RU2794614C2

RU2794614C2 - System and method for control of electric heater to limit temperature according to required temperature profile in time

Info

Publication number: RU2794614C2
Application number: RU2019120817A
Authority: RU
Inventors: Доминик Бернауэр; Паскаль ТАЛОН
Original assignee: Филип Моррис Продактс С.А.
Priority date: 2015-04-15
Filing date: 2016-04-11
Publication date: 2023-04-24

Abstract

FIELD: controlled heating.

SUBSTANCE: group of inventions relates to a method and system for controlling heating in an aerosol-forming system. A method and system for controlling heating in an aerosol-forming system containing a heater is provided. The method includes the steps of: measuring a parameter (R) characterizing the heater temperature with a target value (R_target) for this parameter; if the measured parameter (R) is higher than the target value (R_target) by at least the first value, the power supply to the heater is blocked for the first period of time; and if the measured parameter is higher than the target value, but by an amount less than the first value, power supply to the heater is blocked for the second period of time shorter than the first time period.

EFFECT: in this way, rapid cooling of the heater is ensured if necessary.

32 cl, 7 dwg

Description

Настоящее описание относится к электрическому нагревателю, а также к способу и устройству для управления нагревателем с целью предотвращения скачков температуры выше заданного температурного профиля. Более конкретно, настоящее изобретение относится к электрическому нагревателю, выполненному с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата, и к способу и устройству для предотвращения нежелательного перегрева образующего аэрозоль субстрата. Описанные устройство и способ применимы, в частности, в курительных устройствах с электрическим нагревом.The present description relates to an electric heater and a method and apparatus for controlling a heater to prevent temperature spikes above a predetermined temperature profile. More specifically, the present invention relates to an electrical heater capable of heating an aerosol-forming substrate and a method and apparatus for preventing undesired overheating of an aerosol-forming substrate. The device and method described are applicable in particular to electrically heated smoking devices.

Традиционные сигареты образуют дым в результате горения табака и обертки, которое происходит при температурах, которые могут превышать 800 градусов по Цельсию во время затяжки. При таких температурах табак термически разрушается в результате пиролиза и горения. Под действием теплоты сгорания происходит высвобождение и образование различных газообразных продуктов сгорания и дистиллятов из табака. Указанные продукты втягиваются через сигарету, охлаждаются и конденсируются с образованием дыма, имеющего вкусовые и ароматические компоненты, связанные с курением. При температурах горения образуются не только вкусовые и ароматические компоненты, но также и некоторое количество нежелательных соединений. Traditional cigarettes produce smoke from the burning of tobacco and wrapper, which occurs at temperatures that can exceed 800 degrees Celsius during a puff. At these temperatures, tobacco is thermally destroyed by pyrolysis and combustion. Under the action of the heat of combustion, the release and formation of various gaseous combustion products and distillates from tobacco occurs. These products are drawn through the cigarette, cooled and condensed to form smoke having flavor and aroma components associated with smoking. At combustion temperatures, not only flavor and aroma components are formed, but also a number of undesirable compounds.

Известны курительные устройства с электрическим нагревом, которые работают при более низких температурах. В результате более низкотемпературного нагрева образующий аэрозоль субстрат (который в случае курительного устройства основан на табаке) не сгорает, и образуется намного меньше нежелательных соединений.Electrically heated smoking devices are known that operate at lower temperatures. As a result of the lower temperature heating, the aerosol-forming substrate (which in the case of a smoking device is based on tobacco) does not burn off and much fewer undesirable compounds are formed.

В таких курительных устройствах с электрическим нагревом и в других образующих аэрозоль системах с электрическим нагревом желательно обеспечить как можно в большей степени, чтобы горение субстрата не происходило даже в экстремальных условиях окружающей среды и в экстремальных режимах использования. Следовательно, желательно регулирование температуры нагревательного элемента или элементов в устройстве для снижения риска возгорания с одновременным нагревом до температуры, достаточной для обеспечения требуемого аэрозоля.In such electrically heated smoking devices and other electrically heated aerosol generating systems, it is desirable to ensure, as much as possible, that combustion of the substrate does not occur even under extreme environmental conditions and under extreme conditions of use. Therefore, it is desirable to control the temperature of the heating element or elements in the device to reduce the risk of fire while heating to a temperature sufficient to provide the desired aerosol.

Желательно также, чтобы образующие аэрозоль системы с электрическим нагревом были способны вырабатывать аэрозоль, который является стабильным во времени. В частности, это относится к случаю, когда аэрозоль предназначен для потребления человеком, как это имеет место в нагреваемом курительном устройстве. В устройствах, в которых обедняемый субстрат нагревается непрерывно или многократно во времени, это может быть затруднительно, поскольку свойства образующего аэрозоль субстрата могут значительно изменяться при непрерывном или многократном нагреве, как в отношении количества и распределения образующих аэрозоль компонентов, остающихся в субстрате, так и в отношении температуры субстрата. В частности, пользователь непрерывно или многократно нагреваемого устройства может ощущать постепенное исчезновение аромата, вкуса и осязательного воздействия аэрозоля по мере того, как субстрат обедняется образователем аэрозоля, переносящим никотин и, в некоторых случаях, аромат. Таким образом, стабильная доставка аэрозоля во времени предусматривает, что во время использования аэрозоль, доставляемый в начале, по существу сопоставим с аэрозолем, доставляемым в конце.It is also desirable that electrically heated aerosol generating systems be capable of producing an aerosol that is stable over time. This applies in particular to the case where the aerosol is intended for human consumption, as is the case in a heated smoking device. In devices in which the lean substrate is heated continuously or repeatedly over time, this can be difficult because the properties of the aerosol-forming substrate can change significantly with continuous or repeated heating, both in terms of the amount and distribution of aerosol-forming components remaining in the substrate, and in in relation to the temperature of the substrate. In particular, the user of a continuously or repeatedly heated device may experience a gradual loss of aroma, taste, and tactility of the aerosol as the substrate becomes depleted of the nicotine and, in some cases, aroma transfer aerosol former. Thus, stable aerosol delivery over time provides that, during use, the aerosol delivered at the beginning is substantially comparable to the aerosol delivered at the end.

С целью выработки стабильного аэрозоля, может быть желательно регулирование температуры субстрата в соответствии с конкретным временным температурным профилем. Система и способ для достижения этого раскрыты в WO2014/102091. Однако профиль, в котором целевая температура для образующего аэрозоль субстрата резко изменяется и, в частности, резко снижается, требует быстрого регулировочного процесса для регулирования температуры нагревателя, используемого для нагрева субстрата.In order to generate a stable aerosol, it may be desirable to control the temperature of the substrate according to a particular time temperature profile. A system and method for achieving this is disclosed in WO2014/102091. However, a profile in which the target temperature for the aerosol-forming substrate changes abruptly, and in particular drops abruptly, requires a fast control process to control the temperature of the heater used to heat the substrate.

Задача настоящего изобретения состоит в создании системы и способа образования аэрозоля, которые обеспечивали бы быстрое регулирование электрического нагревателя с целью обеспечения возможности следования требуемому температурному профилю без перегрева.It is an object of the present invention to provide a system and method for generating an aerosol, which would provide rapid control of an electric heater in order to be able to follow the desired temperature profile without overheating.

В первом аспекте настоящего изобретения предложен способ управления нагревом в образующей аэрозоль системе с нагревателем, включающий в себя этапы, на которых:In a first aspect of the present invention, there is provided a method for controlling heat in an aerosol generating system with a heater, comprising the steps of:

сравнивают измеренный параметр, характеризующий температуру нагревателя, с целевым значением для этого параметра;comparing the measured parameter characterizing the temperature of the heater, with the target value for this parameter;

в случае, если измеренный параметр выше целевого значения не менее чем на первую величину, блокируют подачу мощности на нагреватель в течение первого периода времени; иif the measured parameter is higher than the target value by at least the first value, blocking the power supply to the heater during the first period of time; And

если измеренный параметр выше целевого значения, но на величину, которая меньше первой величины, то блокируют подачу мощности на нагреватель в течение второго периода времени, более короткого, чем первый период времени.if the measured parameter is higher than the target value, but by an amount that is less than the first value, then the power supply to the heater is blocked for a second time period shorter than the first time period.

Способ может включать в себя этап, на котором изменяют целевое значение с течением времени. Способ может включать в себя этап, на котором прерывисто изменяют целевое значение c течением времени. Резкие ступенчатые изменения целевого значения, задающие ступенчатое изменение целевой температуры, требуют резких изменений подачи мощности на нагреватель. Путем задания различных периодов блокировки подачи мощности в зависимости от величины, на которую измеренный параметр выше целевого значения, обеспечивают возможность быстрого снижения температуры нагревателя в случае резкого снижения целевого значения, и возможность более плавного снижения температуры в случае, если целевое значение является постоянным или изменяется лишь плавным образом.The method may include changing the target value over time. The method may include intermittently changing the target value over time. Abrupt step changes in the target value, defining a step change in the target temperature, require abrupt changes in the power supply to the heater. By setting different power blocking periods depending on the amount by which the measured parameter is above the target value, it is possible to quickly reduce the temperature of the heater in the event of a sharp decrease in the target value, and the possibility of a more gradual decrease in temperature in the event that the target value is constant or only changes in a smooth manner.

