感应加热装置、包括感应加热装置的气溶胶生成系统及其操作方法与流程

本发明涉及用于加热气溶胶形成基质的感应加热装置。本发明还涉及包括这种感应加热装置的气溶胶生成系统。本发明还涉及操作这种气溶胶生成系统的方法。

背景技术：

包括具有气溶胶形成基质的气溶胶生成制品的电操作气溶胶生成系统以及被配置成加热气溶胶形成基质的电操作热源是此项技术中已知的。此类系统通常通过以下方式生成气溶胶：将热量从热源传递到气溶胶形成基质，这从气溶胶形成基质释放挥发性化合物，挥发性化合物变为夹带在被抽吸通过气溶胶生成制品的空气中，冷却且冷凝以形成可以由使用者吸入的气溶胶。

一些电操作气溶胶生成系统包括感应加热装置或具有感应源的电操作气溶胶生成装置。感应加热装置通常包括被配置成耦合到感受器的感应源。感应源生成交变电磁场，交变电磁场在感受器中感应涡电流。感应的涡电流通过欧姆或电阻性加热而加热感受器。感受器由于滞后损耗而进一步受热。

包括感应加热装置的电操作气溶胶生成系统通常还包括具有气溶胶形成基质的气溶胶生成制品以及热邻近于气溶胶形成基质的感受器。在这些系统中，感应源生成交变电磁场，交变电磁场在感受器中感应涡电流。感应的涡电流加热感受器，感受器又加热气溶胶形成基质。通常，感受器与气溶胶形成基质直接接触，且热量主要通过传导从感受器传递到气溶胶形成基质。具有感应加热装置的电操作气溶胶生成系统和具有感受器的气溶胶生成制品的实例在wo-a1-95/27411和wo-a1-2015/177255中描述。

电操作气溶胶生成系统的一个目标是减少一些气溶胶形成基质的燃烧和热解降解的已知有害副产物。因此，需要这些系统监视气溶胶形成基质的温度以确保气溶胶形成基质不被加热到气溶胶形成基质可能燃烧的温度。

在具有与气溶胶形成基质直接接触的感受器的气溶胶生成制品中，可假定感受器的温度表示气溶胶形成基质的温度。使用此假设，可以通过监视感受器的温度来监视气溶胶形成基质的温度。

通常，耦合到感应加热装置的气溶胶生成制品中的感受器不会直接物理上连接到感应加热装置中的电路。因此，感应加热装置不可能直接监视感受器的电学量，例如电阻，并从电学量与温度之间的已知关系计算感受器的温度。

然而，存在一些用于确定感受器的温度而无需直接测量感受器的电学量的现有技术提议。举例来说，在wo-a1-2015/177255、wo-a1-2015/177256和wo-a1-2015/177257中，提出一种电操作气溶胶生成系统，其包括具有dc电源和感应器的装置以及被配置成测量跨越所述dc电源的dc电压和dc电流以确定耦合到所述感应器的感受器的表观电阻的电路。如以上所提到的文档中所描述，意外地发现，感受器的表观电阻可以在感受器的某些温度范围上严格单调的关系随着感受器的温度变化。所述严格单调的关系允许根据确定表观电阻而明确确定感受器的温度。这是因为表观电阻的每一确定值表示温度的仅一个单个值，所述关系中不存在不明确性。感受器的温度和表观电阻的单调关系允许确定和控制感受器的温度，且因此允许确定和控制气溶胶形成基质的温度。

存在改进具有感应加热装置的电操作气溶胶生成系统中的气溶胶形成基质的温度的确定和控制的机会。确切地说，存在改进感应加热装置与具有感受器的气溶胶生成制品之间的相互作用的机会。

将合乎希望的是在包括感应加热装置和具有感受器的气溶胶生成制品的电操作气溶胶生成系统中提供温度监视和控制功能，其实施是直接的、可靠的且便宜的。还将希望在包括感应加热构件的气溶胶生成装置中提供抽吸检测功能，其实施是直接的、可靠的且便宜的。

技术实现要素：

根据本发明的第一方面，提供一种感应加热装置，其被配置成接纳包括气溶胶形成基质和热邻近于气溶胶形成基质的感受器的气溶胶生成制品，所述感应加热装置被配置成当气溶胶生成制品由感应加热装置接纳时加热感受器，所述感应加热装置包括：用于提供dc供应电压和dc电流的dc电源；以及电源电子器件。所述电源电子器件包括：dc/ac转换器，其连接到dc电源；以及感应器，其连接到dc/ac转换器且被布置成当气溶胶生成制品由感应加热装置接纳时以感应方式耦合到气溶胶生成制品的感受器。所述电源电子器件被配置成：当气溶胶生成制品由感应加热装置接纳时经由dc/ac转换器从dc电源将电力供应到感应器以用于加热气溶胶生成制品的感受器，所述电力供应是在通过时间间隔分隔开的多个脉冲中提供；以及基于由dc电源供应的dc电流的测量而控制连续脉冲之间的时间间隔的持续时间。

在通过时间间隔分隔开的多个脉冲中从dc电源供应电力到感应器使得感应加热装置的电源电子器件能够提供对由感应加热装置接纳的气溶胶生成制品中的感受器和气溶胶形成基质的加热的精细控制。

在从dc电源供应到感应器的电力的每一脉冲期间，感应器生成ac电磁场，ac电磁场在耦合到感应器的气溶胶生成制品的感受器中感应涡电流。感受器中的涡电流加热感受器，这又加热制品的气溶胶形成基质。

在来自dc电源的电力的连续脉冲之间的时间间隔期间，从dc电源到感应器的电力供应中断。因此，感应器不会生成ac电磁场或生成具有减少场强度的ac电磁场。因此，在来自dc电源的电力的连续脉冲之间的时间间隔期间，感受器不受热或通过感应的涡电流较少受热，且具备冷却的机会。

本文中使用术语‘中断’以涵盖其中来自dc电源的dc电力的供应停止或减少以使得感应器有效地不会生成交变电磁场的实施例。类似地，本文中使用术语‘恢复’以涵盖其中来自dc电源的电力供应开始或增加以使得感应器生成足以造成耦合到感应器的感受器的加热的交变电磁场的实施例。

本发明的感应加热装置的电源电子器件被配置成控制连续脉冲之间的时间间隔的持续时间。因此，所述电源电子器件被配置成控制感受器被允许在脉冲之间冷却的时间周期的持续时间。

控制连续脉冲之间的时间周期的持续时间可以提供优于现有技术装置的若干优点，这将在下文详细描述。

电源电子器件具体来说被配置成基于由电源供应的dc电流控制来自dc电源的电力的连续脉冲之间的时间间隔的持续时间。如上文所提及的现有技术文档中所解释，已发现由dc电源供应的dc电流与耦合到感应器的感受器的温度和表观电阻相关。因此，本发明的电源电子器件被配置成间接地基于耦合到感应器的感受器的温度控制由dc电源供应的电力的连续脉冲之间的时间间隔的持续时间。

通过基于感受器的温度控制从dc电源到感应器的连续脉冲之间的时间间隔的持续时间，本发明的感应加热装置可以在加热循环期间补偿耦合到感应器的气溶胶生成制品的感受器中的温度波动。举例来说，本发明的感应加热装置可以被配置成在确定耦合到感应器的感受器的温度到达或升高到高于最大阈值的情况下增加连续脉冲之间的时间间隔的持续时间，且可以被配置成在耦合到感应器的感受器的温度表现为到达或下降到低于最小阈值的情况下减少连续脉冲之间的时间间隔的持续时间。

与其它已知感应加热装置相比，本发明的感应加热装置可以提供由感应加热装置接纳的气溶胶生成制品的气溶胶形成基质的改进的加热。与现有技术的感应加热装置相比，本发明的感应加热装置可以进一步提供改进的气溶胶生成和改进的使用者体验。

某些气溶胶形成基质可以当仅在窄的温度范围中受热时生成令人满意的或可接受的气溶胶。因此，这些气溶胶形成基质可能不适合与并不实现对耦合到感应器的感受器的加热的精细或精密控制的感应加热装置一起使用。本发明的感应加热装置提供对耦合到感应器的感受器的加热的改进的精细或精密控制，且可以使得本发明的感应加热装置能够与包括此类气溶胶形成基质的气溶胶生成制品一起使用。

如本文所使用，术语‘感应加热装置’用以描述包括生成交变电磁场的感应源的装置。所述感应源可以耦合到感受器且与感受器相互作用。感应源的交变磁场可以在感受器中生成涡电流，涡电流可以通过电阻性加热而加热感受器。感受器也可能由于滞后损耗而进一步受热。

如本文所使用，术语‘气溶胶生成装置’或‘电操作气溶胶生成装置’用以描述与具有气溶胶形成基质的气溶胶生成制品相互作用以生成气溶胶的装置。气溶胶生成装置可以是与气溶胶生成制品相互作用以生成可以直接通过使用者的口部吸入使用者的肺的气溶胶的装置。气溶胶生成装置可以是用于气溶胶生成制品的固持器。气溶胶生成装置可以是感应加热装置且可以包括感应源。

