CN117122101A - 气溶胶生成装置和用于控制气溶胶生成装置的加热器的方法 - Google Patents

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Abstract

一种控制气溶胶生成装置中的加热器的方法，所述气溶胶生成装置具有：加热器，所述加热器包括加热气溶胶形成基材的至少一个加热元件；以及电源，所述电源向所述加热元件提供功率。所述方法步骤是：控制提供给所述加热元件的所述功率，使得在第一阶段中提供功率以将所述加热元件的温度从初始温度增加到第一温度，并且在第二阶段中提供功率以将所述加热元件的温度降低到所述第一温度以下而达到第二温度。在所述第一阶段期间提供给所述加热元件的所述功率在所述第一阶段的持续时间期间至少增加一次；并且在所述第二阶段期间产生气溶胶。

Description

气溶胶生成装置和用于控制气溶胶生成装置的加热器的方法
本申请是国际申请号为PCT/EP2018/082522、中国申请号为201880073084.8、申请日为2018年11月26日、名称为“气溶胶生成装置和用于控制气溶胶生成装置的加热器的方法”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种气溶胶生成装置，其包括容纳有气溶胶形成基材的筒，并且涉及一种用于控制气溶胶生成装置的加热器的方法。
特别地，本发明涉及一种在初始阶段期间控制气溶胶生成装置的加热器的方法，其中将容纳有气溶胶形成基材的筒加热到尽可能快地产生气溶胶的温度，同时避免气溶胶形成基材的过热，以及由于筒材料无法有效地吸收热量而引起的不必要的能量损失。
背景技术
通常期望气溶胶生成装置在装置启用之后尽可能快地生成具有期望特性的气溶胶。为了使气溶胶生成装置具有令人满意的消费者体验，认为“第一次吸气的时间”是重要的因素。消费者通常不希望在启用装置后等待很长一段时间才能进行第一次吸气。由于这个原因，当启用装置以使其尽可能快地升高到工作温度时，可以向加热元件供应特定的功率。然而，已经发现，最初向加热器供应高功率或最大功率以快速增加筒的温度通常不是最佳解决方案。例如，加热可能是效率低下的，由于筒材料无法有效吸收热量而引起能量损失。另外，筒或其零件或容纳在筒中的气溶胶形成基材可能会过热。
期望提供一种气溶胶生成装置和系统，其被配置成在启用该装置之后快速生成气溶胶，而没有不必要的能量损失，并且降低了筒和/或气溶胶形成基材的过热风险。
发明内容
在第一方面中，本公开提供一种控制气溶胶生成装置中的气溶胶产生的方法，该装置包括：加热器，该加热器包括被配置成加热气溶胶形成基材的至少一个加热元件；以及电源，该电源用于向加热元件提供功率；该方法包括以下步骤：控制提供给加热元件的功率，使得
-在第一阶段中，提供功率以将所述加热元件的温度从初始温度增加到第一温度，以及
-在第二阶段中，提供功率以将所述加热元件的温度降低到所述第一温度以下而达到第二温度，
其中在第一阶段期间提供给加热元件的功率在第一阶段的持续时间期间至少增加一次；并且其中在第二阶段期间产生气溶胶。
在第一阶段中，增加供应给加热元件的功率以将加热元件的温度从初始温度增加到第一温度。特别地，提供给加热元件的功率在第一阶段的持续时间期间至少增加一次。换句话说，提供给加热元件的功率在第一阶段期间逐渐增加，以逐渐增加加热元件的温度。功率的逐渐增加可以是增量式的，包括一个或多个步长或增量。功率的逐渐增加可包括在第一阶段的至少一部分上的连续增加。
已经发现，在第一阶段期间，与在第一阶段开始时加热元件单一、快速的温度增加相比，逐渐增加供应给加热元件的功率以逐渐增加加热元件的温度可以提供在第一阶段结束时在气溶胶形成基材中相同或大体上类似的温度增加。这样，逐渐增加对加热元件的功率以逐渐增加加热元件的温度可以提高加热元件和气溶胶形成基材之间的热传递效率，因为在第一阶段期间，如果功率逐渐增加，则可以向加热元件供应较少的功率。
如本文中所使用，术语“气溶胶生成装置”涉及一种与气溶胶形成基材相互作用以生成气溶胶的装置。气溶胶形成基材可以是固体或液体，或它们的组合。气溶胶形成基材可以是气溶胶生成制品的一部分，例如，容纳有气溶胶形成基材的筒的一部分，或者是包括气溶胶形成基材的主体和过滤嘴的棒件，上述气溶胶形成基材的主体和过滤嘴以与传统香烟类似的方式以杆的形式包裹在一起。气溶胶生成装置可以是与气溶胶生成制品的气溶胶形成基材相互作用以生成可通过使用者的嘴直接吸入到使用者的肺里的气溶胶的装置。
如本文中所使用的，术语‘气溶胶形成基材’用于描述能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基材。
气溶胶形成基材可以设置在筒或容器中。筒或容器可以定位在加热元件附近。加热元件可以在第一阶段和第二阶段两者中加热筒或容器中的气溶胶形成基材。
如本文所使用，术语“气溶胶生成制品”指包括能够释放可以形成气溶胶的挥发性化合物的气溶胶形成基材的制品。例如，气溶胶生成制品可以是生成可以通过使用者的口直接吸入到使用者的肺中的气溶胶的制品。气溶胶生成制品可以是一次性的。气溶胶生成制品可以是或者可包括容纳有气溶胶形成基材的筒。气溶胶生成制品可以是或可包括烟草梗。
在将气溶胶形成基材设置在制品诸如筒中的情况下，特定温度下的加热元件与制品中容纳的气溶胶形成基材之间的热传递速率可以取决于制品而变化。即使对于相同设计的制品，制造过程期间的变化也可能引起热传递速率的变化。
出人意料地，已经发现，与包括加热元件单一、快速的温度增加的方法相比，本发明的第一方面的方法可以在第一阶段期间实现气溶胶形成基材的温度轮廓的较小变化。之所以会出现这种优势，是因为与包括加热元件单一、快速的温度增加的方法相比，在第一阶段加热元件温度的逐渐增加引起在第一阶段期间加热元件、制品和容纳在制品中的气溶胶形成基材之间较小的温度差异。与本发明第一方面的方法的加热元件温度的逐渐增加相比，加热元件、制品和容纳在制品中的气溶胶形成基材之间在加热元件单一、快速的温度增加之后的较大温度差异可以强调不同制品之间在热传递速率上的差异。
在一些实施方案中，加热元件的温度可以例如在加热器处或加热器周围经由温度设定装置诸如传感器来测量或直接设定。在其他实施方案中，加热元件的温度可以例如经由加热元件的电阻的测量和设定来测量或间接设定。加热元件的电阻可以取决于其温度。结果，加热元件的设定温度可以对应于加热元件的具体电阻值。
加热元件的电阻和温度之间的关系可以是已知的。这样，可以根据对加热元件的电阻的测量来确定加热元件的温度。在一些实施方案中，所确定的关系可以基于在加热器的校准期间测量的多个参考值，例如三个参考值。例如，在校准加热器的实例性程序中，可以向加热元件供应功率，并且可以测量加热元件的温度。当加热元件的测量温度达到有待用作参考值的预定值例如150℃、250℃和300℃时，测量加热元件的电阻。所测量的参考电阻值可以存储在气溶胶剂生成装置中的存储器诸如闪存中。该装置还可以被配置成确定与存储在气溶胶生成装置的存储器中的参考电阻值不同的在设定温度下的目标电阻值。例如，装置可以被配置成根据存储的参考电阻值来内推或外推附加的参考电阻值。内推或外推可以基于在装置中使用的类型的加热元件的温度与电阻之间的已知关系。用于内推或外推的关系通常取决于加热元件的材料特性，并且因此取决于加热元件的材料的选择。