Способ обеспечивает возможность простого и высокочувствительного регулирования температуры нагревателя. Образующие аэрозоль системы уровня техники имели тенденцию к использованию пропорционально-интегрально-дифференциального (ПИД) регулирования для нагревателя. Однако ПИД-регулирование является сравнительно затратным в вычислительном отношении, вследствие чего оно имеет большее время реакции и иногда страдает от проблем с перерегулированием, в частности, в системах, активируемых в соответствии с затяжками. ПИД-регулирование требует также оптимизации ПИД-коэффициентов для их приведения в соответствие с конкретной конструкцией системы, что требует значительной аналитической работы в лаборатории.The method enables simple and highly sensitive regulation of the heater temperature. Prior art aerosol generating systems have tended to use proportional-integral-derivative (PID) control for the heater. However, PID control is comparatively computationally expensive, as a result of which it has a longer response time and sometimes suffers from overshoot problems, particularly in puff-activated systems. PID control also requires optimization of the PID coefficients to match the specific system design, which requires significant analytical work in the laboratory.

Предпочтительно, в случае, если измеренный параметр не превышает целевого значения, способ включает в себя этап, на котором подают мощность на нагреватель.Preferably, if the measured parameter does not exceed the target value, the method includes supplying power to the heater.

В дополнение к регулированию мощности, подаваемой на нагреватель на основе измеренного параметра, мощность, подаваемая на нагреватель, может регулироваться путем ограничения величины мощности, которая может быть подана на нагреватель за заданный период времени. Таким образом предотвращают подачу слишком большой энергии на образующий аэрозоль субстрат даже в том случае, если температура нагревателя остается на целевом уровне или ниже его. Способ может включать в себя этап, на котором подают мощность на нагреватель в виде импульсов электрического тока, при этом в случае, если измеренное значение параметра не выше целевого значения, определяют, приведет ли подача мощности к тому, что коэффициент заполнения импульсов электрического тока превысит максимальный коэффициент заполнения в течение первого периода времени, и подают мощность на нагреватель лишь в том случае, если подача мощности не приведет к тому, что коэффициент заполнения импульсов электрического тока превысит максимальный коэффициент заполнения.In addition to controlling the power supplied to the heater based on the measured parameter, the power supplied to the heater may be controlled by limiting the amount of power that can be supplied to the heater in a given period of time. In this way, too much energy is prevented from being applied to the aerosol-forming substrate even if the temperature of the heater remains at or below the target level. The method may include applying power to the heater in the form of electric current pulses, whereby if the measured value of the parameter is not higher than the target value, determining whether the power supply will cause the duty cycle of the electric current pulses to exceed the maximum duty cycle during the first period of time, and supplying power to the heater only if the power supply does not cause the duty cycle of the electric current pulses to exceed the maximum duty cycle.

Измеряемый параметр представляет собой электрическое сопротивление нагревателя. Таким образом обеспечивают преимущество, состоящее в исключении необходимости в отдельном датчике. Тем не менее, это также означает, что с целью обеспечения измерения температуры нагревателя, должна быть подана мощность на нагреватель и, вследствие этого, нагрет образующий аэрозоль субстрат. Соответственно, с целью обеспечения быстрого охлаждения нагревателя, желательно не осуществлять измерение сопротивления нагревателя во время первого или второго периода времени.The measured parameter is the electrical resistance of the heater. This provides the advantage of eliminating the need for a separate sensor. However, this also means that in order to be able to measure the temperature of the heater, power must be applied to the heater and consequently the aerosol-forming substrate must be heated. Accordingly, in order to ensure rapid cooling of the heater, it is desirable not to measure the resistance of the heater during the first or second time period.

Образующая аэрозоль система может представлять собой курительную систему с электрическим нагревом. Курительная система с электрическим нагревом может быть выполнена с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата¸ такого как табачный субстрат.The aerosol generating system may be an electrically heated smoking system. An electrically heated smoking system may be configured to heat an aerosol-forming substrate, such as a tobacco substrate.

Во втором аспекте настоящего изобретения предложено образующее аэрозоль устройство с электрическим нагревом, содержащее:In a second aspect of the present invention, an electrically heated aerosol generating device is provided, comprising:

нагреватель;heater;

источник электропитания; иpower supply; And

контроллер, выполненный с возможностью: сравнения измеренного параметра, характеризующего температуру нагревателя, с целевым значением для этого параметра;a controller configured to: compare a measured parameter indicative of the heater temperature with a target value for that parameter;

блокировки подачи мощности на нагреватель в течение первого периода времени в случае, если измеренный параметр выше целевого значения не менее чем на первую величину; иblocking the power supply to the heater during the first period of time if the measured parameter is higher than the target value by at least the first value; And

блокировки подачи мощности на нагреватель в течение второго периода времени, более короткого, чем первый период времени. в случае, если измеренный параметр выше целевого значения менее чем на первую величину.blocking the power supply to the heater for a second time period shorter than the first time period. if the measured parameter is less than the first value above the target value.

Устройство может быть выполнено с возможностью размещения и нагрева образующего аэрозоль субстрата при использовании.The device may be configured to accommodate and heat the aerosol-forming substrate in use.

Контроллер может быть выполнен с возможностью изменения целевого значения с течением времени согласно требуемому целевому профилю, сохраненному в памяти. Целевой профиль, сохраненный в памяти, может быть модифицирован на основе измеренных параметров, таких как тип образующего аэрозоль субстрата в устройстве или манера осуществления затяжек пользователем или идентичность пользователя.The controller may be configured to change the target value over time according to the desired target profile stored in the memory. The target profile stored in the memory can be modified based on measured parameters such as the type of aerosol-forming substrate in the device or the user's puffing pattern or user identity.

Контроллер может быть выполнен с возможностью прерывистого изменения целевого значения с течением времени.The controller may be configured to intermittently change the target value over time.

Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи мощности на нагреватель от источника питания, если измеренный параметр не выше целевого значения.The controller may be configured to supply power to the heater from the power source if the measured parameter is not higher than the target value.

Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи мощности на нагреватель в виде импульсов электрического тока, причем в случае, если измеренный параметр не выше целевого значения, контроллер определяет, приведет ли подача мощности к тому, что коэффициент заполнения импульсов электрического тока превысит максимальный коэффициент заполнения в течение первого периода времени, и подает мощность на нагреватель лишь в том случае, если подача мощности не приведет к тому, что коэффициент заполнения импульсов электрического тока превысит максимальный коэффициент заполнения.The controller may be configured to supply power to the heater in the form of electric current pulses, and if the measured parameter is not higher than the target value, the controller determines whether the power supply will cause the duty cycle of the electric current pulses to exceed the maximum duty cycle for the first period of time, and supplies power to the heater only if the power supply does not cause the duty cycle of the electric current pulses to exceed the maximum duty cycle.

Измеренный параметр может представлять собой электрическое сопротивление нагревателя. Контроллер может быть выполнен с возможностью измерения сопротивления нагревателя в течение периодов, когда мощность подается на нагреватель.The measured parameter may be the electrical resistance of the heater. The controller may be configured to measure the resistance of the heater during periods when power is applied to the heater.

Система может представлять собой курительную систему с электрическим нагревом.The system may be an electrically heated smoking system.

Если контроллер выполнен с возможностью подачи мощности на нагревательный элемент в виде импульсов электрического тока, подаваемая на нагревательный элемент мощность может регулироваться путем регулирования коэффициента заполнения электрического тока. Коэффициент заполнения может регулироваться путем изменения длительности импульса и/или частоты импульсов. В других примерах контроллер может быть выполнен с возможностью подачи мощности на нагревательный элемент в виде непрерывного сигнала постоянного тока.If the controller is configured to supply power to the heating element in the form of electric current pulses, the power supplied to the heating element can be controlled by adjusting the duty cycle of the electric current. The duty cycle can be adjusted by changing the pulse width and/or pulse frequency. In other examples, the controller may be configured to supply power to the heating element in the form of a continuous DC signal.

Контроллер может содержать средства измерения температуры, выполненные с возможностью измерения температуры нагревательного элемента или температуры вблизи нагревательного элемента и выдачи измеренной температуры.The controller may include temperature measurement means configured to measure the temperature of the heating element or the temperature in the vicinity of the heating element and output the measured temperature.

Контроллер может также содержать средства для идентификации характеристики образующего аэрозоль субстрата в устройстве; и память, хранящую справочную таблицу команд регулирования мощности и соответствующих характеристик образующего аэрозоль субстрата.The controller may also include means for identifying a characteristic of the aerosol-forming substrate in the device; and a memory storing a look-up table of power control commands and corresponding characteristics of the aerosol-forming substrate.

Как в первом, так и во втором аспектах настоящего изобретения нагреватель может содержать электрорезистивный материал. Подходящие электрорезистивные материалы включают в себя, но без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электрически «проводящая» керамика (например такая, как дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композитные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композитные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают в себя легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают в себя титан, цирконий, тантал, платину, золото и серебро. Примеры подходящих сплавов металлов включают в себя нержавеющую сталь; никель-, кобальт-, хром-, алюминий-, титан-, цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец-, золото- и железосодержащие сплавы; суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали и Timetal®; и сплавы на основе железа-марганца-алюминия. В композитных материалах указанный электрорезистивный материал может быть при необходимости встроен в изоляционный материал, инкапсулирован в него или покрыт им, или наоборот, в зависимости от кинетики переноса энергии и требуемых внешних физико-химических свойств.In both the first and second aspects of the present invention, the heater may comprise an electrically resistive material. Suitable electrically resistive materials include, but are not limited to: semiconductors such as doped ceramics, electrically "conductive" ceramics (such as molybdenum disilicide, for example), carbon, graphite, metals, metal alloys, and composite materials made from a ceramic material and a metal material. Such composite materials may contain alloyed or unalloyed ceramics. Examples of suitable doped ceramics include doped silicon carbides. Examples of suitable metals include titanium, zirconium, tantalum, platinum, gold and silver. Examples of suitable metal alloys include stainless steel; nickel, cobalt, chromium, aluminum, titanium, zirconium, hafnium, niobium, molybdenum, tantalum, tungsten, tin, gallium, manganese, gold and iron alloys; superalloys based on nickel, iron, cobalt, stainless steel and Timetal®; and alloys based on iron-manganese-aluminum. In composite materials, said electrically resistive material may optionally be embedded in, encapsulated in or coated with an insulating material, or vice versa, depending on the energy transfer kinetics and the desired external physicochemical properties.

