具有基于温度的控制的气溶胶生成装置的制作方法

2021-01-07 14:01:59|

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本发明涉及一种气溶胶生成装置，该气溶胶生成装置具有控制器，该控制器被布置成基于所确定的温度升高速率来控制向电加热器的电力供应。本发明还涉及一种包括气溶胶生成装置的气溶胶生成系统。本发明还涉及控制气溶胶生成装置的方法和用于执行该方法的计算机程序。

背景技术：

一种类型的气溶胶生成系统是电操作吸烟系统。已知的手持型电操作吸烟系统典型地包含气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置包含电池、电子控制器以及电热器，所述电热器用于加热为了供气溶胶生成装置使用而专门设计的吸烟制品。吸烟制品包括气溶胶形成基材。在一些实例中，气溶胶形成基材为条的形式，诸如烟条，并且当吸烟制品被插入到气溶胶生成装置中时，包含在气溶胶生成装置内的电加热器被插入到气溶胶形成基材中。

通常，气溶胶生成装置被配置为根据预先确定的加热曲线使用电加热器来生成热量。然而，气溶胶形成基材中的变化可导致用户体验中不期望的变化。例如，在高湿度环境中，气溶胶形成基材可表现出高含水量。由于水在气溶胶生成装置的典型操作温度下被气溶胶化，因此高含水量可导致用户不期望的高感知气溶胶温度。在另一个实例中，已经被加热的气溶胶形成基材可以表现出低含水量。低含水量将导致在用户试图在气溶胶生成装置中重新加热气溶胶形成基材时从气溶胶形成基材的减少的热传递。从气溶胶形成基材的减少的热传递可导致气溶胶生成装置的过度加热。

技术实现要素：

因此期望提供一种减轻或克服已知气溶胶生成装置的至少一些缺点的气溶胶生成装置。

根据本发明的第一方面，提供一种气溶胶生成装置，该气溶胶生成装置包括用于接纳气溶胶形成基材的腔体，以及电加热器，该电加热器被布置成当气溶胶形成基材被接纳在腔体内时加热气溶胶形成基材。该气溶胶生成装置还包括电源和控制器，该控制器被布置成控制在第一时间段和在第一时间段之后的第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应。控制器还被布置成在第一时间段期间确定电加热器的温度升高速率。控制器还被布置成基于在第一时间段期间所确定的温度升高速率来调整在第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应。

有利地，控制器被布置成在第一时间段期间确定电加热器的温度升高速率。有利地，所确定的温度升高速率可指示被接纳在腔体内的气溶胶形成基材的含水量。所确定的相对较低的温度升高速率可指示相对较高的含水量。所确定的相对较高的温度升高速率可指示相对较低的含水量。有利地，基于所确定的温度升高速率，控制器改变在随后的第二时间段期间向电加热器的电力供应，以调整电加热器的进一步加热。

优选地，第一时间段足够长，以确保在气溶胶形成基材的含水量范围内，电加热器的温度可测量地升高。优选地，第一时间段为至少约1秒，更优选地至少约2秒，更优选地至少约3秒。

优选地，第一时间段足够短，以将控制器改变第二时间段期间向电加热器的电力供应之前的时间最小化，以提供期望的用户体验。优选地，第一时间段小于约15秒，更优选地小于约14秒，更优选地小于约13秒，更优选地小于约12秒，更优选地小于约11秒，更优选地小于约10秒。

控制器可被布置成通过确定在固定时间段内电加热器的温度升高来确定电加热器的温度升高速率。控制器可被布置成确定在整个第一时间段内电加热器的温度升高速率。控制器可被布置成基于在第一时间段开始时所确定的电加热器的第一温度和在第一时间段结束时所确定的电加热器的第二温度来确定电加热器的温度升高速率。

控制器可被布置成通过确定发生电加热器的预先确定的温度升高所花费的时间来确定电加热器的温度升高速率。控制器可被布置成在第一时间段的一部分期间确定电加热器的温度升高速率。控制器可被布置成在第一时间段期间确定电加热器的温度从第一预先确定的温度升高至第二预先确定的温度所花费的时间，其中所确定的时间是所确定的温度升高速率。

优选地，第一预先确定的温度高于任何预期的环境温度。有利地，高于环境温度的第一预先确定的温度可以最小化或消除在所确定的电加热器的温度升高速率上环境温度的任何变化。优选地，第一预先确定的温度为至少约50摄氏度，优选地至少约60摄氏度，优选地至少约70摄氏度，优选地至少约80摄氏度，优选地至少约90摄氏度。第一预先确定的温度可以是100摄氏度。