如本文所使用，术语‘气溶胶生成制品’用以描述包括气溶胶形成基质的制品。确切地说，如本文关于本发明所使用，术语‘气溶胶生成制品’用以表示包括气溶胶形成基质以及与气溶胶形成基质热连通的感受器的制品。

气溶胶生成制品可以被设计成与包括感应加热源的电操作气溶胶生成装置接合。感应加热源或感应器可以生成波动电磁场，用于当气溶胶生成制品定位于波动电磁场内时加热感受器。在使用中，气溶胶生成制品可以与电操作气溶胶生成装置接合以使得感受器定位于由感应器产生的波动电磁场内。

如本文所用，术语‘气溶胶形成基质’用以描述能够在加热时释放可形成气溶胶挥发性化合物的基质。由本文中所描述的气溶胶生成制品的气溶胶形成基质产生的气溶胶可以是可见的或不可见的，并且可以包括蒸汽(例如，处于气态的细颗粒物质，其通常在室温下为液体或固体)以及气体和冷凝蒸汽的液滴。

如本文所使用，术语‘感受器’用以描述可将电磁能转换为热量的材料。当位于波动电磁场内时，在感受器中引起的涡电流导致感受器的加热。此外，感受器内的磁性滞后损耗导致感受器的额外加热。当感受器定位成与气溶胶形成基质热接触或接近时，气溶胶形成基质由感受器加热。

本文中参考感受器和气溶胶形成基质使用术语‘热邻近’以表示感受器相对于气溶胶形成基质定位以使得足够的热量从感受器传递到气溶胶形成基质以产生气溶胶。举例来说，术语‘热邻近’有意包含其中感受器与气溶胶形成基质成密切物理接触的实施例。术语‘热邻近’还有意包含其中感受器与气溶胶形成基质间隔开且被配置成经由对流或辐射将充分的热量传递到气溶胶形成基质的实施例。

本发明的感应加热装置的电源电子器件可以被配置成基于在第一脉冲期间由dc电源供应的dc电流控制第一脉冲与第二连续脉冲之间的时间间隔的持续时间。换句话说，电源电子器件可以被配置成基于在第一脉冲期间由dc电源供应的dc电流的一个或多个测量而控制第一脉冲与第二脉冲之间的时间间隔。

参考dc电流起始值可以存储在电源电子器件的存储器上。参考dc电流起始值可以是在装置的首次使用之前在工厂中设定的预定值。然而，在其它实施例中，可以从装置的先前使用确定参考dc电流起始值且存储于电源电子器件的存储器中。因此，参考dc电流起始值可以在装置的每次使用之后改变。在一系列脉冲的开始处，电源电子器件可以被配置成基于参考dc电流起始值与在第一脉冲期间由dc电源供应的测得的dc电流值之间的比较而控制所述系列中的第一脉冲与所述系列中的第二脉冲之间的时间间隔的持续时间。

参考时间间隔持续时间值也可以存储在电源电子器件的存储器上。参考时间间隔持续时间值可以是在装置的首次使用之前在工厂中设定的预定值。然而，在一些实施例中，参考时间间隔持续时间是从装置的先前使用确定且存储于电源电子器件的存储器中。在一系列脉冲的开始处，电源电子器件可以被配置成基于在所述系列的第一脉冲期间由dc电源供应的dc电流的一个或多个测量而调整参考时间间隔持续时间值。电源电子器件可以进一步被配置成使用所存储的经调整参考时间间隔持续时间值作为所述系列中的第一脉冲与所述系列中的第二脉冲之间的时间间隔的持续时间。所述电源电子器件可以被配置成将所述系列中的第一脉冲与所述系列中的第二脉冲之间的时间间隔持续时间作为参考值存储在电源电子器件的存储器中。换句话说，电源电子器件可以被配置成用调整的参考时间间隔持续时间值覆写存储于电源电子器件的存储器中的参考时间间隔持续时间值。

对于后续脉冲，电源电子器件可以被配置成基于在每一连续脉冲期间由dc电源供应的dc电流的测量而调整所存储的参考时间间隔持续时间，且使用调整的值作为后续连续脉冲之间的时间间隔持续时间。因此，电源电子器件可以被配置成通过对存储于电源电子器件的存储器中的参考值的迭代调整而控制连续脉冲之间的时间间隔的持续时间。

在装置的首次使用之前例如在工厂中预定参考时间间隔持续时间的情况下，预定参考时间间隔可以在约0.1秒与约10秒之间，可以在约0.1秒与约7秒之间，可以在约0.5秒与约5秒之间，且可以在约0.5秒与约4秒之间。最大参考时间间隔持续时间也可以存储于电源电子器件的存储器中，以使得对参考时间间隔持续时间的调整并不导致连续脉冲之间的时间间隔持续时间超出最大值。最大参考时间间隔持续时间可以在约3秒与约10秒之间，可以在约3秒与约7秒之间，可以在约4秒与约7秒之间，且可以是约4秒。最小参考时间间隔持续时间也可以存储于电源电子器件的存储器中，以使得对参考时间间隔持续时间的调整并不导致连续脉冲之间的时间间隔持续时间下降到低于最小值。最小参考时间间隔持续时间可以在约0.1秒与约3秒之间，可以在约0.1秒与约2秒之间，可以在约0.1秒与约1秒之间，且可以是约0.5秒。

电源电子器件可以被配置成对参考时间间隔持续时间值做出调整，所述调整具有预定绝对量或取决于测得的dc电流值从期望值的偏离的相对量。举例来说，对参考时间间隔持续时间值的调整可以包括将参考时间间隔持续时间值增加或减小存储于电源电子器件的存储器中的绝对量。在另一实例中，对参考时间间隔持续时间值的调整可以包括将所存储的参考时间间隔持续时间值增加或减小存储于电源电子器件的存储器中的参考调整值的分数或百分比，所述分数或百分比是基于测得的dc电流值从预期值的偏离的量值而确定。

在对参考时间间隔持续时间的调整是预定绝对量的情况下，预定调整值可以在约0.1秒与约10秒之间，可以在约0.1秒与约5秒之间，可以在约0.1秒与4秒之间，且可以在约0.1秒与3.5秒之间。

在对参考时间间隔持续时间的调整包括经由计算或比较确定的相对量的情况下，最大调整值可以存储于电源电子器件的存储器中，以使得对参考时间间隔持续时间的调整并不导致连续脉冲之间的时间间隔持续时间的过量调整。最大调整值可以在约0.5秒与约5秒之间，可以在约0.5秒与约3秒之间，可以在约0.5秒与约3.5秒之间，且可以是约3.5秒。最小参考时间间隔持续时间也可以存储于电源电子器件的存储器中，以使得对参考时间间隔持续时间的调整并不导致连续脉冲之间的时间间隔持续时间的不显著调整。最小调整值可以在约0.05秒与约3秒之间，可以在约0.05秒与约1秒之间，可以在约0.05秒与约0.5秒之间，且可以是约0.1秒。

在两个连续脉冲之间的时间间隔期间，允许耦合到感应器的感受器冷却。两个连续脉冲之间的时间间隔的持续时间理想地长到足以使感受器冷却到低于用于生成可接受气溶胶的最大温度，但不会长到使得感受器冷却到低于用于生成可接受气溶胶的最小温度。因此，每一感受器和气溶胶形成基质布置可以具有连续脉冲之间的时间间隔的不同且特定理想持续时间。

一些气溶胶形成基质可以仅在特定温度范围内生成可接受气溶胶，例如在约200℃与约240℃之间。因此，在一些实施例中，感应加热装置可以被配置成将耦合到感应器的感受器的温度维持在特定温度或附近或者在特定温度范围内。

电源电子器件可以被配置成在测得的dc电流值指示耦合到感应器的感受器的温度处于或高于预定最大温度的情况下中断从dc电源到感应器的电力供应。为实现这一点，对应于耦合到感应器的感受器的预定最大温度的预定参考dc电流值可以存储于电源电子器件的存储器中。电源电子器件可以被配置成测量从dc电源供应到感应器的dc电流，将测得的dc电流与所存储的参考dc电流值进行比较，且基于所述比较中断从dc电源到感应器的电力供应。举例来说，预定最小dc电流值可以存储于电源电子器件的存储器中，且电源电子器件可以被配置成在测得的dc电流值到达或下降到低于预定最小dc电流值的情况下中断从dc电源到感应器的电力供应。

在这些实施例中，从dc电源到感应器的电力供应的此中断可以限定连续脉冲中的每一个的结束。由于连续脉冲中的每一个的结束是根据从电源供应到感应器的dc电流的测量(即从感受器的温度)确定，因此在这些实施例中，脉冲的持续时间不是固定的。

在一些实施例中，电源电子器件可以被配置成检测测得的dc电流值的变化率的变化。在这些实施例中，电源电子器件可以被配置成基于测得的dc电流值的变化率的变化的检测而中断从dc电源到感应器的电力供应。举例来说，耦合到感应加热装置的感应器的感受器可以包括具有低于气溶胶形成基质的任何预定最大加热温度的居里温度的材料，如下文更详细地描述。当将感受器加热到居里温度时，测得的dc电流值的变化率可以改变。换句话说，在感受器材料中发生相变时在测得的dc电流的变化率中可以检测到极值，例如最大值或最小值。这可以提供感受器处于居里温度且气溶胶形成基质处于预定最大温度的指示。因此，电源电子器件可以被配置成中断从dc电源的电力供应以停止或防止气溶胶形成基质的进一步加热。

