CN116634896A - 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
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 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116634896A CN116634896A CN202180086494.8A CN202180086494A CN116634896A CN 116634896 A CN116634896 A CN 116634896A CN 202180086494 A CN202180086494 A CN 202180086494A CN 116634896 A CN116634896 A CN 116634896A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- susceptor
- aerosol
- value
- calibration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 251
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 219
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims abstract description 151
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 91
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 104
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 87
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 39
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 22
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 17
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 15
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 description 11
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 11
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N (-)-Nicotine Chemical compound CN1CCC[C@H]1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 2
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229960002715 nicotine Drugs 0.000 description 2
- SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N nicotine Natural products CN1CCCC1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 2
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 230000005293 ferrimagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 1
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000005298 paramagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
- A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
- A24F40/50—Control or monitoring
- A24F40/57—Temperature control
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
- A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
- A24F40/20—Devices using solid inhalable precursors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
- A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
- A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
- A24F40/46—Shape or structure of electric heating means
- A24F40/465—Shape or structure of electric heating means specially adapted for induction heating
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
- H05B6/105—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
本发明提供了一种用于控制气溶胶生成装置(200)中的气溶胶产生的方法。所述装置(200)包括感应加热装置(320)和用于向所述感应加热装置(320)提供功率的电源(310)。所述方法包括控制向所述感应加热装置(320)提供的功率,以使得与所述气溶胶生成装置(200)相关联的感受器(160)的温度从第一操作温度阶梯式增加到第二操作温度,其中所述感受器(160)被配置成加热气溶胶形成基质(110),并且其中基于与所述感受器相关联的测得电阻、电导或电流控制所述功率。
Description
技术领域
本发明涉及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此类感应加热装置的气溶胶生成装置和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,所述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,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和向用户递送是重要的。
发明内容
期望提供准确、可靠和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可以包括感应加热装置和用于向所述感应加热装置提供功率的电源。所述方法可包括控制向感应加热装置提供的功率,以使得与气溶胶生成装置相关联的感受器的温度从第一操作温度阶梯式增加到第二操作温度,其中所述感受器被配置成加热气溶胶形成基质。
控制向感应加热装置提供的功率,以使得感受器的温度阶梯式增加,使得能够在持续的时间段内生成气溶胶,所述持续的时间段涵盖许多抽吸的完全用户体验,例如14个抽吸,或预定时间间隔,例如6分钟,其中对于整个用户体验的每次抽吸,递送(尼古丁、香料、气溶胶体积等)是基本上恒定的。具体地讲,阶梯式增加感受器的温度阻止了由于邻近感受器的基质耗尽和随时间推移的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一阶梯在基质内扩散。
感受器的温度的阶梯式增加可包括至少三个连续温度阶梯,每个温度阶梯具有持续时间。对于每个温度阶梯的持续时间,可以将感受器的温度维持在预定温度。所述持续时间可以为至少10秒。所述持续时间可以在30秒至200秒之间。所述持续时间可以在40秒至160秒之间。第一温度阶梯可以具有比后续温度阶梯更长的持续时间。所述持续时间可以是预定的。所述持续时间可以对应于预定用户抽吸数目。
感受器的温度的阶梯式增加可包括大于两个温度阶梯且少于十四个温度阶梯。感受器的温度的阶梯式增加可包括大于两个温度阶梯且少于八个温度阶梯。
第一操作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确定与所述感受器相关联的电导值或电阻值,其中向所述感应加热装置提供的功率基于所确定的电导值或所确定的电阻值来控制。
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。所述感受器可以被布置成感应耦合到所述感应器。
控制向感应加热装置提供的功率可包括当所确定的电导值超过预设阈值电导值时中断向DC/AC转换器提供的功率提供,以及当所确定的电导值低于预设阈值电导值时恢复向DC/AC转换器的功率提供。控制向感应加热装置提供的功率可包括当所确定的电阻值低于预设阈值电阻值时中断向DC/AC转换器提供的功率提供,以及当所确定的电阻值高于预设阈值电导值时恢复向DC/AC转换器的功率提供。
可以从电源经由DC/AC转换器连续地向感应器供应功率。可以从电源经由DC/AC转换器以多个脉冲向感应器供应功率,每个脉冲由时间间隔分开。控制向感应加热装置提供的功率可以包括控制多个脉冲中的每个脉冲之间的时间间隔。控制向感应加热装置提供的功率可以包括控制多个脉冲中的每个脉冲的长度。
所述方法还可以包括执行校准过程,所述校准过程用于测量与所述感受器相关联的一个或多个校准值。控制向感应加热装置提供的功率可包括控制功率,使得基于一个或多个校准值调整感受器的温度。
所述一个或多个校准值可包括与所述感受器的第一校准温度相关联的第一电导值和与所述感受器的第二校准温度相关联的第二电导值。控制向感应加热装置提供的功率可包括将与感受器相关联的电导值维持在第一电导值与第二电导值之间。
所述一个或多个校准值可包括与所述感受器的第一校准温度相关联的第一电阻值和与所述感受器的第二校准温度相关联的第二电阻值。控制向感应加热装置提供的功率可包括将与所述感受器相关联的电阻值维持在第一电阻值与第二电阻值之间。
感受器可以包括具有第一居里温度的第一感受器材料和具有第二居里温度的第二感受器材料。第二居里温度可以低于第一居里温度。第二校准温度可以对应于第二感受器材料的第二居里温度。第一感受器材料和第二感受器材料优选地是两种单独的材料,其接合在一起并且因此彼此紧密物理接触,由此确保两种感受器材料由于热传导而具有相同的温度。所述两种感受器材料优选地是沿着其主要表面之一接合的两层或条带。感受器还可以包括又一第三层感受器材料。第三层感受器材料优选地由第一感受器材料制成。感受器材料的第三层的厚度优选地小于第二感受器材料层的厚度。
控制向感应加热装置提供的功率可包括控制功率,使得感受器的温度在第一校准温度与第二校准温度之间。
第一操作温度可以大于或等于第一校准温度。第二操作温度可以小于或等于第二校准温度。
第一校准温度可以在150摄氏度与350摄氏度之间,并且第二校准温度可以在200摄氏度与400摄氏度之间。第一校准温度与第二校准温度之间的温度差可以为至少50摄氏度。
校准过程可以在用户操作气溶胶生成装置以用于产生气溶胶期间执行。
因此,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。这对于感受器形成单独的气溶胶生成制品的一部分,并不形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。
校准过程可基于以下中的一者或多者周期性执行:预定持续时间、预定用户抽吸数目、预定温度阶梯数目和电源的测得电压。
条件可能在用户操作气溶胶生成装置期间改变。例如,感受器可以相对于感应加热装置移动,电源(例如,电池)随着时间的推移可能失去一些效率等等。因此,执行校准过程周期性地确保校准值的可靠性,从而确保在气溶胶生成装置的整个使用过程中维持最佳温度调节。
执行所述校准过程可以包括以下步骤:(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)监测所述感应加热装置的至少电流值;(iii)在至少电流值达到最大值时中断向所述感应加热装置的功率提供,其中处于所述最大值的电流值对应于所述感受器的第二校准温度;以及(iv)当与所述感受器相关联的电流值达到最小值时,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,其中处于所述最小值的电流值对应于所述感受器的第一校准温度。监测所述感应加热装置的至少电流值还可以包括监测所述感应加热装置的电压值。
所述方法还可以包括当与所述感受器相关联的电导值达到最小值时重复步骤(i)至(iv)。在重复步骤(i)至(iv)之后:对应于处于最大值的电流值的电导值可存储为第二校准值,对应于处于最小值的电流值的电导值可存储为第一校准值。替代性地,对应于处于最大值的电流值的电阻值可存储为第二校准值,对应于处于最小值的电流值的电阻值可存储为第一校准值。