应当理解，基于由制造公差和测量仪器的精度引起的变化，本文中指定的数值包括围绕指定值的值的范围。

优选地，第二预先确定的温度低于电加热器在第二时间段期间的目标操作温度。有利地，低于目标操作温度的第二预先确定的温度可有利于确定控制器需要开始调整在第二时间段期间向电加热器的电力供应之前的电加热器的温度升高速率。优选地，第二预先确定的温度小于约300摄氏度，优选地小于约290摄氏度，优选地小于约280摄氏度，优选地小于约270摄氏度，优选地小于约260摄氏度。第二预先确定的温度可以是250摄氏度。

优选地，控制器被布置成在第一时间段内以恒定速率从电源向电加热器供应电力。有利地，在第一时间段内以恒定速率向电加热器供应电力可有利于在第一时间段期间准确地确定电加热器的温度升高速率。优选地，控制器被布置成在第一时间段期间以至少约95％的占空比从电源向电加热器供应电力。

优选地，控制器被布置成基于所确定的温度升高速率与第一阈值的比较，在第二时间段期间以第一速率或第二速率从电源向电加热器供应电力，其中第二速率大于第一速率。第一速率可被描述为减小的速率或较低的速率。第二速率可被描述为正常速率。第一阈值可指示气溶胶形成基材的正常含水量与气溶胶形成基材的高含水量之间的阈值。换句话讲，所确定的低于第一阈值的温度升高速率可指示气溶胶形成基材的高含水量。所确定的高于第一阈值的温度升高速率可指示气溶胶形成基材的正常含水量。

在其中控制器通过确定固定时间段内电加热器的温度升高来确定电加热器的温度升高速率的实施方案中，第一阈值可以是温度升高阈值。控制器被布置成当所确定的温度升高低于第一阈值时以第一速率向电加热器供应电力。控制器被布置成当所确定的温度升高高于第一阈值时以第二速率向电加热器供应电力。第一阈值可以是约230摄氏度和约250摄氏度之间的温度升高。第一阈值可以是约240摄氏度和约250摄氏度之间的温度升高。

在其中控制器通过确定发生电加热器的预先确定的温度升高所花费的时间来确定电加热器的温度升高速率的实施方案中，第一阈值可以是时间阈值。控制器被布置成当所确定的时间高于第一阈值时以第一速率向电加热器供应电力。控制器被布置成当所确定的时间低于第一阈值时以第二速率向电加热器供应电力。第一阈值可以是约3秒至约10秒之间的时间。第一阈值可以是约5秒至约7秒之间的时间。第一阈值可以是5.2秒的时间。

优选地，控制器被布置成基于所确定的温度升高速率与第二阈值的比较，防止从电源向电加热器的电力供应，其中第二阈值不同于第一阈值。第二阈值可指示气溶胶形成基材的正常含水量与气溶胶形成基材的低含水量之间的阈值。换句话讲，所确定的低于第二阈值的温度升高速率可指示气溶胶形成基材的正常含水量。所确定的高于第二阈值的温度升高速率可指示气溶胶形成基材的低含水量。

在其中控制器通过确定在固定时间段内电加热器的温度升高来确定电加热器的温度升高速率的实施方案中，第二阈值可以是温度升高阈值。控制器被布置成当所确定的温度升高高于第一阈值并且低于第二阈值时以第二速率向电加热器供应电力。控制器被布置成当所确定的温度升高高于第二阈值时防止向电加热器的电力供应。第二阈值可以是约310摄氏度和约330摄氏度之间的温度升高。第二阈值可以是约310摄氏度和约320摄氏度之间的温度升高。

在其中控制器通过确定发生电加热器的预先确定的温度升高所花费的时间来确定电加热器的温度升高速率的实施方案中，第二阈值可以是时间阈值。控制器被布置成当所确定的时间低于第一阈值并且高于第二阈值时以第二速率向电加热器供应电力。控制器被布置成当所确定的时间低于第二阈值时防止向电加热器的电力供应。第二阈值可以是约4秒至约5秒之间的时间。

优选地，控制器被布置成确定环境温度。

在其中第一阈值是温度升高阈值的实施方案中，优选地，控制器被布置成当电加热器的所确定的温度升高低于第一阈值并且所确定的环境温度高于环境温度阈值时，以第一速率从电源向电加热器供应电力。

在其中第一阈值是时间阈值的实施方案中，优选地，控制器被布置成当所确定的时间高于第一阈值并且所确定的环境温度高于环境温度阈值时，以第一速率从电源向电加热器供应电力。

