的气溶胶之后，并且在气溶胶形成基质已足够耗尽以使得气溶胶质量降低之前，可以结束使用过程。

可以实时计算被监测参数的函数并进行评估以确定抽吸体积。实时计算抽吸体积可以更准确地控制使用过程和使用过程中递送的气溶胶的质量。

分析被监测参数的步骤可包括计算被监测参数的第一特性并分析第一特性以确定抽吸开始和抽吸停止的步骤。分析被监测参数的步骤可包括计算被监测参数的第二特性并分析第一特性和第二特性两者以确定抽吸开始和抽吸停止的步骤。抽吸开始和抽吸停止的确定能越准确，抽吸体积的计算就能越准确。

当所述第一特性和所述第二特性满足一个或多个预定条件时，可以确定已经发生抽吸开始。当所述第一特性和所述第二特性满足一个或多个预定条件时，可以确定抽吸结束已经发生。

第一特性可以是在具有第一时间窗口持续时间的第一时间窗口上计算的被监测参数的第一移动平均值、第一移动中值或任何其它合适的信号特性值。第二特性可以是在具有第二时间窗口持续时间的第二时间窗口上计算的被监测参数的第二移动平均值、第二移动中值或任何其它合适的信号特性值，所述第二时间窗口持续时间不同于第一时间窗口持续时间。

当第一特性，例如第一移动平均值，以及第二特性，例如第二移动平均值，相对于彼此满足预定关系时，可以确定抽吸开始。例如，第一时间窗口持续时间可以比第二时间窗口持续时间短，并且当第一移动平均线相对于第二移动平均线增加并达到抽吸开始值时，其中，第一移动平均线等于第二移动平均线加上第一预定抽吸开始常数，可以确定抽吸开始。

当第一特性，例如第一移动平均值，以及第二特性，例如第二移动平均值，相对于彼此满足预定关系时，可以确定抽吸结束。例如，当在检测到抽吸开始之后第一移动平均线相对于第二移动平均线减小并达到抽吸结束值时，其中，第一移动平均线大于第二移动平均线减去第一预定抽吸结束常数，并且第二移动平均线小于在抽吸开始时的第二移动平均线的值加上第二预定抽吸结束常数，可以确定抽吸结束。

可以通过将表示被监测参数随时间变化的曲线在所述或每个抽吸开始和所述或每个抽吸结束之间积分来确定所述或每个抽吸体积。

根据本发明的一方面，提供一种用于从气溶胶形成基质生成气溶胶的气溶胶生成装置。所述气溶胶生成装置可包括用于供电以生成气溶胶的电源，和控制器，所述控制器被配置成在所述气溶胶生成装置的操作期间监测指示气溶胶生成的参数，分析被监测参数以识别用户抽吸，所述用户抽吸由抽吸开始和抽吸结束限定，分析在所述用户抽吸期间被监测的参数以计算抽吸体积，所述抽吸体积是在所述用户抽吸期间生成的气溶胶的体积，和基于所计算的抽吸体积控制所述装置的操作。气溶胶生成装置可以被配置成执行上述任何方法。

所述装置可包括加热器，并且被监测参数可以是或可以表示在气溶胶生成装置操作期间供应给加热器的功率。

加热器可以是感应加热器，并且被监测参数可以表示由感受器吸收的能量。这样的感受器可以是气溶胶生成装置的部件部分，或者可以是与气溶胶生成装置一起使用的气溶胶形成制品的部件。

加热器可以是电阻加热器，并且被监测参数可以表示供应到电阻加热器的能量。

气溶胶生成装置优选被构造成接收包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品。

根据本发明的一个方面，提供了一种操作用于从气溶胶形成基质生成气溶胶的气溶胶生成装置的方法，所述气溶胶生成装置包括用于供电以生成气溶胶的电源，以及控制器。所述方法可包括以下步骤：监测指示在气溶胶生成装置操作期间的气溶胶生成的参数，并分析被监测参数以识别用户抽吸，所述用户抽吸由抽吸开始和抽吸结束限定。分析被监测参数的步骤可包括以下步骤：计算被监测参数的第一特性，计算被监测参数的第二特性，并分析第一特性和第二特性两者以确定抽吸开始和抽吸停止。

可以分析被监测参数以识别在装置操作期间执行的多个用户抽吸，所述多个用户抽吸中的每一个具有通过分析被监测参数确定的抽吸开始和抽吸结束。

气溶胶生成装置可以被配置成在使用过程期间生成气溶胶。然后，所述方法可以包括以下步骤：确定使用过程的开始，并分析所述被监测参数以识别在装置操作期间执行的用户抽吸或多个用户抽吸。

当所述第一特性和所述第二特性满足一个或多个预定条件时，可以确定抽吸开始。当所述第一特性和所述第二特性满足一个或多个预定条件时，可以确定抽吸结束。

第一特性可以是在具有第一时间窗口持续时间的第一时间窗口计算的被监测参数的第一移动平均值。第一时间窗口持续时间优选为20ms至1000ms之间，例如100ms至500ms之间，或200ms至500ms之间的时间。第一窗口持续时间可为约250ms、或约300ms、或约350ms、或约400ms、或约450ms。

