CN117597041A - 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

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。所述方法包括：在用户操作所述气溶胶生成装置以用于产生气溶胶期间，在第二加热阶段期间，控制提供给所述感应加热装置的功率，使得基于一个或多个校准值调整所述感受器的温度；以及通过执行用于调整所述一个或多个校准值的校准过程的一个或多个进一步迭代来重新测量所述一个或多个校准值中的至少一个校准值，其中至少部分地基于在调整所述感受器的温度之前由所述校准过程的最近迭代产生的一个或多个校准值中的至少一个校准值来调整所述感受器的温度。

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
本公开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此类感应加热装置的气溶胶生成装置和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，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。对于气溶胶生成装置来说，准确监测和控制电操作热源的温度以确保气溶胶的最佳生成和向用户递送是重要的。特别地，确保电操作热源不会使气溶胶形成基质过热是重要的，因为这可能导致生成不期望的化合物以及对用户而言不愉快的味道和气味。为此，气溶胶生成装置可以包括响应于检测到过热例如生成警报和关闭电操作式热源的安全机构。
发明内容
期望提供对感应加热装置的温度监测和控制，该感应加热装置提供可靠的温度调节，以便降低过热的风险并确保气溶胶生成装置的持续正常操作。
根据本发明的实施例，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。所述方法包括：在用户操作所述气溶胶生成装置以用于产生气溶胶期间，在第一加热阶段期间，执行用于测量与感受器相关联的一个或多个校准值的校准过程的第一迭代，所述感受器感应耦合到所述感应加热装置，其中所述感受器被配置成加热气溶胶形成基质；以及在用户操作所述气溶胶生成装置以用于产生气溶胶期间，在第二加热阶段期间：控制提供给所述感应加热装置的功率，使得基于所述一个或多个校准值调整所述感受器的温度；以及通过执行用于调整所述一个或多个校准值的校准过程的一个或多个进一步迭代来重新测量一个或多个校准值中的至少一个校准值。至少部分地基于在调整感受器的温度之前由校准过程的最近迭代产生的一个或多个校准值中的至少一个校准值来调整感受器的温度。
因为基于一个或多个测量的校准值调整感受器的温度，所以重新测量一个或多个校准值中的至少一个校准值并且基于重新测量的一个或多个校准值中的至少一个校准值的最近校准值调整感受器的温度使得能够更准确且可靠地调节感受器的温度。当气溶胶生成装置在最高温度或接近最高温度操作时，这防止过热以提高装置的安全性。此外，气溶胶形成基质的过热可导致形成气溶胶形成基质的不合需要的组分。因此，更准确且可靠地调节感受器的温度提高了用户的安全性。
校准过程的一个或多个进一步迭代可以以预定时间间隔执行。预定时间间隔中的每一个可以在20秒与50秒之间。
可以响应于检测到抽吸结束而执行校准过程的一个或多个进一步迭代。
这进一步提高了温度调节的准确性和可靠性，因为校准值是定期地并且另外或替代地响应于气溶胶生成装置的任何变化测量的。
响应于在用户操作装置期间检测到抽吸，可以防止重新测量一个或多个校准值中的至少一个校准值。响应于检测到抽吸防止重新测量一个或多个校准值中的至少一个校准值可包括响应于在执行校准过程的相应迭代之前的预定持续时间检测到抽吸，将校准过程的相应迭代推迟所检测的抽吸的持续时间。校准过程的相应迭代之前的预定持续时间可以在2秒与5秒之间。响应于检测到抽吸防止重新测量一个或多个校准值中的至少一个校准值还可以包括响应于在校准过程的相应迭代期间检测到抽吸，停止校准过程的相应迭代。
这提供了获得更可靠校准值的优点，从而改善温度调节并防止感受器过热。除了防止抽吸影响校准值的重新测量之外，这还防止执行校准过程的至少一部分的进一步迭代干扰气溶胶产生并影响用户吸入气溶胶的体验。
所述方法还可以包括响应于检测到抽吸完成，执行校准过程的相应迭代。
气溶胶生成装置还可以包括腔，所述腔被构造成接收气溶胶生成基质，并且其中所述方法还包括通过检测腔中的气流的温度变化来检测抽吸。热电偶、负温度系数电阻性温度传感器和正温度系数电阻性温度传感器中的一者可用于检测腔中的气流的温度变化。气溶胶生成装置还可以包括被构造成接收气溶胶生成基质的腔。所述方法还可以包括通过检测腔中的气流的压力变化来检测抽吸。所述方法还可以包括通过检测与感受器相关联的电流、电阻或电导的变化来检测抽吸。
执行校准过程可包括：控制提供给感应加热装置的功率以使感受器加热和冷却通过预定温度范围；以及监测电源参数以识别感受器的可逆相变的起点和终点。一个或多个校准值可至少包括对应于感受器的可逆相变的起点的第一电源参数值和对应于感受器的可逆相变的终点的第二电源参数值。
识别感受器的可逆相变的起点可包括随着感受器的温度降低测量第一电源参数值序列。
识别感受器的可逆相变的终点可包括随着感受器的温度升高测量第二电源参数值序列。
通过执行用于调整一个或多个校准值的校准过程的一个或多个进一步迭代来重新测量一个或多个校准值中的至少一个校准值可以包括重新测量至少第二电源参数值。
通过测量至少第二电源参数值，与校准过程的第一迭代相比，可以缩短校准过程的至少一部分的进一步迭代中的每一个的长度。这确保了校准过程的进一步迭代在第二加热阶段期间不影响气溶胶产生。
执行校准过程的一个或多个进一步迭代可以包括：控制提供给感应加热装置的功率以使感受器的温度升高；监测电源参数以识别感受器的可逆相变的终点；以及当检测到所述终点时中断向感应加热装置的功率提供，其中所述终点处的电源参数值是第二电源参数值。
监测电源参数以识别感受器的可逆相变的终点可包括随着感受器的温度升高测量电源参数值序列。
控制提供给感应加热装置的功率可包括根据加热曲线参考第一电源参数值和第二电源参数值中的至少一者来调整电源参数。
控制提供给感应加热装置的功率可包括将电源参数维持在第一电源参数值与第二电源参数值之间。
与第二电源参数值相关联的感受器的温度可对应于感受器的材料的居里温度。与第一电源参数值相关联的感受器的温度可对应于感受器的材料的最大磁导率处的温度。
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。与第二电源参数值相关联的感受器的温度可对应于第二感受器材料的第二居里温度。
通过基于对应于第二感受器材料的第二居里温度的第二电源值调整感受器的温度，其中第二居里温度低于第二感受器材料的第一居里温度，可以防止过热。
电源参数可以是电流、电导或电阻中的一者。
