CN116600671A - 包括感应加热装置的气溶胶生成装置和系统及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制气溶胶生成装置(200)中的气溶胶产生的方法(800)包括执行(820)用于测量与感受器(160)相关联的校准值的校准过程。加热装置(320)被配置成基于校准值感应加热感受器(160)。所述校准过程包括：i)控制向所述加热装置(320)提供的功率，以使得所述感受器(160)的温度增加；ii)监测与所述感受器(160)相关联的电导值或电阻值；iii)当所述电导值达到最大值时或者当所述电阻值达到最小值时，中断向所述加热装置(320)的功率提供；以及iv)监测与所述感受器(160)相关联的电导值，直到所述电导值达到最小值或者直到所述电阻值达到最大值。

Description

包括感应加热装置的气溶胶生成装置和系统及其操作方法
技术领域
本发明涉及一种用于加热气溶胶形成基质的感应加热装置。本发明还涉及一种包括这种感应加热装置的气溶胶生成装置，以及一种用于控制气溶胶生成装置中的气溶胶产生的方法。
背景技术
气溶胶生成装置可以包括电操作热源，该电操作热源被配置成加热气溶胶形成基质以产生气溶胶。电操作热源可以是感应加热装置。感应加热装置通常包括感应耦合到感受器的感应器。感应器产生交变磁场，所述交变磁场引起感受器中的加热。通常，感受器与气溶胶形成基质直接接触并且热量主要通过传导从感受器传递至气溶胶形成基质。气溶胶形成基质的温度可以通过控制感受器的温度来控制。因此，对于此类气溶胶生成装置来说，准确监测和控制感受器的温度以确保气溶胶的最佳生成并将气溶胶递送到用户是重要的。
发明内容
期望提供准确、可靠且廉价的感应加热装置的温度监测和控制。
根据本发明的实施方案，提供了一种用于控制气溶胶生成装置中的气溶胶产生的方法。所述气溶胶生成装置包括加热装置和用于向所述加热装置提供功率的电源。所述方法包括：执行用于测量与感受器相关联的校准值的校准过程，其中所述加热装置被配置成基于所述校准值来感应加热所述感受器。校准过程包括以下步骤：i)控制向所述加热装置提供的功率，以使得所述感受器的温度增加；ii)监测与所述感受器相关联的电导值或电阻值；iii)当所述电导值达到最大值时中断向所述加热装置的功率提供，或者当所述电阻值达到最小值时中断向所述加热装置的功率提供，其中处于最大电导的电导值或者处于最小电阻的电阻值是与所述感受器相关联的第二校准值；以及iv)监测与所述感受器相关联的电导值直到所述电导值达到最小值，或者监测与所述感受器相关联的电阻值直到所述电阻值达到最大值，其中处于最小电导的电导值或处于最大电阻的电阻值是与所述感受器相关联的第一校准值。
校准过程既快速又可靠，而不会推迟气溶胶产生。此外，校准过程提高了气溶胶生成装置的灵活性和成本效益，因为气溶胶生成装置可以在气溶胶生成装置的生命周期的任何阶段针对多于一种类型的感受器进行校准(并重新校准)。
感受器(其优选地为感受器)可包括具有第一居里温度的第一材料和具有第二居里温度的第二材料。与第二校准电导值相关联的感受器的第二校准温度可对应于第二材料的第二居里温度。第一材料和第二材料优选地是两种单独的材料，它们接合在一起并且因此彼此紧密物理接触，由此确保两种材料由于热传导而具有相同的温度。所述两种材料优选地是沿着其主要表面中的一个接合的两层或两个条带。感受器还可以包括另外的第三材料层。第三感受器材料层优选地由第一感受器材料制成。第三感受器材料层的厚度优选地小于第二感受器材料层的厚度。
校准过程可以在用户操作气溶胶生成装置期间执行。在用户操作气溶胶生成装置期间执行校准意指与在制造时执行校准过程相比，用于控制加热过程的校准值更准确且更可靠。这还提高了灵活性和成本效益，因为气溶胶生成装置可以针对多于一种类型的感受器进行校准。这对于感受器构成单独的气溶胶生成制品的一部分而气溶胶生成制品并不构成气溶胶生成装置的一部分尤其重要。在此类情况下，在制造时进行校准是不可能的。
所述方法还可以包括控制向感应加热装置提供的功率，以将与感受器相关联的电导值维持在第一校准值与第二校准值之间。
感应加热装置可以包括DC/AC转换器和连接到DC/AC转换器的感应器。感受器可以被布置成感应耦合到感应器。优选地，基于电源的DC供电电压并根据从电源汲取的DC电流来确定电导值或电阻值。优选地，在DC/AC转换器的输入侧处测量从电源汲取的DC电流。优选地，在DC/AC转换器的输入侧处另外测量DC供电电压。这是由于在感受器的实际电导(如果感受器构成气溶胶生成制品的一部分，则实际电导不能被确定)与以这种方式确定的表观电导之间存在单调关系(因为感受器将赋予其将耦合到的(DC/AC转换器的)LCR电路的电导，因为大部分负载(R)将由于感受器的电阻引起)的事实引起。电导为1/R。因此，对感受器的电导的提及应理解为如果感受器构成单独的气溶胶生成制品的一部分，则指表观电导。
控制向感应加热装置提供的功率可包括控制向感应加热装置提供的功率，以使与感受器相关联的电导值从第一操作电导值阶梯式增加到第二操作电导值。与第一操作电导值相关联的感受器的温度可足以使气溶胶形成基质形成气溶胶。
所述方法还可以包括控制向感应加热装置提供的功率，以将与感受器相关联的电阻值维持在第一校准值与第二校准值之间。控制向感应加热装置提供的功率可包括控制向感应加热装置提供的功率，以使与感受器相关联的电阻值从第一操作电阻值阶梯式减小到第二操作电阻值。与第一操作电阻值相关联的感受器的温度可足以使气溶胶形成基质形成气溶胶。
执行所述校准过程还可以包括：v)当所述电导值达到所述最小值时，或者当所述电阻值达到所述最大值时，控制向所述加热装置提供的功率，以使得所述感受器的温度增加；vi)监测与所述感受器相关联的电导值或电阻值；vii)当所述电导值达到第二最大值时或者当所述电阻值达到第二最小值时，中断向所述加热装置的功率提供，其中处于所述第二最大值的电导值是与所述感受器相关联的第四校准值，或者处于所述第二最小值的电阻值是与所述感受器相关联的第四校准值；以及iv)监测与所述感受器相关联的电导值直到所述电导值达到第二最小值，其中处于所述第二最小值的电导值是与所述感受器相关联的第三校准值，或者监测与所述感受器相关联的电阻值直到所述电阻值达到第二最大值，其中处于所述第二最大值的电阻值是与所述感受器相关联的第三校准值。
所述方法还可以包括控制向感应加热装置提供的功率，以将与感受器相关联的电导值维持在第三校准值与第四校准值之间。
重复所述校准过程的步骤并使用在所述校准过程的重复期间获得的校准电导值显著改善了后续温度调节，因为热量已有更多时间在基质内分布。
控制向感应加热装置提供的功率可包括控制到感应加热装置的功率以使与感受器相关联的电导值从第一操作电导值阶梯式增加到第二操作电导值。
控制向感应加热装置提供的功率以使感受器的温度阶梯式增加使得能够在持续时段内生成气溶胶，所述持续时段涵盖若干次抽吸(例如14次抽吸)或预定时间间隔(例如6分钟)的全部用户体验，其中对于整个用户体验中的每次抽吸而言递送(尼古丁、香味、气溶胶体积等等)是基本上恒定的。具体地，感受器的温度的阶梯式增加防止由于基质耗尽和随时间推移热扩散减少造成的气溶胶递送减少。此外，温度的阶梯式增加允许热量在每个阶梯在基质内扩散。
所述方法还可以包括控制向感应加热装置提供的功率，以将与感受器相关联的电阻值维持在第三校准值与第四校准值之间。控制向感应加热装置提供的功率可包括控制向感应加热装置提供的功率，以使与感受器相关联的电阻值从第一操作电阻值阶梯式减小到第二操作电阻值。
气溶胶生成装置可以被构造成可移除地接收气溶胶生成制品。气溶胶生成制品可以包括感受器和气溶胶形成基质。可以响应于检测到气溶胶生成制品而执行校准过程。
可以响应于检测到用户输入而执行校准过程。
可以响应于检测到与预热过程的结束相关联的控制信号而执行校准过程。预热过程可具有预定持续时间。
所述方法还可以包括执行预热过程。预热过程可包括以下步骤：i)控制向感应加热装置提供的功率，以使得感受器的温度增加；ii)监测与感受器相关联的电导值或电阻值；以及iii)当电导值达到最小值时或者当电阻值达到最大值时中断向感应加热装置的功率提供。
预热过程允许热量在启动校准过程之前在基质内扩散，由此进一步提高校准值的可靠性。
如果在预热过程的预定持续时间结束之前电导值达到最小值或者电阻值达到最大值，则可以重复预热过程的步骤i)到iii)直到预热过程的预定持续时间结束。
预定持续时间使得热量能够及时在基质内扩散，以达到在校准过程期间测量的最小校准值，而不管基质的物理状况如何(例如，基质是干燥的或潮湿的)。这确保了校准过程的可靠性。
如果在预热过程的预定持续时间期间电导值未达到最小值或者电阻值未达到最大值，则可以生成停止气溶胶生成装置的操作的控制信号。