在其中第一阈值是温度升高阈值的实施方案中，优选地，控制器被布置成当所确定的电加热器的温度升高低于第一阈值并且所确定的环境温度低于环境温度阈值时，以第二速率从电源向电加热器供应电力。

在其中第一阈值是时间阈值的实施方案中，优选地，控制器被布置成当所确定的时间高于第一阈值并且所确定的环境温度低于环境温度阈值时，以第二速率从电源向电加热器供应电力。

本发明的发明人已经认识到，当环境温度低时，具有正常含水量的气溶胶形成基材的温度升高速度可明显较慢。换句话讲，在寒冷的环境中，当电加热器与具有正常含水量的气溶胶形成基材一起使用时所确定的温度升高速率，可类似于当电加热器与在正常环境温度下具有高含水量的气溶胶形成基材一起使用时所确定的温度升高速率。因此，有利的是，仅当环境温度高于环境温度阈值时才在第二时间段期间以第一速率向电加热器供应电力，可减少或防止控制器在将气溶胶生成装置与在低环境温度下具有正常含水量的气溶胶形成基材一起使用时以第一速率供应电力。本发明的发明人已经认识到，当环境温度低时，对于具有高含水量的气溶胶形成基材，不必以第一速率向电加热器供应电力。特别地，有利的是，即使在气溶胶形成基材具有高含水量的情况下，在使用期间进入气溶胶生成装置的冷环境空气也足以将所生成的气溶胶的温度保持在用户可接受的水平。

优选地，环境温度阈值在约15摄氏度至约25摄氏度之间，优选地在约17摄氏度至约23摄氏度之间。环境温度阈值可以是18摄氏度。

气溶胶生成装置可包括被布置成感测环境温度的温度传感器，其中控制器被布置成基于从温度传感器接收的信号来确定环境温度。温度传感器可包括热敏电阻。温度传感器可包括热电偶。温度传感器可包括半导体温度传感器。

为了有利于确定电加热器的温度升高速率，优选地，控制器被布置成确定电加热器的温度。优选地，电加热器包括至少一个电阻加热元件，其中控制器被布置成基于至少一个电阻加热元件的电阻来确定至少一个电阻加热元件的温度。控制器可包括被布置成测量至少一个电阻加热元件的电阻的电路。控制器可被布置成通过将所测量的电阻与电阻对温度的校准曲线进行比较来确定至少一个电阻加热元件的温度。

优选地，电加热器包括多个电阻加热元件。优选地，电阻加热元件以并联布置电连接。有利地，提供以并联布置电连接的多个电阻加热元件可利于将期望的电力递送到电加热器，同时减小或最小化提供期望的电力所需的电压。有利地，减小或最小化操作电加热器所需的电压可有利于减小或最小化电源的物理尺寸。

电加热器可包括电绝缘基材，其中至少一个电阻加热元件设置在电绝缘基材上。

优选地，电绝缘基材在电加热器的操作温度下是稳定的。优选地，电绝缘基材在高达约400摄氏度的温度下是稳定的，更优选地在约500摄氏度的温度下是稳定的，更优选地在约600摄氏度的温度下是稳定的，更优选地在约700摄氏度的温度下是稳定的，更优选地在约800摄氏度的温度下是稳定的。电加热器在使用期间的操作温度可以是至少约200摄氏度。电加热器在使用期间的操作温度可小于约700摄氏度。电加热器在使用期间的操作温度可小于约600摄氏度。电加热器在使用期间的操作温度可小于约500摄氏度。电加热器在使用期间的操作温度可小于约400摄氏度。

电绝缘基材可以是陶瓷材料，如氧化锆或氧化铝。优选地，电绝缘基材的热导率小于或等于约2瓦每米开尔文。

用于形成至少一个电阻加热元件的合适材料包括但不限于：半导体，诸如掺杂陶瓷、电“传导”陶瓷(例如，二硅化钼)、碳、石墨、金属、金属合金，以及由陶瓷材料和金属材料制成的复合材料。此类复合材料可包括掺杂或无掺杂的陶瓷。合适的掺杂陶瓷的例子包括掺杂碳化硅。合适的金属的实例包含钛、锆、钽和铂族金属。合适的金属合金的例子包括不锈钢、含有镍、钴、铬、铝-钛-锆、铪、铌、钼、钽、钨、锡、镓、锰和铁的合金，以及基于镍、铁、钴、不锈钢、和铁-锰-铝基合金的超合金。

在一些实施方案中，至少一个电阻加热元件包括电阻材料(诸如不锈钢)的一或多个压印部分。替代地，至少一个电阻加热元件可包括加热丝或纤丝，例如ni-cr(镍-铬)、铂、钨或合金丝。