根据本发明的实施例，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。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。控制器被配置成：在用户操作所述气溶胶生成装置以用于产生气溶胶期间，在第一加热阶段期间，执行用于测量与所述感受器相关联的一个或多个校准值的校准过程的第一迭代；以及在用户操作所述气溶胶生成装置以用于产生气溶胶期间，在第二加热阶段期间：控制提供给所述电源电子器件的功率，使得基于所述一个或多个校准值调整所述感受器的温度；以及通过执行用于调整所述一个或多个校准值的校准过程的一个或多个进一步迭代来重新测量所述一个或多个校准值中的至少一个校准值。至少部分地基于在调整感受器的温度之前由校准过程的最近迭代产生的一个或多个校准值中的至少一个校准值来调整感受器的温度。
校准过程的一个或多个进一步迭代可以以预定时间间隔执行。预定时间间隔中的每一个可以在20秒与50秒之间。
可以响应于检测到抽吸结束而执行校准过程的一个或多个进一步迭代。
控制器还可以被配置成响应于在用户操作装置期间检测到抽吸，防止重新测量一个或多个校准值中的至少一个校准值。响应于检测到抽吸防止重新测量一个或多个校准值中的至少一个校准值可包括响应于在执行校准过程的相应迭代之前的预定持续时间检测到抽吸，将执行校准过程的相应迭代推迟所检测的抽吸的持续时间。校准过程的相应迭代之前的预定持续时间可以在2秒与5秒之间。响应于检测到抽吸防止重新测量一个或多个校准值中的至少一个校准值可包括响应于在校准过程的相应迭代期间检测到抽吸，停止校准过程的相应迭代。
控制器还可以被配置成响应于检测到抽吸完成而执行校准过程的相应迭代。
气溶胶生成装置还可以包括：腔，所述腔被构造成接收气溶胶生成基质；以及温度传感器，所述温度传感器位于腔内以测量所述腔中的气流的温度。控制器可以被配置成基于腔中的气流的温度变化来检测抽吸。温度传感器可以包括热电偶、负温度系数电阻性温度传感器或正温度系数电阻性温度传感器中的一个或多个。
气溶胶生成装置还可以包括：腔，所述腔被构造成接收气溶胶生成基质；以及压力传感器，所述压力传感器位于腔内以用于测量所述腔中的气流的压力。控制器可以被配置成基于腔中的气流的压力变化来检测抽吸。
控制器可以被配置成基于与感受器相关联的电流、电导或电阻的变化来检测抽吸。
执行校准过程可包括：控制提供给感应加热装置的功率以使感受器加热和冷却通过预定温度范围；以及监测电源参数以识别感受器的可逆相变的起点和终点。一个或多个校准值可至少包括对应于感受器的可逆相变的起点的第一电源参数值和对应于感受器的可逆相变的终点的第二电源参数值。
识别感受器的可逆相变的起点可包括：随着感受器的温度降低测量第一电源参数值序列。
识别感受器的可逆相变的终点可包括：随着感受器的温度升高测量第二电源参数值序列。
通过执行用于调整一个或多个校准值的校准过程的一个或多个进一步迭代来重新测量一个或多个校准值中的至少一个校准值可以包括重新测量至少第二电源参数值。
执行校准过程的一个或多个进一步迭代可以包括：控制提供给感应加热装置的功率以使感受器的温度升高；监测电源参数以识别感受器的可逆相变的终点；以及当检测到所述终点时中断向感应加热装置的功率提供，其中所述终点处的电源参数值是第二电源参数值。
监测电源参数以识别感受器的可逆相变的终点可包括：随着感受器的温度升高测量电源参数值序列。
控制提供给感应加热装置的功率可包括根据加热曲线参考第一电源参数值和第二电源参数值中的至少一者来调整电源参数。
控制提供给感应加热装置的功率可包括将电源参数维持在第一电源参数值与第二电源参数值之间。
与第二电源参数值相关联的感受器的温度可对应于感受器的材料的居里温度。与第一电源参数值相关联的感受器的温度可对应于感受器的材料的最大磁导率处的温度。
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。第二居里温度低于第一居里温度。与第二电源参数值相关联的感受器的温度可对应于第二感受器材料的第二居里温度。
根据本发明的实施例，提供了一种气溶胶生成系统，其包括：上述气溶胶生成装置；和气溶胶生成制品，其中所述气溶胶生成制品包括气溶胶形成基质和与所述气溶胶形成基质热接触的感受器。
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。挥发性化合物可以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组分。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)的气溶胶生成制品在本文中可称为烟草棒。
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。在优选实施例中，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。
如本文中所用，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电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。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。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。
如本文中所用，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吸抽到其体内的动作。
如本文所用，术语“温度检测器”指热电偶、负温度系数电阻性温度传感器或正温度系数电阻性温度传感器。
本发明在权利要求书中被限定。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、实施例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，并且所述方法包括：在用户操作所述气溶胶生成装置以用于产生气溶胶期间，在第一加热阶段期间，执行用于测量与感受器相关联的一个或多个校准值的校准过程的第一迭代，所述感受器感应耦合到所述感应加热装置，其中所述感受器被配置成加热气溶胶形成基质；以及在用户操作所述气溶胶生成装置以用于产生气溶胶期间，在第二加热阶段期间：控制提供给所述感应加热装置的功率，使得基于所述一个或多个校准值调整所述感受器的温度；以及通过执行用于调整所述一个或多个校准值的校准过程的一个或多个进一步迭代重新测量所述一个或多个校准值中的至少一个校准值，其中至少部分地基于在调整所述感受器的温度之前由所述校准过程的最近迭代产生的一个或多个校准值中的至少一个校准值调整所述感受器的温度。
实例Ex2：根据实例Ex1的方法，其中所述校准过程的一个或多个进一步迭代以预定时间间隔执行。
实例Ex3：根据实例Ex2的方法，其中所述预定时间间隔中的每一个在20秒与50秒之间。
实例Ex4：根据实例Ex1的方法，其中响应于检测到抽吸结束而执行所述校准过程的一个或多个进一步迭代。
实例Ex5：根据实例Ex1至Ex4中任一项的方法，还包括响应于在用户操作所述装置期间检测到抽吸，防止重新测量所述一个或多个校准值中的至少一个校准值。
实例Ex6：根据实例Ex5的方法，其中响应于检测到抽吸防止重新测量所述一个或多个校准值中的至少一个校准值包括响应于在执行校准过程的相应迭代之前的预定持续时间检测到抽吸，将所述校准过程的相应迭代推迟所检测的抽吸的持续时间。
实例Ex7：根据实例Ex6的方法，其中所述校准过程的相应迭代之前的预定持续时间在2秒与5秒之间。