在操作中，装置可以被配置成使使用者能够选择与加热元件的特定目标温度相对应的设定温度。可以如下达到和/或维持设定温度。例如，可以以离散脉冲的形式从电源向加热元件提供电压。脉冲可以具有大体上恒定的大小。脉冲的持续时间可以在500微秒至1毫秒之间，例如1毫秒。在每个脉冲之后，可以测量加热元件的电阻。可以将测量的电阻与对应于设定温度的所存储或确定的参考电阻值进行比较。如果电阻测量值表明加热元件的温度低于设定温度，则可以增加供应给加热元件的脉冲的数量和持续时间中的至少一者，直到电阻达到设定温度为止。如果电阻测量值表明加热元件的温度高于设定温度，则可以减少供应给加热元件的脉冲的数量和持续时间中的至少一者，或者可以停止脉冲，直到电阻测量值表明加热元件的温度已经下降到低于设定温度。
在一些实施方案中，脉冲的持续时间可以是可变的。在其他实施方案中，脉冲的持续时间可以是恒定的。在一些实施方案中，脉冲之间的持续时间可以是恒定的。在一些实施方案中，脉冲之间的持续时间可以是可变的。脉冲之间的最小持续时间可以使得可以在脉冲之间进行电阻测量。例如，脉冲之间的最小持续时间可以是100微秒。电阻的测量可以在脉冲之间进行。电阻的测量可以例如每1毫秒进行一次。测量之间的时间可以是1毫秒至100微秒之间的任何值，例如300、500或800微秒。
脉冲的持续时间和脉冲之间的持续时间中的至少一者可以是可变的。换句话说，电源可以更改供应给加热元件的电压的占空比，以便使加热元件的功率供应变化，以实现加热元件的特定电阻(温度)。
在一些实施方案中，可以通过改变温度设定来直接控制供应给加热元件的功率(电压)。在其他实施方案中，可以例如经由反馈回路间接地控制供应给加热元件的功率(电压)，该反馈回路使用来自加热元件的测量的电阻值来更新。
可以如上所述设定第一和第二温度。第一和第二温度可以是在工厂中设定并存储在装置的存储器中的预定温度。
设定温度可以设定在容许温度范围内。允许温度范围可以是由装置和基材的制造商验证的预定温度范围，在该温度范围内，装置和基材的部件令人满意地工作而不会过热。第一温度可以选择为在允许的温度范围内，但是可以选择为接近该范围的最大允许温度，以便生成用于初始递送给消费者的令人满意的量的气溶胶。可能期望在初始操作期间利用加热元件来实现相对较高的温度，以便促进基材的蒸发和气溶胶的生成，因为在装置操作的初始时期，气溶胶的递送可能会由于装置内的冷凝而减少。这可能是由于装置的平均温度在操作的初始时期期间比之后的操作时期低。
第一阶段可以是预热阶段。如本文中所使用的，预热阶段是指这样的阶段，在该阶段中，使气溶胶形成基材的温度增加以达到产生令人满意的量的气溶胶的温度。气溶胶可以在第一阶段中生成，但通常可能不会被使用者抽吸出装置。例如，在第一(预热)阶段结束时，筒和容纳在其中的液体气溶胶形成基材可能已经达到液体的蒸发温度。例如，在第一(预热)阶段结束时，烟草梗和其中所含的固体烟草可能已经达到释放烟草中所含挥发性成分的温度。
第一阶段可以具有任何合适的持续时间。第一阶段可以具有预定的持续时间。第一阶段的持续时间可以等于或小于一分钟。第一阶段的持续时间可以等于或小于45秒。第一阶段的持续时间可以是大约30秒。如果第一阶段的持续时间为大约30秒，则可以在预热速度和能量损失减少之间达到良好的平衡。
在第一阶段期间，可以逐步增加提供给加热元件的功率。可以通过更改供应给加热元件的功率的占空比来增加提供给加热元件的功率。
在第一阶段期间，提供给加热元件的功率可以按步长或增量逐步地增加。例如，在第一时间段内，可以将对应于第一占空比的第一功率P1提供给加热元件以增加加热元件的温度；然后，接着，在第二时间段内，可以将对应于第二占空比的第二功率P2提供给加热元件，以进一步增加加热元件的温度，其中第二功率大于第一功率(P2>P1)。在该示例中，第一和第二功率P1、P2可以是占空比上的平均功率。可以以任何合适的方式来计算平均功率，诸如通过使用提供给加热元件的RMS电流和电压。在一些实施方案中，可以通过更改供应给加热元件的电压和电流中的至少一者的大小来更改提供给加热元件的功率。
在按步长或增量逐步增加功率的实施方案中，第一时间段和第二时间段总共可以是大约30秒。第一时间段和第二时间段可以总共短于30秒。在这种情况下，可以在第二时间段结束时提供用于第三时间段的第三功率P3，其中第三功率大于第二功率(P3>P2)。第一、第二和第三时间段的持续时间总共可以是大约30秒。第一时间段的持续时间可以达10秒。第一时间段的持续时间可以是大约5秒。第二时间段的持续时间可以达大约10秒。第二时间段的持续时间可以是大约5秒。第三时间段的持续时间可以等于或大于10秒。第三时间段的持续时间可以是大约20秒。第一、第二和第三时间段可以总共等于或小于大约30秒。
可以在第一阶段执行任何数量合适的功率增加。例如，可以在第三时间段结束时为加热元件提供用于第四时间段的第四功率P4，其中第四功率大于第三功率(P4>P3)，并且可以在第四时间段结束时为加热元件提供用于第五时间段的第五功率P5，其中第五功率大于第四功率(P5＞P4)。
在第一阶段中，可以将供应给加热元件的不同功率(P1、P2、P3等)中的每种功率供应用于预定时间段。在一些实施方案中，每个时间段的持续时间可以是一致的。换句话说，每个步长或增量可以具有相同的预定秒数长度。例如，每个时间段的持续时间可以长约5、7、10、15或20秒。在其他实施方案中，时间段的持续时间可以是不一致的。例如，第一时间段可以短于第二时间段，第二时间段可以短于第三时间段，等等。例如，可以在5秒后发生第一次增加，并且可以在5秒后发生第二次增加，其中第二次增加后设定的功率水平维持20秒。例如，随着功率的三次增加，可以在5秒后发生第一次增加，在10秒后发生第二次增加，其中第二次增加后的功率水平维持15秒。一致的和不一致的时间段的组合是可能的。例如，可以在5秒后发生第一次增加，并且可以在5秒后发生第二次增加，其中第二次增加后设定的功率水平维持20秒。多于或少于三个步骤是可能的。
功率的增加可以是一致的。换句话说，功率的每次增加可以具有相同的大小。功率的增加可以对应于设定温度的一致增加。换句话说，设定温度的每次增加可以具有相同的大小。所提供的功率可以是期望将加热元件升高并维持到特定设定温度的功率。例如，设定温度的增加可以以10℃至100℃之间的步长进行。例如，增加可以以30℃、50℃、60℃、80℃的步长进行。然而，应该清楚的是，在加热元件的温度达到稳定温度之前，可以进一步增加功率。
功率增加可以不同或不一致的。功率增加可以对应于设定温度的不一致的增加。例如，温度的第一次增加可以以比第二次、第三次等增加大的步长进行。例如，第一次增加可以对应于大约80℃，并且第二次增加可以对应于大约50℃。