电加热器可被布置成当气溶胶形成基材被接纳在腔体内时被插入到气溶胶形成基材中。电加热器可被定位在腔体内。电加热器可以是细长电加热器。细长电加热器可以是叶片形的。细长电加热器可以是销形的。细长电加热器可以是锥形的。细长电加热器可以是叶片形的。

电源可以是dc电压源。在优选的实施方案中，电源是电池。举例来说，所述电源可以是镍金属氢化物电池、镍镉电池或锂基电池，例如锂钴、磷酸锂铁或锂聚合物电池。或者，所述电源可以是另一形式的电荷存储装置，例如电容器。电源可能需要再充电，并且可具有允许存储足以供气溶胶生成装置与一个或多个气溶胶形成基材一起使用的能量的容量。

优选地，气溶胶生成装置包括壳体。优选地，壳体至少部分地限定用于接纳气溶胶形成基材的腔体。

优选地，气溶胶生成装置包括与腔体流体连通的至少一个空气入口。在其中气溶胶生成装置包括壳体的实施方案中，优选地，壳体至少部分地限定至少一个空气入口。优选地，至少一个空气入口与腔体的上游端部流体连通。在其中电加热器是定位在腔体内的细长电加热器的实施方案中，优选地，细长电加热器从腔体的上游端部延伸到腔体中。

气溶胶生成装置可以包括检测指示消费者吸口烟的空气流的传感器。空气流传感器可以是机电装置。空气流传感器可以是以下中的任一种：机械装置、光学装置、光电机械装置以及微机电系统(mems)类传感器。气溶胶生成装置可以包括供消费者启动吸烟的手动操作开关。

优选地，气溶胶生成装置包括用于指示何时启动电加热器的指示器。指示器可包括在启动电加热器时启动的灯。

气溶胶生成装置可以包括允许气溶胶生成装置连接到另一电气装置的外部插头或插口和至少一个外部电触点中的至少一个。举例来说，气溶胶生成装置可以包括usb插头或usb插口以允许气溶胶生成装置连接到另一usb启用装置。例如，usb插头或插座可能使得将气溶胶发生装置与usb充电装置连接，为气溶胶生成装置内的可充电电源充电。附加地或替代地，usb插头或插口可以支持去往或来自气溶胶生成装置或去往并来自气溶胶生成装置的数据传送。另外地或替代地，气溶胶生成装置可以连接到计算机以将数据传送到装置，诸如用于新气溶胶生成制品的新加热曲线。

在其中气溶胶生成装置包括usb插头或插口的那些实施方案中，气溶胶生成装置还可包括当不使用时覆盖usb插头或插口的可移除盖。在其中usb插头或插口是usb插头的实施方案中，usb插头可以另外地或可替代地选择性地可收缩于装置内。

根据本发明的第二方面，提供一种气溶胶生成系统，该气溶胶生成系统包括根据本发明的第一方面的、根据本文所述的实施方案中的任一个的气溶胶生成装置，以及包括气溶胶形成基材的气溶胶生成制品。

如本文所用，术语“气溶胶生成制品”是指包含气溶胶形成基材的制品，所述气溶胶形成基材在加热时释放可形成气溶胶的挥发性化合物。

气溶胶形成基材可以包括烟草。

气溶胶形成基材可以包括烟条。烟条可以包括以下中的一或多种：粉末、颗粒、丸粒、碎屑、细条、条带或片材，其含有烟叶、烟梗片段、复原烟草、均质化烟草、挤出烟草和膨化烟草中的一或多种。任选地，烟条可以含有在加热烟条时释放的其他烟草或非烟草挥发性香味化合物。任选地，烟条也可以含有例如包括其他烟草或非烟草挥发性香味化合物的胶囊。这种胶囊可以在加热烟条期间熔化。替代地或另外，这种胶囊可以在加热烟条之前、期间或之后压碎。

在烟条包含均质化烟草材料的情况下，均质化烟草材料可通过使颗粒烟草聚结而形成。均质化烟草材料可以是片材的形式。均质化烟草材料可具有基于干重计大于5％的气溶胶形成剂含量。均质化烟草材料可以替代地具有基于干重计5重量％至30重量％的气溶胶形成剂含量。可以由聚结通过研磨或以其他方式粉碎烟草刮刀和烟草叶茎干中的一种或两种获得的颗粒状烟草来形成均质化烟草材料的片材；或者或另外，均质化烟草材料的片材可以包括在例如处理、处置和运送烟草期间形成的烟草尘、烟草碎屑和其他颗粒状烟草副产品中的一种或多种。均质化烟草材料的片材可以包含一种或多种固有粘结剂(即烟草内源性粘结剂)、一种或多种非固有粘结剂(即烟草外源性粘结剂)或它们的组合，以帮助聚结微粒烟草。替代地或另外，均质化烟草材料的片材可包含其他添加剂，包括但不限于烟草和非烟草纤维、气溶胶形成剂、保湿剂、增塑剂、香料、填充剂、水性溶剂和非水性溶剂以及它们的组合。均质化烟草材料的片材优选通过下述类型的浇铸工艺形成，所浇铸工艺通常包括：将包含颗粒状烟草和一种或多种粘结剂的浆料浇铸到传送带或其他支撑表面上；干燥所浇铸的浆料以形成均质化烟草材料的片材；以及从支撑表面上除去均质化烟草材料的片材。