实例Ex8：根据实例Ex5至Ex7中任一项的方法，其中响应于检测到抽吸防止重新测量所述一个或多个校准值中的至少一个校准值包括响应于在所述校准过程的相应迭代期间检测到抽吸，停止所述校准过程的相应迭代。
实例Ex9：根据实例Ex5至Ex8中任一项的方法，还包括响应于检测到所述抽吸完成，执行所述校准过程的相应迭代。
实例Ex10：根据实例Ex4至Ex9中任一项的方法，其中所述气溶胶生成装置还包括腔，所述腔被构造成接收所述气溶胶生成基质，并且其中所述方法还包括通过检测所述腔中的气流的温度变化来检测所述抽吸。
实例Ex11：根据实例Ex10的方法，还包括使用热电偶、负温度系数电阻性温度传感器和正温度系数电阻性温度传感器中的一者来检测所述腔中的气流的温度变化。
实例Ex12：根据实例Ex4至Ex9中任一项的方法，其中所述气溶胶生成装置还包括腔，所述腔被构造成接收所述气溶胶生成基质，所述方法还包括通过检测所述腔中的气流的压力变化来检测所述抽吸。
实例Ex13：根据实例Ex4至Ex9中任一项的方法，还包括通过检测与所述感受器相关联的电流、电阻或电导的变化来检测所述抽吸。
实例Ex14：根据实例Ex1至Ex13中任一项的方法，其中执行所述校准过程包括：控制提供给所述感应加热装置的功率，以使所述感受器加热和冷却通过预定温度范围；以及监测电源参数以识别所述感受器的可逆相变的起点和终点，其中所述一个或多个校准值至少包括对应于所述感受器的可逆相变的起点的第一电源参数值和对应于所述感受器的可逆相变的终点的第二电源参数值。
实例Ex15：根据实例Ex14的方法，其中识别所述感受器的可逆相变的起点包括随着所述感受器的温度降低测量第一电源参数值序列，并且其中识别所述感受器的可逆相变的终点包括随着所述感受器的温度升高测量第二电源参数值序列。
实例Ex16：根据实例Ex14或Ex15的方法，其中通过执行用于调整所述一个或多个校准值的校准过程的一个或多个进一步迭代来重新测量所述一个或多个校准值中的至少一个校准值包括重新测量至少所述第二电源参数值。
实例Ex17：根据实例Ex14至Ex16中任一项的方法，其中执行所述校准过程的一个或多个进一步迭代包括：控制提供给所述感应加热装置的功率以使所述感受器的温度升高；监测所述电源参数以识别所述感受器的可逆相变的终点；以及当检测到所述终点时中断向所述感应加热装置的功率提供，其中所述终点处的电源参数值是所述第二电源参数值。
实例Ex18：根据实例Ex17的方法，其中监测所述电源参数以识别所述感受器的可逆相变的终点包括随着所述感受器的温度升高测量电源参数值序列。
实例Ex19：根据实例Ex14至Ex18中一项的方法，其中控制提供给所述感应加热装置的功率包括根据加热曲线参考所述第一电源参数值和所述第二电源参数值中的至少一者来调整所述电源参数。
实例Ex20：根据实例Ex14至Ex19中任一项的方法，其中控制提供给所述感应加热装置的功率包括将所述电源参数维持在所述第一电源参数值与所述第二电源参数值之间。
实例Ex21：根据实例Ex14至Ex20中任一项的方法，其中与所述第二电源参数相关联的感受器的温度对应于所述感受器的材料的居里温度。
实例Ex22：根据实例Ex21的方法，其中与所述第一电源参数值相关联的感受器的温度对应于所述感受器的材料的最大磁导率处的温度。
实例Ex23：根据实例Ex14至Ex20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，并且其中与所述第二电源参数值相关联的感受器的温度对应于所述第二感受器材料的第二居里温度。
实例Ex24：根据实例Ex14至Ex23中任一项的方法，其中所述电源参数是电流、电导或电阻中的一者。
实例Ex25：一种气溶胶生成装置，包括：电源，所述电源用于提供DC供电电压和DC电流；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：在用户操作所述气溶胶生成装置以用于产生气溶胶期间，在第一加热阶段期间，执行用于测量与所述感受器相关联的一个或多个校准值的校准过程的第一迭代；以及在用户操作所述气溶胶生成装置以用于产生气溶胶期间，在第二加热阶段期间：控制提供给所述电源电子器件的功率，使得基于所述一个或多个校准值调整所述感受器的温度；以及通过执行用于调整所述一个或多个校准值的校准过程的一个或多个进一步迭代重新测量所述一个或多个校准值中的至少一个校准值，其中至少部分地基于在调整所述感受器的温度之前由所述校准过程的最近迭代产生的一个或多个校准值中的至少一个校准值调整所述感受器的温度。
实例Ex26：根据实例Ex25的气溶胶生成装置，其中所述校准过程的一个或多个进一步迭代以预定时间间隔执行。
实例Ex27：根据实例Ex26的气溶胶生成装置，其中所述预定时间间隔中的每一个在20秒与50秒之间。
实例Ex28：根据实例Ex25的气溶胶生成装置，其中响应于检测到抽吸结束而执行所述校准过程的一个或多个进一步迭代。
实例Ex29：根据实例Ex25至Ex28中任一项的气溶胶生成装置，其中所述控制器还被配置成响应于在用户操作所述装置期间检测到抽吸，防止重新测量所述一个或多个校准值中的至少一个校准值。
实例Ex30：根据实例Ex29的气溶胶生成装置，其中响应于检测到抽吸防止重新测量所述一个或多个校准值中的至少一个校准值包括响应于在执行校准过程的相应迭代之前的预定持续时间处检测到抽吸，将执行所述校准过程的相应迭代推迟所检测的抽吸的持续时间。
实例Ex31：根据实例Ex30的气溶胶生成装置，其中所述校准过程的相应迭代之前的预定持续时间在2秒与5秒之间。
实例Ex32.根据实例Ex29至Ex31中任一项的气溶胶生成装置，响应于检测到抽吸防止重新测量所述一个或多个校准值中的至少一个校准值包括响应于在所述校准过程的相应迭代期间检测到抽吸，停止所述校准过程的相应迭代。
实例Ex33：根据实例Ex29至Ex32中任一项的气溶胶生成装置，其中所述控制器还被配置成响应于检测到所述抽吸完成而执行所述校准过程的相应迭代。
实例Ex34：根据实例Ex28至Ex33中任一项的气溶胶生成装置，其中所述气溶胶生成装置还包括：腔，所述腔被构造成接收所述气溶胶生成基质；以及温度传感器，所述温度传感器位于所述腔内以用于测量所述腔中的气流的温度，其中所述控制器被配置成基于所述腔中的气流的温度变化来检测所述抽吸。
实例Ex35：根据实例Ex34的气溶胶生成装置，其中所述温度传感器包括热电偶、负温度系数电阻性温度传感器和正温度系数电阻性温度传感器中的一者或多者。
实例Ex36：根据实例Ex28至Ex33中任一项的气溶胶生成装置，其中所述气溶胶生成装置还包括：腔，所述腔被构造成接收所述气溶胶生成基质；以及压力传感器，所述压力传感器位于所述腔内以用于测量所述腔中的气流的压力，其中所述控制器被配置成基于所述腔中的气流的压力变化来检测所述抽吸。
实例Ex37：根据实例Ex28至Ex33中任一项的气溶胶生成装置，其中所述控制器被配置成基于与所述感受器相关联的电流、电阻或电导的变化来检测所述抽吸。
实例Ex38：根据实例Ex25至Ex37中任一项的气溶胶生成装置，其中执行所述校准过程包括：控制提供给所述感应加热装置的功率，以使所述感受器加热和冷却通过预定温度范围；以及监测电源参数以识别所述感受器的可逆相变的起点和终点，其中所述一个或多个校准值至少包括对应于所述感受器的可逆相变的起点的第一电源参数值和对应于所述感受器的可逆相变的终点的第二电源参数值。