在第一阶段中，提供给加热元件的功率可以逐渐地增加。例如，在30秒之后，提供给加热元件的功率可以将加热元件的温度从环境温度增加至250℃至300℃之间，例如280℃至290℃之间。在一些实施方案中，如上所述，功率可以以离散的步长或增量逐渐地增加。然而，在一些实施方案中，在第一阶段中供应给加热元件的功率的增加可以是连续的。在这种情景下，功率的连续增加可能意味着脉冲的占空比被更改，使得连贯的短时间段例如1毫秒或10毫秒内的平均功率增加。提供给加热元件的功率的增加可以是线性的。换句话说，在第一阶段内的功率增加的速率可以是大体上恒定的。提供给加热元件的功率的增加可以是非线性的，例如与大于或小于1的时间的指数成正比，诸如～t2或～t1/2，其中t是时间。换句话说，功率增加的速率可以随时间变化
在第一阶段中，提供给加热元件的功率可以取决于通过控制器设定的目标温度。
例如，控制器可以设定目标温度T1，然后将功率P1'提供给加热元件以将加热元件加热并维持在温度T1。在预定时间段t1之后，控制器可以设定高于目标温度T1的目标温度T2，然后将功率P2’提供给加热元件以将加热元件加热并维持在温度T2。当温度T2高于温度T1时，功率P2'高于P1'。即使在预定时间段t1之后加热元件未达到温度T1的情况下，也可以设定温度T2并将功率P2’提供给加热元件。在实施方案中，可以在达到温度T1之后或者在预定的时间段t2之后—以先出现者为准—设定目标温度T2。在实施方案中，可以在达到目标温度T1之后设定目标温度T2。在实施方案中，可以在预定时间段t2之后或者在达到温度T2之后设定高于目标温度T2的目标温度T3，然后向加热元件提供功率P3'以将加热元件加热至温度T3。可能存在例如三个、五个或十个步骤。
例如，T1可以是160℃。提供功率P1’持续t1＝5秒。5秒之后，设定T2＝240℃，并且提供功率P2’持续t2＝5秒。5秒之后，设定T3＝290℃，并且提供功率P3’持续20秒。30秒之后，第一阶段终止。在实施方案中，可以设定下一温度，而不管先前达到的温度。
当第一阶段结束时，第二阶段开始，并且控制给加热元件的功率，以便将加热元件的温度降低到低于第一温度的第二温度。在限定允许温度范围的情况下，第二温度在允许温度范围内。通常期望在第二阶段中降低加热元件的温度，因为在加热气溶胶生成装置且气溶胶形成基材升温一段时间后，在给定的加热元件温度下，气溶胶在装置中的冷凝通常会减少并且气溶胶的递送通常会增加。另外，降低加热元件的温度降低了气溶胶生成装置消耗的能量的量。此外，在装置的操作期间使加热元件的温度发生变化允许将时间调制式热梯度引入到气溶胶形成基材中。
在第二阶段中，气溶胶可以由该装置以令人满意的速率生成，并且可以由使用者吸入。如本文中所使用的，术语“吸气”和“吸入”被可互换地使用，并且旨在表示使用者通过其口或鼻将气溶胶抽吸到其体内的动作。吸入包括：将气溶胶抽吸到使用者的肺部中的情况；以及将气溶胶从使用者的身体排出之前仅抽吸到使用者的口腔或鼻腔中的情况。
在第二阶段中，第二温度低于第一温度。第二温度可以高于初始温度。初始温度可以是环境温度，即气溶胶生成装置的周围环境的温度。
第二温度可以高于100℃。第二温度可以低于380℃。第二温度可以在140℃至200℃之间。第二温度可以高于150℃。第二温度可以在150℃至190℃。第二温度可以在153℃至177℃之间。第二温度可以是大约177℃。利用在150℃至190℃、并且更特别地在153℃至177℃之间的范围中的第二温度，可以提高用户对口味的接受程度。
第二阶段的持续时间可以是至少180秒。第二阶段的持续时间可以是至少240秒。第二阶段的持续时间可以是至少300秒。第二阶段的持续时间可以是至少360秒。第二阶段的持续时间可以是大约360秒，这通常对应于使用者对使用者体验的期望。
为了达到第二温度，提供给加热元件的功率从第一阶段结束时的值开始下降。
可以在第二阶段的整个持续时间期间维持第二温度。通过控制提供给加热元件的功率以使功率下降到低于在第一阶段结束时供应给加热元件的功率来达到第二温度。然后可以通过控制提供给加热元件的功率以将加热元件的温度保持在第二温度来维持第二温度。例如，为了维持第二温度，可以在第二阶段期间将恒定的平均功率供应给加热元件。例如，为了维持第二温度，可以将恒定占空比的功率脉冲供应给加热元件。
作为示例，可以如下达到第二温度。目标温度被设定为第二温度。装置进行的电阻测量表明加热元件的温度高于目标温度。电源停止向加热元件提供电压脉冲，并且气溶胶生成装置监测加热元件的电阻(并因此监测温度)，直到温度下降到低于目标温度。此时，电源再次开始向加热元件供应电压脉冲以达到第二温度。随后可以在可比拟的过程中维持第二温度。
在第二阶段期间，第二温度可以维持比第二阶段的持续时间短的预定时间段。然后可以降低提供给加热元件的功率，使得加热元件的温度下降到第三温度。第三温度低于第二温度。
可以将第二温度维持任何合适的预定时间段。第二温度可以维持大约30至120秒。第二温度可以维持在大约45至90秒之间。第二温度可以维持大约60秒。可以在第二阶段的其余持续时间内维持第三温度。取决于第二阶段的持续时间，第三温度可以维持120秒；180秒；240秒；或300秒。
第三温度可以低于第二温度。第三温度可以高于初始温度。第三温度可以高于100℃。第三温度可以高于160℃。第三温度可以是165℃。
可以选择第二和第三温度，使得在第二阶段期间连续地生成气溶胶。优选地基于与气溶胶形成基材的蒸发温度相对应的温度范围来确定第二和第三温度。可以在第二阶段期间向加热元件提供功率，以确保温度不会降至低于最低允许温度。
在示例性实施方案中，第二设定温度可以为大约177℃，并且第三设定温度可以为大约165℃。第二设定温度可以维持大约60秒，并且第三设定温度可以维持大约300秒。
有利地执行对提供给加热元件的功率进行控制的步骤，以便在第二阶段中将加热元件的温度维持在允许或期望的温度范围内。
对加热元件的功率进行控制的步骤可包括：测量加热元件的温度或接近加热元件的温度以提供测量的温度；执行测量的温度与目标温度的比较；以及基于比较的结果来调节提供给加热元件的功率。在启用装置以提供第一和第二阶段之后，目标温度优选地随时间而改变。应该清楚的是，可以在操作的第一和第二阶段的约束内选择目标温度以具有任何期望的时间轮廓。
该方法还可包括标识气溶胶形成基材的特征的步骤。然后可以取决于所标识的特征来调节对功率进行控制的步骤。例如，不同的目标温度可以用于不同的基材。
气溶胶形成基材可为液体气溶胶形成基材。如果提供液体气溶胶形成基材，那么气溶胶生成装置优选地包括用于保持液体的装置。例如，液体气溶胶形成基材可以保持在容器中。
在一些实施方案中，气溶胶生成装置可包括至少一个隔室，该隔室容纳有气溶胶形成基材。该装置可包括至少两个隔室。该装置可包括：第一隔室，其容纳有气溶胶形成基材的第一成分；以及第二隔室，其包括气溶胶形成基材的第二成分。该装置可包括容纳有尼古丁源的第一隔室和包括有酸源的第二隔室，用于生成气溶胶尼古丁盐颗粒。