第二特性可以是在具有第二时间窗口持续时间的第二时间窗口上计算的被监测参数的第二移动平均值，所述第二时间窗口持续时间不同于所述第一时间窗口持续时间。第二时间窗口持续时间优选地是100ms至2000ms之间，例如500ms至1500ms之间，或800ms至1400ms之间的时间。第一窗口持续时间可为约850ms、或约900ms、或约950ms、或约1000ms、或约1050ms、或约1100ms、或约1200ms。

当所述第一移动平均值和所述第二移动平均值相对于彼此满足预定关系时，可以确定抽吸开始。

第一时间窗口持续时间可以比第二时间窗口持续时间短，并且当第一移动平均线相对于第二移动平均线增加并达到抽吸开始值时，其中，第一移动平均线等于第二移动平均线加上第一预定抽吸开始常数，可以确定抽吸开始。优选的是，抽吸开始常数可以是经验确定的常数。替代性地，抽吸开始常数可以是计算出的常数。

当在检测到抽吸开始之后第一移动平均线相对于第二移动平均线减小并达到抽吸结束值时，其中，第一移动平均线大于第二移动平均线减去第一预定抽吸结束常数，并且第二移动平均线小于抽吸开始时的第二移动平均线的值加上第二预定抽吸结束常数，可以确定抽吸结束。第一预定抽吸结束常数和第二预定抽吸结束常数可以优选地是经验确定的常数。第一预定抽吸结束常数和第二预定抽吸结束常数可以是替代的计算出的常数。

被监测参数中的一般噪声可能意味着当没有发生真抽吸时满足抽吸开始的标准。为了将此类事件记录为抽吸降到最低，在已确定抽吸开始之后，可能需要满足一个或多个预定验证条件，以验证已发生抽吸。验证条件可被称为触发器。除非满足所述验证条件或每个验证条件，否则不记录抽吸。作为实例，一旦已确定抽吸开始，则仅当满足第一验证条件且检测到抽吸结束时，才可记录有效抽吸。作为另一实例，一旦已确定抽吸开始，则仅当满足第一验证条件且满足第二验证且检测到抽吸结束时，才可记录有效抽吸。

根据本发明的一个方面，提供一种用于从气溶胶形成基质生成气溶胶的气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置包括用于供电以生成气溶胶的电源，和控制器，所述控制器被配置成在所述气溶胶生成装置操作期间监测指示气溶胶生成的参数，并分析被监测参数以识别用户抽吸，所述用户抽吸由抽吸开始和抽吸结束限定。控制器可被编程以通过计算被监测参数的第一特性，计算被监测参数的第二特性，并分析第一特性和第二特性两者来确定抽吸开始和抽吸停止来分析被监测参数。气溶胶生成装置可以被配置成执行如上所述的方法。

所述装置可包括加热器，并且被监测参数可以是或可以表示在气溶胶生成装置操作期间供应给加热器的功率。加热器可以是感应加热器，并且被监测参数可以表示由感受器吸收的能量。加热器可以是电阻加热器，并且被监测参数可以表示供应到电阻加热器的能量。气溶胶生成装置优选被构造成接收包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品。

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。这些实施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Ex1.一种操作用于从气溶胶形成基质生成气溶胶的气溶胶生成装置的方法，所述气溶胶生成装置包括：电源，所述电源用于供电以生成气溶胶，和控制器；所述方法包括：监测指示在所述气溶胶生成装置操作期间气溶胶生成的参数，分析所述被监测参数以识别用户抽吸，所述用户抽吸由抽吸开始和抽吸结束限定；分析在所述用户抽吸期间被监测的参数以计算抽吸体积，所述抽吸体积是在所述用户抽吸期间生成的气溶胶的体积，并使用所述抽吸体积作为用于控制所述装置操作的参数。

实例Ex2.根据实例Ex1的方法，其中指示气溶胶生成的参数表示由所述电源供应的功率。

实例Ex3.根据实例Ex1或Ex2的方法，其中所述气溶胶生成装置被配置成在使用过程期间生成气溶胶，所述方法包括以下步骤：确定所述使用过程的开始，监测指示在所述使用过程期间气溶胶生成的参数，以及使用所述抽吸体积作为用于确定所述使用过程结束的参数。

实例Ex4.根据任一前述实例的方法，其包括以下步骤：分析所述被监测参数以识别在所述装置操作期间执行的多个用户抽吸，所述多个用户抽吸中的每一个用户抽吸具有通过分析所述被监测参数确定的抽吸开始和抽吸结束。

实例Ex5.根据实例Ex4的方法，其包括以下步骤：分析在所述多个识别的用户抽吸中的每一个期间被监测的参数以计算所述多个用户抽吸中的每一个的抽吸体积，确定所述多个识别的用户抽吸中的每一个期间生成的气溶胶的累积抽吸体积，并且使用所述累积抽吸体积作为用于控制所述装置操作的参数。