气溶胶生成制品可以具有在约30毫米至约100毫米之间的总长度。气溶胶生成制品可以具有约5毫米至约13毫米之间的外径。

气溶胶生成制品可以包括定位在烟条下游的烟嘴。烟嘴可以位于气溶胶生成制品的下游端处。烟嘴可以是乙酸纤维素过滤条。优选地，烟嘴具有约7毫米的长度，但可以具有约5毫米至约10毫米之间的长度。

烟条可以具有约10毫米的长度。烟条可以具有约12毫米的长度。

烟条直径可以介于约5毫米与约12毫米之间。

在优选实施方案中，气溶胶生成制品具有约40毫米至约50毫米之间的总长度。气溶胶生成制品优选具有约45毫米的总长度。优选地，气溶胶生成制品具有约7.2毫米的外径。

根据本发明的第三方面，提供一种控制气溶胶生成装置的方法，该气溶胶生成装置具有用于接纳气溶胶形成基材的腔体、电源以及电加热器，该电加热器被布置成当气溶胶形成基材被接纳在腔体内时加热气溶胶形成基材。该方法包括在第一时间段内控制从电源向电加热器的电力供应的步骤。该方法还包括在第一时间段期间确定电加热器的温度升高速率的步骤。该方法还包括调整在第一时间段之后的第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应的步骤，其中基于在第一时间段期间所确定的温度升高速率来调整在第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应。

如本文关于本发明的第一方面所述，所确定的电加热器的温度升高速率可指示气溶胶形成基材的含水量。所确定的相对较低的温度升高速率可指示相对较高的含水量。所确定的相对较高的温度升高速率可指示相对较低的含水量。有利地，基于所确定的温度升高速率，可调整在随后的第二时间段期间向电加热器的电力供应，以调整电加热器的进一步加热。

优选地，第一时间段足够短，以将调整在第二时间段期间向电加热器的电力供应之前的时间最小化，以提供期望的用户体验。优选地，第一时间段小于约15秒，更优选地小于约14秒，更优选地小于约13秒，更优选地小于约12秒，更优选地小于约11秒，更优选地小于约10秒。

确定电加热器的温度升高速率的步骤可包括确定在固定时间段内电加热器的温度升高。确定电加热器的温度升高速率的步骤可包括确定在整个第一时间段内电加热器的温度升高速率。确定电加热器的温度升高速率的步骤可包括基于在第一时间段开始时所确定的电加热器的第一温度和在第一时间段结束时所确定的电加热器的第二温度，确定电加热器的温度升高速率。

确定电加热器的温度升高速率的步骤可包括确定发生电加热器的预先确定的温度升高所花费的时间。确定电加热器的温度升高速率的步骤可包括在第一时间段的一部分期间确定电加热器的温度升高速率。确定电加热器的温度升高速率的步骤可包括在第一时间段期间确定电加热器的温度从第一预先确定的温度升高至第二预先确定的温度所花费的时间，其中所确定的时间为所确定的温度升高速率。

优选地，第二预先确定的温度低于电加热器在第二时间段期间的目标操作温度。有利地，低于目标操作温度的第二预先确定的温度可有利于确定在调整第二时间段期间向电加热器的电力供应之前的电加热器的温度升高速率。优选地，第二预先确定的温度小于约300摄氏度，优选地小于约290摄氏度，优选地小于约280摄氏度，优选地小于约270摄氏度，优选地小于约260摄氏度。第二预先确定的温度可以是约250摄氏度。

优选地，在第一时间段内控制从电源向电加热器的电力供应的步骤包括在第一时间段内以恒定速率从电源向电加热器供应电力。有利地，在第一时间段内以恒定速率向电加热器供应电力可有利于在第一时间段期间准确地确定电加热器的温度升高速率。

