KR20240034786A - 유도 가열 장치를 교정하기 위한 방법 - Google Patents

유도 가열 장치를 교정하기 위한 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240034786A
KR20240034786A KR1020247004360A KR20247004360A KR20240034786A KR 20240034786 A KR20240034786 A KR 20240034786A KR 1020247004360 A KR1020247004360 A KR 1020247004360A KR 20247004360 A KR20247004360 A KR 20247004360A KR 20240034786 A KR20240034786 A KR 20240034786A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
calibration
aerosol
value
sequence
derivative
Prior art date
Application number
KR1020247004360A
Other languages
English (en)
Inventor
얀니크 부틴
플로리안 알렉시스 칼비노
막심 클레멍 샤를르 샤또
Original Assignee
필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 필립모리스 프로덕츠 에스.에이. filed Critical 필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
Publication of KR20240034786A publication Critical patent/KR20240034786A/ko

Links

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
    • A24F40/40—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
    • 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
    • A24F40/50—Control or monitoring
    • A24F40/53—Monitoring, e.g. fault detection
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • 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)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

에어로졸 발생 시스템용 유도 가열 장치를 교정하는 방법이 개시되어 있다. 상기 방법은 에어로졸 발생 시스템용 유도 가열 장치의 교정 값 시퀀스를 획득하는 단계로서, 교정 값 시퀀스는 교정 곡선과 연관되어 있는 단계, 교정 값 시퀀스를 평활화하여 평활화된 교정 값 시퀀스를 획득하는 단계, 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수를 결정하는 단계, 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수의 최대값을 추정하는 단계, 제1 도함수의 추정된 최대값과 연관된 제1 임계값에 기초하여 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나를 결정하는 단계, 및 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 결정된 적어도 하나에 따라 유도 가열 장치를 작동시키는 단계를 포함한다.

Description

유도 가열 장치를 교정하기 위한 방법
본 개시는 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 유도 가열 장치에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 유도 가열 장치를 교정하기 위한 방법에 관한 것이다.
에어로졸 발생 장치는, 에어로졸 형성 기재를 가열하여 에어로졸을 생성하도록 구성되는, 전기 작동식 열원을 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 전기 작동식 열원의 온도를 정확하게 모니터링하고 제어하여 사용자에게 에어로졸의 최적의 발생 및 전달을 보장하는 것이 중요하다. 특히, 전기 작동식 열원이 에어로졸 형성 기재를 과열시키지 않는 것을 보장하는 것이 중요한데, 이는 바람직하지 않은 화합물의 발생뿐만 아니라 사용자에게 불쾌한 맛 및 아로마를 초래할 에어로졸 형성 기재의 연소를 초래할 수 있기 때문이다.
과열 위험을 감소시키기 위해 신뢰성 있는 온도 조절을 제공하고 에어로졸 발생 장치의 지속적인 정상 작동을 보장하는 유도 가열 장치를 교정하기 위한 효율적이고 빠른 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 한 구현예에 따르면, 에어로졸 발생 시스템용 유도 가열 장치를 교정하기 위한 방법이 제공되어 있다. 상기 방법은 에어로졸 발생 시스템용 유도 가열 장치의 교정 값 시퀀스를 획득하는 단계를 포함한다. 교정 값 시퀀스는 교정 곡선과 연관되어 있다. 상기 방법은 교정 값 시퀀스를 평활화하여 평활화된 교정 값 시퀀스를 획득하는 단계, 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수를 결정하는 단계, 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 최대값을 추정하는 단계, 상기 제1 도함수의 상기 추정된 최대값과 연관된 제1 임계값에 기초하여 평탄화 특징(plateauing characteristic) 및 힐 포인트(hill point) 값 중 적어도 하나를 결정하는 단계, 및 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 상기 결정된 적어도 하나에 따라 상기 유도 가열 장치를 작동시키는 단계를 추가로 포함한다. 유도 가열 장치는 핸드헬드 유도 가열 장치일 수 있다. 대안적으로, 유도 가열 장치는 소형 장치일 수 있다
평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수의 최대값을 추정하고, 제1 도함수의 추정된 최대값과 연관된 제1 임계값에 기초하여 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나를 결정하고, 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 결정된 적어도 하나에 따라 유도 가열 장치를 작동시킴으로써, 교정 곡선의 특징점 또는 특징 특성은 빠르고 견고하고 신뢰할 수 있는 방식으로 결정될 수 있다. 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 결정된 적어도 하나에 따라 유도 가열 장치를 작동시킴으로써, 교정 곡선의 특징점 또는 특징 특성은 사용자의 개선된 안전을 위해 장치의 과열을 방지하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 기재가 임계 온도 위로 가열될 때 원하지 않는 구성 요소가 형성되는 것을 피할 수 있다.
교정 값 시퀀스를 평활화하는 단계 및 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수를 결정하는 단계는 하나의 연산으로 수행될 수 있으며, 이는 연산 자원(computing resource)을 저장할 수 있다.
평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수의 최대값을 추정하는 단계는 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수의 값을 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수의 값의 미리 결정된 수와 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 대안적으로, 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수의 값은, 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수의 이전 값의 미리 결정된 수의 평균이 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수의 값보다 높을 때, 최대값으로서 추정될 수 있다.
제1 임계값은 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수의 최대값의 분율일 수 있다. 제1 임계값이 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수의 최대값의 분율인 것에 기초하여 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나를 결정함으로써, 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 상기 적어도 하나를 결정하기 위한 강력한 방법이 제공되는데, 이는 교정 곡선이 최대값을 포함하지 않더라도 적어도 평탄화 특징이 결정될 수 있기 때문이다.
상기 방법은, 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수가 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수의 최대값 후에 재증가할 때, 유도 가열 장치의 가열을 정지시키는 단계를 포함할 수 있다. 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수의 최대 값 후 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수의 재증가는 제1 도함수의 연속 값의 특정 수의 평균이 시간 경과에 따라 증가할 때 결정될 수 있다.
평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수가 재증가할 때 유도 가열 장치의 가열을 중단함으로써, 과열을 방지하는 저장 방법이 제공되어 있다.
상기 방법은 교정 곡선을 분류함으로써 교정 곡선의 유형을 결정하는 단계, 및 교정 곡선의 결정된 유형에 기초하여, 교정을 위한 적어도 하나의 파라미터를 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다. 교정 곡선은 교정 곡선의 기울기에 기초하여 분류될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 교정 곡선은 제1 도함수의 최대치에 대응하는 시간에 기초하여 분류될 수 있다.
이는, 파라미터가 특정 교정 곡선에 대해 선택될 수 있기 때문에 교정 프로세스의 정확도 및 신뢰성을 더욱 개선한다.
상기 방법은 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나를 결정하는 것에 응답하여 유도 가열 장치의 가열을 정지시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이는 효율적이고 안전한 교정 방법을 제공하는데, 그 방법은 힐 포인트를 결정하기 위해 힐 포인트를 지나 가열할 필요가 없기 때문이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 에어로졸 발생 시스템용 유도 가열 장치가 제공되어 있고, 상기 유도 가열 장치는 상기 유도 가열 장치의 교정 값 시퀀스를 획득하되, 상기 교정 값 시퀀스는 교정 곡선과 연관되어 있고; 교정 값 시퀀스를 평활화하여 평활화된 교정 값 시퀀스를 획득하고; 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수를 결정하고; 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수의 최대값을 추정하고; 그리고 제1 도함수의 추정된 최대값과 연관된 제1 임계값에 기초하여 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나를 결정하도록 구성된 제어기를 포함한다. 유도 가열 장치는 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 결정된 적어도 하나에 따라 작동된다. 유도 가열 장치는에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 서셉터에 유도 결합 가능한 인덕터를 포함할 수 있으며, 교정 값은 서셉터와 연관되어 있다. 유도 가열 장치는, DC 공급 전압 및 DC 전류를 제공하기 위한 전력 공급원, 및 전력 공급원에 연결된 전력 공급 전자기기를 포함할 수 있다. 전력 공급 전자기기는, DC/AC 변환기; 인덕터로서, 상기 인덕터는 상기 DC/AC 변환기로부터 교류에 의해 전력을 공급받을 경우에 교번 자기장의 발생을 위해 상기 DC/AC 변환기에 연결되어 있는, 상기 인덕터; 및; 상기 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 상기 전력 공급 전자기기에 제공되는 전력을 제어하여 상기 서셉터의 온도를 증가시키도록 구성되어 있다. 교정 값 시퀀스를 획득하는 단계는 유도 가열 장치의 공급 전자기기와 연관된 전류를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
이는 온도를 연속적으로 측정하지 않고, 온도에 대해 유도 가열 장치를 교정하기 위한 신뢰성 있고 견고한 방식으로 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나를 결정할 수 있는 개선된 유도 가열 장치를 제공한다.
본 발명의 구현예에 따르면, 전술한 유도 가열 장치 및 에어로졸 발생 물품을 포함하는 에어로졸 발생 시스템이 제공되어 있으며, 여기서 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재 및 서셉터를 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 장치"는 에어로졸 형성 기재와 상호작용하여 에어로졸을 발생시키는 장치를 지칭한다. 에어로졸 발생 장치는, 에어로졸 형성 기재를 포함한 에어로졸 발생 물품 및/또는 에어로졸 형성 기재를 포함한 카트리지와 상호 작용할 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 발생 장치는, 에어로졸 형성 기재를 가열하여 기재로부터 휘발성 화합물의 방출을 용이하게 할 수 있다. 전기 작동식 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 형성 기재를 가열하여 에어로졸을 형성하는 전기 히터와 같은 분무기를 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 시스템"은, 에어로졸 발생 장치와 에어로졸 형성 기재의 조합을 지칭한다. 에어로졸 형성 기재가 에어로졸 발생 물품의 부분을 형성하는 경우, 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 물품과 에어로졸 발생 장치의 조합을 지칭한다. 에어로졸 발생 시스템에서, 에어로졸 형성 기재와 에어로졸 발생 장치는 협력하여 에어로졸을 발생시킨다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 형성 기재"는 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재를 지칭한다. 휘발성 화합물은 에어로졸 형성 기재를 가열하거나 연소시킴으로써 방출될 수 있다. 가열이나 연소의 대안으로서, 일부 경우에 휘발성 화합물은 화학 반응에 의하거나 초음파와 같은 기계적 자극에 의해 방출될 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 고체일 수 있거나, 고체 성분과 액체 성분 둘 모두를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 물품의 일부일 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 물품"은 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 에어로졸 형성 기재를 포함하는 물품을 지칭한다. 에어로졸 발생 물품은 일회용일 수 있다. 담배를 포함한 에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품은 담배 스틱으로 본원에 지칭될 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 니코틴을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 담배를 포함할 수 있으며, 예를 들어 가열 시에 에어로졸 형성 기재로부터 방출되는, 휘발성 담배 향미 화합물을 함유하는 담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 바람직한 구현예에서 에어로졸 형성 기재는 균질화 담배 재료, 예를 들어 캐스트 리프 담배를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 고체 및 액체 성분 둘 모두를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 가열 시에 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물을 함유하는 담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 비-담배 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성제를 더 포함할 수 있다. 적합한 에어로졸 형성제의 예는 글리세린 및 프로필렌 글리콜이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "서셉터"는 자기 에너지를 열로 변환할 수 있는 재료를 포함한 요소를 지칭한다. 서셉터 요소가 교번 전자기장 내에 위치할 때, 서셉터는 가열된다. 서셉터의 가열은 서셉터 재료의 전기 및 자기 특성에 따라, 서셉터에 유도된 히스테리시스 손실 또는 와전류 중 적어도 하나의 결과일 수 있다.
에어로졸 발생 장치를 지칭하는 경우에 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "상류"와 "전방", 및 "하류"와 "후방"은 사용 동안 에어로졸 발생 장치를 통해 공기가 흐르는 방향과 관련하여 에어로졸 발생 장치의 구성 요소, 또는 구성 요소의 부분의 상대적 위치를 설명하는 데에 사용된다. 본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치는 사용시, 에어로졸이 장치를 빠져나가는 근위 말단을 포함한다. 에어로졸 발생 장치의 근위 말단은 또한 마우스 말단 또는 하류 말단으로서 지칭될 수 있다. 마우스 말단은 원위 말단의 하류에 있다. 에어로졸 발생 물품의 원위 말단은 상류 말단으로서 지칭될 수 있다. 에어로졸 발생 장치의 구성 요소 또는 구성 요소의 부분은, 에어로졸 발생 장치의기류 경로에 대해 상대적인 위치에 기초하여, 서로의 상류 또는 하류에 있는 것으로 설명될 수 있다.