在一些实施例中，电源电子器件可以被配置成基于在第一脉冲的开始处测得的由dc电源供应的dc电流的初始值控制第一脉冲与第二连续脉冲之间的时间间隔的持续时间。

在第一脉冲的开始处测得的由dc电源供应的dc电流的初始值指示在第一脉冲的开始处耦合到感应器的感受器的温度。在其中第一脉冲跟随前一时间间隔和前一脉冲的一系列脉冲期间，在第一脉冲的开始处测得的由dc电源供应的dc电流的初始值可以提供在所述前一脉冲与第一脉冲之间的所述前一时间间隔期间感受器冷却到什么程度的指示。

预定参考初始dc电流值可以存储于电源电子器件的存储器中。参考初始dc电流值可以对应于耦合到感应器的感受器的理想起始温度。感受器的理想起始温度可以在其中特定气溶胶形成基质生成可接受气溶胶的范围内。电源电子器件可以在第一脉冲的开始处测量第一脉冲的dc电流的初始值。在第一脉冲的开始处的dc电流的测得的初始值随后可以与存储于电源电子器件的存储器中的参考初始dc电流值进行比较。

如上文所提及，电源电子器件可以被配置成调整等效于前一时间间隔的持续时间的所存储参考时间间隔持续时间的持续时间。此调整可以基于第一脉冲的测得的初始dc电流值与参考初始dc电流值之间的比较。举例来说，如果第一脉冲的测得的初始dc电流值高于参考初始dc电流值，那么这可以指示在第一脉冲的开始处的感受器的温度低于所需值。因此，电源电子器件可以被配置成与前一脉冲与第一脉冲之间的前一时间间隔的持续时间相比减少第一脉冲与第二脉冲之间的时间间隔的持续时间。这将提供与前一脉冲与第一脉冲之间的前一时间间隔中的时间长度相比在第一脉冲与第二脉冲之间的较少时间用于感受器进行冷却。类似地，如果第一脉冲的测得的初始dc电流值低于参考初始dc电流值，那么这可以指示在第一脉冲的开始处的感受器的温度高于所需值。因此，电源电子器件可以被配置成与前一脉冲与第一脉冲之间的前一时间间隔的持续时间相比增加第一脉冲与第二脉冲之间的时间间隔的持续时间。这将提供与前一脉冲与第一脉冲之间的前一时间间隔中的时间长度相比在第一脉冲与第二脉冲之间的较多时间用于感受器进行冷却。

电源电子器件可以被配置成控制连续脉冲之间的时间间隔持续时间的持续时间以调整在下一脉冲的开始处的感受器的温度。在一系列脉冲上，此调整应迭代地调整测得的初始dc电流值以倾向于预定参考dc电流值。因此，在一系列脉冲上，脉冲中的每一个的初始dc电流值可以趋于稳定在预定参考dc电流值。

脉冲的持续时间以及连续脉冲之间的时间间隔的持续时间的独立调整可以具体来说提供耦合到感应器的感受器的有效且高效加热以及从热邻近于感受器的气溶胶形成基质生成可接受的气溶胶。

一旦测得的初始dc电流值已经稳定，测得的初始dc电流值的波动就可以指示感受器或气溶胶生成制品中的改变。举例来说，初始dc电流值的突然增加可以指示感受器已快速冷却。可以通过使用者在气溶胶生成制品上的抽吸期间在感受器上汲取空气而发生感受器的快速冷却。因此，感应加热装置的电源电子器件还可以被配置成基于由dc电源供应到感应器的dc电流的测量值的波动而检测抽吸。

此项技术中已经做出各种提案用于适配感受器以便控制气溶胶生成制品中的感受器的温度。举例来说，在wo-a1-2015/177294中，提出一种气溶胶生成系统，其包括具有第一感受器材料和第二感受器材料的感受器。第一感受器材料热邻近于第二感受器材料。

本文中参考具有第一感受器材料和第二感受器材料的感受器使用术语‘热邻近’以表示第一感受器材料相对于第二感受器材料定位以使得当感受器被由感应器产生的交变电磁场加热时，热量在第一感受器材料与第二感受器材料之间传递。举例来说，术语‘热邻近’意指包含其中第一感受器材料与第二感受器材料成紧密物理接触的实施例。术语‘热邻近’还意指包含其中第一感受器材料与第二感受器材料间隔开以及第一和第二感受器材料的实施例。

在一些实施例中，第一和第二感受器材料可以成紧密接触或紧密物理接触，从而形成一体式感受器。在这些实施例中，当受热时，第一和第二感受器材料具有基本上相同的温度。

可以针对气溶胶形成基质的加热优化的第一感受器材料可以具有高于气溶胶形成基质的任何预定义最大加热温度的第一居里温度。可以针对调节气溶胶形成基质的温度优化的第二感受器材料可以具有低于气溶胶形成基质的任何预定义最大加热温度的第二居里温度。一旦感受器已到达第二居里温度，第二感受器材料的磁性质就改变。在第二居里温度下，第二感受器材料从铁磁相可逆地变为顺磁相。在气溶胶形成基质的感应加热期间，第二感受器材料的此相变可以由感应加热装置检测而无需与第二感受器材料的物理接触。相变的检测可以允许感应加热装置控制气溶胶形成基质的加热。

举例来说，在检测到与第二居里温度相关联的相变时，感应加热可以自动停止。因此，可以避免气溶胶形成基质的过热，即使主要负责气溶胶形成基质的加热的第一感受器材料不具有高于最大期望加热温度的居里温度或第一居里温度。在感应加热已停止之后感受器冷却直到它到达低于第二居里温度的温度。在这时第二感受器材料再次恢复其铁磁性质。

本发明的感应加热装置可以被配置成接纳包括感受器的气溶胶生成制品，所述感受器具有第一感受器材料和第二感受器材料。本发明的感应加热装置可以进一步被配置成基于感受器中的第二感受器材料的相变的检测而控制从dc电源到感应器的电力供应。换句话说，本发明的感应加热装置的电源电子器件可以被配置成检测耦合到感应器的感受器的第二感受器材料中的相变，且在检测到相变时停止或减少从dc电源供应的电力。

在本发明的一些具体实施例中，感应加热装置可以被配置成接纳包括感受器的气溶胶生成制品，所述感受器包括第一感受器材料和第二感受器材料，第一感受器材料安置成热邻近于第二感受器材料，且第二感受器材料具有低于500℃的居里温度。本发明的感应加热装置的电源电子器件可以被配置成：确定由dc电源供应的dc电流何时处于最大dc电流值；当确定最大dc电流值时停止或减少从dc电源到感应器的电力供应；以及在确定的时间间隔之后，开始或增加从dc电源的电力供应，以使得电力在多个脉冲中从dc电源供应到感应器。

在这些具体实施例中，电源电子器件不仅被配置成控制由dc电源供应的电力的连续脉冲之间的时间间隔的持续时间，而且电源电子器件被配置成基于由dc电源供应的dc电流的测量而控制每一脉冲的持续时间。

下文具体来说参考图9更详细地描述由dc电源供应的dc电流与具有两种感受器材料的感受器的温度之间的关系。然而，一般来说，在感受器到达第二居里温度且第二感受器材料经历相变时，由dc电源供应的dc电流的曲线展现临时拐点。

举例来说，在这些具体实施例中的一些实施例中，感受器的表观电阻随着感受器被加热到第二居里温度而增加。当感受器到达第二居里温度时，感受器的表观电阻展现第一极值，在此实例中为最大值，且随后感受器的表观电阻临时减小。此临时减小起因于第二感受器在相变期间失去其磁性质。一旦相变完成，感受器的表观电阻就展现第二极值，在此实例中为最小值，且随后感受器的表观电阻随着dc电源继续对感应器供应电力以加热感受器而再次增加。

测得的从dc电源供应的dc电流展现与感受器的表观电阻的反比关系，如从欧姆定律所预期。因此，在此示例性实施例中，测得的dc电流随着感受器被加热到第二居里温度而减小。在第二居里温度下，测得的dc电流到达最小idcmin且临时增加直到其到达最大idcmax，在此之后测得的dc电流随着感受器进一步受热而再次减小。

本发明的感应加热装置的电源电子器件可以被配置成检测第二感受器材料的居里转变。换句话说，本发明的感应加热装置的电源电子器件可以被配置成检测由第二感受器材料的相变导致的由dc电源供应的dc电流的曲线中的临时拐点。居里转变的检测可以使电源电子器件能够确定何时停止或减少被供应给感受器的电力量以避免感受器使气溶胶形成基质过热。

在由dc电源供应的dc电流的测量值中检测到例如最大值或最小值等极值可以指示感受器材料的相变发生。确切地说，由dc电源供应的dc电流中检测到例如最小值的第一极值可以指示感受器已到达第二居里温度。在由dc电源供应的dc电流中检测到例如最大值的第二极值可以指示第二感受器材料的相变已发生。