实例Ex39：根据实例Ex38的气溶胶生成装置，其中识别所述感受器的可逆相变的起点包括随着所述感受器的温度降低测量第一电源参数值序列；并且其中识别所述感受器的可逆相变的终点包括随着所述感受器的温度升高测量第二电源参数值序列。
实例Ex40：根据实例Ex38或Ex39的气溶胶生成装置，其中通过执行用于调整所述一个或多个校准值的校准过程的一个或多个进一步迭代来重新测量所述一个或多个校准值中的至少一个校准值包括重新测量至少所述第二电源参数值。
实例Ex41：根据实例Ex38至Ex40中任一项的气溶胶生成装置，其中执行所述校准过程的一个或多个进一步迭代包括：控制提供给所述感应加热装置的功率以使所述感受器的温度升高；监测所述电源参数以识别所述感受器的可逆相变的终点；以及当检测到所述终点时中断向所述感应加热装置的功率提供，其中所述终点处的电源参数值是所述第二电源参数值。
实例Ex42：根据实例Ex41的气溶胶生成装置，其中监测所述电源参数以识别所述感受器的可逆相变的终点包括随着所述感受器的温度升高测量电源参数值序列。
实例Ex43：根据实例Ex38至Ex42中一项的气溶胶生成装置，其中控制提供给所述感应加热装置的功率包括根据加热曲线参考所述第一电源参数值和所述第二电源参数值中的至少一者来调整所述电源参数。
实例Ex44：根据实例Ex38至Ex43中任一项的气溶胶生成装置，其中控制提供给所述感应加热装置的功率包括将所述电源参数维持在所述第一电源参数值与所述第二电源参数值之间。
实例Ex45：根据实例Ex38至Ex44中任一项的气溶胶生成装置，其中与所述第二电源参数值相关联的感受器的温度对应于所述感受器的材料的居里温度。
实例Ex46：根据实例Ex45的气溶胶生成装置，其中与所述第一电源参数值相关联的感受器的温度对应于所述感受器的材料的最大磁导率处的温度。
实例Ex47：根据实例Ex38至Ex44中任一项的气溶胶生成装置，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，并且其中与所述第二电源参数值相关联的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Ex48：根据实例Ex38至Ex47中任一项的气溶胶生成装置，其中所述电源参数是电流、电导或电阻中的一者。
实例Ex49：一种气溶胶生成系统，包括：根据权利要求25至48中的一项所述的气溶胶生成装置；和气溶胶生成制品，其中所述气溶胶生成制品包括气溶胶形成基质和与所述气溶胶形成基质热接触的感受器。
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中所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；
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电流对时间的图；
图7示出了在气溶胶生成装置的操作期间感受器的温度曲线；
图8示出了在气溶胶生成装置的操作期间感受器的温度曲线，并且更详细地示出了第二加热阶段；以及
图9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示出了气溶胶生成制品100的示意性侧视截面图。气溶胶生成制品100包括气溶胶形成基质的条110和在气溶胶形成基质的条110下游的位置处的下游部段115。气溶胶生成制品100包括在气溶胶形成基质的条110的上游位置处的上游区段150。因此，气溶胶生成制品100从上游端或远端180延伸到下游端或口端170。在使用中，空气由用户从远端180通过气溶胶生成制品100吸抽到口端170。
下游部段115包括位于气溶胶形成基质的条110的紧邻下游的支承元件120，支承元件120与条110纵向对准。支承元件120的上游端邻接气溶胶形成基质的条110的下游端。另外，下游部段115包括位于支承元件120的紧邻下游的气溶胶冷却元件130，气溶胶冷却元件130与条110和支承元件120纵向对准。气溶胶冷却元件130的上游端邻接支承元件120的下游端。在使用中，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。
支承元件120包括第一中空管状区段125。第一中空管状区段125以由醋酸纤维素制成的中空圆柱形管的形式提供。第一中空管状区段125限定从第一中空管状区段125的上游端165一直延伸到第一中空管状区段125的下游端175的内腔145。
气溶胶冷却元件130包括第二中空管状区段135。第二中空管状区段135以由醋酸纤维素制成的中空圆柱形管的形式提供。第二中空管状区段135限定从第二中空管状区段135的上游端185一直延伸到第二中空管状区段135的下游端195的内腔155。另外，通风区(未示出)设置在沿着第二中空管状区段135的位置处。气溶胶生成制品100的通风水平为约25％。
下游部段115还包括定位在气溶胶冷却元件130的紧邻下游的烟嘴140。如图1的图中所示，烟嘴140的上游端邻接气溶胶冷却元件130的下游端195。烟嘴140以低密度醋酸纤维素的圆柱形滤嘴段的形式提供。
气溶胶生成制品100还包括在气溶胶生成基质的条110内的细长感受器160。更详细地，感受器160基本上纵向地布置在气溶胶形成基质110内，使得大致平行于条110的纵向方向。如图1的图中所示，感受器160定位在条内的径向中心位置中，并且沿条110的纵向轴线有效地延伸。
感受器160从气溶胶形成基质的条110的上游端一直延伸到下游端。实际上，感受器160具有与气溶胶形成基质的条110基本上相同的长度。感受器160定位成与气溶胶形成基质110热接触，使得当感受器160被加热时，气溶胶形成基质110被感受器160加热。
上游部段150包括位于气溶胶形成基质的条110的紧邻上游的上游元件190，上游元件190与条110纵向对准。上游元件190的下游端邻接气溶胶形成基质的条的上游端。这有利地防止感受器160被移位。此外，这确保消费者在使用后不会意外接触加热的感受器160。上游元件190以由刚性包装物限定的醋酸纤维素的圆柱形滤嘴段的形式提供。
感受器160包括至少两种不同材料。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在第一感受器材料的条带上来形成感受器。
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接合以用于产生气溶胶。气溶胶生成装置200包括具有被构造成接收气溶胶生成制品100的腔220的壳体210，和被配置成加热气溶胶生成制品100以用于产生气溶胶的感应加热装置230。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。任选地，气溶胶生成装置200还可包括位于腔220内或附近的抽吸检测器(未示出)，以用于检测抽吸。抽吸检测器位于腔200内或附近，使得当用户进行抽吸时，抽吸检测器沿着气流路径放置。抽吸检测器可包括一个或多个温度检测器以检测腔220中的指示用户进行抽吸的气流的温度变化。另外或替代地，抽吸检测器可包括压力传感器以检测腔220中的指示用户进行抽吸的气流的压力减小。