在一些实施方案中，液体气溶胶形成基材可以被吸收到多孔载体材料中。多孔载体材料可由任何合适的吸收滤嘴段或吸收体形成，例如，发泡金属或塑料材料、聚丙烯、聚酯纤维、尼龙纤维或陶瓷。在使用气溶胶生成装置之前，可以将液体气溶胶形成基材保留在多孔载体材料中。液体气溶胶形成基材材料可以在使用期间或刚在使用之前释放到多孔载体材料中。例如，可将液体气溶胶形成基材设置在胶囊中。胶囊壳可以在加热时熔化且使液体气溶胶形成基材释放到多孔载体材料中。该胶囊可以可选择地容纳与液体相结合的固体。
载体可以是其中已结合有烟草成分的非织造织物或纤维束。非织造织物或纤维束可包括例如碳纤维、天然纤维素纤维或纤维素衍生物纤维。
在一些实施方案中，气溶胶形成基材可包括用于气溶胶生成系统中的尼古丁源和酸源，该气溶胶生成系统用于在原处生成包括尼古丁盐颗粒的气溶胶。在这样的实施方案中，尼古丁源可包括第一载体材料，该第一载体材料浸渍有约1毫克至约50毫克之间的尼古丁。尼古丁源可包括第一载体材料，该第一载体材料浸渍有约1毫克至约40毫克之间的尼古丁。尼古丁源可包括第一载体材料，该第一载体材料浸渍有约3毫克至约30毫克之间的尼古丁。尼古丁源可包括第一载体材料，该第一载体材料浸渍有约6毫克至约20毫克之间的尼古丁。尼古丁源可包括第一载体材料，该第一载体材料浸渍有约8毫克至约18毫克之间的尼古丁。
第一载体材料可以浸渍有液体尼古丁或尼古丁于水性或非水性溶剂中的溶液。第一载体材料可以浸渍有天然尼古丁或合成尼古丁。
在这样的实施方案中，酸源可包括有机酸或无机酸。酸源可包括有机酸，例如羧酸。酸源可包括例如阿尔法-酮或2-氧代酸或乳酸。酸源可包括选自由以下组成的组的酸：3-甲基-2-氧代戊酸、丙酮酸、2-氧代戊酸、4-甲基-2-氧代戊酸、3-甲基-2-氧代丁酸、2-氧代辛酸、乳酸及其组合。酸源可包括丙酮酸或乳酸。酸源可包括乳酸。
酸源可包括浸渍有酸的第二载体材料。
第一载体材料与第二载体材料可以相同或不同。第一载体材料和第二载体材料的密度介于约0.1克/立方厘米至约0.3克/立方厘米之间。第一载体材料和第二载体材料的孔度介于约15％至约55％之间。第一载体材料和第二载体材料可以包括以下中的一个或多个：玻璃、纤维素、陶瓷、不锈钢、铝、聚乙烯(PE)、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚(对苯二甲酸环己二甲酯)(PCT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚四氟乙烯(PTFE)、膨体聚四氟乙烯(ePTFE)和
第一载体材料充当尼古丁的储集器。第一载体材料相对于尼古丁可以是化学惰性的。
第一载体材料可以具有任何合适的形状和大小。举例来说，第一载体材料可以呈薄片或栓塞形式。第一载体材料的形状和尺寸可以类似于第一隔室的形状和尺寸。可以选择第一载体材料的形状、大小、密度和孔度以允许第一载体材料浸渍有期望量的尼古丁。
第一隔室还可以包括调味剂。合适的调味剂包含但不限于薄荷醇。
第一载体材料可以浸渍有约3毫克至约12毫克之间的调味剂。
第二载体材料充当酸的储集器。第二载体材料相对于酸可以是化学惰性的。第二载体材料可以具有任何合适的形状和大小。举例来说，第二载体材料可以呈薄片或栓塞形式。第二载体材料的形状和尺寸可以类似于第二隔室的形状和尺寸。第二载体材料的形状、尺寸、密度和孔度可以经选择以允许第二载体材料浸渍有期望量的酸。
酸源可以是包括浸渍有约2毫克至约60毫克之间的乳酸的第二载体材料的乳酸源。乳酸源可包括浸渍有约5毫克至约50毫克之间的乳酸的第二载体材料。乳酸源可包括浸渍有约8毫克至约40毫克之间的乳酸的第二载体材料。乳酸源可包括浸渍有约10毫克至约30毫克之间的乳酸的第二载体材料。
可以选择第一隔室的形状和大小以允许装置中容置有期望量的尼古丁。可以选择第二隔室的形状和大小以允许装置中容置有期望量的酸。实现适当反应化学计量所需的尼古丁与酸的比率可以通过第一隔室体积相对于第二隔室体积的变化来控制和平衡。
在一些实施方案中，气溶胶形成基材可以是固体气溶胶形成基材。气溶胶形成基材可以包括固体和液体组分。气溶胶形成基材可包括仅液体成分。气溶胶形成基材可包括一种或多种液体成分。在一些实施方案中，气溶胶形成基材可包括含烟草材料，该含烟草材料含有在加热时从基材释放的挥发性烟草香味化合物。在一些实施方案中，气溶胶形成基材可包括非烟草材料。气溶胶形成基材还可包括气溶胶形成剂。合适的气溶胶形成剂的示例是丙三醇和丙二醇。
如果气溶胶形成基材是固体气溶胶形成基材，那么固体气溶胶形成基材可包括(例如)以下各者中的一个或多个：粉末、颗粒、小球、碎片、通心管、条或片材，该片材含有草本植物叶、烟叶、烟草肋料、再造烟草、均质烟草、挤出烟草、落叶烟草和膨胀烟草中的一个或多个。固体气溶胶形成基材可呈松散形式，或可提供于合适的容器或筒中。任选地，固体气溶胶形成基材可含有在基材加热后释放的额外烟草或非烟草挥发性香味化合物。固体气溶胶形成基材也可含有胶囊，该胶囊例如包含额外烟草或非烟草挥发性香味化合物，且此类胶囊可在固体气溶胶形成基材的加热期间熔化。如本文中所使用的，均质烟草指通过团聚颗粒烟草形成的材料。均质化烟草材料可呈薄片的形式。
由气溶胶生成基材生成的气溶胶可以是可见的或不可见的，并且可包括蒸汽(例如，处于气态的细颗粒物质，其在室温下通常为液体或固体)以及气体和冷凝蒸汽的液滴。
加热元件可以是电加热元件。
气溶胶生成装置可包括任何合适的加热元件。气溶胶生成装置可包括电阻加热器、感应加热器或两者的组合。
在一些实施方案中，加热元件可以是细长的。加热元件可以被导热鞘包围。导热鞘可以适于插入气溶胶生成制品中，诸如插入筒的一部分中。导热鞘可以适于插入到气溶胶形成基材中。有利地，可以提供导热鞘以均匀地分布由一个或多个加热元件提供的热量。
加热元件可以是电阻加热元件，并且对提供给加热元件的功率进行控制的步骤可包括：确定加热元件的电阻；并且取决于确定的电阻来调节供应给加热元件的电流。加热元件的电阻可以表明加热元件的温度，因此可以将确定的电阻与目标电阻进行比较，并且可以相应地调节所提供的功率。可以使用PID控制回路使测得温度达到目标温度。另外，可使用温度感测机构而不是检测加热元件的电阻，例如，双金属片、热电耦或者与加热元件电隔离的专用热敏电阻或电阻式元件。除了或代替通过监测加热元件的电阻来确定温度，可以使用这些温度感测机构。例如，可以在控制机构中使用单独的温度感测机构，以在加热元件的温度超过允许温度范围时切断加热元件的功率。
气溶胶生成装置可包括筒。筒可包括至少一个隔室，该隔室容纳有气溶胶形成基材。筒可包括至少两个隔室。筒可包括第一隔室和第二隔室，第一隔室容纳有气溶胶形成基材的第一成分，第二隔室包括气溶胶形成基材的第二成分。筒可包括第一隔室和第二隔室，第一个隔室容纳有尼古丁源，第二隔室包括乳酸源，用于生成包括尼古丁乳酸盐颗粒的气溶胶。
筒可具有任何合适的形状。筒可以是大体上圆柱形的。筒可具有任何合适的尺寸。筒可具有例如在约5mm与约30mm之间的长度。在某些实施方案中，烟弹能够具有约20mm的长度。筒可具有例如在约4mm与约10mm之间的直径。在某些实施方案中，筒可具有约7mm的直径。