所述感受器优选地包括在气溶胶生成制品中，所述气溶胶生成制品被构造成插入气溶胶生成装置中。未被配置成与气溶胶生成装置一起使用的气溶胶生成制品将不会表现出与授权的气溶胶生成制品相同的行为。具体地，在预热过程的预定持续时间期间，与感受器相关联的电导将不会达到最小值。因此，这防止了未授权的气溶胶生成制品的使用。
气溶胶生成装置可以被构造成接收气溶胶生成制品。气溶胶生成制品可以包括感受器和气溶胶形成基质。可以响应于检测到气溶胶生成制品而执行预热过程。
可以响应于检测到用户输入而执行预热过程。
根据本发明的另一实施方案，提供了一种气溶胶生成装置。所述气溶胶生成装置包括用于提供DC供电电压和DC电流的电源以及连接到所述电源的电源电子器件。电源电子器件包括DC/AC转换器和感应器，所述感应器连接到DC/AC转换器以用于在由来自DC/AC转换器的交流电流激励时产生交变磁场，所述感应器可耦合到感受器。感受器被配置成加热气溶胶形成基质。电源电子器件还包括控制器。控制器被配置成执行用于测量与感受器相关联的校准值的校准过程。电源电子器件被配置成基于校准值感应加热感受器。校准过程包括以下步骤：i)控制向所述感应器提供的功率，以使得所述感受器的温度增加；ii)监测与所述感受器相关联的电导值或电阻值；iii)当所述电导值达到最大值时中断向所述感应器的功率提供，或者当所述电阻值达到最小值时中断向所述感应器的功率提供，其中处于最大电导的电导值或者处于最小电阻的电阻值是与所述感受器相关联的第二校准值；以及iv)监测与所述感受器相关联的电导值直到所述电导值达到最小值，或者监测与所述感受器相关联的电阻值直到所述电阻值达到最大值，其中处于最小电导的电导值或者处于最大电阻的电阻值是与所述感受器相关联的第一校准值。
与第二校准电导值相关联的感受器的第二操作温度可对应于感受器的材料的居里温度。
校准过程可以在用户操作气溶胶生成装置期间执行。
所述控制器还可以被配置成控制向所述感应器提供的功率，以将与所述感受器相关联的电导值维持在第一校准值与第二校准值之间。
控制向感应器提供的功率可以包括控制向感应器提供的功率，以使与感受器相关联的电导值从第一操作电导值阶梯式增加到第二操作电导值。与第一操作电导值相关联的感受器的温度可足以使气溶胶形成基质形成气溶胶。
控制器还可以被配置成控制向感应加热装置提供的功率，以将与感受器相关联的电阻值维持在第一校准值与第二校准值之间。控制向感应加热装置提供的功率可包括控制向感应加热装置提供的功率，以使与感受器相关联的电阻值从第一操作电阻值阶梯式减小到第二操作电阻值，其中与第一操作电阻值相关联的感受器的温度足以使气溶胶形成基质形成气溶胶。
执行所述校准过程还可以包括：v)当所述电导值达到所述最小值时或者当所述电阻值达到所述最大值时，控制向所述加热装置提供的功率，以使得所述感受器的温度增加；vi)监测与所述感受器相关联的电导值或电阻值；vii)当所述电导值达到第二最大值时或者当所述电阻值达到第二最小值时，中断向所述感应器的功率提供，其中处于所述第二最大值的电导值是与所述感受器相关联的第四校准值，或者处于所述第二最小值的电阻值是与所述感受器相关联的第四校准值；以及iv)监测与所述感受器相关联的电导值直到所述电导值达到第二最小值，其中处于所述第二最小值的电导值是与所述感受器相关联的第三校准值，或者监测与所述感受器相关联的电阻值直到所述电阻值达到第二最大值，其中处于所述第二最大值的电阻值是与所述感受器相关联的第三校准值。
控制器还可以被配置成控制向感应器提供的功率，以将与感受器相关联的电导值维持在第三校准电导值与第四校准电导值之间。
控制向感应器提供的功率可包括控制到感应器的功率以使与感受器相关联的电导值从第一操作电导值阶梯式增加到第二操作电导值。
控制器还可以被配置成控制向感应加热装置提供的功率，以将与感受器相关联的电阻值维持在第三校准值与第四校准值之间。
控制向感应加热装置提供的功率可包括控制向感应加热装置提供的功率，以使与感受器相关联的电阻值从第一操作电阻值阶梯式减小到第二操作电阻值。控制器可以被配置成响应于检测到包括感受器的气溶胶生成制品而执行校准过程。
控制器可以被配置成响应于检测到用户输入而执行校准过程。
控制器可以被配置成响应于检测到与预热过程的结束相关联的控制信号而执行校准过程，其中预热过程具有预定持续时间。
控制器还可以被配置成执行预热过程。预热过程可包括以下步骤：i)控制向感应器提供的功率以使得感受器的温度增加；ii)监测与感受器相关联的电导值或电阻值；以及iii)当电导值达到最小值时或者当电阻值达到最大值时中断向感应器的功率提供。
控制器可以被配置成，如果在预热过程的预定持续时间结束之前电导值达到最小值或者电阻值达到最大值，则重复预热过程的步骤i)至iii)直到预热过程的预定持续时间结束。
控制器可以被配置成，如果在预热过程的预定持续时间期间感受器的电导值未达到最小值或者电阻值未达到最大值，则生成控制信号以停止气溶胶生成装置的操作。
控制器可以被配置成响应于检测到包括感受器的气溶胶生成制品而执行预热过程。
控制器可以被配置成响应于检测到用户输入而执行预热过程。
气溶胶生成装置还可以包括壳体，所述壳体具有被构造成接收气溶胶生成制品的腔。气溶胶生成制品可以包括气溶胶形成基质和感受器。
根据本发明的另一实施方案，提供了一种气溶胶生成系统。气溶胶生成系统包括上述的气溶胶生成装置和气溶胶生成制品。气溶胶生成制品包括气溶胶形成基质和感受器。
感受器包括第一感受器材料和第二感受器材料，其中第一感受器材料设置成与第二感受器材料物理接触。第一感受器材料可具有第一居里温度，且第二感受器材料可具有第二居里温度。第二居里温度可以低于第一居里温度。第二校准温度可对应于第二感受器材料的居里温度。
如本文中所用，术语“气溶胶生成装置”是指与气溶胶形成基质相互作用以生成气溶胶的装置。气溶胶生成装置可以与包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品或包括气溶胶形成基质的筒中的一种或两种相互作用。在一些实例中，气溶胶生成装置可以对气溶胶形成基质进行加热以促进挥发性化合物从基质中释放。电操作气溶胶生成装置可以包括雾化器，例如电加热器，以加热气溶胶形成基质以形成气溶胶。
如本文中所用，术语“气溶胶生成系统”是指气溶胶生成装置与气溶胶形成基质的组合。当气溶胶形成基质形成气溶胶生成制品的一部分时，气溶胶生成系统是指气溶胶生成装置与气溶胶生成制品的组合。在气溶胶生成系统中，气溶胶形成基质和气溶胶生成装置协作以生成气溶胶。
如本文中所用，术语“气溶胶形成基质”是指能够释放可以形成气溶胶的挥发性化合物的基质。挥发性化合物可通过加热或燃烧气溶胶形成基质而释放。作为加热或燃烧的替代方案，在一些情况下，挥发性化合物可以通过化学反应或通过机械刺激(诸如超声波)而被释放出来。气溶胶形成基质可以是固体，或可以包括固体和液体成分。气溶胶形成基质可为气溶胶生成制品的一部分。
如本文中所用，术语“气溶胶生成制品”指包括能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的气溶胶形成基质的制品。气溶胶生成制品可为一次性的。包括气溶胶形成基质(包括烟草)的气溶胶生成制品可称为烟草棒。
气溶胶形成基质可包括尼古丁。气溶胶形成基质可包括烟草，例如可包括含有挥发性烟草香味化合物的含烟草材料，该挥发性烟草香味化合物在加热时从气溶胶形成基质释放。在优选的实施方案中，气溶胶形成基质可包括均质化烟草材料，例如流延叶烟草。气溶胶形成基质可以包括固体组分和液体组分两者。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。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。
如本文中所用，“气溶胶冷却元件”是指位于气溶胶形成基质下游的气溶胶生成制品的部件，使得在使用中，由从气溶胶形成基质释放的挥发性化合物形成的气溶胶在被用户吸入之前通过气溶胶冷却元件并被气溶胶冷却元件冷却。气溶胶冷却元件具有大的表面面积，但是引起低压降。不认为过滤器和其它产生高压降的烟嘴(例如，由纤维束形成的过滤器)是气溶胶冷却元件。不认为气溶胶生成制品内的室和腔是气溶胶冷却元件。
如本文中所用，术语“烟嘴”指气溶胶生成制品、气溶胶生成装置或气溶胶生成系统的一部分，所述部分置于用户的口中以便直接吸入气溶胶。
如本文中所用，术语“感受器”是指包括能够将磁场能转化成热量的材料的元件。当感受器位于交变磁场中时，感受器被加热。感受器的加热可能是感受器中感生的磁滞损耗和涡流中的至少一种的结果，这取决于感受器材料的电特性和磁特性。
如本文中在提及气溶胶生成装置时所使用的，术语“上游”和“前部”以及“下游”和“后部”用于描述气溶胶生成装置的部件或部件的各部分相对于空气在气溶胶生成装置使用期间通过其流动的方向的相对位置。根据本发明的气溶胶生成装置包括近端，在使用中，气溶胶通过所述近端离开所述装置。所述气溶胶生成装置的近端还可以被称作口端或下游端。口端在远端下游。气溶胶生成制品的远端还可称作上游端。气溶胶生成装置的部件或部件的各部分可基于它们相对于气溶胶生成装置的气流路径的相对位置而描述为在彼此的上游或下游。