Как в первом, так и во втором аспектах настоящего изобретения нагреватель может содержать внутренний нагревательный элемент или внешний нагревательный элемент или как внутренний, так и внешний нагревательные элементы, где термины «внутренний» и «внешний» относятся к образующему аэрозоль субстрату. Внутренний нагревательный элемент может иметь любую подходящую форму. Например, внутренний нагревательный элемент может иметь форму нагревательного лезвия. Нагревательное лезвие может быть образовано из керамической подложки с одной или более резистивными нагревательными дорожками, образованными из платины иди другого подходящего материала, нанесенного на одну или обе стороны лезвия. В других примерах внутренний нагреватель может иметь форму корпуса или подложки, имеющих различные электропроводные участки, или форму электрорезистивной металлической трубки. В других примерах внутренний нагревательный элемент может представлять собой одну или более нагревательных игл или стержней, которые проходят через центр образующего аэрозоль субстрата. Другие примеры включают в себя нагревательную проволоку или нить, например Ni-Cr (хромоникелевую), платиновую, вольфрамовую проволоку, или проволоку из сплава, или нагревательную пластину. При необходимости, внутренний нагревательный элемент может быть нанесен внутри или снаружи на жесткий несущий материал. В одном таком варианте осуществления электрорезистивный нагревательный элемент может быть образован с использованием металла, имеющего определенную зависимость между температурой и удельным сопротивлением. В таком иллюстративном устройстве металл может быть образован в виде дорожки на подходящем изоляционном материале, таком как керамический материал, и затем помещен между слоями другого изоляционного материала, такого как стекло. Образованные таким образом нагреватели могут быть использованы как для нагрева, так и для контроля температуры нагревательных элементов во время работы.In both the first and second aspects of the present invention, the heater may comprise an internal heating element or an external heating element, or both internal and external heating elements, where the terms "internal" and "external" refer to the aerosol-forming substrate. The inner heating element may be of any suitable shape. For example, the inner heating element may be in the form of a heating blade. The heating blade may be formed from a ceramic substrate with one or more resistive heating tracks formed from platinum or other suitable material deposited on one or both sides of the blade. In other examples, the internal heater may be in the form of a housing or substrate having various electrically conductive portions, or in the form of an electrically resistive metal tube. In other examples, the internal heating element may be one or more heating needles or rods that extend through the center of the aerosol-forming substrate. Other examples include a heating wire or filament such as Ni-Cr (chromium nickel), platinum, tungsten or alloy wire, or a heating plate. Optionally, the internal heating element can be applied internally or externally to the rigid support material. In one such embodiment, the electrically resistive heating element may be formed using a metal having a specific relationship between temperature and resistivity. In such an exemplary device, the metal may be formed as a track on a suitable insulating material, such as a ceramic material, and then placed between layers of another insulating material, such as glass. The heaters formed in this way can be used both for heating and for controlling the temperature of the heating elements during operation.

Внешний нагревательный элемент может иметь любую подходящую форму. Например, внешний нагревательный элемент может иметь форму одного или нескольких листов гибкой нагревательной фольги на диэлектрической положке, такой как полиимидная. Листам гибкой нагревательной фольги может быть придана форма, соответствующая периметру полости для размещения субстрата. В других примерах внешний нагревательный элемент может иметь форму металлической сетки или сеток, гибкой печатной платы, литого соединительного устройства (MID), керамического нагревателя, гибкого нагревателя из углеродного волокна, или он может быть образован с использованием технологии нанесения покрытий, такой как плазменное осаждение из газовой фазы, на подложке подходящей формы. Внешний нагревательный элемент может также быть образован с использованием металла, имеющего определенную зависимость между температурой и удельным сопротивлением. В таком иллюстративном устройстве металл может быть образован в виде дорожки между двумя слоями подходящих изоляционных материалов. Образованный таким образом внешний нагревательный элемент может использоваться как для нагрева, так и для контроля температуры внешнего нагревательного элемента во время работы.The external heating element may be of any suitable shape. For example, the external heating element may be in the form of one or more sheets of flexible heating foil on a dielectric substrate, such as polyimide. The sheets of flexible heating foil can be shaped to fit the perimeter of the cavity to accommodate the substrate. In other examples, the outer heating element may be in the form of a metal mesh or meshes, a flexible printed circuit board, a molded connector (MID), a ceramic heater, a flexible carbon fiber heater, or it may be formed using a coating technique such as plasma deposition from gas phase, on a substrate of a suitable shape. The external heating element may also be formed using a metal having a certain relationship between temperature and resistivity. In such an exemplary device, the metal may be formed as a track between two layers of suitable insulating materials. The external heating element thus formed can be used both for heating and for controlling the temperature of the external heating element during operation.

Нагреватель предпочтительно нагревает образующий аэрозоль субстрат за счет проводимости. Нагреватель может по меньшей мере частично контактировать с субстратом или носителем, на который нанесен субстрат. В других примерах тепло от внутреннего или от внешнего нагревательного элемента может передаваться на субстрат посредством теплопроводного элемента. The heater preferably heats the aerosol-forming substrate by conduction. The heater may be at least partially in contact with the substrate or carrier on which the substrate is applied. In other examples, heat from an internal or external heating element may be transferred to the substrate via a heat transfer element.

Как в первом, так и во втором аспектах настоящего изобретения образующий аэрозоль субстрат во время работы может полностью размещаться внутри образующего аэрозоль устройства. В этом случае пользователь может осуществлять затяжку на мундштуке образующего аэрозоль устройства. В других примерах во время работы курительное изделие, содержащее образующий аэрозоль субстрат, может частично находиться внутри образующего аэрозоль устройства. В этом случае пользователь может осуществлять затяжку непосредственно на курительном изделии. Нагревательный элемент может быть расположен внутри полости в устройстве, при этом указанная полость выполнена с возможностью размещения образующего аэрозоль субстрата таким образом, чтобы при использовании нагревательный элемент находился внутри образующего аэрозоль субстрата.In both the first and second aspects of the present invention, the aerosol-generating substrate can be completely housed within the aerosol-generating device during operation. In this case, the user may puff on the mouthpiece of the aerosol generating device. In other examples, during operation, a smoking article containing an aerosol-forming substrate may be partially within the aerosol-forming device. In this case, the user can puff directly on the smoking article. The heating element may be positioned within a cavity in the device, said cavity being configured to receive the aerosol-forming substrate such that the heating element is within the aerosol-forming substrate in use.

Курительное изделие может иметь по существу цилиндрическую форму. Курительное изделие может быть по существу удлиненным. Курительное изделие может иметь направление длины и окружное направление, по существу перпендикулярное направлению длины. Образующий аэрозоль субстрат может иметь по существу цилиндрическую форму. Образующий аэрозоль субстрат может быть по существу удлиненным. Образующий аэрозоль субстрат также может иметь направление длины и окружное направление, по существу перпендикулярное направлению длины.The smoking article may have a substantially cylindrical shape. The smoking article may be substantially elongated. The smoking article may have a length direction and a circumferential direction substantially perpendicular to the length direction. The aerosol-forming substrate may be substantially cylindrical in shape. The aerosol-forming substrate may be substantially elongated. The aerosol-forming substrate may also have a length direction and a circumferential direction substantially perpendicular to the length direction.

Курительное изделие может иметь общую длину от примерно 30 мм до примерно 100 мм. Курительное изделие может иметь внешний диаметр от примерно 5 мм до примерно 12 мм. Курительное изделие может содержать фильтрующую заглушку. Фильтрующая заглушка может быть расположена на дальнем по ходу потока конце курительного изделия. Фильтрующая заглушка может представлять собой ацетилцеллюлозную фильтрующую заглушку. Фильтрующая заглушка в одном варианте осуществления имеет длину примерно 7 мм, однако она может иметь длину от примерно 5 мм до примерно 10 мм.The smoking article may have an overall length of from about 30 mm to about 100 mm. The smoking article may have an outer diameter of from about 5 mm to about 12 mm. The smoking article may include a filter plug. The filter plug may be located at the downstream end of the smoking article. The filter plug may be a cellulose acetate filter plug. The filter plug in one embodiment is about 7 mm long, however, it may be from about 5 mm to about 10 mm long.