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320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段，或者持续六分钟的整倍数的时段。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激活。
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。另外，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Rcoil和感受器160的欧姆电阻Rload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接收交流电流，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之间的功率传递效率。
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在下游被吸抽，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。更具体地，图6示出了当感受器材料经历与其居里点相关联的相变时发生的可远程检测的DC电流改变。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的温度升高时所述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生的涡电流的每种材料中的集肤层的深度，电阻率转而是依赖于温度的。
当第二感受器材料达到其居里温度时它失去其磁特性。这引起第二感受器材料中可用于涡电流的集肤层的增加，这引起感受器160的表观电阻的减小。结果是检测到的DC电流IDC暂时增加。然后，当第二感受器材料的集肤深度开始增加时，电阻开始下降。这在图6中被视为谷(局部最小值)。
随着加热继续，电流继续增大，直到达到最大集肤深度，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，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相依性，对于大多数金属感受器材料，其可以近似于三次多项式相依性，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，第二感受器材料在被加热通过图6中所示的谷与丘之间的(已知)温度范围时经历可逆相变。从图6可以看出，可以通过监测从电源310汲取的DC电流IDC来远程检测感受器160的表观电阻并且因此检测相变的开始和结束。替代地，可以通过监测电导值(其中电导定义为DC电流IDC与DC供电电压VDC的比率)或电阻值(其中电阻定义为DC供电电压VDC与DC电流IDC的比率)来远程检测感受器160的表观电阻并且因此检测相变的开始和结束。控制器330监测至少从电源310汲取的DC电流IDC。尽管DC供电电压VDC是已知的，但优选地，监测从电源310汲取的DC电流IDC和DC供电电压VDC两者。DC电流IDC、电导值和电阻值可以被称为电源参数。
当感受器160被加热时，第一转折点(对应于电流的局部最小值和电阻的局部最大值)对应于相变的开始。然后，随着感受器继续被加热，第二转折点(对应于电流的局部最大值和电阻的局部最小值)对应于相变的结束。
而且，如从图6可以看出，在感受器160的某些温度范围内(例如，在谷与丘之间)，感受器160的表观电阻(以及相应地从电源310汲取的电流IDC)可以严格单调关系随感受器160的温度变化。严格单调关系允许根据确定表观电阻(R)或表观电导(1/R)来明确确定感受器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，使得所述关系中不存在不明确性。在第二感受器材料经历可逆相变的温度范围内感受器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，并且因此允许确定和控制气溶胶形成基质110的温度。
控制器330基于电源参数调节提供给加热装置320的功率供应。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源参数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，将测得的电源参数维持在目标值。
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，在用户操作以用于产生气溶胶期间，将在DC/AC转换器340的输入侧处测量的电源参数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)。第一校准温度是大于或等于第二感受器材料的集肤深度开始增加(导致电阻暂时降低)(图6中的电流图的谷)时的感受器的温度的温度。因此，第一校准温度是大于或等于第二感受器材料的最大磁导率处的温度的温度。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存储为控制器330的存储器中的校准值。
此外，控制器330可以通过将测得的电导或电流值维持在预定阈值电导值以下或通过将测得的电阻值维持在预定阈值电阻值以上来将感受器160的温度维持在预定阈值温度以下。选择预定阈值温度以防止气溶胶形成基质过热。预定阈值温度可以与第二校准温度相同。如果测得的电源参数指示感受器的温度高于预定阈值温度，则控制器330被编程为进入安全模式。在安全模式中，控制器330被配置成执行一个或多个动作，例如生成(在视觉上且另外或替代地可听地)向用户提供过热警告的警报，关闭气溶胶生成装置，以及防止在预定义时间段内进一步使用气溶胶生成装置。
由于电源参数将具有对温度的多项式相依性，因此电源参数将以非线性方式随温度而变。然而，选择第一校准值和第二校准值，使得这种相依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源参数。
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：
GTarget＝GLower+(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，在100毫秒的时段内，可以优选地每毫秒测量DC电流IDC和可选的DC供电电压VDC。