优选地，调整在第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应的步骤包括基于所确定的温度升高速率与第一阈值的比较，在第二时间段期间以第一速率或第二速率从电源向电加热器供应电力，其中第二速率大于第一速率。第一速率可被描述为减小的速率或较低的速率。第二速率可被描述为正常速率。第一阈值可指示气溶胶形成基材的正常含水量与气溶胶形成基材的高含水量之间的阈值。换句话讲，所确定的低于第一阈值的温度升高速率可指示气溶胶形成基材的高含水量。所确定的高于第一阈值的温度升高速率可指示气溶胶形成基材的正常含水量。

在其中通过确定固定时间段内电加热器的温度升高来确定电加热器的温度升高速率的实施方案中，第一阈值可以是温度升高阈值。调整在第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应的步骤包括，当所确定的温度升高低于第一阈值时，以第一速率向电加热器供应电力。调整在第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应的步骤包括，当所确定的温度升高高于第一阈值时以第二速率向电加热器供应电力。第一阈值可以是约230摄氏度和约250摄氏度之间的温度升高。第一阈值可以是约240摄氏度和约250摄氏度之间的温度升高。

在其中通过确定发生电加热器的预先确定的温度升高所花费的时间来确定电加热器的温度升高速率的实施方案中，第一阈值可以是时间阈值。调整在第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应的步骤包括，当所确定的时间高于第一阈值时以第一速率向电加热器供应电力。调整在第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应的步骤包括，当所确定的时间低于第一阈值时以第二速率向电加热器供应电力。第一阈值可以是约5秒至约6秒之间的时间。第一阈值可以是约5.2秒的时间。

优选地，调整在第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应的步骤包括基于所确定的温度升高速率与第二阈值的比较，防止从电源向电加热器的电力供应，其中第二阈值不同于第一阈值。第二阈值可指示气溶胶形成基材的正常含水量与气溶胶形成基材的低含水量之间的阈值。换句话讲，所确定的低于第二阈值的温度升高速率可指示气溶胶形成基材的正常含水量。所确定的高于第二阈值的温度升高速率可指示气溶胶形成基材的低含水量。

在其中确定电加热器的温度升高速率的步骤包括确定在固定时间段内电加热器的温度升高的实施方案中，第二阈值可以是温度升高阈值。调整在第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应的步骤包括，当所确定的温度升高高于第一阈值并且低于第二阈值时以第二速率向电加热器供应电力。调整在第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应的步骤包括，当所确定的温度升高高于第二阈值时防止向电加热器的电力供应。第二阈值可以是约310摄氏度和约330摄氏度之间的温度升高。第二阈值可以是约310摄氏度和约320摄氏度之间的温度升高。

在其中确定电加热器的温度升高速率的步骤包括确定发生电加热器的预先确定的温度升高所花费的时间的实施方案中，第二阈值可以是时间阈值。调整在第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应的步骤包括，当所确定的时间低于第一阈值并且高于第二阈值时以第二速率向电加热器供应电力。调整在第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应的步骤包括，当所确定的时间低于第二阈值时防止向电加热器的电力供应。第二阈值可以是约4秒至约5秒之间的时间。

优选地，该方法还包括确定环境温度的步骤。确定环境温度的步骤可以在第一时间段内控制从电源向电加热器的电力供应的步骤之前执行。确定环境温度的步骤可以在第一时间段内控制从电源向电加热器的电力供应的步骤之后并且在第一时间段期间确定电加热器的温度升高速率的步骤之前执行。确定环境温度的步骤可以在第一时间段期间确定电加热器的温度升高速率的步骤之后并且在调整第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应的步骤之前执行。

在其中第一阈值是温度升高阈值的实施方案中，优选地，调整在第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应的步骤包括，当所确定的电加热器的温度升高低于第一阈值并且所确定的环境温度高于环境温度阈值时，以第一速率从电源向电加热器供应电力。

在其中第一阈值是时间阈值的实施方案中，优选地，调整在第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应的步骤包括，当所确定的时间高于第一阈值并且所确定的环境温度高于环境温度阈值时，以第一速率从电源向电加热器供应电力。

在其中第一阈值是温度升高阈值的实施方案中，优选地，调整在第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应的步骤包括，当所确定的电加热器的温度升高低于第一阈值并且所确定的环境温度低于环境温度阈值时，以第二速率从电源向电加热器供应电力。

在其中第一阈值是时间阈值的实施方案中，优选地，调整在第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应的步骤包括，当所确定的时间高于第一阈值并且所确定的环境温度低于环境温度阈值时，以第二速率从电源向电加热器供应电力。