В одном варианте осуществления курительное изделие имеет общую длину примерно 45 мм. Курительное изделие может иметь внешний диаметр примерно 7,2 мм. Кроме того, образующий аэрозоль субстрат может иметь длину примерно 10 мм. В других примерах образующий аэрозоль субстрат может иметь длину примерно 12 мм. Кроме того, диаметр образующего аэрозоль субстрата может составлять от примерно 5 мм до примерно 12 мм. Курительное изделие может содержать внешнюю бумажную обертку. Кроме того, курительное изделие может содержать разделитель между образующим аэрозоль субстратом и фильтрующей заглушкой. Указанный разделитель может иметь размер примерно 18 мм, однако он может иметь размер в диапазоне от примерно 5 мм до примерно 25 мм. Разделитель в курительном изделии предпочтительно заполнен теплообменником, охлаждающим аэрозоль по мере его прохождения через курительное изделие от субстрата к фильтрующей заглушке. Теплообменник может представлять собой, например, фильтр на полимерной основе, например гофрированный материал из полимолочной кислоты.In one embodiment, the smoking article has an overall length of about 45 mm. The smoking article may have an outer diameter of about 7.2 mm. In addition, the aerosol-forming substrate may have a length of about 10 mm. In other examples, the aerosol-forming substrate may be about 12 mm long. In addition, the diameter of the aerosol-forming substrate may be from about 5 mm to about 12 mm. The smoking article may include an outer paper wrapper. In addition, the smoking article may include a spacer between the aerosol-forming substrate and the filter plug. Said separator may have a size of about 18 mm, however, it may have a size in the range of from about 5 mm to about 25 mm. The separator in the smoking article is preferably filled with a heat exchanger that cools the aerosol as it passes through the smoking article from the substrate to the filter plug. The heat exchanger may be, for example, a polymer-based filter, such as polylactic acid pleated material.

Как в первом, так и во втором аспектах настоящего изобретения образующий аэрозоль субстрат может представлять собой твердый образующий аэрозоль субстрат. В других примерах образующий аэрозоль субстрат может содержать как твердые, так и жидкие компоненты. Образующий аэрозоль субстрат может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие ароматические соединения табака, которые высвобождаются из субстрата при нагреве. В других примерах образующий аэрозоль субстрат может содержать нетабачный материал. Образующий аэрозоль субстрат может дополнительно содержать образователь аэрозоля. Примерами подходящих образователей аэрозоля являются глицерин и пропиленгликоль.In both the first and second aspects of the present invention, the aerosol-forming substrate may be a solid aerosol-forming substrate. In other examples, the aerosol-forming substrate may contain both solid and liquid components. The aerosol-forming substrate may comprise a tobacco-containing material containing volatile tobacco flavor compounds that are released from the substrate upon heating. In other examples, the aerosol-forming substrate may comprise a non-tobacco material. The aerosol-forming substrate may further comprise an aerosol former. Examples of suitable aerosol formers are glycerin and propylene glycol.

Если образующий аэрозоль субстрат представляет собой твердый образующий аэрозоль субстрат, то этот твердый образующий аэрозоль субстрат может содержать, например, одно или более из следующего: порошок, гранулы, шарики, крупицы, тонкие трубки, полоски или листы, содержащие одно или более из следующего: травяные листья, табачные листья, фрагменты табачных жилок, восстановленный табак, гомогенизированный табак, экструдированный табак, литой листовой табак и расширенный табак. Твердый образующий аэрозоль субстрат, может иметь рассыпную форму или он может быть обеспечен в подходящей таре или картридже. При необходимости, твердый образующий аэрозоль субстрат может содержать дополнительные табачные или нетабачные летучие ароматические соединения, высвобождаемые при нагреве субстрата. Твердый образующий аэрозоль субстрат может также содержать капсулы, которые содержат, например, дополнительные табачные или нетабачные летучие ароматические соединения, и такие капсулы могут плавиться во время нагрева твердого образующего аэрозоль субстрата.If the aerosol-forming substrate is a solid aerosol-forming substrate, then the solid aerosol-forming substrate may comprise, for example, one or more of the following: powder, granules, pellets, grains, thin tubes, strips, or sheets containing one or more of the following: grass leaves, tobacco leaves, tobacco stem fragments, reconstituted tobacco, homogenized tobacco, extruded tobacco, molded tobacco leaf and expanded tobacco. The solid aerosol-forming substrate may be in loose form, or it may be provided in a suitable container or cartridge. Optionally, the solid aerosol-forming substrate may contain additional tobacco or non-tobacco volatile aroma compounds released when the substrate is heated. The solid aerosol-forming substrate may also contain capsules which contain, for example, additional tobacco or non-tobacco volatile aroma compounds, and such capsules may melt during heating of the solid aerosol-forming substrate.

В контексте данного документа термин «гомогенизированный табак» относится к материалу, образованному в результате агломерирования табака в виде частиц. Гомогенизированный табак может иметь форму листа. Содержание образователя аэрозоля в гомогенизированном табачном материале может составлять более 5% в пересчете на сухой вес. В других примерах содержание образователя аэрозоля в гомогенизированном табачном материале может составлять от 5% до 30% в пересчете на сухой вес. Листы гомогенизированного табачного материала могут быть образованы путем агломерирования табака в виде частиц, полученного путем помола или иного измельчения слоев табачного листа и/или жилок табачного листа. В других примерах или дополнительно листы гомогенизированного табачного материала могут содержать одно или более из следующего: табачная пыль, табачная мелочь и другие табачные отходы в виде частиц, образующиеся, например, при обработке, перемещении и отгрузке табака. Листы гомогенизированного табачного материала могут содержать одно или более внутренних связующих, т.е. табачных эндогенных связующих, одно или более внешних связующих, т.е. табачных экзогенных связующих, или их сочетание, что способствует агломерированию табака в виде частиц; в других примерах или дополнительно листы гомогенизированного табачного материала могут содержать другие добавки, включая, но без ограничения, табачные и нетабачные волокна, образователи аэрозоля, увлажнители, пластификаторы, ароматизаторы, наполнители, водные и неводные растворители и их сочетания.In the context of this document, the term "homogenized tobacco" refers to a material formed by agglomeration of tobacco in the form of particles. The homogenized tobacco may be in the form of a leaf. The content of the aerosol former in the homogenized tobacco material may be greater than 5% on a dry weight basis. In other examples, the content of the aerosol former in the homogenized tobacco material may be from 5% to 30% based on dry weight. Sheets of homogenized tobacco material may be formed by agglomerating particulate tobacco obtained by milling or otherwise pulverizing tobacco leaf layers and/or tobacco leaf veins. In other examples or additionally, the sheets of homogenized tobacco material may contain one or more of the following: tobacco dust, tobacco fines, and other particulate tobacco waste generated, for example, during the processing, transfer and shipment of tobacco. Sheets of homogenized tobacco material may contain one or more internal binders, i. tobacco endogenous binders, one or more external binders, ie. tobacco exogenous binders, or a combination thereof, which promotes the agglomeration of tobacco in the form of particles; in other examples or additionally, the sheets of homogenized tobacco material may contain other additives, including, but not limited to, tobacco and non-tobacco fibers, aerosol formers, humectants, plasticizers, flavoring agents, fillers, aqueous and non-aqueous solvents, and combinations thereof.

При необходимости, твердый образующий аэрозоль субстрат может быть обеспечен на термостабильном носителе или встроен в него. Носитель может иметь форму порошка, гранул, шариков, крупиц, тонких трубочек, полосок или листов. В других примерах носитель может представлять собой трубчатый носитель, имеющий тонкий слой твердого субстрата, нанесенный на его внутреннюю поверхность и/или на его внешнюю поверхность. Такой трубчатый носитель может быть образован, например, из бумаги или бумагообразного материала, нетканого мата из углеродных волокон, легкой металлической сетки с открытыми ячейками, или перфорированной металлической фольги, или любой другой термостабильной полимерной матрицы.If desired, the solid aerosol-forming substrate may be provided on or embedded in a thermostable support. The carrier may be in the form of a powder, granules, beads, grains, thin tubes, strips or sheets. In other examples, the carrier may be a tubular carrier having a thin layer of solid substrate deposited on its inner surface and/or its outer surface. Such a tubular carrier may be formed, for example, from paper or a paper-like material, a non-woven carbon fiber mat, a lightweight open-cell metal mesh or perforated metal foil, or any other thermostable polymeric matrix.

Твердый образующий аэрозоль субстрат может быть нанесен на поверхность носителя в виде, например, листа, пены, геля или суспензии. Твердый образующий аэрозоль субстрат может быть нанесен на всю поверхность носителя или, в других примерах, он может быть нанесен в виде рисунка с целью обеспечения неоднородной доставки аромата во время использования.The solid aerosol-forming substrate may be applied to the surface of the carrier in the form of, for example, a sheet, foam, gel, or suspension. The solid aerosol-forming substrate may be applied to the entire surface of the carrier or, in other examples, it may be patterned to provide non-uniform flavor delivery during use.