实例Ex6.根据实例Ex5的方法，其中所述气溶胶生成装置被配置成在使用过程期间生成气溶胶，所述方法包括以下步骤：确定所述使用过程的开始，监测指示所述使用过程期间气溶胶生成的参数，以及使用所述累积抽吸体积作为用于确定所述使用过程结束的参数。

实例Ex7.根据实例Ex3或Ex6的方法，其中如果从所述使用过程开始经过的时间达到预定阈值，则所述控制器结束所述使用过程。

实例Ex8.根据实例Ex3、Ex6或Ex7的方法，其中如果从所述使用过程开始生成的抽吸体积或累积抽吸体积达到预定阈值，则所述控制器结束所述使用过程。

实例Ex9.根据任一前述实例的方法，其中所述被监测参数的函数被实时计算并评估以确定抽吸体积。

实例Ex10.根据任一前述实例的方法，其中分析所述被监测参数的步骤包括以下步骤：计算所述被监测参数的第一特性，并分析所述第一特性以确定抽吸开始和抽吸停止。

实例Ex11.根据实例Ex10的方法，其中分析所述被监测参数的步骤包括以下步骤：计算所述被监测参数的第二特性，并分析所述第一特性和所述第二特性两者，以确定所述抽吸开始和所述抽吸停止。

实例Ex12.根据实例Ex12的方法，其中当所述第一特性和所述第二特性满足一个或多个预定条件时确定抽吸开始。

实例Ex13.根据实例Ex11或Ex12的方法，其中当所述第一特性和所述第二特性满足一个或多个预定条件时确定抽吸结束。

实例Ex14.根据实例Ex10至Ex13中任一实例的方法，其中所述第一特性是在具有第一时间窗口持续时间的第一时间窗口上计算的所述被监测参数的第一移动平均值。

实例Ex15.根据实例Ex11至Ex14中任一实例的方法，其中所述第二特性是在具有第二时间窗口持续时间的第二时间窗口上计算的所述被监测参数的第二移动平均值，所述第二时间窗口持续时间不同于所述第一时间窗口持续时间。

实例Ex16.根据实例Ex15的方法，其中当所述第一移动平均值和所述第二移动平均值相对于彼此满足预定关系时确定抽吸开始。

实例Ex17.根据实例Ex16的方法，其中所述第一时间窗口持续时间比所述第二时间窗口持续时间短，当所述第一移动平均线相对于所述第二移动平均线增加并达到抽吸开始值时，其中，所述第一移动平均线等于所述第二移动平均线加上第一预定抽吸开始常数，确定抽吸开始。

实例Ex18.根据实例Ex17的方法，其中在检测到抽吸开始之后当所述第一移动平均线相对于所述第二移动平均线减小并达到抽吸结束值时，其中，所述第一移动平均线大于所述第二移动平均线减去第一预定抽吸结束常数，并且所述第二移动平均线小于抽吸开始时的第二移动平均线的值加上第二预定抽吸结束常数，确定抽吸结束。

实例Ex19.根据实例Ex10至Ex13中任一实例的方法，其中所述第一特性是在具有第一时间窗口持续时间的第一时间窗口上计算的所述被监测参数的第一移动中值。

实例Ex20.根据实例Ex11至Ex14和Ex19中任一实例的方法，其中所述第二特性是在具有第二时间窗口持续时间的第二时间窗口上计算的所述被监测参数的第二移动中值，所述第二时间窗口持续时间不同于所述第一时间窗口持续时间。

实例Ex21.根据实例Ex20的方法，其中当所述第一移动中值和所述第二移动中值相对于彼此满足预定关系时确定抽吸开始。

实例Ex22.根据实例Ex21的方法，其中所述第一时间窗口持续时间比所述第二时间窗口持续时间短，当所述第一移动中值相对于所述第二移动中值增加并达到抽吸开始值时，其中，所述第一移动中值等于所述第二移动中值加上第一预定抽吸开始常数，确定抽吸开始。

实例Ex23.根据实例Ex22的方法，其中在检测到抽吸开始之后当所述第一移动中值相对于第二移动中值减小并达到抽吸结束值时，其中，所述第一移动中值大于所述第二移动中值减去第一预定抽吸结束常数，并且所述第二移动中值小于抽吸开始时第二移动中值的值加上第二预定抽吸结束常数，确定抽吸结束。

实例Ex24.根据任一前述实例的方法，其中分析所述被监测参数以检测在所述抽吸开始之后和所述抽吸结束之前发生的至少一个验证条件或触发器，检测到所述至少一个验证条件或触发器是记录有效抽吸所必需的。

