RU2784468C2 - Aerosol generating device (options), aerosol generating system, and method for control of aerosol generating device (options) - Google Patents
Aerosol generating device (options), aerosol generating system, and method for control of aerosol generating device (options) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2784468C2 RU2784468C2 RU2020125676A RU2020125676A RU2784468C2 RU 2784468 C2 RU2784468 C2 RU 2784468C2 RU 2020125676 A RU2020125676 A RU 2020125676A RU 2020125676 A RU2020125676 A RU 2020125676A RU 2784468 C2 RU2784468 C2 RU 2784468C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- heating element
- aerosol generating
- aerosol
- measured
- Prior art date
Links
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 title claims abstract description 192
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 409
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 127
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 68
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 claims description 64
- 238000002198 surface plasmon resonance spectroscopy Methods 0.000 claims description 34
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 16
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 abstract 1
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 109
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 30
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 30
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 24
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 11
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N Nicotine Chemical compound CN1CCC[C@H]1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N 0.000 description 10
- 229960002715 Nicotine Drugs 0.000 description 10
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 10
- 229930015196 nicotine Natural products 0.000 description 10
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 8
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 6
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 6
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 5
- 230000001678 irradiating Effects 0.000 description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 210000001736 Capillaries Anatomy 0.000 description 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 3
- 230000001007 puffing Effects 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium Ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N Triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 235000019437 butane-1,3-diol Nutrition 0.000 description 2
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N butylene glycol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent Effects 0.000 description 1
- IZMOTZDBVPMOFE-UHFFFAOYSA-N dimethyl dodecanedioate Chemical compound COC(=O)CCCCCCCCCCC(=O)OC IZMOTZDBVPMOFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZDJFDFNNEAPGOP-UHFFFAOYSA-N dimethyl tetradecanedioate Chemical compound COC(=O)CCCCCCCCCCCCC(=O)OC ZDJFDFNNEAPGOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- -1 glycerol mono- Chemical class 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 239000008263 liquid aerosol Substances 0.000 description 1
- 230000005055 memory storage Effects 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 239000002365 multiple layer Substances 0.000 description 1
- TWXTWZIUMCFMSG-UHFFFAOYSA-N nitride(3-) Chemical compound [N-3] TWXTWZIUMCFMSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 229910052904 quartz Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 235000019505 tobacco product Nutrition 0.000 description 1
- ILJSQTXMGCGYMG-UHFFFAOYSA-M triacetate(1-) Chemical compound CC(=O)CC(=O)CC([O-])=O ILJSQTXMGCGYMG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к устройству, генерирующему аэрозоль, для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля. В частности, но не исключительно, настоящее изобретение относится к устройству, генерирующему аэрозоль, содержащему множество датчиков температуры для управления рабочим параметром устройства, генерирующего аэрозоль. The present invention relates to an aerosol generating apparatus for heating an aerosol generating substrate to generate an aerosol. In particular, but not exclusively, the present invention relates to an aerosol generating device comprising a plurality of temperature sensors for controlling an operating parameter of the aerosol generating device.
В ряде удерживаемых рукой устройств, генерирующих аэрозоль, резистивный нагревательный элемент может быть использован для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля. Резистивный нагревательный элемент может управляться контроллером. Контроллер может быть выполнен с возможностью управления работой резистивного нагревательного элемента на основе температуры нагревателя, которая может быть определена путем измерения электрического сопротивления на резистивном нагревательном элементе. Это может значительно уменьшить вероятность повреждения резистивного нагревательного элемента, например, из-за перегрева, поскольку питание, подаваемое на нагревательный элемент, может быть ограничено, когда измеренная температура нагревателя превышает заданное пороговое значение. Если резистивный нагревательный элемент используется для нагрева запаса жидкого образующего аэрозоль субстрата, и подача жидкого образующего аэрозоль субстрата снижается, контроллер может обнаружить значительное повышение температуры резистивного нагревательного элемента. В ответ контроллер может предотвращать генерирование резистивного нагревательного элемента в результате прекращения подачи питания на резистивный нагревательный элемент. In a number of hand held aerosol generating devices, a resistive heating element can be used to heat the aerosol generating substrate to generate the aerosol. The resistance heating element can be controlled by the controller. The controller may be configured to control the operation of the resistance heating element based on the temperature of the heater, which may be determined by measuring electrical resistance across the resistance heating element. This can greatly reduce the chance of damage to the resistive heating element, for example due to overheating, since the power supplied to the heating element can be limited when the measured temperature of the heater exceeds a predetermined threshold. If the resistance heating element is used to heat a supply of liquid aerosol-forming substrate, and the supply of liquid aerosol-forming substrate is reduced, the controller may detect a significant increase in the temperature of the resistance heating element. In response, the controller may prevent the generation of the resistive heating element as a result of power failure to the resistive heating element.
Однако такие измерения температуры не могут обнаруживать локализованные колебания температуры на резистивном нагревательном элементе. Это связано с тем, что электрическое сопротивление измеряют по всей нагревательной схеме, и, таким образом, характеризует общую температуру всего резистивного нагревательного элемента. Более того, такие измерения температуры не указывают на температуру в местах в устройстве, кроме нагревательного элемента. Например, трудно точно получить температуру аэрозоля на основании электрического сопротивления резистивного нагревательного элемента отдельно. However, such temperature measurements cannot detect localized temperature fluctuations across the resistance heating element. This is because the electrical resistance is measured over the entire heating circuit and thus characterizes the overall temperature of the entire resistive heating element. Moreover, such temperature measurements do not indicate the temperature at locations in the device other than the heating element. For example, it is difficult to accurately obtain the temperature of an aerosol based on the electrical resistance of a resistive heating element alone.
Более того, измерение температуры на резистивном нагревательном элементе основано на измерении электрического сопротивления при пропускании тока через резистивный нагревательный элемент. Таким образом, результат измерения температуры прекращается после того, как резистивный нагревательный элемент не работает. Это может быть проблематичным или неудобным. Например, если контроллер прекращает подачу питания на резистивный нагревательный элемент вследствие температуры резистивного нагревательного элемента, превышающего пороговое значение, контроллер не сможет продолжать определять температуру резистивного нагревательного элемента. Это означает, что контроллер не сможет определить, уменьшилось ли температура резистивного нагревательного элемента до уровня ниже порогового значения, и не будет снова подавать питание на резистивный нагревательный элемент. Это приведет к тому, что температура резистивного нагревательного элемента снова повышается. Очевидно, что измерения температуры этого типа осуществляют только с резистивным нагревательным элементом. Таким образом, эта методика не может быть использована с другими типами нерезистивного устройства, генерирующего аэрозоль, на основе нагревателя.Moreover, the temperature measurement on the resistance heating element is based on the measurement of electrical resistance when current is passed through the resistance heating element. Thus, the temperature measurement result is terminated after the resistance heating element is not operated. This can be problematic or inconvenient. For example, if the controller stops supplying power to the resistance heating element due to the temperature of the resistance heating element exceeding a threshold, the controller will not be able to continue detecting the temperature of the resistance heating element. This means that the controller will not be able to detect if the temperature of the RH has dropped below the threshold and will not re-energize the RH. This will cause the temperature of the resistance heating element to rise again. Obviously, this type of temperature measurement is carried out only with a resistive heating element. Thus, this technique cannot be used with other types of non-resistive aerosol generating device based on a heater.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является техническое решение, раскрытое в публикации US 2016/235124 A1, согласно которой разработаны способы и системы для выпаривания экстракта, растительного материала, содержащего органический материал, и т.п. с использованием конвекционного нагрева через один или более коллекторов, каждый из которых сообщается по текучей среде с секцией камеры, содержащей органический материал. Коллекторы могут иметь клапаны и могут содержать датчики температуры. Контроллер может обмениваться сигналами с датчиками температуры и может управлять мощностью, подаваемой на каждый нагревательный элемент, в ответ на информацию, которую он обрабатывает от датчика температуры.The closest analogue of the claimed invention is the technical solution disclosed in the publication US 2016/235124 A1, according to which methods and systems have been developed for evaporating an extract, plant material containing organic material, etc. using convection heating through one or more manifolds, each of which is in fluid communication with a chamber section containing organic material. The manifolds may have valves and may contain temperature sensors. The controller may communicate with the temperature sensors and may control the power supplied to each heating element in response to information it processes from the temperature sensor.
Было бы желательно создать генерирующее аэрозоль устройство содержат нагревательную компоновку, которая уменьшает или преодолевает по меньшей мере некоторые из этих недостатков с известными устройствами. Было бы желательно предоставить устройство, генерирующее аэрозоль, которое может использовать более совершенные компоновки датчика и которые могут реализовывать усовершенствованный механизм управления.It would be desirable to provide an aerosol generating device comprising a heating arrangement that reduces or overcomes at least some of these shortcomings with known devices. It would be desirable to provide an aerosol generating device that can utilize improved sensor layouts and that can implement an improved control mechanism.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предложено генерирующее аэрозоль устройство, содержащее: впускное отверстие для воздуха; выпускное отверстие для воздуха; канал воздушного потока, проходящий в первом направлении между впускным отверстием для воздуха и выпускным отверстием для воздуха; нагревательный элемент, расположенный в канале воздушного потока для нагрева образующего аэрозоль субстрата; первый датчик температуры для измерения первой температуры; и контроллер, выполненный с возможностью регулирования рабочего параметра устройства на основе измеренной первой температуры; и контроллер, выполненный с возможностью регулирования рабочего параметра устройства на основе измеренной первой температуры и измеренной второй температуры. According to a first aspect of the present invention, an aerosol generating device is provided, comprising: an air inlet; air outlet; an air flow channel extending in a first direction between the air inlet and the air outlet; a heating element disposed in the air flow path for heating the aerosol-forming substrate; a first temperature sensor for measuring a first temperature; and a controller configured to adjust an operating parameter of the device based on the measured first temperature; and a controller configured to adjust an operating parameter of the device based on the measured first temperature and the measured second temperature.
В некоторых вариантах осуществления рабочий параметр может содержать множество рабочих параметров.In some embodiments, an operating parameter may comprise a plurality of operating parameters.
Первый датчик температуры и второй датчик температуры могут быть разными типами датчиков температуры. Первый датчик температуры и второй датчик температуры могут представлять собой датчики температуры одного типа.The first temperature sensor and the second temperature sensor may be different types of temperature sensors. The first temperature sensor and the second temperature sensor may be the same type of temperature sensors.
В контексте данного документа термин «датчик температуры» может относиться к любым подходящим измерительным средствам для обнаружения одного или более сигналов, указывающих температуру. Например, если нагревательный элемент содержит резистивный нагревательный элемент, резистивный нагревательный элемент и контроллер для измерения электрического сопротивления на электрическом нагревательном элементе в качестве датчика температуры. In the context of this document, the term "temperature sensor" may refer to any suitable measuring means for detecting one or more signals indicative of temperature. For example, if the heating element includes a resistance heating element, a resistance heating element, and a controller for measuring electrical resistance on the electric heating element as a temperature sensor.
В контексте данного документа термин «измеренная температура» может относиться к прямому измерению температуры или к непрямой температуре. Косвенное измерение температуры может включать температуру, определяемую контроллером на основании одного или более сигналов, указывающих температуру. In the context of this document, the term "measured temperature" may refer to a direct temperature measurement or to an indirect temperature. An indirect temperature measurement may include a temperature determined by the controller based on one or more signals indicative of the temperature.
Первое положение и второе положение могут быть расположены в любом месте вдоль канала воздушного потока для измерения локализованных температур. Указанная первая температура может содержать температуру, указывающую на любую из или комбинацию: окружающий воздух в первом положении, воздух, протекающий через канал воздушного потока в первом положении, генерируемый аэрозоль в канале воздушного потока в первом положении, нагревательный элемент в первом положении и образующий аэрозоль субстрат, подаваемый на нагревательный элемент в первом положении. Указанная вторая температура может содержать температуру, указывающую на любую из или комбинацию: окружающий воздух во втором положении, воздух, протекающий через канал воздушного потока во втором положении, генерируемый аэрозоль в канале воздушного потока во втором положении, нагревательный элемент во втором положении и образующий аэрозоль субстрат, подаваемый на нагревательный элемент во втором положении. Измеренные температуры могут преимущественно позволять контроллеру управлять одним или более рабочими параметрами устройства на основе локализованных температур, измеренных в определенных известных положениях вдоль канала воздушного потока. Измеренные температуры могут преимущественно позволять контроллеру определять температурный градиент канала воздушного потока по меньшей мере вдоль первого направления. Измеренные температуры могут преимущественно позволять контроллеру определять локализованные колебания температуры на нагревательном элементе. The first position and the second position may be located anywhere along the airflow path to measure localized temperatures. Said first temperature may comprise a temperature indicative of any or a combination of: ambient air at the first position, air flowing through the airflow channel at the first position, generated aerosol in the airflow channel at the first position, the heating element at the first position, and the aerosol-forming substrate supplied to the heating element in the first position. Said second temperature may comprise a temperature indicative of any or a combination of: ambient air at the second position, air flowing through the airflow channel at the second position, aerosol generated in the airflow channel at the second position, heating element at the second position, and aerosol-forming substrate supplied to the heating element in the second position. The measured temperatures may advantageously allow the controller to control one or more operating parameters of the device based on localized temperatures measured at certain known positions along the airflow path. The measured temperatures may advantageously allow the controller to determine the temperature gradient of the airflow channel along at least the first direction. The measured temperatures may advantageously allow the controller to determine localized temperature fluctuations across the heating element.
Местоположение каждого из первого и второго положения может быть выбрано для обеспечения одного или более предпочтительных эффектов, как описано в вариантах осуществления, описанных ниже.The location of each of the first and second positions may be selected to provide one or more preferred effects, as described in the embodiments described below.
Первое положение может быть расположено на расстоянии от нагревательного элемента. Второе положение может быть расположено на расстоянии от нагревательного элемента. Таким образом обеспечивается возможность измерения температуры в одном или более положениях вдоль канала воздушного потока, которые расположены на расстоянии от нагревательного элемента, например, вдоль первого направления вдоль канала воздушного потока. Таким образом обеспечивается преимущество, состоящее в возможности упрощения конструкции устройства, поскольку датчики температуры могут быть обеспечены в виде отдельных компонентов с нагревательного элемента. Это облегчает обслуживание или замену нагревательного элемента. Это также может быть преимущественным, когда существует необходимость в определении температуры аэрозоля после его генерирования на нагревательном элементе. Это может быть преимущественным, когда существует необходимость в определении температуры источника воздуха в месте, до того, как воздух достигнет нагревательного элемента, например, в месте, где тепло источника воздуха вряд ли будет сильно зависеть от тепла, вырабатываемого нагревательным элементом. Каждое из первого положения и второго положения может быть расположено на равном расстоянии от нагревательного элемента вдоль канала воздушного потока.The first position may be located at a distance from the heating element. The second position may be located at a distance from the heating element. In this way, it is possible to measure the temperature at one or more positions along the airflow path that are located at a distance from the heating element, for example, along a first direction along the airflow path. This provides the advantage of being able to simplify the design of the device, since the temperature sensors can be provided as separate components from the heating element. This facilitates maintenance or replacement of the heating element. This can also be advantageous when there is a need to determine the temperature of the aerosol after it has been generated on the heating element. This may be advantageous when there is a need to determine the temperature of the air source at a location before the air reaches the heating element, such as at a location where the heat of the air source is unlikely to be heavily dependent on the heat generated by the heating element. Each of the first position and the second position may be located at an equal distance from the heating element along the air flow channel.