例如，如果由控制器330监测电导或电流以调整感受器温度，则当电导或电流达到或超过对应于用于调整感受器温度的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监测电阻以用于调节感受器温度，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的占空比可以降低到约10％。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(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(或电阻增大)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，而是获得关于电源参数的反馈，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，在感受器160的已知温度下，在该校准值处测量电源参数。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。每当用户操作气溶胶生成装置200时都执行校准过程。例如，控制器330可以被配置成当用户打开气溶胶生成装置时进入用于执行校准过程的校准模式。控制器330可以被编程为每当用户将气溶胶生成制品100插入到气溶胶生成装置200中时进入校准模式。因此，校准过程在气溶胶生成装置的第一加热阶段期间在用户操作气溶胶生成装置200以生成气溶胶之前执行。
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来监测电源参数。如上文关于图6所论述，当加热感受器160时，测得的电流减小直到达到第一转折点且电流开始增大。此第一转折点对应于局部最小电导或电流值(局部最大电阻值)。控制器330可以将第一转折点处的电源参数记录为第一校准值。
可以基于测得的电流IDC和测得的电压VDC来确定电导值或电阻值。替代地，可以假设电源电压VDC(其是电源310的已知特性)是大致恒定的。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继续控制由DC/AC转换器340提供给感应器240的功率时，控制器330继续监测电源参数，直到达到第二转折点。第二转折点对应于在测得的电流开始减小之前的最大电流(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或电流值(局部最小电阻值)。控制器330将第二转折点处的电源参数值记录为第二校准值。第二校准值处的感受器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的温度降低和测得的电流相应地减小。
由于该图的形状，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在校准模式期间重复至少一次。在中断向感应器240提供功率之后，控制器330继续监测电源参数，直到观察到第三转折点。第三转折点对应于第二最小电导或电流值(第二最大电阻值)。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，直到观察到所监测的电源参数中的第四转折点为止。第四转折点对应于第二最大电导或电流值(第二最小电阻值)。控制器330将在第三转折点处测得的电源参数值存储为第一校准值，并且将在第四转折点处测得的电源参数存储为第二校准值。重复测量对应于最小和最大测得的电流的转折点显著改进了在用户操作装置以用于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源参数值来调节功率，这更可靠，因为热将有更多时间分散在气溶胶形成基质110和感受器160内。
控制器330被配置成通过测量电源参数值序列来检测转折点。参考图6，测得的电源参数值序列将形成曲线，其中每个值大于或小于前一值。控制器330被配置成测量曲线开始变平的点处的校准值。换句话说，控制器330在连续电源参数值之间的差低于预定阈值时记录校准值。
此外，在第一加热阶段期间，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。如上文关于图6所述，测得的电流随着感受器160温度的增加而开始减小，直到达到对应于最小测得的电流的转折点。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，直到再次达到对应于最小测得的电流的转折点。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，则在预定时间段内达到预热过程的第一电流最小值，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电流最小值。因此，在预定持续时间内执行预热过程确保无论基质110的物理状况如何，时间足以使基质110达到最小操作温度，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不会事先达到谷的风险。
此外，气溶胶生成制品100可以被构造成使得在预热过程的预定持续时间内总是达到电流最小值。如果在预热过程的预定持续时间内未达到电流最小值，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是由不同制造商制造的，则气溶胶生成制品100可以不构造成与加热装置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。
如上文提到的，作为校准过程的第一阶段，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。
在用户操作气溶胶生成装置200以生成气溶胶(称为第二加热阶段)期间，图6中所示的丘和谷处的表观电导(表观电阻)值随时间漂移。这是因为如图5中所示，感受器的表观电阻为感应器L2的欧姆电阻Rcoil和感受器160的欧姆电阻Rload的总和。因此，在装置200的操作期间感应器L2的温度的任何变化将影响表观电阻。因此，在第一加热阶段中在校准过程期间测得的校准值将在气溶胶生成装置200的操作期间漂移。
在正常操作期间，当气溶胶生成装置200生成气溶胶时，控制器330将在加热模式中操作以加热气溶胶形成基质。控制器330可以被编程为从加热模式进入重新校准模式，以在用户操作气溶胶生成装置200以生成气溶胶期间以预定义间隔执行校准过程的至少一部分的进一步迭代。预定义间隔可以是预定义时间间隔或预定抽吸次数。另外或替代地，控制器330可以被编程为响应于检测到抽吸完成而进入重新校准模式以重复校准过程的至少一部分。校准过程可能需要执行200毫秒至2秒。
执行校准过程的至少一部分的进一步迭代可包括在两个转折点(在图6中示为丘和谷)处重新测量校准值，或者仅在转折点中的一个转折点处，例如在电流或电导的局部最大值(电阻的局部最小值)处重新测量校准值。
为了执行校准过程的进一步迭代(换句话说，为了执行重新校准)，控制器330通过测量由电源汲取的电流IDC和任选的电源电压VDC来监测与感受器160相关联的电源参数。由于气溶胶生成装置的最小操作温度大于第一校准温度，因此当在校准过程的进一步迭代期间加热感受器160时，测得的电流IDC增大直到达到转折点并且电流IDC开始减小。此转折点对应于感受器160的可逆相变的终点，观测为局部最大电导或电流值(局部最小电阻值)。控制器330将转折点处的电源参数值记录为重新测得的第二校准值。
一旦已经达到转折点，控制器330就控制DC/AC转换器340以减少提供给感应器240的功率，以便使得感受器160能够冷却。例如，控制器330可以将DC/AC转换器340的占空比减小到10％。控制器330可以减小提供给感应器240的功率，直到感受器160达到相应的目标操作温度，此时控制器300恢复在加热模式中正常操作。