实例Ex25.根据实例Ex24的方法，其中当所述第一特性和所述第二特性满足一个或多个预定条件时确定验证条件或触发器。

实例Ex26.根据任一前述实例的方法，其中通过将表示被监测参数随时间变化的曲线在所述抽吸或每个抽吸开始和所述或每个抽吸结束之间积分来确定所述或每个抽吸体积。

实例Ex27.一种用于从气溶胶形成基质生成气溶胶的气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置包括：电源，所述电源用于供电以生成气溶胶，和控制器，所述控制器被配置成：监测指示在所述气溶胶生成装置操作期间气溶胶生成的参数，分析被监测参数以识别用户抽吸，所述用户抽吸由抽吸开始和抽吸结束限定，分析在所述用户抽吸期间被监测的参数以计算抽吸体积，所述抽吸体积是在所述用户抽吸期间生成的气溶胶的体积，以及基于计算的抽吸体积控制所述装置的操作。

实例Ex28.根据实例Ex27的气溶胶生成装置，其被配置成执行实例Ex1至Ex25中的任一实例所述的方法。

实例Ex29.根据实例Ex27或Ex28的气溶胶生成装置，其中所述装置包括加热器，并且所述被监测参数为或表示在所述气溶胶生成装置操作期间供应给所述加热器的功率。

实例Ex30.根据实例Ex29的气溶胶生成装置，其中所述加热器是感应加热器，并且所述被监测参数表示由感受器吸收的能量。

实例Ex31.根据实例Ex29的气溶胶生成装置，其中所述加热器是电阻加热器，并且所述被监测参数表示供应到所述电阻加热器的能量。

实例Ex32.根据实例Ex27至Ex32中任一实例的气溶胶生成装置，其被配置成接收包括所述气溶胶形成基质的气溶胶生成制品。

实例Ex23.一种操作用于从气溶胶形成基质生成气溶胶的气溶胶生成装置的方法，所述气溶胶生成装置包括：电源，所述电源用于供电以生成气溶胶，和控制器；所述方法包括：监测指示在所述气溶胶生成装置操作期间气溶胶生成的参数，并分析被监测参数以识别用户抽吸，所述用户抽吸由抽吸开始和抽吸结束限定，其中分析所述被监测参数的步骤包括以下步骤：计算所述被监测参数的第一特性，计算所述被监测参数的第二特性，并分析所述第一特性和所述第二特性两者以确定所述抽吸开始和所述抽吸停止。

实例Ex34.根据实例Ex33的方法，其包括以下步骤：分析所述被监测参数以识别在所述装置操作期间执行的多个用户抽吸，所述多个用户抽吸中的每一个用户抽吸具有通过分析所述被监测参数确定的抽吸开始和抽吸结束。

实例Ex35.根据实例Ex33或Ex34的方法，其中所述气溶胶生成装置被配置成在使用过程期间生成气溶胶，所述方法包括以下步骤，确定所述使用过程的开始，并分析所述被监测参数以识别在所述装置操作期间执行的用户抽吸或多个用户抽吸。

实例Ex36.根据实例Ex33至Ex35中任一实例的方法，其中当所述第一特性和所述第二特性满足一个或多个预定条件时确定抽吸开始。

实例Ex37.根据实例Ex33至Ex36中任一实例的方法，其中当所述第一特性和所述第二特性满足一个或多个预定条件时确定抽吸结束。

实例Ex38.根据实例Ex33至Ex37中任一实例的方法，其中所述第一特性是在具有第一时间窗口持续时间的第一时间窗口上计算的所述被监测参数的第一移动平均值。

实例Ex39.根据实例Ex33至Ex38中任一实例的方法，其中所述第二特性是在具有第二时间窗口持续时间的第二时间窗口上计算的所述被监测参数的第二移动平均值，所述第二时间窗口持续时间不同于所述第一时间窗口持续时间。

实例Ex40.根据实例Ex39的方法，其中当所述第一移动平均值和所述第二移动平均值相对于彼此满足预定关系时确定抽吸开始。

实例Ex41.根据实例Ex40的方法，其中所述第一时间窗口持续时间比所述第二时间窗口持续时间短，当所述第一移动平均线相对于所述第二移动平均线增加并达到抽吸开始值时，其中，所述第一移动平均线等于所述第二移动平均线加上第一预定抽吸开始常数，确定抽吸开始。

实例Ex42.根据实例Ex41的方法，其中在检测到抽吸开始之后当所述第一移动平均线相对于所述第二移动平均线减小并达到抽吸结束值时，其中，所述第一移动平均线大于所述第二移动平均线减去第一预定抽吸结束常数，并且所述第二移动平均线小于抽吸开始时的第二移动平均线的值加上第二预定抽吸结束常数，确定抽吸结束。

实例Ex43.一种用于从气溶胶形成基质生成气溶胶的气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置包括：电源，所述电源用于供电以生成气溶胶，和控制器，所述控制器被配置成监测指示在所述气溶胶生成装置操作期间气溶胶生成的参数，并分析被监测参数以识别用户抽吸，所述用户抽吸由抽吸开始和抽吸结束限定，其中所述控制器被编程为通过计算所述被监测参数的第一特性，计算所述被监测参数的第二特性，并分析所述第一特性和所述第二特性两者以确定所述抽吸开始和所述抽吸停止来分析所述被监测参数。