Первое положение может быть расположено непосредственно рядом с нагревательным элементом либо в направлении вверх по потоку, либо в направлении вниз по потоку относительно нагревательного элемента. Второе положение может быть расположено непосредственно рядом с нагревательным элементом либо в направлении вверх по потоку, либо в направлении вниз по потоку относительно нагревательного элемента. Таким образом обеспечивается преимущество, состоящее в возможности обеспечения возможности отображения указанных первого и/или второго датчиков температуры непосредственно перед достижением воздуха до нагревательного элемента. Таким образом обеспечивается преимущество, состоящее в возможности обеспечения возможности отображения указанных первого и/или второго датчиков температуры непосредственно после генерирования аэрозоля на нагревательном элементе. The first position may be located immediately adjacent to the heating element, either upstream or downstream of the heating element. The second position may be located immediately adjacent to the heating element, either upstream or downstream of the heating element. This provides the advantage of being able to display said first and/or second temperature sensors just before the air reaches the heating element. This provides the advantage of being able to display said first and/or second temperature sensors immediately after the generation of the aerosol on the heating element.
В некоторых вариантах осуществления одно из первого положения и второго положения может быть расположено выше по потоку относительно нагревательного элемента, а другое из первого положения и второго положения может быть расположено ниже по потоку относительно нагревательного элемента. В некоторых вариантах осуществления как первое положение, так и второе положение могут быть расположены выше по потоку относительно нагревательного элемента. В некоторых вариантах осуществления как первое положение, так и второе положение могут быть расположены ниже по потоку относительно нагревательного элемента.In some embodiments, one of the first position and second position may be located upstream of the heating element, and the other of the first position and second position may be located downstream of the heating element. In some embodiments, both the first position and the second position may be located upstream of the heating element. In some embodiments, both the first position and the second position may be located downstream of the heating element.
Контроллер может быть выполнен с возможностью управления рабочим параметром устройства на основе измеренной первой температуры и измеренной второй температуры. В некоторых вариантах осуществления контроллер выполнен с возможностью управления рабочим параметром устройства на основе разности между первой температурой и второй температурой. В некоторых вариантах осуществления контроллер выполнен с возможностью управления рабочим параметром на основе соотношения между первой температурой и второй температурой. Например, в некоторых вариантах осуществления разница между первой температурой и второй температурой может преимущественно указывать на то, что одно или оба из подачи воздуха и генерируемого аэрозоля протекают вдоль по меньшей мере части пути для потока воздуха, который проходит по меньшей мере между первым положением и вторым положением. Более конкретно, резкое увеличение одной из первой или второй температуры относительно другой может указывать на то, что происходит такой поток воздуха. Это может быть особенно актуальным, если одно из первого положения и второго положения расположено ниже по потоку относительно нагревательного элемента, а другое из первого положения и второго положения расположено выше по потоку относительно нагревательного элемента. Это связано с тем, что резкое падение температуры выше по потоку относительно нагревательного элемента может указывать на приток подачи воздуха к каналу воздушного потока. Резкое повышение температуры ниже по потоку относительно нагревательного элемента может указывать на то, что аэрозоль был сгенерирован на нагревательном элементе и протекает в направлении выпускного отверстия для воздуха. Следовательно, относительная разница или относительное соотношение между первой температурой и второй температурой может указывать на такие события.The controller may be configured to control an operating parameter of the device based on the measured first temperature and the measured second temperature. In some embodiments, the controller is configured to control an operating parameter of the device based on the difference between the first temperature and the second temperature. In some embodiments, the controller is configured to control the operating parameter based on the relationship between the first temperature and the second temperature. For example, in some embodiments, a difference between the first temperature and the second temperature may advantageously indicate that one or both of the air supply and the generated aerosol flow along at least part of an air flow path that extends at least between the first position and the second position. position. More specifically, a sharp increase in one of the first or second temperatures relative to the other may indicate that such an airflow is occurring. This may be especially true if one of the first position and second position is located downstream of the heating element, and the other of the first position and second position is located upstream of the heating element. This is because a sudden drop in temperature upstream of the heating element may indicate an influx of air supply to the airflow path. A sudden rise in temperature downstream of the heating element may indicate that aerosol has been generated on the heating element and is flowing towards the air outlet. Therefore, the relative difference or relative relationship between the first temperature and the second temperature may be indicative of such events.
В некоторых вариантах осуществления одно из первого положения и второго положения может соответствовать положению на нагревательном элементе, а другое из первого положения и второго положения может быть расположено на расстоянии от нагревательного элемента в направлении вдоль канала воздушного потока. Это может позволить сравнить температуру измеренной нагревательной температуры с температурой, которая измеряется выше по потоку или ниже по потоку относительно нагревательного элемента. Это может преимущественно обеспечить возможность определения события воздушного потока. Например, более высокая скорость воздушного потока может привести к более низкой температуре, измеряемой ниже по потоку относительно нагревательного элемента, чем в противном случае, если скорость воздушного потока ниже. Таким образом, контроллер может преимущественно определять один или более параметров потока воздуха, таких как скорость потока воздуха, на основе первой и второй температур. In some embodiments, one of the first position and second position may correspond to a position on the heating element, and the other of the first position and second position may be located at a distance from the heating element in the direction along the airflow channel. This may allow the measured heating temperature to be compared with a temperature that is measured upstream or downstream of the heating element. This may advantageously allow an airflow event to be determined. For example, a higher airflow rate may result in a lower temperature measured downstream of the heating element than would otherwise be the case if the airflow rate is lower. Thus, the controller may advantageously determine one or more airflow parameters, such as an airflow rate, based on the first and second temperatures.
В некоторых вариантах осуществления контроллер выполнен с возможностью определения события воздушного потока, такого как любое одно или более из следующего: вдох, выдыхание или скорость воздушного потока, такая как объемный расход воздуха, на основе измеренной первой температуры и измеренной второй температуры. Таким образом обеспечивается преимущество, состоящее в возможности регулирования рабочего параметра устройства на основе определенного события воздушного потока в дополнение к указанной первой и второй температурным температурам. Действительно, события воздушного потока могут влиять на измеренные первую и вторую температуры. Путем управления рабочим параметром на основе как события потока воздуха, так и первой и второй температур устройство может более точно управлять указанным рабочим параметром.In some embodiments, the controller is configured to determine an airflow event, such as any one or more of an inhalation, an exhalation, or an airflow rate, such as air volume flow, based on the measured first temperature and the measured second temperature. This provides the advantage of being able to adjust the operating parameter of the device based on a specific airflow event in addition to the specified first and second temperature temperatures. Indeed, airflow events can affect the measured first and second temperatures. By controlling the operating parameter based on both the airflow event and the first and second temperatures, the device can more accurately control said operating parameter.
В некоторых вариантах осуществления нагревательный элемент может содержать множество нагревательных секций. Каждое из первого положения и второго положения может быть расположено в соответствующем нагревательном участке нагревательного элемента. Следовательно, измеренная первая температура может указывать на температуру первой секции нагревательного элемента, соответствующую первому положению. Измеренная вторая температура может указывать на температуру второй секции нагревательного элемента, соответствующую второму положению. Это позволяет использовать датчики для определения температур, характеризующих разные секции нагревательного элемента. Таким образом обеспечивается преимущество, состоящее в возможности определения температурного градиента на нагревательном элементе. В некоторых вариантах осуществления контроллер выполнен с возможностью определения распределения температуры по нагревательному элементу и управления рабочим параметром на основе определенного распределения температуры. В некоторых вариантах осуществления каждая соответствующая секция нагрева может быть независимо управляемой. Таким образом обеспечивается преимущество, состоящее в возможности коррекции любых нежелательных локализованных колебаний температуры на нагревательном элементе. Действительно, следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления может быть предусмотрено более двух секций нагрева, при этом каждая соответствующая секция нагрева имеет соответствующее положение, с которого может быть измерена соответствующая температура. Множество нагревательных секций с множеством положений преимущественно обеспечивает возможность определения более точного температурного градиента на нагревательном элементе.In some embodiments, the heating element may comprise a plurality of heating sections. Each of the first position and the second position may be located in a respective heating portion of the heating element. Therefore, the measured first temperature may be indicative of the temperature of the first section of the heating element corresponding to the first position. The measured second temperature may indicate the temperature of the second section of the heating element corresponding to the second position. This allows the use of sensors to determine the temperatures characterizing different sections of the heating element. This provides the advantage of being able to determine the temperature gradient across the heating element. In some embodiments, the controller is configured to determine the temperature distribution across the heating element and control the operating parameter based on the determined temperature distribution. In some embodiments, each respective heating section may be independently controlled. This provides the advantage of being able to correct for any unwanted localized temperature fluctuations on the heating element. Indeed, it should be understood that in some embodiments more than two heating sections may be provided, with each respective heating section having a respective position from which the respective temperature may be measured. A plurality of heating sections with multiple positions advantageously allows a more precise temperature gradient across the heating element to be determined.
В некоторых вариантах осуществления нагревательный элемент может содержать резистивную нагревательный элемент. В таких вариантах осуществления один из первого датчика температуры и второго датчика температуры может содержать резистивный нагревательный элемент и соответствующая первая или вторая измеренная температура может быть основана на измерении электрического сопротивления на резистивной нагревательный элемент. Первый датчик температуры и второй датчик температуры могут быть разными типами датчиков температуры. Первый датчик температуры и второй датчик температуры могут представлять собой датчики температуры одного типа.In some embodiments, the heating element may comprise a resistive heating element. In such embodiments, one of the first temperature sensor and the second temperature sensor may comprise a resistive heating element and the corresponding first or second measured temperature may be based on an electrical resistance measurement on the resistive heating element. The first temperature sensor and the second temperature sensor may be different types of temperature sensors. The first temperature sensor and the second temperature sensor may be the same type of temperature sensors.
Нагревательный элемент может содержать пластический нагревательный элемент, содержащий множество металлических наночастиц, расположенных с возможностью приема света от источника света и генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса. The heating element may comprise a plastic heating element containing a plurality of metal nanoparticles arranged to receive light from a light source and generate heat via surface plasmon resonance.
Используемый в данном документе термин «поверхностный плазмонный резонанс» относится к коллективной резонансной колебательной схеме свободных электронов из металлических наночастиц и, таким образом, поляризации заряда на поверхности металлических наночастиц. Совокупное резонансное колебание свободных электронов и, таким образом, поляризация заряда стимулируется светом, падающим на металлические наночастицы из источника света. Энергия от колебательных электронов может рассеиваться несколькими механизмами, включая тепло. Таким образом, когда металлические наночастицы облучают источником света, металлические наночастицы генерируют тепло посредством поверхностного плазмонного резонанса.As used herein, the term "surface plasmon resonance" refers to the collective resonant oscillation pattern of free electrons from metal nanoparticles and thus charge polarization at the surface of metal nanoparticles. The total resonant oscillation of the free electrons, and thus the charge polarization, is stimulated by light incident on the metal nanoparticles from a light source. Energy from vibrational electrons can be dissipated by several mechanisms, including heat. Thus, when the metal nanoparticles are irradiated with a light source, the metal nanoparticles generate heat through surface plasmon resonance.
В контексте данного документа термин «металлические наночастицы» относится к металлическим частицам, имеющим максимальный диаметр приблизительно 1 микрометр или меньше. Металлические наночастицы, которые генерируют тепло посредством поверхностного плазмонного резонанса при возбуждении падающим светом, также могут быть известны как пластические наночастицы.In the context of this document, the term "metal nanoparticles" refers to metal particles having a maximum diameter of approximately 1 micrometer or less. Metal nanoparticles that generate heat through surface plasmon resonance when excited by incident light may also be known as plastic nanoparticles.
Преимущественно, пластический нагревательный элемент, предусмотренный для генерирования тепла посредством плазмонного резонанса поверхности, может обеспечивать более равномерный нагрев субстрата, образующего аэрозоль, по сравнению с резистивными и индукционными нагревательными системами. Например, свободные электроны металлических наночастиц возбуждаются до одинаковой степени, независимо от угла частота возникновения падающего света.Advantageously, a plastic heating element provided for generating heat via surface plasmon resonance can provide more uniform heating of the aerosol generating substrate compared to resistive and induction heating systems. For example, the free electrons of metal nanoparticles are excited to the same extent, regardless of the angle of incidence of the incident light.
Преимущественно, пластический нагревательный элемент, расположенный с возможностью генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса, может обеспечивать более локализованный нагрев по сравнению с резистивными и индукционными нагревательными системами. Преимущественно локализованное нагревание способствует нагреву отдельных частей субстрата, образующего аэрозоль, или множество отдельных субстратов, образующих аэрозоль. Преимущественно локализованное нагревание повышает эффективность устройства, генерирующего аэрозоль, за счет увеличения или максимизации передачи тепла, генерируемого с помощью пластического нагревательного элемента, на субстрат, образующий аэрозоль. Преимущественно локализованный нагрев может уменьшать или устранять нежелательные нагревание других компонентов устройства, генерирующего аэрозоль.Advantageously, a plastic heating element positioned to generate heat via surface plasmon resonance can provide more localized heating compared to resistive and induction heating systems. Predominantly localized heating contributes to the heating of individual parts of the aerosol-forming substrate, or a plurality of individual aerosol-forming substrates. Advantageously, localized heating improves the efficiency of the aerosol generating device by increasing or maximizing the transfer of heat generated by the plastic heating element to the aerosol generating substrate. Predominantly localized heating can reduce or eliminate unwanted heating of other components of the aerosol generating device.
Указанный плазмоэлектрический нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью приема света от внешнего источника света и генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса. Внешний источник света может содержать окружающий свет. Окружающий свет может содержать солнечное излучение. Окружающий свет может содержать по меньшей мере один источник искусственного света, расположенный снаружи устройства, генерирующего аэрозоль. Said plasma electric heating element may be configured to receive light from an external light source and generate heat through surface plasmon resonance. The external light source may comprise ambient light. Ambient light may contain solar radiation. The ambient light may comprise at least one artificial light source located outside the aerosol generating device.
Указанный плазмоэлектрический нагревательный элемент может принимать окружающий свет из источника окружающего света непосредственно, или он может принимать окружающий свет через один или более дополнительных светопропускающих элементов в устройстве. Окружающий свет может быть размещен в устройстве, генерирующем аэрозоль, через одно или более окон или отверстий на внешней поверхности устройства, генерирующего аэрозоль. Источник окружающего света может функционировать таким образом, чтобы дополнять источник света устройства, генерирующего аэрозоль. Это может быть преимущественным при поиске предварительного нагрева субстрата, образующего аэрозоль, до повышенной температуры перед началом работы внутреннего источника света устройства. Таким образом обеспечивается также преимущество, состоящее в возможности уменьшения величины мощности, требуемой устройством, генерирующим аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать средство регулирования окружающего света для регулирования количества окружающего света, которое может принимать светопропускающая сердцевина из источника окружающего света. Средство управления окружающими светом может содержать автоматические средства регулирования, такие как автоматический затвор. Средство управления окружающими светом может содержать средства управления вручную, такие как повторно закрываемая крышка для покрытия одного или более окон или отверстий в устройстве.Said plasma electric heating element may receive ambient light from an ambient light source directly, or it may receive ambient light through one or more additional light transmitting elements in the device. Ambient light may be placed in the aerosol generating device through one or more windows or openings on the outer surface of the aerosol generating device. The ambient light source may function to supplement the light source of the aerosol generating device. This may be advantageous when looking to preheat the aerosol-forming substrate to an elevated temperature prior to operating the device's internal light source. This also provides the advantage of being able to reduce the amount of power required by the aerosol generating device. The aerosol generating device may include ambient light control means for controlling the amount of ambient light that the light transmitting core can receive from an ambient light source. The ambient light control means may include automatic controls such as an automatic shutter. The ambient light control may include manual controls such as a reclosable lid to cover one or more windows or openings in the device.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать источник света, при этом пластический нагревательный элемент выполнен с возможностью приема света из источника света и генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса.The aerosol generating device may include a light source, wherein the plastic heating element is configured to receive light from the light source and generate heat via surface plasmon resonance.