执行所述校准过程可以包括以下步骤:(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;(iii)在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,中断向所述感应加热装置的功率提供,其中最大电流值或者最小电阻值对应于所述感受器的第二校准温度;以及(iv)当所述电导值达到最小值或者所述电阻值达到最大值时,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,其中最小电导值或者最大电阻值对应于所述感受器的第一校准温度。
当电导值达到最小值或电阻值达到最大值时,可以重复步骤(i)至(iv)。
在重复步骤(i)至(iv)之后,最大电导值或最小电阻值可存储为第二电导值,最小电导值或最大电阻值可存储为第一电导值。
校准过程既快速又可靠,而不会延迟气溶胶的产生。而且,重复校准过程的步骤基于从重复校准过程获得的校准值显著改善了后续温度调节,因为热量已经有更多时间在基质内分布。至少基于测得电流值执行所述校准过程假设所述电源的电压保持恒定。因此,在校准过程期间监测电导值或电阻值(并且因此使用电流和电压的测得值)进一步提高校准的可靠性,以防电源的电压在长时间段内变化(例如,在被再充电多次之后)。
所述方法还可以包括执行预热过程以将所述感受器加热到所述第一校准温度。所述预热过程可以具有预定持续时间。预热过程允许在启动校准过程之前在基质内扩散热量,由此进一步提高校准值的可靠性。
执行所述预热过程可以包括: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;监测感应加热装置的至少电流值;以及在所述电流值达到最小值时中断向所述感应加热装置的功率提供,其中处于所述最小值的电流值对应于所述感受器的第一校准温度。
如果电流值在预热过程的预定持续时间期间达到最小值,则所述方法可包括中断向感应加热装置的功率提供,以使得所述感受器的温度降低,且随后恢复向感应加热装置的功率提供以使得所述感受器的温度增加到第一校准温度。在预热过程的预定持续时间内,重复中断向所述感应加热装置的功率提供以及恢复向所述感应加热装置提供功率。所述方法还可以包括:如果所述感受器的电流值在预热过程的预定持续时间期间未达到最小值,则停止所述气溶胶生成装置的操作。
执行所述预热过程可以包括: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;监测与所述感受器相关联的电导值或电阻值;以及在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,其中处于所述最小值的电导值或处于所述最大值的电阻值对应于所述感受器的第一校准温度。
如果在预热过程的预定持续时间期间,电导值达到最小值或电阻值达到最大值,则所述方法还可以包括中断向感应加热装置的功率提供以使得所述感受器的温度降低,且随后恢复向感应加热装置的功率提供以使得所述感受器的温度增加到第一校准温度。在预热过程的预定持续时间内,可以重复中断向感应加热装置的功率提供和恢复向感应加热装置提供功率。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,则所述方法还可以包括停止气溶胶生成装置的操作。
对于所述预定持续时间执行所述预热过程的步骤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电导值,而不管基质的物理条件如何(例如,如果基质是干燥的或潮湿的)。这确保了校准过程的可靠性。
此外,所述感受器优选地包含于气溶胶生成制品中,所述气溶胶生成制品被构造成插入到气溶胶生成装置中。未构造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气溶胶生成制品相同的行为。具体地说,对于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,在预热过程的预定持续时间期间将不会观察到最小电流/电导值或最大电阻值。因此,这防止了未授权的气溶胶生成制品的使用。
所述方法还可以包括在所述DC/AC转换器的输入侧处测量从所述电源汲取的DC电流。可以基于所述电源的DC供电电压并且根据从所述电源汲取的DC电流来确定与所述感受器相关联的电导值或电阻值。所述方法还可以包括在所述DC/AC转换器的输入侧处测量所述电源的DC供电电压。这是由于感受器的实际电导(如果该感受器构成该制品的一部分则无法确定)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产生。电导为1/R。因此,当我们在本文本中提及感受器的电导时,我们实际上是指感受器形成单独气溶胶生成制品的一部分时的表观电导。
第一操作温度可以在150摄氏度至330摄氏度之间,并且第二操作温度在200摄氏度至400摄氏度之间。第一操作温度与第二操作温度之间的温度差可以为至少30摄氏度。
感受器的温度的阶梯式增加可包括:具有对应于所述第一操作温度的温度的第一温度阶梯,其中所述第一操作温度是330摄氏度;具有340摄氏度的温度的第二温度阶梯;具有345摄氏度的温度的第三温度阶梯;具有355摄氏度的温度的第四温度阶梯;以及具有对应于所述第二操作温度的温度的第五温度阶梯,其中所述第二操作温度为380摄氏度。
所述感受器和所述气溶胶形成基质可以形成气溶胶生成制品的一部分,其中所述气溶胶生成装置可以被构造成可移除地接收所述气溶胶生成制品。
根据本发明的另一实施方案,提供了一种气溶胶生成装置,其包括: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。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;和控制器,所述控制器被配置成控制向所述电源电子器件提供的功率,以使得所述感受器的温度从第一操作温度阶梯式增加到第二操作温度。
感受器的温度的阶梯式增加可包括至少三个连续温度阶梯,每个温度阶梯具有持续时间。对于每个温度阶梯的持续时间,控制器可以被配置成控制向电源电子器件提供的功率,以将感受器的温度维持在预定温度。所述持续时间可以为至少10秒。所述持续时间可以在30秒至200秒之间。所述持续时间可以在40秒至160秒之间。第一温度阶梯可以具有比后续温度阶梯更长的持续时间。每个温度阶梯的持续时间可以是预定的。所述持续时间可以对应于预定用户抽吸数目。感受器的温度的阶梯式增加可包括大于两个温度阶梯且少于十四个温度阶梯。感受器的温度的阶梯式增加包括大于两个温度阶梯且少于八个温度阶梯。第一操作温度可足以使气溶胶形成基质形成气溶胶。
所述控制器可以被配置成确定与所述感受器相关联的电导值或电阻值。所述控制器可以被配置成基于所确定的电导值或所确定的电阻值控制向所述电源电子器件提供的功率。
控制向所述电源电子器件提供的功率可包括当所确定的电导值超过预设阈值电导值时中断向所述DC/AC转换器提供的功率提供,以及当所确定的电导值低于预设阈值电导值时恢复向DC/AC转换器的功率提供。
控制向感应加热装置提供的功率可包括当所确定的电阻值低于预设阈值电阻值时中断向DC/AC转换器提供的功率提供,以及当所确定的电阻值高于预设阈值电导值时恢复向DC/AC转换器的功率提供。
电源电子器件可以被配置成从所述电源经由所述DC/AC转换器连续地向感应器供应功率。
电源电子器件可以被配置成从所述电源经由DC/AC转换器以多个脉冲向感应器供应功率,每个脉冲由时间间隔分开。
控制向电源电子器件提供的功率可以包括控制多个脉冲中的每个脉冲之间的时间间隔。控制向电源电子器件提供的功率可以包括控制多个脉冲中的每个脉冲的长度。
所述控制器还可以被配置成执行校准过程,所述校准过程用于测量与所述感受器相关联的一个或多个校准值。
控制向所述电源电子器件提供的功率可以包括控制所述功率,使得所述感受器的温度基于所述一个或多个校准值进行调整。
所述一个或多个校准值可包括与所述感受器的第一校准温度相关联的第一电导值和与所述感受器的第二校准温度相关联的第二电导值。控制向所述电源电子器件提供的功率可包括将与所述感受器相关联的电导值维持在第一电导值与第二电导值之间。
所述一个或多个校准值可包括与所述感受器的第一校准温度相关联的第一电阻值和与所述感受器的第二校准温度相关联的第二电阻值。
控制向感应加热装置提供的功率可包括将与所述感受器相关联的电阻值维持在第一电阻值与第二电阻值之间。
感受器的第二校准温度可以对应于感受器的材料的居里温度。
控制向所述电源电子器件提供的功率可以包括控制所述功率,使得所述感受器的温度在所述第一校准温度与所述第二校准温度之间。
第一操作温度可以大于或等于第一校准温度。第二操作温度可以小于或等于第二校准温度。
第一校准温度可以在150摄氏度至350摄氏度之间,并且第二校准温度在200摄氏度至400摄氏度之间。第一校准温度与第二校准温度之间的温度差可以为至少50摄氏度。
校准过程可以在用户操作气溶胶生成装置以用于产生气溶胶期间执行。校准过程可基于以下中的一者或多者周期性执行:预定持续时间、预定用户抽吸数目、预定温度阶梯数目和电源的测得电压。
执行校准过程可包括以下步骤:(i)控制向所述电源电子器件提供的功率,以使得所述感受器的温度增加;(ii)监测所述电源电子器件的至少电流值;(iii)当所述电流值达到最大值时中断向所述电源电子器件的功率提供,其中处于所述最大值的电流值对应于所述感受器的第二校准温度;以及(iv)当所述电流值达到最小值时,控制向所述电源电子器件提供的功率,以使得所述感受器的温度增加,其中处于所述最小值的电流值对应于所述第一校准温度。监测所述电源电子器件的至少电流值可以包括监测所述电源电子器件的电压值。
执行校准过程还可以包括:当电源电子器件的电流值达到最小值时重复步骤(i)至(iv)。控制器还可以被配置成,在重复步骤i)至iv)之后:将对应于处于所述最大值的电流值的电导值存储为所述第二校准值,将对应于处于所述最小值的电流值的电导值存储为所述第一校准值,或者将对应于处于所述最大值的电流值的电阻值存储为所述第二校准值,将对应于处于所述最小值的电流值的电阻值存储为所述第一校准值。
执行所述校准过程可以包括以下步骤:(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;(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,中断向所述感应加热装置的功率提供,其中最大电导值或者最小电阻值对应于所述感受器的第二校准温度;以及(iv)当所述电导值达到最小值或者所述电阻值达到所述最大值时,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,其中最小电导值或者最大电阻值对应于所述感受器的第一校准温度。
执行校准过程还可以包括当电导值达到最小值或电阻值达到最大值时重复步骤i)至iv)。在重复步骤(i)至(iv)之后,所述控制器还可以被配置成将处于所述最大值的电导值存储为所述第二校准值,将处于所述最小值的电导值存储为所述第一校准值。在重复步骤(i)至(iv)之后,所述控制器还可以被配置成将处于所述最小值的电阻值存储为所述第二校准值,将处于所述最大值的电阻值存储为所述第一校准值。
所述控制器还可以被配置成执行预热过程以将所述感受器加热到所述第一校准温度。所述预热过程可以具有预定持续时间。执行所述预热过程可包括:控制向电源电子器件提供的功率以使得所述感受器的温度增加;监测电源电子器件的至少电流值;以及当电流值达到最小值时中断向电源电子器件的功率提供,其中处于最小值的电流值对应于所述感受器的第一校准温度。
执行预热过程还可以包括,如果电流值在所述预热过程的预定持续时间期间达到最小值,中断向电源电子器件的功率提供以使得所述感受器的温度降低,并且随后恢复向电源电子器件的功率提供以使得所述感受器的温度增加到所述第一校准温度。在所述预热过程的预定持续时间内,可以重复中断向所述电源电子器件的功率提供和恢复向所述电源电子器件提供功率。
所述控制器还可以被配置成:如果感受器的电流值在预热过程的预定持续时间期间未达到最小值,则生成控制信号以停止所述气溶胶生成装置的操作。
执行所述预热过程可以包括: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;监测与所述感受器相关联的电导值或电阻值;以及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,其中处于所述最小值的电流值或处于所述最大值的电阻值对应于所述感受器的第一校准温度。
如果在预热过程的预定持续时间期间,电导值达到最小值或电阻值达到最大值,则可以中断向所述感应加热装置的功率提供,以使得所述感受器的温度降低,并且随后可以恢复向感应加热装置的功率提供,以使得所述感受器的温度增加到所述第一校准温度。在预热过程的预定持续时间内,可以重复中断向感应加热装置的功率提供和恢复向感应加热装置提供功率。
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,则可以停止气溶胶生成装置的操作。