Несмотря на то, что выше упоминаются твердые образующие аэрозоль субстраты, специалистам в данной области техники будет понятно, что с другими вариантами осуществления могут быть использованы другие формы образующего аэрозоль субстрата. Например, образующий аэрозоль субстрат может представлять собой жидкий образующий аэрозоль субстрат. Если используется жидкий образующий аэрозоль субстрат, то образующее аэрозоль устройство предпочтительно содержит средства для удержания жидкости. Например, жидкий образующий аэрозоль субстрат может удерживаться в емкости. В других примерах или дополнительно жидкий образующий аэрозоль субстрат может быть абсорбирован внутри пористого несущего материала. Пористый несущий материал может быть изготовлен из любой подходящей абсорбционной заглушки или тела, например из вспененного материала или пластмассового материала, полипропилена, терилена, нейлоновых волокон или керамики. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может удерживаться в пористом несущем материале перед использованием образующего аэрозоль устройства или, в других примерах, материал жидкого образующего аэрозоль субстрата может высвобождаться в пористый несущий материал во время использования или непосредственно перед использованием. Например, жидкий образующий аэрозоль субстрат может быть обеспечен в капсуле. Оболочка указанной капсулы предпочтительно плавится при нагреве и высвобождает жидкий образующий аэрозоль субстрат внутрь пористого несущего материала. Указанная капсула может, при необходимости, содержать твердое вещество в сочетании с жидкостью.While solid aerosol-forming substrates are mentioned above, those skilled in the art will appreciate that other forms of aerosol-forming substrate may be used with other embodiments. For example, the aerosol-forming substrate may be a liquid aerosol-forming substrate. If a liquid aerosol-forming substrate is used, the aerosol-forming device preferably includes liquid retention means. For example, a liquid aerosol-forming substrate may be held in a container. In other examples, or additionally, a liquid aerosol-forming substrate may be absorbed within the porous carrier material. The porous support material can be made from any suitable absorbent plug or body, such as foam or plastic material, polypropylene, terylene, nylon fibers, or ceramic. The liquid aerosol-forming substrate may be retained in the porous carrier material prior to use of the aerosol-generating device or, in other examples, the liquid aerosol-forming substrate material may be released into the porous carrier material during use or immediately prior to use. For example, a liquid aerosol-forming substrate may be provided in a capsule. The shell of said capsule preferably melts when heated and releases the liquid aerosol-forming substrate into the interior of the porous carrier material. Said capsule may optionally contain a solid in combination with a liquid.

В других примерах носитель может представлять собой нетканое полотно или пучок волокон, в которые включены табачные компоненты. Указанное нетканое полотно или пучок волокон может содержать, например, углеродные волокна, натуральные целлюлозные волокна или волокна из производных целлюлозы.In other examples, the carrier may be a nonwoven web or fiber bundle that includes tobacco components. Said nonwoven web or fiber bundle may contain, for example, carbon fibres, natural cellulose fibers or fibers from cellulose derivatives.

Как в первом, так и во втором аспектах настоящего изобретения образующее аэрозоль устройство может дополнительно содержать источник питания для подачи мощности на нагревательный элемент. Источник питания может представлять собой любой подходящий источник питания, например источник напряжения постоянного тока. В одном варианте осуществления источник питания представляет собой литий-ионную батарею. В других примерах источник питания может представлять собой никель-металлогидридную батарею, никель-кадмиевую батарею или батарею на основе лития, например литий-кобальтовую, литий-железо-фосфатную, литий-титановую или литий-полимерную батарею.In both the first and second aspects of the present invention, the aerosol generating device may further comprise a power source for supplying power to the heating element. The power source may be any suitable power source, such as a DC voltage source. In one embodiment, the power source is a lithium ion battery. In other examples, the power source may be a nickel metal hydride battery, a nickel cadmium battery, or a lithium battery such as a lithium cobalt, lithium iron phosphate, lithium titanium, or lithium polymer battery.

Контроллер может содержать микропроцессор, и предпочтительно он содержит программируемый микропроцессор. Контроллер может содержать энергонезависимую память. Устройство может содержать интерфейс, выполненный с возможностью передачи данных от контроллера на внешние устройства и приема данных, поступающих на контроллер от внешних устройств. Интерфейс может обеспечивать возможность загрузки в контроллер программного обеспечения для его запуска в программируемом микропроцессоре. Интерфейс может представлять собой проводной интерфейс, такой как порт Micro-USB, либо он может представлять собой беспроводной интерфейс.The controller may include a microprocessor, and preferably it contains a programmable microprocessor. The controller may contain non-volatile memory. The device may include an interface configured to transmit data from the controller to external devices and receive data coming to the controller from external devices. The interface may allow software to be downloaded to the controller to run on a programmable microprocessor. The interface may be a wired interface, such as a Micro-USB port, or it may be a wireless interface.

В третьем аспекте настоящего изобретения предложена электрическая схема для образующего аэрозоль устройства с электрическим управлением, и эта электрическая схема предназначена для осуществления способа согласно первому аспекту настоящего изобретения.In a third aspect of the present invention, an electrical circuit for an electrically controlled aerosol generating device is provided, and the circuit is for carrying out the method according to the first aspect of the present invention.

В четвертом аспекте настоящего изобретения предложена компьютерная программа, которая при ее запуске в программируемой электрической схеме для образующего аэрозоль устройства с электрическим управлением инициирует выполнение этой программируемой электрической схемой способа согласно первому аспекту настоящего изобретения. В пятом аспекте настоящего изобретения предложен машиночитаемый носитель данных, в котором сохранена компьютерная программа согласно четвертому аспекту настоящего изобретения.In a fourth aspect of the present invention, a computer program is provided which, when run in a programmable circuitry for an electrically controlled aerosol generating device, causes that programmable circuitry to execute the method according to the first aspect of the present invention. In a fifth aspect of the present invention, there is provided a computer-readable storage medium in which a computer program according to the fourth aspect of the present invention is stored.

Примеры осуществления настоящего изобретения будут далее подробно описаны со ссылками на сопроводительные графические материалы, на которых:Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which:

на фиг. 1 показано схематичное изображение образующего аэрозоль устройства;in fig. 1 is a schematic representation of an aerosol generating device;

на фиг. 2 показано изменение предельного значения максимального коэффициента заполнения во время сеанса курения с использованием устройства того типа, который показан на фиг. 1;in fig. 2 shows the variation of the maximum fill factor limit during a smoking session using a device of the type shown in FIG. 1;

на фиг. 3 показано схематичное изображение температурного профиля для нагревательного элемента согласно варианту осуществления настоящего изобретения;in fig. 3 is a schematic representation of a temperature profile for a heating element according to an embodiment of the present invention;

на фиг. 4 показано схематичное изображение стабильной доставки аэрозоля в соответствии с температурным профилем по фиг. 3;in fig. 4 is a schematic representation of stable aerosol delivery according to the temperature profile of FIG. 3;

на фиг. 5 показан целевой температурный профиль согласно настоящему изобретению;in fig. 5 shows the target temperature profile according to the present invention;

на фиг. 6 показан схематичный чертеж схемы регулирования температуры для устройства того типа, который показан на фиг. 1; иin fig. 6 is a schematic drawing of a temperature control circuit for an apparatus of the type shown in FIG. 1; And

на фиг. 7 показана блок-схема, иллюстрирующая способ регулирования согласно варианту осуществления настоящего изобретения.in fig. 7 is a flow chart illustrating a control method according to an embodiment of the present invention.

На фиг. 1 в упрощенном виде показаны компоненты варианта осуществления образующего аэрозоль устройства 100 с электрическим нагревом. В частности, элементы образующего аэрозоль устройства 100 с электрическим нагревом на фиг. 1 изображены не в масштабе. Элементы, которые не являются существенными для понимания данного варианта осуществления, в целях упрощения фиг. 1 были опущены.In FIG. 1 shows in a simplified form the components of an embodiment of an electrically heated aerosol generating device 100. In particular, the elements of the electrically heated aerosol generating device 100 in FIG. 1 are not shown to scale. Elements that are not essential to the understanding of this embodiment, for the purpose of simplifying FIG. 1 have been omitted.

Образующее аэрозоль устройство 100 с электрическим нагревом содержит корпус 10 и образующий аэрозоль субстрат 12, например сигарету. Образующий аэрозоль субстрат 12 вдавливают внутрь корпуса 10 до достижения тепловой близости с нагревательным элементом 14. Образующий аэрозоль субстрат 12 будет высвобождать ряд летучих соединений при различных температурах. Путем регулирования максимальной рабочей температуры образующего аэрозоль устройства 100 с электрическим нагревом таким образом, чтобы она была ниже температуры высвобождения некоторых из летучих соединений, обеспечивают возможность предотвращения высвобождения или образования этих компонентов дыма. The electrically heated aerosol-generating device 100 includes a body 10 and an aerosol-forming substrate 12, such as a cigarette. The aerosol-forming substrate 12 is pressed into the housing 10 until it reaches thermal proximity with the heating element 14. The aerosol-forming substrate 12 will release a variety of volatile compounds at various temperatures. By adjusting the maximum operating temperature of the electrically heated aerosol generating device 100 to be below the release temperature of some of the volatile compounds, it is possible to prevent the release or formation of these smoke components.

Внутри корпуса 10 размещен источник 16 электроэнергии, например перезаряжаемая литий-ионная батарея. Микроконтроллер 18 соединен с нагревательным элементом 14, источником 16 электроэнергии и интерфейсом 20 пользователя, например кнопкой или дисплеем. Микроконтроллер 18 имеет встроенное программное обеспечение для управления подачей мощности на нагревательный элемент 14 с целью регулирования его температуры. Образующий аэрозоль субстрат обычно нагревают до температуры от 250 до 450 градусов по Цельсию.Inside the housing 10 is placed a source 16 of electricity, such as a rechargeable lithium-ion battery. The microcontroller 18 is connected to a heating element 14, a power source 16 and a user interface 20 such as a button or display. The microcontroller 18 has firmware for controlling the power supply to the heating element 14 in order to regulate its temperature. The aerosol-forming substrate is typically heated to between 250 and 450 degrees Celsius.