由dc电源供应的dc电流中的拐点提供感受器的温度的指示符。第二感受器材料的居里温度可以选择为在用于从气溶胶形成基质生成合适或可接受的气溶胶而无需点燃气溶胶形成基质的温度范围内。

在一些实施例中，电源电子器件可以被配置成检测dc电流的最大值且当检测到最大值时中断从dc电源到感应器的电力供应。此中断可以限定从dc电源到感应器的电力脉冲的结束。

电源电子器件可以进一步被配置成确定由dc电源供应的dc电流何时处于最小dc电流值。

电源电子器件可以进一步被配置成基于以下各项控制第一脉冲与第二连续脉冲之间的时间间隔的持续时间：在第一脉冲的开始处测得的由dc电源供应的初始dc电流；第一脉冲的确定的最小dc电流值；以及第一脉冲的确定的最大dc电流值。

在一些具体实施例中，电源电子器件可以被配置成：确定第一脉冲的确定的最小dc电流值与第一脉冲的确定的最大dc电流值之间的中点；将第一脉冲的初始dc电流值与第一脉冲的最小dc电流值与第一脉冲的最大dc电流值之间的所确定中点进行比较；以及基于所述比较控制第一脉冲与第二脉冲之间的时间间隔的持续时间。

对于每一特定感受器和气溶胶形成基质布置，确定的最大和最小dc电流值应当是相同或极相似的。这是因为对于每一特定感受器和气溶胶形成基质布置，确定的最大和最小dc电流值应当在感受器处于特定温度时发生，所述特定温度应当针对每一脉冲是相同的(即，当感受器处于或接近于第二居里温度时)。因此，确定的最大和最小dc电流值之间的中点应当针对每一连续脉冲是相同或极相似的。

已发现，确定的最大和最小dc电流值之间的中点是用于每一脉冲的合适初始dc电流值。因此，类似于上文描述的迭代过程，电源电子器件可以被配置成调整连续脉冲之间的时间间隔持续时间以使得脉冲的初始dc电流值在若干脉冲上趋于稳定在确定的最小和最大dc电流值之间的中点。

通过在与测得的初始dc电流值的比较中使用确定的最大和最小dc电流值之间的中点而不是预定参考值，本发明的感应加热装置可以适合与感受器和气溶胶形成基质的不同布置一起使用。

本发明的第一方面的感应加热装置和气溶胶生成制品可以形成根据本发明的第二方面的电操作气溶胶生成系统。气溶胶生成制品可以包括气溶胶形成基质和热邻近于感受器的感受器。感应加热装置可以被配置成接纳感受器且当气溶胶生成制品由感应加热装置接纳时加热感受器。感应加热装置的感应器可以生成波动电磁场以在感受器中感应涡电流，从而致使感受器变热。

本发明的感应加热装置或电操作气溶胶生成装置可以包括：壳体；用于接纳气溶胶生成制品的腔体；被布置成在腔体内生成波动电磁场的感应器；用于供应电力到感应器的dc电源；以及被配置成控制从电源到感应器的电力供应的电源电子器件。

感应加热装置包括用于供应电力到感应器的dc电源。dc电源被配置成供应dc供应电压和dc电流。dc电源可以是任何合适的dc电源。举例来说，dc电源可以是单次使用电池或可再充电电池。在一些实施例中，电源可以是锂离子电池。在其它实施例中，电源可为镍金属氢化物电池、镍镉电池或锂基电池，例如锂钴、磷酸锂铁、钛酸锂或锂聚合物电池。在一些实施例中，dc电源可以包括一个或多个电容器、超级电容器或混合电容器。dc电源可以包括一个或多个锂离子混合电容器。

dc电源可以被配置成供应任何合适的dc电压和dc电流。dc电源可以被配置成供应处于在约2.5伏特与约4.5伏特之间的范围内的dc电压以及处于在约2.5安培与约5安培之间的范围内的dc电流，这对应于处于在约6.25瓦与约22.5瓦之间的范围内的dc功率。

感应加热装置还包括用于耦合到气溶胶生成制品的感受器的感应器。感应器可以包括线圈。线圈可以是螺旋卷绕的圆柱形感应器线圈。感应器可以定位于装置的腔体的内表面上或附近。线圈可以包围腔体。在一些实施例中，感应器线圈可以具有长椭圆形形状且限定处于约0.15cm³到约1.10cm³的范围内的内部体积。举例来说，螺旋卷绕的圆柱形感应器线圈的内径可以在约5mm与约10mm之间或约7mm，且螺旋卷绕的圆柱形感应器线圈的长度可以在约8mm与约14mm之间。感应器线圈线的直径或厚度可以在约0.5mm与约1mm之间，这取决于是使用具有圆形横截面的线圈线还是具有平坦矩形横截面的线圈线。螺旋卷绕的感应器线圈可以定位于腔体的内表面上或附近。定位于腔体的内表面上或附近的螺旋卷绕的圆柱形感应器线圈使装置能够变为紧凑的。感应器可以包括一个线圈或多于一个线圈。

感应加热装置还包括被配置成控制从dc电源到感应器的电力供应的电源电子器件。

电源电子器件可以包括dc/ac转换器或反相器，用于将来自dc电源的dc电流转换为ac电流以用于供应到感应器。

dc/ac转换器可以被配置成在高频下操作。如本文所使用，术语“高频”用以描述范围从约1兆赫兹(mhz)到约30兆赫兹(mhz)、从约1兆赫兹(mhz)到约10mhz(包含约1mhz到约10mhz的范围)以及从约5兆赫兹(mhz)到约7兆赫兹(mhz)(包含约5mhz到约7mhz的范围)的频率。

dc/ac转换器可以包括lc负载网络。lc网络可以包括用于耦合到气溶胶生成制品的感受器的感应器。感应器可以被布置成与lc负载网络中的电容器串联。lc负载网络可进一步包括并联电容器。

lc负载网络可以被配置成在低欧姆负载下操作。如本文所使用，术语“低欧姆负载”用以描述小于约2欧姆的欧姆负载。感应器的电阻通常可以是一欧姆的十分之几。通常，感受器的电阻将高于感应器的电阻，以使得感受器可以被配置成将对其供应的大部分电力高效地转换为热量以用于加热气溶胶形成基质。在感受器的加热期间，感受器的电阻也将通常随着感受器的温度增加而增加。在操作中，感受器的电阻可以有效地添加到感应器的电阻以增加lc负载网络的欧姆负载。

dc/ac转换器可以包括功率放大器。确切地说，dc/ac转换器可以包括e类功率放大器，其包括晶体管开关和晶体管开关驱动器电路。e类功率放大器是一般已知的且详细地描述于例如文章“e类rf功率放大器”(nathan0.sokal，双月刊qex中公布，2001年1月/2月版本，9-20页，美国无线电中继联盟(arrl)，美国康涅狄格州纽因顿)中。e类功率放大器可以有利地在高频率下操作，同时也具有包括少量组件的相对简单的电路结构(例如，e类功率放大器仅需要一个晶体管开关，这比d类功率放大器有利，d类功率放大器需要以高频控制的两个晶体管开关以确保当两个晶体管中的一个切断时，两个晶体管中的另一个接通)。另外，e类功率放大器已知在切换转变期间具有跨越开关晶体管的低功率耗散。e类功率放大器可以是仅具有单个晶体管开关的单端一阶e类功率放大器。

在包括e类功率放大器的实施例中，晶体管开关可以是任何合适类型的晶体管。举例来说，晶体管可以是双极结晶体管(bjt)或场效应晶体管(fet)，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)或金属半导体场效应晶体管(mesfet)。

e类功率放大器可以具有输出阻抗，且电源电子器件可进一步包括匹配网络，用于将e类功率放大器的输出阻抗匹配于lc负载网络的低欧姆负载。举例来说，匹配网络可以包括小的匹配变压器。匹配网络可以改进反相器或转换器与感应器之间的电力传递效率。

电源电子器件还可以包括微控制器。微控制器可以被编程以控制由dc电源供应到感应器的电力的每一脉冲的持续时间。微控制器可以被编程以控制由dc电源供应到感应器的电力的连续脉冲之间的时间间隔的持续时间。微控制器可以被编程以确定与感应加热装置接合的气溶胶生成制品的感受器的表观电阻(ra)。微控制器可以被编程以根据从dc电源供应的dc电压(vdc)和从dc电源汲取的dc电流(idc)中的至少一个的测量确定感受器的表观电阻(ra)。微控制器可以进一步被编程以从表观电阻(ra)确定气溶胶生成制品的感受器的温度。微控制器也可以进一步被编程以从感受器的温度确定气溶胶生成制品的气溶胶形成基质的温度。

电源电子器件可以被配置成测量从dc电源汲取的dc电流。电源电子器件可以包括用于测量从dc电源汲取的dc电流的电流传感器。电源电子器件可具有任何合适的电流传感器。

电源电子器件还可以被配置成测量由dc电源供应的dc电压。电源电子器件可以包括用于测量由dc电源供应的dc电压的电压传感器。电源电子器件可以包括任何合适的电压传感器。