에어로졸 발생 물품을 지칭하는 경우에 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "상류"와 "전방", 및 "하류"와 "후방"은 사용 동안 에어로졸 발생 장치를 통해 공기가 흐르는 방향과 관련하여 에어로졸 발생 물품의 구성 요소, 또는 구성 요소의 부분의 상대적 위치를 설명하는 데에 사용된다. 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 사용시, 에어로졸이 물품을 빠져나가는 근위 말단을 포함한다. 에어로졸 발생 물품의 근위 말단은 또한, 마우스 말단 또는 하류 말단으로서 지칭될 수 있다. 마우스 말단은 원위 말단의 하류에 있다. 에어로졸 발생 물품의 원위 말단은 상류 말단으로서 지칭될 수 있다. 에어로졸 발생 물품의 구성 요소 또는 구성 요소의 부분은 에어로졸 발생 물품의 근위 말단과 에어로졸 발생 물품의 원위 말단 사이에서 그들의 상대적인 위치에 기초하여 서로의 상류 또는 하류에 있는 것으로 설명될 수 있다. 에어로졸 발생 물품의 구성 요소 또는 구성 요소 일부의 전방은 에어로졸 발생 물품의 상류 말단에 가장 가까운 말단에 있는 부분이다. 에어로졸 발생 물품의 구성 요소 또는 구성 요소의 일부의 후방은 에어로졸 발생 물품의 하류 말단에 가장 가까운 말단에 있는 부분이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "유도성 결합"은 교번 자기장에 의해 관통되는 경우에 서셉터의 가열을 지칭한다. 가열은 서셉터 내의 와전류의 생성에 의해 야기될 수 있다. 가열은 자기 이력 손실에 의해 야기될 수도 있다.
본 발명은 청구범위에서 정의된다. 그러나, 아래에 비제한적인 예의 비포괄적인 목록이 제공된다. 이들 예의 임의의 하나 이상의 특징은 본원에 기재된 다른 예, 구현예, 또는 양태의 임의의 하나 이상의 특징과 조합될 수 있다.
실시예 Ex1: 에어로졸 발생 시스템용 유도 가열 장치를 교정하는 방법으로서, 상기 방법은 에어로졸 발생 시스템용 유도 가열 장치의 교정 값 시퀀스를 획득하는 단계로서, 상기 교정 값 시퀀스는 교정 곡선과 연관되어 있는, 상기 단계; 상기 교정 값 시퀀스를 평활화하여 평활화된 교정 값 시퀀스를 획득하는 단계; 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수를 결정하는 단계; 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 최대값을 추정하는 단계; 상기 제1 도함수의 상기 추정된 최대값과 연관된 제1 임계값에 기초하여 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나를 결정하는 단계; 및 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 결정된 적어도 하나에 따라 유도 가열 장치를 작동시키는 단계를 포함하는, 방법.
실시예 Ex2: 실시예 Ex1에 있어서, 상기 평활화는 상기 교정 값 시퀀스를 적어도 하나의 가우스 커널과 컨볼루션하는 단계를 포함하는, 방법.
실시예 Ex3: 실시예 Ex2에 있어서, 상기 적어도 하나의 가우스 커널은 하프-가우스 커널을 포함하는, 방법.
실시예 Ex4: 실시예 Ex1 또는 Ex2에 있어서, 상기 적어도 하나의 가우스 커널은 대칭 가우스 커널을 포함하는, 방법.
실시예 Ex5: 실시예 Ex1에 있어서, 상기 평활화는 교정 값 시퀀스를 하프-가우스 커널 및 대칭 가우스 커널과 컨볼루션하는 단계를 포함하되, 하프-가우스 커널 및 대칭 가우스 커널은 상이한 표준 편차와 연관되어 있는, 방법.
실시예 Ex6: 실시예 Ex1 내지 Ex5 중 어느 하나에 있어서, 상기 교정 값 시퀀스를 평활화하는 단계 및 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수를 결정하는 단계는 하나의 연산으로 수행되는, 방법.
실시예 Ex7: 실시예 Ex1 내지 Ex6 중 어느 하나에 있어서, 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 상기 최대값을 추정하는 단계는, 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 값을 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 값의 미리 결정된 수와 비교하는 단계를 포함하는, 방법.
실시예 Ex8: 실시예 Ex1 내지 Ex6 중 어느 하나에 있어서, 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 값은, 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 이전 값의 미리 결정된 수의 평균이 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 값보다 높은 경우에, 최대값으로서 추정되는, 방법.
실시예 Ex9: 실시예 Ex1 내지 Ex8 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 임계값은 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 최대값의 분율인, 방법.
실시예 Ex10: 실시예 Ex1 내지 Ex9 중 어느 하나에 있어서, 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수가 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 상기 최대값 후에 재증가할 때, 상기 유도 가열 장치의 가열을 정지시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
실시예 Ex11: 실시예 Ex10에 있어서, 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 상기 최대값 후 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 재증가는, 상기 제1 도함수의 연속 값의 특정 수의 평균이 시간 경과에 따라 증가하는 경우 결정되는, 방법.
실시예 Ex12: 실시예 Ex1 내지 Ex11 중 어느 하나에 있어서, 상기 교정 곡선을 분류함으로써 상기 교정 곡선의 유형을 결정하는 단계, 및 상기 교정 곡선의 상기 결정된 유형에 기초하여, 상기 교정을 위한 적어도 하나의 파라미터를 선택하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
실시예 Ex13: 실시예 Ex12에 있어서, 상기 교정 곡선은 상기 교정 곡선의 기울기에 기초하여 분류되는, 방법.
실시예 Ex14: 실시예 Ex12 및 Ex13 중 어느 하나에 있어서, 상기 유형은 재교정 및 교정 곡선 중 하나, 및 재교정 및 교정 곡선 중 하나의 기울기와 연관되어 있는, 방법.
실시예 Ex15: 실시예 Ex12 및 Ex14 중 어느 하나에 있어서, 상기 교정 곡선의 상기 유형은 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 상기 추정된 최대값과 연관된 제2 임계값에 기초하여 결정되는, 방법.
실시예 Ex16: 실시예 Ex12 및 Ex15 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 파라미터의 제1 파라미터는 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나를 결정하는 단계에 대한 상기 제1 임계값을 지정하는, 방법.
실시예 Ex17: 실시예 Ex12 내지 Ex16 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 파라미터의 제2 파라미터는 상기 교정 값 시퀀스의 평활화를 지정하는, 방법.
실시예 Ex18: 실시예 Ex12 내지 Ex17 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 파라미터의 제3 파라미터는 상기 제1 도함수의 최대값을 추정하는 단계에 사용된 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 연속 값의 수를 지정하는, 방법.
실시예 Ex19: 실시예 Ex12 내지 Ex18 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 파라미터의 제4 파라미터는 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나를 결정하는 단계에 사용된 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 연속 값의 수를 지정하는, 방법.
실시예 Ex20: 실시예 Ex12 내지 Ex19 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 파라미터의 제5 파라미터는, 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 상기 최대값 후에 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 재증가를 결정하는 단계에 사용된 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 값의 수를 지정하는, 방법.
실시예 Ex21: 실시예 Ex12 내지 Ex20 중 어느 하나에 있어서, 상기 제2 임계값은 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 상기 최대값의 분율인, 방법.
실시예 Ex22: 실시예 Ex1에 있어서, 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 상기 결정된 적어도 하나에 따라 상기 유도 가열 장치를 작동시키는 단계는, 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 상기 결정된 적어도 하나에 기초하여 에어로졸 발생 시스템과 연관된 온도를 특정 온도 미만으로 유지하는 단계를 포함하는, 방법.
실시예 Ex23: 실시예 Ex1 내지 Ex22 중 어느 하나에 있어서, 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나를 결정하는 단계에 응답하여 상기 유도 가열 장치의 가열을 정지시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
실시예 Ex24: 실시예 Ex1 내지 Ex23 중 어느 하나에 있어서, 상기 교정 값 시퀀스는 상기 유도 가열 장치의 교정 단계 동안 획득되는, 방법.
실시예 Ex25: 실시예 Ex1 내지 Ex23 중 어느 하나에 있어서, 상기 교정 값 시퀀스는 상기 유도 가열 장치의 재교정 동안 획득되는, 방법.
실시예 Ex26: 에어로졸 발생 시스템용 유도 가열 장치로서, 상기 유도 가열 장치는 상기 유도 가열 장치의 교정 값 시퀀스를 획득하되, 상기 교정 값 시퀀스는 교정 곡선과 연관되고, 상기 교정 값 시퀀스를 평활화하여 평활화된 교정 값 시퀀스를 획득하고, 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수를 결정하고, 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 최대값을 추정하고, 그리고 상기 제1 도함수의 상기 추정된 최대값과 연관된 제1 임계값에 기초하여 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나를 결정하도록 구성된 제어기를 포함하고, 상기 유도 가열 장치는 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 결정된 적어도 하나에 따라 작동되는, 유도 가열 장치.
실시예 Ex27: 실시예 Ex26에 있어서, 상기 유도 가열 장치는 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 서셉터에 유도 결합 가능한 인덕터를 포함하고, 상기 교정 값은 상기 서셉터와 연관되어 있는, 유도 가열 장치.
실시예 Ex28: 실시예 Ex27에 있어서, 상기 유도 가열 장치는 DC 공급 전압 및 DC 전류를 제공하기 위한 전력 공급원; 상기 전력 공급원에 연결된 전력 공급 전자기기를 포함하되, 여기서 상기 전력 공급 전자기기는, DC/AC 변환기; 인덕터로서, 상기 인덕터는 상기 DC/AC 변환기로부터 교류에 의해 전력을 공급받을 경우에 교번 자기장의 발생을 위해 상기 DC/AC 변환기에 연결되어 있는, 상기 인덕터; 및 상기 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 상기 전력 공급 전자기기에 제공되는 전력을 제어하여 상기 서셉터의 온도를 증가시키도록 구성되어 있는, 유도 가열 장치.
실시예 Ex29: 실시예 Ex28에 있어서, 상기 교정 값 시퀀스를 획득하는 단계는 상기 유도 가열 장치의 상기 공급 전자기기와 연관된 전류를 측정하는 단계를 포함하는, 유도 가열 장치.
실시예 Ex30: 실시예 Ex26 내지 Ex29 중 어느 하나에 있어서, 상기 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나는 공지된 온도에 대응하는, 유도 가열 장치.
실시예 Ex31: 실시예 Ex27 내지 Ex30 중 어느 하나에 있어서, 상기 교정 값 시퀀스는 전도도 값 시퀀스를 포함하고, 상기 전도도 값 시퀀스의 전도도 값은 상기 서셉터의 교정 온도와 연관되어 있는, 유도 가열 장치.
실시예 Ex32: 실시예 Ex27 내지 Ex31 중 어느 하나에 있어서, 상기 교정 값 시퀀스는 저항 값 시퀀스를 포함하고, 상기 저항 값 시퀀스의 저항 값은 상기 서셉터의 교정 온도와 연관되어 있는, 유도 가열 장치.
실시예 Ex33. 실시예 Ex27 내지 Ex32 중 어느 하나에 있어서, 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나는 상기 서셉터의 재료의 퀴리 온도에 대응하는, 유도 가열 장치.
실시예 Ex34: 실시예 Ex27 내지 Ex33 중 어느 하나에 있어서, 상기 서셉터는 제1 퀴리 온도를 갖는 제1 서셉터 재료 및 제2 퀴리 온도를 갖는 제2 서셉터 재료를 포함하되, 상기 제2 퀴리 온도는 상기 제1 퀴리 온도보다 낮고, 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나는 상기 제2 서셉터 재료의 상기 제2 퀴리 온도에 대응하는, 유도 가열 장치.
실시예 Ex35: 실시예 Ex26 내지 Ex34 중 어느 하나에 있어서, 상기 제어기는 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 밸리 포인트(valley point)을 결정하고, 상기 결정된 밸리 포인트 및 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 상기 결정된 적어도 하나에 기초하여 상기 유도 가열 장치를 교정하도록 구성되어 있는, 유도 가열 장치.
실시예 Ex36: 실시예 Ex35에 있어서, 상기 밸리 포인트는 공지된 온도에 대응하는, 유도 가열 장치.
실시예 Ex37: 실시예 Ex26 내지 Ex36 중 어느 하나에 있어서, 상기 교정은 상기 유도 가열 장치의 사용 동안 재교정으로서 주기적으로 수행되는, 유도 가열 장치.
실시예 Ex38: 실시예 Ex26 및 Ex37 중 어느 하나에 있어서, 상기 DC/AC 변환기의 입력 측에서, 상기 전력 공급원으로부터 도출된 DC 전류를 측정하도록 구성된 전류 센서; 및 상기 DC/AC 변환기의 입력 측에서, 상기 전력 공급원의 상기 DC 공급 전압을 측정하도록 구성된 전압 센서를 더 포함하되, 상기 교정 값 시퀀스는 전도도 값 시퀀스 또는 저항 값 시퀀스를 포함하고, 상기 서셉터와 연관된 상기 전도도 값 또는 상기 저항 값은 상기 전력 공급원의 상기 DC 공급 전압 및 상기 전력 공급원으로부터 도출된 상기 DC 전류로부터 결정되는, 유도 가열 장치.