所述气溶胶生成装置还可以包括电流传感器,所述电流传感器被配置成在所述DC/AC转换器的输入侧处测量从所述电源汲取的DC电流。可以根据电源的DC供电电压并且根据从电源汲取的DC电流确定与感受器相关联的电导值和电阻值。所述气溶胶生成装置还可以包括电压传感器,所述电压传感器被配置成在所述DC/AC转换器的输入侧处测量所述电源的DC供电电压。
第一操作温度可以在150摄氏度至330摄氏度之间,并且第二操作温度在200摄氏度至400摄氏度之间。第一操作温度与第二操作温度之间的温度差可以为至少30摄氏度。
感受器的温度的阶梯式增加可包括:具有对应于所述第一操作温度的温度的第一温度阶梯,其中所述第一操作温度是330摄氏度;具有340摄氏度的温度的第二温度阶梯;具有345摄氏度的温度的第三温度阶梯;具有355摄氏度的温度的第四温度阶梯;以及具有对应于所述第二操作温度的温度的第五温度阶梯,其中所述第二操作温度为380摄氏度。
电源电子器件还可以包括匹配网络,所述匹配网络用于将感应器的阻抗与感受器的阻抗匹配。
气溶胶生成装置还可以包括壳体,所述壳体具有被构造成可移除地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,其包括如上所述的气溶胶生成装置和气溶胶生成制品。气溶胶生成制品可以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。第一感受器材料可以是铝、铁和不锈钢中的一种,并且其中第二感受器材料是镍或镍合金。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。第二校准温度可以对应于第二感受器材料的第二居里温度。
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。电操作的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中释放。在优选的实施方案中,气溶胶形成基质可包括均质烟草材料,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其冷却。气溶胶冷却元件具有大的表面面积,但是引起低压降。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)被认为不是气溶胶冷却元件。不认为气溶胶生成制品内的室和腔是气溶胶冷却元件。
如本文所用,术语“烟嘴”指代气溶胶生成制品、气溶胶生成装置或气溶胶生成系统的一部分,所述部分置于用户口中以便直接吸入气溶胶。
如本文所用,术语“感受器”是指包括能够将磁场能转化成热的材料的元件。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,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,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也可以被称为口端或下游端。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。在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。在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”是指当被交变磁场穿透时,对感受器的加热。加热可以由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抽取到其体内的动作。
在权利要求书中限定本发明。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,所述装置包括感应加热装置和用于向所述感应加热装置提供功率的电源,且所述方法包括:控制向所述感应加热装置提供的功率,以使得与所述气溶胶生成装置相关联的感受器的温度从第一操作温度阶梯式增加到第二操作温度,其中所述感受器被配置成加热气溶胶形成基质。
实例Ex2:根据实例Ex1的方法,其中所述感受器的温度的阶梯式增加包括至少三个连续温度阶梯,每个温度阶梯具有持续时间。
实例Ex3:根据实例Ex2的方法,其中对于每个温度阶梯的持续时间,所述感受器的温度维持在预定温度。
实例Ex4:根据实例Ex2或Ex3的方法,其中所述持续时间为至少10秒。
实例Ex5:根据实例Ex2或Ex3的方法,其中所述持续时间在30秒至200秒之间。
实例Ex6:根据实例Ex2或Ex3中任一项的方法,其中所述持续时间在40秒至160秒之间。
实例Ex7:根据实例Ex2至Ex6中任一项的方法,其中每个温度阶梯的持续时间是预定的。
实例Ex8:根据实例Ex2或Ex3的方法,其中所述持续时间对应于预定用户抽吸数目。
实例Ex9:根据实例Ex2至Ex8中任一项的方法,其中所述第一温度阶梯具有比后续温度阶梯更长的持续时间。
实例Ex10:根据实例Ex1至Ex9中任一项的方法,其中所述感受器的温度的阶梯式增加包括大于两个温度阶梯且少于十四个温度阶梯。
实例Ex11:根据实例Ex1至Ex10中任一项的方法,其中所述感受器的温度的阶梯式增加包括大于两个温度阶梯且少于八个温度阶梯。
实例Ex12:根据实例Ex1至Ex11中任一项的方法,其中所述第一操作温度足以使所述气溶胶形成基质形成气溶胶。
实例Ex13:根据实例Ex1至Ex12中任一项的方法,还包括:确定与所述感受器相关联的电导值或电阻值,其中向所述感应加热装置提供的功率基于所确定的电导值或所确定的电阻值来控制。
实例Ex14:根据实例Ex13的方法,其中所述感应加热装置包括DC/AC转换器和连接到所述DC/AC转换器的感应器,并且其中所述感受器被布置成感应耦合到所述感应器。
实例Ex15:根据实例Ex14的方法,其中控制向所述感应加热装置提供的功率包括:当所确定的电导值超过预设阈值电导值时中断向所述DC/AC转换器提供的功率提供;当所确定的电导值低于所述预设阈值电导值时,恢复向所述DC/AC转换器的功率提供,或者其中控制向所述感应加热装置提供的功率包括当所确定的电阻值低于预设阈值电阻值时中断向所述DC/AC转换器提供的功率提供,并且当所确定的电阻值高于所述预设阈值电导值时恢复向所述DC/AC转换器的功率提供。
实例Ex16:根据实例Ex14或Ex15的方法,其中从所述电源经由所述DC/AC转换器连续地向所述感应器供应功率。
实例Ex17:根据实例Ex14至Ex16中任一项的方法,其中从所述电源经由所述DC/AC转换器以多个脉冲向所述感应器供应功率,每个脉冲由时间间隔分开。
实例Ex18:根据实例Ex17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所述多个脉冲中的每个脉冲之间的时间间隔。
实例Ex19:根据实例Ex17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所述多个脉冲中的每个脉冲的长度。
实例Ex20:根据实例Ex1至Ex19中任一项的方法,还包括执行校准过程,所述校准过程用于测量与所述感受器相关联的一个或多个校准值。
实例Ex21:根据实例Ex20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所述功率,使得所述感受器的温度基于所述一个或多个校准值进行调整。
实例Ex22:根据实例Ex20或Ex21的方法,其中所述一个或多个校准值包括与所述感受器的第一校准温度相关联的第一电导值和与所述感受器的第二校准温度相关联的第二电导值。
实例Ex23:根据实例Ex22的方法,其中控制向所述感应加热装置提供的功率包括将与所述感受器相关联的电导值维持在所述第一电导值与所述第二电导值之间。
实例Ex24:根据实例Ex20或Ex21的方法,其中所述一个或多个校准值包括与所述感受器的第一校准温度相关联的第一电阻值和与所述感受器的第二校准温度相关联的第二电阻值。
实例Ex25:根据实例Ex24的方法,其中控制向所述感应加热装置提供的功率包括将与所述感受器相关联的电阻值维持在所述第一电阻值与所述第二电阻值之间。
实例Ex26:根据实例Ex22至Ex25中任一项的方法,其中所述感受器包括具有第一居里温度的第一感受器材料和具有第二居里温度的第二感受器材料,其中所述第二居里温度低于所述第一居里温度,并且其中所述第二校准温度对应于所述第二感受器材料的第二居里温度。
实例Ex27:根据实例Ex22至Ex26中任一项的方法,其中控制向所述感应加热装置提供的功率包括控制所述功率,使得所述感受器的温度在所述第一校准温度与所述第二校准温度之间。
实例Ex28:根据实例Ex22至Ex27中任一项的方法,其中所述第一操作温度大于或等于所述第一校准温度,并且其中所述第二操作温度小于或等于所述第二校准温度。
实例Ex29:根据实例Ex22至Ex28中任一项的方法,其中所述第一校准温度在150摄氏度至350摄氏度之间,并且所述第二校准温度在200摄氏度至400摄氏度之间,并且其中所述第一校准温度与所述第二校准温度之间的温度差为至少50摄氏度。
实例Ex30:根据实例Ex20至Ex29中任一项的方法,其中所述校准过程在用户操作所述气溶胶生成装置以用于产生气溶胶期间执行。
实例Ex31:根据实例Ex20至Ex30中任一项的方法,其中所述校准过程基于以下中的一者或多者周期性执行:预定持续时间、预定用户抽吸数目、预定温度阶梯数目以及所述电源的测得电压。
实例Ex32:根据实例Ex22至Ex31中任一项的方法,其中执行所述校准过程包括以下步骤:(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)监测所述感应加热装置的至少电流值;(iii)当所述电流值达到最大值时中断向所述感应加热装置的功率提供,其中处于所述最大值的电流值对应于所述感受器的第二校准温度;以及(iv)当与所述感受器相关联的电流值达到最小值时,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,其中处于所述最小值的电流值对应于所述感受器的第一校准温度。
实例Ex33:根据实例Ex32的方法,其中监测所述感应加热装置的至少电流值还包括监测所述感应加热装置的电压值。
实例Ex34:根据实例Ex32或Ex33的方法,还包括当所述电流值达到最小值时重复步骤(i)至(iv)。
实例Ex35:根据实例Ex34的方法,还包括:在重复步骤i)至iv)之后:将对应于处于所述最大值的电流值的电导值存储为所述第二校准值,将对应于处于所述最小值的电流值的电导值存储为所述第一校准值,或者将对应于所述最大值的电流值的电阻值存储为所述第二校准值,将对应于处于所述最小值的电流值的电阻值存储为所述第一校准值。
实例Ex36:根据实例Ex22至Ex29中任一项的方法,其中执行所述校准过程包括以下步骤: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;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,中断向所述感应加热装置的功率提供,其中最大电导值或者最小电阻值对应于所述感受器的第二校准温度;以及iv)当所述电导值达到最小值或者所述电阻值达到所述最大值时,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,其中最小电导值或者最大电阻值对应于所述感受器的第一校准温度。
实例Ex37:根据实例Ex36的方法,还包括当所述电导值达到所述最小值或者所述电阻值达到所述最大值时重复步骤i)至iv)。
实例Ex38:根据实例Ex37的方法,还包括在重复步骤(i)至(iv)之后,将最大电导值存储为所述第二电导值并且将最小电导值存储为所述第一校准值,或者将最小电阻值存储为所述第二校准值并且将最大电阻值存储为所述第一校准值。
实例Ex39:根据实例Ex22至Ex38中任一项的方法,还包括执行预热过程以将所述感受器加热到所述第一校准温度,其中所述预热过程具有预定持续时间。
实例Ex40:根据实例Ex39的方法,其中执行所述预热过程包括: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;监测与所述感受器相关联的至少电流值;以及在所述电流值达到最小值时中断向所述感应加热装置的功率提供,其中处于所述最小值的电流值对应于所述感受器的第一校准温度。
实例Ex41:根据实例Ex40的方法,还包括如果所述电流值在所述预热过程的预定持续时间期间达到最小值,则中断向所述感应加热装置的功率提供以使得所述感受器的温度降低,并且随后恢复向所述感应加热装置的功率提供以使得所述感受器的温度增加到所述第一校准温度。
实例Ex42:根据实例Ex41的方法,其中在所述预热过程的预定持续时间内,重复中断向所述感应加热装置的功率提供和恢复向所述感应加热装置提供功率。
实例Ex43:根据实例Ex40的方法,还包括:如果所述感受器的电流值在预热过程的预定持续时间期间未达到最小值,则停止所述气溶胶生成装置的操作。
实例Ex44:根据实例Ex39的方法,其中执行所述预热过程包括: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;监测与所述感受器相关联的电导值或电阻值;以及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,其中处于所述最小值的电导值或处于所述最大值的电阻值对应于所述感受器的第一校准温度。