已发现可以根据从dc电源汲取的dc电压和dc电流的测量确定感受器的表观电阻。令人惊奇的是，感受器的表观电阻在感受器的某些温度范围上以严格单调关系随着感受器的温度变化。此严格单调关系允许从表观电阻的确定明确确定感受器的温度，因为表观电阻的每一确定值表示温度的仅一个单个值，所述关系中不存在不明确性。虽然感受器的温度与表观电阻之间的关系是单调的，但其不必是线性的。感受器的温度和表观电阻的单调关系允许确定和控制感受器的温度，且因此允许确定和控制气溶胶形成基质的温度。

根据欧姆定律，可以根据从dc电源汲取的dc电流与由dc电源供应的dc电压之间的已知关系计算感受器的表观电阻。通常，感受器的表观电阻是基于从dc电源汲取的dc电流的测量来确定。感受器的表观电阻也可以基于从dc电源供应的dc电压的测量确定。然而，在一些实施例中，dc电源可以被配置成供应恒定dc电压值。在这些实施例中，由dc电源供应的恒定电压值可以是已知的且可以例如存储在电源电子器件的微处理器的存储器中，且可用于确定感受器的表观电阻。因此，在包括恒定电压dc电源的实施例中，电源电子器件不必被配置成测量由dc电源供应的dc电压。这可以减少电源电子器件的组件数目、复杂性、大小和成本中的一个或多个。将了解，在包括恒定电压dc电源的一些实施例中，电源电子器件可以被配置成测量由dc电源供应的dc电压，且dc电压的测量可以用于确定感受器的表观电阻。

在其中dc电源包括供应恒定电压值的dc电源的一些实施例中，电源电子器件可以被配置成存储参考恒定电压值，其指示由恒定电压dc电源供应的恒定电压值。在这些实施例中，电源电子器件可以不需要监视由dc电源供应的dc电压。然而，将了解，在这些实施例中，也可以提供电压传感器用于监视由dc电源供应的dc电压值。

电源电子器件还可以包括被布置成dc扼流器的额外感应器。

电源电子器件的大小或总体积可以特别小。举例来说，电源电子器件的大小或总体积可以等于或小于2cm³。此小尺寸是由于电源电子器件的组件数目较少。在其中lc负载网络的感应器用作用于感应耦合到气溶胶形成制品的感受器的感应器的实施例中，特别小的大小或体积是可能的。在并不包括匹配网络的实施例中，特别小的大小或体积也是可能的。电源电子器件的小尺寸或小体积有助于保持感应加热装置的整体大小或体积特别小。

感应加热装置还包括用于接纳气溶胶生成制品的腔体。腔体可以具有被成形为容纳气溶胶生成制品的气溶胶形成基质的至少一部分的内表面。腔体可以被布置成使得在气溶胶生成制品的气溶胶形成基质的一部分容纳于腔体中后，lc负载网络的感应器在操作期间以感应方式耦合到气溶胶形成基质的感受器。此布置可以使lc负载网络的感应器能够耦合到气溶胶生成制品的感受器且通过涡电流的感应来加热感受器。此布置可以不需要额外组件，例如用于将e类功率放大器的输出阻抗匹配于负载的匹配网络，因此允许进一步最小化电源电子器件的大小。

感应加热装置可以包括用于操作装置的构件。在一些实施例中，用于操作装置的构件可以包括简单的使用者操作的开关。

总体上，本发明的感应加热装置提供小的且易于处置的、高效、清洁且稳健的加热装置。这主要是由于基质的非接触加热以及电源电子器件的布置和配置。

对于形成低欧姆负载且具有显著高于lc负载网络的感应器的电阻的电阻的感受器，如上文指定，本发明的感应加热装置可以在大约五秒或在一些实施例中甚至小于五秒的时间周期中将感受器加热到处于300-400摄氏度的范围内的温度。同时，感应加热装置的感应器的温度可以维持远低于感受器的温度，因为绝大多数电力转换成感受器中的热量而不是感应器中的热量。

在一些实施例中，感应加热装置可以被配置成将电力供应到布置在气溶胶形成基质内的感受器以使得可以将气溶胶形成基质加热到在约200℃与约240℃之间的平均温度。

感应加热装置可能够产生波动电磁场，其具有在约1千安培每米(ka/m)与约5ka/m之间、在约2ka/m与约3ka/m之间或约2.5ka/m的磁场强度(h场强度)。感应加热装置可能够产生波动电磁场，其具有在约1mhz与约30mhz之间、在约1mhz与约10mhz之间或在约5mhz与约7mhz之间的频率。

感应加热装置可以是使用者可舒适地把持在单手的手指之间的便携式或手持式电操作气溶胶生成装置。

感应加热装置可以具有在约70毫米与约120毫米之间的长度。

感应加热装置可以是基本上圆柱形的形状。

具体地，感应加热装置可以包括：装置壳体；以及布置于装置壳体中的腔体，所述腔体具有被成形为容纳气溶胶形成基质的至少一部分的内表面，所述腔体被布置成使得在气溶胶形成基质的所述部分容纳于腔体中后，感应器在装置的操作期间以感应方式耦合到感应加热装置的感受器。电源电子器件还可以被配置成在高频下操作，dc/ac转换器包括被配置成在低欧姆负载下操作的lc负载网络，其中lc负载网络包括电容器和具有欧姆电阻的感应器的串联连接，且其中电源电子器件包括被编程以控制从dc电源供应到感应器的电力的微控制器。

气溶胶生成制品也可以提供作为根据本发明的第二方面的气溶胶生成系统的部分。气溶胶生成制品可呈包括两个末端的杆的形式：口端或近端，气溶胶通过此端退出气溶胶生成制品且递送到使用者，以及远端。在使用中，使用者可以在口端上抽吸，以吸入由气溶胶生成制品生成的气溶胶。口端在远端下游。远端也可以被称为上游端并且在口端的上游。

如本文中所使用，术语“上游”和“下游”用以描述气溶胶生成制品的元件或元件的部分相对于使用者在气溶胶生成制品的使用期间对其进行抽吸的方向的相对位置。

当在本文中的使用涉及气溶胶生成制品时，术语“纵向”用于描述气溶胶生成制品的口端和远端之间的方向，并且术语“横向”用于描述垂直于纵向方向的方向。

如在本文中涉及气溶胶生成制品使用时，术语“直径”用于描述气溶胶生成制品在横向方向上的最大尺寸。当本文涉及气溶胶生成制品使用时，术语“长度”用于描述气溶胶生成制品在纵向方向上的最大尺寸。

气溶胶生成制品包括感受器。感受器布置成热邻近于气溶胶形成基质。因此，当感受器变热时，气溶胶形成基质变热且气溶胶形成。感受器可以被布置成与气溶胶形成基质直接或紧密物理接触，例如在气溶胶形成基质内。

感受器可呈销、杆或叶片的形式。感受器可以具有在约5mm与约15mm之间、在约6mm与约12mm之间或在约8mm与约10mm之间的长度。感受器可以具有在约1mm与约6mm之间的宽度，且可以具有在约10微米与约500微米之间或在约10与约100微米之间的厚度。如果感受器具有恒定横截面，例如圆形横截面，那么其可以具有在约1mm与约5mm之间的宽度或直径。

感受器的长度尺寸可以大于其宽度尺寸或其厚度尺寸，例如比其宽度尺寸或其厚度尺寸大两倍。因此感受器可以被描述为长形的感受器。感受器可以基本上纵向地布置在杆内。这意味着长形的感受器的长度尺寸被布置成大约平行于杆的纵向方向，例如平行于杆的纵向方向的加或减10度内。长形的感受器元件可以定位于杆内的径向中心位置，且沿着杆的纵向轴线延伸。

在一些实施例中，气溶胶生成制品可以含有单个感受器。在其它实施例中，气溶胶生成制品可以包括多于一个感受器。气溶胶生成制品可以具有多于一个长形的感受器。因此，加热可以在气溶胶形成基质的不同部分中有效地实现。

在一些优选实施例中，感受器包括第一感受器材料和第二感受器材料。第一感受器材料可以安置成热邻近于第二感受器材料。第一感受器材料可以安置成与第二感受器材料紧密物理接触。第二感受器材料可以具有低于500℃的居里温度。第一感受器材料可以主要用于在感受器放置于波动电磁场中时加热感受器。可以使用任何合适材料。例如第一感受器材料可以是铝，或可以是含铁材料，例如不锈钢。第二感受器材料可以主要用以指示感受器何时已到达特定温度，所述温度是第二感受器材料的居里温度。第二感受器材料的居里温度可用以在操作期间调节整个感受器的温度。因此，第二感受器材料的居里温度应当低于气溶胶形成基质的燃点。第二感受器材料的合适材料可包含镍和某些镍合金。

通过提供具有至少第一和第二感受器材料的感受器，其中第二感受器材料具有居里温度且第一感受器材料不具有居里温度，或第一和第二感受器材料具有彼此不同的第一和第二居里温度，气溶胶形成基质的加热和加热的温度控制可以分离。第一感受器材料可以关于热损失和因此加热效率进行优化，第二感受器材料可以关于温度控制进行优化。第二感受器材料无需具有任何显著的加热特性。第二感受器材料可以选择成具有对应于第一感受器材料的预定最大期望加热温度的居里温度或第二居里温度。如本文所使用，术语“第二居里温度”指的是第二感受器材料的居里温度。