实例Ex44.根据实例Ex43的气溶胶生成装置，其被配置成执行实例Ex33至Ex42中的任一实例所述的方法。

实例Ex45.根据实例Ex43或EX44的气溶胶生成装置，其中所述装置包括加热器，并且所述被监测参数为或表示在所述气溶胶生成装置操作期间供应给所述加热器的功率。

实例Ex46.根据实例Ex45的气溶胶生成装置，其中所述加热器是感应加热器，并且所述被监测参数表示由感受器吸收的能量。

实例Ex47.根据实例Ex45的气溶胶生成装置，其中所述加热器是电阻加热器，并且所述被监测参数表示供应到所述电阻加热器的能量。

实例Ex48.根据实例Ex43至Ex47中任一实例的气溶胶生成装置，其被配置成接收包括所述气溶胶形成基质的气溶胶生成制品。

现在将参考附图进一步描述若干实例，其中：

图1示出了气溶胶生成装置的示意性侧视图；

图2是图1的气溶胶生成装置的示意性上端视图；

图3示出了图1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的示意性横截面侧视图；

图4是示出通过计算抽吸体积来操作气溶胶生成装置的方法的流程图；

图5是示出在用户抽吸期间随时间而变的功率以及功率曲线的两个移动平均线，具体地示出了抽吸的检测点的图形；

图6是示出在用户抽吸期间随时间而变的功率以及功率曲线的两个移动平均线，具体地示出了第二触发点的图形；

图7是示出在用户抽吸期间随时间而变的功率以及功率曲线的两个移动平均线，具体地示出了对抽吸的结束点的检测的图形；

图8是示出抽吸的检测，包括用于验证抽吸的各种触发点的识别的图形；

图9示出了使用三种不同抽吸模式的方法的验证；以及

图10是示出通过在检测到的抽吸期间对功率信号积分来计算能量的图形。

示例性的气溶胶生成装置10是手持式气溶胶生成装置，并且具有由基本上圆柱形形状的壳体20限定的细长形状。气溶胶生成装置10包括位于壳体20的近端21处用于接收包括气溶胶形成基质31的气溶胶生成制品30的开放腔25。气溶胶生成装置10还包括位于装置的壳体20内的电池(未示出)和被布置成在气溶胶生成制品30接收在腔25中时加热气溶胶生成制品30的至少气溶胶形成基质部分31的电操作式加热元件40。

气溶胶生成装置被构造成接收可消耗气溶胶生成制品30。气溶胶生成制品30为呈圆柱形杆形式并且包括气溶胶形成基质31。气溶胶形成基质是含有烟草的固体气溶胶形成基质。气溶胶生成制品30还包括烟嘴，例如布置在与圆柱形杆内的气溶胶形成基质同轴对准的过滤器32。气溶胶生成制品30具有的直径基本等于装置10的腔25的直径，并且其长度比腔25的长度长，使得当制品30接收在装置10的腔25中时，烟嘴32从腔25中伸出，并且可以被用户抽吸，类似于常规香烟。

在使用中，用户将制品30插入到气溶胶生成装置10的腔25中，并且通过按下用户按钮50打开装置10以启动加热器40以开始使用过程。加热器40加热制品30的气溶胶形成基质，使得气溶胶形成基质31的挥发性化合物被释放并雾化以形成气溶胶。用户在制品30的烟嘴上抽吸，并吸入从加热的气溶胶形成基质生成的气溶胶。在激活之后，加热器元件40的温度从环境温度增加到预定温度以用于加热气溶胶形成基质。当用户在气溶胶生成制品30上抽吸时，装置10的控制电子器件从电池向加热器供电，以将加热器的温度保持在大致恒定的水平。加热器继续加热气溶胶生成制品，直到使用过程结束，此时加热器被停用并冷却。在一些具体实例中，加热器40可以是电阻加热器元件。在一些具体实例中，加热器40可以是布置在波动磁场内的感受器，使得其通过感应加热。

在使用过程结束时，将制品30从装置10移除以供处置，并且装置10可联接到外部电源以用于对装置10的电池充电。

与装置一起使用的气溶胶生成制品具有有限量的气溶胶形成基质，因此，使用过程需要具有有限持续时间以防止用户在气溶胶形成基质已耗尽时尝试产生气溶胶。使用过程被配置成具有由从使用过程开始的时间段确定的最大持续时间。如果使用过程期间记录的用户交互参数在由计时器确定的最大持续时间之前达到阈值，则使用过程还被配置为具有小于最大持续时间的持续时间。在具体实施例中，用户交互参数表示用户在使用过程期间进行的抽吸期间由用户生成的气溶胶的累积体积。因此，气溶胶生成装置被配置成使得每个使用过程具有自使用过程开始起6分钟的最大持续时间，或如果从使用过程开始起6分钟内生成660ml气溶胶，则由用户产生总共660ml气溶胶(相当于55ml的12个抽吸)。因此，进行大量短抽吸或温和抽吸的用户可以接收与进行更少长抽吸或充沛抽吸的用户相似的最大量的气溶胶。