Благодаря применению образующего аэрозоль устройства с источником света, обеспечивается преимущество, состоящее в возможности обеспечения возможности генерирования тепла в пластическом нагревательном элементе без приема света от внешнего источника света. Благодаря применению устройства, генерирующего аэрозоль, с источником света обеспечивается преимущество, состоящее в возможности обеспечения улучшенного управления освещением плазматического нагревательного элемента. Предпочтительно, управление освещением плазматического нагревательного элемента регулирует температуру, до которой плазмоэлектрический нагревательный элемент нагревается посредством поверхностного плазмонного резонанса.By using the aerosol generating device with a light source, there is an advantage of being able to enable heat generation in the plastic heating element without receiving light from an external light source. By using an aerosol generating device with a light source, the advantage of being able to provide improved illumination control of the plasma heating element is provided. Preferably, the lighting control of the plasma heating element controls the temperature to which the plasma electric heating element is heated by surface plasmon resonance.
Источник света может содержать источник света, выполненный с возможностью излучения света в диапазоне видимого света электромагнитного спектра. Источник света может содержать источник света, выполненный с возможностью излучения света за пределы диапазона видимого света электромагнитного спектра, такого как по меньшей мере один из источника ультрафиолетового света и источника инфракрасного света. Таким образом обеспечивается преимущество, состоящее в возможности возбуждения более широкого диапазона наночастиц, таких как наночастицы различных размеров или композиций. The light source may comprise a light source configured to emit light in the visible light range of the electromagnetic spectrum. The light source may include a light source configured to emit light outside the visible light range of the electromagnetic spectrum, such as at least one of an ultraviolet light source and an infrared light source. This provides the advantage of being able to excite a wider range of nanoparticles, such as nanoparticles of various sizes or compositions.
Предпочтительно, источник света выполнен с возможностью излучения света, содержащего по меньшей мере одну длину волны от 380 нанометров до 700 нанометров. Предпочтительно, источник света выполнен с возможностью длины волны испускания от приблизительно 495 нанометров до приблизительно 580 нанометров. Используемый в данном документе термин «длина волны испускания» относится к длине волны, при которой источник света имеет максимальную интенсивность. Преимущественно длина волны пика испускания от приблизительно 495 нанометров до приблизительно 580 нанометров может обеспечить максимальное нагревание плазмообразного нагревательного элемента методом поверхностного плазмонного резонанса, в частности, когда множество металлических наночастиц содержит по меньшей мере одно из золота, серебра, платины и меди.Preferably, the light source is configured to emit light containing at least one wavelength from 380 nanometers to 700 nanometers. Preferably, the light source is configured to emit at a wavelength of about 495 nanometers to about 580 nanometers. As used herein, the term "emission wavelength" refers to the wavelength at which the light source has its maximum intensity. Advantageously, an emission peak wavelength of about 495 nanometers to about 580 nanometers can provide maximum surface plasmon resonance heating of the plasma heating element, particularly when the plurality of metal nanoparticles comprise at least one of gold, silver, platinum, and copper.
Источник света устройства, генерирующего аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно из светоизлучающего диода (СИД) и лазера. The light source of the aerosol generating device may comprise at least one of a light emitting diode (LED) and a laser.
Предпочтительно, светоизлучающие диоды и лазеры могут иметь компактный размер, подходящий для использования в устройстве, генерирующем аэрозоль. Источники света устройства, генерирующего аэрозоль, могут не требовать относительно значительного падения напряжения для воздействия на поверхностный плазмонный резонанс поверхности. Например, источник света устройства, генерирующего аэрозоль, может содержать один или более светоизлучающих диодов (СИД). Это может обеспечить более безопасный и более экономичный источник питания, который должен быть использован для питания устройства. Кроме того, нет необходимости в обеспечении физического соединения между плазмообразным нагревательным элементом и источником света. Следовательно, использование пластического нагревательного элемента может преимущественно уменьшить вероятность повреждения нагревательного элемента во время работы и технического обслуживания. Действительно, поскольку нет необходимости в физическом соединении между плазмообразным нагревательным элементом и источником света, может быть легко отремонтирован или заменен плазмоэлектрический элемент. Пластический нагревательный элемент может также означать, что устройство менее подвержено воздействию внешней среды, поскольку использование пластического нагревательного элемента может устранить необходимость в подвергнутых воздействию электрических компонентах.Preferably, light emitting diodes and lasers may be of a compact size suitable for use in an aerosol generating device. The light sources of the aerosol generating device may not require a relatively large voltage drop to affect the surface plasmon resonance of the surface. For example, the light source of the aerosol generating device may comprise one or more light emitting diodes (LEDs). This can provide a safer and more economical power source to be used to power the device. In addition, there is no need to provide a physical connection between the plasma heating element and the light source. Therefore, the use of a plastic heating element can advantageously reduce the possibility of damage to the heating element during operation and maintenance. Indeed, since there is no need for a physical connection between the plasma heating element and the light source, the plasma electric element can be easily repaired or replaced. A plastic heating element may also mean that the device is less exposed to the environment, since the use of a plastic heating element can eliminate the need for exposed electrical components.
Использование лазера в качестве источника света может обеспечивать излучение света в относительно узкий диапазон длин волн. Лазер может содержать по меньшей мере одно из твердотельного лазера и полупроводникового лазера. Узкий диапазон длин волн может представлять собой диапазон длин волн, соответствующих размеру и составу наночастиц, как будет описано далее. Это может преимущественно улучшить эффективность, большей частью, если не весь свет, выделяемый источником света, может быть абсорбирован металлическими наночастицами для генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса. Кроме того, такой источник света может быть относительно прочным и простым по сравнению с другими источниками света. The use of a laser as a light source can provide light emission over a relatively narrow range of wavelengths. The laser may comprise at least one of a solid state laser and a semiconductor laser. The narrow wavelength range may be a range of wavelengths corresponding to the size and composition of the nanoparticles, as will be described later. This can advantageously improve efficiency, most if not all of the light emitted by the light source can be absorbed by the metal nanoparticles to generate heat via surface plasmon resonance. In addition, such a light source can be relatively robust and simple compared to other light sources.
Свет, испускаемый источником света, таким как количество фотонов, испускаемых в секунду, может изменяться путем регулирования амплитуды или частоты, или сочетания амплитуды и частоты излучаемого света. Количество света, испускаемого источником света, такое как количество фотонов, испускаемых в секунду, может изменяться путем испускания импульсов света.The light emitted by the light source, such as the number of photons emitted per second, can be varied by adjusting the amplitude or frequency, or a combination of the amplitude and frequency of the emitted light. The amount of light emitted by the light source, such as the number of photons emitted per second, can be changed by emitting pulses of light.
Источник света может содержать множество источников оптического излучения. Источники света могут быть одним и тем же типом источника света. По меньшей мере некоторые из источников света могут быть источниками света разных типов. Множество источников света может содержать любую комбинацию типов источников света, описанных в данном документе.The light source may comprise a plurality of optical radiation sources. The light sources can be the same type of light source. At least some of the light sources may be different types of light sources. The plurality of light sources may comprise any combination of the types of light sources described herein.
Преимущественно множество источников света могут способствовать индивидуальному выбору профиля нагревания, сгенерированного устройством, генерирующим аэрозоль, во время использования.Advantageously, a plurality of light sources can facilitate individual selection of the heating profile generated by the aerosol generating device during use.
По меньшей мере один из источников света может представлять собой первичный источник света, и по меньшей мере один из источников света может представлять собой резервный источник света. Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью излучения света от одного или более источников света, предназначенных для источника света, только если один или более источников первичного света не работают.At least one of the light sources may be a primary light source and at least one of the light sources may be a backup light source. The aerosol generating device may be configured to emit light from one or more light sources dedicated to the light source only if one or more primary light sources are not operating.
По меньшей мере один из источников света может быть выполнен с возможностью облучения только части множества металлических наночастиц. Каждый из множества источников света может быть выполнен с возможностью облучения другой части множества металлических наночастиц.At least one of the light sources may be configured to irradiate only a portion of the plurality of metal nanoparticles. Each of the plurality of light sources may be configured to illuminate a different portion of the plurality of metal nanoparticles.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено таким образом, что множество источников света облучают разные части множества металлических наночастиц одновременно. Предпочтительно, облучение разных частей множества металлических наночастиц в одно и то же время может способствовать однородному нагреванию плазматического нагревательного элемента. Предпочтительно, облучение разных частей множества металлических наночастиц в одно и то же время может способствовать одновременному нагреванию множества отдельных субстратов, образующих аэрозоль.The aerosol generating device can be configured such that a plurality of light sources irradiate different portions of the plurality of metal nanoparticles simultaneously. Preferably, irradiating different parts of a plurality of metal nanoparticles at the same time can promote uniform heating of the plasma heating element. Preferably, irradiating different parts of a plurality of metal nanoparticles at the same time can promote simultaneous heating of a plurality of individual aerosol-forming substrates.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено таким образом, что множество источников света облучают разные части множества металлических наночастиц в разные моменты времени. Предпочтительно, облучение разных частей множества металлических наночастиц в разные моменты времени может способствовать нагреванию разных частей субстрата, образующего аэрозоль, в разные моменты времени. Благодаря облучению разных частей множества металлических наночастиц в разные моменты времени, обеспечивается преимущество, состоящее в возможности содействия нагреву множества отдельных образующих аэрозоль субстратов в разные моменты времени.The aerosol generating device may be configured such that a plurality of light sources irradiate different portions of the plurality of metal nanoparticles at different times. Preferably, irradiating different parts of the plurality of metal nanoparticles at different times can contribute to heating different parts of the aerosol-forming substrate at different times. By irradiating different parts of a plurality of metal nanoparticles at different times, there is the advantage of being able to promote heating of a plurality of individual aerosol-forming substrates at different times.
Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит электрический источник питания и контроллер, выполненный с возможностью управления подачей электропитания от электрического источника питания на электрический нагреватель.Preferably, the aerosol generating device further comprises an electrical power source and a controller configured to control the power supply from the electrical power source to the electrical heater.
В тех вариантах осуществления, в которых генерирующее аэрозоль устройство содержит множество источников света, электрический источник питания может содержать единственный источник электрической мощности, расположенный с возможностью подачи электропитания на множество источников света.In those embodiments in which the aerosol generating device comprises a plurality of light sources, the electrical power source may comprise a single electrical power source positioned to supply power to the plurality of light sources.
В тех вариантах осуществления, в которых генерирующее аэрозоль устройство содержит множество источников света, электрический источник питания может содержать множество источников электрической мощности, расположенных с возможностью подачи электрической мощности на множество источников света.In those embodiments in which the aerosol generating device comprises a plurality of light sources, the electrical power source may comprise a plurality of electrical power sources arranged to supply electrical power to the plurality of light sources.
В вариантах осуществления, в которых устройство, генерирующее аэрозоль, содержит множество источников света, контроллер может быть выполнен с возможностью выборочной подачи электропитания по меньшей мере на некоторые из множества источников света. Контроллер может быть выполнен с возможностью выборочного изменения подачи электрической мощности на по меньшей мере некоторые из множества источников света.In embodiments where the aerosol generating device comprises a plurality of light sources, the controller may be configured to selectively energize at least some of the plurality of light sources. The controller may be configured to selectively change the electrical power supply to at least some of the plurality of light sources.
В вариантах осуществления, в которых множество источников света выполнены с возможностью облучения разных частей множества металлических наночастиц для нагревания множества отдельных субстратов, образующих аэрозоль, контроллер может выборочно подавать электропитание на по меньшей мере некоторое количество из множества источников света для выборочного нагрева по меньшей мере некоторых из множества отдельных субстратов, образующих аэрозоль. Контроллер может выборочно изменять подачу электрической мощности на по меньшей мере некоторые из множества источников света для изменения соотношения нагрева по меньшей мере некоторых из указанного множества отдельных образующих аэрозоль субстратов.In embodiments in which a plurality of light sources are configured to irradiate different portions of a plurality of metal nanoparticles to heat a plurality of individual aerosol forming substrates, the controller may selectively energize at least some of the plurality of light sources to selectively heat at least some of many individual substrates forming an aerosol. The controller can selectively change the electrical power supply to at least some of the plurality of light sources to change the heating ratio of at least some of said plurality of individual aerosol-forming substrates.
Преимущественно, путем изменения относительного нагрева по меньшей мере некоторых из множества отдельных субстратов, образующих аэрозоль, устройство, генерирующее аэрозоль, может изменять состав аэрозоля, доставляемого пользователю.Advantageously, by changing the relative heating of at least some of the plurality of individual aerosol generating substrates, the aerosol generating device can change the composition of the aerosol delivered to the user.
Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, содержит пользовательское устройство ввода. Пользовательское устройство ввода может содержать по меньшей мере одно из кнопки с нажимными кнопками, колесом прокрутки, сенсорной кнопкой, сенсорного экрана и микрофон. Преимущественно устройство пользовательского ввода позволяет пользователю управлять одним или более аспектами работы устройства, генерирующего аэрозоль. В вариантах осуществления, в которых устройство, генерирующее аэрозоль, содержит источник света, контроллер и электрический источник питания, устройство пользовательского ввода может позволять пользователю активировать источник электропитания на источник света, чтобы деактивировать источник электропитания на источник света, или и то, и другое.Preferably, the aerosol generating device comprises a user input device. The user input device may include at least one of a button with push buttons, a scroll wheel, a touch button, a touch screen, and a microphone. Advantageously, the user input device allows the user to control one or more aspects of the operation of the aerosol generating device. In embodiments where the aerosol generating device comprises a light source, a controller, and an electrical power source, the user input device may allow the user to activate the power source to the light source, to deactivate the power source to the light source, or both.
В тех вариантах осуществления, в которых контроллер выполнен с возможностью выборочной подачи электрической мощности на по меньшей мере некоторые из множества источников света, контроллер предпочтительно выполнен с возможностью выборочной подачи электрической мощности на по меньшей мере некоторые из множества источников света в ответ на входное воздействие пользователя, принятое пользовательским устройством ввода.In those embodiments in which the controller is configured to selectively apply electrical power to at least some of the plurality of light sources, the controller is preferably configured to selectively apply electrical power to at least some of the plurality of light sources in response to user input, received by the user's input device.
В тех вариантах осуществления, в которых контроллер выполнен с возможностью выборочного изменения подачи электрической мощности на по меньшей мере некоторые из множества источников света, контроллер предпочтительно выполнен с возможностью выборочного изменения подачи электрической мощности на по меньшей мере некоторые из множества источников света в ответ на входное воздействие пользователя, принятое пользовательским устройством ввода.In those embodiments in which the controller is configured to selectively change the electrical power supply to at least some of the plurality of light sources, the controller is preferably configured to selectively change the electrical power supply to at least some of the plurality of light sources in response to an input. user received by the user's input device.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать один или более оптических элементов для облегчения передачи света от источника света к пластическому нагревательному элементу. Один или более оптических элементов могут содержать по меньшей мере одно из следующего: отверстие, окно, линза, отражатель и оптическое волокно.The aerosol generating device may include one or more optical elements to facilitate transmission of light from the light source to the plastic heating element. One or more optical elements may include at least one of the following: a hole, a window, a lens, a reflector, and an optical fiber.