优选地，环境温度阈值在约15摄氏度至约25摄氏度之间，优选地在约17摄氏度至约23摄氏度之间。环境温度阈值可以是约18摄氏度。

根据本发明的第四方面，提供一种计算机程序，当该计算机程序在计算机或其他处理装置上执行时，根据本文所述的实施方案中的任一个，执行本发明的第三方面的方法。该计算机程序可被实现为适于在具有可编程控制器以及其他所需硬件元件诸如电加热器和电源的气溶胶生成装置上运行。

根据本发明的第五方面，提供一种气溶胶生成装置，该气溶胶生成装置包括用于接纳气溶胶形成基材的腔体，以及电加热器，该电加热器被布置成当气溶胶形成基材被接纳在腔体内时加热气溶胶形成基材。该气溶胶生成装置还包括电源和控制器，该控制器被布置成控制在第一时间段和在第一时间段之后的第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应。控制器还被布置成确定环境温度。控制器还被布置成基于所确定的环境温度来调整在第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应。

控制器可被布置成在第一时间段之前确定环境温度。控制器可被布置成在第一时间段开始时确定环境温度。控制器可被布置成在第一时间段期间确定环境温度。控制器可被布置成在第一时间段结束时确定环境温度。

优选地，当所确定的环境温度高于环境温度阈值时，控制器被布置成在第二时间段期间以第一速率从电源向电加热器供应电力。

优选地，控制器被布置成当所确定的环境温度低于环境温度阈值时，在第二时间段期间以第二速率从电源向电加热器供应电力，其中第二速率大于第一速率。

优选地，环境温度阈值在约15摄氏度至约25摄氏度之间，优选地在约17摄氏度至约23摄氏度之间。环境温度阈值可以是18摄氏度。

气溶胶生成装置可包括本文中参考本发明的第一方面所述的特征中的任一个。

根据本发明的第六方面，提供一种气溶胶生成系统，该气溶胶生成系统包括根据本发明的第五方面的、根据本文所述的实施方案中的任一个的气溶胶生成装置，以及包括气溶胶形成基材的气溶胶生成制品。气溶胶生成系统可包括本文中参考本发明的第二方面所述的特征中的任一个。

根据本发明的第七方面，提供一种控制气溶胶生成装置的方法，该气溶胶生成装置具有用于接纳气溶胶形成基材的腔体、电源以及电加热器，该电加热器被布置成当气溶胶形成基材被接纳在腔体内时加热气溶胶形成基材。该方法包括在第一时间段内控制从电源向电加热器的电力供应的步骤。该方法还包括确定环境温度的步骤。该方法还包括调整在第一时间段之后的第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应的步骤，其中基于所确定的环境温度来调整在第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应。

确定环境温度的步骤可以在第一时间段内控制从电源向电加热器的电力供应的步骤之前执行。确定环境温度的步骤可以在第一时间段开始时执行。确定环境温度的步骤可以在第一时间段期间执行。确定环境温度的步骤可以在第一时间段结束时执行。

优选地，调整在第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应的步骤包括，当所确定的环境温度高于环境温度阈值时，在第二时间段期间以第一速率从电源向电加热器供应电力。

优选地，调整在第二时间段期间从电源向电加热器的电力供应的步骤包括，当所确定的环境温度低于环境温度阈值时，在第二时间段期间以第二速率从电源向电加热器供应电力，其中第二速率大于第一速率。

优选地，环境温度阈值在约15摄氏度至约25摄氏度之间，优选地在约17摄氏度至约23摄氏度之间。环境温度阈值可以是18摄氏度。

该方法可包括本文中参考本发明的第三方面所述的特征中的任一个。

根据本发明的第八方面，提供一种计算机程序，当该计算机程序在计算机或其他处理装置上执行时，根据本文所述的实施方案中的任一个，执行本发明的第七方面的方法。该计算机程序可被实现为适于在具有可编程控制器以及其他所需硬件元件诸如电加热器和电源的气溶胶生成装置上运行。

附图说明

现在将仅通过实例参考附图进一步描述本发明，在附图中：

图1示出了根据本发明的实施方案的气溶胶生成装置的横剖视图；

图2示出了包括图1的气溶胶生成装置的气溶胶生成系统的横剖视图；以及

图3示出了由图1的气溶胶生成装置的控制器执行的方法。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的实施方案的气溶胶生成装置10的横剖视图。气溶胶生成装置10包括大致圆柱形的壳体12，该大致圆柱形的壳体包括前壳体部分13和后壳体部分15。前壳体部分13可以从后壳体部分15可滑动地移除，并且在图1中被示出为处于部分移除位置。