실시예 Ex39: 실시예 Ex26에 있어서, 상기 교정 값은 전도도 값을 포함하고, 상기 제어기는 상기 서셉터와 연관된 전도도 값을 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나 미만으로 유지하도록 상기 전력 공급 전자기기에 제공되는 상기 전력을 제어하도록 구성되어 있는, 유도 가열 장치.
실시예 Ex40: 에어로졸 발생 시스템으로서, 실시예 Ex26 및 Ex39 중 어느 하나에 따른 유도 가열 장치 및 에어로졸 발생 물품을 포함하되, 상기 에어로졸 발생 물품은 상기 에어로졸 형성 기재와 상기 서셉터를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
이제, 실시예가 도면을 참조하여 추가로 설명될 것이다.
도 1은 에어로졸 발생 물품의 개략적인 단면도이다.
도 2a는 도 1에 나타낸 에어로졸 발생 물품과 사용하기 위한 에어로졸 발생 장치의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 2b는 도 1에 나타낸 에어로졸 발생 물품과 체결하는 에어로졸 발생 장치의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 3은 도 2에 관하여 설명된 에어로졸 발생 장치의 유도 가열 장치를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3에 관하여 설명된 유도 가열 장치의 전자 구성 요소를 나타내는 개략도이다.
도 5는 도 4에 관하여 설명된 유도 가열 장치의 LC 부하 네트워크의 인덕터에 대한 개략도이다.
도 6은 서셉터 재료가 그의 퀴리점과 연관된 상 전이를 겪게 될 때에 일어나는 원격식 감지 가능한 전류 변화를 나타낸 DC 전류 대 시간의 그래프이다.
도 7은 에어로졸 발생 장치의 작동 동안 서셉터의 온도 프로파일을 도시한다.
도 8은 에어로졸 발생 시스템용 유도 가열 장치를 교정하는 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 9a는 테스트 재교정 곡선에 대해 훈련될 수 있는 분류 트리를 도시한다.
도 9b는 테스트 교정 곡선에 대해 훈련될 수 있는 분류 트리를 도시한다. 그리고
도 10은 재교정 곡선의 일례를 도시한다.
도 1은 에어로졸 발생 물품(100)의 개략적인 측단면도를 도시한다. 에어로졸 발생 물품(100)은 에어로졸 형성 기재(110) 및 에어로졸 형성 기재(110)의 로드의 하류의 위치에 있는 하류 섹션(115)을 포함하고 있다. 에어로졸 발생 물품(100)은 에어로졸 형성 기재의 로드의 상류의 위치에 있는 상류 섹션(150)을 포함하고 있다. 따라서, 에어로졸 발생 물품(100)은 상류 또는 원위 말단(180)로부터 하류 또는 마우스 말단(170)으로부터 연장되어 있다. 사용시, 공기는 에어로졸 발생 물품(100)을 통해 원위 말단(180)로부터 마우스 말단(170)까지 사용자에 의해 흡인된다.
하류 섹션(115)은 에어로졸 발생 기재의 로드의 바로 하류에 위치된 지지 요소(120)를 포함하며, 지지 요소(120)는 로드(110)와 길이방향으로 정렬되어 있다. 지지 요소(120)의 상류 말단은 에어로졸 형성 기재의 로드(110)의 하류 말단과 접경한다. 추가로, 하류 섹션(115)은 지지 요소(120)의 바로 하류에 위치된 에어로졸 냉각 요소(130)를 포함하며, 에어로졸 냉각 요소(130)는 로드(110) 및 지지 요소(120)와 길이방향으로 정렬되어 있다. 에어로졸 냉각 요소(130)의 상류 말단은 지지 요소(120)의 하류 말단과 접경한다. 사용시, 에어로졸 형성 기재(110)로부터 방출된 휘발성 물질은 에어로졸 발생 물품(100)의 마우스 말단(170)을 향해 에어로졸 냉각 요소(130)를 따라 통과한다. 휘발성 물질은 에어로졸 냉각 요소(130) 내부에서 냉각되어 사용자가 흡입하는 에어로졸을 형성할 수 있다.
지지 요소(120)는 제1 중공 관형 세그먼트(125)를 포함하고 있다. 제1 중공 관형 세그먼트(125)는 셀룰로오스 아세테이트로 제조된 중공 원통형 튜브의 형태로 제공되어 있다. 제1 중공 관형 세그먼트(125)는 제1 중공 관형 세그먼트(125)의 상류 말단(165)으로부터 제1 중공 관형 세그먼트(125)의 하류 말단(175)까지 완전히 연장되어 있는 내부 공동(145)을 정의한다.
에어로졸 냉각 요소(130)는 제2 중공 관형 세그먼트(135)를 포함하고 있다. 제2 중공 관형 세그먼트(135)는 셀룰로오스 아세테이트로 제조된 중공 원통형 튜브의 형태로 제공되어 있다. 제2 중공 관형 세그먼트(135)는 제2 중공 관형 세그먼트(135)의 상류 말단(185)으로부터 제2 중공 관형 세그먼트(135)의 하류 말단(195)까지 완전히 연장되어 있는 내부 공동(155)을 정의한다. 추가로, 환기 구역(미도시)은 제2 중공 관형 세그먼트(135)를 따르는 위치에 제공되어 있다. 에어로졸 발생 물품(10)의 환기 수준은 약 25%이다.
하류 섹션(115)은 에어로졸 냉각 요소(130)의 바로 하류에 위치된 마우스피스(140)를 더 포함한다. 도 1의 도면에 도시된 바와 같이, 마우스피스(140)의 상류 말단은 에어로졸 냉각 요소(130)의 하류 말단(195)과 접경한다. 마우스피스(140)는 저밀도 셀룰로오스 아세테이트의 원통형 플러그의 형태로 제공되어 있다.
에어로졸 발생 물품(100)은 에어로졸 발생 기재의 로드(110) 내에 세장형 서셉터(160)를 추가로 포함한다. 보다 상세하게, 서셉터 요소(160)는, 예컨대 로드(110)의 길이 방향에 대략 평행하도록, 에어로졸 발생 기재(110) 내에 실질적인 길이 방향으로 배열되어 있다. 도 1의 도면에 도시된 바와 같이, 서셉터(160)는 로드 내의 방사상 중심 위치에 위치되어 있고 로드(110)의 길이방향 축을 따라 효과적으로 연장되어 있다.
서셉터 요소(160)는 에어로졸 발생 기재의 로드(110)의 상류 말단으로부터 하류 말단까지 완전히 연장되어 있다. 실제로, 서셉터(160)는 에어로졸 발생 기재의 로드(110)와 실질적으로 동일한 길이를 갖는다. 서셉터(160)는 서셉터(160)가 가열될 때, 에어로졸 형성 기재(110)가 서셉터(160)에 의해 가열되도록 에어로졸 형성 기재(110)와 열 접촉하여 위치되어 있다.
상류 섹션(150)은 에어로졸 발생 기재의 로드(110)의 바로 상류에 위치된 상류 요소(190)를 포함하고, 상기 상류 요소(190)는 로드(110)와 길이방향으로 정렬되어 있다. 상류 요소(190)의 하류 말단은 에어로졸 발생 기재의 로드의 상류 말단과 접경한다. 이는 유리하게는 서셉터(160)가 이탈되는 것을 방지한다. 또한, 이는 소비자가 사용 후에 가열된 서셉터(160)와 우발적으로 접촉하지 않을 수 없는 것을 보장한다. 상류 요소(190)는 강성 래퍼에 의해 둘러싸인 셀룰로오스 아세테이트의 원통형 플러그의 형태로 제공되어 있다.
서셉터(160)는 적어도 두 개의 상이한 재료를 포함한다. 서셉터(160)는 적어도 두 개의 층을 포함한다: 제1 서셉터 재료의 제1 층은 제2 서셉터 재료의 제2 층과 물리적으로 접촉하여 배치된다. 제1 서셉터 재료 및 제2 서셉터 재료는 각각 퀴리 온도를 가질 수 있다. 이러한 경우, 제2 서셉터 재료의 퀴리 온도는 제2 서셉터 재료의 퀴리 온도보다 낮다. 제1 재료는 퀴리 온도를 갖지 않을 수 있다. 제1 서셉터 재료는 알루미늄, 철 또는 스테인리스 강일 수 있다. 제2 서셉터 재료는 니켈 또는 니켈 합금일 수 있다.
서셉터(160)는 제2 서셉터 재료의 적어도 하나의 패치를 제1 서셉터 재료의 스트립 상에 전기 도금함으로써 형성될 수 있다. 서셉터는 제2 서셉터 재료의 스트립을 제1 서셉터 재료의 스트립에 피복함으로써 형성될 수 있다.
도 1에 나타낸 에어로졸 발생 물품(100)은 에어로졸을 생성하기 위해 도 2a에 나타낸 에어로졸 발생 장치(200)와 같은 에어로졸 발생 장치와 체결되도록 설계된다. 에어로졸 발생 장치(200)는 에어로졸 발생 물품(100)을 수용하도록 구성된 공동(220)을 갖는 하우징(210) 및 에어로졸을 생성하기 위해 에어로졸 발생 물품(100)을 가열하도록 구성된 유도 가열 장치(230)를 포함한다. 도 2b는 에어로졸 발생 물품(100)이 공동(220) 내에 삽입될 경우에 에어로졸 발생 장치(200)를 나타낸다. 에어로졸 발생 장치(200)는 선택적으로 퍼프를 검출하기 위해 공동(220)(미도시) 내에 또는 그 근처에 위치된 퍼프 검출기를 더 포함할 수 있다. 퍼프 검출기는 사용자가 퍼프를 취할 때 퍼프 검출기가 기류의 경로를 따라 배치되도록 공동(200) 내에 또는 그 근처에 위치되어 있다. 퍼프 검출기는 사용자가 퍼프를 취하는 것을 나타내는 공동(220) 내의 기류의 온도 변화를 검출하기 위한 하나 이상의 온도 검출기를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 퍼프 검출기는 사용자가 퍼프를 취하는 것을 나타내는 공동(220) 내의 기류의 압력 감소를 검출하기 위한 압력 센서를 포함할 수 있다.
유도 가열 장치(230)는 도 3에 블록도로서 도시되어 있다. 유도 가열 장치(230)는 DC 전력 공급원(310) 및 가열 배열(320)(전력 공급 전자기기로도 지칭됨)을 포함한다. 가열 장치는 제어기(330), DC/AC 변환기(340), 매칭 네트워크(350) 및 인덕터(240)를 포함한다.
DC 전력 공급원(310)은 DC 전력을 가열 장치(320)에 제공하도록 구성되어 있다. 구체적으로, DC 전력 공급원(310)은 DC/AC 변환기(340)에 DC 공급 전압(VDC) 및 DC 전류(IDC)를 제공하도록 구성되어 있다. 바람직하게는, 전력 공급원(310)은 리튬 이온 배터리와 같은 배터리이다. 대안으로서, 전력 공급원(310)은 커패시터와 같은 다른 형태의 전하 저장 장치일 수 있다. 전력 공급원(310)은 재충전을 요구할 수 있다. 예를 들어, 전력 공급원(310)은 약 6분의 기간 동안, 또는 6분의 배수의 기간 동안 에어로졸을 연속적으로 발생시키기에 충분한 용량을 가질 수 있다. 다른 예시에서, 전력 공급원(310)은 소정의 퍼핑 수 또는 가열 장치의 별개 활성화를 허용하기에 충분한 용량을 가질 수 있다.
DC/AC 변환기(340)는 고주파 교류를 인덕터(240)에 공급하도록 구성되어 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "고주파 교류"는 약 500 kHz 내지 약 30 MHz의 주파수를 갖는 교류를 의미한다. 고주파 교류는 약 1 MHz 내지 약 10 MHz와 같은, 또는 약 5 MHz 내지 약 8 MHz와 같은, 약 1 MHz 내지 약 30 MHz의 주파수를 가질 수 있다.
도 4는 유도 가열 장치(230), 특히 DC/AC 변환기(340)의 전기 구성 요소를 개략적으로 나타낸다. DC/AC 변환기(340)는 바람직하게는 클래스-E 전력 증폭기를 포함한다. 클래스-E 전력 증폭기는, 전계 효과 트랜지스터(420), 예를 들어, 금속-산화물-반도체 전계 효과 트랜지스터를 포함한 트랜지스터 스위치(410), 스위칭 신호(게이트-소스 전압)를 전계 효과 트랜지스터(420)에 공급하기 위한 화살표(430)로 표시한 트랜지스터 스위치 공급 회로, 및 커패시터(C2)와 인덕터(240)에 대응하는 인덕터(L2)의 직렬 연결과 션트 커패시터(C1)를 포함한 LC 부하 네트워크(440)를 포함한다. 또한, 초크(L1)를 포함한 DC 전력 공급원(310)은 DC 공급 전압(VDC)을 공급하도록 나타나며, DC 전류(IDC)는 작동 동안 DC 전력 공급원(310)으로부터 도출된다. 인덕터(L2)의 오옴 저항(R코일)과 서셉터(160)의 오옴 저항(R부하)의 합인, 총 오옴 부하(450)를 나타내는 오옴 저항 R은 도 5에 상세히 나타나 있다.