筒可包括包括有尼古丁源的第一隔室和包括有乳酸源的第二隔室。
筒可由一种或更多种合适的材料形成。合适的材料包含但不限于铝、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺(如Kapton？)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚四氟乙烯(PTFE)、环氧树脂、聚氨酯树脂和乙烯基树脂。
筒可从一种或多种耐尼古丁和耐乳酸的材料形成。包括有尼古丁源的第一隔室可以涂覆有一种或多种耐尼古丁的材料，而包括有乳酸源的第二隔室可以涂覆有一种或多种耐乳酸的材料。合适的耐尼古丁的材料以及耐乳酸的材料的实例包括但不限于聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚四氟乙烯(PTFE)、环氧树脂、聚氨酯树脂、乙烯基树脂以及它们的组合。使用一种或多种耐尼古丁的材料和耐乳酸的材料分别形成筒或涂覆第一隔室和第二隔室的内部，可以延长气溶胶生成制品的保质期。
筒可以由一种或多种导热材料形成。第一隔室和第二隔室的内部可以涂覆有一种或多种导热材料。使用一种或多种导热材料形成筒或涂覆第一隔室和第二隔室的内部可增加从加热器到尼古丁源和乳酸源的热传递。
合适的导热材料包括但不限于例如铝、铬、铜、金、铁、镍和银等金属、例如黄铜和钢等合金和其组合。
根据本发明的气溶胶生成系统和根据本发明的气溶胶生成制品中使用的烟弹能够通过任何合适的方法形成。合适的方法包含但不限于深冲压、注射模制、起泡、吹塑成型和挤压。
第一隔室和第二隔室可以在筒内平行布置。
筒还可包括第三隔室，该第三隔室包括气溶胶改性剂。在这样的实施方案中，第一隔室、第二隔室和第三隔室可以在筒内平行布置。
在一些实施方案中，筒是大体上圆柱形的。第一隔室、第二隔室和在存在的情况下的第三隔室可以在筒的相对的大体上平面的端面之间纵向延伸。
筒还可以包括用于接纳装置的加热元件的腔体。腔体可以布置在第一和第二隔室之间。气溶胶生成装置可包括配置成被接纳在腔体中的单个加热元件。
在某些实施方案中，气溶胶生成装置包括：主体部分，其包括单个加热元件；以及吸嘴部分，其被配置成与主体部分接合，其中气溶胶生成装置被配置成接纳气溶胶生成制品，该气溶胶生成制品包括：包括有尼古丁源的第一隔室；包括有乳酸源的第二隔室；以及腔体筒，使得主体部分的单个加热元件被接纳在该腔体中。
气溶胶生成制品可被整体接纳在气溶胶生成装置的主体部分内或整体在气溶胶生成装置的吸嘴部分内或部分在气溶胶生成装置的主体部分内以及部分在气溶胶生成装置的吸嘴部分内。
气溶胶生成装置还可包括引导部分，该引导部分被配置成与主体部分接合，以有助于单个加热元件与气溶胶生成制品的筒中的腔体的正确对齐。
在某些实施方案中，单个加热元件是内部电加热元件，该内部电加热元件配置被接纳在气溶胶生成制品的筒的腔中。在某些实施方案中，单个加热元件是加热器叶片形式的细长的内部电加热元件，其配置成被接纳在气溶胶生成制品的筒的腔体中。在这样的实施方案中，气溶胶生成制品的筒中的腔体可被配置成细长狭槽。
在筒大体上是圆柱形的实施方式中，筒中的腔体可以沿着筒的纵向轴线在筒的相对的大体上平面的端面之间延伸。在这样的实施方式中，第一隔室、第二隔室以及在存在的情况下的第三隔室可以置位成围绕筒中的腔体。
第一隔室可由筒内的一个或多个第一腔室组成。可以选择一个或多个第一腔室的数量和大小，以允许将期望量的尼古丁包含在筒中。
第二隔室可由筒内的一个或多个第二腔室组成。可以选择一个或多个第二腔室的数量和大小，以允许将期望量的乳酸包含在筒中。
筒可包括在其中插入有加热元件的腔体。腔体可以设置在筒的中心部分中，并且被容纳有气溶胶形成基材的一个或多个隔室包围。
筒可包括一种或多种液体成分，其在蒸发时形成由使用者吸入的气溶胶。可以设置加热元件以将液体加热到高于蒸发温度。
筒可以从气溶胶生成装置中移除。由于筒具有有限的容积(容纳有有限量的气溶胶形成基材)，因此筒可以是可移除的和可更换的。例如，筒可以是仅一次性使用的。在这种情况下，每期之后都应移除筒并进行处理。
在本发明的第二方面中，提供了一种电动气溶胶生成装置，该装置包括：至少一个加热元件，该至少一个加热元件被配置成加热气溶胶形成基材以生成气溶胶；电源，用于向加热元件供应功率；以及电路，用于控制从电源到该至少一个加热元件的功率供应，其中该电路被布置成：
控制提供给所述加热元件的所述功率，使得
-在第一阶段中，提供功率以将所述加热元件的温度从初始温度增加到第一温度，以及
-在第二阶段中，提供功率以将所述加热元件的温度降低到所述第一温度以下而达到第二温度，
其中在第一阶段期间提供给加热元件的功率在第一阶段的持续时间期间至少增加一次；并且其中在第一阶段期间提供给加热元件的功率在第一阶段期间不降低。
每个阶段的持续时间和每个阶段期间的加热元件的温度可以如关于第一方面所描述的。
可以将电路配置成使得第一阶段具有固定的持续时间。电路还可以被配置成使得第二阶段具有固定的持续时间。电路可以被配置成控制提供给加热元件的功率，以便在第三阶段期间维持加热元件的第二和/或第三温度。
在一些实施方案中，电路可以被布置为通过以离散脉冲从电源向加热元件供应电压来向加热元件提供功率。然后可以通过调节电压源的占空比来调节提供给加热元件的功率。占空比可以通过任何合适的方式来调节，诸如通过更改脉冲宽度或脉冲频率或两者。在一些实施方案中，电路可以被布置成将功率作为连续的DC信号提供给加热元件。
电路可包括温度感测装置，该温度感测装置被配置成测量加热元件的温度或接近加热元件的温度以提供测量的温度，并且可以被配置成执行测量的温度与目标温度的比较，以及基于比较结果调节提供给加热元件的功率。目标温度可以存储在电子存储器中，并且优选地在启用装置以提供第一和第二阶段之后随时间而改变。
温度感测装置可以是专用电子部件，诸如热敏电阻，或者可以是被配置成基于加热元件的电阻确定温度的电路。
电路还可包括：用于标识装置中的气溶胶形成基材的特征的装置；以及保持功率控制指令和对应的气溶胶形成基材特征的查找表的存储器。
在本发明的第一和第二方面两者中，加热元件可包括电阻材料。合适的电阻材料包括但不限于：半导体例如掺杂陶瓷、电“传导”陶瓷(例如二硅化钼)、碳、石墨、金属、金属合金以及由陶瓷材料和金属材料制成的复合材料。此类复合材料可包括掺杂或无掺杂的陶瓷。合适的掺杂陶瓷的例子包括掺杂碳化硅。合适的金属的实例包含钛、锆、钽、铂、金及银。合适的金属合金的实例包含含不锈钢、含镍合金、含钴合金、含铬合金、含铝合金、含钛合金、含锆合金、含铪合金、含铌合金、含钼合金、含钽合金、含钨合金、含锡合金、含镓合金、含锰合金、含金合金、含铁合金以及以镍、铁、钴、不锈钢、Timetal？及铁-锰-铝合金为主的超合金。在复合材料中，电阻材料可任选嵌入绝缘材料中，由绝缘材料封装或由绝缘材料涂覆或者反之亦然，取决于能量转移的动力学和所需外部理化性质。