实例Ex45:根据实例Ex44的方法,还包括:如果在所述预热过程的预定持续时间期间所述电导值达到最小值或者所述电阻值达到最大值,则中断向所述感应加热装置的功率提供,以使得所述感受器的温度降低,并且随后恢复向所述感应加热装置的功率提供,以使得所述感受器的温度增加到所述第一校准温度。
实例Ex46:根据实例Ex45的方法,其中在所述预热过程的预定持续时间内,重复中断向所述感应加热装置的功率提供和恢复向所述感应加热装置提供功率。
实例Ex47:根据实例Ex44的方法,还包括:如果在所述预热过程的预定持续时间期间所述电导值未达到最小值或者所述电阻值未达到最大值,则停止所述气溶胶生成装置的操作。
实例Ex48:根据实例Ex14至Ex47中任一项的方法,还包括在所述DC/AC转换器的输入侧处测量从所述电源汲取的DC电流,其中基于所述电源的DC供电电压并且根据从所述电源汲取的DC电流确定与所述感受器相关联的电导值和电阻值。
实例Ex49:根据实例Ex48的方法,还包括在所述DC/AC转换器的输入侧处测量所述电源的DC供电电压。
实例Ex50:根据实例Ex1至Ex49中任一项的方法,其中所述第一操作温度在150摄氏度至330摄氏度之间,并且所述第二操作温度在200摄氏度至400摄氏度之间,并且其中所述第一操作温度与所述第二操作温度之间的温度差为至少30摄氏度。
实例Ex51:根据实例Ex1至Ex50的方法,其中所述感受器的温度的阶梯式增加包括:具有对应于所述第一操作温度的温度的第一温度阶梯,其中所述第一操作温度为330摄氏度;具有340摄氏度的温度的第二温度阶梯;具有345摄氏度的温度的第三温度阶梯;具有355摄氏度的温度的第四温度阶梯;以及具有对应于所述第二操作温度的温度的第五温度阶梯,其中所述第二操作温度为380摄氏度。
实例Ex52:根据实例Ex1至Ex51中任一项的方法,其中所述感受器和所述气溶胶形成基质形成气溶胶生成制品的一部分,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。
实例Ex53:一种气溶胶生成装置,其包括:电源,所述电源用于提供DC供电电压和DC电流;连接到所述电源的电源电子器件,其中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;和控制器,所述控制器被配置成控制向所述电源电子器件提供的功率,以使得所述感受器的温度从第一操作温度阶梯式增加到第二操作温度。
实例Ex54:根据实例Ex53的气溶胶生成装置,其中所述感受器的温度的阶梯式增加包括至少三个连续温度阶梯,每个温度阶梯具有持续时间。
实例Ex55:根据实例Ex54的气溶胶生成装置,其中对于每个温度阶梯的持续时间,所述控制器被配置成控制向所述电源电子器件提供的功率,以将所述感受器的温度维持在预定温度。
实例Ex56:根据实例Ex54或Ex55所述的气溶胶生成装置,其中所述持续时间为至少10秒。
实例Ex57:根据实例Ex54至Ex55的气溶胶生成装置,其中所述持续时间在30秒至200秒之间。
实例Ex58:根据实例Ex54至Ex55的气溶胶生成装置,其中所述持续时间在40秒至160秒之间。
实例Ex59:根据实例Ex54或Ex55的气溶胶生成装置,其中所述持续时间对应于预定用户抽吸数目。
实例Ex60:根据实例Ex54至Ex59中任一项的气溶胶生成装置,其中所述第一温度阶梯具有比后续温度阶梯更长的持续时间。
实例Ex61:根据实例Ex54至Ex58中任一项的气溶胶生成装置,其中所述持续时间是预定的。
实例Ex62:根据实例Ex53至Ex61中任一项的气溶胶生成装置,其中所述感受器的温度的阶梯式增加包括大于两个温度阶梯且少于十四个温度阶梯。
实例Ex63:根据实例Ex53至Ex61中任一项的气溶胶生成装置,其中所述感受器的温度的阶梯式增加包括大于两个温度阶梯且少于八个温度阶梯。
实例Ex64:根据实例Ex53至Ex63中任一项的气溶胶生成装置,其中所述第一操作温度足以使所述气溶胶形成基质形成气溶胶。
实例Ex65:根据实例Ex53至Ex64中任一项的气溶胶生成装置,其中所述控制器被配置成确定与所述感受器相关联的电导值或电阻值,并且基于所确定的电导值或所确定的电阻值控制向所述电源电子器件提供的功率。
实例Ex66:根据实例Ex53至Ex65中任一项的气溶胶生成装置,其中控制向所述电源电子器件提供的功率包括当所确定的电导值超过预设阈值电导值时中断向所述DC/AC转换器提供的功率提供,以及当所确定的电导值低于所述预设阈值电导值时恢复向所述DC/AC转换器的功率提供,或者其中控制向所述电源电子器件提供的功率包括当所确定的电阻值低于预设阈值电阻值时中断向所述DC/AC转换器提供的功率提供,以及当所确定的电阻值高于所述预设阈值电导值时恢复向所述DC/AC转换器的功率提供。
实例Ex67:根据实例Ex53至Ex66中任一项的气溶胶生成装置,其中所述电源电子器件被配置成从所述电源经由所述DC/AC转换器连续地向所述感应器供应功率。
实例Ex68:根据实例Ex53至Ex67中任一项的气溶胶生成装置,其中所述电源电子器件被配置成从所述电源经由所述DC/AC转换器以多个脉冲向所述感应器供应功率,每个脉冲由时间间隔分开。
实例Ex69:根据实例Ex68的气溶胶生成装置,其中控制向所述电源电子器件提供的功率包括控制所述多个脉冲中的每个脉冲之间的时间间隔。
实例Ex70:根据实例Ex68的气溶胶生成装置,其中控制向所述电源电子器件提供的功率包括控制所述多个脉冲中的每个脉冲的长度。
实例Ex71:根据实例Ex53至Ex70中任一项的气溶胶生成装置,其中所述控制器还被配置成执行校准过程,所述校准过程用于测量与所述感受器相关联的一个或多个校准值。
实例Ex72:根据实例Ex71的气溶胶生成装置,其中控制向所述电源电子器件提供的功率包括控制所述功率,使得所述感受器的温度基于所述一个或多个校准值进行调整。
实例:Ex73:根据实例Ex71或Ex72的气溶胶生成装置,其中所述一个或多个校准值包括与所述感受器的第一校准温度相关联的第一电导值和与所述感受器的第二校准温度相关联的第二电导值。
实例Ex74:根据实例Ex71的气溶胶生成装置,其中控制向所述电源电子器件提供的功率包括将与所述感受器相关联的电导值维持在所述第一电导值与所述第二电导值之间。
实例Ex75:根据实例Ex71或Ex72的气溶胶生成装置,其中所述一个或多个校准值包括与所述感受器的第一校准温度相关联的第一电阻值和与所述感受器的第二校准温度相关联的第二电阻值。
实例Ex76:根据实例Ex75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将与所述感受器相关联的电阻值维持在所述第一电阻值与所述第二电阻值之间。
实例Ex77:根据实例Ex73至Ex76中任一项的气溶胶生成装置,其中所述感受器的第二校准温度对应于所述感受器的材料的居里温度。
实例Ex78.根据实例Ex73至Ex77中任一项的气溶胶生成装置,其中控制向所述电源电子器件提供的功率包括控制所述功率,使得所述感受器的温度在所述第一校准温度与所述第二校准温度之间。
实例Ex79:根据实例Ex73至Ex78中任一项的气溶胶生成装置,其中所述第一操作温度大于或等于所述第一校准温度,并且其中所述第二操作温度小于或等于所述第二校准温度。
实例Ex80:根据实例Ex73至Ex79中任一项的气溶胶生成装置,其中所述第一校准温度在150摄氏度至350摄氏度之间,并且所述第二校准温度在200摄氏度至400摄氏度之间,其中所述第一校准温度与所述第二校准温度之间的温度差为至少50摄氏度。
实例Ex81:根据实例Ex71至Ex80中任一项的气溶胶生成装置,其中所述校准过程在用户操作所述气溶胶生成装置以产生气溶胶期间执行。
实例Ex82:根据实例Ex71至Ex81中任一项的气溶胶生成装置,其中所述校准过程基于以下中的一者或多者周期性执行:预定持续时间、预定用户抽吸数目、预定温度阶梯数目以及所述电源的测得电压。
实例Ex83:根据实例Ex71至Ex82中任一项的气溶胶生成装置,其中执行所述校准过程包括以下步骤:i)控制向所述电源电子器件提供的功率,以使得所述感受器的温度增加;ii)监测所述电源电子器件的至少电流值;iii)当至少电流值达到最大值时中断向所述电源电子器件的功率提供,其中处于所述最大值的电流值对应于所述第二校准温度;以及iv)当所述电源电子器件的电流值达到最小值时,控制向所述电源电子器件提供的功率,以使得所述感受器的温度增加,其中处于所述最小值的电流值对应于所述第一校准温度。
实例Ex84:根据实例Ex83的气溶胶生成装置,其中监测所述电源电子器件的至少电流值还包括监测所述电源电子器件的电压值。
实例Ex85:根据实例Ex83或Ex84的气溶胶生成装置,其中执行所述校准过程还包括当与所述感受器相关联的至少电流值达到所述最小值时重复步骤i)至iv)。
实例Ex86:根据实例Ex85的气溶胶生成装置,其中所述控制器还被配置成,在重复步骤i)至iv)之后:将对应于处于所述最大值的电流值的电导值存储为所述第二校准值,将对应于处于所述最小值的电流值的电导值存储为所述第一校准值,或者将对应于处于所述最大值的电流值的电阻值存储为所述第二校准值,将对应于处于所述最小值的电流值的电阻值存储为所述第一校准值。
实例Ex87:根据实例Ex71至Ex82中任一项的气溶胶生成装置,其中执行所述校准过程包括以下步骤: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;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,中断向所述感应加热装置的功率提供,其中最大电导值或者最小电阻值对应于所述感受器的第二校准温度;以及iv)当所述电导值达到最小值或者所述电阻值达到所述最大值时,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,其中最小电导值或者最大电阻值对应于所述感受器的第一校准温度。
实例Ex88:根据实例Ex87的气溶胶生成装置,其中执行校准过程还包括当所述电导值达到所述最小值或者所述电阻值达到所述最大值时重复步骤i)至iv)。
实例Ex89:根据实例Ex88的气溶胶生成装置,其中所述控制器还被配置成在重复步骤i)至iv)之后,将处于所述最大值的电导值或处于所述最小值的电阻值存储为所述第二校准值,将处于所述最小值的电导值或处于所述最大值的电阻值存储为所述第一校准值。
实例Ex90:根据实例Ex66至Ex78中任一项的气溶胶生成装置,其中所述控制器还被配置成执行所述预热过程以将所述感受器加热到所述第一校准温度,其中所述预热过程具有预定持续时间。
实例Ex91:根据实例Ex90的气溶胶生成装置,其中执行所述预热过程包括:控制向所述电源电子器件提供的功率以使得所述感受器的温度增加;监测所述电源电子器件的至少电流值;以及在至少电流值达到所述最小值时中断向所述电源电子器件的功率提供,其中处于所述最小值的电导值对应于所述感受器的第一校准温度。
实例Ex92:根据实例Ex91的气溶胶生成装置,其中执行所述预热过程还包括如果至少电流值在所述预热过程的预定持续时间期间达到最小值,则中断向所述电源电子器件的功率提供,以使得所述感受器的温度降低,并且随后恢复向所述电源电子器件的功率提供,以使得所述感受器的温度增加到所述第一校准温度。
实例Ex93:根据权利要求92所述的气溶胶生成装置,其中在所述预热过程的预定持续时间内,重复中断向所述电源电子器件的功率提供和恢复向所述电源电子器件提供功率。
实例Ex94:根据权利要求91至93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:如果在所述预热过程的预定持续时间期间所述感受器的至少电流值未达到最小值,则生成控制信号以停止所述气溶胶生成装置的操作。
实例Ex95:根据权利要求90所述的气溶胶生成装置,其中执行所述预热过程包括: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;监测与所述感受器相关联的电导值或电阻值;以及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,其中处于所述最小值的电流值或处于所述最大值的电阻值对应于所述感受器的第一校准温度。
实例Ex96:根据实例Ex95的气溶胶生成装置,其中执行所述预热过程还包括:如果在所述预热过程的预定持续时间期间所述电导值达到最小值或者所述电阻值达到最大值,则中断向所述感应加热装置的功率提供,以使得所述感受器的温度降低,并且随后恢复向所述感应加热装置的功率提供,以使得所述感受器的温度增加到所述第一校准温度。
实例Ex97:根据实例Ex96的气溶胶生成装置,其中在所述预热过程的预定持续时间内,重复中断向所述感应加热装置的功率提供和恢复向所述感应加热装置提供功率。
实例Ex98:根据实例Ex95的气溶胶生成装置,其中执行所述预热过程还包括:如果在所述预热过程的预定持续时间期间所述电导值未达到最小值或者所述电阻值未达到最大值,则停止所述气溶胶生成装置的操作。
实例Ex99:根据实例Ex65至Ex98中任一项的气溶胶生成装置,还包括:电流传感器,所述电流传感器被配置成在所述DC/AC转换器的输入侧处测量从所述电源汲取的DC电流,其中根据所述电源的DC供电电压并且根据从所述电源汲取的DC电流确定与所述感受器相关联的电导值和电阻值。