DC/AC 변환기(340)가 클래스-E 전력 증폭기를 포함하는 것으로 나타나 있지만, DC/AC 변환기(340)는 DC 전류를 AC 전류로 변환하는 임의의 적절한 회로를 사용할 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, DC/AC 변환기(340)는 두 개의 트랜지스터 스위치를 포함한 클래스-D 전력 증폭기를 포함할 수 있다. 다른 예시로서, DC/AC 변환기(340)는 쌍으로 작용하는 네 개의 스위칭 트랜지스터를 갖는 풀 브리지 전력 인버터를 포함할 수 있다.
도 3으로 돌아가면, 인덕터(240)는 부하에 대한 최적의 적응을 위해 매칭 네트워크(350)를 통해 DC/AC 변환기(340)로부터 교류를 수신할 수 있지만, 매칭 네트워크(350)는 필수적이지 않다. 예를 들어, 매칭 네트워크(350)는 소형 매칭 변압기를 포함할 수 있다. 매칭 네트워크(350)는 DC/AC 컨버터(340)와 인덕터(240) 사이의 전력 전달 효율을 개선할 수 있다.
도 2a에 나타낸 바와 같이, 인덕터(240)는 에어로졸 발생 장치(200)의 공동(220)의 원위 부분(225)에 인접하여 위치한다. 따라서, 에어로졸 발생 장치(200)의 작동 동안, 인덕터(240)에 공급된 고주파 교류가 인덕터(240)로 하여금 에어로졸 발생 장치(200)의 원위 부분(225) 내에 고주파 교번 자기장을 발생시킨다. 교번 자기장은 바람직하게는 1 내지 30 MHz, 바람직하게는 2 내지 10 MHz, 예를 들어 5 내지 7 MHz의 주파수를 갖는다. 도 2b로부터 알 수 있는 바와 같이, 에어로졸 발생 물품(100)이 공동(200) 내에 삽입될 경우, 에어로졸 발생 물품(100)의 에어로졸 형성 기재(110)는 에어로졸 발생 물품(100)의 서셉터(160)가 이러한 교번 자기장 내에 위치하도록 인덕터(240)에 인접하여 위치한다. 교번 자기장이 서셉터(160)를 관통할 경우, 교번 자기장은 서셉터(160)를 가열시킨다. 예를 들어, 와전류는 결과적으로 가열되는 서셉터(160)에서 발생된다. 추가 가열이 서셉터(160) 내의 자성 히스테리시스 손실에 의해 제공된다. 가열된 서셉터(160)는 에어로졸 발생 물품(100)의 에어로졸 형성 기재(110)를 에어로졸을 형성하기에 충분한 온도로 가열한다. 에어로졸은 에어로졸 발생 물품(100)을 통해 하류로 흡인되고 사용자에 의해 흡입된다.
제어기(330)는 마이크로컨트롤러, 바람직하게는 프로그래밍 가능한 마이크로컨트롤러일 수 있다. 제어기(330)는 서셉터(160)의 온도를 제어하기 위해 DC 전력 공급원(310)으로부터 유도 가열 배열(320)로의 전력 공급을 제어하도록 프로그래밍된다.
도 6은 (점선으로 표시된) 서셉터(160)의 온도가 증가함에 따라 시간 경과에 따라 전력 공급원(310)으로부터 도출된 DC 전류(IDC) 사이의 관계를 나타낸다. 보다 구체적으로, 도 6은 서셉터 재료가 그의 퀴리점과 연관된 상 전이를 겪게 될 때에 일어나는 원격식 감지 가능한 DC 전류 변화를 도시한다. 전력 공급원(310)으로부터 도출된 DC 전류(IDC)는 DC/AC 변환기(340)의 입력 측에서 측정된다. 이 예시의 목적을 위해, 전력 공급원(310)의 전압(VDC)이 거의 일정하게 유지된다고 가정할 수 있다.
서셉터(160)가 유도 가열됨에 따라, 서셉터(160)의 겉보기 저항이 증가한다. 이러한 저항 증가는, 일정한 전압에서 서셉터(160)의 온도가 증가할수록 감소하는, 전력 공급원(310)으로부터 도출된 DC 전류(IDC)의 감소로 관찰된다. 인덕터(240)에 의해 제공된 고주파 교번 자기장은 서셉터 표면에 매우 근접하게 와전류를 유도하는데, 표피 효과라고 알려진 효과이다. 서셉터(160) 내의 저항은 제1 서셉터 재료의 전기 비저항 및 제2 서셉터 재료의 전기 비저항에 부분적으로 의존하고, 유도된 와전류에 유용한 각 재료 내의 표피 층의 깊이에 부분적으로 의존하고, 비저항은 결과적으로 온도 의존적이다.
제2 서셉터 재료는 그의 퀴리 온도에 도달하면 그의 자기 특성을 상실한다. 이는, 제2 서셉터 재료 내의 와전류에 유용한 표피 층을 증가시키고, 이는 서셉터(160)의 겉보기 저항을 감소시키킨다. 그 결과 검출된 DC 전류 IDC가 일시적으로 증가한다. 그 다음, 제2 서셉터 재료의 스킨 깊이가 증가하기 시작할 때, 저항은 낙하하기 시작한다. 이는 도 6에서 밸리(극소값)로서 보인다.
가열이 계속되면 전류는 제2 서셉터 재료가 그의 자발적인 자기 특성을 상실한 지점과 일치하는, 최대 표피 깊이에 도달할 때까지 계속 증가한다. 이 지점을 퀴리 온도라고 하며 도 6에서 힐(극대값)으로 보인다. 이 지점에서, 제2 서셉터 재료는 강자성 또는 페리자성 상태로부터 상자성 상태로의 상 변화를 거쳤다. 이 지점에서, 서셉터(160)는 공지된 온도(진성 재료별 온도인 퀴리 온도)에 있다.
퀴리 온도에 도달한 후 인덕터(240)가 교번 자기장을 계속 발생시키는 경우(즉, DC/AC 변환기(340)로의 전력이 차단되지 않음), 서셉터(160) 내에 발생된 와전류는 서셉터(160)의 저항에 대항하여 흐를 것이고, 이에 따라, 서셉터(160) 내의 주울 가열이 계속될 것이고, 저항이 다시 증가할 것이고(저항은 온도의 다항식 의존성을 가질 것이고, 대부분의 금속 서셉터 재료에 대해, 목적상 삼차 다항식 의존성에 근사치가 될 수 있음), 전류는 인덕터(240)가 서셉터(160)에 전력을 계속 제공하는 한 다시 떨어질 것이다.
따라서, 제2 서셉터 재료는 도 6에 도시된 밸리와 힐 사이의 (공지된) 온도 범위를 통해 가열될 때 가역적 상 전이를 겪는다. 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 서셉터(160)의 겉보기 저항, 및 이에 따른 상 전이의 시작 및 종료는 전력 공급원(310)으로부터 도출된 DC 전류(IDC)를 모니터링함으로써 원격으로 검출될 수 있다. 대안적으로, 서셉터(160)의 겉보기 저항 및 이에 따른 상 전이의 시작 및 종료는 전도도 값(전도도는 DC 전류(IDC) 대 DC 공급 전압(VDC)의 비로 정의됨) 또는 저항 값(저항은 DC 공급 전압(VDC) 대 DC 전류(IDC)의 비로 정의됨)을 모니터링함으로써 원격으로 검출될 수 있다. 적어도 전력 공급원(310)으로부터 도출된 DC 전류(IDC)는 제어기(330)에 의해 모니터링된다. DC 공급 전압(VDC)가 공지되어 있지만, 바람직하게는, 전력 공급원(310)으로부터 도출된 DC 전류(IDC) 및 DC 공급 전압(VDC) 둘 모두가 모니터링된다. DC 전류(IDC), 전도도 값 및 저항 값은 전력 공급원 파라미터로 지칭될 수 있다.
서셉터(160)가 가열됨에 따라, (전류에 대한 국부 최소값 및 저항에 대한 국부 최대값에 대응하는) 제1 전환점은 상 전이의 시작에 대응한다. 그 다음, 서셉터가 계속 가열됨에 따라, (전류에 대한 국부 최대값 및 저항에 대한 국부 최소값에 대응하는) 제2 전환점은 상 전이의 종료에 대응한다.
따라서, 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 서셉터(160)의 겉보기 저항(및 이에 상응하여 전력 공급원(310)으로부터 도출된 전류(IDC))은 밸리와 힐 사이와 같은, 서셉터(160)의 특정 온도 범위에 걸쳐 엄격하게 단조로운 관계식으로 서셉터(160)의 온도에 따라 변할 수 있다. 엄격하게 단조로운 관계식은, 겉보기 저항(R) 또는 겉보기 전도도(1/R)의 결정으로부터 서셉터(160)의 온도를 명백하게 결정하게 한다. 이는 겉보기 저항의 각각의 결정된 값이 온도의 단지 하나의 단일 값을 나타내기 때문이고, 따라서 관계식에 모호함이 없다. 서셉터(160)의 온도와 제2 서셉터 재료가 가역적 상 전이를 겪는 온도 범위에서의 겉보기 저항 간의 단조로운 관계식은 서셉터(160)의 온도의 결정 및 제어를 가능하게 하고, 이에 따라 에어로졸 형성 기재(110)의 온도의 결정 및 제어를 가능하게 한다.
제어기(330)는 전력 공급 파라미터에 기초하여 가열 배열(320)에 제공된 전력의 공급을 조절한다. 가열 장치(320)는 DC 전류(IDC)를 측정하기 위한 전류 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 가열 장치는 DC 공급 전압(VDC)을 측정하기 위한 전압 센서(미도시)를 선택적으로 포함할 수 있다. 전류 센서 및 전압 센서는 DC/AC 변환기(340)의 입력측에 위치한다. DC 전류(IDC) 및 선택적으로 DC 공급 전압(VDC)은 피드백 채널에 의해 제어기(330)로 제공되어, AC 전력(PAC)이 인덕터(240)에 추가로 공급되는 것을 제어한다.
제어기(330)는, 서셉터(160)의 목표 작동 온도에 대응하는 목표 값에서 측정된 전력 공급 파라미터를 유지함으로써 서셉터(160)의 온도를 제어할 수 있다. 제어기(330)는, 예를 들어 비례-적분-미분 제어 루프를 사용함으로써, 측정된 전력 공급 파라미터를 목표 값에서 유지하기 위해 임의의 적절한 제어 루프를 사용할 수 있다.
또한, 제어기(330)는 측정된 전도도 또는 전류 값을 미리 결정된 임계 전도도 값 미만으로 유지하거나 측정된 저항 값을 미리 결정된 임계 저항 값 위로 유지함으로써 서셉터(160)의 온도를 미리 결정된 임계 온도 미만으로 유지할 수 있다. 미리 결정된 임계 온도는 에어로졸 형성 기재의 과열을 방지하도록 선택된다. 측정된 전력 공급 파라미터가 서셉터의 온도가 미리 결정된 임계 온도 초과임을 나타내는 경우, 제어기(330)는 안전 모드로 진입하도록 프로그래밍된다. 안전 모드에서, 제어기(330)는 사용자에게 과열 경고를 (시각적으로 및 추가적으로 또는 대안적으로 청각적으로) 제공하는 경보를 발생시키는 것, 에어로졸 발생 장치를 스위치 오프하는 것, 및 에어로졸 발생 장치가 미리 정의된 기간 동안 추가 사용을 방지하는 것과 같은 하나 이상의 동작을 수행하도록 구성되어 있다.
서셉터(160)의 겉보기 저항(또는 겉보기 전도도)과 서셉터(160)의 온도 사이의 엄격하게 단조로운 관계식의 장점을 취하기 위해, 에어로졸을 생성하기 위한 사용자 작동 중에, DC/AC 변환기(340)의 입력 측에서 측정된 전력 공급 파라미터는, 제1 교정 온도에 대응하는 제1 교정 값과 제2 교정 온도에 대응하는 제2 교정 값 사이에서 유지된다. 제2 교정 온도는 제2 서셉터 재료의 퀴리 온도(도 6의 전류 플롯의 힐)이다. 제1 교정 온도는, 제2 서셉터 재료의 표피 깊이가 증가하기 시작하여 저항의 일시적인 저하를 초래하는(도 6에서 현재 플롯에서의 밸리) 서셉터의 온도 이상인 온도이다. 따라서, 제1 교정 온도는 제2 서셉터 재료의 최대 투과성에서의 온도 이상이다. 제1 교정 온도는 제2 교정 온도보다 적어도 50℃ 더 낮다. 적어도 제2 교정 값은 이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 서셉터(160)의 교정에 의해 결정될 수 있다. 제1 교정 값 및 제2 교정 값은 제어기(330)의 메모리에 교정 값으로서 저장될 수 있다.