Микроконтроллер подает мощность на нагревательный элемент в виде импульсов электрического тока. Микроконтроллер может быть запрограммирован на ограничение максимально допустимого коэффициента заполнения импульсов тока. Может иметь место абсолютный максимум коэффициента заполнения, в данном примере ― 95%, и переменный максимум коэффициента заполнения, основанный на сохраненном временном профиле, так что максимально возможный коэффициент заполнения изменяется с течением времени вслед за активацией нагревательного элемента. На фиг. 2 показан ход сеанса курения с использованием устройства того типа, который показан на фиг. 1, в примере, в котором для простоты пояснения целевая температура является постоянной. Целевая температура нагревательного элемента показана линией 30 и, как можно видеть, она поддерживается на уровне 375°C на протяжении всего сеанса курения, который в целом длится шесть минут. С помощью микроконтроллера сеанс курения разделяется на фазы с различными максимальными пределами коэффициента заполнения в различных фазах. Коэффициент заполнения в данном контексте означает относительное время в процентах, в течение которого осуществляется подача мощности. В примере, показанном на фиг. 2, в первой фазе коэффициент заполнения ограничен 95% в течение 30 секунд. В течение этого периода нагревательный элемент нагревается до целевой температуры. Во второй фазе, тоже длящейся 30 секунд, коэффициент заполнения ограничен 65%. Для поддержания температуры нагревательного элемента требуется меньшая мощность, чем для его нагрева. В третьей фазе, длящейся 30 секунд, коэффициент заполнения ограничен 60%. В четвертой фазе, длящейся 90 секунд, коэффициент заполнения ограничен 55% ; в пятой фазе, длящейся 60 секунд, коэффициент заполнения ограничен 50%; и в шестой фазе, длящейся 120 секунд, коэффициент заполнения ограничен 45%.The microcontroller supplies power to the heating element in the form of electric current pulses. The microcontroller can be programmed to limit the maximum allowable current pulse duty cycle. There can be an absolute duty cycle maximum, in this example 95%, and a variable duty cycle maximum based on a stored time profile so that the maximum duty cycle possible changes over time following heating element activation. In FIG. 2 shows the progress of a smoking session using a device of the type shown in FIG. 1 in an example where the target temperature is constant for ease of explanation. The target temperature of the heating element is indicated by line 30 and as can be seen, it is maintained at 375°C throughout the entire smoking session, which lasts a total of six minutes. Using a microcontroller, the smoking session is divided into phases with different maximum duty cycle limits in the different phases. Duty factor in this context means the relative time in percentage during which power is supplied. In the example shown in FIG. 2, in the first phase, the duty cycle is limited to 95% for 30 seconds. During this period, the heating element heats up to the target temperature. In the second phase, also lasting 30 seconds, the fill factor is capped at 65%. To maintain the temperature of the heating element requires less power than to heat it. In the third phase, lasting 30 seconds, the fill factor is capped at 60%. In the fourth phase, lasting 90 seconds, the fill factor is capped at 55%; in the fifth phase, lasting 60 seconds, the fill factor is limited to 50%; and in the sixth phase, lasting 120 seconds, the fill factor is capped at 45%.

По мере обеднения субстрата удаляется меньше тепла в результате испарения, так что требуется меньше мощности для поддержания температуры нагревательного элемента на уровне целевой температуры. Кроме того, температура окружающих частей устройства повышается с течением времени, и, следовательно, поглощается меньше энергии с течением времени. Соответственно, для снижения вероятности возгорания максимально допустимая мощность снижается с течением времени для заданной целевой температуры. Как правило, максимально допустимая мощность или максимальный коэффициент заполнения, деленный на целевую температуру, постепенно снижается с течением времени вслед за активацией нагревательного элемента в процессе одного сеанса курения.As the substrate becomes leaner, less evaporation heat is removed, so less power is required to maintain the heating element temperature at the target temperature. In addition, the temperature of the surrounding parts of the device rises over time, and therefore less energy is absorbed over time. Accordingly, in order to reduce the likelihood of fire, the maximum allowable power is reduced over time for a given target temperature. Typically, the maximum power rating, or maximum fill factor divided by the target temperature, gradually decreases over time following the activation of the heating element during a single smoking session.

Тем не менее, обычно желательно иметь изменяющуюся температуру в течение сеанса курения. На фиг. 3 схематично показан температурный профиль для нагревательного элемента. Линия 60 показывает температуру нагревательного элемента во времени.However, it is generally desirable to have a varying temperature during a smoking session. In FIG. 3 schematically shows a temperature profile for a heating element. Line 60 shows the temperature of the heating element over time.

В первой фазе 70 температура нагревательного элемента повышается от температуры окружающей среды до первой температуры 62. Температура 62 находится в пределах допустимого температурного диапазона от минимальной температуры 66 до максимальной температуры 68. Изменение допустимой температуры задают таким образом, чтобы требуемые летучие соединения испарялись из субстрата, а нежелательные соединения, испаряющиеся при более высоких температурах, не испарялись. Допустимый температурный диапазон лежит также ниже температуры, при которой возможно горение субстрата в нормальных рабочих условиях, т. е. при нормальных температуре, давлении, влажности, манере осуществления затяжек пользователем и составе воздуха.In the first phase 70, the temperature of the heating element rises from ambient temperature to the first temperature 62. The temperature 62 is within the allowable temperature range from the minimum temperature 66 to the maximum temperature 68. The change in the allowable temperature is set so that the desired volatile compounds evaporate from the substrate, and unwanted compounds evaporating at higher temperatures did not evaporate. The acceptable temperature range also lies below the temperature at which the substrate can burn under normal operating conditions, i.e. at normal temperature, pressure, humidity, user puffing patterns and air composition.

Во второй фазе 72 температура нагревательного элемента снижается до второй температуры 64. Вторая температура 64 находится в пределах допустимого температурного диапазона, но она ниже, чем первая температура.In the second phase 72, the temperature of the heating element is reduced to the second temperature 64. The second temperature 64 is within the allowable temperature range, but is lower than the first temperature.

В третьей фазе 74 температура нагревательного элемента постепенно повышается до момента времени 76 деактивации. На всем протяжении третьей фазы температура нагревательного элемента остается в пределах допустимого температурного диапазона.In the third phase 74 the temperature of the heating element is gradually increased until the deactivation time 76 . Throughout the third phase, the temperature of the heating element remains within the allowable temperature range.

На фиг. 4 схематично показан профиль величины доставки ключевого аэрозольного компонента при температурном профиле нагревательного элемента, показанном на фиг. 3. После первоначального увеличения величины доставки вслед за активацией нагревательного элемента, величина доставки остается постоянной до тех пор, пока нагревательный элемент не будет деактивирован. В результате повышения температуры в третьей фазе компенсируется израсходование образователя аэрозоля, содержащегося в субстрате.In FIG. 4 schematically shows the delivery quantity profile of a key aerosol component at the heating element temperature profile shown in FIG. 3. After initially increasing the delivery amount following activation of the heating element, the delivery amount remains constant until the heating element is deactivated. As a result of the temperature increase in the third phase, the consumption of the aerosol former contained in the substrate is compensated.

На фиг. 5 показан пример целевого температурного профиля, который основан на реальном температурном профиле, показанном на фиг. 3, и на котором хорошо видны три фазы работы. В первой фазе 70 задают целевую температуру T₀. Подают мощность на нагревательный элемент для того, чтобы температура нагревательного элемента как можно быстрее повысилась до T₀. В момент времени t₁целевую температуру изменяют на T₁, и это означает, что первая фаза 70 завершена и начинается вторая фаза. Поддерживают целевую температуру T₁ до момента времени t₂. В момент времени t₂ завершают вторую фазу и начинают третью фазу 74. Во время третьей фазы 74 целевую температуру линейно повышают с течением времени до момента времени t₃, когда целевая температура достигает T₂, и больше не подают мощность на нагревательный элемент.In FIG. 5 shows an example of a target temperature profile that is based on the actual temperature profile shown in FIG. 3, which clearly shows the three phases of operation. In the first phase 70, the target temperature T ₀ is set. Power is applied to the heating element so that the temperature of the heating element rises to T ₀ as quickly as possible. At time t ₁ the target temperature is changed to T ₁ , which means that the first phase 70 is completed and the second phase begins. Maintain the target temperature T ₁ until time t ₂ . At time t _{2 ,} the second phase ends and third phase 74 begins. During the third phase 74, the target temperature increases linearly over time until time t ₃ when the target temperature reaches T ₂ and no more power is applied to the heating element.

На фиг. 6 показана схема управления, используемая для обеспечения описанного регулирования температуры согласно одному варианту осуществления изобретения.In FIG. 6 shows a control circuit used to provide the described temperature control according to one embodiment of the invention.

Нагреватель 14 соединен с батареей через соединение 22. От батареи 16 подается напряжение V2. Последовательно с нагревательным элементом 14 включен дополнительный резистор 24 с известным сопротивлением r, соединенный с напряжением V1, средним между напряжением земли и напряжением V2. Управление частотной модуляцией тока осуществляется микроконтроллером 18, и сигнал с его аналогового выхода 30 подается на транзистор 26, который действует в качестве простого переключателя.The heater 14 is connected to the battery via connection 22. The battery 16 supplies voltage V2 . In series with the heating element 14 there is an additional resistor 24 with a known resistance r connected to the voltage V1 , the average between the ground voltage and the voltage V2 . The FM current is controlled by microcontroller 18 and its analog output 30 is fed to transistor 26 which acts as a simple switch.