Предпочтительно, по меньшей мере одно из отверстия и окна может способствовать передаче света от внешнего источника света к пластическому нагревательному элементу. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать корпус, при этом на корпусе расположены по меньшей мере одно из отверстия и окна.Preferably, at least one of the opening and the window may facilitate transmission of light from an external light source to the plastic heating element. The aerosol generating device may include a housing, with at least one of the openings and windows located on the housing.
Предпочтительно, по меньшей мере одно из линзы, отражателя и оптического волокна может концентрировать или фокусировать свет, испускаемый источником света, на пластический нагревательный элемент. Преимущественно, концентрирование или фокусирование света на пластическом нагревательном элементе может повышать температуру, до которой плазмоэлектрический нагревательный элемент нагревается поверхностным плазмонным резонансом.Preferably, at least one of the lens, the reflector, and the optical fiber can concentrate or focus the light emitted from the light source onto the plastic heating element. Advantageously, concentrating or focusing light on the plastic heating element can increase the temperature to which the plasma electric heating element is heated by surface plasmon resonance.
Множество металлических наночастиц могут содержать по меньшей мере одно из золота, серебра, платины, меди, палладия, алюминия, хрома, титана, родия и рутена. Множество металлических наночастиц может содержать по меньшей мере один металл в элементарной форме. Множество металлических наночастиц может содержать по меньшей мере один металл в металлическом соединении. Металлическое соединение может содержать по меньшей мере один нитрид металла.The plurality of metal nanoparticles may contain at least one of gold, silver, platinum, copper, palladium, aluminum, chromium, titanium, rhodium, and ruthen. Many metal nanoparticles may contain at least one metal in elemental form. The plurality of metal nanoparticles may contain at least one metal in a metal compound. The metal compound may contain at least one metal nitride.
Предпочтительно, множество металлических наночастиц содержит по меньшей мере одно из золота, серебра, платины и меди. Преимущественно, наночастицы золота, серебра, платины и меди могут демонстрировать сильное поверхностное плазмонное резонанс при облучении видимым светом.Preferably, the plurality of metal nanoparticles contains at least one of gold, silver, platinum and copper. Advantageously, gold, silver, platinum and copper nanoparticles can exhibit strong surface plasmon resonance when irradiated with visible light.
Множество металлических наночастиц может содержать один металл. Множество металлических наночастиц может содержать смесь различных металлов.A plurality of metal nanoparticles may contain a single metal. The plurality of metal nanoparticles may contain a mixture of different metals.
Множество металлических наночастиц может содержать множество первых наночастиц, содержащих первый металл и множество вторых наночастиц, содержащих второй металл.The plurality of metal nanoparticles may comprise a plurality of first nanoparticles containing a first metal and a plurality of second nanoparticles containing a second metal.
По меньшей мере некоторые из множества металлических наночастиц могут содержать смесь из двух или более металлов. По меньшей мере некоторые из множества металлических наночастиц могут содержать металлический сплав. По меньшей мере некоторые из множества металлических наночастиц могут содержать конфигурацию в виде ядра-оболочки, при этом центральная часть содержит первый металл, а оболочка содержит второй металл.At least some of the many metal nanoparticles may contain a mixture of two or more metals. At least some of the many metal nanoparticles may contain a metal alloy. At least some of the plurality of metal nanoparticles may comprise a core-shell configuration, with the core containing a first metal and the shell containing a second metal.
В вариантах осуществления, в которых устройство, генерирующее аэрозоль, содержит источник света, предпочтительно множество металлических наночастиц содержат среднечисловой максимальный диаметр, который меньше или равен длине волны испускания источника света.In embodiments where the aerosol generating device comprises a light source, preferably the plurality of metal nanoparticles comprise a number average maximum diameter that is less than or equal to the emission wavelength of the light source.
Множество металлических наночастиц может содержать среднечисловой максимальный диаметр менее приблизительно 700 нанометров, предпочтительно менее приблизительно 600 нанометров, предпочтительно менее приблизительно 500 нанометров, предпочтительно менее приблизительно 400 нанометров, предпочтительно менее приблизительно 300 нанометров, предпочтительно менее приблизительно 200 нанометров, предпочтительно менее приблизительно 150 нанометров, предпочтительно менее приблизительно 100 нанометров.The plurality of metal nanoparticles may have a number average maximum diameter of less than about 700 nanometers, preferably less than about 600 nanometers, preferably less than about 500 nanometers, preferably less than about 400 nanometers, preferably less than about 300 nanometers, preferably less than about 200 nanometers, preferably less than about 150 nanometers, preferably less than about 100 nanometers.
Пластический нагревательный элемент может быть образован из множества металлических наночастиц.The plastic heating element may be formed from a plurality of metal nanoparticles.
Указанный пластиковый нагревательный элемент может содержать подложку и слой покрытия, расположенный по меньшей мере на части подложки, причем слой покрытия содержит множество металлических наночастиц. Преимущественно подложка может быть образована из материала, выбранного для требуемых механических свойств. Преимущественно, слой покрытия может быть образован для оптимизации поверхностного плазмонного резонанса из множества металлических наночастиц, когда слой покрытия подвергается воздействию света из источника света.Said plastic heating element may comprise a substrate and a coating layer located on at least a portion of the substrate, the coating layer containing a plurality of metal nanoparticles. Advantageously, the substrate may be formed from a material selected for the desired mechanical properties. Advantageously, the coating layer may be formed to optimize surface plasmon resonance from a plurality of metal nanoparticles when the coating layer is exposed to light from a light source.
Подложка может быть выполнена из любого подходящего материала. Подложка может содержать металл. Подложка может содержать полимерный материал. Подложка может содержать керамику.The substrate may be made from any suitable material. The substrate may contain metal. The substrate may contain a polymeric material. The substrate may contain ceramics.
Подложка может быть электропроводящей. Подложка может быть эдектроизоляционной.The substrate may be electrically conductive. The substrate may be electrically insulating.
Наночастицы могут быть предусмотрены на подложке с использованием любого подходящего процесса. Металлические наночастицы могут быть нанесены на подложку с использованием процесса физического осаждения паром.The nanoparticles may be provided on the substrate using any suitable process. The metal nanoparticles can be deposited onto a substrate using a physical vapor deposition process.
Пластический нагревательный элемент может содержать множество отдельных областей металлических наночастиц, причем множество отдельных областей расположены на расстоянии друг от друга. Преимущественно множество отдельных областей металлических наночастиц могут способствовать нагреву множества отдельных частей субстрата, образующего аэрозоль. Преимущественно множество отдельных областей металлических наночастиц могут способствовать нагреву множества отдельных субстратов, образующих аэрозоль.The plastic heating element may contain a plurality of distinct regions of metal nanoparticles, with the plurality of distinct regions spaced apart from each other. Advantageously, the plurality of distinct regions of the metal nanoparticles can contribute to the heating of the plurality of discrete portions of the aerosol forming substrate. Advantageously, a plurality of individual regions of the metal nanoparticles can contribute to the heating of a plurality of individual aerosol-forming substrates.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать источник света, выполненный с возможностью облучения множества отдельных областей металлических наночастиц. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать множество источников света, предназначенных для облучения множества отдельных областей металлических наночастиц. Каждый из множества источников света может быть выполнен с возможностью облучения только одной из отдельных областей металлических наночастиц.The aerosol generating device may include a light source configured to irradiate a plurality of discrete areas of the metal nanoparticles. The aerosol generating device may comprise a plurality of light sources for irradiating a plurality of distinct regions of the metal nanoparticles. Each of the plurality of light sources may be configured to irradiate only one of the individual regions of the metal nanoparticles.
Пластический нагревательный элемент может содержать первую поверхность, выполненную с возможностью приема света от источника света и генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса из множества металлических наночастиц. Первая поверхность может содержать множество поверхностных элементов, определяющих трехмерную форму. Первая поверхность может содержать по меньшей мере один из множества выступов и множества углублений. Первая поверхность может иметь волнообразную форму.The plastic heating element may include a first surface configured to receive light from a light source and generate heat through surface plasmon resonance from a plurality of metal nanoparticles. The first surface may contain a plurality of surface features that define a three-dimensional shape. The first surface may include at least one of a plurality of protrusions and a plurality of depressions. The first surface may have a wave-like shape.
Преимущественно первая поверхность, содержащая множество поверхностных элементов, может увеличивать площадь поверхности первой поверхности. Преимущественно, увеличение площади поверхности первой поверхности может увеличить нагрев множества металлических наночастиц посредством поверхностного плазмонного резонанса, когда свет находится на первой поверхности.Advantageously, the first surface containing a plurality of surface features may increase the surface area of the first surface. Advantageously, increasing the surface area of the first surface can increase the heating of the plurality of metal nanoparticles by surface plasmon resonance when light is on the first surface.
В вариантах осуществления, в которых пластический нагревательный элемент содержит подложку и слой покрытия, первая поверхность подложки может определять множество поверхностных элементов, причем слой покрытия предусмотрен на первой поверхности подложки для формирования первой поверхности плазматического нагревательного элемента.In embodiments where the plastic heating element comprises a substrate and a coating layer, the first surface of the substrate may define a plurality of surface features, with the coating layer provided on the first surface of the substrate to form the first surface of the plasma heating element.
Указанный пластиковый нагревательный элемент может содержать вторую поверхность, выполненную с возможностью передачи тепла на образующий аэрозоль субстрат во время использования. Вторая поверхность может быть расположена на противоположной стороне от пластического нагревательного элемента к первой поверхности. В вариантах осуществления, в которых плазматический нагревательный элемент содержит подложку и слой покрытия, предпочтительно подложка содержит первую поверхность, на которой предусмотрен слой покрытия для формирования первой поверхности плазматического нагревательного элемента, и вторую поверхность, образующую вторую поверхность плазматического нагревательного элемента. Предпочтительно, подложка содержит теплопроводный материал для облегчения передачи тепла от слоя покрытия ко второй поверхности пластического нагревательного элемента.Said plastic heating element may comprise a second surface configured to transfer heat to the aerosol-forming substrate during use. The second surface may be located on the opposite side from the plastic heating element to the first surface. In embodiments where the plasma heating element comprises a substrate and a coating layer, preferably the substrate comprises a first surface on which a coating layer is provided to form a first surface of the plasma heating element and a second surface forming a second surface of the plasma heating element. Preferably, the substrate contains a thermally conductive material to facilitate heat transfer from the coating layer to the second surface of the plastic heating element.
В вариантах осуществления, в которых нагревательный элемент содержит резистивный нагревательный элемент и пластический нагревательный элемент, указанное множество металлических наночастиц может образовывать резистивный нагревательный элемент.In embodiments in which the heating element comprises a resistive heating element and a plastic heating element, said plurality of metal nanoparticles may form a resistive heating element.
В вариантах осуществления, в которых пластический нагревательный элемент содержит подложку и слой покрытия, по меньшей мере один слой из подложки и слоя покрытия может образовывать резистивный нагревательный элемент. Подложка может содержать электрически резистивный материал. Электрически резистивный материал может содержать по меньшей мере одно из следующего: электрорезистивный металл и электрорезистивный керамика. Подложка может быть образована из электрорезистивного материала. Подложка может содержать тканый материал, причем множество нитей электрически резистивного материала образуют по меньшей мере часть тканого материала.In embodiments in which the plastic heating element comprises a substrate and a coating layer, at least one layer of the substrate and the coating layer may form a resistive heating element. The substrate may comprise an electrically resistive material. The electrically resistive material may comprise at least one of the following: an electrically resistive metal and an electrically resistive ceramic. The substrate may be formed from an electrically resistive material. The substrate may comprise a woven material, wherein the plurality of filaments of the electrically resistive material form at least a portion of the woven material.
В тех вариантах осуществления, в которых генерирующее аэрозоль устройство содержит электрический источник питания и контроллер, контроллер предпочтительно выполнен с возможностью подачи электропитания от электрического источника питания на резистивный нагревательный элемент.In those embodiments in which the aerosol generating device comprises an electrical power source and a controller, the controller is preferably configured to supply electrical power from the electrical power source to the resistance heating element.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью генерирования тепла с использованием резистивного нагревательного элемента в дополнение к генерированию тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса из множества металлических наночастиц. Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью генерирования тепла с использованием резистивного нагревательного элемента в качестве альтернативы генерированию тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса из множества металлических наночастиц.The aerosol generating device may be configured to generate heat using a resistive heating element in addition to generating heat through surface plasmon resonance from a plurality of metal nanoparticles. An aerosol generating device may be configured to generate heat using a resistive heating element as an alternative to generating heat via surface plasmon resonance from a plurality of metal nanoparticles.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью генерирования тепла с использованием резистивного нагревательного элемента в качестве резервной копии для генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса из множества металлических наночастиц. Например, образующее аэрозоль устройство может быть выполнено с возможностью генерирования тепла с использованием резистивного нагревательного элемента в случае недостаточного нагрева множества металлических наночастиц по поверхностному плазмонному резонансу.The aerosol generating device may be configured to generate heat using a resistive heating element as a backup to generate heat through surface plasmon resonance from a plurality of metal nanoparticles. For example, the aerosol generating device may be configured to generate heat using a resistive heating element in the event of insufficient surface plasmon resonance heating of a plurality of metal nanoparticles.
Генерирующее аэрозоль устройство может быть выполнено с возможностью генерирования тепла с использованием резистивного нагревательного элемента в начале цикла нагрева. Иначе говоря, резистивный нагревательный элемент может использоваться для генерирования тепла для повышения температуры нагревательного элемента до начальной рабочей температуры. Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью уменьшения или завершения подачи электропитания на резистивный нагревательный элемент, когда температура нагревательного элемента достигает начальной рабочей температуры.The aerosol generating device may be configured to generate heat using a resistive heating element at the beginning of the heating cycle. In other words, the resistance heating element may be used to generate heat to raise the temperature of the heating element to an initial operating temperature. The aerosol generating device may be configured to reduce or terminate power to the resistance heating element when the temperature of the heating element reaches an initial operating temperature.