如本文中在提及气溶胶生成制品时所使用的，术语“上游”和“前部”以及“下游”和“后部”用于描述气溶胶生成制品的部件或部件的各部分相对于空气在气溶胶生成制品使用期间通过其流动的方向的相对位置。根据本发明的气溶胶生成制品包括近端，在使用中，气溶胶通过所述近端离开制品。气溶胶生成制品的近端还可以被称作口端或下游端。口端在远端下游。气溶胶生成制品的远端还可称作上游端。气溶胶生成制品的部件或部件的各部分可基于其在气溶胶生成制品的近端与气溶胶生成制品的远端之间的相对位置而描述为在彼此的上游或下游。气溶胶生成制品的部件或部件的部分的前部是最接近气溶胶生成制品的上游端的端部处的部分。气溶胶生成制品的部件或部件的部分的后部是最接近气溶胶生成制品的下游端的端部处的部分。
如本文所用，术语“感应耦合”是指当交变磁场穿透感受器时对感受器的加热。加热可以通过在感受器中产生涡电流引起。加热可以由磁滞损耗引起。
如本文所用，术语“抽吸”意指用户通过其口或鼻将气溶胶吸到其体内的动作。
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列表。这些实例的任何一个或多个特征可以与本文所述的另一实例、实施方案或方面的任何一个或多个特征组合。
实例Ex1：一种用于控制气溶胶生成装置中的气溶胶产生的方法，所述气溶胶生成装置包括加热装置和用于向所述加热装置提供功率的电源，并且所述方法包括：执行用于测量与感受器相关联的校准值的校准过程，其中所述加热装置被配置成基于所述校准值感应加热所述感受器，并且其中所述校准过程包括以下步骤：i)控制向所述加热装置提供的功率，以使得所述感受器的温度增加；ii)监测与所述感受器相关联的电导值或电阻值；iii)当所述电导值达到最大值时中断向所述加热装置的功率提供，或者当所述电阻值达到最小值时中断向所述加热装置的功率提供，其中处于最大电导的电导值或处于最小电阻的电阻值是与所述感受器相关联的第二校准值；以及iv)监测与所述感受器相关联的电导值直到所述电导值达到最小值，或者监测与所述感受器相关联的电阻值直到所述电阻值达到最大值，其中处于最小电导的电导值或处于最大电阻的电阻值是与所述感受器相关联的第一校准值。
实例Ex2：根据实例Ex1的方法，其中所述感受器包括具有第一居里温度的第一材料和具有第二居里温度的第二材料，其中所述第二居里温度低于所述第一居里温度，并且其中与第二校准电导值相关联的所述感受器的第二校准温度对应于所述第二材料的第二居里温度。
实例Ex3：根据实例Ex1或Ex2的方法，其中所述校准过程在用户操作所述气溶胶生成装置期间执行。
实例Ex4：根据实例Ex1至Ex3中任一项的方法，还包括控制向所述感应加热装置提供的功率，以将与所述感受器相关联的电导值维持在所述第一校准值与所述第二校准值之间。
实例Ex5：根据实例Ex4的方法，其中控制向所述感应加热装置提供的功率包括控制向所述感应加热装置提供的功率，以使与所述感受器相关联的电导值从第一操作电导值阶梯式增加到第二操作电导值，其中与所述第一操作电导值相关联的所述感受器的温度足以使所述气溶胶形成基质形成气溶胶。
实例Ex6：根据实例Ex1至Ex3中任一项的方法，还包括控制向所述感应加热装置提供的功率，以将与所述感受器相关联的电阻值维持在所述第一校准值与所述第二校准值之间。
实例Ex7：根据实例Ex6的方法，其中控制向所述感应加热装置提供的功率包括控制向所述感应加热装置提供的功率，以使与所述感受器相关联的电阻值从第一操作电阻值阶梯式减小到第二操作电阻值，其中与所述第一操作电阻值相关联的所述感受器的温度足以使所述气溶胶形成基质形成气溶胶。
实例Ex8：根据实例Ex1至Ex3中任一项的方法，其中执行所述校准过程还包括：v)当所述电导值达到所述最小值时，或者当所述电阻值达到所述最大值时，控制向所述加热装置提供的功率，以使得所述感受器的温度增加；vi)监测与所述感受器相关联的电导值或电阻值；vii)当所述电导值达到第二最大值时或者当所述电阻值达到第二最小值时，中断向所述加热装置的功率提供，其中处于所述第二最大值的电导值是与所述感受器相关联的第四校准值，或者处于所述第二最小值的电阻值是与所述感受器相关联的第四校准值；以及iv)监测与所述感受器相关联的电导值，直到所述电导值达到第二最小值，其中处于所述第二最小值的电导值是与所述感受器相关联的第三校准值，或者监测与所述感受器相关联的电阻值直到所述电阻值达到第二最大值，其中处于所述第二最大值的电阻值是与所述感受器相关联的第三校准值。
实例Ex9：根据实例Ex8的方法，还包括控制向所述感应加热装置提供的功率，以将与所述感受器相关联的电导值维持在所述第三校准值与所述第四校准值之间。
实例Ex10：根据实例Ex9的方法，其中控制向所述感应加热装置提供的功率包括控制到所述感应加热装置的功率，以使与所述感受器相关联的电导值从第一操作电导值阶梯式增加到第二操作电导值。
实例Ex11：根据实例Ex8的方法，还包括控制向所述感应加热装置提供的功率，以将与所述感受器相关联的电阻值维持在所述第三校准值与所述第四校准值之间。
实例Ex12：根据实例Ex11的方法，其中控制向所述感应加热装置提供的功率包括控制向所述感应加热装置提供的功率，以使与所述感受器相关联的电阻值从第一操作电阻值阶梯式减小到第二操作电阻值。
实例Ex13：根据实例Ex1至Ex12中任一项的方法，其中所述气溶胶生成装置被构造成可移除地接收所述气溶胶生成制品，其中所述气溶胶生成制品包括所述感受器和所述气溶胶形成基质，并且其中所述校准过程响应于检测到所述气溶胶生成制品而执行。
实例Ex14：根据实例Ex1至Ex12中任一项的方法，其中所述校准过程响应于检测到用户输入而执行。
实例Ex15：根据实例Ex1至Ex12中任一项的方法，其中所述校准过程响应于检测到与预热过程的结束相关联的控制信号而执行，其中所述预热过程具有预定持续时间。
实例Ex16：根据实例Ex15的方法，还包括执行所述预热过程，其中所述预热过程包括以下步骤：i)控制向所述感应加热装置提供的功率，以使得所述感受器的温度增加；ii)监测与所述感受器相关联的电导值或电阻值；以及iii)当所述电导值达到最小值时或者当所述电阻值达到最大值时中断向所述感应加热装置的功率提供。
实例Ex17：根据实例Ex16的方法，还包括：在所述预热过程的预定持续时间结束之前如果所述电导值达到最小值或者如果所述电阻值达到最大值，则重复所述预热过程的步骤i)至iii)直到所述预热过程的预定持续时间结束。
实例Ex18：根据实例Ex15或Ex16的方法，还包括：在所述预热过程的预定持续时间期间如果所述电导值未达到最小值或者如果所述电阻值未达到最大值，则生成控制信号以停止所述气溶胶生成装置的操作。
实例Ex19：根据实例Ex15至Ex18中任一项的方法，其中所述气溶胶生成装置被构造成接收所述气溶胶生成制品，其中所述气溶胶生成制品包括所述感受器和所述气溶胶形成基质，并且其中所述预热过程响应于检测到所述气溶胶生成制品而执行。
实例Ex20：根据实例Ex15至Ex18中任一项的方法，其中所述预热过程响应于检测到用户输入而执行。
实例Ex21：一种气溶胶生成装置，包括：电源，所述电源用于提供DC供电电压和DC电流；以及连接到所述电源的电源电子器件，所述电源电子器件包括：DC/AC转换器；感应器，所述感应器连接到所述DC/AC转换器以用于在由来自所述DC/AC转换器的交流电流激励时生成交变磁场，所述感应器可耦合到感受器，其中所述感受器被配置成加热气溶胶形成基质；以及控制器，所述控制器被配置成：执行用于测量与感受器相关联的校准值的校准过程，其中所述电源电子器件被配置成基于所述校准值感应加热所述感受器，并且其中所述校准过程包括以下步骤：i)控制向所述感应器提供的功率，以使得所述感受器的温度增加；ii)监测与所述感受器相关联的电导值或电阻值；iii)当所述电导值达到最大值时中断向所述感应器的功率提供，或者当所述电阻值达到最小值时中断向所述感应器的功率提供，其中处于最大电导的电导值或者处于最小电阻的电阻值是与所述感受器相关联的第二校准值；以及iv)监测与所述感受器相关联的电导值直到所述电导值达到最小值，或者监测与所述感受器相关联的电阻值直到所述电阻值达到最大值，其中处于最小电导的电导值或者处于最大电阻的电阻值是与所述感受器相关联的第一校准电导值。
实例Ex22：根据实例Ex21的气溶胶生成装置，其中与第二校准电导值相关联的所述感受器的第二操作温度对应于所述感受器的材料的居里温度。
实例Ex23：根据实例Ex21或Ex22的气溶胶生成装置，其中所述校准过程在用户操作所述气溶胶生成装置期间执行。