替代地，控制器330可以继续减小提供给感应器240的功率，直到观察到另一转折点。此另一转折点对应于感受器的可逆相转变的终点，观测为局部最小电导或电流值(局部最大电阻值)。控制器330将另一转折点处的电源参数值记录为重新测得的第一校准值。如上文关于校准过程所述，测量第一校准值和第二校准值的过程可以在校准过程的每次进一步迭代期间重复至少一次。
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。如上文所述，在第一加热阶段710期间，控制器330在校准模式中操作。一旦校准完成，控制器就进入加热模式，并且可以在第二加热阶段720期间周期性地切换到重新校准模式。应理解，图7未按比例示出。具体地，第一加热阶段710具有比第二加热阶段720更短的持续时间。例如，第一加热阶段710可以具有在5秒与30秒之间、优选地在10秒与20秒之间的持续时间。第二加热阶段720可具有在140秒与340秒之间的持续时间。
此外，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得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160的加热。实际上，尽管上文已描述了基于与感受器相关联的确定的电导值或确定的电阻值而在第一加热阶段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。优选地，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感受器160的第一校准温度(对应于第一校准值)(图6中所示的电流图的谷)。第一操作温度可以在150摄氏度与330摄氏度之间。感受器160的第二操作温度小于或等于感受器160的第二校准温度，该第二校准温度对应于在第二感受器材料的居里温度下的第二校准值(图6中所示的电流图的丘)。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。
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，使得测量的电源参数维持在与相应温度阶梯的目标操作温度相对应的目标值，其中关于如上所述的第一校准值和第二校准值确定目标值。
举例来说，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GTarget＝GLower+(0.09×ΔG)的目标电导值的第一温度阶梯720a；具有40秒的持续时间和GTarget＝GLower+(0.25×ΔG)的目标电导值的第二温度阶梯720b；具有40秒的持续时间和GTarget＝GLower+(0.4×ΔG)的目标电导值的第三温度阶梯720c；具有40秒的持续时间和GTarget＝GLower+(0.56×ΔG)的目标电导值的第四温度阶梯720d；以及具有85秒的持续时间和GTarget＝GLower+(0.75×ΔG)的目标电导值的第五温度阶梯720e。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。
因此，控制感受器160的操作温度以生成气溶胶取决于在校准过程期间测得的第一校准值(对应于第一校准温度)和第二校准值(对应于第二校准温度)。然而，在第二加热阶段720的持续时间内感受器的表观电导的漂移意味着对于相同的感受器温度，表观电导的值在第二加热阶段720的持续时间内减小。因此，为了能够准确地控制感受器温度以及防止气溶胶形成基质110过热，控制器330被编程为周期性地进入重新校准模式以在第二加热阶段720期间重复校准过程的至少一部分。例如，每15秒至2分钟重复校准过程的至少一部分。优选地，每30秒重复校准过程的至少一部分。这在图8中示出，该图更详细地示出了第二加热阶段720，包括在温度阶梯中的每一个期间重新校准。同样，图8用于说明目的，并且不按比例绘制。
如上文所述，在校准过程的进一步迭代期间重新测量至少第二校准值，如图8所示。可选地，在校准过程的进一步迭代期间重新测量第一校准值。对应于每个温度阶梯的目标电源参数值可以存储在控制器330的存储器中，并且在校准过程的每次迭代之后更新。控制器330可以基于重新测量的校准值中的至少一个，换句话说，基于至少重新测量的第二校准值，调整每个相应温度阶梯的目标电源参数值。另外或替代地，控制器330可以基于重新测量的第一校准值调整每个相应温度阶梯的目标电源参数值。另外或替代地，控制器330可以基于在第一加热阶段710期间测量的一个或多个校准值和在第二加热阶段720期间在校准过程的至少一次进一步迭代期间测量的一个或多个校准值的组合来调整每个相应温度阶梯的目标电源参数值。
因此，在上述实例中，对于第一温度阶梯720a，目标电导将至少最初在加热模式开始时基于在第一加热阶段710的校准过程710B期间获得的校准值GLower和ΔG。假设控制器330被编程为每30秒重复校准过程，则校准过程将在第一温度阶梯期间重复五次，在30秒、60秒、90秒、120秒和150秒之后重复。校准过程将在180秒(第二温度阶梯开始之后20秒)之后在第二温度阶梯720b期间重复一次。校准过程将在210秒(第三温度阶梯开始之后10秒)之后在第三温度阶梯720c期间并且在240秒处在第三温度阶梯720c结束时重复一次。校准过程将在280秒(第三温度阶梯开始之后30秒)之后在第四温度阶梯720d期间重复一次。校准过程将在320秒(第五温度阶梯开始之后20秒)之后和350秒(第五温度阶梯开始之后50秒)之后在第五温度阶梯720e期间重复两次。在校准过程的每次进一步迭代之后，控制器330将至少部分地基于由校准过程的最近一次进一步迭代产生的校准值中的至少一个校准值来调整GTarget。例如，至少部分地基于在相应校准过程期间获得的重新测量的校准值GLower_i和ΔGi或者基于在相应重新校准过程期间获得的校准值GLower和重新测量的值ΔGi，调整每次重新校准之后的目标电导，其中i＝第二加热阶段720的开始时间+30秒。
在第二加热阶段720期间，用户将由气溶胶生成装置200生成的气溶胶吸抽到其体内。换句话说，用户将在部分地接收在气溶胶生成装置200中的气溶胶生成制品100的烟嘴140上抽吸。当用户抽吸时，冷空气被吸抽到气溶胶生成装置200中并且通过气溶胶生成制品100，从而冷却感受器160。因此，如果在抽吸期间执行重新校准，则感受器160的暂时冷却具有暂时减小校准值之间的差(例如，减小ΔG的值)的效果。换句话说，再次参考图6，在抽吸的持续时间内，丘处的电流值暂时减小，并且谷处的电流值暂时增加。因此，在用户抽吸期间测得的校准值将不准确。特别地，如果在抽吸期间获得的校准值用于控制感受器160的温度，则存在使感受器160过热的风险，从而释放不需要的气溶胶成分。因此，控制器330被编程为使得重新校准与抽吸不重叠。这由图8中的箭头指示。
例如，如果控制器330从抽吸检测器接收到指示抽吸检测器在控制器330被调度为进入重新校准模式以重新测量校准值之前的预定时间间隔已检测到抽吸的信号，则控制器330推迟进入重新校准模式，直到从抽吸检测器接收到抽吸完成的信号之后。然后，响应于从抽吸检测器接收到抽吸完成的信号，控制器330进入重新校准模式，执行校准过程以重新测量校准值。