Рабочий параметр устройства может влиять на работу одного или более компонентов устройства. Рабочий параметр может содержать одну или более переменных процесса, которые влияют на работу одного или более компонентов устройства. Предпочтительно, один или более компонентов содержат один или более компонентов, используемых устройством для генерирования аэрозоля, такого как нагревательный элемент, или источник питания, выполненный с возможностью подачи питания непосредственно или опосредованно на нагревательный элемент. Например, в некоторых вариантах осуществления рабочий параметр может содержать температуру нагревательного элемента. Рабочий параметр может содержать температурный профиль нагревательного элемента, такой как выходная температура в течение некоторого времени. Температура или профиль температуры могут управляться контроллером, управляющим питанием, подаваемым на нагревательный элемент от источника питания. Питание может подаваться непосредственно на нагревательный элемент. Питание может подаваться опосредованно на нагревательный элемент, например, путем подачи электрической мощности на один или более источников света, которые расположены с возможностью обеспечения света на плазматическую нагревательную поверхность нагревательного элемента. Контроллер может быть выполнен с возможностью регулирования выходного температуры по меньшей мере участка нагревательного элемента на основе измеренной первой температуры и измеренной второй температуры. В вышеописанных вариантах осуществления, где первое и второе места расположены на разных секциях нагрева вдоль нагревательного элемента, контроллер может быть выполнен с возможностью независимого управления рабочим параметром, связанным с каждым из секций нагрева, на основе соответствующих первой и второй измеренных температур. Например, контроллер может быть выполнен с возможностью определения распределения температуры через множество нагревательных секций и может отдельно управлять питанием, подаваемым на каждый из множества нагревательных участков, на основе определенного распределения температуры. Таким образом обеспечивается возможность более точного регулирования тепла, вырабатываемого нагревательным элементом. Управление питанием, подаваемым на указанное множество нагревательных секций, может быть достигнуто путем управления подачей электрической мощности на один или более из множества источников света, которые расположены с возможностью обеспечения для подачи питания на каждую из соответствующих секций нагрева нагревательного элемента. Например, если расположен первый источник света для обеспечения света в первую секцию нагрева и второй источник света расположены для обеспечения света во второй секции нагрева, контроллер может быть выполнен с возможностью увеличения количества света, излучаемого вторым источником света, относительно количества света, испускаемого первым источником света, если было определено, что измеренная температура соответствует второй секции нагревательного элемента ниже, чем измеренная температура, соответствующая первой секции нагревательного элемента. A device operating parameter may affect the operation of one or more device components. An operating parameter may contain one or more process variables that affect the operation of one or more device components. Preferably, the one or more components comprise one or more components used by the aerosol generating device, such as a heating element, or a power supply capable of supplying power directly or indirectly to the heating element. For example, in some embodiments, the implementation of the operating parameter may contain the temperature of the heating element. The operating parameter may comprise the temperature profile of the heating element, such as the outlet temperature over time. The temperature or temperature profile may be controlled by a controller controlling the power supplied to the heating element from a power source. Power can be supplied directly to the heating element. Power may be supplied indirectly to the heating element, for example, by supplying electrical power to one or more light sources that are positioned to provide light to the plasma heating surface of the heating element. The controller may be configured to control the outlet temperature of at least a portion of the heating element based on the measured first temperature and the measured second temperature. In the above embodiments where the first and second locations are located on different heating sections along the heating element, the controller may be configured to independently control an operating parameter associated with each of the heating sections based on the respective first and second sensed temperatures. For example, the controller may be configured to determine the temperature distribution across the plurality of heating sections and may separately control the power supplied to each of the plurality of heating sections based on the determined temperature distribution. In this way, the heat generated by the heating element can be more precisely controlled. Controlling the power supplied to said plurality of heating sections can be achieved by controlling the supply of electrical power to one or more of a plurality of light sources that are arranged to provide power to each of the respective heating element heating sections. For example, if the first light source is positioned to provide light to the first heating section and the second light source is positioned to provide light to the second heating section, the controller may be configured to increase the amount of light emitted by the second light source relative to the amount of light emitted by the first light source. if it has been determined that the measured temperature corresponding to the second section of the heating element is lower than the measured temperature corresponding to the first section of the heating element.
В некоторых вариантах осуществления контроллер может быть выполнен с возможностью активации или регулирования иным образом количества тепла, рассеиваемого нагревательным элементом при обнаружении воздушного потока. В некоторых вариантах осуществления контроллер может быть выполнен с возможностью управления рабочим параметром на основе определенного расхода воздуха. Например, контроллер может быть выполнен с возможностью регулирования температуры нагревательного элемента на основе объемной скорости воздушного потока через канал воздушного потока. In some embodiments, the controller may be configured to activate or otherwise control the amount of heat dissipated by the heating element when airflow is detected. In some embodiments, the implementation of the controller may be configured to control the operating parameter based on a certain air flow. For example, the controller may be configured to control the temperature of the heating element based on the volumetric airflow rate through the airflow path.
В некоторых вариантах осуществления устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать: часть для хранения жидкости, содержащую субстрат, образующий аэрозоль; и насос для накачки субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости к нагревательному элементу; причем рабочий параметр устройства содержит скорость потока субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости к нагревательному элементу, при этом контроллер выполнен с возможностью управления скоростью потока субстрата, образующего аэрозоль, на основе измеренной первой температуры и измеренной второй температуры. В некоторых вариантах осуществления контроллер может быть выполнен с возможностью управления насосом для дозирования регулируемого объема жидкого субстрата на основе первой температуры и второй температуры. В некоторых вариантах осуществления контроллер может быть выполнен с возможностью управления насосом для дозирования регулируемого объема жидкого субстрата на основе события воздушного потока, такого как объемный расход воздуха через канал воздушного потока. Насос может быть выполнен с возможностью дозирования регулируемого объема жидкого субстрата на основе количества воздушного потока, проходящего через канал воздушного потока. В некоторых вариантах осуществления часть для хранения жидкости может быть сменным картриджем. Например, генерирующее аэрозоль устройство может содержать соединитель для соединения с соединителем, таким как фитинг Люэра, картриджа. In some embodiments, an aerosol generating device may comprise: a liquid storage portion containing an aerosol generating substrate; and a pump for pumping the aerosol-forming substrate from the liquid storage portion to the heating element; wherein the operating parameter of the device comprises a flow rate of the aerosol-forming substrate from the liquid storage portion to the heating element, wherein the controller is configured to control the flow rate of the aerosol-forming substrate based on the measured first temperature and the measured second temperature. In some embodiments, the controller may be configured to control a pump to dispense a controlled volume of liquid substrate based on a first temperature and a second temperature. In some embodiments, the controller may be configured to control a pump to dispense a controlled volume of liquid substrate based on an airflow event, such as volumetric airflow through an airflow channel. The pump may be configured to dispense a controlled volume of liquid substrate based on the amount of airflow passing through the airflow channel. In some embodiments, the liquid storage portion may be a replaceable cartridge. For example, the aerosol generating device may include a connector for connecting to a connector, such as a Luer fitting, of the cartridge.
В некоторых вариантах осуществления указанное первое положение представляет собой положение на нагревательном элементе, и первая температура представляет собой температуру нагревательного элемента в первом положении, и указанное второе положение представляет собой положение, расположенное дальше по ходу потока относительно нагревательного элемента, и указанная вторая температура представляет собой температуру окружающей среды канала воздушного потока в указанном втором положении. В некоторых вариантах осуществления устройство содержит третий датчик температуры для измерения третьей температуры в третьем положении вдоль канала воздушного потока, причем указанное третье положение представляет собой положение, расположенное выше по ходу потока относительно нагревательного элемента, и указанная третья температура представляет собой температуру окружающей среды канала воздушного потока в указанном третьем месте, и контроллер выполнен с возможностью управления рабочим параметром устройства на основе первой температуры, второй температуры и третьей температуры. Это может преимущественно позволять контроллеру определять более точную скорость воздушного потока, принимая во внимание температуру нагревателя при сравнении относительных температур или изменений температуры, которые измерены выше по потоку и ниже по потоку относительно нагревательного элемента. In some embodiments, said first position is a position on the heating element and said first temperature is the temperature of the heating element at the first position and said second position is a position downstream of the heating element and said second temperature is the temperature environment of the airflow channel in the specified second position. In some embodiments, the device comprises a third temperature sensor for measuring a third temperature at a third position along the airflow path, said third position being a position upstream of the heating element, and said third temperature being the ambient temperature of the airflow path. at said third location, and the controller is configured to control an operating parameter of the device based on the first temperature, the second temperature, and the third temperature. This may advantageously allow the controller to determine a more accurate airflow rate by taking heater temperature into account when comparing relative temperatures or temperature changes that are measured upstream and downstream of the heating element.
В некоторых вариантах осуществления датчики температуры могут представлять собой датчики температуры на чипе. Датчики температуры могут быть планарными. Датчики температуры могут быть встроены в поверхность нагревательного элемента. Таким образом, использование таких расположенных на чипе датчиков температуры может преимущественно предотвратить избыточное прерывание воздуха, протекающего в канале воздушного потока. В некоторых вариантах осуществления поверхность таких расположенных на чипе датчиков температуры может быть покрыта наночастицами для осуществления поверхностного плазмонного резонанса. Преимущественно включение таких расположенных на чипе датчиков температуры не уменьшает площадь нагрева, доступную для осуществления поверхностного плазмонного резонанса.In some embodiments, the temperature sensors may be temperature sensors on a chip. Temperature sensors can be planar. Temperature sensors can be built into the surface of the heating element. Thus, the use of such on-chip temperature sensors can advantageously prevent excessive interruption of the air flowing in the air flow path. In some embodiments, the surface of such on-chip temperature sensors may be coated with nanoparticles to effect surface plasmon resonance. Advantageously, the inclusion of such on-chip temperature sensors does not reduce the heating area available for surface plasmon resonance.
Источник питания предпочтительно представляет собой электрический источник питания, который может содержать источник питания постоянного тока. Электрический источник питания может содержать по меньшей мере одну батарею. Указанная по меньшей мере одна батарея может включать перезаряжаемую литий-ионную батарею. Электрический источник питания может содержать другой вид устройства хранения заряда, такой как конденсатор. Электрический источник питания может нуждаться в перезарядке. Электрический источник питания может иметь емкость, которая позволяет накапливать достаточное количество энергии для одного или более применений устройства, генерирующего аэрозоль. Например, электрический источник питания может обладать достаточной емкостью для обеспечения непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, равного приблизительно шести минутам, что соответствует обычному времени, необходимому для выкуривания обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере электрический источник питания может иметь достаточную емкость для обеспечения возможности осуществления предварительно заданного количества затяжек или отдельных активаций.The power supply is preferably an electrical power supply, which may comprise a DC power supply. The electrical power supply may include at least one battery. The at least one battery may include a rechargeable lithium ion battery. The electrical power supply may contain another form of charge storage device, such as a capacitor. The electrical power supply may need to be recharged. The electrical power supply may have a capacity that allows sufficient energy to be stored for one or more uses of the aerosol generating device. For example, the electrical power supply may have sufficient capacity to continuously generate an aerosol for a period of approximately six minutes, which is typical of the time required to smoke a conventional cigarette, or for a period of multiples of six minutes. In another example, the electrical power supply may have sufficient capacity to allow for a predetermined number of puffs or individual activations.
В вариантах осуществления, в которых устройство, генерирующее аэрозоль, содержит пластический нагревательный элемент и источник света, контроллер может быть выполнен с возможностью инициирования подачи электропитания от электрического источника питания на источник света в начале цикла нагрева. Контроллер может быть выполнен с возможностью прекращения подачей электропитания от электрического источника питания к источнику света в конце цикла нагрева.In embodiments where the aerosol generating device comprises a plastic heating element and a light source, the controller may be configured to initiate electrical power supply from the electrical power source to the light source at the beginning of the heating cycle. The controller may be configured to terminate the power supply from the electrical power source to the light source at the end of the heating cycle.
Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи непрерывной подачи электропитания от электрического источника питания на источник света.The controller may be configured to supply a continuous power supply from an electrical power source to the light source.
Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи прерывистой подачи электропитания от электрического источника питания на источник света. Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи импульсного подачи электропитания от электрического источника питания на источник света.The controller may be configured to provide an intermittent power supply from an electrical power source to the light source. The controller may be configured to supply a pulsed power supply from an electrical power source to the light source.
Преимущественно импульсный источник электропитания на источник света может способствовать регулированию общего выхода из источника света за период времени. Предпочтительно, управление общим выходом из источника света в течение периода времени может способствовать регулированию температуры, до которой плазматический нагревательный элемент нагревается поверхностным плазмонным резонансом.Advantageously, switching power supply to the light source can help control the total output from the light source over a period of time. Preferably, controlling the total output from the light source over a period of time can help control the temperature to which the plasma heating element is heated by surface plasmon resonance.
Преимущественно импульсный источник электропитания на источник света может повышать тепловое расслабление свободных электронов, возбужденных поверхностным плазмонным резонансом, по сравнению с другими процессами релаксации, такими как окисление и механическое расслабление. Следовательно, преимущественно импульсный источник электропитания на источник света может увеличить нагрев плазмообразного нагревательного элемента. Предпочтительно, контроллер выполнен с возможностью подачи импульсного подачи электропитания от электрического источника питания на источник света таким образом, чтобы время между последовательными импульсами света от источника света составляло приблизительно 1 пикосекунду или меньше. Другими словами, время между концом каждого импульса света от источника света и началом следующего импульса света от источника света равно или меньше приблизительно 1 пикосекунды. Advantageously, a switching power supply to a light source can increase the thermal relaxation of free electrons excited by surface plasmon resonance compared to other relaxation processes such as oxidation and mechanical relaxation. Therefore, a predominantly switching power supply to the light source can increase the heating of the plasma heating element. Preferably, the controller is configured to pulse power from an electrical power source to the light source such that the time between successive light pulses from the light source is approximately 1 picosecond or less. In other words, the time between the end of each light pulse from the light source and the beginning of the next light pulse from the light source is equal to or less than about 1 picosecond.
Контроллер может быть выполнен с возможностью изменения подачи электрической мощности от электрического источника питания на источник света. В тех вариантах осуществления, в которых контроллер выполнен с возможностью подачи импульсного подачи электропитания на источник света, контроллер может быть выполнен с возможностью изменения коэффициента заполнения импульсного источника электропитания. Контроллер может быть выполнен с возможностью изменения ширины импульса и/или периода заполнения.The controller may be configured to change the supply of electrical power from the electrical power source to the light source. In those embodiments in which the controller is configured to provide a pulsed power supply to the light source, the controller may be configured to change the duty cycle of the pulsed power supply. The controller may be configured to change the pulse width and/or fill period.
Субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать элемент для перемещения жидкости, выполненный с возможностью транспортировки жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения и в направлении нагревательного элемента. Элемент для транспортировки жидкости может содержать капиллярный фитиль.The aerosol-forming substrate may be an aerosol-forming liquid substrate. The aerosol generating device may include a liquid moving element configured to transport the aerosol generating liquid substrate out of the storage portion and towards the heating element. The fluid transport element may include a capillary wick.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать воду.The aerosol-forming liquid substrate may contain water.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать вещество для образования аэрозоля. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны из уровня техники и включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин, сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как глицерол моно-, ди- или триацетат; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Предпочтительными веществами для образования аэрозоля являются многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и, наиболее предпочтительно, глицерин или полиэтиленгликоль.The aerosol-forming liquid substrate may contain an aerosol-forming agent. Suitable aerosol forming agents are well known in the art and include, but are not limited to: polyhydric alcohols such as triethylene glycol, 1,3-butanediol, and glycerol; polyhydric alcohol esters such as glycerol mono-, di-, or triacetate; and aliphatic esters of mono-, di- or polycarboxylic acids such as dimethyl dodecanedioate and dimethyl tetradecanedioate. Preferred aerosol forming agents are polyhydric alcohols or mixtures thereof, such as triethylene glycol, 1,3-butanediol, and most preferably glycerol or polyethylene glycol.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно из никотина или табачного продукта. Дополнительно или альтернативно жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другое целевое соединение для доставки пользователю. В вариантах осуществления, в которых жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержит никотин, никотин может содержаться в жидком субстрате, образующем аэрозоль, вместе с веществом для образования аэрозоля.The aerosol-forming liquid substrate may contain at least one of nicotine or a tobacco product. Additionally or alternatively, the aerosol-forming liquid substrate may contain another target compound for delivery to the user. In embodiments in which the aerosol generating liquid substrate contains nicotine, nicotine may be contained in the aerosol generating liquid substrate along with the aerosol generating agent.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать первый субстрат, образующий аэрозоль, и второй субстрат, образующий аэрозоль. Предпочтительно, нагревательный элемент выполнен с возможностью нагрева как первого образующего аэрозоль субстрата, так и второго образующего аэрозоль субстрата.The aerosol generating device may comprise a first aerosol generating substrate and a second aerosol generating substrate. Preferably, the heating element is configured to heat both the first aerosol-forming substrate and the second aerosol-forming substrate.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предусмотрено картридж для хранения жидкости, содержащий соединитель для соединения картриджа для хранения жидкости с устройством, генерирующим аэрозоль, при этом картридж для хранения жидкости содержит жидкий субстрат, образующий аэрозоль, и выполнен с возможностью сжатия при исчерпании субстрата, образующего аэрозоль. Убыли образующего аэрозоль субстрата может не вызвать отрицательного давления в картридже для хранения жидкости. Таким образом обеспечивается преимущество, состоящее в возможности предотвращения поступления воздуха внутрь картриджа. В некоторых вариантах осуществления соединитель представляет собой фитинг Люэра.According to a second aspect of the present invention, a liquid storage cartridge is provided, comprising a connector for connecting the liquid storage cartridge to an aerosol generating device, wherein the liquid storage cartridge contains an aerosol generating liquid substrate and is compressible when the aerosol generating substrate is depleted. Loss of aerosol-forming substrate may not cause negative pressure in the liquid storage cartridge. This provides the advantage of being able to prevent air from entering the inside of the cartridge. In some embodiments, the connector is a Luer fitting.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предусмотрена система, генерирующая аэрозоль, содержащая устройство, генерирующее аэрозоль, согласно первому и второму аспектам настоящего изобретения, и изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать картридж для хранения жидкости, содержащий субстрат, образующий аэрозоль.According to a third aspect of the present invention, an aerosol generating system is provided, comprising an aerosol generating device according to the first and second aspects of the present invention, and an aerosol generating article comprising an aerosol generating substrate. An aerosol generating article may comprise a liquid storage cartridge containing an aerosol generating substrate.