实例Ex100:根据Ex99的气溶胶生成装置,还包括电压传感器,所述电压传感器被配置成在所述DC/AC转换器的输入侧处测量所述电源的DC供电电压。
实例Ex101:根据实例Ex53至Ex100中任一项的气溶胶生成装置,其中所述第一操作温度在150摄氏度至330摄氏度之间,并且所述第二操作温度在200摄氏度至400摄氏度之间,其中所述第一操作温度与所述第二操作温度之间的温度差为至少30摄氏度。
实例Ex102:根据实例Ex53至Ex101中任一项的气溶胶生成装置,其中所述感受器的温度的阶梯式增加包括:具有对应于所述第一操作温度的温度的第一温度阶梯,其中所述第一操作温度为330摄氏度;具有340摄氏度的温度的第二温度阶梯;具有345摄氏度的温度的第三温度阶梯;具有355摄氏度的温度的第四温度阶梯;以及具有对应于所述第二操作温度的温度的第五温度阶梯,其中所述第二操作温度为380摄氏度。
实例Ex103:根据实例Ex53至Ex102中任一项的气溶胶生成装置,其中所述电源电子器件还包括匹配网络,所述匹配网络用于将所述感应器的阻抗与所述感受器的阻抗匹配。
实例Ex104:根据实例Ex53至Ex103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可移除地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生成基质和所述感受器。
实例Ex105:一种气溶胶生成系统,包括实例Ex53至Ex104中任一项的气溶胶生成装置;以及所述气溶胶生成制品,其中所述气溶胶生成制品包括所述气溶胶生成基质和所述感受器。
实例Ex106:根据实例Ex105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Ex107:根据实例Ex106的气溶胶生成系统,其中所述第一感受器材料是铝、铁和不锈钢中的一种,并且其中所述第二感受器材料是镍或镍合金。
实例Ex108:根据实例Ex106或Ex107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Ex109:根据实例Ex108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是说明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示出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示出了气溶胶生成制品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在第一感受器材料的条带上来形成感受器。
气溶胶生成制品100具有近端或口端170,和位于气溶胶生成制品100与口端170相对端部处的远端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之间的元件可描述为在口端170的上游,或替代地描述为在远端180的下游。气溶胶形成基质110定位在气溶胶生成制品100的远端或上游端180。
支撑元件120紧接地位于气溶胶形成基质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位于支撑元件120的紧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紧接地定位在气溶胶冷却元件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中所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中所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容纳气溶胶生成制品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示出了当气溶胶生成制品100插入到腔220中时的气溶胶生成装置200。
感应加热装置230在图3中示出为方框图。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电。具体地说,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,诸如电容器。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供应高频率交流电流。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,DC电流IDC在操作中从DC电源310汲取。图5中更详细地示出表示总欧姆负载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被说明为包括E类功率放大器,但应理解,DC/AC转换器340可使用将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可以包括全桥功率逆变器,其具有以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可以包括小的匹配变压器。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位于气溶胶生成装置200的腔220的远侧部分225附近。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1兆赫兹至30兆赫兹之间的频率,优选地具有2兆赫兹至10兆赫兹之间,例如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插入到腔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位于此交变磁场内。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的表观电阻增加。该电阻的增加观测为从电源310汲取的DC电流IDC的减小,在恒定电压下当感受器160的温度增加时所述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,电阻率转而是依赖于温度的。当第二感受器材料到达其居里温度时它失去其磁性质。这导致第二感受器材料中可用于涡电流的皮肤层的增加,这导致感受器160的表观电阻的减小。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性质的点重合。该点称为居里温度,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,其是内在的材料特定的温度)。如果在已经达到居里温度之后,感应器240继续产生交变磁场(即,向DC/AC转换器340提供的功率不中断),感受器160中产生的涡电流将逆感受器160的电阻而行,从而感受器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,其可以近似于三次多项式依赖性,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,电流将开始再次下降。
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)可以以严格的单调关系随感受器160的温度变化。所述严格单调的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一确定值表示温度的仅一个单个值,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,其中电导被定义为DC电流IDC与DC供电电压VDC的比率,且电阻被定义为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。DC电流IDC和任选的DC供电电压VDC由反馈信道提供到控制器330以控制向感应器240进一步供应AC功率PAC。
控制器330可以通过将测得的电导值或测得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,将测得的电导值或测得的电阻值维持在目标值。
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,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中的当前图中的丘)。第一校准温度是比第二感受器材料的皮肤深度开始增加时(导致电阻暂时降低)的感受器的温度大或与其相等的温度。因此,第一校准温度是比第二感受器材料处于最大渗透率时的温度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存储为控制器330的存储器中的校准值。
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,为了将温度调整到目标操作温度,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方式给出:
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连续地生成加热感受器160的交流电流,同时,对于100毫秒的周期,DC供电电压VDC和DC电流IDC可以优选每毫秒被测量。如果控制器330监测电导,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。如果控制器330监测电阻,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的占空比可以降低到约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毫秒的模式。在开关晶体管410的此1毫秒接通状态中(导通状态),测量DC供电电压VDC和DC电流IDC的值,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,再次给晶体管410的栅极供应为系统所选择的驱动频率的脉冲系列。
控制器330可以电流的连续脉冲系列的形式向感应器240供应功率。特别地,可以以一系列脉冲向感应器240供应功率,每个脉冲由时间间隔分开。连续脉冲系列可以包括两个或更多个加热脉冲以及在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,然后获得关于感受器温度的演进(降低)的反馈。控制器330可以通过控制由DC电源向感应器240供应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电源向感应器240供应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,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插入到气溶胶生成装置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,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,当加热感受器160时,测量的电流减小直到达到第一转折点且电流开始增加。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。可以基于测得的电流IDC和测得的电压VDC来确定电导或电阻。备选地,可以假设电源电压VDC是电源310的已知特性,其是大致恒定的。在第一校准值处的感受器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包含烟草时,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DC/AC转换器340向感应器240提供的功率时,所测量的电流增加,直到达到第二转折点并且在所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。在第二校准值下,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,从而导致感受器160温度降低和电导的相应降低。