更具体地，感受器可以包括具有第一居里温度的第一感受器材料和具有第二居里温度的第二感受器材料，第一感受器材料安置成热邻近于第二感受器材料。第二居里温度可以低于第一居里温度。

可以限定最大所需加热温度以使得避免气溶胶形成基质的局部过热或燃烧。包括第一和第二感受器材料的感受器可以具有整体结构且可以被称为双材料感受器或多材料感受器。第一和第二感受器材料的紧邻可以具有提供准确温度控制的优点。

第一感受器材料可以是具有高于约500℃的居里温度的磁性材料。从加热效率的观点来看理想的是第一感受器材料的居里温度高于感受器应当能够加热到的任何最大温度。第二居里温度可以选择为低于约400℃、低于约380℃或低于约360℃。第二感受器材料可以是被选择为具有与所需最大加热温度基本上相同的第二居里温度的磁性材料。即，第二居里温度可以与感受器应当加热到以便从气溶胶形成基质产生气溶胶的温度大约相同。第二居里温度可以例如在约200℃到约400℃的范围内或在约250℃与约360℃之间。

在一些实施例中，第二感受器材料的第二居里温度可以被选择以使得在由处于等于第二居里温度的温度的感受器加热后，气溶胶形成基质的总体平均温度不超过240℃。气溶胶形成基质的总体平均温度在此被定义为气溶胶形成基质的中心区和外围区中的若干温度测量值的算术平均值。通过预先限定总体平均温度的最大值，气溶胶形成基质可调整为适合气溶胶的最佳生产。

可以选择第一感受器材料以得到最大加热效率。位于波动磁场中的磁性感受器材料的感应加热通过由于在感受器中感应的涡电流引起的电阻性加热和由磁性滞后损耗生成的热的组合而发生。

在一些实施例中，第一感受器材料可以是具有超过400℃的居里温度的铁磁性金属。第一感受器可以铁或铁合金，例如钢，或铁镍合金。第一感受器材料可以是400系列不锈钢，例如410级不锈钢，或420级不锈钢，或430级不锈钢。

在其它实施例中，第一感受器材料可以是合适的非磁性材料，例如铝。在非磁性材料中，感应加热仅通过由于涡电流引起的电阻性加热而发生。

第二感受器材料可以选择为具有在所希望的范围内的可检测居里温度，例如在200℃与400℃之间的规定温度。第二感受器材料还可以对感受器的加热做出贡献，但此性质没有其居里温度那么重要。第二感受器材料可以是铁磁性金属，例如镍或镍合金。镍具有约354℃的居里温度，其对于气溶胶生成制品中的加热的温度控制可以是理想的。

第一和第二感受器材料可以热邻近，例如成紧密接触而形成整体感受器。因此，第一和第二感受器材料当受热时具有相同温度。可以针对气溶胶形成基质的加热进行优化的第一感受器材料可以具有高于任何预定最大加热温度的第一居里温度。

当与特定感应器结合使用时感受器可以配置成消耗1瓦到8瓦之间、例如1.5瓦到6瓦之间的能量。通过配置，表示感受器可以包括特定的第一感受器材料并且可以具有特定的尺寸，当与生成已知频率和已知场强的波动磁场的特定导体结合使用时其允许1瓦到8瓦之间的能量耗散。

具有第一感受器材料和第二感受器材料的合适的感受器在第wo-a1-2015177294a1号国际专利公开案中更详细地描述。

气溶胶生成制品还包括气溶胶形成基质。气溶胶形成基质可以是固体气溶胶形成基质。气溶胶形成基质可以包括固体和液体组分两者。

气溶胶形成基质可包括尼古丁。在一些实施例中，气溶胶形成基质可以包括烟草。举例来说，气溶胶形成材料可以由均质化烟草的薄片形成。气溶胶形成基质可以是通过聚拢均质化烟草的薄片形成的杆。气溶胶形成基质可以包括均质化烟草材料的聚集纹理化薄片。气溶胶形成基质可以包括均质化烟草材料的聚集卷曲薄片。

如本文中所使用，术语‘均质化烟草材料’表示由聚结的颗粒状烟草所形成的材料。如本文所用，术语‘薄片’表示宽度和长度基本上大于其厚度的层状元件。如本文所使用，术语‘聚集’用于描述薄片基本上横向于气溶胶生成制品的纵向轴线卷绕、折叠或以其它方式压缩或收缩。如本文所使用，术语‘纹理化薄片’表示已经卷曲、轧花、压印、穿孔或以其它方式变形的薄片。如本文所使用，术语‘卷曲薄片’表示薄片具有多个基本上平行的隆脊或波纹。

气溶胶形成基质可以包括不含烟草的气溶胶形成材料。举例来说，气溶胶形成材料可以由包括尼古丁盐和气溶胶形成剂的薄片形成。

气溶胶形成基质可以包括至少一种气溶胶形成剂。如本文中所使用，术语“气溶胶形成剂”用于描述任何合适的已知化合物或化合物混合物，所述化合物或化合物混合物在使用时有利于气溶胶形成且在气溶胶生成制品的操作温度下基本上耐受热降解。合适的气溶胶形成剂是此项技术中已知的。

如果气溶胶形成基质是固体气溶胶形成基质，那么固体气溶胶形成基质可以包括(例如)粉末、颗粒、小丸、碎片、细条、条状物或薄片中的一种或多种，含有草本植物叶、烟叶、烟草肋料、平展烟草和均质化烟草中的一种或多种。固体气溶胶形成基质可以含有在加热固体气溶胶形成基质时释放的烟草或非烟草挥发性香味化合物。固体气溶胶形成基质还可以含有一个或多个胶囊，所述胶囊例如包含额外的烟草挥发性香味化合物或非烟草挥发性香味化合物，且这种胶囊可以在加热固体气溶胶形成基质期间熔化。

固体气溶胶形成基质可提供于热稳定载体上或嵌入其中。

气溶胶形成基质可以为塞的形式，所述塞包括由纸或其它包装材料限定的气溶胶形成材料。在气溶胶形成基质呈塞的形式的情况下，包含任何包装材料的全部塞被视为气溶胶形成基质。一个或多个感受器可以是长形的，且一个或多个长形的感受器可以定位在塞内与气溶胶形成材料成直接或紧密物理接触。

气溶胶形成基质可以具有至少约5mm的外径。气溶胶形成基质可以具有在约5mm与约12mm之间的外径。在一些实施例中，气溶胶形成基质可以具有7.2mm+/-10％的外径。

气溶胶形成基质可以具有在约5mm与约15mm之间的长度。长形的感受器可以与气溶胶形成基质是大约相同的长度。

气溶胶形成基质可以是基本上圆柱形的。

气溶胶生成制品还可以包括紧接在气溶胶形成基质下游定位的支撑元件。支撑元件可以对接气溶胶形成基质。

气溶胶生成制品还可以包括位于气溶胶形成基质下游的气溶胶冷却元件，例如气溶胶冷却元件可以紧接在支撑元件下游定位且可以对接支撑元件。气溶胶冷却元件可以位于支撑元件与衔嘴之间，所述衔嘴位于气溶胶生成制品的最下游端。气溶胶冷却元件可以被称为热交换器。

气溶胶生成制品可进一步包括位于气溶胶生成制品的口端处的衔嘴。衔嘴可紧接地位于气溶胶冷却元件下游且可对接气溶胶冷却元件。衔嘴可包括过滤器。过滤器可由一种或多种合适的过滤材料形成。许多此类过滤材料在所属领域中是已知的。在一个实施例中，衔嘴可包括由乙酸纤维素丝束形成的过滤器。

气溶胶生成制品的元件，例如气溶胶形成基质和气溶胶生成制品的任何其它元件，例如支撑元件、气溶胶冷却元件和衔嘴，可以由外包装材料包围。外包装材料可以由任何合适材料或材料组合形成。外包装材料可以是卷烟纸。

气溶胶生成制品可以具有在约5毫米与约12毫米之间、例如在约6毫米与约8毫米之间的外径。气溶胶生成制品可以具有7.2毫米+/-10％的外径。

气溶胶生成制品可以具有在约30毫米与约100毫米之间的总长度。气溶胶生成制品可以具有在40mm与50mm之间、例如约45毫米的总长度。

根据本发明的第三方面，提供一种用于操作根据本发明的第一方面的感应加热装置的方法。所述方法包括：

当气溶胶生成制品由感应加热装置接纳时经由dc/ac转换器从dc电源供应电力到感应器以用于加热气溶胶生成制品的感受器，所述电力供应是在通过时间间隔分隔开的多个脉冲中提供；以及