所述方法的概述在图4中示意性地示出。用户将气溶胶生成制品插入气溶胶生成装置中，并通过启动用户按钮50来启动使用过程。这指示用户体验201的开始。从气溶胶生成装置中的电池向加热器元件40供电，直到加热器元件达到预定操作温度。此温度可为例如约330摄氏度。

监测202供应给加热器的功率的功率信号。然后，用户进行一个抽吸203。当用户抽吸时，加热器由于气流而被冷却。因此，为维持操作温度需要向加热器供应的功率增加。供应的功率增加，并维持正确的温度。

通过分析功率信号204来检测用户抽吸的存在。通过该分析确定抽吸开始点和抽吸结束点。

然后计算205检测到的抽吸的能量，并且还计算206在抽吸期间生成的气溶胶体积，并且相加到在使用过程期间生成的累积体积总量中。

如果累积总体积等于或超过使用过程的预定最大允许气溶胶体积(例如660ml)，则使用过程结束208。如果累积总体积不等于或不超过使用过程的预定最大允许气溶胶体积，则过程保持有效，并且用户可以再进行另一抽吸。使用过程保持有效，直到用户产生最大允许气溶胶体积或直到达到最大时间阈值。

基于进行的抽吸的数量控制气溶胶生成装置的使用过程的持续时间的构思是已知的。可以通过监测功率或通过监测气流来识别抽吸。然而，要对递送的气溶胶的体积进行定量，需要精确检测和分析每次抽吸。在操作条件下，许多因素影响功率信号，而气溶胶生成装置中随时间变化的功率是有噪声和复杂的。在现实应用中，功率信号带有背景噪声，并且确定地将特定行为与抽吸的发生相关联并不简单。对功率信号进行简单阈值分析以确定抽吸并不提供对生成的气溶胶体积进行定量所需的精度。

为了更准确地确定抽吸开始点和抽吸结束点，比较随时间变化的功率的两个移动平均线。实时分析两个移动平均线之间的关系，并确定特定点，包括抽吸开始和抽吸结束点。通过分析两个移动平均线确定的特定点可被称为触发点。

图5示出了说明随时间变化供应到加热器的功率的图形。时间函数P(功率)具有图形中描绘为平方曲线501的趋势。

第一移动平均线502(MA1)是在第一时间窗口TW1上的功率信号的平均值。在该具体实例中，第一时间窗口TW1为大约400ms。

第二移动平均线504(MA2)是第二时间窗口TW2上的功率信号的平均值。在该具体实例中，第二时间窗口TW2为大约1000ms。

在曲线图503的第一部分中，加热器处于恒定温度，并且用户不进行抽吸。因此，向加热器供应的用于维持操作温度的功率是恒定的，并且等于图形上显示为A的值。在图形503的第一部分中，第一移动平均线502的值与功率501的值重合，因为功率是恒定的且等于值A，因此随着时间推移，时间窗口TW1的平均值也是恒定的。在图形503的第一部分中，第二移动平均线504的值与功率501的值重合，因为功率是恒定的且等于值A，因此随着时间推移，时间窗口TW2的平均值也是恒定的。

当用户进行抽吸时，加热器被所产生的气流冷却。因此，供应给加热器的功率需要增加以将加热器维持在其操作温度。如图5中所描绘，功率从表示为A的值增加到指示为B的较高值。当用户完成抽吸时，需要将功率供应给加热器，以维持操作温度降低，且供应的功率降低回到由A指示的维持水平。

在功率增加之后，第一移动平均线逐渐增加，但不像功率信号那样急剧增加，因为它还包括仍处于值A的信号的一部分。第一移动平均线继续增加，直到与功率值重合为止。接着，在功率再次减小之后，其以类似方式减小。

在功率增加之后，第二移动平均线逐渐增加。由于第二移动平均线基于比第一移动平均线更长的时间窗口TW2，因此第二移动平均线开始在抽吸区域附近增加，但比第一移动平均线更缓慢。

在获得第一移动平均线和第二移动平均线之后，可以设置条件以便检测抽吸。首先，定义重大事件，将其识别为移动平均线交叉：MA1＝MA2+δ1。当第一移动平均线等于第二移动平均线加上第一常数(δ1)时，事件被称为移动平均线交叉。恒定的δ1是实验确定的值。根据优选的具体实例，第一常数(δ1)＝0.22W。当第一移动平均线与第二移动平均线之间的关系满足或超过针对移动平均线交叉定义的条件时，确定已发生抽吸开始。也就是说，当第一移动平均线与第二移动平均线之间的关系从MA1<MA2+δ1到MA1＝MA2+δ1或MA1>MA2+δ1时，确定已经发生抽吸开始。移动平均线交叉对应于足够大以被定量为抽吸的功率信号的扰动。当功率信号携带大量背景噪声时，此方法具有优点，否则对应于抽吸发生的行为可能不容易检测。