前壳体部分13包括外壁17和内壁19，其中内壁19限定用于接纳气溶胶形成基材的腔体14。用于使空气进入气溶胶生成装置12内的多个空气入口16被限定在前壳体部分13的端部处的外壁17与内壁19之间。

后壳体部分15包括圆柱形壁21，当前壳体部分13被接纳在后壳体部分15上时，该圆柱形壁被接纳在前壳体部分13的外壁17和内壁19之间。圆柱形壁21限定多个细长狭槽23。

气溶胶生成装置10还包括电加热器18，该电加热器被定位在后壳体部分15上并且被布置成当前壳体部分13被接纳在后壳体部分15上时延伸穿过由内壁19限定的孔25并且进入腔体14。在使用期间，空气通过空气入口16，通过由圆柱形壁21限定的狭槽23，并且通过进入腔体14中的孔25，流入气溶胶生成装置10。

电加热器18包括基部部分20和从基部部分20延伸的细长电绝缘基材22。细长电绝缘基材22由陶瓷材料形成。细长电绝缘基材22呈叶片形，以当气溶胶形成基板被接纳在腔体14内时，有利于将细长电绝缘基材22插入到气溶胶形成基材中。

电加热器18还包括定位在细长电绝缘基材22上的多个电阻加热元件24。

气溶胶生成装置10还包括电源26、控制器28，以及温度传感器29。控制器28可被布置成执行若干功能，包括控制从电源26向电加热器18的电阻加热元件24的电力供应。电源26包括可充电电池。

图2示出了气溶胶生成系统50的横剖视图，该气溶胶生成系统包括图1的气溶胶生成装置10和被接纳在气溶胶生成装置10的腔体14内的气溶胶生成制品52。在图2中示出气溶胶生成装置10，其中前壳体部分13被完全接纳在后壳体部分15上。

气溶胶生成制品52包括烟条形式的气溶胶形成基材54、中空乙酸酯管56、聚合物过滤器58、烟嘴60和外包裹物62。当气溶胶生成制品52被接纳在气溶胶生成装置10的腔体14内时，细长电绝缘基材22和电加热器18的电阻加热元件24被接纳在烟条内。

气溶胶生成装置10的控制器28被布置成在气溶胶生成制品52被插入到腔体14中并且由用户打开气溶胶生成装置10时，执行图3所示的方法100。

在第一步102中，控制器28使用温度传感器29来确定环境温度。

在第二步骤104中，在第一时间段106开始时，控制器28开始以恒定速率从电源26供应到电加热器18的电力。

在第三步骤108中，控制器28记录电加热器18达到第一预先确定的温度100摄氏度的第一时间。控制器28被布置成通过测量电阻加热元件24的电阻并且将所测量的电阻与存储在控制器28中的电阻对温度的校准曲线进行比较，确定电加热器18的温度。

在第四步骤110中，控制器28记录电加热器18达到第二预先确定的温度250摄氏度的第二时间。在第五步骤112中，控制器18在第一时段期间确定电加热器18的温度升高速率。特别地，控制器18确定第一时间与第二时间之间的差，以确定电加热器18的温度从第一预先确定的温度升高至第二预先确定的温度所花费的时间111。所花费的时间部分地由气溶胶形成基材54的含水量确定。如果气溶胶形成基材54具有相对较高的含水量，则来自气溶胶形成基材54的水的汽化增大在第一时间段106期间从电加热器18的热能的传递速率，这导致温度升高较慢，并且达到第二预先确定的温度所花费的时间111更长。如果气溶胶形成基材54具有相对较低的含水量，则来自气溶胶形成基材54的水的减少的汽化减小在第一时间段106期间从电加热器18的热能的传递速率，这导致温度更快地升高并且达到第二预先确定的温度所花费的时间111更短。

在第六步骤114中，控制器28结束以恒定速率向电加热器18供应电力的第一时间段，并且开始第二时间段116。在第二时间段116期间，控制器28以由环境温度和所确定的电加热器18的温度从第一预先确定的温度升高至第二预先确定的温度所花费的时间确定的速率，从电源26向电加热器18供应电力。如果所花费的时间低于5.2秒的第一阈值并且高于4秒的第二阈值，则控制器28以预先确定的正常速率向电加热器18供应电力。如果所花费的时间高于第一阈值并且所确定的环境温度高于18摄氏度的环境温度阈值，则控制器28以低于正常速率的减小的速率向电加热器18供应电力。如果所花费的时间高于第一阈值并且所确定的环境温度低于环境温度阈值，则控制器28以正常速率向电加热器18供应电力。如果时间花费低于第二阈值，则控制器28防止向电加热器18的第二电力供应，以防止气溶胶形成基材54的进一步加热。

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