基于由dc电源供应的dc电流控制连续脉冲之间的时间间隔的持续时间。

时间间隔的持续时间的控制可以包括基于在第一脉冲的开始处测得的由dc电源供应的dc电流的初始值控制第一脉冲与第二连续脉冲之间的时间间隔。

控制时间间隔的持续时间可进一步包括：

将参考时间间隔持续时间值、最大dc电流值和最小dc电流值存储在电源电子器件的存储器上；

计算最大dc电流值与最小dc电流值之间的中点；

测量由dc电源供应的dc电流；

将在第一脉冲的开始处测得的初始dc电流值与计算的中点进行比较；

基于所述比较调整所述参考时间间隔持续时间值；以及

控制第一脉冲与第二脉冲之间的时间间隔持续时间以使得第一脉冲与第二脉冲之间的时间间隔持续时间等于调整的参考时间间隔持续时间。

根据本发明的第四方面，提供一种用于操作根据本发明的第一方面的感应加热装置的方法，其中感应加热装置被配置成接纳包括感受器的气溶胶生成制品，所述感受器包括第一感受器材料和第二感受器材料，第一感受器材料安置成热邻近于第二感受器材料，且第二感受器材料具有低于500℃的居里温度。所述方法包括：

当气溶胶生成制品由感应加热装置接纳时经由dc/ac转换器从dc电源供应电力到感应器以用于加热气溶胶生成制品的感受器；

确定由电源供应的dc电流的初始值；

确定由电源供应的dc电流何时处于最小dc电流值；

确定由dc电源供应的dc电流何时处于最大dc电流值；

计算最大dc电流值与最小dc电流值之间的中点；

将初始dc电流值与最小dc电流值与最大dc电流值之间的中点进行比较；

基于所述比较确定时间间隔；

当确定最大dc电流值时中断从dc电源到感应器的电力供应；以及

在经过确定的时间间隔之后，恢复从dc电源的电力供应以使得电力从dc电源供应到感应器。

根据本发明的第五方面，提供一种用于根据本发明的第一方面的感应加热装置的控制系统，所述控制系统包括被编程以执行根据本发明的第三或第四方面的方法步骤中的任一个的微控制器。

将了解，关于本发明的一个方面描述的特征可以单独地或与本发明的其它所描述的方面和特征组合地应用于本发明的任何其它方面。

附图说明

将了解，在本文中每当术语“约”与特定值结合使用时，术语“约”之后的值由于技术考虑而不必正好是所述特定值。然而，本文与特定值结合使用的术语“约”将被理解为包含并且还明确地披露术语“约”之后的特定值。

关于一个方面或实施例描述的特征也可适用于其它方面和实施例。现在将参照图来描述具体实施例，其中：

图1的a是根据本发明的实施例的用于气溶胶生成系统的气溶胶生成制品中的感受器的平面图；

图1的b是图1的a的感受器的侧视图；

图2的a是用于根据本发明的另一实施例的气溶胶生成系统的气溶胶生成制品中的另一感受器的平面图；

图2的b是图2的a的感受器的侧视图；

图3是并入有如图2的a和图2的b中所图示的感受器的气溶胶生成制品的具体实施例的示意横截面说明；

图4是用于与图3中所示出的气溶胶生成制品一起使用的电操作气溶胶生成装置的具体实施例的示意横截面说明；

图5是与图4的电操作气溶胶生成装置接合的图3的气溶胶生成制品的示意横截面说明；

图6是示出关于图4描述的气溶胶生成装置的电子组件的框图；

图7是图3的感应加热装置的电力电子器件的组件的示意图；

图8是图7的电力电子器件的lc负载网络的感应器的示意图，其包括负载的电感和欧姆电阻；

图9是说明当感受器材料经历与其居里点相关联的相变时发生的远程可检测电流改变的dc电流对时间的曲线图；以及

图10是示出根据本发明的对连续脉冲之间的时间周期的持续时间的控制的dc电流对时间和感受器温度对时间的曲线图。

具体实施方式

图1的a和图1的b示出根据本发明的实施例的用于在气溶胶生成系统的气溶胶生成制品中使用的一体式多材料感受器的特定实例。感受器1呈长形的条带的形式，具有12mm的长度和4mm的宽度。感受器由紧密耦合到第二感受器材料3的第一感受器材料2形成。第一感受器材料2呈430级不锈钢的条带的形式，具有12mm乘4mm乘35微米的尺寸。第二感受器材料3是尺寸为3mm乘2mm乘10微米的镍的补片。镍的补片已电镀到不锈钢的条带上。430级不锈钢是具有超过400℃的居里温度的铁磁材料。镍是具有约354℃的居里温度的铁磁材料。

将了解，在本发明的其它实施例中，形成第一和第二感受器材料的材料可以改变。还将了解，在本发明的其它实施例中，可存在与第一感受器材料成紧密物理接触而定位的第二感受器材料的多于一个补片。

图2的a和图2的b示出根据本发明的另一个实施例的用于在气溶胶生成系统的气溶胶生成制品中使用的一体式多材料感受器的第二特定实例。感受器4呈长形的条带的形式，具有12mm的长度和4mm的宽度。感受器由紧密耦合到第二感受器材料6的第一感受器材料5形成。第一感受器材料5呈430级不锈钢的条带的形式，具有12mm乘4mm乘25微米的尺寸。第二感受器材料6呈镍的条带的形式，具有12mm乘4mm乘10微米的尺寸。通过将镍的条带6包覆到不锈钢的条带5形成感受器。感受器的总厚度为35微米。图2的感受器4可以被称为双层或多层感受器。

图3示出根据本发明的实施例的气溶胶生成系统的气溶胶生成制品10。气溶胶生成制品10包括同轴对准地布置的四个元件：气溶胶形成基质20、支撑元件30、气溶胶冷却元件40和衔嘴50。这四个元件中的每一个为基本上圆柱形元件，各自具有基本上相同的直径。这四个元件顺序地布置，且由外包装材料60包围以形成圆柱形杆。长形的双层感受器4位于气溶胶形成基质内，与气溶胶形成基质成紧密物理接触。感受器4是上面关于图2所述的感受器。感受器4具有与气溶胶形成基质的长度约相同的长度(12mm)，并且沿着气溶胶形成基质的径向中心轴线定位。

气溶胶生成制品10具有使用者在使用期间插入他或她的口中的近端或口端70，以及位于气溶胶生成制品10中与口端70相对的末端的远端80。一旦组装，气溶胶生成制品10的总长度为大约45mm，并且直径为大约7.2mm。

在使用中，空气由使用者从远端80通过气溶胶生成制品被抽吸到口端70。气溶胶生成制品的远端80也可以被描述为气溶胶生成制品10的上游端，且气溶胶生成制品10的口端70也可以被描述为气溶胶生成制品10的下游端。位于口端70与远端80之间的气溶胶生成制品10的元件可被描述为在口端70上游，或者在远端80下游。

气溶胶形成基质20位于气溶胶生成制品10的最远端或上游端80。在图3中所说明的实施例中，气溶胶形成基质20包括由包装材料包围的卷曲均质化烟草材料的聚集薄片。均质化烟草材料的卷曲薄片包括甘油作为气溶胶形成剂。

支撑元件30定位成紧接在气溶胶形成基质20下游且对接气溶胶形成基质20。在图3中所示的实施例中，所述支撑元件是中空乙酸纤维素管。支撑元件30将气溶胶形成基质20定位在气溶胶生成制品的最远端80处。支撑元件30还充当使气溶胶生成制品10的气溶胶冷却元件40与气溶胶形成基质20间隔开的间隔件。

气溶胶冷却元件40定位成紧接在支撑元件30下游且对接支撑元件30。在使用中，从气溶胶形成基质20释放的挥发性物质沿着气溶胶冷却元件40朝向气溶胶生成制品10的口端70转移。挥发性物质可以在气溶胶冷却元件40内冷却，以形成供使用者吸入的气溶胶。在图3中所说明的实施例中，气溶胶冷却元件包括被包装材料90包围的聚乳酸的卷曲和聚集薄片。聚乳酸的卷曲且聚集薄片限定沿着气溶胶冷却元件40的长度延伸的多个纵向通道。

衔嘴50定位成紧接在气溶胶冷却元件40下游且对接气溶胶冷却元件40。在图3中所说明的实施例中，衔嘴50包括常规的具有低过滤效率的乙酸纤维素丝束过滤器。

为了组装气溶胶生成制品10，对准上文所描述的四个圆柱形元件，并且使其紧紧地包装在外包装材料60内。在图3中所示出的实施例中，外包装材料是常规卷烟纸。感受器4可以在用于形成气溶胶形成基质的过程期间、在组装所述多个元件以形成杆之前插入气溶胶形成基质20中。

关于图3所述的具体实施例包括由均质化烟草形成的气溶胶形成基质。然而，将了解，在其它实施例中气溶胶形成基质可以由不同材料形成。举例来说，气溶胶生成制品的第二具体实施例具有与上面关于图3的实施例所述的相同的元件，区别在于气溶胶形成基质20由已浸泡在包括尼古丁丙酮酸盐、甘油和水的液体调配物中的卷烟纸的非烟草薄片形成。卷烟纸吸收液体制剂，因此非烟草薄片包括尼古丁丙酮酸、甘油和水。甘油与尼古丁的比率是5:1。在使用中，气溶胶形成基质20被加热到大约220摄氏度的温度。在此温度下，形成包括尼古丁丙酮酸盐、甘油和水的气溶胶，并且通过过滤器50吸到使用者的口中。应当注意基质20加热到的温度明显低于从烟草基质形成气溶胶所需的温度。因此，在此类实施例中，第二感受器材料可以是具有比镍低的居里温度的材料。例如，可以选择适当的镍合金。