还可以定义在被验证时指示抽吸的发生的条件。在已经检测到移动平均线交叉之后，可以验证四个条件(或触发器)以通过监测功率信号来发现抽吸。这些验证条件或触发器可以被识别为触发器1、触发器2、触发器3和触发器4，并且定义如下。

触发器1：触发器1的条件是MA1>MA2+δ1。触发器1与抽吸开始相关。当紧接在移动平均线交叉之后检测到触发器1时，系统知道此类检测对应于抽吸的开始。

触发器2：触发器2的条件是MA2>MA1+δ2。触发器2识别抽吸的峰值。在这种情况下，δ2是第二常数。根据优选的具体实例，第二常数(δ2)＝0W。触发器2的位置在图6中示出。

触发器3：触发器3的条件是MA2>MA1+δ3。此触发器识别抽吸的衰落，δ3是第三常数。

触发器4：触发器4的条件是MA1>MA2–δ41且MA2<MA2 1ST+δ42。此触发器检测抽吸的结束，δ41是第四常数,δ42是第五常数。δ41和δ42是实验计算的。根据优选的具体实例，第四常数δ41为0.06W，第五常数δ42为0.31W。触发器4的条件如图7所示。

图8示出了在另一特定实施例中的抽吸的检测。对于此特定实施例，第一移动平均线(MA1)基于128ms的时间窗口，并且第二移动平均线(MA2)基于512ms的时间窗口。

当移动平均线交叉发生801时，检测到抽吸。这是当MA1＝MA2+δ1时的点。δ1是常数，其通过实验确定并且具有0.22W的值。

当MA1>MA2+δ1，即紧接着抽吸开始后，即发生第一触发器。

当MA2>MA1+δ2时发生第二触发器802。δ2是常数，其通过实验确定并且具有0W的值。因此，当MA2>MA1时发生第二触发器。

当MA2>MA1+δ3时，发生第三触发器803。δ3是常数，其通过实验确定并且具有0.18W的值。

当MA1>MA2–δ41且MA2<MA2 1ST+δ42时发生第四触发器804。δ41是常数，其通过实验确定并且具有0.06W的值。δ42是常数，其通过实验确定并且具有0.31W的值。抽吸被视为在第四触发器处结束。

为了提高抽吸检测的准确性，在不同触发器之间建立一组时间阈值。此类阈值有利于有效检测非常不同的体积和流量的抽吸。时间阈值或超时是在触发器被激活后启动的持续时间。如果在预定时间段之后未激活以下触发器，则重置检测过程。这允许丢弃“严重检测到的”触发器。

可以在第一触发器之后启动第一超时。如果在预定的时间段内未检测到第二触发器，则拒绝抽吸检测并且重置检测系统。在具体实例中，第一超时可具有2.5秒的持续时间。因此，如果在第一触发器的2.5秒内未检测到第二触发器，则拒绝抽吸检测。

可以在第三触发器之后启动第二超时。如果在预定时间段内未检测到第四触发器，则拒绝抽吸检测，并且重置检测系统。在具体实例中，第二超时可具有3.5秒的持续时间。因此，如果在第三触发器的3.5秒内未检测到第四触发器，则拒绝抽吸检测。

根据本发明的方法用于检测三种不同模式的抽吸。如图9中所示，所述模式是20ml体积和2秒持续时间的抽吸，55ml体积和2秒持续时间的抽吸，以及120ml体积和3秒持续时间的抽吸。使用相同阈值和超时在这三种非常不同的抽吸模式中检测到97％的抽吸。

在已确定抽吸的结束点(第四触发器)之后，由功率对从抽吸开始到抽吸结束的时间的积分计算抽吸的体积。随时间推移的功率的积分等于能量。能量又对应于注入到消耗品中的热量，并且此热量是用户随一定体积的冷却气流一起带走的东西。

如图10中所示，应了解，与抽吸严格相关联的能量将计算为在抽吸期间的功率信号减去即使没有抽吸仍会消耗的能量的积分演算，如公式中指示：

所述能量通过已经验确定的关系与所述体积相关联。类似地，也可以将功率与气流相关，所述气流等于每个时间单位的体积。

可被称为用户体验的使用过程具有待递送的最大允许体积的气溶胶。每个抽吸都有助于达到最大允许容积。一旦达到阈值，体验结束。因此，体验不与预定抽吸数量相关，而是与用户在装置上实际上抽吸的方式相关。

用于确定在使用过程期间供应的气溶胶的总体积的替代方法是使用流量传感器。但应了解，此类解决方案在装置复杂性方面将十分繁琐。实际上，流量传感器可能被泥浆堵塞，可能被碎屑堵塞(如果将装置放入充满灰尘的口袋中)。在设计方面，使用流量传感器特别困难，因为流量传感器需要不可忽略的空间。根据本解决方案，不需要任何额外硬件。本文提供的解决方案在现有加热算法的顶部提供一层软件，所述软件已经能够计算得出功率的电流和电压。