전력 공급 파라미터가 온도에 다항식 의존성을 가지기 때문에, 전력 공급 파라미터는 온도의 함수로서 비선형 방식으로 거동할 것이다. 그러나, 제1 및 제2 교정 값은, 제1 및 제2 교정 값의 차이가 작고 제1 및 제2 교정 값이 작동 온도 범위의 상부에 있기 때문에 이러한 의존성이 제1 교정 값과 제2 교정 값 사이에서 선형인 것으로 근사화될 수 있도록 선택된다. 따라서, 온도를 목표 작동 온도로 조정하기 위해, 전력 공급 파라미터는 선형 방정식을 통해 제1 교정 값 및 제2 교정 값에 따라 조절된다.
예를 들어, 제1 및 제2 교정 값이 전도도 값인 경우, 목표 작동 온도에 대응하는 목표 전도도 값은 다음 식에 의해 주어질 수 있다:
여기서, 은 제1 전도도 값과 제2 전도도 값의 차이이고, 은 의 백분율이다.
제어기(330)는, DC/AC 변환기(340)의 스위칭 트랜지스터(410)의 듀티 사이클을 조정함으로써, 가열 장치(320)에 대한 전력 공급을 제어할 수 있다. 예를 들어, 가열 동안, DC/AC 변환기(340)는 서셉터(160)를 가열하는 교류를 연속적으로 발생시키고, 동시에, DC 전류(IDC) 및 선택적으로 DC 공급 전압(VDC)은 바람직하게는 100밀리초 주기로 밀리초마다 측정될 수 있다.
예를 들어, 서셉터 온도를 조정하기 위해 전도도 또는 전류가 제어기(330)에 의해 모니터링되면, 서셉터 온도를 조정하기 위해 전도도 또는 전류가 목표 작동 온도에 대응하는 값에 도달하거나 이를 초과할 경우, 스위칭 트랜지스터(410)의 듀티 사이클은 감소된다. 저항이 서셉터 온도를 조정하기 위해 제어기(330)에 의해 모니터링되면, 저항이 목표 작동 온도에 대응하는 값에 도달하거나 그 미만인 경우, 스위칭 트랜지스터(410)의 듀티 사이클은 감소된다. 예를 들어, 스위칭 트랜지스터(410)의 듀티 사이클은 약 10%까지 감소될 수 있다. 즉, 스위칭 트랜지스터(410)는, 1밀리초의 지속시간 동안 10밀리초마다 펄스를 생성하는 모드로 스위칭될 수 있다. 스위칭 트랜지스터(410)의 이러한 1밀리초의 온-상태(전도 상태) 동안, DC 공급 전압(VDC)과 DC 전류(IDC)의 값이 측정되고, 전도도가 결정된다. 서셉터(160)의 온도가 목표 작동 온도 미만임을 나타내기 위해 전도도가 감소(또는 저항이 증가)함에 따라, 트랜지스터(410)의 게이트는, 시스템에 대해 선택된 구동 주파수에서 펄스 트레인을 다시 공급받는다.
전력은, 전류의 연속 펄스 시리즈 형태로 인덕터(240)에 제어기(330)에 의해 공급될 수 있다. 특히, 전력은 펄스 시리즈로 인덕터(240)에 공급될 수 있으며, 각각은 시간 간격만큼 분리된다. 연속적인 펄스 시리즈는 두 개 이상의 가열 펄스, 및 연소적인 가열 펄스 사이에 하나 이상의 프로빙 펄스를 포함한다. 가열 펄스는, 예컨대 서셉터(160)를 가열하기 위한 세기를 갖는다. 프로빙 펄스는, 서셉터(160)를 가열하지 않고 오히려 전력 공급 파라미터에 대한 피드백을 얻은 다음 서셉터 온도의 전개(감소)에 대한 피드백을 얻기 위한 강도를 갖는 분리된 전력 펄스이다. 제어기(330)는, DC 전력 공급부가 인덕터(240)로 공급하는 전력의 연속적 가열 펄스 사이의 시간 간격 지속시간을 제어함으로써, 전력을 제어할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어기(330)는 DC 전력 공급부에 의해 인덕터(240)로 공급되는 전력의 연속적 가열 펄스 각각의 길이(즉, 지속시간)를 제어함으로써, 전력을 제어할 수 있다.
제어기(330)는, 전력 공급 파라미터가 서셉터(160)의 공지된 온도에서 측정되는 교정 값을 획득하기 위해, 교정 프로세스를 수행하도록 프로그래밍된다. 서셉터의 공지된 온도는 제1 교정 값에 대응하는 제1 교정 온도, 및 제2 교정 값에 대응하는 제2 교정 온도일 수 있다. 교정 프로세스는 사용자가 에어로졸 발생 장치(200)를 작동할 때마다 수행될 수 있다. 예를 들어, 제어기(330)는 사용자가 에어로졸 발생 장치를 스위치 온할 때 교정 프로세스를 수행하기 위한 교정 모드로 진입하도록 구성될 수 있다. 제어기(330)는 사용자가 에어로졸 발생 물품(100)을 에어로졸 발생 장치(200) 내에 삽입할 때마다 교정 모드로 진입하도록 프로그래밍될 수 있다. 따라서, 교정 프로세스는 에어로졸 발생 장치의 제1 가열 단계 동안, 에어로졸 발생을 위한 에어로졸 발생 장치(200)의 사용자 작동 전에 수행된다.
교정 프로세스 동안, 제어기(330)는 서셉터(160)를 가열하기 위해 DC/AC 변환기(340)를 제어하여 전력을 인덕터(240)에 연속적으로 또는 계속 공급한다. 제어기(330)는, 전력 공급부에 의해 도출된 전류(IDC) 및, 선택적으로 전력 공급 전압(VDC)을 측정함으로써 전력 공급 파라미터를 모니터링한다. 도 6과 관련하여 전술한 바와 같이, 서셉터(160)가 가열됨에 따라, 측정된 전류는 제1 전환점에 도달하고 전류가 증가하기 시작할 때까지 감소한다. 이러한 제1 전환점은 국부 최소 전도도 또는 전류 값(국부 최대 저항 값)에 대응한다. 제어기(330)는 제1 전환점에서의 전력 공급 파라미터를 제1 교정 값으로서 기록할 수 있다.
전도도 또는 저항 값은 측정된 전류(IDC) 및 측정된 전압(VDC)에 기초하여 결정될 수 있다. 대안적으로, 전력 공급원(310)의 알려진 특성인 전력 공급 전압(VDC)이 대략 일정하다고 가정할 수 있다. 제1 교정 값에서 서셉터(160)의 온도는, 제1 교정 온도로서 지칭된다. 바람직하게는, 제1 교정 온도는 150℃ 내지 350℃이다. 보다 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재(110)가 담배를 포함하는 경우, 제1 교정 온도는 320℃이다. 제1 교정 온도는 제2 교정 온도보다 적어도 50℃ 더 낮다.
제어기(330)가 DC/AC 변환기(340)에 의해 인덕터(240)에 제공되는 전력을 계속 제어함에 따라, 제어기(330)는 제2 전환점에 도달할 때까지 전력 공급 파라미터를 계속 모니터링한다. 제2 전환점은 측정된 전류가 감소하기 시작하기 전에 (제2 서셉터 재료의 퀴리 온도에 대응하는) 최대 전류에 대응한다. 이러한 전환점은 국부 최대 전도도 또는 전류 값(국부 최소 저항 값)에 대응한다. 제어기(330)는 제2 전환점에서의 전력 공급 파라미터 값을 제2 교정 값으로서 기록한다. 제2 교정 값에서 서셉터(160)의 온도는, 제2 교정 온도로서 지칭된다. 바람직하게는, 제2 교정 온도는 200℃ 내지 400℃이다. 최대치가 감지될 때, 제어기(330)는 DC/AC 변환기(340)를 제어하여 인덕터(240)에 대한 전력 공급을 차단하여, 서셉터(160) 온도의 감소 및 이에 대응하는 측정된 전류의 감소를 초래한다.
그래프의 형상에 기인해, 제1 교정 값 및 제2 교정 값을 획득하기 위해 서셉터(160)를 연속적으로 가열하는 이러한 프로세스는, 교정 모드 동안 적어도 한 번 반복될 수 있다. 인덕터(240)에 대한 전력 제공을 차단한 후, 제어기(330)는 제3 전환점이 관찰될 때까지 전력 공급 파라미터를 계속 모니터링한다. 제3 전환점은 제2 최소 전도도 또는 전류 값(제2 최대 저항 값)에 대응한다. 제3 전환점이 검출될 때, 제어기(330)는 DC/AC 변환기(340)를 제어하여 모니터링된 전력 공급 파라미터 내의 제4 전환점이 관찰될 때까지 인덕터(240)에 전력을 연속적으로 제공한다. 제4 전환점은 제2 최대 전도도 또는 전류 값(제2 최소 저항 값)에 대응한다. 제어기(330)는 제3 전환점에서 제1 교정 값으로 측정된 전력 공급 파라미터 값 및 제4 전환점에서 제2 교정 값으로 측정된 전력 공급 파라미터 값을 저장한다. 최소 및 최대 측정 전류에 대응하는 전환점의 측정 반복은, 에어로졸을 생성하기 위해 장치를 사용자가 작동하는 동안 후속 온도 조절을 상당히 개선한다. 바람직하게는, 제어기(330)는 제2 최대치 및 제2 최소치로부터 얻어진 전력 공급 파라미터 값에 기초하여 전력을 조절하며, 이는, 열이 에어로졸 형성 기재(110) 및 서셉터(160) 내에 분포하는 데 더 많은 시간을 가질 것이기 때문에 더욱 신뢰성이 높다.
제1 가열 단계 동안, 교정 프로세스의 신뢰성을 더욱 개선하기 위해, 제어기(310)는, 교정 프로세스 전에 예열 프로세스를 수행하도록 선택적으로 프로그래밍될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 기재(110)가 특히 건조하거나 유사한 조건인 경우, 교정은, 열이 에어로졸 형성 기재(110) 내에서 확산되어 교정 값의 신뢰성을 감소시키기 전에 수행될 수 있다. 에어로졸 형성 기재(110)가 습한 경우, 서셉터(160)는 (기재(110) 내의 수분 함량으로 인해) 밸리 온도에 도달하는 데 더 많은 시간이 소요된다.
예열 프로세스를 수행하기 위해, 제어기(330)는 인덕터(240)에 전력을 연속적으로 제공하도록 구성되어 있다. 도 6과 관련하여 전술한 바와 같이, 측정된 전류는 최소 측정된 전류에 대응하는 전환점에 도달할 때까지 서셉터(160) 온도가 증가함에 따라 감소하기 시작한다. 이 단계에서, 제어기(330)는, 서셉터(160)가 계속 가열되기 전에 냉각될 수 있도록, 소정의 기간 동안 대기하도록 구성되어 있다. 따라서, 제어기(330)는 DC/AC 변환기(340)를 제어하여 인덕터(240)에 대한 전력 공급을 차단한다. 소정의 기간 이후, 제어기(330)는 DC/AC 변환기(340)를 제어하여 최소 측정된 전류에 대응하는 전환점에 다시 도달할 때까지 전력을 제공한다. 이 지점에서, 제어기는 DC/AC 변환기(340)를 제어하여 인덕터(240)에 대한 전력 공급을 다시 차단한다. 제어기(330)는 가열을 계속하기 전에 서셉터(160)가 냉각될 수 있도록 동일한 소정의 시간 동안 다시 대기한다. 서셉터(160)의 이러한 가열 및 냉각은 예열 프로세스의 소정의 지속시간 동안 반복된다. 예열 프로세스의 소정의 지속시간은 바람직하게는 11초이다. 예열 프로세스 다음 교정 프로세스의 소정의 결합 지속시간은 바람직하게는 20초이다.
에어로졸 형성 기재(110)가 건조하면, 예열 프로세스의 제1 전류 최소치는 소정의 기간 내에 도달되고 전력의 중단은 소정의 기간의 종료 때까지 반복될 것이다. 에어로졸 형성 기재(110)가 습하면, 예열 프로세스의 제1 전류 최소치는 소정의 기간의 종료를 향해 도달할 것이다. 따라서, 소정의 지속시간 동안 예열 프로세스를 수행하는 것은, 기재(110)의 물리적 상태가 무엇이든, 연속적인 전력을 공급할 준비가 되고 제1 최대치에 도달하기 위해, 기재(110)가 최소 작동 온도에 도달하기에 시간이 충분함을 보장한다. 이는, 가능한 한 빨리 교정을 허용하지만, 여전히 기판(110)이 미리 밸리에 도달하지 않았을 위험을 없앤다.