В контексте этого документа «устройство, генерирующее аэрозоль» относится к устройству, которое может взаимодействовать с субстратом, образующим аэрозоль, для генерирования аэрозоля.In the context of this document, "aerosol generating device" refers to a device that can interact with an aerosol generating substrate to generate an aerosol.
В контексте этого документа термин «субстрат, образующий аэрозоль» относится к субстрату, способному высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Такие летучие соединения могут высвобождаться в результате нагрева субстрата, образующего аэрозоль. In the context of this document, the term "aerosol-forming substrate" refers to a substrate capable of releasing volatile compounds that can form an aerosol. Such volatile compounds may be released by heating the aerosol-forming substrate.
Субстрат, образующий аэрозоль, может быть частью изделия, генерирующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может иметь любую подходящую конфигурацию и может содержать любой из признаков, более подробно описанных ниже. The aerosol generating substrate may be part of the aerosol generating article. The aerosol forming substrate may have any suitable configuration and may contain any of the features described in more detail below.
В контексте этого документа термин «система, генерирующая аэрозоль» относится к комбинации из устройства, генерирующего аэрозоль, и одного или более изделий, образующих аэрозоль, для использования с устройством. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать дополнительные компоненты, такие как зарядное устройство для перезарядки встроенного блока электропитания в электроуправляемом или электрическом устройстве, генерирующем аэрозоль.In the context of this document, the term "aerosol generating system" refers to a combination of an aerosol generating device and one or more aerosol generating articles for use with the device. The aerosol generating system may include additional components such as a charger for recharging the built-in power supply in the electrically operated or electrical aerosol generating device.
Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения предусмотрен способ управления устройством, генерирующим аэрозоль, при этом указанное устройство, генерирующее аэрозоль, содержит нагревательный элемент в канале воздушного потока, проходящем в первом направлении, при этом способ включает этапы: измерения первой температуры в первом положении вдоль канала воздушного потока; измерения второй температуры во втором положении вдоль прохода для потока воздуха; и управления рабочим параметром устройства на основе измеренной первой температуры и измеренной второй температуры, на основе измеренной первой температуры и измеренной второй температуры.According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for controlling an aerosol generating device, said aerosol generating device comprising a heating element in an air flow path extending in a first direction, the method comprising the steps of: measuring a first temperature at a first position along the air flow path ; measuring a second temperature at a second position along the air flow passage; and controlling an operating parameter of the device based on the measured first temperature and the measured second temperature, based on the measured first temperature and the measured second temperature.
Согласно пятому аспекту настоящего изобретения предоставлено устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее: впускное отверстие для воздуха; выпускное отверстие для воздуха; канал воздушного потока, проходящий в первом направлении между впускным отверстием для воздуха и выпускным отверстием для воздуха; нагревательный элемент в канале воздушного потока для нагревания субстрата, образующего аэрозоль; первый датчик температуры для измерения первой температуры в первом положении вдоль прохода для потока воздуха; и контроллер, выполненный с возможностью управления рабочим параметром устройства на основе по меньшей мере измеренной первой температуры.According to a fifth aspect of the present invention, an aerosol generating device is provided, comprising: an air inlet; air outlet; an air flow channel extending in a first direction between the air inlet and the air outlet; a heating element in the air flow path for heating the aerosol-generating substrate; a first temperature sensor for measuring a first temperature at a first position along the air flow passage; and a controller configured to control an operating parameter of the device based on at least the measured first temperature.
Признаки, описанные в отношении одного аспекта, могут быть в равной степени применимы к другим аспектам настоящего изобретения. Features described in relation to one aspect may be equally applicable to other aspects of the present invention.
Варианты осуществления настоящего изобретения далее будут описаны исключительно в качестве примеров со ссылками на прилагаемые графические материалы, на которых:Embodiments of the present invention will now be described solely as examples with reference to the accompanying drawings, in which:
на фиг. 1 показан перспективный вид генерирующей аэрозоль системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения;in fig. 1 is a perspective view of an aerosol generating system according to an embodiment of the present invention;
на фиг. 2a показан покомпонентный вид в перспективе нагревательного узла, показанного на фиг. 1;in fig. 2a is an exploded perspective view of the heating assembly shown in FIG. one;
на фиг. 2b показан перспективный вид нагревательного узла по фиг. 2b;in fig. 2b is a perspective view of the heating unit of FIG. 2b;
фиг. 2c представляет собой вид в разрезе нагревательного узла по фиг. 2a и 2b.fig. 2c is a sectional view of the heating unit of FIG. 2a and 2b.
на фиг. 3 показан вид в разрезе нагревательного узла согласно варианту осуществления настоящего изобретения;in fig. 3 is a sectional view of a heating unit according to an embodiment of the present invention;
на фиг. 4 показан перспективный вид нагревательного элемента системы, генерирующей аэрозоль, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения; иin fig. 4 is a perspective view of a heating element of an aerosol generating system according to embodiments of the present invention; and
на фиг. 5a показано схематическое изображение рассеяния тепла на нагревательном элементе, показанном на фиг. 4, в первом состоянии, в котором по существу отсутствует поток воздуха через нагревательный элемент; и in fig. 5a is a schematic representation of heat dissipation on the heating element shown in FIG. 4, in a first state in which there is substantially no air flow through the heating element; and
на фиг. 5b показано схематическое изображение рассеяния тепла на нагревательном элементе, показанном на фиг. 4, во втором состоянии, при котором подача воздуха втягивается в устройство, генерирующее аэрозоль, через нагревательный элемент.in fig. 5b is a schematic representation of heat dissipation on the heating element shown in FIG. 4 in a second state in which the air supply is drawn into the aerosol generating device through the heating element.
На фиг. 1 показана образующая аэрозоль система 10, содержащая образующее аэрозоль устройство 20 и часть 100 для хранения жидкости, заключающую в себе жидкий образующий аэрозоль субстрат для использования с образующим аэрозоль устройством 20. In FIG. 1 shows an
Генерирующее аэрозоль устройство 20 содержит корпус, выполненный с возможностью размещения в нем части 100 для хранения жидкости, например, в отделении для хранения. Часть 100 для хранения жидкости в проиллюстрированном примере по фиг. 1 представляет собой заменяемый картридж, содержащий субстрат, образующий аэрозоль, такой как жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Заменяемый картридж выполнен с возможностью соединения с дозирующим блоком 60 устройства 20, генерирующего аэрозоль, посредством герметичного соединения 62, такого как соединение Люэра, и трубки 64. Дозирующий блок 60, который в проиллюстрированных примерах содержит насос, обеспечивает управляемую доставку жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к нагревательному узлу 30, где жидкий субстрат нагревается до пара. По мере осуществления пользователем затяжки на мундштуке 66, подача воздуха втягивается в устройство 20, генерирующее аэрозоль, через впускное отверстие 50 для воздуха. Источник воздуха при комнатной температуре конденсирует пар с образованием потока генерируемого аэрозоля. Мундштук 66 образует выпускное отверстие 52 для воздуха. По мере осуществления пользователем затяжки на мундштуке 66, генерируемый аэрозоль может выходить из устройства в рот пользователя. Таким образом, подача воздуха и генерируемый аэрозоль протекают в канале воздушного потока, образованном между впускным отверстием 50 для воздуха и выпускным отверстием 52 для воздуха.The
Нагревательный узел 30 в проиллюстрированном варианте осуществления содержит пластический нагревательный элемент. Указанный плазмоэлектрический нагревательный элемент генерирует тепло посредством поверхностного плазмонного резонанса (SPR). Пластические нагревательные элементы обычно содержат множество металлических наночастиц и основаны на возбуждении металлических наночастиц светом, например, видимым светом от источника 40 света. Воздействие падающего света приводит к суммарной колебательной деформации свободных электронов металлических наночастиц и поляризации заряда на поверхности металлических наночастиц. Чтобы ослабить свое первоначальное состояние, наночастицы высвобождают данное лишнее энергии в виде тепла. Как правило, наночастицы, используемые в плазмоидальных нагревателях, имеют размеры частиц, которые равны или меньше длины волны видимого света.The
Устройство 20, генерирующее аэрозоль, содержит источник 12 электроэнергии, например, перезаряжаемую литий-ионную батарею. Источник 12 электропитания содержит зарядный порт 16 для зарядки перезаряжаемой батареи. Устройство 10 дополнительно содержит контроллер 14, соединенный с возможностью связи с одним или более источниками света. В проиллюстрированном варианте осуществления источники света содержат светодиод (СИД) 40. Контроллер также соединен с возможностью связи с источником 12 электроэнергии и интерфейсом 26 пользователя. В этом варианте осуществления пользовательский интерфейс 26 содержит механическую кнопку. При активации пользовательского интерфейса 26 контроллер управляет подачей питания от источника 12 электропитания на источник 40 света с целью нагрева нагревательного элемента 30 до требуемой рабочей температуры. В некоторых вариантах осуществления контроллер управляет питанием, подаваемым на источник 40 света, для предоставления профиля нагрева, такого как температурный профиль, нагревательного элемента в течение периода времени, в течение которого устройство 20 используется.The
На фиг. 2а-2с показан пример нагревательного узла 30. В изображенном варианте осуществления нагревательный узел 30 содержит нагревательный элемент 32. Источник 40 света расположен таким образом, чтобы излучать свет в направлении нагревательного элемента 32, когда источник 40 света принимает источник электропитания. Нагревательный узел 30 содержит камеру 38, генерирующую аэрозоль, между источником 40 света и нагревательным узлом 30. Образующая аэрозоль камера 38 обеспечивает объем, в котором жидкий субстрат может испаряться для образования аэрозоля с поступающим источником воздуха. Образующая аэрозоль камера 38 образует часть воздушного канала между впускным отверстием 50 для воздуха и выпускным отверстием 52 для воздуха. Канал воздушного потока проходит вдоль первого направления между впускным отверстием 50 для воздуха и выпускным отверстием 52 для воздуха. Первое направление совпадает с продольной осью устройства 20 или по существу параллельно ей.In FIG. 2a-2c show an example of a
Нагревательный элемент 32 в проиллюстрированных вариантах осуществления содержит плоский элемент, содержащий материал на основе кремния, например, кварц, который способен поддерживать свою механическую прочность при повышенной температуре. Нагревательный элемент 32 содержит нагревательную поверхность 34, проходящую через по меньшей мере часть нагревательного элемента 32 внутри камеры 38, генерирующей аэрозоль, для нагревания и испарения входящей дозы жидкого субстрата. Нагревательная поверхность 34 содержит множество металлических наночастиц для осуществления поверхностного плазмонного резонанса. The
В этом конкретном примере нагревательную поверхность 34 покрывают слоем наночастиц серебра со средним диаметром 100 нм, хотя также применимы наночастицы других размеров. В качестве альтернативы могут быть использованы другие коллоид металла или наночастицы, например, золото или наночастицы платины. Смесь металлических наночастиц также может быть нанесена на нагревательную поверхность 34 для проведения пластического нагрева, такого как смесь золота и наночастиц серебра. Поскольку количество наночастиц представляет собой критический фактор, регулирующий выходной мощности в пластическом нагревателе, предпочтительно обеспечить как можно больше наночастиц на заданной нагревательной поверхности. Следовательно, для повышения плотности наночастиц и, таким образом, для увеличения тепла, генерируемого поверхностным плазмонным резонансом, нагревательная поверхность, в некоторых вариантах осуществления содержит множество слоев наночастиц для создания общего количества доступных металлических наночастиц. In this particular example, the
Проиллюстрированный источник света 40 содержит светодиод (СИД) Более конкретно, источник 40 света содержит матрицу светодиодов, каждая из которых предназначена для независимого управления контроллером 14. Например, множество светодиодов могут излучать свет последовательно, с разной интенсивностью или с разными длинами волн. Это обеспечивает изменение повышения температуры по всей нагревательной поверхности. Это особенно полезно, поскольку оно также обеспечивает выборочное локализованное нагревание нагревательной поверхности 34.The illustrated
Источник 40 света расположен с возможностью выравнивания с нагревательной поверхностью 34 нагревательного элемента 32. Например, источник 40 света наложен, но расположен на расстоянии от нагревательной поверхности 34. Данная компоновка обеспечивает металлические наночастицы с максимальным воздействием падающего света, излучаемого матрицей светодиодов. Например, множество светодиодов в матрице светодиодов могут излучать свет последовательно, с разной интенсивностью или с разными длинами волн. Это обеспечивает изменение температуры на нагревательной поверхности. Это является выгодным, поскольку это также обеспечивает выборочное локализованное нагревание. Это может быть использовано для коррекции локальных колебаний температуры на нагревательной поверхности 34 нагревательного элемента 32. При использовании источник 40 света выполнен таким образом, что нагревательная поверхность 34 нагревается до температуры от 200 до 350 градусов по шкале Цельсия. The