Claims (15)

1.一种操作用于从气溶胶形成基质生成气溶胶的气溶胶生成装置的方法，所述气溶胶生成装置包括：

电源，所述电源用于供电以生成气溶胶，和

控制器；

所述方法包括：

监测指示在所述气溶胶生成装置操作期间气溶胶生成的参数，并且分析被监测参数以识别用户抽吸，所述用户抽吸由抽吸开始和抽吸结束限定，

其中分析所述被监测参数的步骤包括以下步骤：计算所述被监测参数的第一特性，计算所述被监测参数的第二特性，并且分析所述第一特性和所述第二特性两者，以确定所述抽吸开始和所述抽吸结束，

其中指示气溶胶生成的参数是表示由所述电源供应的功率的参数，并且其中所述第一特性是在具有第一时间窗口持续时间的第一时间窗口上计算的被监测参数的第一移动平均值，并且其中所述第二特性是在具有第二时间窗口持续时间的第二时间窗口上计算的被监测参数的第二移动平均值，所述第二时间窗口持续时间与所述第一时间窗口持续时间不同。

2.根据权利要求1所述的方法，包括以下步骤：

分析所述被监测参数以识别在所述装置操作期间执行的多个用户抽吸，所述多个用户抽吸中的每一个用户抽吸具有通过分析所述被监测参数确定的抽吸开始和抽吸结束。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述气溶胶生成装置被配置成在使用过程期间生成气溶胶，

所述方法包括以下步骤：

确定所述使用过程的开始，以及

分析所述被监测参数以识别在所述装置操作期间执行的所述用户抽吸或所述多个用户抽吸。

4.根据任一前述权利要求所述的方法，包括另一步骤：

分析在所述用户抽吸期间被监测的参数以计算抽吸体积，所述抽吸体积是在所述用户抽吸期间生成的气溶胶体积，以及

使用所述抽吸体积作为用于控制所述装置操作的参数。

5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，

当所述第一移动平均值和所述第二移动平均值相对于彼此满足预定关系时确定所述抽吸开始。

6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，

所述气溶胶生成装置被配置成在使用过程期间生成气溶胶，

所述方法包括以下步骤：

确定所述使用过程的开始，

监测指示在所述使用过程期间气溶胶生成的参数，以及

使用所述抽吸体积作为用于确定所述使用过程的结束的参数。

7.根据任一前述权利要求所述的方法，包括以下步骤：

分析所述被监测参数以识别在所述装置操作期间执行的多个用户抽吸，所述多个用户抽吸中的每一个用户抽吸具有通过分析所述被监测参数确定的抽吸开始和抽吸结束。

8.根据权利要求7所述的方法，包括以下步骤：分析在多个所识别的用户抽吸中的每一个用户抽吸期间

被监测的参数以计算所述多个用户抽吸中的每一个用户抽吸的抽吸体积，

确定在所述多个所识别的用户抽吸中的每一个用户抽吸期间生成的气溶胶的累积抽吸体积，以及

使用所述累积抽吸体积作为用于控制所述装置操作的参数。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，

所述气溶胶生成装置被配置成在使用过程期间生成气溶胶，

所述方法包括以下步骤：

确定所述使用过程的开始，

监测指示在所述使用过程期间气溶胶生成的参数，以及

使用所述累积抽吸体积作为用于确定所述使用过程的结束的参数。

10.根据权利要求6或9所述的方法，其中如果从所述使用过程的开始经过的时间达到预定阈值，则所述控制器结束所述使用过程。

11.根据权利要求6、9或10所述的方法，其中如果从所述使用过程的开始生成的所述抽吸体积或累积抽吸体积达到预定阈值，则所述控制器结束所述使用过程。

12.一种用于从气溶胶形成基质生成气溶胶的气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置包括：

电源，所述电源用于供电以生成气溶胶，和

控制器，所述控制器被配置成：

监测指示在所述气溶胶生成装置操作期间气溶胶生成的参数，并且分析所述被监测参数的第一特性和所述被监测参数的第二特性以识别用户抽吸，所述用户抽吸由抽吸开始和抽吸结束限定，

其中指示气溶胶生成的参数是表示由所述电源供应的功率的参数，并且其中所述第一特性是在具有第一时间窗口持续时间的第一时间窗口上计算的被监测参数的第一移动平均值，并且所述第二特性是在具有第二时间窗口持续时间的第二时间窗口上计算的被监测参数的第二移动平均值，所述第二时间窗口持续时间与所述第一时间窗口持续时间不同。

13.根据权利要求12所述的气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置被配置成执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。

14.根据权利要求12或13所述的气溶胶生成装置，其中所述装置包括加热器，并且所述被监测参数为或表示在所述气溶胶生成装置操作期间供应给所述加热器的功率。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置被配置成接收包括所述气溶胶形成基质的气溶胶生成制品。

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