如果控制器从抽吸检测器接收到指示抽吸检测器在重新校准模式期间已检测到抽吸的信号，则控制器330停止校准过程并退出校准模式以返回到加热模式。然后，响应于从抽吸检测器接收到抽吸完成的信号，控制器330进入校准模式以执行校准过程。
应当理解，抽吸检测器是可选的，并且控制器330可以被编程为基于测得的电导、电阻或电流的变化来确定抽吸的开始和结束。
图9是用于控制气溶胶生成装置200中的气溶胶产生的方法900的流程图。如上文所述，控制器330可以被编程以执行方法900。
该方法在步骤910处开始，其中控制器330检测用于产生气溶胶的气溶胶生成装置200的用户操作。检测气溶胶生成装置200的用户操作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，检测气溶胶生成装置200的用户操作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910处检测到用户操作，控制器330进入校准模式。在校准模式期间，控制器330可以被配置成在步骤920处执行上述任选的预热过程。在预热过程的预定持续时间结束时，控制器330被配置成执行如上所述的校准过程(步骤930)。替代地，在校准模式期间，控制器330可以被配置成在不执行预热过程的情况下前进到步骤930。在完成校准过程之后，在步骤940处，控制器330进入产生气溶胶的第二加热阶段的加热模式。在第二加热阶段期间周期性地，控制器330被配置成进入重新校准模式，在该重新校准模式中，控制器330重复校准过程。
为了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 (15)

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：
在用户操作所述气溶胶生成装置以用于产生气溶胶期间，在第一加热阶段期间，执行用于测量与感受器相关联的一个或多个校准值的校准过程的第一迭代，所述感受器感应耦合到所述感应加热装置，其中所述感受器被配置成加热气溶胶形成基质；以及
在用户操作所述气溶胶生成装置以用于产生气溶胶期间，在第二加热阶段期间：
控制提供给所述感应加热装置的功率使得基于所述一个或多个校准值调整所述感受器的温度；以及
通过执行用于调整所述一个或多个校准值的校准过程的一个或多个进一步迭代来重新测量所述一个或多个校准值中的至少一个校准值，其中至少部分地基于在调整所述感受器的温度之前由所述校准过程的最近迭代产生的一个或多个校准值中的至少一个校准值来调整所述感受器的温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述校准过程的一个或多个进一步迭代以预定时间间隔执行，其中所述预定时间间隔中的每一个在20秒与50秒之间。
3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括响应于在用户操作所述装置期间检测到抽吸，防止重新测量所述一个或多个校准值中的至少一个校准值。
4.根据权利要求3所述的方法，其中响应于检测到抽吸防止重新测量所述一个或多个校准值中的至少一个校准值包括响应于在执行校准过程的相应迭代之前的预定持续时间检测到抽吸，将所述校准过程的相应迭代推迟所检测的抽吸的持续时间。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中响应于检测到抽吸防止重新测量所述一个或多个校准值中的至少一个校准值包括响应于在所述校准过程的相应迭代期间检测到抽吸，停止所述校准过程的相应迭代。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，还包括响应于检测到抽吸完成，执行所述校准过程的相应迭代。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中执行所述校准过程包括：
控制提供给所述感应加热装置的功率，以使所述感受器加热和冷却通过预定温度范围；以及
监测电源参数以识别所述感受器的可逆相变的起点和终点，
其中所述一个或多个校准值至少包括对应于所述感受器的可逆相变的起点的第一电源参数值和对应于所述感受器的可逆相变的终点的第二电源参数值。
8.一种气溶胶生成装置，包括：
电源，所述电源用于提供DC供电电压和DC电流；
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：
在用户操作所述气溶胶生成装置以用于产生气溶胶期间，在第一加热阶段期间，执行用于测量与所述感受器相关联的一个或多个校准值的校准过程的第一迭代；以及
在用户操作所述气溶胶生成装置以用于产生气溶胶期间，在第二加热阶段期间：
控制提供给所述电源电子器件的功率，使得基于所述一个或多个校准值调整所述感受器的温度；并且
通过执行用于调整所述一个或多个校准值的校准过程的一个或多个进一步迭代来重新测量所述一个或多个校准值中的至少一个校准值，其中至少部分地基于在调整所述感受器的温度之前由所述校准过程的最近迭代产生的一个或多个校准值中的至少一个校准值来调整所述感受器的温度。
9.根据权利要求8所述的气溶胶生成装置，其中所述控制器还被配置成：
响应于在执行校准过程的相应迭代之前的预定持续时间检测到抽吸，将执行所述校准过程的相应迭代推迟所述抽吸的持续时间；并且
响应于在所述校准过程的相应迭代期间检测到抽吸，停止所述校准过程的相应迭代。
10.根据权利要求8或9所述的气溶胶生成装置，其中执行所述校准过程包括：
控制提供给所述感应加热装置的功率，以使所述感受器加热和冷却通过预定温度范围；以及
监测电源参数以识别所述感受器的可逆相变的起点和终点，其中所述电源参数是电流、电导或电阻中的一者，并且
其中所述一个或多个校准值至少包括对应于所述感受器的可逆相变的起点的第一电源参数值和对应于所述感受器的可逆相变的终点的第二电源参数值。
11.根据权利要求10所述的气溶胶生成装置，其中识别所述感受器的可逆相变的起点包括随着所述感受器的温度降低测量第一电源参数值序列，并且
其中识别所述感受器的可逆相变的终点包括随着所述感受器的温度升高测量第二电源参数值序列。
12.根据权利要求10或11所述的气溶胶生成装置，其中通过执行用于调整所述一个或多个校准值的校准过程的一个或多个进一步迭代来重新测量所述一个或多个校准值中的至少一个校准值包括重新测量至少所述第二电源参数值。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的气溶胶生成装置，其中执行所述校准过程的一个或多个进一步迭代包括：
控制提供给所述感应加热装置的功率，以使所述感受器的温度升高；
监测所述电源参数以识别所述感受器的可逆相变的终点；以及
当检测到所述终点时，中断向所述感应加热装置的功率提供，其中所述终点处的电源参数值是所述第二电源参数值。
14.根据权利要求10至13中的一项所述的气溶胶生成装置，其中控制提供给所述感应加热装置的功率包括根据加热曲线参考所述第一电源参数值和所述第二电源参数值中的至少一者来调整所述电源参数。
15.一种气溶胶生成系统，包括：
根据权利要求8至14中的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。
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