在本发明的第一和第二方面两者中，气溶胶生成装置可包括内部加热元件或外部加热元件或这两者，其中“内部”及“外部”是针对气溶胶形成基材。内部加热元件可采用任何合适形式。例如，内部加热元件可采用加热片的形式。电加热器可以采用具有不同导电部分的外壳或基材，或者采用电阻金属管的形式。内部加热元件可以是贯穿气溶胶形成基材中心的一个或多个加热针或杆。内部加热元件可包括加热线材或细丝，例如Ni-Cr(镍-铬)、铂、钨或合金线材或加热板。任选地，可将内部加热元件沉积在刚性载体材料内或沉积在其上。在此类实施方案中，可使用具有温度与电阻率间定义关系的金属，形成电阻式加热元件。在此类示例性装置中，金属可在合适的绝缘材料(例如，陶瓷材料)上形成为迹线，然后夹在另一绝缘材料(例如，玻璃)中。以此方式形成的加热器可用于加热和监控加热元件在操作期间的温度。
外部加热元件可采用任何合适形式。例如，外部加热元件可采用在介电基板(例如，聚酰亚胺)上的一个或多个柔性加热箔的形式。可使此类柔性加热箔成形，以与基板接纳腔体的周边一致。外部加热元件可以采取金属网格、柔性印刷电路板、成型互连装置(moulded interconnect device，MID)、陶瓷加热器、柔性碳纤维加热器的形式，或者可以使用涂覆技术诸如等离子体气相沉积而形成于适合的成型基材上。外部加热元件也可使用具有温度与电阻率间定义关系的金属来形成。在此类示例性装置中，金属可在两层合适绝缘材料之间形成为迹线。以此方式形成的外部加热元件可用于加热和监控外部加热元件在操作期间的温度。
内部或外部加热元件可包括散热器或贮热器，其包括能够吸收及存储热并接着随时间推移将热释放到气溶胶形成基材的材料。散热片可由任何合适的材料例如合适的金属或陶瓷材料形成。在一个实施方案中，材料具有高热容量(显热存储材料)，或材料是一种能够吸收并接着经由可逆过程(例如，高温相变)释放热的材料。合适的显热存储材料包括硅胶、氧化铝、碳、玻璃垫、玻璃纤维、矿物质、金属或合金例如铝、银或铅、和纤维素材料例如纸。其他经由可逆相变释放热的合适材料包括石蜡、醋酸钠、荼、蜡、聚环氧乙烷、金属、金属盐、优态盐混合物或合金。在一些实施方案中，散热器或储热器可以被布置成使得其直接与气溶胶形成基材接触并且可以将所存储的热量直接传递至基材。在一些实施方案中，可以借助于导热体诸如金属管将存储在散热器或储热器中的热量传递到气溶胶形成基材。
该加热元件可借助于传导对该成烟基材进行加热。加热元件可至少部分接触基材或在其上安置基材的载体。在一些实施方案中，来自内部或外部加热元件的热量可以借助于导热元件传导到基材。
在本发明的第一和第二方面两者中，在操作期间，可在气溶胶生成装置内完全容纳气溶胶形成基材。在此情况下，使用者可抽吸气溶胶生成装置的吸嘴。在一些实施方案中，在操作期间，容纳有气溶胶形成基材的气溶胶生成制品可以部分地容纳在气溶胶生成装置内。在该情况下，使用者可以直接在气溶胶生成制品上对气溶胶生成制品吸气。加热元件可被安置在装置中的腔体内，其中该腔体被配置成接纳气溶胶形成基材，使得在使用时加热元件在气溶胶形成基材内。
气溶胶生成制品可以是基本上圆柱形的形状。气溶胶生成制品可以是基本上细长的。气溶胶生成制品可具有长度和基本上垂直于该长度的圆周。气溶胶形成基材可以是大体上圆柱形的形状。气溶胶形成基材可以是基本上细长的。气溶胶形成基材也可具有某一长度和基本上垂直于该长度的圆周。
气溶胶生成制品可具有大约30mm与大约100mm之间的总长度。气溶胶生成制品可具有大约5mm与大约12mm之间的外径。气溶胶生成制品可包括过滤嘴滤嘴段。过滤嘴滤嘴段可以位于气溶胶生成制品的下游端。滤嘴段可以是乙酸纤维素滤嘴段。过滤嘴滤嘴段的长度在一个实施方案中为约7mm，但可具有约5mm到约10mm之间的长度。
在一个实施方案中，气溶胶生成制品的总长度近似为45mm。气溶胶生成制品可具有大约7.2mm的外径。另外，气溶胶形成基材的长度可为约10mm。或者，气溶胶形成基材的长度可以是约12mm。另外，气溶胶形成基材的直径可在约5mm与约12mm之间。气溶胶生成制品可以包括外包装纸。此外，气溶胶生成制品可以包括气溶胶形成基材与过滤嘴滤嘴段之间的分隔物。分隔物可为约18mm，但是可在约5mm与约25mm的范围内。分隔物优选地通过热交换器填充于气溶胶生成制品中，当气溶胶通过气溶胶生成制品从基材到过滤嘴滤嘴段时，该热交换器使气溶胶冷却。热交换器可为(例如)基于聚合物的滤膜，例如卷曲PLA材料。
在本发明的第一和第二方面中，气溶胶装置还可包括用于向加热元件供应功率的电源。电源可以是任何适合的电源，例如DC电压源。在一个实施方案中，电源是锂离子电池。电源可以是镍-金属氢化物电池、镍镉电池，或锂基电池，例如锂-钴、锂-铁-磷酸盐、钛酸锂或锂-聚合物电池。在一些实施方案中，电源可包含一个或多个电容器、超级电容器或混合电容器。
在本发明的第三方面中，提供了用于电动气溶胶生成装置的电路，该电路被布置成执行本发明第一方面的方法。
在本发明的第四方面中，提供了一种计算机程序，当该计算机程序在用于电动气溶胶生成装置的可编程电路上运行时，使该可编程电路执行本发明第一方面的方法。
在本发明的第五方面中，提供一种计算机可读存储媒体，其上存储有根据本发明的第四方面的计算机程序。
在本发明的第六方面中，提供了一种系统，该系统包括根据本发明的第二方面的装置和容纳有气溶胶形成基材的筒。筒可包括液体尼古丁源和液体酸源。筒可以如以上关于本发明的第一方面所述。
在本发明的第七方面中，提供了一种控制气溶胶生成装置中的电加热元件的方法，该装置包括：加热器，该加热器包括至少一个加热元件，该加热元件被配置成加热气溶胶形成基材；以及用于向加热元件提供功率的电源，该方法包括：在预热模式下控制提供给加热元件的功率，该预热模式包括向加热元件提供功率以将加热元件的温度从初始温度增加到预热目标温度，其中在预热模式下提供给加热器的功率根据预定的功率分布而增加。
该方法还可以包括在预热模式之后在操作模式下向加热元件提供功率。该操作模式可包括向加热元件提供功率，以将加热元件的温度大体上维持在工作温度。
预热目标温度可以大于工作温度。
预定功率分布可包括以预定速率增加提供给加热元件的功率。预定速率可以是大体上恒定的。换句话说，在预热模式下，功率可以随着时间而大体上线性地增加。
预定功率分布可包括以一个或多个步骤增加提供给加热元件的功率。
预定功率分布可包括：
在第一步骤中，向加热元件提供功率，以使加热元件的温度从初始温度增加到第一目标温度；以及
在第二步骤中，向加热元件提供功率以将加热元件的温度从第一目标温度增加到预热目标温度。
在预热模式下提供给加热器的功率可以通过增加提供给加热器的平均功率来增加。可以通过以适当的方式更改供应给加热器的功率的占空比来实现增加提供给加热器的平均功率。可以通过更改供应给加热器的电压或电流的大小来增加平均功率。
如结合本发明的第一方面所述，可以增加预定功率分布。
气溶胶形成基材可以设置在筒中。筒可以定位在加热元件附近。加热元件可以在预热模式和操作模式两者下加热筒中的气溶胶形成基材。