또한, 에어로졸 발생 물품(100)은, 전류가 예열 프로세스의 소정의 지속시간 내에 항상 최소치에 도달하도록, 구성될 수 있다. 전류가 예열 프로세스의 소정의 지속시간 내에 최소치에 도달하지 않는 경우, 이는, 에어로졸 형성 기재(110)를 포함한 에어로졸 발생 물품(100)이 에어로졸 발생 장치(200)와 함께 사용하기에 적합하지 않음을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 물품(100)은, 에어로졸 발생 장치(200)와 함께 사용하도록 의도된 에어로졸 형성 기재(100)와 상이하거나 더 낮은 품질의 에어로졸 형성 기재(110)를 포함할 수 있다. 다른 예시로서, 에어로졸 발생 물품(100)은, 예를 들어 에어로졸 발생 물품(100) 및 에어로졸 발생 장치(200)가 상이한 제조업체에 의해 제조되는 경우, 가열 장치(320)와 함께 사용하도록 구성되지 않을 수 있다. 따라서, 제어기(330)는, 에어로졸 발생 장치(200)의 작동을 중지하기 위한 제어 신호를 발생시키도록 구성되어 있다.
전술된 바와 같이, 교정 프로세스의 제1 스테이지로서, 예열 프로세스는 사용자 입력, 예를 들어 에어로졸 발생 장치(200)의 사용자 활성화를 수신하는 것에 응답하여 수행될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어기(330)는 에어로졸 발생 장치(200) 내의 에어로졸 발생 물품(100)의 존재를 감지하도록 구성될 수 있고, 예열 프로세스는, 에어로졸 발생 장치(200)의 공동(220) 내의 에어로졸 발생 물품(100)의 존재를 감지하는 것에 응답하여 수행될 수 있다.
에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 발생 장치(200)의 사용자 작동 동안(제2 가열 단계로서 지칭됨), 도 6에 도시된 힐 및 밸리에서의 겉보기 전도도(겉보기 저항) 값은 시간이 지남에 따라 드리프트한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이는, 서셉터의 겉보기 저항이 인덕터(L2)의 옴 저항(R코일)과 서셉터(160)의 옴 저항(R부하)의 합이기 때문이다. 따라서, 장치(200)의 작동 중에 인덕터(L2)의 온도에 대한 임의의 변화는 겉보기 저항에 영향을 미칠 것이다. 따라서, 제1 가열 단계에서 교정 프로세스 동안 측정된 교정 값은 에어로졸 발생 장치(200)의 작동 동안 드리프트할 것이다.
에어로졸 발생 장치(200)가 에어로졸을 발생시키는 정상 작동 동안, 제어기(330)는 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 가열 모드에서 작동될 것이다. 제어기(330)는, 가열 모드로부터, 에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 발생 장치(200)의 사용자 작동 동안 미리 정의된 간격으로 교정 프로세스의 적어도 일부의 추가 반복을 수행하기 위한 재교정 모드로 진입하도록 프로그래밍될 수 있다. 미리 정의된 간격은 미리 정의된 시간 간격 또는 미리 결정된 퍼프 수일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어기(330)는 퍼프 완료의 검출에 응답하여 교정 프로세스의 적어도 일부를 반복하기 위한 재교정 모드로 진입하도록 프로그래밍될 수 있다. 교정 프로세스는 수행하는 데 200밀리초 내지 2초가 걸릴 수 있다.
교정 프로세스의 적어도 일부의 추가 반복을 수행하는 단계는, (도 6에서 힐 및 밸리로서 예시된) 전환점 모두에서 교정 값 모두를 재측정하는 단계 또는 전환점 중 하나에서, 예를 들어 전류 또는 전도도의 국부 최대(국부 최소 저항)에서 교정 값만을 재측정하는 단계를 포함할 수 있다.
교정 프로세스의 추가 반복을 수행하기 위해(즉, 재교정을 수행하기 위해), 제어기(330)는 전력 공급부에 의해 도출된 전류(IDC) 및 선택적으로 전력 공급부 전압(VDC)을 측정함으로써 서셉터(160)와 연관된 전력 공급원 파라미터를 모니터링한다. 에어로졸 발생 장치의 최소 작동 온도가 제1 교정 온도보다 높기 때문에, 서셉터(160)가 교정 프로세스의 추가 반복 동안 가열됨에 따라, 측정된 전류(IDC)는 전환점에 도달하고 전류(IDC)가 감소하기 시작할 때까지 증가한다. 이러한 전환점은 국부 최대 전도도 또는 전류 값(국부 최소 저항 값)으로서 관찰된, 서셉터(160)의 가역적 상 전이의 종료점에 대응한다. 제어기(330)는 전환점에서의 전력 공급원 파라미터 값을 재측정된 제2 교정 값으로서 기록한다.
일단 제1 전환점에 도달하면, 제어기(330)는 DC/AC 변환기(340)를 제어하여 서셉터(160)가 냉각 가능하게 하기 위해 인덕터(240)에 제공되는 전력을 감소시킨다. 예를 들어, 제어기(330)는 DC/AC 변환기(340)의 듀티 사이클을 10%까지 감소시킬 수 있다. 제어기(330)는 서셉터(160)가 각각의 목표 작동 온도에 도달할 때까지 인덕터(240)에 제공되는 전력을 감소시킬 수 있으며, 이 때 제어기(300)는 가열 모드에서 정상 작동을 재개한다.
대안적으로, 제어기(330)는 다른 전환점이 관찰될 때까지 인덕터(240)에 제공된 전력을 계속 감소시킬 수 있다. 이러한 다른 전환점은 국부 최소 전도도 또는 전류 값(국부 최대 저항 값)으로서 관찰된, 서셉터의 가역적 상 전이의 종료점에 대응한다. 제어기(330)는 다른 전환점에서의 전력 공급원 파라미터 값을 재측정된 제1 교정 값으로서 기록한다. 교정 프로세스와 관련하여 전술한 바와 같이, 제1 교정 값 및 제2 교정 값을 측정하는 프로세스는 교정 프로세스의 각각의 추가 반복 동안 적어도 한 번 반복될 수 있다.
도 7은, 서셉터(160)의 가열 프로파일을 보여주는 시간에 대한 전도도의 그래프이다. 그래프는 두 개의 연속적인 가열 단계, 즉 전술한 예열 프로세스(710A) 및 교정 프로세스(710B)를 포함한 제1 가열 단계(710), 및 에어로졸을 생성하기 위해 에어로졸 발생 장치(200)의 사용자 작동에 대응하는 제2 가열 단계(720)를 나타낸다. 전술한 바와 같이, 제1 가열 단계(710) 동안, 제어기(330)는 교정 모드에서 작동한다. 일단 교정이 완료되면, 제어기는 가열 모드로 진입하고, 제2 가열 단계(720) 동안 주기적으로 재교정 모드로 스위칭할 수 있다. 도 7은 축척에 비례하지 않음을 이해해야 한다. 구체적으로, 제1 가열 단계(710)은 제2 가열 단계(720)보다 짧은 지속 시간을 갖는다. 예를 들어, 제1 가열 단계(710)은 5초 내지 30초, 바람직하게는 10초 내지 20초의 지속 시간을 가질 수 있다. 제2 가열 단계(720)은 140 내지 340초의 지속 시간을 가질 수 있다.
또한, 도 7은 시간에 대한 전도도의 그래프로서 나타나 있지만, 제어기(330)는, 전술한 바와 같이 측정된 저항 또는 전류에 기초하여 제1 가열 단계(710) 및 제2 가열 단계(720) 동안 서셉터(160)의 가열을 제어하도록 구성될 수 있음을 이해해야 한다. 실제로, 제1 가열 단계(710) 및 제2 가열 단계(720) 동안 서셉터의 가열을 제어하는 기술이 서셉터와 연관된 결정된 전도도 값 또는 결정된 저항 값에 기초하여 전술되었지만, 전술한 기술은 DC/AC 변환기(340)의 입력에서 측정된 전류 값에 기초하여 수행될 수 있음을 이해해야 한다.
도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 제2 가열 단계(720)는, 서셉터(160)의 제1 작동 온도로부터 서셉터(160)의 제2 작동 온도까지의 복수의 온도 단계에 대응하는 복수의 전도 단계를 포함한다. 서셉터의 제1 작동 온도는, 에어로졸 형성 기재(110)가 에어로졸을 형성하여 각각의 온도 단계 동안 에어로졸이 형성되는 온도이다. 바람직하게는, 서셉터의 제1 작동 온도는, 사용자가 흡입할 경우 만족스러운 경험을 하기에 충분한 부피와 양으로 에어로졸 형성 기재가 에어로졸을 형성하는, 최소 온도이다. 서셉터의 제2 작동 온도는, 사용자가 에어로졸을 흡입하기 위해 에어로졸 형성 기재가 가열되는 것이 바람직한 최대 온도에서의 온도이다.
서셉터(160)의 제1 작동 온도는, 제1 교정 값(도 6에 나타낸 전류 플롯의 밸리)에 대응하는, 서셉터(160)의 제1 교정 온도 이상이다. 제1 작동 온도는 약 150℃내지 약 330℃일 수 있다. 서셉터(160)의 제2 작동 온도는, 제2 서셉터 재료의 퀴리 온도에서 제2 교정 값(도 6에 나타낸 전류 플롯의 힐)에 대응하는, 서셉터(160)의 제2 교정 온도 이하이다. 제2 작동 온도는 약 200℃내지 약 400℃일 수 있다. 제1 작동 온도 및 제2 작동 온도의 차이는 적어도 약 50℃이다.
도 7에 나타낸 온도 단계의 수는 예시적인 것이며, 제2 가열 단계(720)는 적어도 세 개의 연속 온도 단계, 바람직하게는 둘 내지 열넷의 온도 단계, 가장 바람직하게는 셋 내지 여덟의 온도 단계를 포함하는 것을 이해해야 한다. 각각의 온도 단계는 소정의 지속시간을 가질 수 있다. 바람직하게는, 제1 온도 단계의 지속시간은 후속 온도 단계의 지속시간보다 더 길다. 각각의 온도 단계의 지속시간은 바람직하게는 10초 초과, 바람직하게는 30초 내지 200초, 보다 바람직하게는 40초 내지 160초이다. 각각의 온도 단계의 지속시간은 소정의 사용자 퍼프 수에 대응할 수 있다. 바람직하게는, 제1 온도 단계는 네 번 사용자 퍼프에 대응하고, 각각의 후속 온도 단계는 한 번 사용자 퍼프에 대응한다.
각각의 온도 단계의 지속시간 동안, 서셉터(160)의 온도는 각각의 온도 단계에 대응하는 목표 작동 온도에서 유지된다. 따라서, 각각의 온도 단계의 지속시간 동안, 제어기(330)는, 측정된 전력 공급원 파라미터가 각각의 온도 단계의 목표 작동 온도에 대응하는 목표 값에서 유지되도록 가열 배열(320)의 전력 제공을 제어하고, 여기서 목표 값은 전술된 바와 같이 제1 교정 값 및 제2 교정 값을 참조하여 결정된다.
일례로, 제2 가열 단계(720)는 다섯 개의 온도 단계: 160초의 지속 시간 및 의 목표 전도도 값을 갖는 제1 온도 단계(720a), 40초의 지속 시간 및 의 목표 전도도 값을 갖는 제2 온도 단계(720b), 40초의 지속 시간 및 의 목표 전도도 값을 갖는 제3 온도 단계(720c), 40초의 지속시간 및 의 목표 전도도 값을 갖는 제4 온도 단계(720d) 및 85초의 지속시간 및 의 목표 전도도 값을 갖는 제5 온도 단계(720e)를 포함할 수 있다. 이들 온도 단계는 330℃, 340℃, 345℃, 355℃ 및 380℃의 온도에 대응할 수 있다.
따라서, 에어로졸을 발생시키기 위한 서셉터(160)의 작동 온도의 제어는 교정 프로세스 동안 측정된 (제1 교정 온도에 대응하는)제1 교정 값 및 (제2 교정 온도에 대응하는)제2 교정 값에 의존한다. 그러나, 제2 가열 단계(720)의 지속 기간에 걸쳐 서셉터의 겉보기 전도도의 변동은, 동일한 서셉터 온도에 대해, 겉보기 전도도의 값이 제2 가열 단계(720)의 지속 기간에 걸쳐 감소한다는 것을 의미한다. 따라서, 서셉터 온도를 정확하게 제어할 수 있을 뿐만 아니라 에어로졸 형성 기재(110)의 과열을 방지할 수 있도록, 제어기(330)는 제2 가열 단계(720) 동안 교정 프로세스의 적어도 일부를 반복하기 위해 재교정 모드로 주기적으로 진입하도록 프로그래밍되어 있다. 예를 들어, 교정 프로세스의 적어도 일부는 15초 내지 2분마다 반복된다. 바람직하게는, 교정 프로세스의 적어도 일부는 30초마다 반복된다. 이는 도 8에 도시되어 있으며, 이는 각각의 온도 단계 동안 재교정을 포함하여, 제2 가열 단계(720)을 보다 상세하게 보여주고 있다. 다시, 도 8은 예시를 위한 것이며 축척대로 도시되지 않는다.