Как проиллюстрировано на фиг. 2c, устройство 20 содержит объектив 44 для воздействия на преломление и фокусирующий свет, излучаемый группой светодиодов, в направлении нагревательной поверхности 34. Линза 44 расположена между СИД-источником 40 света и нагревательной поверхностью 34. Например, каждый из светодиодов в матрице 40 светодиодов содержит линзу, образованную как единое целое с СИД. Дополнительная линза 44 расположена над матрицей светодиодов. Отраженный свет может быть сфокусирован или диспергирован посредством линзы 44 для управления, сколько света передается на нагревательную поверхность 34 или их части. As illustrated in FIG. 2c, the
В некоторых других вариантах осуществления в качестве источника света могут использоваться альтернативные источники света. Например, источник света может содержать лазерный диод. Лазерный диод обеспечивает максимальное возбуждение конкретного типа наночастиц. В некоторых вариантах осуществления линза 36 нагревательного узла 30 может быть соединена с световым каналом (не показано), проходящим в направлении окружающей среды, внешней по отношению к корпусу 12 устройства 20, для захвата и передачи света от внешнего источника света, такого как естественный дневной свет или окружающий свет, в направлении нагревательной поверхности 34 нагревательного элемента 32. В таких случаях внешний свет, получаемый на линзе 44, может иметь более низкую интенсивность по сравнению с источником 38 искусственного света. Тем не менее, внешний источник света может быть использован для предварительного нагрева субстрата 102, образующего аэрозоль, до повышенной температуры выше температуры окружающей среды, таким образом, потребление питания на источник 38 искусственного света может быть соответственно уменьшено. In some other embodiments, alternate light sources may be used as the light source. For example, the light source may include a laser diode. The laser diode provides maximum excitation of a specific type of nanoparticles. In some embodiments,
Нагревательный узел 30 содержит жидкостный канал 36 для подачи жидкого субстрата к нагревательной поверхности 34. На фигурах показан один канал 36 для жидкости, имеющий выпускное отверстие, смежное с нагревательной поверхностью 34. Также может быть предусмотрено множество жидких каналов. Использование множества каналов для жидкости может преимущественно расходовать и подавать жидкий субстрат по ширине нагревательной поверхности 34. The
Капиллярный фитинг 65 предусмотрен для соединения трубки 64 и жидкостного канала 36. Капиллярный фитинг 65 также образует распределитель для распределения дозы жидкого субстрата равномерно среди множества жидких каналов 36. A
Нагревательный узел 30 дополнительно содержит впускное отверстие 50 для воздуха для втягивания в источник воздуха. Указанное впускное отверстие 50 для воздуха сообщается по текучей среде с каналом воздушного потока. По мере осуществления пользователем затяжки на мундштуке 66, подача воздуха втягивается в камеру 38, генерирующую аэрозоль, из окружающей среды, окружающей устройство 20, через впускное отверстие 50 для воздуха. При активации нагревательного элемента 32 воздух, втягиваемый в устройство, является относительно холодным по сравнению с окружающим воздухом внутри устройства вблизи нагревателя. Этот относительно холодный источник воздуха конденсирует по меньшей мере часть испаренного субстрата, образующего аэрозоль, в камере 38 для образования аэрозоля, образуя таким образом поток генерируемого аэрозоля. The
Тепло, генерируемое на нагревательной поверхности 34 поверхностным плазмонным резонансом, распространяется на излучение через камеру 38, генерирующую аэрозоль. Это может нагревать СИД-источник 40 света. Преимущественно поток воздуха через камеру 38, генерирующую аэрозоль, через впускное отверстие 50 для воздуха охлаждает источник 40 света, таким образом защищая его от перегрева. The heat generated on the
В некоторых вариантах осуществления нагревательная поверхность 34 может содержать множество отдельных нагревательных секций. Это обеспечивает возможность более точного определения температуры поверхности 34 по нагревательной поверхности. В некоторых вариантах осуществления каждая нагревающая секция может иметь различную плотность металлических наночастиц или различного количества слоев наночастиц. Это обеспечивает изменение повышения температуры на разных участках нагревания, когда все нагревательные секции подвергаются воздействию однородного источника света. Это является выгодным, поскольку она обеспечивает выборочное локализованное нагревание. Например, поскольку расположенные выше по ходу потока секции нагрева, расположенные вблизи впускного отверстия 50 для воздуха, более подвержены воздействию в результате сравнительно холодного поступления воздуха, эти секции нагрева могут содержать относительно больше наночастиц по сравнению с ближним нагревательными секциями, ближним к выпускному отверстию 52 для воздуха и мундштуку 66. В некоторых случаях множество секций нагревания также обеспечивают возможность выборочного нагрева субстрата, образующего аэрозоль, таким образом, позволяя нагревать жидкие субстраты и ароматизирующие композиции по подложке до разных температур. In some embodiments,
Часть 100 для хранения жидкости, используемая в проиллюстрированном примере, представляет собой сменный картридж. Заменяемый картридж 100 содержит гибкие боковые стенки и выполнен с возможностью сжатия при израсходовании жидкого образующего аэрозоль субстрата. Убыль жидкого образующего аэрозоль субстрата в картридже 100 не вызывает отрицательного давления в части для хранения жидкости. Следовательно, смещение жидкого субстрата, образующего аэрозоль, не приводит к тому, что пузырьки воздуха повторно входят в картридж 100. Таким образом снижается вероятность прерывистой доставки жидкого субстрата, вызванной такими пузырьками воздуха и кавитацией насоса. The
На фиг. 3 показан вид в разрезе еще одного варианта осуществления настоящего изобретения. Камера 38b, генерирующая аэрозоль, может содержать трубчатый корпус 22b. В этом примере устройство 20b, генерирующее аэрозоль, содержит те же компоненты, что и устройство 20, как показано на фиг. 2a-2c. Источник 40b света и линза 44b образованы снаружи трубчатого корпуса 22b. Линза 44b выполнена с возможностью преломления и фокусировки света, излучаемого источником 40b света, на планарную нагревательную поверхность 34b на нагревательном элементе 32b. Часть трубчатого корпуса 22b содержит опору 24b для обеспечения четкой платформы для поддержки нагревательного элемента 32b, такого как планарный нагревательный элемент 32b.In FIG. 3 is a sectional view of yet another embodiment of the present invention. The
На фиг. 4 показан вид в перспективе, показывающий часть нагревательного узла 30. Нагревательный узел 30 содержит нагревательный элемент 32 и множество датчиков 80, 82, 84 температуры. В проиллюстрированном варианте осуществления множество датчиков температуры содержат датчик 80 нагревательного элемента на нагревательной поверхности 34 для измерения температуры на нагревательном элементе. Множество датчиков 80, 82, 84 температуры дополнительно содержат датчик 82 выше по потоку и расположенный ниже по потоку датчик 84, соответственно расположенные выше по потоку и ниже по потоку относительно нагревательной поверхности 34. В этом примере датчик 82 выше по потоку и датчик 84 ниже по потоку расположены на равном расстоянии от нагревательной поверхности 34 на равном расстоянии от нее для измерения температуры. Температуры, измеряемые датчиком 82 расположенного выше по потоку и расположенным ниже по потоку датчиком 84, могут обладать температурой воздуха, равной или превышающей положение соответствующих датчиков 82, 84, или температурой генерируемого аэрозоля, расположенную на или вблизи положения соответствующих датчиков 82, 84. В контексте данного документа фраза «выше по ходу потока» относится к местоположению, расположенному ближе к впускному отверстию 50 для воздуха, чем к выпускному отверстию 52 для воздуха. В контексте данного документа фраза «ниже по потоку» относится к положению, расположенному ближе к выпускному отверстию 52 для воздуха, чем впускное отверстие 50 для воздуха.In FIG. 4 is a perspective view showing part of the
Датчики 80, 82, 84 температуры могут представлять собой датчики температуры на чипе. Такие датчики температуры на чипе являются в целом плоскими и могут быть легко встроены в нагревательный элемент 32. Таким образом, использование этих датчиков температуры на чипе не вызывает избыточного прерывания потока воздуха в камере 38, генерирующей аэрозоль. Кроме того, поверхность таких датчиков температуры на чипе может быть покрыта металлическими наночастицами. Это особенно полезно для датчика 80 нагревательного элемента, поскольку его включение не уменьшает количество поверхности 34 нагрева, доступной для осуществления пластического нагрева.
Контроллер 14 выполнен с возможностью управления рабочим параметром устройства 20 за счет по меньшей мере двух температур вдоль канала воздушного потока. Температура нагревательного элемента 32, измеренная датчиком 80 нагревательного элемента, может быть достаточной для того, чтобы контроллер 14 обеспечивал возможность управления обратной связью на источнике 40 питания. Более конкретно, контроллер 14 может быть выполнен с возможностью управления интенсивностью или скоростью пульсации или сочетанием интенсивности и пульсации света, излучаемого источником 40 света, на основе измеренной температуры нагревателя. Это позволяет управлять температурой нагревательного элемента 32 для сохранения требуемой температуры или в пределах желаемого температурного диапазона. Контроллер может применять традиционное управление температурой на основе измеренной температуры нагревателя. The
Использование множества датчиков 80, 82, 84 температуры позволяет получить дополнительную рабочую информацию, такую как температурный градиент по нагревательной поверхности 34, температурный градиент по образующей аэрозоль камере 38 или событие воздушного потока, которое необходимо получить. На основании этого могут быть применены новые механизмы управления. Например, температуры, измеренные в разных местах по образующей аэрозоль камере 38 с помощью датчиков 80, 82, 84 температуры, могут использоваться для определения события воздушного потока, такого как вдох, выдыхание или скорость воздушного потока, такая как объемный расход воздуха, подаваемого воздушным потоком. На фиг. 5а показан профиль температуры воздуха вдоль камеры 38, генерирующей аэрозоль, когда воздушный поток не проходит через канал воздушного потока. Нагревательная поверхность 34 подается падающим светом без осуществления пользователем затяжки на мундштуке. Например, пользователь может взаимодействовать с интерфейсом 26 пользователя для инициирования предварительного нагрева нагревательного элемента 32. Объем ворсистого воздуха вокруг нагревательной поверхности 34 постепенно нагревается нагревательной поверхностью 34, главным образом вследствие естественной конвекции. В результате, температура воздуха, как показано на фиг. 5a, постепенно уменьшается с увеличением расстояния от нагревательной поверхности 34. Как показано на фиг. 5a, распределение температуры нижележащего воздуха вокруг активированного нагревательного элемента 32 является по существу симметричным. Поскольку температура является одинаковой как в направлении выше по потоку, так и в направлении вниз по потоку, датчик 82 выше по потоку и датчик 84 ниже по потоку определяют аналогичные температуры воздуха на каждом конце нагревательной поверхности 34. Такое показание температуры указывает на отсутствие воздушного потока в камере и, таким образом, контроллер может прекратить подачу питания на источник света с целью предотвращения перегрева на нагревательной поверхности 34, а также сбережения энергии. The use of a plurality of
На фиг. 5b показан другой температурный профиль вдоль камеры 38, генерирующей аэрозоль, когда пользователь делает затяжку на мундштуке. В этом примере происходит протекание запаса 90 воздуха в направлении от датчика 82 выше по потоку к расположенному ниже по потоку датчика 84. Источник окружающего воздуха смещает плавкий воздух на поверхности нагревателя, вызывая, таким образом, уменьшение температуры воздуха, как измерено датчиком 82 выше по потоку. С другой стороны, датчик 84 ниже по потоку обнаружит повышение температуры воздуха, поскольку нагретый воздух и генерируемый аэрозоль переносятся в направлении расположенного ниже по потоку датчика 84 за счет силы сжатия. Относительные изменения температуры воздуха, обнаруживаемые датчиком 82 выше по потоку и датчиком 84 ниже по потоку, связаны с расходом запаса 90 воздуха. Например, более высокий воздушный поток увеличивает разницу температур, обнаруживаемых датчиком 82 расположенного выше по потоку и расположенным ниже по потоку датчиком 84. В результате расход воздуха 90 может быть определен на основе двух температур, например, из-за разницы или соотношения между двумя температурами, измеренными датчиками 82, 84, разнесенными друг от друга. Это измерение может быть использовано в сочетании с датчиком 80 нагревательного элемента для обеспечения более точного определения температурного градиента по нагревательной поверхности 34 нагревательного элемента 32 в образующей аэрозоль камере 38.In FIG. 5b shows another temperature profile along the
Температуру нагревателя, измеренную с помощью датчика 80 нагревательного элемента, в сочетании только с одним из датчиков 82, 84 выше по потоку и ниже по потоку можно использовать при определении скорости потока воздуха на основании энтальпией. Температура ниже по потоку, измеряемая датчиком 84 ниже по потоку, может сравниваться с температурой нагревательного элемента 32 для оценки объема воздуха, протекающего между датчиком 80 нагревательного элемента и расположенным ниже по потоку датчиком 84 температуры. Например, при заданной температуре нагревательного элемента относительно большая скорость воздушного потока приведет к относительно низкой температуре ниже по потоку, измеряемой датчиком 84 ниже по потоку, поскольку нагревательный элемент обеспечивает нагревание в направлении большего объема поступающего воздуха. Дополнительное рассмотрение температуры нагревательного элемента 32 повышает точность расчета скорости потока воздуха. The heater temperature measured by the
Контроллер 14 может относиться к информации, хранящейся в запоминающем устройстве, для обработки одной или более температур, измеряемых датчиками 80, 82, 84, или для определения того, как управлять указанным рабочим параметром, на основе одной или более температур или и того, и другого. Память может представлять собой постоянный машиночитаемый носитель. Память может быть частью устройства, генерирующего аэрозоль, или может быть удаленной относительно устройства, такой как запоминающее устройство памяти на облачном сервере. Информация может содержать по меньшей мере одну справочную таблицу. Информация может содержать по меньшей мере один алгоритм. Например, справочная таблица, хранящаяся в памяти, может обеспечивать эмпирическую скорость потока воздуха, соответствующую разным результатам измерения температуры. Справочная таблица может также обеспечивать эмпирическую скорость потока воздуха, соответствующую разным результатам измерения температуры и расстоянию от датчиков температуры.