Регулирование представляет собой часть программного обеспечения, встроенного в микроконтроллер 18, как будет описано ниже. Показатель температуры нагревательного элемента (в данном примере ― электрическое сопротивление нагревательного элемента) определяют путем измерения электрического сопротивления нагревательного элемента. Указанный показатель температуры используют для регулирования тока, подаваемого на нагревательный элемент с целью поддержания нагревательного элемента при температуре, близкой к целевой температуре. Показатель температуры определяют при частоте, выбранной для соответствия таймированию, необходимому для процесса регулирования, и этот показатель может определяться с частотой один раз в 1 мс.The regulation is part of the software built into the microcontroller 18, as will be described below. The temperature indicator of the heating element (in this example, the electrical resistance of the heating element) is determined by measuring the electrical resistance of the heating element. This temperature reading is used to control the current supplied to the heating element in order to maintain the heating element at a temperature close to the target temperature. The temperature index is determined at a frequency selected to match the timing required for the control process, and this index can be determined at a frequency of once every 1 ms.

Аналоговый вход 21 микроконтроллера 18 используется для приема напряжения V2 на нагревателе 14 со стороны батареи. Аналоговый вход 23 микроконтроллера используется для приема напряжения V1 на нагревателе со стороны земли. Аналоговый выход 25 микроконтроллера выдает картину электрического тока I, протекающего в дополнительном резисторе 24 и в нагревательном элементе 14.The analog input 21 of the microcontroller 18 is used to receive voltage V2 on the heater 14 from the battery side. The analog input 23 of the microcontroller is used to receive voltage V1 on the heater from the ground side. The analog output 25 of the microcontroller gives a picture of the electric current I flowing in the additional resistor 24 and in the heating element 14.

Сопротивление нагревателя, которое должно быть измерено при конкретной температуре, обозначено через R _heater. С целью измерения микропроцессором 18 сопротивления R _heater нагревателя 14, могут быть определены как ток через нагреватель 14, так и напряжение на нагревателе 14. Тогда для определения сопротивления может быть применен закон Ома:The heater resistance to be measured at a particular temperature is denoted by R _heater . In order to measure the resistance R _heater of the heater 14 by the microprocessor 18, both the current through the heater 14 and the voltage across the heater 14 can be determined. Then Ohm's law can be applied to determine the resistance:

На фиг. 6 напряжение на нагревателе обозначено через V2-V1, а ток через нагреватель обозначен через I. Таким образом:In FIG. 6, the voltage across the heater is denoted by V2-V1 , and the current through the heater is denoted by I. Thus:

Дополнительный резистор 24, сопротивление r которого известно, используется для определения тока I вновь с помощью формулы (1), приведенной выше. Ток через резистор 24 обозначен через I, и напряжение на резисторе 24 обозначено через V1. Таким образом:An additional resistor 24, whose resistance r is known, is used to determine the current I again using formula (1) above. The current through resistor 24 is denoted by I, and the voltage across resistor 24 is denoted by V1. Thus:

Таким образом, микропроцессор 18 может измерять V2 и V1 во время использования образующей аэрозоль системы, и, зная r, он может определять сопротивление R _heater нагревателя при конкретной температуре.Thus, the microprocessor 18 can measure V2 and V1 during use of the aerosol generating system, and knowing r it can determine the resistance R _heater of the heater at a particular temperature.

Сопротивление нагревателя коррелирует с температурой. Для соотнесения температуры T с измеренным сопротивлением R _heater при температуре T согласно нижеследующей формуле, может использоваться линейная аппроксимация:Heater resistance correlates with temperature. To relate the temperature T to the measured resistance R _{of the heater} at temperature T according to the following formula, a linear approximation can be used:

где A - коэффициент удельного теплового сопротивления материала нагревательного элемента и R ₀ - сопротивление нагревательного элемента при комнатной температуре T ₀.where A is the coefficient of specific thermal resistance of the material of the heating element and R ₀ is the resistance of the heating element at room temperature T ₀ .

Таким образом, обеспечивается возможность сравнения температуры нагревательного элемента с целевой температурой, сохраненной в памяти, и в результате обеспечивается возможность определения того, превышает ли фактическая температура целевую температуру и, если да, то насколько.Thus, it is possible to compare the temperature of the heating element with the target temperature stored in the memory, and as a result, it is possible to determine whether the actual temperature exceeds the target temperature and, if so, by how much.

Тем не менее, в процессе регулирования нет необходимости в вычислении температуры. Фактически, нет необходимости даже в вычислении R _heater . Вместо этого микроконтроллер 18 определяет, выполняется ли условие, согласно которому V2-V1 не больше I*R_target, где R_target представляет собой целевой профиль сопротивления. Таким образом исключается необходимость в выполнении каких-либо операций деления и, следовательно, сокращается требуемое число вычислительных циклов. R_target может быть вычислено в начале каждой фазы профиля нагрева на основе целевого температурного профиля, сохраненного в памяти, и калибровочных значений нагревателя.However, there is no need to calculate the temperature during the control process. In fact, there is no need to even calculate R _heater . Instead, the microcontroller 18 determines whether the condition that V2-V1 is not greater than I*R _target is met, where R _target is the target resistance profile. This eliminates the need to perform any division operations and therefore reduces the required number of computation cycles. R _target can be calculated at the start of each heating profile phase based on the target temperature profile stored in memory and the heater calibration values.

Для аппроксимации взаимосвязи между сопротивлением и температурой могут использоваться другие, более сложные, способы, если простая линейная аппроксимация является недостаточно точной в диапазоне рабочих температур. Например, еще в одном варианте осуществления взаимосвязь может быть получена на основе комбинации из двух или более линейных аппроксимаций, каждая из которых охватывает отличный от других температурный диапазон. Эта схема основана на трех или более точках калибровки по температуре, в которых измеряется сопротивление нагревателя. Для температур между точками калибровки значения сопротивления интерполируются на основе значений в точках калибровки. Температуры точек калибровки выбираются для охвата предполагаемого температурного диапазона нагревателя во время работы.Other, more sophisticated methods may be used to approximate the relationship between resistance and temperature if a simple linear approximation is not accurate enough over the operating temperature range. For example, in yet another embodiment, a relationship may be derived from a combination of two or more linear approximations, each covering a different temperature range. This scheme is based on three or more temperature calibration points at which the resistance of the heater is measured. For temperatures between calibration points, the resistance values are interpolated based on the values at the calibration points. Calibration point temperatures are selected to cover the expected temperature range of the heater during operation.

Преимущество этих вариантов осуществления состоит в отсутствии датчика температуры, который может быть громоздким и дорогостоящим. Также значение сопротивления может быть использовано непосредственно микроконтроллером вместо температуры. Если значение сопротивления удерживается в требуемом диапазоне, то температура нагревательного элемента также будет удерживаться в требуемом диапазоне. Соответственно, нет необходимости в вычислении фактической температуры нагревательного элемента. Тем не менее, можно использовать отдельный датчик температуры, подключив его к микроконтроллеру для обеспечения необходимой температурной информации.The advantage of these embodiments is the absence of a temperature sensor, which can be bulky and expensive. Also, the resistance value can be used directly by the microcontroller instead of the temperature. If the resistance value is kept within the required range, then the temperature of the heating element will also be kept within the required range. Accordingly, there is no need to calculate the actual temperature of the heating element. However, a separate temperature sensor can be used by connecting it to the microcontroller to provide the required temperature information.

На фиг. 7 показан способ регулирования, который может использоваться для регулирования температуры нагревателя с целью обеспечения того, чтобы она следовала целевому температурному профилю, такому как профиль, показанный на фиг. 5, и оставалась ниже уровня, соответствующего максимуму коэффициента заполнения, как показано на фиг. 2, в течение всего процесса нагрева.In FIG. 7 shows a control method that can be used to control the heater temperature to ensure that it follows a target temperature profile, such as the profile shown in FIG. 5 and remained below the level corresponding to the duty cycle maximum as shown in FIG. 2, during the whole heating process.

Способ регулирования представляет собой циклическое регулирование с периодом 1 мс. Способ начинают на этапе 100 путем подачи тока на нагревательный элемент в течение 500 мкс. Активация нагревателя в течение этого периода необходима в целях регистрации результатов контроля температуры. Затем на этапе 110 сравнивают сопротивление нагревательного элемента R с целевым сопротивлением (или, как пояснено выше, напряжение на нагревательном элементе сравнивают с I* R_target). Если R не больше R_target, то переходят к этапу 120 способа, на котором проверяют, приведет ли подача следующего импульса тока к тому, что коэффициент заполнения подаваемой мощности превысит максимально допустимый коэффициент заполнения в течение предыдущих 50 мс. Если подача нового импульса тока не приведет к превышению максимально допустимого коэффициента заполнения, то подают новый импульс длительностью 500 мкс на нагревательный элемент на этапе 130 перед тем, как вернуться к этапу 100 способа. Если подача нового импульса тока приведет к превышению максимально допустимого коэффициента заполнения, то переходят к этапу 140 способа, на котором не подают ток на нагреватель в течение 1 мс, что соответствует одному циклу циклического регулирования, перед возвратом к этапу 100 способа.The control method is cyclic control with a period of 1 ms. The method starts at step 100 by applying current to the heating element for 500 μs. The activation of the heater during this period is necessary in order to record the results of the temperature control. Next, in step 110, the heating element resistance R is compared to the target resistance (or, as explained above, the heating element voltage is compared to I* R _target ). If R is not greater than R _target , then proceed to method step 120, which checks whether the application of the next current pulse will cause the duty cycle of the supplied power to exceed the maximum allowable duty cycle during the previous 50 ms. If applying a new current pulse does not result in exceeding the maximum allowable duty cycle, then a new 500 μs pulse is applied to the heating element at step 130 before returning to method step 100. If applying a new current pulse would cause the maximum allowable duty cycle to be exceeded, then proceed to method step 140 where no current is applied to the heater for 1 ms, which corresponds to one cyclic control cycle, before returning to method step 100.