上面详细描述的本发明的第一方面的特征可以与本发明的第五方面的特征组合，反之亦然。更一般性地，虽然已通过参考不同方面来描述本公开，但是应清楚，关于本公开的一个方面描述的特征可以适用于本公开的其他方面。
附图说明
现在将参考附图仅以举例的方式描述本发明的实施方案，其中：
图1示出了根据本发明的气溶胶生成系统；
图2示出了用在图1的气溶胶生成系统中的筒；
图3示出了图1的气溶胶生成系统的纵向截面，其中图2的筒容纳在气溶胶生成装置中。
图4示出了根据本发明实施方案的用于提供所描述的功率控制的控制电路；以及
图5是图示根据本发明的预热操作模式的流程图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的气溶胶生成系统10的示意图示，该气溶胶生成系统用于生成包括尼古丁乳酸盐颗粒的气溶胶。气溶胶生成系统10包括气溶胶生成装置100、筒组件200和吸嘴300。
图2示出了用在图1的气溶胶生成系统中的筒组件200的示意图示。筒200包括细长主体202、远端盖204和近端盖206。
筒200包括从主体202的近端延伸到主体202的远端的细长第一隔室208。第一隔室208容纳有尼古丁源，该尼古丁源包括处处浸渍有尼古丁和薄荷醇的第一载体材料210。
筒200还包括从主体202的近端延伸到主体202的远端的细长第二隔室212。第二隔室212容纳有乳酸源，该乳酸源包括浸渍有乳酸的第二载体材料214。
第一隔室208和第二隔室212并行布置。
筒200还包括用于接纳气溶胶生成装置的电加热器的加热器腔体216，其被配置成加热第一隔室208和第二隔室212。腔体216位于第一隔室208与第二隔室212之间，并且从主体202的近端延伸到主体202的远端。腔体216具有大体上体育场形状的横截面。
远端端盖204包括第一空气入口218和第二空气入口220，该第一空气入口包括一排三个隔开的孔，该第二空气入口包括一排五个隔开的孔。形成第一空气入口218和第二空气入口220的每个孔具有大体上圆形的横截面。远端端盖204还包括位于第一空气入口218与第二空气入口220之间的第三入口222。第三入口222也具有大体上体育场形状的横截面。
近端端盖206包括第一空气出口224和第二空气出口226，该第一空气出口包括一排三个隔开的孔，该第二空气出口包括一排五个隔开的孔。形成第一空气出口224和第二空气出口226的每个孔具有大体上圆形的横截面。
为了形成筒200，近端端盖206插入主体202的近端中，使得第一空气出口224与第一隔室208对齐且第二空气出口226与第二隔室212对齐。浸渍有尼古丁和薄荷醇的第一载体材料210插入第一隔室208中，并且浸渍有乳酸的第二载体材料214插入第二隔室212中。远端端盖204然后插入主体202的远端中，使得第一空气入口218与第一隔室208对齐，第二空气入口220与第二隔室212对齐且第三入口222与加热器腔体216对齐。
第一隔室208和第二隔室212具有大体上相同形状和大小。第一隔室208和第二隔室212具有大体上矩形横截面并具有约11毫米的长度、约4.3毫米的宽度和约1毫米的高度。第一载体材料210和第二载体材料214包括非织造PET/PBT片材，并具有大体上相同形状和大小。第一载体材料210和第二载体材料214的形状和大小分别类似于筒2的第一隔室208和第二隔室212的形状和大小。
第一空气入口218与第一空气出口224流体连通，使得第一空气流可以通过第一空气入口218进入筒200中，穿过第一隔室208并且通过第一空气出口224离开筒200。第二空气入口220与第二空气出口226流体连通，使得第二空气流可以通过第二空气入口220进入筒200中、穿过第二隔室212并且通过第二空气出口226离开筒2。
在第一次使用筒200之前，第一空气入口218和第二空气入口220可以由施加到远端端盖204的外表面的可移除的可剥落箔密封件或可刺穿箔密封件(未示出)密封。类似地，在第一次使用筒200之前，第一空气出口224和第二空气出口226可以由施加到近端端盖206的外表面的可移除的可剥落箔密封件或可刺穿箔密封件(未示出)密封。
图3示意性图示了图1的气溶胶生成系统10的纵向截面图，其中筒200被接纳在气溶胶生成装置100中。如图3所示，气溶胶生成装置100包括装置壳体102，其限定用于接纳筒200的装置腔体104和与筒200接合的吸嘴300的上游部分。气溶胶生成装置100还包括从基部部分107延伸的细长电加热器106，电源108，以及控制器110，该控制器用于通过基部部分107上的电触点(未示出)控制从电源108到电加热器106的电力供应。电加热器106位于装置腔体104的中心位置，并且沿着装置腔体104的主轴线从基部部分107延伸。电加热器106包括电绝缘基材和位于电绝缘基材上的电阻加热元件。位于电加热器106上方的导热鞘112形成用于电加热器106的保护盖，并在使用期间充当电加热器106与筒200之间的热桥。在另一实施方案(未示出)中，吸嘴300的远端可以被配置成与气溶胶生成装置100的壳体102的近端而不是与筒200接合。
在使用中，控制器110控制从电源108到电加热器106的电力供应，以在加热元件中生成热量，然后经由鞘112将热量传递到筒200，以将第一隔室208和第二室212加热至85℃与115℃之前的工作温度。导热鞘将来自电加热器的热量散布在其外表面上，以确保筒相对于不存在鞘的布置更加均匀地加热。启用装置后，应用预热轮廓来加热加热元件，以使筒尽可能快地达到工作温度。
当使用者在吸嘴300的近端上抽吸时，空气通过延伸通过气溶胶生成装置100的壳体102的系统气流入口被抽吸通过气溶胶生成系统10。空气被引导到装置腔体104的上游端，其中第一空气流被抽吸通过筒200的第一隔室208且第二空气流被抽吸通过筒200的第二隔室212。在第一空气流被抽吸通过筒第一隔室208时，尼古丁蒸气从第一载体材料210释放到第一空气流中。在第二空气流被抽吸通过第二隔室212时，乳酸蒸气从第二载体材料214释放到第二空气流中。第一空气流中的尼古丁蒸气和第二空气流中的乳酸蒸气在吸嘴300中以气相彼此反应以形成尼古丁盐颗粒的气溶胶，其通过吸嘴300的近端递送给使用者。
鞘112由平坦金属片材形成，该金属片材比电加热器106更宽，并且已沿弯曲线113弯曲成U形，使得鞘112包括两个相对的鞘壁114。鞘112在其远端处设置有鞘安装件(未示出)，通过该鞘安装件，鞘112可以保持在电加热器106上方的位置。
图5图示了示例加热过程。在装置接通电源(步骤S1)之后，第一阶段(预热阶段)开始(步骤S2)。在整个第一阶段中，控制器被配置成控制从电源到加热器的电力供应，以将加热器的温度升高或降低到一组目标温度。首先，将加热器设定为第一目标温度T1＝160℃(步骤S3)，并在5秒钟内向加热器提供适当的功率P1。5秒之后，不管加热器是否达到目标温度T1，将加热器设定为第二目标温度T2＝240℃(步骤S4)，并且在5秒内向加热器提供适当的功率P2。5秒之后，不管加热器是否达到第二目标温度T2，将加热器设定为第三目标温度T3＝290℃(步骤S5)，并且在20秒内向加热器提供适当的功率P3。