Контроллер выполнен с возможностью управления рабочим параметром устройства 20 непосредственно на измеренной температуре из множества датчиков 80, 82, 84 температуры. Контроллер может быть выполнен с возможностью управления рабочим параметром устройства 20 косвенно на измеренной температуре из множества датчиков 80, 82, 84 температуры. Например, контроллер может быть выполнен с возможностью управления рабочим параметром устройства 20 на основе события воздушного потока, такого как скорость воздушного потока, определяемая на основе измеренных температур, описанных выше. Рабочий параметр может содержать множество рабочих параметров. Рабочий параметр может содержать одно или более из следующего: температуру нагревательного элемента 32, температурный профиль нагревательного элемента 32, такой как выходная температура в течение некоторого времени, мощность, подаваемую непосредственно или опосредованно к нагревательному элементу 32, скорость потока жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части 100 для хранения жидкости к нагревательной поверхности 34 и объем дозировки жидкого субстрата, образующего аэрозоль, подаваемого на нагревательную поверхность 34. Как описано выше, температура или профиль температуры нагревательной поверхности 34 может управляться контроллером 14, управляющим питанием, подаваемым от источника 12 электропитания на нагревательный элемент 32 от источника питания к нагревательному элементу 32. Питание может подаваться непосредственно на нагревательный элемент 32. Питание может подаваться опосредованно на нагревательный элемент 32, например, посредством подачи электрической мощности источника 40 света, который выполнен с возможностью подачи света на плазматическую нагревательную поверхность 34 нагревательного элемента 32. The controller is configured to control the operating parameter of the
В иллюстративном варианте осуществления устройство 20, генерирующее аэрозоль, выполнено с возможностью управления скоростью потока жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части 100 для хранения жидкости к нагревательной поверхности 34 следующим образом. Во-первых, пользователь активирует источник 40 света путем нажатия на механическую кнопку пользовательского интерфейса 26. Свет испускается источником 40 света и падает падающим на металлические наночастицы нагревательной поверхности 34 для инициирования поверхностного плазмонного резонанса. Поскольку наночастицы на нагревательной поверхности 34 многократно подвергаются поверхностному плазмонному резонансу с последующим термическим расслаблением, температура нагревательной поверхности 34 увеличивается до требуемой рабочей температуры. Как правило, нагревательная поверхность 34 нагревается до рабочей температуры в диапазоне от 200 до 350 градусов по шкале Цельсия. In an exemplary embodiment, the
Контроллер 14 может определять, достигает ли температура нагревательной поверхности 34 нагревательного элемента 32 первой пороговой температурой, такой как желаемая рабочая температура. Когда нагревательная поверхность 34 достигает первой пороговой температуры, контроллер 14 активирует насос блока 60 дозирования для подачи нагревательной поверхности 34 дозой жидкого субстрата, образующего аэрозоль, после достижения требуемой рабочей температуры. Контроллер 14 может прекратить или уменьшить источник питания в источник света, когда температура нагревателя превышает вторую пороговую температуру. Вторая пороговая температура может быть сравнительно выше первой пороговой температуры и может относиться к предопределенному температурному пределу. Следовательно, контроллер 14 может предотвращать перегрев нагревательного элемента.The
Контроллер 14 может анализировать отношение, такое как относительные различия или соотношения, между результатами измерения температуры, полученными множеством датчиков 80, 82, 84. Затем на основании этого анализа контроллер 14 определяет мгновенную скорость потока воздуха через камеру 38 для образования аэрозоля. The
На основе определенного расхода воздуха контроллер 14 определяет, требуется ли регулировка температуры нагревательной поверхности 34. Например, когда пользователь осуществляет затяжку через мундштук 66, окружающий воздух втягивается через впускное отверстие 50 для воздуха в камеру 38, генерирующую аэрозоль. Этот входящий воздух первоначально оказывает охлаждающее действие на по меньшей мере часть нагревательной поверхности 34 нагревательного элемента 32. Следовательно, после обнаружения вдыхания контроллер 14 может определять, что требуется регулировка температуры, такая как повышение температуры на нагревательной поверхности 34. Когда контроллер определяет, что требуется регулировка температуры, контроллер 14 определяет необходимое количество питания для подачи в источник 40 света для осуществления определенного регулирования температуры. Следовательно, контроллер 14 может регулировать температуру нагревательной поверхности 34 для корректировки для охлаждения, вызванного поступающим источником воздуха, когда пользователь делает затяжку на мундштуке 66. Это способствует поддержанию стабильной рабочей температуры на нагревательной поверхности 34 нагревательного элемента 32, в то время как пользователь управляет устройством. Таким образом обеспечивается возможность предотвращения перегрева нагревательного элемента 32. Перегрев на нагревательной поверхности 34 благодаря колебаниям поступающего воздуха также может быть предотвращен. Based on the detected airflow, the
В некоторых вариантах осуществления, исходя из определенного расхода воздуха, контроллер может также определять количество субстрата, образующего аэрозоль, требующегося для дозирования на нагревательной поверхности 34. Контроллер 14 затем регулирует работу насоса дозирующего блока 60 для управления скоростью подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на нагревательную поверхность 34. Более конкретно, количество жидкого субстрата, которое может быть введено на нагревательную поверхность 34, может быть пропорционально скорости воздушного потока. Это может обеспечить постоянную концентрацию аэрозоля при каждой затяжке, независимо от того, насколько интенсивно пользователь делает затяжку на мундштуке 66.In some embodiments, based on the determined airflow rate, the controller may also determine the amount of aerosol-forming substrate required to be dispensed onto the
В некоторых вариантах осуществления насос дозирующего блока 60 выполнен с возможностью доставки фиксированного количества жидкого субстрата после обнаружения воздушного потока, такого как воздушный поток, указывающий на осуществление пользователем затяжки на мундштуке 66 устройства 20. Например, при обнаружении разности температур между расположенным выше по потоку датчиком 82 и расположенным ниже по потоку датчиком 84 контроллер 14 выдает сигнал на дозирующий блок 60 для доставки фиксированной дозы жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на нагревательную поверхность 34. В сравнении с непрерывной системой накачки, где жидкий субстрат, образующий аэрозоль, непрерывно доставляется при активации нагревателя, эта компоновка ограничивает количество аэрозоля, генерируемого за одну затяжку. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержит никотин, и никотин в аэрозоле, доставляемый в каждой затяжке, следовательно, ограничен. Это может обеспечить стабильную доставку никотина на протяжении сеанса использования устройства. In some embodiments,
В некоторых вариантах осуществления контроллер 14 выполнен с возможностью подачи питания на источник 40 света только при обнаружении потока воздуха через камеру 38, генерирующую аэрозоль. В таких вариантах осуществления нагревательная поверхность 34 может быть нагрета только при втягивании генерируемого аэрозоля через камеру 38, генерирующую аэрозоль. Это предотвращает высыхание жидкого субстрата на нагревательной поверхности 34, а также обеспечивает защиту нагревательного узла 30 от перегрева. In some embodiments,
В некоторых вариантах осуществления контроллер 14 выполнен с возможностью отслеживания манеры осуществления затяжек пользователем на основе определенного расхода воздуха. Контроллер 14 может определять скорость затяжки, частоту затяжки, объем затяжки или любую их комбинацию. Затем контроллер 14 может определять общее количество субстрата, образующего аэрозоль, вдыхаемого пользователем за каждый цикл использования. В случае, если образующий аэрозоль жидкий субстрат содержит никотин, контроллер 14 может определять общее количество никотина, вдыхаемого пользователем за каждый цикл использования. Это позволяет реализовывать безопасные пределы для ограничения количества никотина, вдыхаемого пользователем в течение заданного периода времени. Например, образующее аэрозоль устройство 20 может уменьшать дозу образующего аэрозоль жидкого субстрата или может прекращаться в работе, когда пользователь приближается к заданной величине никотина в каждом цикле использования или превышает его. In some embodiments, the
В некоторых вариантах осуществления контроллер 14 может ссылаться на отслеживаемый манера осуществления затяжек и изменять управление обратной связью, подаваемое на насос блока 60 дозирования и нагревательный узел 30. Например, контроллер 14 может определять среднюю продолжительность затяжки или среднюю продолжительность между затяжками для конкретного пользователя. Контроллер 14 может впоследствии использовать эту информацию для управления нагревом и дозирования жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Контроллер 14 может автоматически останавливать нагрев и дозирование жидкого субстрата при сокращении средней длительности затяжки. Контроллер 14 также может возвращать нагревательную поверхность 34, когда истечет средняя продолжительность приостановки, завершенная к завершению. Это позволяет осуществлять быстрое генерирование и доставку аэрозоля, при этом улучшая эффективность устройства 20. In some embodiments,
В некоторых вариантах осуществления генерирующее аэрозоль устройство 20 содержит лишь два или более датчиков 80, 82, 84 температуры. Такая компоновка уменьшает количество данных, которые необходимо анализировать, таким образом снижая сложность управления технологическими процессами. Например, определение расхода воздуха через камеру 38, генерирующую аэрозоль, может быть достигнуто с использованием только двух датчиков температуры, разнесенных друг от друга. Более конкретно, в одном варианте осуществления обеспечивается лишь датчик 82 выше по потоку и датчик 84 ниже по потоку без датчика 80 нагревательного элемента. Следовательно, регулирование температуры нагревателя и дозирования жидкого субстрата может быть основано на температуре на двух датчиках 82, 84, а также на определенной скорости потока воздуха, как описано в предыдущем варианте осуществления, относящемся к фиг. 5b. In some embodiments, the
В некоторых вариантах осуществления в устройстве 20, генерирующем аэрозоль, предусмотрены только датчик 80 элемента нагревателя и датчик 84 ниже по потоку. Расход воздуха через камеру 38, генерирующую аэрозоль, может быть определен на основе разницы в температуре нагревателя и температуре воздуха ниже по потоку относительно нагревательной поверхности 34. Более конкретно, скорость воздушного потока может быть определена путем определения величины рассеяния тепла при конкретной температуре нагревательной поверхности 34 нагревательного элемента 32. Контроллер 14 может относиться к справочной таблице, хранящейся в памяти, для повышения точности определения скорости потока воздуха. Справочная таблица обеспечивает эмпирическую скорость потока воздуха, соответствующую разным значениям температуры ниже по потоку и температуры нагревателя. Справочная таблица может также обеспечивать эмпирическую скорость потока воздуха, соответствующую разным значениям температуры, указанным ниже по потоку, разными температурами нагревателя и расстоянием датчика 84 ниже по потоку относительно нагревательной поверхности 34.In some embodiments, only the
В некоторых вариантах осуществления лишь один датчик 82 расположен вблизи нагревательной поверхности 34. Например, значение температуры на расположенном выше по потоку датчике 82 может позволять контроллеру 14 определять частоту и продолжительность каждой затяжки на основе количества охлаждающего материала выше по потоку относительно нагревательной поверхности 34, индуцированной поступающим источником воздуха. Когда воздушный поток не протекает в канале воздушного потока, как показано на фиг. 5a, температура воздуха выше по потоку постепенно нагревается в то время, когда поверхность 34 нагрева активируется. По мере осуществления пользователем затяжки на мундштуке 66, поступающий воздух вызывает погружение в измеренной выше по потоку температуре. Таким образом, временная история или изменение температуры в течение некоторого времени, выше по потоку, указывает поток воздуха и, таким образом, манера осуществления затяжек пользователем. Использование датчика 82 выше по потоку также может служить в качестве автоматического инициатора для нагрева нагревательной поверхности 34 и накачки жидкого субстрата. In some embodiments, only one
В некоторых вариантах осуществления в устройстве 20, генерирующем аэрозоль, предусмотрен лишь датчик 84 ниже по потоку. Более конкретно, датчик 80 нагревательного элемента и датчик 82 выше по потоку исключены. Обращаясь к справочной таблице, контроллер 14 выполнен с возможностью оценки температуры нагревателя от мощности, потребляемой источником 40 света. Затем контроллер может определять скорость воздушного потока на основе разницы в оценочной температуре нагревателя и температуре воздуха, измеренной датчиком 84 ниже по потоку, с использованием способа, описанного в отношении варианта осуществления, показанного на фиг. 5b.In some embodiments, only
В некоторых вариантах осуществления множество датчиков 80 нагревательного элемента предусмотрены вдоль длины нагревательной поверхности 34. Нагревательная поверхность 34 содержит множество нагревательных секций. Каждый из датчиков 80 нагревательного элемента предусмотрен в соответствующей секции нагрева для обнаружения температуры в месте нагрева. Каждый из нагревательных секций независимо питается посредством соответствующего локального источника света. Например, каждый из локальных источников света представляет собой светодиод в матрице 40 светодиодов. In some embodiments, a plurality of
При использовании отсутствие воздушного потока через камеру 38, генерирующую аэрозоль, приводит в результате к отсутствию воздушного охлаждения на нагревательной поверхности 34, таким образом, температуры секции нагревания, измеренные каждым из датчиков 80 нагревательного элемента, должны возвращаться в одинаковое значение. По мере осуществления пользователем затяжки на мундштуке 66, поступающий воздух охлаждается вниз по части нагревательной поверхности 34, которая находится ближе всего к впускному отверстию для воздуха, таким как расположенная выше по ходу потока поверхность нагрева. Это приводит к разным показателям температуры над множеством датчиков 80 нагревательного элемента через разные секции нагревания. Таким образом, скорость потока воздуха может быть определена на основе относительной разницы между температурой нагревателя, измеренной поперек разных секций нагревания. In use, the lack of air flow through the
Кроме того, множество датчиков 80 нагревательного элемента, установленных вдоль нагревательной поверхности 34, обеспечивает локализацию управления нагревом. Например, контроллер выполнен с возможностью управления питанием, подаваемым на каждый из локальных источников света, на основе соответствующего датчика 80 нагревательного элемента. Это является особенно преимущественным, поскольку больше мощности могут подаваться в локальный источник света для подачи питания на расположенную выше по потоку секцию нагревания с целью компенсации охлаждения, вызванного окружающим воздухом.In addition, a plurality of
Представленные в качестве примера варианты осуществления, описанные выше, предназначены для описания, а не для ограничения. После ознакомления с представленными в качестве примера вариантами осуществления, рассмотренными выше, специалисту в данной области техники будут очевидны другие варианты осуществления, соответствующие вышеописанным представленным в качестве примера вариантам осуществления. The exemplary embodiments described above are intended to be descriptive and not restrictive. Upon reading the exemplary embodiments discussed above, those skilled in the art will recognize other embodiments corresponding to the exemplary embodiments described above.
Claims (51)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP18151510.7 | 2018-01-12 | ||
EP18151510 | 2018-01-12 | ||
PCT/EP2019/050645 WO2019138043A1 (en) | 2018-01-12 | 2019-01-11 | Aerosol-generating device comprising multiple sensors |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020125676A RU2020125676A (en) | 2022-02-14 |
RU2784468C2 true RU2784468C2 (en) | 2022-11-25 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2517100C2 (en) * | 2008-03-25 | 2014-05-27 | Филип Моррис Продактс С.А. | Method of controlling formation of smoke components in electrical aerosol generating system |
US20160235124A1 (en) * | 2015-02-17 | 2016-08-18 | Mark Krietzman | Convection vaporizers |
WO2016184783A1 (en) * | 2015-05-15 | 2016-11-24 | British American Tobacco (Investments) Limited | Article and apparatus for generating an aerosol |
US20170245553A1 (en) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | Altria Client Services Llc | Electrically operated aerosol-generating system with temperature sensor |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2517100C2 (en) * | 2008-03-25 | 2014-05-27 | Филип Моррис Продактс С.А. | Method of controlling formation of smoke components in electrical aerosol generating system |
US20160235124A1 (en) * | 2015-02-17 | 2016-08-18 | Mark Krietzman | Convection vaporizers |
WO2016184783A1 (en) * | 2015-05-15 | 2016-11-24 | British American Tobacco (Investments) Limited | Article and apparatus for generating an aerosol |
US20170245553A1 (en) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | Altria Client Services Llc | Electrically operated aerosol-generating system with temperature sensor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111511234B (en) | Aerosol generating device comprising a plurality of sensors | |
JP7054676B2 (en) | Aerosol generation system with pump | |
EP3737250B1 (en) | An aerosol-generating device comprising a plasmonic heating element | |
WO2019138076A1 (en) | An aerosol-generating device comprising an ultrasonic transducer | |
RU2710116C2 (en) | Aerosol-generating system with self-activated electrical heater | |
RU2613785C2 (en) | Aerosol generating system with improved aerosol production | |
US10238149B2 (en) | Electronic smoking device with aerosol measurement | |
RU2646554C9 (en) | ELECTRICALLY HEATED SMOKING SYSTEM, HAVING A LAND FOR STORAGE OF LIQUID | |
JP2019531059A (en) | Inhaler and liquid reservoir for inhaler | |
RU2605837C2 (en) | Electrically operated aerosol generating system having aerosol production control | |
EP3075270A1 (en) | Atomizer and atomizer/liquid reservoir portion for electronic smoking device and electronic smoking device | |
JP2019509026A (en) | Components for an electrically operated aerosol generation system with dual function | |
KR102637741B1 (en) | An aerosol generating apparatus and a method for controlling thereof | |
ES2964892T3 (en) | Power level indication on a device for an electronic aerosol delivery system | |
KR102593728B1 (en) | Aerosol-generating apparatus based on ultrasound and cartridge recognition method thereof | |
KR20200127884A (en) | Residual amount measurement structure of liquid catridge applied in portable aerosol forming apparatus | |
KR20210078347A (en) | Aerosol generating apparatus | |
RU2784468C2 (en) | Aerosol generating device (options), aerosol generating system, and method for control of aerosol generating device (options) | |
WO2019138042A1 (en) | An aerosol-generating device, system and heating element having plasmonic properties | |
RU2795873C2 (en) | Electric system generating aerosol, method of control of power supply to heating element in electric system and internal microprocessor storage device | |
RU2788412C2 (en) | Aerosol generating device with improved power supply controller | |
RU2820401C1 (en) | Heating structure and aerosol generating device containing such structure | |
RU2799935C2 (en) | Aerosol generating device with improved power supply controller | |
KR20240101943A (en) | Electronic vapor delivery device | |
KR20230121293A (en) | Aerosol generating divice and aerosol generating system |