Если на этапе 110 определено, что R больше, чем R_target, то переходят к этапу 150 способа, на котором проверяют, выполняется ли условие, согласно которому R больше, чем R_target, на величину, соответствующую температуре, не меньшей 10⁰C. Если нет, то переходят к этапу 160 способа, на котором блокируют подачу мощности на нагревательный элемент в течение 7 мс. Если R больше, чем R_target, на величину, соответствующую температуре, не меньшей 10⁰C, то переходят к этапу 170 способа, на котором блокируют подачу мощности на нагревательный элемент в течение 100 мс. Этот намного более длительный период блокировки подачи мощности на нагревательный элемент перед повторной проверкой результатов измерения температуры приводит к более быстрому охлаждению, что необходимо в случае быстрого снижения целевой температуры. Поскольку процесс проверки температуры нагревательного элемента изначально включает в себя подачу мощности на нагревательный элемент, нежелательна более частая проверка температуры, когда требуется быстрое охлаждение.If at step 110 it is determined that R is greater than R _target , then proceed to step 150 of the method, which checks whether the condition is met, according to which R is greater than R _target by an amount corresponding to a temperature of at least 10 ⁰ C. If not, then proceed to step 160 of the method, which blocks the power supply to the heating element for 7 ms. If R is greater than R _target by an amount corresponding to a temperature of at least 10 ⁰ C, then proceed to step 170 of the method, which blocks the power supply to the heating element for 100 ms. This much longer period of blocking the power supply to the heating element before rechecking the temperature measurement results in faster cooling, which is necessary in the event of a rapid decrease in the target temperature. Since the process of checking the temperature of the heating element initially involves applying power to the heating element, it is not desirable to check the temperature more frequently when rapid cooling is required.

Очевидно, что при выполнении способа, показанного на фиг. 7, с целью подачи импульса тока на нагреватель должны быть проведены два теста. Первый тест должен подтвердить, что температура нагревателя не выше целевого значения, и второй тест должен подтвердить, что подача импульса тока не приведет к превышению максимально допустимого коэффициента заполнения. Этот второй тест обеспечивает проверку образующего аэрозоль субстрата на предмет отсутствия перегрева.Obviously, when performing the method shown in FIG. 7, two tests must be carried out in order to apply a current pulse to the heater. The first test must confirm that the heater temperature is not above the target value, and the second test must confirm that applying a current pulse will not exceed the maximum allowable duty cycle. This second test ensures that the aerosol-forming substrate is not overheated.

Следует понимать, что приведенные в качестве примера варианты осуществления, описанные выше, являются иллюстративными, а не ограничивающими. В свете вышеописанных иллюстративных вариантов осуществления, специалистам с обычной квалификацией в данной области техники будут теперь понятны и другие варианты осуществления, соответствующие вышеописанным примерам вариантов осуществления.It should be understood that the exemplary embodiments described above are illustrative and not restrictive. In light of the exemplary embodiments described above, those of ordinary skill in the art will now appreciate other embodiments corresponding to the exemplary embodiments described above.

Claims

1. A method for controlling heating in an aerosol-forming system (100) with a heater (14), which includes the steps of:

comparing the measured heater voltage (V2-V1) indicative of the heater temperature with a target value (I*R _target );

if the measured voltage on the heater (V2-V1) is higher than the target value (I*R _target ) by at least the first value, the power supply to the heater (14) is blocked for the first period of time; And

if the measured voltage on the heater (V2-V1) is higher than the target value (I*R _target ), but less than the first value, the power supply to the heater (14) is blocked for a second period of time shorter than the first period time.

2. The method according to claim 1, according to which the target value (I*R _target ) is changed over time.

3. The method of claim 1 or 2, wherein the target profile is changed based on the measured parameters, the changed parameters including one or more types of aerosol-forming substrate in the system, the user's puffing habits, or the user's identity of the system, to provide the modified target profile, and changing the target value (I*R _target ) in accordance with the changed target profile.

4. The method according to claim 2 or 3, according to which intermittently change the target value (I*R _target ) over time.

5. The method according to any one of the previous claims, according to which, if the measured voltage on the heater (V2-V1) is not higher than the target value (I*R _target ), power is applied to the heater (14).

6. A method according to any one of the preceding claims, wherein the power supplied to the heater is controlled by limiting the amount of power that can be supplied to the heater in a given period of time.

7. A method according to any one of the preceding claims, wherein the voltage across the heater is not measured during the first or second time periods.

8. The method according to any of the preceding paragraphs, according to which power is supplied to the heater (14) in the form of electric current pulses, and if the measured voltage on the heater (V2-V1) is not higher than the target value (I*R _target ), determine , whether the power supply will cause the duty cycle of the electric current pulses to exceed the maximum duty cycle during the first period of time, and apply power to the heater only if the power supply will not cause the duty cycle of the electric current pulses to exceed maximum fill factor.

9. A method according to any one of the preceding claims, wherein the voltage across the heater (V2-V1) is measured when power is applied to the heater (14).

10. A method according to any one of the preceding claims, wherein the aerosol generating system (100) is an electrically heated smoking system.

11. The method of claim 10, wherein the electrically heated smoking system is configured to heat the tobacco substrate.

12. Forming an aerosol system (100) with electrical heating, containing:

heater (14);

power supply; And

controller (18) configured to:

comparing the measured voltage on the heater (V2-V1), characterizing the temperature of the heater, with the target value (I*R _target );

blocking the power supply to the heater (14) during the first period of time if the measured voltage on the heater (V2-V1) is higher than the target value (I*R _target ) by at least the first value; And

blocking the power supply to the heater (14) for a second period of time, shorter than the first period of time, in case the measured voltage on the heater (V2-V1) is higher than the target value (I*R _target ), but less than the first size.

13. The system of claim 12, wherein the controller (18) is configured to change the target value (I*R _target ) over time in accordance with the desired target profile stored in the memory.

14. The system of claim 13, wherein the controller (18) is configured to change the target profile stored in the memory based on measured parameters including one or more types of aerosol-forming substrate in the system, the user's puffing habits, or the user's identity, to provide a modified target profile, and is configured to change the target value (I*R _target ) over time in accordance with the modified target profile.

15. The system according to claim 13 or 14, in which the controller (18) is configured to intermittently change the target value (I*R _target ) over time.

16. The system according to any one of claims 12-15, in which the controller (18) is configured to supply power to the heater (14) from the power source in case the measured voltage on the heater (V2-V1) is not higher than the target value (I *R _target ).

17. A system according to any one of claims 12-16, wherein the controller (18) is configured to control the power supplied to the heater by limiting the amount of power that can be supplied to the heater in a predetermined period of time.

18. A system according to any one of claims 12 to 17, wherein the controller (18) is configured such that the voltage across the heater is not measured during the first or second time periods.

19. The system according to any one of claims 12-18, in which the controller (18) is configured to supply power to the heater (14) in the form of electric current pulses, and if the measured voltage on the heater (V2-V1) is not higher than target value (I*R _target ), determining if the power supply will cause the duty cycle of the electric current pulses to exceed the maximum duty cycle during the first period of time, and supplying power to the heater (14) only if the supply power will not cause the duty cycle of the current pulses to exceed the maximum duty cycle.

20. A system according to any one of claims 12-19, wherein the controller (18) is configured to measure the voltage across the heater (14) during periods in which power is supplied to the heater (14).

21. A system according to any one of claims 12-20, wherein the system is an electrically heated smoking system.

22. A system according to any one of claims 12-21, wherein the controller (18) is configured to provide power to the heating element in the form of electric current pulses, the power provided to the heating element being controlled by adjusting the duty cycle of the electric current.

23. The system according to any one of claims 12-22, wherein the controller comprises temperature measuring means configured to measure the temperature of the heating element or the temperature in the vicinity of the heating element to provide a measured temperature.

24. A system according to any one of claims 12-23, wherein the system is configured to accommodate and heat the aerosol-forming substrate in use.

25. The system of claim 21, wherein the controller further comprises means for identifying a characteristic of the aerosol-forming substrate in the system, and a memory storing a look-up table of power control commands and corresponding characteristics of the aerosol-forming substrate.

26. The system of claim 24 or 25, wherein the heater comprises a heating element that is internal to the aerosol-forming substrate in use.

27. The system of claim 26, wherein the heating element comprises a heating blade formed from a ceramic substrate with one or more resistive heating tracks applied to one or both sides of the blade.

28. The system of claim 24 or 25, wherein the heater comprises a heating element that is external to the aerosol-forming substrate in use.

29. The system of claim 28 wherein the heating element comprises one or more sheets of flexible heating foil on a dielectric substrate such as polyimide.

30. A system according to any one of claims 24 to 29, wherein during operation the smoking article containing the aerosol-forming substrate is partially placed within the system and the user can puff directly on the smoking article.

31. The system of any one of claims 24-30, wherein the aerosol-forming substrate is a solid aerosol-forming substrate.

32. The system according to any one of claims 12-31, comprising an interface configured to transmit data from the controller to external devices and receive data coming to the controller from external devices.