由于图形的形状,连续加热感受器160以获得第一校准值和第二校准值的此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将第三转向点处或之后的电导值或电阻值存储为第一校准值,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得电流的转折点的重复测量显著改进了在用户操作装置产生气溶胶期间的后续温度调节。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或电阻值来调节功率,这更可靠,因为热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是特别干燥的或者在类似条件下,可以在热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。如上文所描述,电流开始随着感受器160温度的增加而减小,直到达到最小值为止。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。在预热过程的预定持续时间内,重复对感受器160的加热和冷却。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,那么在预定时间段内达到预热过程的第一最小值,并且将重复中断功率,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,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,但仍然不冒基质110不会事先达到谷部的风险。
此外,气溶胶生成制品100可以被配置成使得在预热过程的预定持续时间内总是达到最小值。如果在预热过程的预定持续时间内未达到最小值,这可能指示包含气溶胶形成基质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是由不同制造商制造的,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可以被配置成检测气溶胶生成装置200中存在气溶胶生成制品100,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图。该图示出了两个连续加热阶段: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,以及对应于用户操作气溶胶生成装置200以产生气溶胶的第二加热阶段720。尽管图7示出为电导与时间的图,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来描述在第一加热阶段710和第二加热阶段720期间控制感受器加热的技术,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描述的技术。
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低温度,在该最低温度下,气溶胶形成基质将形成足够体积和量的气溶胶,以在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在期望将气溶胶形成基质加热以供用户吸入气溶胶的最高温度下的温度。感受器160的第一操作温度大于或等于在图6所示的电流图的谷部处的感受器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小于或等于在第二感受器材料的居里温度下感受器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,优选两个温度阶梯与十四个温度阶梯之间,最优选三个温度阶梯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秒至200秒之间,更优选地在40秒至160秒之间。每个温度阶梯的持续时间可以对应于预定用户抽吸数目。优选地,第一温度阶梯对应于四个用户抽吸,且每个后续温度阶梯对应于一个用户抽吸。
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的功率提供,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。
作为实例,第二加热阶段720可包括五个温度阶梯:第一温度阶梯,该第一温度阶梯的持续时间为160秒,目标电导值为G目标=G较低+(0.09×ΔG);第二温度阶梯,该第二温度阶梯的持续时间为40秒,目标电导值为G目标=G较低+(0.25×ΔG);第三温度阶梯,该第三温度梯度的持续时间为40秒,目标电导值为G目标=G较低+(0.4×ΔG);第四温度梯度,该第四温度梯度的持续时间为40秒,目标电导值为G目标=G较低+(0.56×ΔG)和第五温度梯度,该第五温度梯度的持续时间为85秒,目标电导值为G目标=G较低+(0.75×ΔG)。这些温度阶梯可对应于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。如上文所描述,控制器330可以被编程以执行方法800。
该方法在步骤810处开始,其中控制器330检测用户操作用于产生气溶胶的气溶胶生成装置200。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已插入到气溶胶生成装置200中。
响应于在步骤810检测到用户操作,控制器330可以被配置成执行上文所描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)。备选地,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 (109)
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感应加热装置和用于向所述感应加热装置提供功率的电源,并且所述方法包括:
控制向所述感应加热装置提供的功率,以使得与所述气溶胶生成装置相关联的感受器的温度从第一操作温度阶梯式增加到第二操作温度,其中所述感受器被配置成加热气溶胶形成基质,并且其中基于与所述感受器相关联的测得电阻、电导或电流来控制所述功率。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述感受器的温度的阶梯式增加包括至少三个连续温度阶梯,每个温度阶梯具有持续时间。
3.根据权利要求2所述的方法,其中对于每个温度阶梯的持续时间,所述感受器的温度维持在预定温度。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其中所述持续时间为至少10秒。
5.根据权利要求2或3所述的方法,其中所述持续时间在30秒至200秒之间。
6.根据权利要求2或3所述的方法,其中所述持续时间在40秒至160秒之间。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法,其中每个温度阶梯的持续时间是预定的。
8.根据权利要求2或3所述的方法,其中所述持续时间对应于预定用户抽吸数目。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的方法,其中第一温度阶梯具有比后续温度阶梯更长的持续时间。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法,其中所述感受器的温度的阶梯式增加包括大于两个温度阶梯且少于十四个温度阶梯。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法,其中所述感受器的温度的阶梯式增加包括大于两个温度阶梯且少于八个温度阶梯。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法,其中所述第一操作温度足以使所述气溶胶形成基质形成气溶胶。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法,还包括:确定与所述感受器相关联的电导值或电阻值,其中向所述感应加热装置提供的功率基于所确定的电导值或所确定的电阻值来控制。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述感应加热装置包括DC/AC转换器和连接到所述DC/AC转换器的感应器,并且其中所述感受器被布置成感应耦合到所述感应器。
15.根据权利要求14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当所确定的电导值超过预设阈值电导值时中断向所述DC/AC转换器提供的功率提供,以及当所确定的电导值低于所述预设阈值电导值时恢复向所述DC/AC转换器的功率提供,或者其中控制向所述感应加热装置提供的功率包括当所确定的电阻值低于预设阈值电阻值时中断向所述DC/AC转换器提供的功率提供,以及当所确定的电阻值高于所述预设阈值电导值时恢复向所述DC/AC转换器的功率提供。
16.根据权利要求14或15所述的方法,其中从所述电源经由所述DC/AC转换器连续地向所述感应器供应功率。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法,其中从所述电源经由所述DC/AC转换器以多个脉冲向所述感应器供应功率,每个脉冲由时间间隔分开。
18.根据权利要求17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所述多个脉冲中的每个脉冲之间的时间间隔。
19.根据权利要求17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所述多个脉冲中的每个脉冲的长度。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的方法,还包括执行校准过程,所述校准过程用于测量与所述感受器相关联的一个或多个校准值。
21.根据权利要求20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所述功率,使得所述感受器的温度基于所述一个或多个校准值进行调整。
22.根据权利要求20或21所述的方法,其中所述一个或多个校准值包括与所述感受器的第一校准温度相关联的第一电导值和与所述感受器的第二校准温度相关联的第二电导值。
23.根据权利要求22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将与所述感受器相关联的电导值维持在所述第一电导值与所述第二电导值之间。
24.根据权利要求20或21所述的方法,其中所述一个或多个校准值包括与所述感受器的第一校准温度相关联的第一电阻值和与所述感受器的第二校准温度相关联的第二电阻值。
25.根据权利要求24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将与所述感受器相关联的电阻值维持在所述第一电阻值与所述第二电阻值之间。
26.根据权利要求22至25中任一项所述的方法,其中所述感受器包括具有第一居里温度的第一感受器材料和具有第二居里温度的第二感受器材料,其中所述第二居里温度低于所述第一居里温度,并且其中所述第二校准温度对应于所述第二感受器材料的第二居里温度。
27.根据权利要求22至26中任一项所述的方法,其中控制向所述感应加热装置提供的功率包括控制所述功率,使得所述感受器的温度在所述第一校准温度与所述第二校准温度之间。
28.根据权利要求22至27中任一项所述的方法,其中所述第一操作温度大于或等于所述第一校准温度,并且其中所述第二操作温度小于或等于所述第二校准温度。
29.根据权利要求22至28中任一项所述的方法,其中所述第一校准温度在150摄氏度至350摄氏度之间,并且所述第二校准温度在200摄氏度至400摄氏度之间,其中所述第一校准温度与所述第二校准温度之间的温度差为至少50摄氏度。
30.根据权利要求20至29中任一项所述的方法,其中所述校准过程在用户操作所述气溶胶生成装置以用于产生气溶胶期间执行。
31.根据权利要求20至30中任一项所述的方法,其中所述校准过程基于以下中的一者或多者周期性执行:预定持续时间、预定用户抽吸数目、预定温度阶梯数目以及所述电源的测得电压。
32.根据权利要求22至31中任一项所述的方法,其中执行所述校准过程包括以下步骤:(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)监测所述感应加热装置的至少电流值;(iii)当所述电流值达到最大值时中断向所述感应加热装置的功率提供,其中处于所述最大值的电流值对应于所述感受器的第二校准温度;以及(iv)当与所述感受器相关联的电流值达到最小值时,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,其中处于所述最小值的电流值对应于所述感受器的第一校准温度。
33.根据权利要求32所述的方法,其中监测所述感应加热装置的至少电流值还包括监测所述感应加热装置的电压值。
34.根据权利要求32或33所述的方法,还包括当所述电流值达到所述最小值时重复步骤(i)至(iv)。
35.根据权利要求34所述的方法,还包括:在重复步骤i)至iv)之后:将对应于处于所述最大值的电流值的电导值存储为所述第二校准值并且将对应于处于所述最小值的电流值的电导值存储为所述第一校准值,或者将对应于处于所述最大值的电流值的电阻值存储为所述第二校准值并且将对应于处于所述最小值的电流值的电阻值存储为所述第一校准值。