实例Ex24：根据实例Ex21至23中任一项的气溶胶生成装置，其中所述控制器还被配置成控制向所述感应器提供的功率，以将与所述感受器相关联的电导值维持在所述第一校准值与所述第二校准值之间。
实例Ex25：根据实例Ex24的气溶胶生成装置，其中控制向所述感应器提供的功率包括控制向所述感应器提供的功率，以使与所述感受器相关联的电导值从第一操作电导值阶梯式增加到第二操作电导值，其中与所述第一操作电导值相关联的所述感受器的温度足以使所述气溶胶形成基质形成气溶胶。
实例Ex26：根据实例Ex21至Ex23中任一项的气溶胶生成装置，其中所述控制器还被配置成控制向所述感应加热装置提供的功率，以将与所述感受器相关联的电阻值维持在所述第一校准值与所述第二校准值之间。
实例Ex27：根据实例Ex26的气溶胶生成装置，其中控制向所述感应加热装置提供的功率包括控制向所述感应加热装置提供的功率，以使与所述感受器相关联的电阻值从第一操作电阻值阶梯式减小到第二操作电阻值，其中与所述第一操作电阻值相关联的所述感受器的温度足以使所述气溶胶形成基质形成气溶胶。
实例Ex28：根据实例Ex21至Ex23中任一项的气溶胶生成装置，其中执行所述校准过程还包括：v)当所述电导值达到所述最小值时或者当所述电阻值达到所述最大值时，控制向所述加热装置提供的功率，以使得所述感受器的温度增加；vi)监测与所述感受器相关联的电导值或电阻值；vii)当所述电导值达到第二最大值时或者当所述电阻值达到第二最小值时，中断向所述感应器的功率提供，其中处于所述第二最大值的电导值是与所述感受器相关联的第四校准值，或者处于所述第二最小值的电阻值是与所述感受器相关联的第四校准值；以及iv)监测与所述感受器相关联的电导值，直到所述电导值达到第二最小值，其中处于所述第二最小值的电导值是与所述感受器相关联的第三校准值，或者监测与所述感受器相关联的电阻值直到所述电阻值达到第二最大值，其中处于所述第二最大值的电阻值是与所述感受器相关联的第三校准值。
实例Ex29：根据实例Ex28的气溶胶生成装置，其中所述控制器还被配置成控制向所述感应器提供的功率，以将与所述感受器相关联的电导值维持在所述第三校准值与所述第四校准值之间。
实例Ex30：根据实例Ex29的气溶胶生成装置，其中控制向所述感应器提供的功率包括控制到所述感应器的功率以使与所述感受器相关联的电导值从第一操作电导值阶梯式增加到第二操作电导值。
实例Ex31：根据实例Ex28的气溶胶生成装置，其中所述控制器还被配置成控制向所述感应加热装置提供的功率，以将与所述感受器相关联的电阻值维持在所述第三校准值与所述第四校准值之间。
实例Ex32：根据实例Ex29的气溶胶生成装置，其中控制向所述感应加热装置提供的功率包括控制向所述感应加热装置提供的功率以使与所述感受器相关联的电阻值从第一操作电阻值阶梯式减小到第二操作电阻值。
实例Ex33：根据实例Ex21至Ex32中任一项的气溶胶生成装置，其中所述控制器被配置成响应于检测到包括所述感受器的气溶胶生成制品而执行所述校准过程。
实例Ex34：根据实例Ex21至Ex32中任一项的气溶胶生成装置，其中所述控制器被配置成响应于检测到用户输入而执行所述校准过程。
实例Ex35：根据实例Ex21至32中任一项的气溶胶生成装置，其中所述控制器被配置成响应于检测到与预热过程的结束相关联的控制信号而执行所述校准过程，其中所述预热过程具有预定持续时间。
实例Ex36：根据实例Ex35的气溶胶生成装置，其中所述控制器还被配置成执行所述预热过程，其中所述预热过程包括以下步骤：i)控制向所述感应器提供的功率，以使得所述感受器的温度增加；ii)监测与所述感受器相关联的电导值或电阻值；以及iii)当所述电导值达到最小值时或者当所述电阻值达到最大值时中断向所述感应器的功率提供。
实例Ex37：根据实例Ex36的气溶胶生成装置，其中所述控制器被配置成，如果在所述预热过程的预定持续时间结束之前所述电导值达到最小值或者所述电阻值达到最大值，则重复所述预热过程的步骤i)至iii)直到所述预热过程的预定持续时间结束。
实例Ex38：根据实例Ex36或Ex37的气溶胶生成装置，其中所述控制器被配置成，如果在所述预热过程的预定持续时间期间所述感受器的电导值未达到最小值或者所述电阻值未达到最大值，则生成控制信号以停止所述气溶胶生成装置的操作。
实例Ex39：根据实例Ex35至Ex38中任一项的气溶胶生成装置，其中所述控制器被配置成响应于检测到包括所述感受器的气溶胶生成制品而执行所述预热过程。
实例Ex40：根据实例Ex35至Ex39中任一项的气溶胶生成装置，其中所述控制器被配置成响应于检测到用户输入而执行所述预热过程。
实例Ex41：根据实例Ex21至Ex40中任一项的气溶胶生成装置，还包括壳体，所述壳体具有被构造成接收气溶胶生成制品的腔，其中所述气溶胶生成制品包括所述气溶胶形成基质和所述感受器。
实例Ex42：一种气溶胶生成系统，包括：根据权利要求21至41中任一项所述的气溶胶生成装置；以及气溶胶生成制品，其中所述气溶胶生成制品包括所述气溶胶形成基质和所述感受器。
实例Ex43：根据实例Ex42的气溶胶生成系统，其中所述感受器包括第一感受器材料和第二感受器材料，其中所述第一感受器材料设置成与所述第二感受器材料物理接触。
实例Ex44：根据实例Ex42或Ex43的气溶胶生成系统，其中所述第一感受器材料具有第一居里温度，并且所述第二感受器材料具有第二居里温度，其中所述第二居里温度低于所述第一居里温度。
实例Ex45：根据实例Ex44的气溶胶生成系统，其中所述第二校准温度对应于所述第二感受器材料的居里温度。
附图说明
现在将参考附图进一步描述若干实例，在附图中：
图1示出了气溶胶生成制品的示意性横截面图示；
图2A示出了用于与图1图示的气溶胶生成制品一起使用的气溶胶生成装置的示意性横截面图示；
图2B示出了与图1图示的气溶胶生成制品接合的气溶胶生成装置的示意性横截面图示；
图3是示出了关于图2描述的气溶胶生成装置的感应加热装置的框图；
图4是示出了关于图3描述的感应加热装置的电子部件的示意图；
图5是关于图4描述的感应加热装置的LC负载网络的感应器的示意图；
图6是图示了当感受器材料经历与其居里点相关联的相变时发生的远程可检测电流改变的DC电流对时间的曲线图；
图7图示了在气溶胶生成装置操作期间感受器的温度曲线；以及
图8是示出了用于控制图2的气溶胶生成装置中的气溶胶产生的方法的流程图。
具体实施方式
图1图示了气溶胶生成制品100。气溶胶生成制品100包括同轴对准地布置的四个元件：气溶胶形成基质110、支撑元件120、气溶胶冷却元件130和烟嘴140。这四个元件中的每一个元件为基本上圆柱形元件，各自具有基本上相同的直径。这四个元件顺序地布置，并且由外包装物150限定以形成圆柱形条。细长感受器160位于气溶胶形成基质110内，与气溶胶形成基质110接触。感受器160具有与气溶胶形成基质110的长度近似相同的长度，并且位置沿着气溶胶形成基质110的径向中心轴线。
感受器160包括至少两种不同材料。感受器160呈细长条带的形式，优选地具有12mm的长度和4mm的宽度。感受器160包括至少两个层：设置成与第二感受器材料的第二层物理接触的第一感受器材料的第一层。第一感受器材料和第二感受器材料可以各自具有居里温度。在此情况下，第二感受器材料的居里温度低于第一感受器材料的居里温度。第一材料可以不具有居里温度。第一感受器材料可以是铝、铁或不锈钢。第二感受器材料可以是镍或镍合金。可以通过将第二感受器材料的至少一个补片电镀到第一感受器材料的条带上来形成感受器160。可以通过将第二感受器材料的条带包覆到第一感受器材料的条带来形成感受器。
气溶胶生成制品100具有近端或口端170，以及位于气溶胶生成制品100的与口端170相对的端部处的远端180，用户在使用期间将所述近端或口端插入他或她的口中。一旦组装，气溶胶生成制品100的总长度优选地为大约45mm，并且直径为大约7.2mm。
在使用中，空气由用户从远端180通过气溶胶生成制品100抽吸到口端170。气溶胶生成制品100的远端180也可以描述为气溶胶生成制品100的上游端，而气溶胶生成制品100的口端170也可以描述为气溶胶生成制品100的下游端。气溶胶生成制品100的位于口端170与远端180之间的元件可以描述为在口端170的上游，或者替代地描述为在远端180的下游。气溶胶形成基质110位于气溶胶生成制品100的远端或上游端180处。
支撑元件120位于紧靠气溶胶形成基质110的下游，并且邻接气溶胶形成基质110。支撑元件120可以是中空醋酸纤维素管。支撑元件120将气溶胶形成基质110定位在气溶胶生成制品100的最远端180处。支撑元件120还用作使气溶胶生成制品100的气溶胶冷却元件130与气溶胶形成基质110间隔开的间隔件。