전술한 바와 같이, 적어도 제2 교정 값은 교정 프로세스의 추가 반복 동안 재측정되고, 도 8에 도시된 바와 같이 선택적으로, 제1 교정 값은 교정 프로세스의 추가 반복 동안 재측정된다. 각 온도 단계에 대응하는 목표 전력 공급원 파라미터 값은 제어기(330)의 메모리에 저장될 수 있고 교정 프로세스의 각 반복 후에 업데이트될 수 있다. 제어기(330)는 재측정된 교정 값 중 적어도 하나에 기초하여, 즉 적어도 재측정된 제2 교정 값에 기초하여 각각의 온도 단계에 대한 목표 전력 공급원 파라미터 값을 조정할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어기(330)는 재측정된 제1 교정 값에 기초하여 각각의 온도 단계에 대한 목표 전력 공급원 파라미터 값을 조정할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어기(330)는 제1 가열 단계(710) 동안 측정된 하나 이상의 교정 값과 제2 가열 단계(720) 동안 교정 프로세스의 적어도 하나의 추가 반복 동안 측정된 하나 이상의 교정 값의 조합에 기초하여 각각의 온도 단계에 대한 목표 전력 공급원 파라미터 값을 조정할 수 있다.
따라서, 상기 예에서, 제1 온도 단계(720a)에 대해, 목표 전도도는 가열 모드의 시작 시 적어도 초기에, 제1 가열 단계(710)의 교정 프로세스(710B) 동안 얻어진 교정 값 및 에 기초될 것이다. 제어기(330)가 30초마다 교정 프로세스를 반복하도록 프로그래밍되어 있다고 가정하면, 교정 프로세스는 30초, 60초, 90초, 120초 및 150초 후에, 제1 온도 단계 동안 5회 반복될 것이다. 교정 프로세스는 180초(제2 온도 단계의 시작 후 20초) 후에 제2 온도 단계(720b) 동안 1회 반복될 것이다. 교정 프로세스는 210초(제3 온도 단계의 시작 후 10초) 후에 및 240초에서 제3 온도 단계(720c)의 종료 시 제3 온도 단계(720c) 동안 1회 반복될 것이다. 교정 프로세스는 280초(제3 온도 단계의 시작 후 30초) 후에 제4 온도 단계(720d) 동안 1회 반복될 것이다. 교정 프로세스는 320초(제5 온도 단계의 시작 후 20초) 후에 및 350초(제5 온도 단계의 시작 후 50초) 후에 제5 온도 단계(720e) 동안 2회 반복될 것이다. 교정 프로세스의 각각의 추가 반복 후, 제어기(330)는 교정 프로세스의 가장 늦은 추가 반복으로부터 생성된 교정 값 중 적어도 하나에 적어도 부분적으로 기초하여 을 조정할 것이다. 예를 들어, 각각의 재교정 후의 목표 전도도는, 각각의 재교정 프로세스 동안 얻어진 적어도 부분적으로 재측정된 교정 값 및 에 기초하여 또는 각각의 재교정 프로세스 동안 얻어진 교정 값 및 재측정 값에 기초하여 조정되고, 여기서 =제2 가열 단계(720)의 시작 시간 + 30초.
제2 가열 단계(720) 동안, 사용자는 에어로졸 발생 장치에 의해 발생된 에어로졸을 자신의 신체 내로 흡인할 것이다. 즉, 사용자는 에어로졸 발생 장치(200) 내에 부분적으로 수용된 에어로졸 발생 물품의 마우스피스(140)를 퍼핑할 것이다. 사용자가 퍼핑할 때, 차가운 공기가 에어로졸 발생 장치(200) 내로 그리고 에어로졸 발생 물품(100)을 통해 흡인되어, 서셉터(160)를 냉각시킨다. 따라서, 재교정이 퍼프 동안 수행되는 경우, 서셉터(160)의 일시적인 냉각은 교정 값 사이의 차이를 일시적으로 감소시키는(예를 들어, 의 값을 감소시키는) 효과를 갖는다. 즉, 도 6을 다시 참조하면, 퍼프의 지속 시간 동안 힐에서의 전류 값의 일시적인 감소 및 밸리에서의 전류 값의 일시적인 증가가 있다. 따라서, 사용자 퍼프 동안 측정된 교정 값은 정확하지 않을 것이다. 특히, 퍼프 동안 수득된 교정 값이 서셉터(160)의 온도를 제어하는 데 사용되었다면, 원하지 않는 에어로졸 성분의 결과적인 방출로 서셉터(160)를 과열시킬 위험이 있을 것이다. 따라서, 제어기(330)는 재교정이 퍼프와 중첩되지 않도록 프로그래밍되어 있다.
유도 가열 장치는 핸드헬드 유도 가열 장치일 수 있다. 유도 가열 장치는 유도 가열 장치에 포함된 전자 구성 요소의 수 또는 크기에 대해 제한될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 유도 가열 장치에 포함된 구성 요소는 처리 전력 또는 메모리에 대해 제한될 수 있다.
유도 가열 장치 또는 유도 가열 장치와 연관된 제어기는 전도도 값을 획득하고 이들 전도도 값을 처리하여 유도 가열 장치를 교정하도록 구성될 수 있다. 전도도 값과 서셉터의 온도 사이의 관계는 적어도 하나의 지점에 대해 공지될 수 있다. 예를 들어, 평탄화 특징 및 전도도 값의 교정 곡선의 힐 포인트 값 중 적어도 하나에 대한 온도가 공지될 수 있다. 따라서, 교정된 유도 가열 장치는 서셉터의 퀴리 온도를 초과하는 것을 피할 수 있다. 퀴리 온도는 서셉터가 그의 영구 자기 특성을 상실하는 온도일 수 있다.
교정은 S-곡선으로 지칭될 수 있는 교정 곡선의 밸리 포인트, 및 교정 곡선의 힐 포인트 및 평탄화 특징 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 교정 곡선은 최소치, 변곡점, 및 최대치 및 평탄화 특징 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
교정 곡선의 제1 특징점은 교정 곡선의 최소치일 수 있으며, 그 다음 변곡점 및 교정 곡선의 최대치 및 평탄화 특징 중 적어도 하나가 뒤따른다. 최대치는 유도 가열 장치에 공급되는 전력이 과열을 피하기 위해 점진적으로 감소되는 힐 포인트에 대응할 수 있다. 본 출원에서 밸리 또는 밸리 포인트으로도 지칭될 최소치의 검출은 당업계에 공지된 상이한 방법에 의해 수행될 수 있다. 그러나, 교정 곡선의 최대치 또는 평탄화 특징을 결정하는 것이 어려울 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 및 제2 교정 값은 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 결정된 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
따라서, 빠르고 효율적인 방식으로 교정 곡선의 최대치 또는 평탄화 특징을 신뢰성 있게 결정하기 위한 개선된 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 유도 가열 장치의 작은 처리 전력의 관점에서, 수학적 작동을 가능한 한 단순하게 유지하는 것이 바람직할 것이다. 추가적으로, 과열을 검출하거나 200ms 미만 내에 교정 곡선의 최대치 또는 평탄화 특징을 결정하는 것이 바람직할 것이다.
교정은 교정 곡선 및 재교정 곡선을 포함하는 2가지 유형의 곡선 중 하나를 지칭할 수 있다. 교정 곡선은 잘 정의된 밸리로 시작될 수 있고, 그런 다음 교정 곡선의 평탄화 특징에 도달하기 전에 1초 내지 수초의 지속 시간 동안 점진적으로 증가할 수 있다. 재교정 곡선은 증가하기 전에 밸리를 포함하지 않을 수 있고, 더 짧으며, 그들의 지속 시간은 교정 곡선의 평탄화 특징에 도달하기 전에 300ms만큼 짧을 수 있다.
도 8은 에어로졸 발생 시스템용 유도 가열 장치를 교정하기 위한 평탄화 특징 또는 힐 포인트를 결정하는 방법(800)을 보여주는 흐름도이다. 상기 방법은, 단계 810에서, 에어로졸 발생 시스템용 유도 가열 장치의 교정 값 시퀀스를 획득하는 단계를 포함한다. 교정 값 시퀀스는 교정 곡선과 연관되어 있다. 전술한 바와 같이, 제어기(330)는 방법(800)을 수행하도록 프로그래밍될 수 있다.
단계 820에서, 교정 값 시퀀스는 평활화되어 평활화된 교정 값 시퀀스를 획득한다. 교정 곡선(C)은 표준 편차(σ)의 (절반) 가우스 커널(G)로 컨볼루션하여 노이즈를 제거함으로써 평활화될 수 있다.
단계 830에서, 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수가 결정된다. 제1 도함수는 다음의 컨볼루션의 속성을 사용하여 결정될 수 있으며:
여기서, g는 의 표준 편차를 갖는 (대칭) 가우스 커널이다. σ는 중심 가우스 밀도의 표준 편차를 나타낼 수 있다. 은 2개의 함수 또는 이산 계열(discrete series)의 컨볼루션 곱(convolution product)을 나타낼 수 있다. 생성된 제1 도함수는 로 표시된다. 컨볼루션의 연관성을 사용하여, 제1 도함수는 다음에 의해 결정될 수 있다:
평활화된 교정 시퀀스의 제1 도함수는 밀리초마다 결정될 수 있다. 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수는 다음과 같이 결정될 수 있다:
평활화된 도함수의 결정:
결과: 전도도의 평활화된 도함수
입력: , 절단 스케일
출력: 에서 평활화된 값
1. 10-3의 단위로 , , ...,
2. 10-3의 단위로 , , ...,
3. 이 되게 한다
단계 840에서, 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수의 최대값이 추정된다.
변곡점 및 평탄화 특징을 포함하는 교정 곡선의 형상은 Z가 견고한 방식으로 검출될 수 있는 최대치를 갖는 것을 보장한다. 의 최대치는 시간 tmax에 있을 수 있고, Z(tmax)가 nmax 이전 단계의 평균보다 낮은 시간을 결정함으로써 추정될 수 있다. nmax는 최대치를 강력하게 검출하는 데 사용되는 다수의 시간 단계를 나타낼 수 있다.
단계 850에서, 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나는 제1 도함수의 추정된 최대값과 연관된 제1 임계값에 기초하여 결정된다. 예를 들어, 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나에 대한 검색은, (tp1 시점에) 최대치 후 Z(t)가 p1·Z(tmax) 미만으로 다시 감소하면 시작될 수 있다. p1은 Z(t)가 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나에 대한 검색을 시작해야 하는 Z(tmax)의 분율을 정의할 수 있다. 예를 들어, p1은 교정 곡선의 경우 0.1일 수 있고 재교정 곡선의 경우 0.2일 수 있다. 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나는 다음과 같이 결정될 수 있다:
평탄화 검출을 위한 Z(t) 검출의 최대치 및 시작 시간:
결과:
입력: , , ,
출력: ,
유도 가열 장치의 가열은, 유도 가열 장치가 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중
적어도 하나와 연관된 온도를 초과하여 가열되지 않도록, 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나를 결정하는 단계에 응답하여 정지될 수 있다. 제1 정지 기준은 시간(tstop)에서 달성될 수 있으며, 여기서 . pstop1은 Z(t)가 제1 정지 기준에 대한 것이어야 하는 Z(tmax)의 분율을 정의할 수 있다.
단계 860에서, 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수가 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수의 최대값 후에 재증가할 때, 유도 가열 장치에 의한 가열이 정지될 수 있다. 예를 들어, 제2 정지 기준은, nstop2 연속 단계의 80%가 견고한 기준을 사용하여 재증가하는지 여부를 확인함으로써 후에 Z(t)의 재증가 패턴이 검출될 때 달성될 수 있으며, 여기서 는 x에 대한 순서 n의 이동 평균(컨볼루션)이다. 는 x에 대한 순서 n의 이동 중앙값이다. nstop2는 제2 정지 기준에 대한 적용을 위한 평활화 커널 크기를 정의할 수 있다.
유도 가열 장치에 의한 가열의 정지의 결정은 다음과 같이 수행될 수 있다:
중단 기준:
결과: 중단 기준
입력:
출력: 중단 기준
단계 810 내지 860은 주기적으로 반복될 수 있다. 예를 들어, 단계 810 내지 860은 10ms마다 반복될 수 있다.
단계 870에서, 유도 가열 장치는 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 결정된 적어도 하나에 따라 작동된다. 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 결정된 적어도 하나에 따라 유도 가열 장치를 작동시키는 단계는, 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 결정된 적어도 하나에 기초하여 에어로졸 발생 시스템과 연관된 온도를 특정 온도 미만으로 유지하는 단계를 포함할 수 있다.