36.根据权利要求22至29中任一项所述的方法,其中执行所述校准过程包括以下步骤: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;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,中断向所述感应加热装置的功率提供,其中最大电导值或者最小电阻值对应于所述感受器的第二校准温度;以及iv)当所述电导值达到最小值或者所述电阻值达到最大值时,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,其中最小电导值或者最大电阻值对应于所述感受器的第一校准温度。
37.根据权利要求36所述的方法,还包括当所述电导值达到所述最小值或者所述电阻值达到所述最大值时重复步骤i)至iv)。
38.根据权利要求37所述的方法,还包括在重复步骤(i)至(iv)之后,将最大电导值存储为所述第二电导值并且将最小电导值存储为所述第一校准值,或者将最小电阻值存储为所述第二校准值并且将最大电阻值存储为所述第一校准值。
39.根据权利要求22至38中任一项所述的方法,还包括执行预热过程以将所述感受器加热到所述第一校准温度,其中所述预热过程具有预定持续时间。
40.根据权利要求39所述的方法,其中执行所述预热过程包括: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;监测与所述感受器相关联的至少电流值;以及当所述电流值达到最小值时中断向所述感应加热装置的功率提供,其中处于所述最小值的电流值对应于所述感受器的第一校准温度。
41.根据权利要求40所述的方法,还包括如果所述电流值在所述预热过程的预定持续时间期间达到最小值,则中断向所述感应加热装置的功率提供以使得所述感受器的温度降低,并且随后恢复向所述感应加热装置的功率提供以使得所述感受器的温度增加到所述第一校准温度。
42.根据权利要求41所述的方法,其中在所述预热过程的预定持续时间内,重复中断向所述感应加热装置的功率提供和恢复向所述感应加热装置提供功率。
43.根据权利要求40所述的方法,还包括:如果所述感受器的电流值在所述预热过程的预定持续时间期间未达到最小值,则停止所述气溶胶生成装置的操作。
44.根据权利要求39所述的方法,其中执行所述预热过程包括: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;监测与所述感受器相关联的电导值或电阻值;以及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,其中处于所述最小值的电导值或处于所述最大值的电阻值对应于所述感受器的第一校准温度。
45.根据权利要求44所述的方法,还包括:如果在所述预热过程的预定持续时间期间,所述电导值达到最小值或者所述电阻值达到最大值,中断向所述感应加热装置的功率提供,以使得所述感受器的温度降低,并且随后恢复向所述感应加热装置的功率提供,以使得所述感受器的温度增加到所述第一校准温度。
46.根据权利要求45所述的方法,其中在所述预热过程的预定持续时间内,重复中断向所述感应加热装置的功率提供和恢复向所述感应加热装置提供功率。
47.根据权利要求44所述的方法,还包括:如果在所述预热过程的预定持续时间期间所述电导值未达到最小值或者所述电阻值未达到最大值,则停止所述气溶胶生成装置的操作。
48.根据权利要求14至47中任一项所述的方法,还包括在所述DC/AC转换器的输入侧处测量从所述电源汲取的DC电流,其中基于所述电源的DC供电电压并且根据从所述电源汲取的DC电流确定与所述感受器相关联的电导值和电阻值。
49.根据权利要求48所述的方法,还包括在所述DC/AC转换器的输入侧处测量所述电源的DC供电电压。
50.根据权利要求1至49中任一项所述的方法,其中所述第一操作温度在150摄氏度至330摄氏度之间,并且所述第二操作温度在200摄氏度至400摄氏度之间,并且其中所述第一操作温度与所述第二操作温度之间的温度差为至少30摄氏度。
51.根据权利要求1至50中任一项所述的方法,其中所述感受器的温度的阶梯式增加包括:具有对应于所述第一操作温度的温度的第一温度阶梯,其中所述第一操作温度为330摄氏度;具有340摄氏度的温度的第二温度阶梯;具有345摄氏度的温度的第三温度阶梯;具有355摄氏度的温度的第四温度阶梯;以及具有对应于所述第二操作温度的温度的第五温度阶梯,其中所述第二操作温度为380摄氏度。
52.根据权利要求1至51中任一项所述的方法,其中所述感受器和所述气溶胶形成基质形成气溶胶生成制品的一部分,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。
53.一种气溶胶生成装置,包括:用于提供DC供电电压和DC电流的电源;连接到所述电源的电源电子器件,其中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产生交变磁场,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控制向所述电源电子器件提供的功率,以使得所述感受器的温度从第一操作温度阶梯式增加到第二操作温度,并且其中基于与所述感受器相关联的测得电阻、电导或电流控制所述功率。
54.根据权利要求53所述的气溶胶生成装置,其中所述感受器的温度的阶梯式增加包括至少三个连续温度阶梯,每个温度阶梯具有持续时间。
55.根据权利要求54所述的气溶胶生成装置,其中对于每个温度阶梯的持续时间,所述控制器被配置成控制向所述电源电子器件提供的功率,以将所述感受器的温度维持在预定温度。
56.根据权利要求54或55所述的气溶胶生成装置,其中所述持续时间为至少10秒。
57.根据权利要求54或55所述的气溶胶生成装置,其中所述持续时间在30秒至200秒之间。
58.根据权利要求54或55所述的气溶胶生成装置,其中所述持续时间在40秒至160秒之间。
59.根据权利要求54或55所述的气溶胶生成装置,其中所述持续时间对应于预定用户抽吸数目。
60.根据权利要求54至59中任一项所述的气溶胶生成装置,其中第一温度阶梯具有比后续温度阶梯更长的持续时间。
61.根据权利要求54至58中任一项所述的气溶胶生成装置,其中所述持续时间是预定的。
62.根据权利要求53至61中任一项所述的气溶胶生成装置,其中所述感受器的温度的阶梯式增加包括大于两个温度阶梯且少于十四个温度阶梯。
63.根据权利要求53至61中任一项所述的气溶胶生成装置,其中所述感受器的温度的阶梯式增加包括大于两个温度阶梯且少于八个温度阶梯。
64.根据权利要求53至63中任一项所述的气溶胶生成装置,其中所述第一操作温度足以使所述气溶胶形成基质形成气溶胶。
65.根据权利要求53至64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确定与所述感受器相关联的电导值或电阻值,并且基于所确定的电导值或所确定的电阻值控制向所述电源电子器件提供的功率。
66.根据权利要求53至65中任一项所述的气溶胶生成装置,其中控制向所述电源电子器件提供的功率包括当所确定的电导值超过预设阈值电导值时中断向所述DC/AC转换器提供的功率提供,以及当所确定的电导值低于所述预设阈值电导值时恢复向所述DC/AC转换器的功率提供,或者其中控制向所述电源电子器件提供的功率包括当所确定的电阻值低于预设阈值电阻值时中断向所述DC/AC转换器提供的功率提供,以及当所确定的电阻值高于所述预设阈值电导值时恢复向所述DC/AC转换器的功率提供。
67.根据权利要求53至66中任一项所述的气溶胶生成装置,其中所述电源电子器件被配置成从所述电源经由所述DC/AC转换器连续地向所述感应器供应功率。
68.根据权利要求53至67中任一项所述的气溶胶生成装置,其中所述电源电子器件被配置成从所述电源经由所述DC/AC转换器以多个脉冲向所述感应器供应功率,每个脉冲由时间间隔分开。
69.根据权利要求68所述的气溶胶生成装置,其中控制向所述电源电子器件提供的功率包括控制所述多个脉冲中的每个脉冲之间的时间间隔。
70.根据权利要求68所述的气溶胶生成装置,其中控制向所述电源电子器件提供的功率包括控制所述多个脉冲中的每个脉冲的长度。
71.根据权利要求53至70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执行校准过程,所述校准过程用于测量与所述感受器相关联的一个或多个校准值。
72.根据权利要求71所述的气溶胶生成装置,其中控制向所述电源电子器件提供的功率包括控制所述功率,使得所述感受器的温度基于所述一个或多个校准值进行调整。
73.根据权利要求71或72所述的气溶胶生成装置,其中所述一个或多个校准值包括与所述感受器的第一校准温度相关联的第一电导值和与所述感受器的第二校准温度相关联的第二电导值。
74.根据权利要求71所述的气溶胶生成装置,其中控制向所述电源电子器件提供的功率包括将与所述感受器相关联的电导值维持在所述第一电导值与所述第二电导值之间。
75.根据权利要求71或72所述的气溶胶生成装置,其中所述一个或多个校准值包括与所述感受器的第一校准温度相关联的第一电阻值和与所述感受器的第二校准温度相关联的第二电阻值。
76.根据权利要求75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将与所述感受器相关联的电阻值维持在所述第一电阻值与所述第二电阻值之间。
77.根据权利要求73至76中任一项所述的气溶胶生成装置,其中所述感受器的第二校准温度对应于所述感受器的材料的居里温度。
78.根据权利要求73至77中任一项所述的气溶胶生成装置,其中控制向所述电源电子器件提供的功率包括控制所述功率,使得所述感受器的温度在所述第一校准温度与所述第二校准温度之间。
79.根据权利要求73至78中任一项所述的气溶胶生成装置,其中所述第一操作温度大于或等于所述第一校准温度,并且其中所述第二操作温度小于或等于所述第二校准温度。
80.根据权利要求73至79中任一项所述的气溶胶生成装置,其中所述第一校准温度在150摄氏度至350摄氏度之间,并且所述第二校准温度在200摄氏度至400摄氏度之间,其中所述第一校准温度与所述第二校准温度之间的温度差为至少50摄氏度。
81.根据权利要求71至80中任一项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以用于产生气溶胶期间执行。
82.根据权利要求71至81中任一项所述的气溶胶生成装置,其中所述校准过程基于以下中的一者或多者周期性执行:预定持续时间、预定用户抽吸数目、预定温度阶梯数目以及所述电源的测得电压。
83.根据权利要求71至82中任一项所述的气溶胶生成装置,其中执行所述校准过程包括以下步骤:i)控制向所述电源电子器件提供的功率,以使得所述感受器的温度增加;ii)监测所述电源电子器件的至少电流值;iii)当至少电流值达到最大值时中断向所述电源电子器件的功率提供,其中处于所述最大值的电流值对应于所述第二校准温度;以及iv)当所述电源电子器件的电流值达到最小值时,控制向所述电源电子器件提供的功率,以使得所述感受器的温度增加,其中处于所述最小值的电流值对应于所述第一校准温度。
84.根据权利要求83所述的气溶胶生成装置,其中监测所述电源电子器件的至少电流值还包括监测所述电源电子器件的电压值。
85.根据权利要求83或84所述的气溶胶生成装置,其中执行所述校准过程还包括当与所述感受器相关联的至少电流值达到所述最小值时重复步骤i)至iv)。
86.根据权利要求85所述的气溶胶生成装置,其中所述控制器还被配置成,在重复步骤i)至iv)之后:将对应于处于所述最大值的电流值的电导值存储为所述第二校准值并且将对应于处于所述最小值的电流值的电导值存储为所述第一校准值,或者将对应于处于所述最大值的电流值的电阻值存储为所述第二校准值并且将对应于处于所述最小值的电流值的电阻值存储为所述第一校准值。
87.根据权利要求71至82中任一项所述的气溶胶生成装置,其中执行所述校准过程包括以下步骤: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;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,中断向所述感应加热装置的功率提供,其中最大电导值或者最小电阻值对应于所述感受器的第二校准温度;以及iv)当所述电导值达到最小值或者所述电阻值达到最大值时,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,其中最小电导值或者最大电阻值对应于所述感受器的第一校准温度。
88.根据权利要求87所述的气溶胶生成装置,其中执行所述校准过程还包括当所述电导值达到所述最小值或者所述电阻值达到所述最大值时,重复步骤i)至iv)。
89.根据权利要求88所述的气溶胶生成装置,其中所述控制器还被配置成在重复步骤i)至iv)之后,将处于所述最大值的电导值或处于所述最小值的电阻值存储为所述第二校准值,并且将处于所述最小值的电导值或处于所述最大值的电阻值存储为所述第一校准值。
90.根据权利要求66至78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执行预热过程以将所述感受器加热到所述第一校准温度,其中所述预热过程具有预定持续时间。
91.根据权利要求90所述的气溶胶生成装置,其中执行所述预热过程包括:控制向所述电源电子器件提供的功率以使得所述感受器的温度增加;监测所述电源电子器件的至少电流值;以及当至少电流值达到所述最小值时中断向所述电源电子器件的功率提供,其中处于所述最小值的电导值对应于所述感受器的第一校准温度。