气溶胶冷却元件130位于紧靠支撑元件120的下游并邻接支撑元件120。在使用时，从气溶胶形成基质110释放的挥发性物质沿着气溶胶冷却元件130朝向气溶胶生成制品100的口端170传递。挥发性物质可在气溶胶冷却元件130内冷却，以形成供用户吸入的气溶胶。气溶胶冷却元件130可以包括由包装物190限定的卷曲和聚集的聚乳酸片材。卷曲和聚集的聚乳酸片材限定沿着气溶胶冷却元件130的长度延伸的多个纵向通道。
烟嘴140定位在紧靠气溶胶冷却元件130的下游并且邻接气溶胶冷却元件130。烟嘴140包括低过滤效率的常规醋酸纤维素丝束过滤器。
为了组装气溶胶生成制品100，将上述四个元件110、120、130和140对准并紧密包裹在外包装物150内。外包装物可以是常规卷烟纸。感受器160可以在用于形成气溶胶形成基质110的过程期间、在组装所述多个元件以形成条之前插入气溶胶形成基质110中。
图1中图示的气溶胶生成制品100被设计成与气溶胶生成装置，例如图2A中图示的气溶胶生成装置200接合，以产生气溶胶。气溶胶生成装置200包括壳体210，所述壳体具有被构造成接收气溶胶生成制品100的腔220。气溶胶生成装置200还包括感应加热装置230，所述感应加热装置被配置成加热用于产生气溶胶的气溶胶生成制品100。图2B图示了当气溶胶生成制品100插入腔220中时的气溶胶生成装置200。
感应加热装置230在图3中示出为框图。感应加热装置230包括DC电源310和加热装置320(也称为电源电子器件)。加热装置包括控制器330、DC/AC转换器340、匹配网络350和感应器240。
DC电源310被配置成向加热装置320提供DC功率。具体地，DC电源310被配置成向DC/AC转换器340提供DC供电电压(VDC)和DC电流(IDC)。优选地，电源310是电池，诸如锂离子电池。作为替代，电源310可以是另一种形式的电荷存储装置，例如电容器。电源310可能需要再充电。例如，电源310可以具有足够的容量以允许连续生成气溶胶持续大约六分钟的时间，或者持续六分钟的整倍数的时间。在另一实例中，电源310可以具有足够的容量以允许预定次数的抽吸或加热装置的不连续启动。
DC/AC转换器340被配置成向感应器240供应高频交流电流。如本文所用，术语“高频交流电流”是指具有在约500千赫兹与约30兆赫兹之间的频率的交流电流。高频交流电流可以具有在约1兆赫兹与约30兆赫兹之间(例如在约1兆赫兹与约10兆赫兹之间，或例如在约5兆赫兹与约8兆赫兹之间)的频率。
图4示意性地示出了感应加热装置230的电气部件，特别是DC/AC转换器340。DC/AC转换器340优选地包括E类功率放大器。E类功率放大器包括晶体管开关410，所述晶体管开关包括场效应晶体管420，例如金属氧化物半导体场效应晶体管，由箭头430指示的用于将开关信号(栅极-源极电压)供应到场效应晶体管420的晶体管开关供应电路，以及包括并联电容器C1以及电容器C2和对应于感应器240的感应器L2的串联连接的LC负载网络440。此外，包括扼流线圈L1的DC电源310显示为供应DC供电电压VDC，其中DC电流IDC在操作期间从DC电源310汲取。在图5中更详细地示出了表示总欧姆负载450的欧姆电阻R，其为感应器L2的欧姆电阻R线圈和感受器160的欧姆电阻R负载的总和。
尽管DC/AC转换器340图示为包括E类功率放大器，但应理解，DC/AC转换器340可以使用将DC电流转换成AC电流的任何合适的电路。例如，DC/AC转换器340可以包括包含两个晶体管开关的D类功率放大器。作为另一实例，DC/AC转换器340可包括全桥功率逆变器，该全桥功率逆变器具有成对作用的四个开关晶体管。
回到图3，感应器240可以经由匹配网络350从DC/AC转换器340接收交变电流以最佳地适应负载，但匹配网络350不是必需的。匹配网络350可以包括小型匹配变压器。匹配网络350可以改进DC/AC转换器340与感应器240之间的电力传递效率。
如图2A中所示，感应器240邻近气溶胶生成装置200的腔220的远侧部分225定位。因此，在操作气溶胶生成装置200期间供应到感应器240的高频交流电流使得感应器240在气溶胶生成装置200的远侧部分225内产生高频交变磁场。交变磁场优选地具有在1兆赫兹与30兆赫兹之间，优选地在2兆赫兹与10兆赫兹之间，例如在5兆赫兹至7兆赫兹之间的频率。如从图2B可见，当将气溶胶生成制品100插入腔200中时，气溶胶生成制品100的气溶胶形成基质110邻近感应器240定位，使得气溶胶生成制品100的感受器160定位在此交变磁场内。当交变磁场穿透感受器160时，交变磁场引起对感受器160的加热。例如，在感受器160中产生涡电流，结果感受器被加热。由感受器160内的磁滞损耗提供进一步加热。加热的感受器160将气溶胶生成制品100的气溶胶形成基质110加热到足以形成气溶胶的温度。气溶胶通过气溶胶生成制品100在下游被抽吸，并且被用户吸入。
控制器330可以是微控制器，优选地是可编程微控制器。控制器330经编程以调节从DC电源310到感应加热装置320的功率供应，以便控制感受器160的温度。
图6示出了在感受器160的温度(由虚线指示)增加时从电源310汲取的DC电流IDC与时间之间的关系。从电源310汲取的DC电流IDC在DC/AC转换器340的输入侧处测量。出于此说明的目的，可以假设电源310的电压VDC保持大致恒定。当感受器160被感应加热时，感受器160的表观电阻增大。该电阻的增大被观测为从电源310汲取的DC电流IDC的减小，在恒定电压下当感受器160的温度增大时所述DC电流减小。由感应器240提供的高频交变磁场紧邻感受器表面感生涡电流，该效应被称为趋肤效应。感受器160中的电阻部分地取决于第一感受器材料的电阻率、第二感受器材料的电阻率并且部分地取决于可用于感应涡电流的每种材料中的皮肤层的深度，而电阻率是依赖于温度的。当第二感受器材料达到其居里温度时，它失去其磁性质。这使得第二感受器材料中可用于涡电流的皮肤层增加，这导致感受器160的表观电阻减小。结果是当第二感受器材料的皮肤深度开始增加时，检测到的DC电流IDC暂时增加，电阻开始下降。这在图6中被视为谷(局部最小值)。电流继续增加，直到达到最大皮肤深度，这与第二感受器材料已丧失其自发磁特性的点重合。该点称为居里温度，并且在图6中被视为丘(局部最大值)。此时，第二感受器材料已经经历从铁磁性或亚铁磁性状态到顺磁性状态的相变。此时，感受器160处于已知温度(居里温度，其是固有的材料特定的温度)。如果感应器240在已到达居里温度之后继续产生交变磁场(即，到DC/AC转换器340的功率不中断)，感受器160中产生的涡电流将逆感受器160的电阻而行，由此感受器160中的焦耳加热将继续，并且由此电阻将再次增加(电阻将具有温度的多项式依赖性，对于大多数金属感受器材料，其可以近似于三阶多项式依赖性，以用于我们的目的)，并且只要感应器240继续向感受器160提供功率，电流就开始再次下降。
因此，如从图6中可见，在感受器160的某些温度范围内，感受器160的表观电阻(以及相应地从电源310汲取的电流IDC)可随着感受器160的温度以严格单调关系变化。所述严格单调关系允许根据确定表观电阻或表观电导(1/R)而明确确定感受器160的温度。这是因为表观电阻的每个确定值表示温度的仅一个单个值，因此所述关系中不存在不明确性。感受器160的温度和表观电阻的单调关系允许确定和控制感受器160的温度，且因此允许确定和控制气溶胶形成基质110的温度。可以通过至少监测从DC电源310汲取的DC电流IDC来远程检测感受器160的表观电阻。
控制器330监测至少从电源310汲取的DC电流IDC。优选地，监测从电源310汲取的DC电流IDC和DC供电电压VDC两者。控制器330基于电导值或电阻值调节向加热装置320提供的功率供应，其中电导定义为DC电流IDC与DC供电电压VDC的比率，电阻定义为DC供电电压VDC与DC电流IDC的比率。加热装置320可以包括电流传感器(未示出)以测量DC电流IDC。加热装置可以任选地包括电压传感器(未示出)以测量DC供电电压VDC。电流传感器和电压传感器位于DC/AC转换器340的输入侧处。DC电流IDC和可选的DC供电电压VDC由反馈信道提供给控制器330以控制向感应器240进一步供应AC功率PAC。
控制器330可以通过将测量的电导值或测量的电阻值维持在对应于感受器160的目标操作温度的目标值来控制感受器160的温度。控制器330可以使用任何合适的控制回路，例如通过使用比例-积分-微分控制回路，将测量的电导值或测量的电阻值维持在目标值处。
为了利用感受器160的表观电阻(或表观电导)与感受器160的温度之间的严格单调关系，在用户操作以产生气溶胶期间，将与感受器相关联的并且在DC/AC转换器340的输入侧处测量的电导值或电阻值维持在对应于第一校准温度的第一校准值与对应于第二校准温度的第二校准值之间。第二校准温度是第二感受器材料的居里温度(图6中的电流图中的丘)。第一校准温度是比第二感受器材料的皮肤深度开始增加(导致电阻暂时降低)时的感受器的温度大或与其相等的温度。因此，第一校准温度是比处于第二感受器材料的最大渗透率的温度更大或与其相等的温度。第一校准温度比第二校准温度低至少50摄氏度。至少第二校准值可以通过对感受器160的校准来确定，如下文将更详细地描述的。第一校准值和第二校准值可以在控制器330的存储器中存储为校准值。