교정 곡선은 상이한 형상 및/또는 기울기를 가질 수 있다. 예를 들어, 교정 곡선의 기울기는 가열될 기재의 습도에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 상이한 교정 곡선에 대한 교정은 상이한 시간 동안 지속될 수 있으며, 이는 교정 곡선의 특징점을 검출하는 데 필요한 평활화 수준에 영향을 미칠 수 있다. 재교정은 교정보다 짧을 수 있다. 재교정 곡선은 교정 곡선에 비해 더 가파른 기울기를 가질 수 있다. 예를 들어, 재교정은 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나가 결정될 때까지 내에 수행될 수 있다.
이러한 곡선의 지속 시간의 예측은 시간 도함수를 입력으로서 사용하는 기계 학습에 의해 수행될 수 있다.
도함수(또는 이의 근사치)는 학습 특징부로서 기능할 수 있고, 곡선을 평활화하기 위해 를 사용하여 처음 38ms 동안 전도도로부터 직접 연산될 수 있다. 특징부는 다음과 같이 연산될 수 있다:
의 경우.
방법 800은 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나를 결정하는 데 사용되는 적어도 하나의 파라미터를 오토스케일링할 수 있다. 예를 들어, 단계 802에서, 교정 곡선의 유형은 교정 곡선을 분류함으로써 결정될 수 있다. 교정 곡선은 교정 곡선의 기울기에 기초하여 분류될 수 있다. 상기 유형은 재교정 및 교정 곡선 중 하나 및 재교정 및 교정 곡선 중 하나의 기울기와 연관될 수 있다. 교정 곡선의 유형은 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수의 추정 최대값과 연관된 제2 임계값에 기초하여 결정될 수 있다.
단계 804에서, 교정 곡선의 결정된 유형에 기초하여, 교정을 위한 적어도 하나의 파라미터가 선택될 수 있다. 적어도 하나의 파라미터는 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나를 결정하는 단계에 대한 제1 임계값을 지정하는 제1 파라미터, 교정 값 시퀀스의 평활화를 지정하는 제2 파라미터, 제1 도함수의 최대 값을 추정하는 단계에 사용된 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수의 연속 값의 수를 지정하는 제3 파라미터, 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나를 결정하는 단계에 사용된 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수의 연속 값의 수를 지정하는 및 제4 파라미터, 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수의 최대값 후에 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수의 재증가를 결정하는 단계에 사용된 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수의 값의 수를 지정하는 제5 파라미터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제2 임계값은 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수의 최대값의 분율을 정의할 수 있다.
재교정 곡선은 제1 도함수의 최대치의 대략적인 시간과 연관된 임계값에 기초하여 'short-R' 또는 'long-R'로 분류될 수 있다 도 9a는 테스트 재교정 곡선에 대해 학습될 수 있는 분류 트리를 도시한다. 분류 트리는 깊이 1 트리이다.
교정 곡선은 제1 도함수의 최대치의 대략적인 시간과 연관된 임계값에 기초하여 'short-C', 'medium-C' 또는 'long-C'로 분류될 수 있다. 도 9b는 테스트 교정 곡선에 대해 훈련될 수 있는 분류 트리를 도시한다. 분류 트리는 깊이 2 트리일 수 있다.
대안적으로, 재교정 및 교정 곡선은 교정 곡선의 기울기를 나타내는 임계 값에 기초하여 분류될 수 있다. 예를 들어, 밸리 포인트 후 특정 시간에 교정 곡선의 평균 값은 임계값과 비교될 수 있다.
예측 카테고리에 기초하여, 곡선이 교정인지 여부를 알면, 예측 카테고리는 미리 정의된 파라미터 세트를 선택하는 데 사용될 수 있다. 연산 시간을 감소시키기 위해, 는 2ms마다 연산될 수 있고(m = 1, 3, 5, 7, ..., 2n-1, ...), 은 짝수 단계에 대해 결정될 수 있다. 교정을 위한 파라미터는 다음과 같이 결정될 수 있다:
결과:
파라미터 세트:
1.
2. 을 얻는다
3. cRecalib = 0.04339134
4. cCalib1 = 0.6036762
5. cCalib2 = 0.05115039
6.
실험에서, 정지 시간에서의 전도도와 예상되는 최대 전도도 사이의 상대 및 절대 차이를 연산하였다. 검출된 최대값 대 전도도의 최대값의 상대 차이 및 는 교정 곡선에 대해 로서 연산되었고, 여기서 c=밸리가 존재하거나 또는 여기서 밸리은 존재하지 않는다.
재교정 곡선(1010)의 일례가 도 10에 도시되어 있다. 도 10은 또한 결정된 힐 포인트 값(1020) 및 포인트(1030)를 도시하고, 이는 제2 정지 기준을 충족한다.
본 설명 및 첨부된 청구범위의 목적을 위해, 달리 표시된 경우를 제외하고, 양, 수량, 백분율 등을 표현하는 모든 숫자는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 모든 범위는 개시된 최대 및 최소 지점을 포함하고, 본원에서 구체적으로 열거될 수 있거나 열거되지 않을 수 있는 임의의 중간 범위를 그 안에 포함한다. 따라서, 이러한 맥락에서, 숫자 A는 숫자 A가 수정하는 특성의 측정을 위한 일반적인 표준 오차 내에 있는 수치 값을 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 첨부된 청구범위에 사용된 일부 예에서, A가 벗어나는 양이 청구된 발명의 기본 및 신규한 특징(들)에 실질적으로 영향을 미치지 않는 한, 숫자 A는 상기 열거된 백분율만큼 벗어날 수 있다. 또한, 모든 범위는 개시된 최대 및 최소 지점을 포함하고, 본원에서 구체적으로 열거될 수 있거나 열거되지 않을 수 있는 임의의 중간 범위를 그 안에 포함한다.

Claims (14)

  1. 에어로졸 발생 시스템용 유도 가열 장치를 교정하는 방법으로서, 제어기에 의해 수행되는, 상기 방법은,
    에어로졸 발생 시스템용 유도 가열 장치의 교정 값 시퀀스를 획득하는 단계로서, 상기 교정 값 시퀀스는 교정 곡선과 연관되어 있고, 상기 유도 가열 장치는 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 서셉터에 결합되도록 구성되어 있는 인덕터를 포함하고, 상기 교정 값 시퀀스는 전도도 값 시퀀스 및 저항 값 시퀀스 중 하나를 포함하고, 그리고 상기 교정 값 시퀀스에서의 값은 상기 서셉터의 교정 온도와 연관되어 있는, 상기 단계;
    상기 교정 값 시퀀스를 평활화하여 평활화된 교정 값 시퀀스를 획득하는 단계;
    상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수를 결정하는 단계;
    상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 최대값을 추정하는 단계;
    상기 제1 도함수의 상기 추정된 최대값과 연관된 제1 임계값에 기초하여 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나를 결정하는 단계; 및
    평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 상기 결정된 적어도 하나에 따라 상기 유도 가열 장치를 작동시키는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 교정 값 시퀀스를 평활화하는 단계 및 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수를 결정하는 단계는 하나의 연산으로 수행되는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 상기 최대값을 추정하는 단계는, 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 값을 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 값의 미리 결정된 수와 비교하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제1항 및 제2항에 있어서, 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 값은, 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 이전 값의 미리 결정된 수의 평균이 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 값보다 높은 경우에, 최대값으로서 추정되는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 임계값은 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 상기 최대값의 분율인, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수가 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 상기 최대값 후에 재증가할 때, 상기 유도 가열 장치의 가열을 정지시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 상기 최대값 후에 상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 재증가는, 상기 제1 도함수의 연속 값의 특정 수의 평균이 시간 경과에 따라 증가하는 경우 결정되는, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 교정 곡선을 분류함으로써 상기 교정 곡선의 유형을 결정하는 단계; 및
    상기 교정 곡선의 상기 결정된 유형에 기초하여, 상기 교정을 위한 적어도 하나의 파라미터를 선택하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 교정 곡선은 상기 교정 곡선의 기울기에 기초하여 분류되는, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나를 결정하는 것에 응답하여 상기 유도 가열 장치의 가열을 정지시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  11. 에어로졸 발생 시스템용 유도 가열 장치로서, 상기 유도 가열 장치는:
    상기 유도 가열 장치의 교정 값 시퀀스를 획득하되, 상기 교정 값 시퀀스는 교정 곡선과 연관되고;
    상기 교정 값 시퀀스를 평활화하여 평활화된 교정 값 시퀀스를 획득하고;
    상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 제1 도함수를 결정하고;
    상기 평활화된 교정 값 시퀀스의 상기 제1 도함수의 최대값을 추정하고; 그리고
    상기 제1 도함수의 상기 추정된 최대값과 연관된 제1 임계값에 기초하여 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 적어도 하나를 결정하도록;
    구성된 제어기를 포함하고,
    상기 유도 가열 장치는 평탄화 특징 및 힐 포인트 값 중 결정된 적어도 하나에 따라 작동되고,
    상기 유도 가열 장치는 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 서셉터에 결합되도록 구성되어 있는 인덕터를 포함하고, 상기 교정 값 시퀀스는 전도도 값 시퀀스 및 저항 값 시퀀스 중 하나를 포함하고, 상기 교정 값 시퀀스에서의 값은 상기 서셉터의 교정 온도와 연관된, 유도 가열 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 유도 가열 장치는:
    DC 공급 전압 및 DC 전류를 제공하기 위한 전력 공급원;
    상기 전력 공급원에 연결된 전력 공급 전자기기를 포함하고, 상기 전력 공급 전자기기는:
    DC/AC 변환기;
    인덕터로서, 상기 DC/AC 변환기로부터 교류에 의해 전력을 공급받을 경우에, 교번 자기장의 발생을 위해 상기 DC/AC 변환기에 연결되는, 상기 인덕터; 및
    상기 제어기를 포함하고, 상기 제어기는 상기 전력 공급 전자기기에 제공되는 전력을 제어하여 상기 서셉터의 온도를 증가시키도록 구성되어 있는, 유도 가열 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 교정 값 시퀀스를 획득하는 단계는 상기 유도 가열 장치의 상기 공급 전자기기와 연관된 전류를 측정하는 단계를 포함하는, 유도 가열 장치.
  14. 에어로졸 발생 시스템으로서, 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 유도 가열 장치 및 에어로졸 발생 물품을 포함하되, 상기 에어로졸 발생 물품은 상기 에어로졸 형성 기재 및 상기 서셉터를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
KR1020247004360A 2021-07-12 2022-07-12 유도 가열 장치를 교정하기 위한 방법 KR20240034786A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21185110.0 2021-07-12
EP21185110 2021-07-12
PCT/EP2022/069429 WO2023285447A1 (en) 2021-07-12 2022-07-12 Method for calibrating an inductive heating device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240034786A true KR20240034786A (ko) 2024-03-14

Family

ID=76890910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020247004360A KR20240034786A (ko) 2021-07-12 2022-07-12 유도 가열 장치를 교정하기 위한 방법

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4369962A1 (ko)
KR (1) KR20240034786A (ko)
CN (1) CN118076252A (ko)
WO (1) WO2023285447A1 (ko)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2842724B1 (en) * 2013-08-29 2018-11-21 Airbus Operations GmbH Active temperature control for induction heating
KR20210064301A (ko) * 2018-09-25 2021-06-02 필립모리스 프로덕츠 에스.에이. 에어로졸 형성 기재를 유도 가열하기 위한 유도 가열 조립체
US20220225475A1 (en) * 2019-04-29 2022-07-14 Loto Labs, Inc. System, Method, and Computer Program Product for Determining a Characteristic of a Susceptor

Also Published As

Publication number Publication date
CN118076252A (zh) 2024-05-24
EP4369962A1 (en) 2024-05-22
WO2023285447A1 (en) 2023-01-19

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
US20240041121A1 (en) Aerosol-generating device and system comprising an inductive heating device and method of operating the same
KR20240034786A (ko) 유도 가열 장치를 교정하기 위한 방법
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
KR20240032922A (ko) 유도 가열 디바이스를 포함하는 에어로졸 발생 디바이스 및 시스템 및 그 작동 방법
JP2024525701A (ja) 誘導加熱装置を較正するための方法
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
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
KR20240032964A (ko) 유도 가열 장치를 갖는 에어로졸 생성 시스템
JP2024524643A (ja) 誘導加熱装置を備えるエアロゾル発生装置およびシステムならびにその動作方法
KR20240032957A (ko) 유도 가열 장치 및 유도 가열 장치의 온도를 제어하기 위한 방법
JP2024524642A (ja) 誘導加熱装置を備えるエアロゾル発生装置およびシステムならびにその動作方法
KR20240032965A (ko) 복수의 동작 모드를 갖는 에어로졸 생성 시스템
WO2024056655A1 (en) Aerosol-generating device and system comprising an inductive heating device and method of operating same
US20240008551A1 (en) Aerosol-generating device with means for identifying a type of an aerosol-generating article being used with the device
JP2024525582A (ja) 誘導加熱配設を有するエアロゾル発生システム
JP2024525579A (ja) 誘導加熱配設および誘導加熱配設の温度を制御するための方法