图3中所示的气溶胶生成制品10设计成与包括感应线圈或感应器的电操作成烟装置接合以便由使用者消耗。

在图4中示出电操作气溶胶生成装置100的示意性横截面图。根据本发明，气溶胶生成装置100是感应加热装置。电操作气溶胶生成装置100包括基本上圆形圆柱形壳体11，其基本上容纳装置的组件。气溶胶生成装置100包括感应器110。如图4中所示，感应器110邻近气溶胶生成装置100的基质接收室130的远侧部分131定位。在使用中，使用者将气溶胶生成制品10插入气溶胶生成装置100的基质接收室130中，使得气溶胶生成制品10的气溶胶形成基质20位于感应器110附近。

气溶胶生成装置100包括允许致动感应器110的电池150和电源电子器件160。这样的致动可以手动操作或可以响应于使用者抽吸插入到气溶胶生成装置100的基质接收室130中的气溶胶生成制品10而自动发生。电池150是dc电源，且供应dc电流和dc电压。电源电子器件160包含dc/ac转换器或反相器162，用于为感应器110供应高频ac电流，如稍后更详细描述。电池150通过合适的电连接152电连接到电源电子器件。

图5示出与电操作气溶胶生成装置100接合的气溶胶生成制品10。当致动装置100时，高频交变电流穿过形成感应器110的一部分的线圈。这导致感应器110在装置的基质接收腔130的远侧部分131内生成波动电磁场。电磁场可以在约1mhz与约30mhz之间、在约2mhz与约10mhz之间或在约5mhz与约7mhz之间的频率波动。当气溶胶生成制品10正确地定位在基质接收腔130中时，制品10的感受器4位于此波动电磁场内。波动场在感受器内生成涡电流，这会升高感受器4的温度。在感受器4内的磁性滞后损耗提供进一步加热。热量主要通过传导从受热的感受器4传递到气溶胶生成制品10的气溶胶形成基质20。受热的感受器4将气溶胶形成基质20加热到足够温度以形成气溶胶。气溶胶通过气溶胶生成制品10在下游被抽吸，并且被使用者吸入。

图6是示出关于图4描述的气溶胶生成装置100的电子组件的框图。气溶胶生成装置100包括dc电源150(电池)、微控制器(微处理器控制单元)161、dc/ac转换器或反相器162、用于适应负载的匹配网络163，以及感应器110。微处理器控制单元161、dc/ac转换器或反相器162和匹配网络163全部是电源电子器件160的一部分。从dc电源150汲取的dc供应电压vdc和dc电流idc通过反馈通道提供到微处理器控制单元161。这可以通过测量从dc电源150汲取的dc供应电压vdc和dc电流idc两者以控制ac功率pac对感应器110的进一步供应。

将了解，可以提供匹配网络163用于电源电子器件160到气溶胶生成制品10的负载的最佳适配，但这不是必要的。在其它实施例中，电子器件可以不具备匹配网络。

图7示出电源电子器件160、更确切地说dc/ac转换器162的一些组件。如从图7可以看出，dc/ac转换器162包括包含晶体管开关1620的e类功率放大器，所述晶体管开关包括场效应晶体管(fet)1621，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)，由箭头1622指示的用于将切换信号(栅极-源极电压)供应到fet1621的晶体管开关供应电路，以及包括并联电容器c1以及电容器c2和感应器l2的串联连接的lc负载网络1623。另外，示出包括扼流器l1的dc电源150用于供应dc供应电压vdc，其中在操作期间从dc电源150汲取dc电流idc。图8中示出表示总欧姆负载1624的欧姆电阻r，其为感应器l2的欧姆电阻r线圈和感受器4的欧姆电阻r负载的总和。

e类功率放大器的一般工作原理是已知的且详细地描述于文章“e类rf功率放大器”(nathan0sokal，双月刊qex中公布，2001年1月/2月版本，9-20页，美国无线电中继联盟(arrl)，美国康涅狄格州纽因顿)中以及较早提到的wo-a1-2015/177255、wo-a1-2015/177256和wo-a1-2015/177257中。

由于组件的数目非常少，因此电源电子器件160的体积可以保持为极小。举例来说，电源电子器件的体积可以等于或小于2cm³。由于lc负载网络1623的感应器l2被直接用作用于感应耦合到气溶胶形成制品的感受器4的感应器110，因此电源电子器件的此极小体积是可能的，且此小体积允许保持整个装置1的总体尺寸较小。在除感应器l2外的单独感应器用于感应耦合到感受器21的实施例中，这将必定增加电源电子器件的大小。通过提供匹配网络163，电源电子器件的大小也增加。

在电操作气溶胶生成系统的操作期间，感应器100生成高频交变磁场，其在感受器4中感应涡电流。由于气溶胶生成制品10的感受器4在操作期间受热，因此感受器的表观电阻(ra)随着感受器110的温度增加而增加。表观电阻ra的此增加由电源电子器件160通过测量从dc电源150汲取的dc电流idc而远程检测，所述电流在恒定电压下随着感受器的温度和表观电阻ra增加而减小。

由感应器110提供的高频交变磁场紧邻感受器表面感应涡电流。感受器中的电阻部分地取决于第一和第二感受器材料的电阻率且部分地取决于可用于感应涡电流的每种材料中的皮肤层的深度。当第二感受器材料6(镍)到达其居里温度时它失去其磁性质。这导致第二感受器材料6中可用于涡电流的皮肤层的增加，这导致感受器的表观电阻的减小。当第二感受器材料到达其居里点时这导致检测到的从dc电源150汲取的dc电流idc的临时增加。这可在图9的曲线图中见到。

图10示出在装置1的操作期间从dc电源150到感应器110的一系列连续功率脉冲的曲线图。从图10可见，脉冲的持续时间和脉冲之间的时间间隔的持续时间不是固定的。

电源电子器件160测量从dc电源150供应到感应器110的dc电流。如图10中所示，dc电流指示感受器4的温度。

电源电子器件通过检测每一脉冲的最大dc电流idcmax而确定脉冲p1-5中的每一个的持续时间。最大dc电流指示感受器4高于第二居里温度且第二感受器材料的相变已经发生。因此，基于检测到dc电源150供应最大dc电流idcmax，电源电子器件160中断从dc电源150到感应器110的电力供应。这避免了感受器4使气溶胶生成制品10中的气溶胶形成基质过热。

电源电子器件160确定由dc电源150供应到感应器110的最小dc电流idcmin。

电源电子器件160基于检测到最小和最大dc电流idcmin、idcmax而确定当前脉冲pn与后续脉冲pn+1之间的时间间隔持续时间δtn。电源电子器件160被配置成计算每一脉冲的最大dc电流值idcmax与最小dc电流值idcmin之间的中点ia，且将中点ia与在每一脉冲的开始处测得的初始dc电流值ian进行比较。电源电子器件160基于所述比较调整存储于电源电子器件的存储器中的参考时间间隔持续时间值。

在中断从dc电源150到感应器110的电力供应时，电源电子器件等待等效于所调整的参考时间间隔持续时间的时间周期。在经过等效于所调整的参考时间间隔持续时间的时间周期之后，电源电子器件恢复从dc电源150到感应器110的电力供应以开始下一脉冲pn+1。

如图10中所示，第二脉冲p2的初始dc电流值ia2高于最大dc电流idcmax与最小dc电流idcmin之间的中点ia。这指示感受器的温度在第二脉冲p2的开始处低于最大温度t最大与最小温度t最小之间的中点温度ta。因此，与第一脉冲p1与第二脉冲p2之间的时间间隔δt0相比，电源电子器件减少第二脉冲p2与第三脉冲p3之间的时间间隔δt1的持续时间。此调整在第二脉冲p2与第三脉冲p3之间为感受器提供更少的时间进行冷却。

类似地，第三脉冲p3的初始dc电流值ia3低于最大dc电流idcmax与最小dc电流idcmin之间的中点。这指示感受器的温度在第三脉冲p3的开始处高于中点ta温度。因此，与第二脉冲p2与第三脉冲p3之间的时间间隔δt1相比，电源电子器件减少第三脉冲p3与第四脉冲p4之间的时间间隔δt2的持续时间。此调整在第三脉冲p3与第四脉冲p4之间为感受器提供更多时间进行冷却。

第四脉冲p4的初始dc电流值ia4等于最大dc电流idcmax与最小dc电流idcmin之间的中点ia。因此，电源电子器件不会使用与第三脉冲p3与第四脉冲p4之间的时间间隔δt3相同的持续时间来调整第四脉冲p4与第五脉冲p5之间的时间间隔δt4的持续时间。因此，在四个脉冲之后，连续脉冲之间的时间间隔的持续时间稳定。由于时间间隔的持续时间已稳定，因此后续脉冲的从最大dc电流idcmax与最小dc电流idcmin之间的中点ia的初始dc电流值的波动可以指示使用者抽吸气溶胶生成制品。

上文描述的示例性实施例并不希望限制权利要求书的范围。与上文描述的示例性实施例一致的其它实施例将是本领域的技术人员显而易见的。