由于电导(电阻)将具有对温度的多项式依赖性，因此电导(电阻)将随温度以非线性方式起作用。然而，选择第一校准值和第二校准值，使得这种依赖性可近似为第一校准值与第二校准值之间的线性关系，因为第一校准值与第二校准值之间的差较小，并且第一校准值和第二校准值处于操作温度范围的上部部分。因此，为了将温度调节到目标操作温度，根据第一校准值和第二校准值通过线性方程调节电导。例如，如果第一校准值和第二校准值是电导值，则对应于目标操作温度的目标电导值可以通过以下等式给出：
G目标＝G较低+(x×ΔG)
其中ΔG是第一电导值与第二电导值之间的差，并且x是ΔG的百分比。
控制器330可以通过调整DC/AC转换器340的开关晶体管410的占空比来控制向加热装置320的功率提供。例如，在加热期间，DC/AC转换器340连续地产生加热感受器160的交流电流，同时，在100毫秒的时段内，优选地可以每毫秒测量DC供电电压VDC和DC电流IDC。如果由控制器330监测电导，则当电导达到或超过对应于目标操作温度的值时，开关晶体管410的占空比减小。如果由控制器330监测电阻，则当电阻达到或低于对应于目标操作温度的值时，开关晶体管410的占空比减小。例如，开关晶体管410的占空比可以减小到约9％。换句话说，开关晶体管410可以切换到其仅每10毫秒产生脉冲并持续1毫秒的持续时间的模式。在开关晶体管410的此1毫秒接通状态(导通状态)期间，测量DC供电电压VDC和DC电流IDC的值，并确定电导。随着电导减小(或电阻增加)以指示感受器160的温度低于目标操作温度，再次向晶体管410的栅极供应为系统所选择的驱动频率下的脉冲系列。
功率可由控制器330以电流的连续脉冲系列的形式供应到感应器240。特别地，功率可以脉冲系列供应到感应器240，每个脉冲相隔一个时间间隔。所述连续脉冲系列可以包括两个或更多个加热脉冲以及连续加热脉冲之间的一个或多个探测脉冲。加热脉冲具有例如加热感受器160的强度。探测脉冲是具有这样的强度的隔离的功率脉冲，其不加热感受器160，而是获得关于电导值或电阻值的反馈，并且然后获得关于感受器温度的演变(降低)的反馈。控制器330可以通过控制由DC电源供应到感应器240的功率的连续加热脉冲之间的时间间隔的持续时间来控制功率。另外或替代地，控制器330可以通过控制由DC电源供应到感应器240的功率的每个连续加热脉冲的长度(换句话说，持续时间)来控制功率。
控制器330被编程为执行校准过程，以便获得校准值，在该校准值处，在感受器160的已知温度下测量电导。感受器的已知温度可以是对应于第一校准值的第一校准温度和对应于第二校准值的第二校准温度。优选地，每次用户操作气溶胶生成装置200时，例如每次用户将气溶胶生成制品100插入气溶胶生成装置200中时，执行校准过程。
在校准过程期间，控制器330控制DC/AC转换器340以连续或持续地向感应器240供应功率，以便加热感受器160。控制器330通过测量由电源汲取的电流IDC和可选的电源电压VDC来监测与感受器160相关联的电导或电阻。如上文关于图6所论述的，当加热感受器160时，测量的电流减小直到达到第一转折点并且电流开始增加。此第一转折点对应于局部最小电导值(局部最大电阻值)。控制器330可以将电导的局部最小值(或电阻的局部最大值)记录为第一校准值。控制器可以在已达到最小电流之后的预定时间将电导或电阻的值记录为第一校准值。可以基于测量的电流IDC和测量的电压VDC来确定电导或电阻。替代地，可以假设为电源310的已知特性的电源电压VDC是大致恒定的。处于第一校准值的感受器160的温度被称为第一校准温度。优选地，第一校准温度在150摄氏度与350摄氏度之间。更优选地，当气溶胶形成基质110包括烟草时，第一校准温度为320摄氏度。第一校准温度比第二校准温度低至少50摄氏度。
当控制器330继续控制由DC/AC转换器340向感应器240提供的功率时，测量的电流增加直到达到第二转折点，并且在测量的电流开始减小之前观察到最大电流(对应于第二感受器材料的居里温度)。此转折点对应于局部最大电导值(局部最小电阻值)。控制器330将电导的局部最大值(或电阻的局部最小值)记录为第二校准值。处于第二校准值的感受器160的温度被称为第二校准温度。优选地，第二校准温度在200摄氏度与400摄氏度之间。当检测到最大值时，控制器330控制DC/AC转换器340以中断向感应器240的功率提供，从而使得感受器160的温度降低并且电导相应降低。
由于该曲线图的形状，此连续加热感受器160以获得第一校准值和第二校准值的过程可以重复至少一次。在中断向感应器240的功率提供之后，控制器330继续监测电导(或电阻)，直到观察到对应于第二最小电导值(第二最大电阻值)的第三转折点。当检测到第三转折点时，控制器330控制DC/AC转换器340以连续地向感应器240提供功率，直到检测到对应于第二最大电导值(第二最小电阻值)的第四转折点。控制器330将第三转折点处或刚过第三转折点的电导值或电阻值存储为第一校准值，并且将第四转折点电流处的电导值或电阻值存储为第二校准值。对应于最小和最大测量的电流的转折点的重复测量在用户操作装置以产生气溶胶期间显著改进后续温度调节。优选地，控制器330基于从第二最大值和第二最小值获得的电导值或电阻值调节功率，这更可靠，因为热量将有更多时间分布在气溶胶形成基质110和感受器160内。
为了进一步提高校准过程的可靠性，控制器310可以任选地被编程为在校准过程之前执行预热过程。例如，如果气溶胶形成基质110是特别干燥的或处于类似条件下，则可以在热量已经在气溶胶形成基质110内扩散之前执行校准，从而降低校准值的可靠性。如果气溶胶形成基质110是潮湿的，则感受器160花费更多时间达到谷温度(由于基质110中的水含量)。
为了执行预热过程，控制器330被配置成连续地向感应器240提供功率。如上文所述，电流开始随着感受器160温度的增加而减小，直到达到最小值。在此阶段，控制器330被配置成等待预定时间段以允许感受器160在继续加热之前冷却。因此，控制器330控制DC/AC转换器340以中断向感应器240的功率提供。在预定时间段之后，控制器330控制DC/AC转换器340提供功率直到达到最小值。此时，控制器控制DC/AC转换器340以再次中断向感应器240的功率提供。控制器330再次等待相同的预定时间段以允许感受器160在继续加热之前冷却。重复对感受器160进行此加热和冷却并持续预热过程的预定持续时间。预热过程的预定持续时间优选为11秒。校准过程之后的预热过程的预定组合持续时间优选为20秒。
如果气溶胶形成基质110是干燥的，则在预定时间段内达到预热过程的第一最小值并且重复中断功率，直到预定时间段结束。如果气溶胶形成基质110是潮湿的，则将接近预定时间段的结束达到预热过程的第一最小值。因此，在预定持续时间内执行预热过程确保无论基质110的物理条件如何，该时间足以使基质110达到最小温度，以便准备好连续馈电并达到第一最大值。这允许尽可能早地进行校准，但仍然无需冒基质110不会事先到达谷的风险。
此外，气溶胶生成制品100可以被配置成使得总是在预热过程的预定持续时间内达到最小值。如果在预热过程的预定持续时间内未达到最小值，这可能指示包括气溶胶形成基质110的气溶胶生成制品100不适合与气溶胶生成装置200一起使用。例如，气溶胶生成制品100可以包括与预期与气溶胶生成装置200一起使用的气溶胶形成基质100不同或质量较低的气溶胶形成基质110。作为另一实例，例如，如果气溶胶生成制品100和气溶胶生成装置200由不同制造商制造，则气溶胶生成制品100可以不配置成与加热装置320一起使用。因此，控制器330可以被配置成生成控制信号以停止气溶胶生成装置200的操作。
可以响应于接收到用户输入，例如，用户激活气溶胶生成装置200而执行预热过程。另外或替代地，控制器330可以被配置成检测在气溶胶生成装置200中气溶胶生成制品100的存在，并且可以响应于检测到气溶胶生成装置200的腔220内存在气溶胶生成制品100而执行预热过程。
图7是示出了感受器160的加热曲线的电导与时间的曲线图。该曲线图示出了加热的两个连续阶段：第一加热阶段710，所述第一加热阶段包括上述预热过程710A和校准过程710B；以及第二加热阶段720，所述第二加热阶段对应于用户操作气溶胶生成装置200以产生气溶胶。尽管图7示出为电导与时间的曲线图，但应理解，控制器330可以被配置成基于如上所述的测量的电阻或电流而在第一加热阶段710和第二加热阶段720期间控制对感受器的加热。
此外，尽管上文已基于与感受器相关联的确定的电导值或确定的电阻值描述了在第一加热阶段710和第二加热阶段720期间控制对感受器的加热的技术，但应理解，可以基于在DC/AC转换器340的输入处测量的电流值来执行上文所述的技术。
如从图7可见，第二加热阶段720包括多个电导阶梯，其对应于从感受器160的第一操作温度到感受器160的第二操作温度的多个温度阶梯。感受器的第一操作温度是最小温度，在该最小温度下，气溶胶形成基质将形成足够体积和数量的气溶胶，以在由用户吸入时获得令人满意的体验。感受器的第二操作温度是处于最大温度的温度，期望在此温度下加热气溶胶形成基质以供用户吸入气溶胶。感受器160的第一操作温度大于或等于在图6所示的电流图的谷处的感受器160的第一校准温度。第一操作温度可以在150摄氏度与330摄氏度之间。感受器的第二操作温度低于或等于在第二感受器材料的居里温度处的感受器160的第二校准温度。第二操作温度可以在200摄氏度与400摄氏度之间。第一操作温度与第二操作温度之间的差为至少50摄氏度。感受器的第一操作温度是气溶胶形成基质110形成气溶胶使得在每个温度阶梯期间形成气溶胶的温度。
应理解，图7中所示的温度阶梯的数目是示例性的，且第二加热阶段720包括至少三个连续温度阶梯，优选地在两个与十四个温度阶梯之间，最优选地在三个与八个温度阶梯之间。每个温度阶梯可以具有预定持续时间。优选地，第一温度阶梯的持续时间长于后续温度阶梯的持续时间。每个温度阶梯的持续时间优选地长于10秒，优选地在30秒与200秒之间，更优选地在40秒与160秒之间。每个温度阶梯的持续时间可以对应于预定次数的用户抽吸。优选地，第一温度阶梯对应于四次用户抽吸，且每个后续温度阶梯对应于一次用户抽吸。
在每个温度阶梯的持续时间内，将感受器160的温度维持在对应于相应温度阶梯的目标操作温度。因此，在每个温度阶梯的持续时间内，控制器330控制向加热装置320功率提供，使得电导维持在与如上所述的相应温度阶梯的目标操作温度相对应的值。每个温度阶梯的目标电导值可以存储在控制器330的存储器中。
例如，第二加热阶段720可以包括五个温度阶梯：具有160秒的持续时间和目标电导值G目标＝G较低+(0.09×ΔG)的第一温度阶梯；具有40秒的持续时间和目标电导值G目标＝G较低+(0.25×ΔG)的第二温度阶梯；具有40秒的持续时间和目标电导值G目标＝G较低+(0.4×ΔG)的第三温度阶梯；具有40秒的持续时间和目标电导值G目标＝G较低+(0.56×ΔG)的第四温度阶梯；以及具有85秒的持续时间和目标电导值G目标＝G较低+(0.75×ΔG)的第五温度阶梯。这些温度阶梯可以对应于330摄氏度、340摄氏度、345摄氏度、355摄氏度和380摄氏度的温度。
图8是用于控制气溶胶生成装置200中的气溶胶产生的方法800的流程图。如上文所述，控制器330可以被编程以执行方法800。
该方法开始于步骤810，其中控制器330检测用户操作气溶胶生成装置200以产生气溶胶。检测用户操作气溶胶生成装置200可以包括检测用户输入，例如，用户激活气溶胶生成装置200。另外或替代地，检测用户操作气溶胶生成装置200可以包括检测气溶胶生成制品100已插入气溶胶生成装置200中。
响应于在步骤810处检测到用户操作，控制器330可以被配置成执行上文所述的任选的预热过程。在预热过程的预定持续时间结束时，控制器330执行如上所述的校准过程(步骤820)。替代地，控制器330可以被配置成响应于在步骤810处检测到用户操作而前进到步骤820。在完成校准过程之后，控制器330执行第二加热阶段，在该第二加热阶段中，在步骤840处产生气溶胶。
出于本说明书和所附权利要求书的目的，除非另外指示，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。在这种情况下，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。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 (43)

1.一种用于控制气溶胶生成装置中的气溶胶产生的方法，所述气溶胶生成装置包括加热装置和用于向所述加热装置提供功率的电源，并且所述方法包括：
执行用于测量与感受器相关联的校准值的校准过程，其中所述加热装置被配置成基于所述校准值感应加热所述感受器，并且其中所述校准过程包括以下步骤：
i)控制向所述加热装置提供的功率，以使得所述感受器的温度增加；
ii)监测与所述感受器相关联的电导值或电阻值；
iii)当所述电导值达到最大值时中断向所述加热装置的功率提供，或者当所述电阻值达到最小值时中断向所述加热装置的功率提供，其中处于最大电导的电导值或处于最小电阻的电阻值是与所述感受器相关联的第二校准值；以及
iv)监测与所述感受器相关联的电导值直到所述电导值达到最小值，或者监测与所述感受器相关联的电阻值直到所述电阻值达到最大值，其中处于最小电导的电导值或处于最大电阻的电阻值是与所述感受器相关联的第一校准值，
其中响应于检测到与预热过程的结束相关联的控制信号而执行所述校准过程，其中所述预热过程具有预定持续时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述感受器包括具有第一居里温度的第一材料和具有第二居里温度的第二材料，其中所述第二居里温度低于所述第一居里温度，并且其中与第二校准电导值相关联的所述感受器的第二校准温度对应于所述第二材料的第二居里温度。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述校准过程在用户操作所述气溶胶生成装置期间执行。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括控制向感应加热装置提供的功率，以将与所述感受器相关联的电导值维持在所述第一校准值与所述第二校准值之间。
5.根据权利要求4所述的方法，其中控制向所述感应加热装置提供的功率包括控制向所述感应加热装置提供的功率，以使与所述感受器相关联的电导值从第一操作电导值阶梯式增加到第二操作电导值，其中与所述第一操作电导值相关联的所述感受器的温度足以使所述气溶胶形成基质形成气溶胶。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括控制向所述感应加热装置提供的功率，以将与所述感受器相关联的电阻值维持在所述第一校准值与所述第二校准值之间。
7.根据权利要求6所述的方法，其中控制向所述感应加热装置提供的功率包括控制向所述感应加热装置提供的功率，以使与所述感受器相关联的电阻值从第一操作电阻值阶梯式减小到第二操作电阻值，其中与所述第一操作电阻值相关联的所述感受器的温度足以使所述气溶胶形成基质形成气溶胶。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中执行所述校准过程还包括：v)当所述电导值达到所述最小值时或者当所述电阻值达到所述最大值时，控制向所述加热装置提供的功率以使得所述感受器的温度增加；vi)监测与所述感受器相关联的电导值或电阻值；vii)当所述电导值达到第二最大值时或者当所述电阻值达到第二最小值时，中断向所述加热装置的功率提供，其中处于所述第二最大值的电导值是与所述感受器相关联的第四校准值，或者处于所述第二最小值的电阻值是与所述感受器相关联的第四校准值；以及iv)监测与所述感受器相关联的电导值直到所述电导值达到第二最小值，其中处于所述第二最小值的电导值是与所述感受器相关联的第三校准值，或者监测与所述感受器相关联的电阻值直到所述电阻值达到第二最大值，其中处于所述第二最大值的电阻值是与所述感受器相关联的第三校准值。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括控制向所述感应加热装置提供的功率，以将与所述感受器相关联的电导值维持在所述第三校准值与所述第四校准值之间。
10.根据权利要求9所述的方法，其中控制向所述感应加热装置提供的功率包括控制到所述感应加热装置的功率，以使与所述感受器相关联的电导值从第一操作电导值阶梯式增加到第二操作电导值。
11.根据权利要求8所述的方法，还包括控制向所述感应加热装置提供的功率，以将与所述感受器相关联的电阻值维持在所述第三校准值与所述第四校准值之间。
12.根据权利要求11所述的方法，其中控制向所述感应加热装置提供的功率包括控制向所述感应加热装置提供的功率，以使与所述感受器相关联的电阻值从第一操作电阻值阶梯式减小到第二操作电阻值。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中所述气溶胶生成装置被构造成可移除地接收所述气溶胶生成制品，其中所述气溶胶生成制品包括所述感受器和所述气溶胶形成基质，并且其中所述校准过程响应于检测到所述气溶胶生成制品而执行。
14.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中所述校准过程响应于检测到用户输入而执行。
15.根据权利要求1所述的方法，还包括执行所述预热过程，其中所述预热过程包括以下步骤：i)控制向所述感应加热装置提供的功率，以使得所述感受器的温度增加；ii)监测与所述感受器相关联的电导值或电阻值；以及iii)当所述电导值达到最小值时或者当所述电阻值达到最大值时，中断向所述感应加热装置的功率提供。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：在所述预热过程的预定持续时间结束之前如果所述电导值达到最小值或者如果所述电阻值达到最大值，则重复所述预热过程的步骤i)至iii)直到所述预热过程的预定持续时间结束。
17.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，还包括：在所述预热过程的预定持续时间期间如果所述电导值未达到最小值或者如果所述电阻值未达到最大值，则生成控制信号以停止所述气溶胶生成装置的操作。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中所述气溶胶生成装置被构造成接收所述气溶胶生成制品，其中所述气溶胶生成制品包括所述感受器和所述气溶胶形成基质，并且其中所述预热过程响应于检测到所述气溶胶生成制品而执行。
19.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中所述预热过程响应于检测到用户输入而执行。
20.一种气溶胶生成装置，包括：
电源，所述电源用于提供DC供电电压和DC电流；以及
连接到所述电源的电源电子器件，所述电源电子器件包括：DC/AC转换器；感应器，所述感应器连接到所述DC/AC转换器以用于在由来自所述DC/AC转换器的交流电流激励时生成交变磁场，所述感应器可耦合到感受器，其中所述感受器被配置成加热气溶胶形成基质；以及控制器，所述控制器被配置成：
执行用于测量与感受器相关联的校准值的校准过程，其中所述电源电子器件被配置成基于所述校准值感应加热所述感受器，并且其中所述校准过程包括以下步骤：
i)控制向所述感应器提供的功率，以使得所述感受器的温度增加；
ii)监测与所述感受器相关联的电导值或电阻值；
iii)当所述电导值达到最大值时中断向所述感应器的功率提供，或者当所述电阻值达到最小值时中断向所述感应器的功率提供，其中处于最大电导的电导值或者处于最小电阻的电阻值是与所述感受器相关联的第二校准值；以及
iv)监测与所述感受器相关联的电导值直到所述电导值达到最小值，或者监测与所述感受器相关联的电阻值直到所述电阻值达到最大值，其中处于最小电导的电导值或者处于最大电阻的电阻值是与所述感受器相关联的第一校准电导值，
其中所述控制器被配置成响应于检测到与预热过程的结束相关联的控制信号而执行所述校准过程，其中所述预热过程具有预定持续时间。
21.根据权利要求20所述的气溶胶生成装置，其中与第二校准电导值相关联的所述感受器的第二操作温度对应于所述感受器的材料的居里温度。
22.根据权利要求20或21所述的气溶胶生成装置，其中所述校准过程在用户操作所述气溶胶生成装置期间执行。
23.根据权利要求20至21中任一项所述的气溶胶生成装置，其中所述控制器还被配置成控制向所述感应器提供的功率，以将与所述感受器相关联的电导值维持在第一校准值与所述第二校准值之间。
24.根据权利要求23所述的气溶胶生成装置，其中控制向所述感应器提供的功率包括控制向所述感应器提供的功率，以使与所述感受器相关联的电导值从第一操作电导值阶梯式增加到第二操作电导值，其中与所述第一操作电导值相关联的所述感受器的温度足以使所述气溶胶形成基质形成气溶胶。
25.根据权利要求20至22中任一项所述的气溶胶生成装置，其中所述控制器还被配置成控制向感应加热装置提供的功率，以将与所述感受器相关联的电阻值维持在所述第一校准值与所述第二校准值之间。
26.根据权利要求25所述的气溶胶生成装置，其中控制向所述感应加热装置提供的功率包括控制向所述感应加热装置提供的功率，以使与所述感受器相关联的电阻值从第一操作电阻值阶梯式减小到第二操作电阻值，其中与所述第一操作电阻值相关联的所述感受器的温度足以使所述气溶胶形成基质形成气溶胶。
27.根据权利要求20至22中任一项所述的气溶胶生成装置，其中执行所述校准过程还包括：v)当所述电导值达到所述最小值时或者当所述电阻值达到所述最大值时，控制向所述加热装置提供的功率，以使得所述感受器的温度增加；vi)监测与所述感受器相关联的电导值或电阻值；vii)当所述电导值达到第二最大值时或者当所述电阻值达到第二最小值时，中断向所述感应器的功率提供，其中处于所述第二最大值的电导值是与所述感受器相关联的第四校准值，或者处于所述第二最小值的电阻值是与所述感受器相关联的第四校准值；以及iv)监测与所述感受器相关联的电导值，直到所述电导值达到第二最小值，其中处于所述第二最小值的电导值是与所述感受器相关联的第三校准值，或者监测与所述感受器相关联的电阻值直到所述电阻值达到第二最大值，其中处于所述第二最大值的电阻值是与所述感受器相关联的第三校准值。
28.根据权利要求27所述的气溶胶生成装置，其中所述控制器还被配置成控制向所述感应器提供的功率，以将与所述感受器相关联的电导值维持在所述第三校准值与所述第四校准值之间。
29.根据权利要求28所述的气溶胶生成装置，其中控制向所述感应器提供的功率包括控制到所述感应器的功率以使与所述感受器相关联的电导值从第一操作电导值阶梯式增加到第二操作电导值。
30.根据权利要求27所述的气溶胶生成装置，其中所述控制器还被配置成控制向所述感应加热装置提供的功率，以将与所述感受器相关联的电阻值维持在所述第三校准值与所述第四校准值之间。
31.根据权利要求28所述的气溶胶生成装置，其中控制向所述感应加热装置提供的功率包括控制向所述感应加热装置提供的功率，以使与所述感受器相关联的电阻值从第一操作电阻值阶梯式减小到第二操作电阻值。
32.根据权利要求20至31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包括所述感受器的气溶胶生成制品而执行所述校准过程。
33.根据权利要求20至31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用户输入而执行所述校准过程。
34.根据权利要求20所述的气溶胶生成装置，其中所述控制器还被配置成执行所述预热过程，其中所述预热过程包括以下步骤：i)控制向所述感应器提供的功率，以使得所述感受器的温度增加；ii)监测与所述感受器相关联的电导值或电阻值；以及iii)当所述电导值达到最小值时或者当所述电阻值达到最大值时，中断向所述感应器的功率提供。
35.根据权利要求34所述的气溶胶生成装置，其中所述控制器被配置成，如果在所述预热过程的预定持续时间结束之前所述电导值达到最小值或者所述电阻值达到最大值，则重复所述预热过程的步骤i)至iii)直到所述预热过程的预定持续时间结束。
36.根据权利要求34或35所述的气溶胶生成装置，其中所述控制器被配置成，如果在所述预热过程的预定持续时间期间所述感受器的电导值未达到最小值或者所述电阻值未达到最大值，则生成控制信号以停止所述气溶胶生成装置的操作。
37.根据权利要求20至36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包括所述感受器的气溶胶生成制品而执行所述预热过程。
38.根据权利要求20至37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用户输入而执行所述预热过程。
39.根据权利要求20至38中任一项所述的气溶胶生成装置，还包括壳体，所述壳体具有被构造成接收气溶胶生成制品的腔，其中所述气溶胶生成制品包括所述气溶胶形成基质和所述感受器。
40.一种气溶胶生成系统，包括：根据权利要求20至39中任一项所述的气溶胶生成装置；以及气溶胶生成制品，其中所述气溶胶生成制品包括所述气溶胶形成基质和所述感受器。
41.根据权利要求40所述的气溶胶生成系统，其中所述感受器包括第一感受器材料和第二感受器材料，其中所述第一感受器材料设置成与所述第二感受器材料物理接触。
42.根据权利要求40或41所述的气溶胶生成系统，其中所述第一感受器材料具有第一居里温度，并且所述第二感受器材料具有第二居里温度，其中所述第二居里温度低于所述第一居里温度。
43.根据权利要求42所述的气溶胶生成系统，其中所述第二校准温度对应于所述第二感受器材料的居里温度。
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