20秒之后，不管加热器是否达到第三目标温度，第一(预热)阶段结束(步骤S6)。这样，第一(预热)阶段持续了30秒的预定时间段。在第一(预热)阶段结束之后，第二阶段(气溶胶生成阶段)开始(步骤S7)。将加热器设定为目标温度T4＝177℃(步骤S8)，并在60秒钟内向加热器提供适当的功率P4。60秒之后，将加热器设定为目标温度T5＝165℃，并且在300秒内向加热器提供适当的功率P5(步骤S9、S10)。300秒之后，第二阶段结束(步骤S11)。这样，第二(气溶胶生成)阶段持续360秒的最大预定时间段。
图4图示了根据本发明的一个实施方案的用于提供所描述的功率控制的控制电路。
加热元件106通过连接件42连接到电池。电池(图4中未显示)提供电压V2。与加热元件106串联地，插入具有已知电阻r的附加电阻器44，并将其连接到介于接地和电压V2之间的电压V1。电流的频率调制由微控制器110控制，并且经由其模拟输出47递送到充当简单开关的晶体管46。
在预热模式期间，微控制器根据预定时间表控制占空比，如参考图5所述。在操作模式期间，调整可以基于PID调整器，其是集成在微控制器110中的软件的一部分。可以通过测量加热元件的电阻来确定加热元件的温度(或温度的指示)。确定的温度可用于调节供应给加热元件的电流脉冲的占空比—在该情况下为频率调制—以便将加热元件维持在目标温度或将加热元件的温度调节至目标温度。以与占空比的控制相匹配的选定频率来确定温度，并且可以以每100ms一次的频率确定温度。以上描述的具体实施方案和示例说明了但不限制本发明。应了解，可以产生本发明的其他实施方案且本文所述的具体实施方案和实例并非详尽的。

Claims (17)

1.一种控制气溶胶生成装置中的加热器的方法，所述气溶胶生成装置包括：
加热器，所述加热器包括至少一个加热元件，所述至少一个加热元件被配置成加热气溶胶形成基材；以及
电源，所述电源用于向所述加热元件提供功率；
所述方法包括下述步骤：
控制提供给所述加热元件的功率，使得
-在第一阶段中，提供功率以将所述加热元件的温度从初始温度增加到第一温度，其中，所述第一阶段是预热阶段；以及
-在第二阶段中，提供功率以将所述加热元件的温度降低到所述第一温度以下而达到第二温度，
其中，在所述第二阶段期间产生气溶胶。
2.根据权利要求1所述的控制气溶胶生成装置中的加热器的方法，其中在第一阶段期间提供给加热元件的功率在第一阶段的持续时间期间至少增加一次。
3.根据权利要求1所述的控制气溶胶生成装置中的加热器的方法，其中所述第一阶段具有预定持续时间。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的控制气溶胶生成装置中的加热器的方法，其中在所述第一阶段中：
-在第一时间段内，提供功率P1以增加所述加热元件的温度；
-在第二时间段内，提供功率P2以增加所述加热元件的温度，其中P2>P1；
-在第三时间段内，提供功率P3以增加所述加热元件的温度，其中P3＞P2。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的控制气溶胶生成装置中的加热器的方法，其中在所述第一阶段中，提供给所述加热元件的功率逐渐增加，并且其中所述第一阶段在预定时间段之后结束。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的控制气溶胶生成装置中的加热器的方法，其中在所述第二阶段期间，当达到所述加热元件的所述第二温度时，向所述加热元件提供功率，使得将所述加热元件的温度维持在所述第二温度。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的控制气溶胶生成装置中的加热器的方法，其中在所述第二阶段中，能够将所述第二温度维持比所述第二阶段的持续时间短的预定时间段，并且在所述预定时间段之后，向所述加热元件提供功率，使得所述加热元件的温度下降到所述第二温度以下而达到第三温度。
8.根据权利要求1或权利要求2所述的控制气溶胶生成装置中的加热器的方法，其中所述第一温度在280℃至300℃之间，并且，所述第二温度在140℃至200℃之间。
9.根据权利要求1或权利要求2所述的控制气溶胶生成装置中的加热器的方法，其中所述气溶胶生成装置包括筒，所述筒容纳有液体形式的所述气溶胶形成基材。
10.根据权利要求1或权利要求2所述的控制气溶胶生成装置中的加热器的方法，其中控制提供给所述加热元件的功率的步骤包括以脉冲形式向所述加热元件提供功率。
11.根据权利要求10所述的控制气溶胶生成装置中的加热器的方法，其中通过更改供应到所述加热元件的所述脉冲的占空比来增加在所述第一阶段期间提供给所述加热元件的功率。
12.一种电动气溶胶生成装置，所述电动气溶胶生成装置包括：至少一个加热元件，所述至少一个加热元件被配置成加热气溶胶形成基材以生成气溶胶；电源，所述电源用于向所述加热元件供应功率；以及电路，所述电路用于控制从所述电源到所述至少一个加热元件的功率供应，其中所述电路被布置成：
控制提供给所述加热元件的所述功率，使得
-在第一阶段中提供功率，使得所述加热元件的温度从初始温度增加到第一温度，其中，所述第一阶段是预热阶段；以及
-在第二阶段中提供功率，使得所述加热元件的温度下降到所述第一温度以下而达到第二温度，
其中在所述第二阶段期间产生气溶胶。
13.根据权利要求12所述的电动气溶胶生成装置，其中，在所述第一阶段期间提供给所述加热元件的所述功率在所述第一阶段的持续时间期间至少增加一次。
14.一种气溶胶生成系统，其包括根据权利要求12所述的电动气溶胶生成装置和容纳有气溶胶形成基材的筒，所述筒被配置成接合所述电动气溶胶生成装置，使得所述电动气溶胶生成装置的所述至少一个加热元件被布置成加热所述筒的所述气溶胶形成基材。
15.根据权利要求14所述的气溶胶生成系统，其中所述筒包括第一隔室和第二隔室，并且所述气溶胶形成基材包括容纳在所述第一隔室中的液体尼古丁源和容纳在所述第二隔室中的液体酸源。
16.一种控制气溶胶生成装置中的电加热元件的方法，所述气溶胶生成装置包括：加热器，所述加热器包括至少一个电加热元件，所述至少一个电加热元件被配置成加热气溶胶形成基材；以及电源，所述电源用于向所述电加热元件提供功率，所述方法包括：控制在预热模式下提供给所述电加热元件的功率，所述预热模式包括向所述电加热元件提供功率以将所述电加热元件的温度从初始温度增加到预热目标温度，其中在所述预热模式下提供给所述加热器的功率根据预定功率分布而增加。
17.根据权利要求16所述的控制气溶胶生成装置中的电加热元件的方法，其中所述预定功率分布包括：
在多个步骤中增加提供给所述电加热元件的所述功率，每个步骤具有预定的持续时间；或者
以预定的速率增加提供给所述电加热元件的所述功率。
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