92.根据权利要求91所述的气溶胶生成装置,其中执行所述预热过程还包括如果在所述预热过程的预定持续时间期间至少电流值达到最小值,则中断向所述电源电子器件的功率提供,以使得所述感受器的温度降低,并且随后恢复向所述电源电子器件的功率提供,以使得所述感受器的温度增加到所述第一校准温度。
93.根据权利要求92所述的气溶胶生成装置,其中在所述预热过程的预定持续时间内,重复中断向所述电源电子器件的功率提供和恢复向所述电源电子器件提供功率。
94.根据权利要求91至93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:如果在所述预热过程的预定持续时间期间所述感受器的至少电流值未达到最小值,则生成控制信号以停止所述气溶胶生成装置的操作。
95.根据权利要求90所述的气溶胶生成装置,其中执行所述预热过程包括: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;监测与所述感受器相关联的电导值或电阻值;以及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,其中处于所述最小值的电流值或处于所述最大值的电阻值对应于所述感受器的第一校准温度。
96.根据权利要求95所述的气溶胶生成装置,其中执行所述预热过程还包括:如果在所述预热过程的预定持续时间期间,所述电导值达到最小值或者所述电阻值达到最大值,则中断向所述感应加热装置的功率提供,以使得所述感受器的温度降低,并且随后恢复向所述感应加热装置的功率提供,以使得所述感受器的温度增加到所述第一校准温度。
97.根据权利要求96所述的气溶胶生成装置,其中在所述预热过程的预定持续时间内,重复中断向所述感应加热装置的功率提供和恢复向所述感应加热装置提供功率。
98.根据权利要求95所述的气溶胶生成装置,其中执行所述预热过程还包括:如果在所述预热过程的预定持续时间期间所述电导值未达到最小值或者所述电阻值未达到最大值,则停止所述气溶胶生成装置的操作。
99.根据权利要求65至98中任一项所述的气溶胶生成装置,还包括:电流传感器,所述电流传感器被配置成在所述DC/AC转换器的输入侧处测量从所述电源汲取的DC电流,其中根据所述电源的DC供电电压并且根据从所述电源汲取的DC电流确定与所述感受器相关联的电导值和电阻值。
100.根据权利要求99所述的气溶胶生成装置,还包括电压传感器,所述电压传感器被配置成在所述DC/AC转换器的输入侧处测量所述电源的DC供电电压。
101.根据权利要求53至100中任一项所述的气溶胶生成装置,其中所述第一操作温度在150摄氏度至330摄氏度之间,并且所述第二操作温度在200摄氏度至400摄氏度之间,其中所述第一操作温度与所述第二操作温度之间的温度差为至少30摄氏度。
102.根据权利要求53至101中任一项所述的气溶胶生成装置,其中所述感受器的温度的阶梯式增加包括:具有对应于所述第一操作温度的温度的第一温度阶梯,其中所述第一操作温度为330摄氏度;具有340摄氏度的温度的第二温度阶梯;具有345摄氏度的温度的第三温度阶梯;具有355摄氏度的温度的第四温度阶梯;以及具有对应于所述第二操作温度的温度的第五温度阶梯,其中所述第二操作温度为380摄氏度。
103.根据权利要求53至102中任一项所述的气溶胶生成装置,其中所述电源电子器件还包括匹配网络,所述匹配网络用于将所述感应器的阻抗与所述感受器的阻抗匹配。
104.根据权利要求53至103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可移除地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生成基质和所述感受器。
105.一种气溶胶生成系统,包括根据权利要求53至104中任一项所述的气溶胶生成装置;以及所述气溶胶生成制品,其中所述气溶胶生成制品包括所述气溶胶生成基质和所述感受器。
106.根据权利要求105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。
107.根据权利要求106所述的气溶胶生成系统,其中所述第一感受器材料是铝、铁和不锈钢中的一种,并且其中所述第二感受器材料是镍或镍合金。
108.根据权利要求106或107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。
109.根据权利要求108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。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP20217029 | 2020-12-23 | ||
EP20217029.6 | 2020-12-23 | ||
PCT/EP2021/087545 WO2022136661A1 (en) | 2020-12-23 | 2021-12-23 | Aerosol-generating device and system comprising an inductive heating device and method of operating the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116634896A true CN116634896A (zh) | 2023-08-22 |
Family
ID=73857115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202180086494.8A Pending CN116634896A (zh) | 2020-12-23 | 2021-12-23 | 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 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP4266924A1 (zh) |
JP (1) | JP2024501667A (zh) |
KR (1) | KR20230124641A (zh) |
CN (1) | CN116634896A (zh) |
AU (1) | AU2021405794A1 (zh) |
CA (1) | CA3203132A1 (zh) |
IL (1) | IL303766A (zh) |
MX (1) | MX2023007636A (zh) |
WO (1) | WO2022136661A1 (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11789476B2 (en) | 2021-01-18 | 2023-10-17 | Altria Client Services Llc | Heat-not-burn (HNB) aerosol-generating devices including intra-draw heater control, and methods of controlling a heater |
CN114009855A (zh) * | 2021-10-20 | 2022-02-08 | 深圳麦克韦尔科技有限公司 | 一种电子雾化装置及其加热控制装置和加热控制方法 |
CN115778006A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-03-14 | 思摩尔国际控股有限公司 | 气溶胶生成装置及其温度控制方法、装置 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB201612945D0 (en) * | 2016-07-26 | 2016-09-07 | British American Tobacco Investments Ltd | Method of generating aerosol |
TW201818833A (zh) * | 2016-11-22 | 2018-06-01 | 瑞士商菲利浦莫里斯製品股份有限公司 | 感應加熱裝置、包含感應加熱裝置之氣溶膠產生系統及其操作方法 |
JP6903221B2 (ja) * | 2018-03-26 | 2021-07-14 | 日本たばこ産業株式会社 | エアロゾル生成装置及び制御方法並びにプログラム |
WO2020182772A1 (en) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | Nicoventures Trading Limited | Aerosol-generating device |
-
2021
- 2021-12-23 CN CN202180086494.8A patent/CN116634896A/zh active Pending
- 2021-12-23 AU AU2021405794A patent/AU2021405794A1/en active Pending
- 2021-12-23 CA CA3203132A patent/CA3203132A1/en active Pending
- 2021-12-23 MX MX2023007636A patent/MX2023007636A/es unknown
- 2021-12-23 IL IL303766A patent/IL303766A/en unknown
- 2021-12-23 KR KR1020237024533A patent/KR20230124641A/ko unknown
- 2021-12-23 EP EP21835789.5A patent/EP4266924A1/en active Pending
- 2021-12-23 WO PCT/EP2021/087545 patent/WO2022136661A1/en active Application Filing
- 2021-12-23 JP JP2023538789A patent/JP2024501667A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022136661A1 (en) | 2022-06-30 |
IL303766A (en) | 2023-08-01 |
MX2023007636A (es) | 2023-07-14 |
AU2021405794A1 (en) | 2023-07-13 |
JP2024501667A (ja) | 2024-01-15 |
EP4266924A1 (en) | 2023-11-01 |
CA3203132A1 (en) | 2022-06-30 |
KR20230124641A (ko) | 2023-08-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN116634896A (zh) | 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 | |
CN116709940A (zh) | 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 | |
CN116711462A (zh) | 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 | |
US20240041121A1 (en) | Aerosol-generating device and system comprising an inductive heating device and method of operating the same | |
WO2024056655A1 (en) | Aerosol-generating device and system comprising an inductive heating device and method of operating same | |
KR20240032957A (ko) | 유도 가열 장치 및 유도 가열 장치의 온도를 제어하기 위한 방법 | |
CN117597040A (zh) | 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 | |
KR20240032922A (ko) | 유도 가열 디바이스를 포함하는 에어로졸 발생 디바이스 및 시스템 및 그 작동 방법 | |
CN118119306A (zh) | 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 | |
KR20240032965A (ko) | 복수의 동작 모드를 갖는 에어로졸 생성 시스템 | |
KR20240032964A (ko) | 유도 가열 장치를 갖는 에어로졸 생성 시스템 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |