气溶胶产生组件、气溶胶发生装置、系统和控制方法与流程

文档序号:28501045发布日期:2022-01-15 04:54来源:国知局
气溶胶产生组件、气溶胶发生装置、系统和控制方法与流程

1.本发明属于电子烟具技术领域,具体而言,涉及一种气溶胶产生组件、气溶胶发生装置、气溶胶发生系统和气溶胶发生系统的控制方法。


背景技术:

2.加热不燃烧(heat not burning,hnb)装置,是一种用于通过加热但不使气溶胶产生基质(经过处理的植物叶类制品)燃烧的方式的电子设备。加热装置通过高温加热到气溶胶产生基质可以产生气溶胶但是却不足以燃烧的温度,能在不燃烧的前提下,让气溶胶产生基质产生用户所需要的气溶胶。
3.目前市场上的加热不燃烧器具主要采用电阻加热方式,即利用中心发热片或发热针等从气溶胶产生基质中心插入至气溶胶生成基质内部进行加热。这种器具在使用前需预热等待时间长,不能抽停自由,气溶胶生成基质碳化不均匀,导致气溶胶生成基质烘烤不充分,利用率低;其次,hnb器具发热片容易在气溶胶产生基质提取器和发热片基座中产生污垢,难清洁;会使接触发热体的局部气溶胶产生基质温度过高、发生部分裂解,释放出对人体有害的物质。因此微波加热技术逐渐替代电阻加热方式成为新的加热方式。微波加热技术具有高效、及时、选择性及加热无延缓性的特点,只对特定介电特性的物质有加热效果。采用微波加热雾化的应用优势有:a、微波加热为辐射加热,非热传导,可实现即抽即停;b、无加热片,因此不存在断片、清洁发热片的问题;c、气溶胶产生基质利用率高,口感一致性高,口感更接近香烟。
4.但是,为了避免气溶胶基质的温度过高而产生有害物质,需要在加热不燃烧器具上设置对气溶胶基质进行温度检测的检测部件,检测部件与气溶胶基质接触时,挥发性气体或气溶胶基质粘附在检测部件表面,不仅难以清理,还降低检测部件的检测准确性。


技术实现要素:

5.本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
6.有鉴于此,第一方面,本发明提出了一种气溶胶产生组件,包括:气溶胶基质部;感受器,设于气溶胶基质部,感受器具有一居里温度,居里温度小于400摄氏度。
7.本发明提供的气溶胶产生组件,感受器设置在气溶胶基质部内,当气溶胶基质部的温度升高时,感受器的温度也会升高。
8.具体地,微波组件设置有控制电路和检测件,检测件能够获取微波组件中微波传输线的电压驻波比。电压驻波比的数值大小能够体现微波组件和气溶胶产生组件之间阻抗匹配情况。当阻抗失配时,电压驻波比的数值较大。当阻抗匹配时,电压驻波比的数值较小。
9.当感受器的温度达到自身的居里温度时,感受器自身能够发生相性变化,感受器的发生相应变化能够引起阻抗失配的现象,从而增大电压驻波比。当电压驻波比大于设定值时,说明当前气溶胶基质部的温度已经达到设定温度,此时气溶胶基质部的温度较高,为了避免气溶胶基质部的温度继续升高而产生有害物质,此时控制电路可以控制微波组件降
低输出功率或停止工作,实现对气溶胶产生组件控温的功能。当气溶胶基质部的温度低于设定温度时,感受器可以恢复至原有的相性,电压驻波比减小,说明当前气溶胶基质部的温度已经降低,可以控制微波组件继续对气溶胶基质部进行加热。
10.通过感受器的相应变化改变微波组件的电压驻波比,可以实现对气溶胶基质部的非接触式控温,不需要设置与气溶胶基质部贴合的电路检测部件,避免电路检测部件发生脏污,降低用户对气溶胶发生装置的清理工作量。而且,通过感受器的相应变化对气溶胶基质部控温的方式,能够避免气溶胶基质部产生有害物质,有利于提高用户使用过程中的安全性。
11.在一种可能的应用中,感受器能够改变谐振腔内的谐振频率。
12.通过在气溶胶基质部内设置感受器,使谐振腔内的谐振频率在设定范围内。控制微波组件对气溶胶产生组件进行微波加热之前,微波组件进行扫频运行,以确定微波组件的最佳运行频率点,最佳运行频率点与雾化腔内的谐振频率相关,从而能够识别气溶胶产生组件的种类,并根据气溶胶产生组件的种类配置合适的运行模式,以对气溶胶产生组件中的气溶胶生成基质加热,提高了气溶胶发生装置的雾化效率。实现了气溶胶发生装置能够对气溶胶产生组件中的气溶胶生成基质的种类识别,并根据种类不同设置对应的加热模式,提高了气溶胶发生装置对不同种类气溶胶生成基质的雾化效果。
13.可以理解的是,通过在气溶胶基质部内设置感受器的方式,实现了气溶胶发生装置对气溶胶产生组件的识别,因此,能够选择通过识别件将气溶胶产生组件设置在设定谐振频率范围内,通过设定气溶胶发生装置仅能够对处于设定谐振频率范围内的气溶胶产生组件进行微波加热,从而实现气溶胶产生组件的防伪作用。
14.另外,根据本发明提供的上述技术方案中的气溶胶产生组件,还可以具有如下附加技术特征:
15.在一种可能的设计中,感受器达到居里温度时,感受器的磁导率和/或介电常数的变化值大于设定值。
16.在该设计中,当感受器达到距离温度时,感受器会发生相性变化,此时感受器的磁导率和/或介电常数会发生大幅度变化,这种大幅度的变化会影响微波组件中微波传输线的电压驻波比,从而可以实现对气溶胶基质部进行控温的功能。
17.在一种可能的设计中,感受器包括铁电体感受器或压电体感受器。
18.在该设计中,微波组件对气溶胶基质部加热过程中,当气溶胶基质部的温度达到铁电体感受器和/或压电体感受器的居里温度,感受器的晶格结构发生改变,极化消失,感受器的介电常数显著增大,表现出一个极大值,温度敏感性高,会引起气溶胶发生系统中比较明显的阻抗失配现象。这种相变变化说明当前气溶胶基质部的温度已经高于设定温度,当检测到与感受器的居里温度关联的相变引起的阻抗失配时,微波组件可以自动停止对气溶胶基质部的加热。在停止加热之后并在气溶胶基质部冷却直到低于感受器的居里温度,在这时感受器再恢复其铁电性/压电性。在微波组件的控制电路可以检测到该相变引起的阻抗失配性明显减小,即可以再次启动微波组件对气溶胶基质部进行加热。通过微波组件重复的启动和停止即可控制对气溶胶基质部的加热温度,实现了对气溶胶基质部的非接触式控温。
19.铁电体感受器和压电体感受器具有较高的电阻率、较高的介电常数和较低的介电
损耗。使感受器不会对微波进行过渡的吸收,保证微波组件产生的微波均能够作用于气溶胶基质部上,避免了感受器对气溶胶基质部的雾化效果产生影响。
20.在一种可能的设计中,感受器包括:钙钛矿结构的铁电/压电陶瓷感受器;和/或铁电/压电薄膜感受器;和/或陶瓷热敏电阻感受器。
21.在一种可能的设计中,感受器包括:钛酸铋钠感受器、铌酸铋钡感受器、钛酸钡感受器、铌酸钠感受器、钛酸铌感受器、钛酸锶钡感受器、铌酸盐感受器中的至少一种。在一种可能的设计中,感受器沿气溶胶基质部的长度方向延伸。
22.在该设计中,限定了感受器的长度方向与气溶胶基质部的长度方向相同向设置。受到气溶胶基质部的长度影响,微波在气溶胶基质部各处的作用效果是不同的,气溶胶基质部中朝向谐振腔的一侧加热效果相对较好,气溶胶基质部中背离谐振腔的一侧加热效果相对较差,所以微波对气溶胶基质部各处的加热效果不同,因此气溶胶基质部各处的温度也会有所差异。将感受器沿气溶胶基质部的长度方向延伸,使得感受器能够对气溶胶基质部的多个位置的温度进行检测,提高温度检测的准确性,保证气溶胶基质部上不易出现温度过高的区域,有效避免气溶胶基质部产生有害物质,提高用户对气溶胶发生系统使用时的安全性。
23.在一种可能的设计中,气溶胶基质部包括:气溶胶基质段,感受器的长度小于等于气溶胶基质段的长度。
24.在该设计中,限定了感受器的长度和气溶胶基质段的长度的关系。由于感受器沿气溶胶基质部的长度方向延伸,且感受器的长度小于气溶胶基质部的长度,所以感受器没有伸出气溶胶基质段。
25.气溶胶基质部通常还包括:中空段、降温段和滤嘴段,中空段位于降温段和气溶胶基质段之间,降温段位于中空段和滤嘴段之间。中空段用于对气溶胶进行缓冲,使得气溶胶能够平缓的流动,中空段还与降温段相连,降温段用于对气溶胶进行降温,从而提高用户的舒适度,滤嘴段与降温段相连,滤嘴段用于对气溶胶进行过滤。气溶胶产生基质部还设置有外壳,外壳用于包裹气溶胶基质段、中空段、降温段和滤嘴段,外壳为具有支撑作用的硬纸管、聚乳酸材料管、蛋白质材料管、植物胶类材料管或纤维素衍生物材料管中的一种。
26.如果感受器伸出气溶胶基质段,伸出的部分检测无法起到检测温度的作用,因此设置感受器未伸出气溶胶基质段,能够在尽可能缩短感受器长度的基础上,保证了对气溶胶基质段的温度进行检测时的准确性,避免较长较大的感受器造成材料浪费。
27.在一种可能的设计中,感受器的数量为至少一个。
28.在该设计中,微波在气溶胶基质部各处的作用效果是不同的,所以微波对气溶胶基质部各处的加热效果不同,因此气溶胶基质部各处的温度也会有所差异。通过增加感受器的数量,能够对气溶胶基质部上的多个位置进行检测,提高温度检测的准确性,保证气溶胶基质部上不易出现温度过高的区域,有效避免气溶胶基质部产生有害物质,提高用户对气溶胶发生系统使用时的安全性。
29.在一种可能的设计中,感受器的数量为至少两个,至少两个感受器沿气溶胶基质部的长度方向间隔设置。
30.在该设计中,受到气溶胶基质部的长度影响,微波在气溶胶基质部各处的作用效果是不同的,气溶胶基质部中朝向谐振腔的一侧加热效果相对较好,气溶胶基质部中背离
谐振腔的一侧加热效果相对较差,所以微波对气溶胶基质部各处的加热效果不同,因此气溶胶基质部各处的温度也会有所差异。将至少两个感受器沿气溶胶基质部的长度方向间隔延伸,使得感受器能够对气溶胶基质部的多个位置的温度进行检测,提高温度检测的准确性,保证气溶胶基质部上不易出现温度过高的区域,有效避免气溶胶基质部产生有害物质,提高用户对气溶胶发生系统使用时的安全性。
31.将相邻两个气溶胶基质部间隔设置,是因为气溶胶基质部上相距较近的位置之间的温度差异较小,所以没有必要在相距较近的位置设置两个感受器,将气溶胶基质部间隔设置能够减少感受器的使用数量,节省材料用量。
32.在一种可能的设计中,感受器的形状包括以下一种或多种:棱柱体、棱锥体、棱锥体、圆锥体、球体。
33.在该设计中,在感受器的生产过程中,能够根据实际需求对感受器的形状进行合理设置。感受器的形状包括但不限于棱柱体、棱锥体、棱锥体、圆锥体、球体。
34.第二方面,本发明提出了一种气溶胶发生装置,用于加热第一方面中的气溶胶产生组件,气溶胶发生装置包括:谐振腔,气溶胶产生组件可伸入谐振腔;微波组件,微波组件用于向谐振腔内馈入微波,微波组件设有检测件和控制电路,检测件用于获取微波组件的电压驻波比,控制电路根据电压驻波比判断气溶胶产生组件中的感受器是否达到居里温度,基于感受器达到居里温度,则降低微波组件输出功率或关闭微波组件。
35.微波组件能够产生微波,并将微波馈入至谐振腔内,谐振腔内的微波能够作用于气溶胶基质部,从而产生气溶胶。谐振腔的腔壁由金属材料制成,示例性地,谐振腔的腔壁由铜、铝、铁等或其合金制成。
36.控制电路能够获取电压驻波比。电压驻波比的数值大小能够表示微波组件和气溶胶产生组件之间阻抗匹配情况。当阻抗失配时,电压驻波比的数值较大。当阻抗匹配时,电压驻波比的数值较小。
37.当感受器的温度达到自身的居里温度时,感受器自身能够发生相性变化,感受器的发生相应变化能够引起阻抗失配的现象,从而增大电压驻波比。当电压驻波比大于设定值时,说明当前气溶胶基质部的温度已经达到设定温度,此时气溶胶基质部的温度较高,为了避免气溶胶基质部的温度继续升高而产生有害物质,此时控制电路可以控制微波组件降低输出功率或停止工作,实现对气溶胶产生组件控温的功能。当气溶胶基质部的温度低于设定温度时,感受器可以恢复至原有的相性,电压驻波比减小,说明当前气溶胶基质部的温度已经降低,可以控制微波组件继续对气溶胶基质部进行加热。
38.通过感受器的相应变化改变微波组件的电压驻波比,可以实现对气溶胶基质部的非接触式控温,不需要设置与气溶胶基质部贴合的电路检测部件,避免电路检测部件发生脏污,降低用户对气溶胶发生装置的清理工作量。而且,通过感受器的相应变化检测气溶胶基质部的温度的方式,能够提高检测过程的准确性,避免气溶胶基质部产生有害物质,有利于提高用户使用过程中的安全性。
39.在一种可能的设计中,气溶胶发生装置还包括:壳体,谐振腔设置于壳体内;谐振柱,谐振柱的第一端与谐振腔的腔底壁相连,谐振柱的第二端与气溶胶产生组件相对设置。
40.在该设计中,谐振柱安装在雾化腔内,谐振柱的直径小于雾化腔的直径,所以雾化腔的外侧壁与雾化腔的内侧壁之间设置有间隙,微波能够在该部分间距内传导。谐振柱能
够作为导体,谐振柱可以由金属材料制成,示例性地,谐振柱由铜、铝、铁等或其合金制成。谐振柱用于传输微波以及提高微波传输速率,微波在雾化腔内传导时不易出现衰减,提高微波作用于气溶胶生成基质的效果,使得微波能够高效、快速的作用于气溶胶生成基质,有利于满足用户的使用需求。
41.在一种可能的设计中,壳体包括:第一本体;第二本体,第二本体可拆卸地连接于第一本体,第一本体和第二本体围合形成谐振腔。
42.在该设计中,限定了第一本体和第二本体的连接方式,第一本体能够拆卸于第二本体,在对气溶胶发生装置长时间使用后,需要对气溶胶发生装置进行清理时,可以将第一本体拆卸于第二本体,从而开启谐振腔的开口,能够便于单独对谐振腔进行清理,提高对气溶胶发生装置的清理便利性,进而提高用户对气溶胶发生装置的使用便利性。而且,在气溶胶发生装置发生损坏时,可以对气溶胶发生装置中的子部分进行单独更换,降低对气溶胶发生装置的维护成本。
43.示例性地,可以在第一本体和第二本体上设置安装孔,通过锁定件穿过安装孔,从而将安装座安装于本体。
44.在一种可能的设计中,第一本体或第二本体上设有安装座,安装座设有容纳腔,气溶胶基质部的一部分容纳于容纳部内。
45.在该设计中,安装座对气溶胶基质部和谐振柱进行间隔,避免谐振柱与气溶胶基质接触,从而避免谐振柱发生脏污,减少对谐振柱的清理工作量。
46.在一种可能的设计中,谐振腔包括:强场区,气溶胶产生组件中的感受器位于谐振腔的强场区,强场区为微波组件向谐振腔内馈入微波以形成的微波的强场区。
47.在该设计中,微波组件向雾化腔内馈入微波,微波在雾化腔内传导,受微波传输特性的影响,雾化腔内形成有强场区和弱场区。本体中的气溶胶生成基质设置在雾化腔的强场区内,能够保证对气溶胶生成基质的微波加热雾化效果。因此,通过将识别件也设置于强场区,能够保证识别件能够对气溶胶产生组件的谐振频率产生影响。
48.第三方面,本发明提出了一种气溶胶发生系统,包括如第一方面的任一可能中的气溶胶产生组件;如第二方面的任一可能设计中的气溶胶发生装置,气溶胶产生组件的一部分可插接至气溶胶发生装置内。因此气溶胶发生系统具有上述任一可能设计中所提出的气溶胶产生组件的全部有益效果,以及具有上述任一可能设计中所提出的气溶胶发生装置的全部有益效果,在此不再赘述。
49.第四方面,本发明提出了一种气溶胶发生系统的控制方法,气溶胶发生系统包括气溶胶产生组件和气溶胶发生装置,气溶胶产生组件包括:气溶胶基质部和感受器,感受器设于气溶胶基质部,气溶胶发生装置包括:谐振腔和微波组件,微波组件用于向谐振腔内馈入微波;控制方法包括:控制微波组件在微波频率范围内扫频运行,查找微波频率范围中的目标微波频率;控制微波组件以目标微波频率向谐振腔馈入微波,并获取微波组件的电压驻波比;根据电压驻波比,确定感受器的温度;根据感受器的温度,确定微波组件的工作状态。
50.本技术提供控制方法用于控制气溶胶发生系统,微波用于加热气溶胶基质部,其中,气溶胶基质部可为固体气溶胶产生基质或液态气溶胶产生基质。气溶胶发生装置内设置有用于容置气溶胶基质部的谐振腔,微波组件能够向谐振腔内馈入微波,气溶胶基质部
在微波的作用下受热雾化。
51.气溶胶发生装置接收到开始雾化指令,控制微波组件在微波频率范围内进行扫频运行。具体地,依次按照微波频率范围内的每个微波频率控制微波组件向谐振腔内馈入微波。根据雾化腔内参数的变化从而确定微波频率范围中的目标微波频率,目标微波频率为当前谐振腔状态下,微波组件运行的最佳频率点,即谐振腔内对微波吸收量最大的微波频率。通过目标微波频率的微波对气溶胶基质部进行加热,能够有利于提高气溶胶基质部的雾化效果。
52.当感受器的温度达到自身的居里温度时,感受器自身能够发生相性变化,感受器的发生相应变化能够引起阻抗失配的现象,从而增大电压驻波比。当电压驻波比大于设定值时,说明当前气溶胶基质部的温度已经达到设定温度,此时气溶胶基质部的温度较高,为了避免气溶胶基质部的温度继续升高而产生有害物质,此时控制电路可以控制微波组件降低输出功率或停止工作,实现对气溶胶产生组件控温的功能。当气溶胶基质部的温度低于设定温度时,感受器可以恢复至原有的相性,电压驻波比减小,说明当前气溶胶基质部的温度已经降低,可以控制微波组件继续对气溶胶基质部进行加热。
53.通过感受器的相应变化改变微波组件的电压驻波比,可以实现对气溶胶基质部的非接触式控温,不需要设置与气溶胶基质部贴合的电路检测部件,避免电路检测部件发生脏污,降低用户对气溶胶发生装置的清理工作量。而且,通过感受器的相应变化检测气溶胶基质部的温度的方式,能够提高检测过程的准确性,避免气溶胶基质部产生有害物质,有利于提高用户使用过程中的安全性。
54.在一种可能的设计中,根据感受器的温度,确定微波组件的工作状态,包括:基于感受器的温度达到居里温度,降低微波组件的输出功率或关闭微波组件;感受器的温度小于居里温度,控制微波组件以额定功率工作。
55.在该设计中,当感受器达到居里温度时,此时气溶胶基质部的温度较高,为了避免气溶胶基质部的温度继续升高而产生有害物质,此时控制电路可以控制微波组件降低输出功率或停止工作,实现对气溶胶产生组件控温的功能。当感受器的温度低于居里温度时,感受器可以恢复至原有的相性,电压驻波比减小,说明当前气溶胶基质部的温度已经降低,可以控制微波组件继续对气溶胶基质部进行加热。
56.在一种可能的设计中,查找微波频率范围中的目标微波频率之后,还包括:根据目标微波频率与设定频率的数值关系,确定气溶胶产生组件和微波组件的匹配状态;基于气溶胶产生组件和微波组件为匹配状态,控制微波组件以目标微波频率向谐振腔馈入微波;基于溶胶产生组件和微波组件为非匹配状态,控制微波组件停止运行,输出提示信息。
57.在该设计中,根据目标微波频率与设定频率范围的数值关系,能够判断气溶胶产生组件和微波组件的匹配状态,即气溶胶产生组件是否与微波组件相匹配。再根据气溶胶产生组件和微波组件的匹配状态,对微波组件的运行进行控制。
58.检测件可以改变谐振腔的微波频率,当具有不同检测件的气溶胶产生组件装配至气溶胶发生装置时,谐振腔的谐振频率是不同的,当微波频率与当前的谐振腔的谐振频率相同时,此时对气溶胶基质部的加热效果最好,此时的微波频率为目标微波频率。
59.当确定作为正品的检测件的材料后,谐振腔的谐振频率同样确定,此时与谐振频率相等的微波频率即为设定频率。
60.将当前的目标微波频率和设定频率范围进行对比,当目标微波频率与设定频率的差值大于设定值时,目标微波频率与设定频率的差值较大,认为气溶胶产生组件和微波组件不匹配,即当前的气溶胶产生组件为伪造品。
61.当目标微波频率与设定频率的差值小于设定值时,目标微波频率与设定频率的差值较小,认为气溶胶产生组件和微波组件匹配,即当前的气溶胶产生组件为正品。
62.通过目标微波频率与设定频率进行比较,实现了对气溶胶产生组件的防伪功能,有利于保护市场秩序、厂家和消费者的合法权益。
63.本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
64.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
65.图1示出了本发明的实施例中气溶胶产生组件的结构示意图之一;
66.图2示出了本发明的实施例中气溶胶产生组件的结构示意图之二;
67.图3示出了本发明的实施例中气溶胶产生组件的结构示意图之三;
68.图4示出了本发明的实施例中气溶胶产生组件的结构示意图之四;
69.图5示出了本发明的实施例中气溶胶发生系统的结构示意图;
70.图6示出了本发明的实施例中气溶胶发生系统的控制方法的流程图。
71.其中,图1至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
72.100气溶胶发生装置,110谐振腔,120微波组件,130壳体,131第一本体,132第二本体,133安装座,140谐振柱,200气溶胶产生组件,210气溶胶基质部,211气溶胶基质段,212中空段,213降温段,214滤嘴段,220感受器。
具体实施方式
73.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
74.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
75.下面参照图1至图6描述根据本发明的一些实施例提供的气溶胶产生组件、气溶胶发生装置、气溶胶发生系统和气溶胶发生系统的控制方法。
76.结合图1、图2和图5所示,在发明的一些实施例中,提出了一种气溶胶产生组件,包括:气溶胶基质部210和感受器220,感受器220设于气溶胶基质部210,感受器220具有一居里温度,居里温度小于400摄氏度。
77.感受器220设置在气溶胶基质部210内,当气溶胶基质部210的温度升高时,感受器220的温度也会升高。
78.具体地,微波组件120设置有控制电路,控制电路能够获取电压驻波比。电压驻波
比的数值大小能够表示微波组件120和气溶胶产生组件200之间阻抗匹配情况。当阻抗失配时,电压驻波比的数值较大。当阻抗匹配时,电压驻波比的数值较小。
79.当感受器220的温度达到自身的居里温度时,感受器220自身能够发生相性变化,感受器220的发生相应变化能够引起阻抗失配的现象,从而增大电压驻波比。当电压驻波比大于设定值时,说明当前气溶胶基质部210的温度已经达到设定温度,此时气溶胶基质部210的温度较高,为了避免气溶胶基质部210的温度继续升高而产生有害物质,此时控制电路可以控制微波组件降低输出功率或停止工作,实现对气溶胶产生组件控温的功能。当气溶胶基质部210的温度低于设定温度时,感受器220可以恢复至原有的相性,电压驻波比减小,说明当前气溶胶基质部210的温度已经降低,可以控制微波组件120继续对气溶胶基质部210进行加热。
80.通过感受器220的相应变化改变微波组件120的电压驻波比,可以实现对气溶胶基质部210的非接触式控温,不需要设置与气溶胶基质部210贴合的电路检测部件,避免电路检测部件发生脏污,降低用户对气溶胶发生装置100的清理工作量,增长了气溶胶发生装置100的使用寿命。由于气溶胶产生组件200为一次性使用,无需清洁,抽完即弃。而且,通过感受器220的相应变化检测气溶胶基质部210的温度的方式,能够提高检测过程的准确性,避免气溶胶基质部210产生有害物质,有利于提高用户使用过程中的安全性。
81.在一种可能的应用中,感受器220能够改变谐振腔110内的谐振频率。
82.通过在气溶胶基质部210内设置感受器220,使谐振腔110内的谐振频率在设定范围内。控制微波组件120对气溶胶产生组件200进行微波加热之前,微波组件120进行扫频运行,以确定微波组件120的最佳运行频率点,最佳运行频率点与雾化腔内的谐振频率相关,从而能够识别气溶胶产生组件200的种类,并根据气溶胶产生组件200的种类配置合适的运行模式,以对气溶胶产生组件200中的气溶胶生成基质加热,提高了气溶胶发生装置100的雾化效率。实现了气溶胶发生装置100能够对气溶胶产生组件200中的气溶胶生成基质的种类识别,并根据种类不同设置对应的加热模式,提高了气溶胶发生装置100对不同种类气溶胶生成基质的雾化效果。
83.可以理解的是,通过在气溶胶基质部210内设置感受器220的方式,实现了气溶胶发生装置100对气溶胶产生组件200的识别,因此,能够选择通过识别件将气溶胶产生组件200设置在设定谐振频率范围内,通过设定气溶胶发生装置100仅能够对处于设定谐振频率范围内的气溶胶产生组件200进行微波加热,从而实现气溶胶产生组件200的防伪作用。
84.感受器220的材料主要用于指示整个加热期间气溶胶基质部210达到最大期望温度的时刻。
85.在一种可能的实施例中,感受器220达到居里温度时,感受器220的磁导率和/或介电常数的变化值大于设定值。
86.在该实施例中,当感受器220达到距离温度时,感受器220会发生相性变化,此时感受器220的磁导率和/或介电常数会发生大幅度变化,这种大幅度的变化会影响微波组件中微波传输线的电压驻波比,从而可以实现对气溶胶基质部210进行控温的功能。
87.在一种可能的实施例中,感受器220包括铁电体感受器或压电体感受器。
88.在该设计中,微波组件对气溶胶基质部加热过程中,当气溶胶基质部的温度达到铁电体感受器和/或压电体感受器的居里温度,感受器220的晶格结构发生改变,极化消失,
感受器220的介电常数显著增大,表现出一个极大值,温度敏感性高,会引起气溶胶发生系统中比较明显的阻抗失配现象。这种相变变化说明当前气溶胶基质部的温度已经高于设定温度,当检测到与感受器220的居里温度关联的相变引起的阻抗失配时,微波组件可以自动停止对气溶胶基质部的加热。在停止加热之后并在气溶胶基质部冷却直到低于感受器220的居里温度,在这时感受器220再恢复其铁电性/压电性。在微波组件的控制电路可以检测到该相变引起的阻抗失配性明显减小,即可以再次启动微波组件对气溶胶基质部进行加热。通过微波组件重复的启动和停止即可控制对气溶胶基质部的加热温度,实现了对气溶胶基质部的非接触式控温。
89.铁电体感受器和压电体感受器具有较高的电阻率、较高的介电常数和较低的介电损耗。使感受器220不会对微波进行过渡的吸收,保证微波组件产生的微波均能够作用于气溶胶基质部上,避免了感受器220对气溶胶基质部的雾化效果产生影响。
90.在一种可能的实施例中,感受器220包括:钙钛矿结构的铁电/压电陶瓷感受器;和/或铁电/压电薄膜感受器;和/或陶瓷热敏电阻感受器。
91.在一种可能的实施例中,感受器220包括:钛酸铋钠感受器、铌酸铋钡感受器、钛酸钡感受器、铌酸钠感受器、钛酸铌感受器、钛酸锶钡感受器、铌酸盐感受器中的至少一种。
92.如图1所示,在一种可能的实施例中,感受器220沿气溶胶基质部210的长度方向延伸。
93.在该实施例中,限定了感受器220的长度方向与气溶胶基质部210的长度方向相同向设置。受到气溶胶基质部210的长度影响,微波在气溶胶基质部210各处的作用效果是不同的,气溶胶基质部210中朝向谐振腔110的一侧加热效果相对较好,气溶胶基质部210中背离谐振腔110的一侧加热效果相对较差,所以微波对气溶胶基质部210各处的加热效果不同,因此气溶胶基质部210各处的温度也会有所差异。将感受器220沿气溶胶基质部210的长度方向延伸,使得感受器220能够对气溶胶基质部210的多个位置的温度进行检测,提高温度检测的准确性,保证气溶胶基质部210上不易出现温度过高的区域,有效避免气溶胶基质部210产生有害物质,提高用户对气溶胶发生系统使用时的安全性。
94.在一种可能的实施例中,气溶胶基质部210包括:气溶胶基质段211,感受器220的长度小于等于气溶胶基质段211的长度。
95.在该实施例中,限定了感受器220的长度和气溶胶基质段211的长度的关系。由于感受器220沿气溶胶基质部210的长度方向延伸,且感受器220的长度小于气溶胶基质部210的长度,所以感受器220没有伸出气溶胶基质段211。
96.气溶胶基质部210通常还包括:中空段212、降温段213和滤嘴段214,中空段212位于降温段213和气溶胶基质段211之间,降温段213位于中空段212和滤嘴段214之间。中空段212用于对气溶胶进行缓冲,使得气溶胶能够平缓的流动,中空段212还与降温段213相连,降温段213用于对气溶胶进行降温,从而提高用户的舒适度,滤嘴段214与降温段213相连,滤嘴段214用于对气溶胶进行过滤。气溶胶产生基质部还设置有外壳,外壳用于包裹气溶胶基质段211、中空段212、降温段213和滤嘴段214,外壳为具有支撑作用的硬纸管、聚乳酸材料管、蛋白质材料管、植物胶类材料管或纤维素衍生物材料管中的一种。
97.如果感受器220伸出气溶胶基质段211,伸出的部分检测无法起到检测温度的作用,因此设置感受器220未伸出气溶胶基质段211,能够在尽可能缩短感受器220长度的基础
上,保证了对气溶胶基质段211的温度进行检测时的准确性,避免较长较大的感受器220造成材料浪费。
98.在一种可能的应用中,气溶胶基质段211是以烟草、本草或草本植物叶、药物为主要的固体原料,制备成包括以下不同形态的基质:包括颗粒物、薄片、粉末碎片、丝状物、膏状物,薄饼状物、多孔气凝胶、胶囊等中的一种或多种。
99.中空段212的材料为硬纸管、聚乳酸材料管、合成树脂、蛋白质材料管、植物胶类材料管、纤维素衍生物材料管、乙酸纤维素、聚乳酸丝束或醋酸纤维丝束等中的一种。
100.降温段213的材料选择聚乳酸/铝箔复合薄膜、纸质滤棒、聚乳酸无纺布、聚乳酸颗粒、聚乳酸丝束编织管、锯齿状聚乳酸折叠薄膜、乙酸纤维素、降温活性炭复合材料中的一种;滤嘴段214为聚乳酸丝束或醋酸纤维丝束中的一种。
101.气溶胶产生组件200的整体长度为30mm-70mm,优选为40mm-50mm。其中气溶胶基质段211的高度为6mm-25mm,优选为8mm-12mm。气溶胶基质段211的直径为4mm-17mm,优选为5mm-8mm。
102.结合图3和图4所示,在一种可能的实施例中,感受器220的数量为至少一个。
103.在该实施例中,微波在气溶胶基质部210各处的作用效果是不同的,所以微波对气溶胶基质部210各处的加热效果不同,因此气溶胶基质部210各处的温度也会有所差异。通过增加感受器220的数量,能够对气溶胶基质部210上的多个位置进行检测,提高温度检测的准确性,保证气溶胶基质部210上不易出现温度过高的区域,有效避免气溶胶基质部210产生有害物质,提高用户对气溶胶发生系统使用时的安全性。
104.如图3所示,在一种可能的实施例中,感受器220的数量为至少两个,至少两个感受器220沿气溶胶基质部210的长度方向间隔设置。
105.在该实施例中,受到气溶胶基质部210的长度影响,微波在气溶胶基质部210各处的作用效果是不同的,气溶胶基质部210中朝向谐振腔110的一侧加热效果相对较好,气溶胶基质部210中背离谐振腔110的一侧加热效果相对较差,所以微波对气溶胶基质部210各处的加热效果不同,因此气溶胶基质部210各处的温度也会有所差异。将至少两个感受器220沿气溶胶基质部210的长度方向间隔延伸,使得感受器220能够对气溶胶基质部210的多个位置的温度进行检测,提高温度检测的准确性,保证气溶胶基质部210上不易出现温度过高的区域,有效避免气溶胶基质部210产生有害物质,提高用户对气溶胶发生系统使用时的安全性。
106.将相邻两个气溶胶基质部210间隔设置,是因为气溶胶基质部210上相距较近的位置之间的温度差异较小,所以没有必要在相距较近的位置设置两个感受器220,将气溶胶基质部210间隔设置能够减少感受器220的使用数量,节省材料用量。
107.在一种可能的应用中,感受器220的居里温度低于400摄氏度。
108.铁电体感受器220和压电体感受器220具有较高的电阻率、较高的介电常数和较低的介电损耗。使感受器220不会对微波进行过渡的吸收,保证微波组件120产生的微波均能够作用于气溶胶基质部210上,避免了感受器220对气溶胶基质部210的雾化效果产生影响。
109.在一种可能的应用中,感受器220包括:钙钛矿结构的铁电/压电陶瓷、铁电/压电薄膜、pct陶瓷热敏电阻,优选钛酸铋钠、铌酸铋钡、钛酸钡、铌酸钠、钛酸铌、钛酸锶钡、铌酸盐类等中的一种或多种。
110.在一种可能的实施例中,感受器220的形状包括以下一种或多种:棱柱体、棱锥体、棱锥体、圆锥体、球体。
111.在该实施例中,在感受器220的生产过程中,能够根据实际需求对感受器220的形状进行合理设置。感受器220的形状包括但不限于棱柱体、棱锥体、棱锥体、圆锥体、球体。
112.在一种可能的应用中,感受器220的长度在6mm至25mm之间,感受器220的宽度在1mm至6mm之间,感受器220的厚度在10μm至100μm之间。
113.结合图1和图5所示,在本发明的一些实施例中,提出了一种气溶胶发生装置100,气溶胶发生装置100用于加热上述实施例中的气溶胶产生组件200,气溶胶发生装置100包括:谐振腔110和微波组件120,气溶胶产生组件200可伸入谐振腔110;微波组件120用于向谐振腔110内馈入微波,微波组件120设有检测件和控制电路,检测件用于获取微波组件120的电压驻波比,控制电路根据电压驻波比判断气溶胶产生组件200中的感受器220是否达到居里温度,基于感受器220达到居里温度,则降低微波组件120输出功率或关闭微波组件。
114.微波组件120能够产生微波,并将微波馈入至谐振腔110内,谐振腔110内的微波能够作用于气溶胶产生组件200的气溶胶基质部210,从而产生气溶胶。谐振腔110的腔壁由金属材料制成,示例性地,谐振腔110的腔壁由铜、铝、铁等或其合金制成。
115.控制电路能够获取电压驻波比。电压驻波比的数值大小能够表示微波组件120和气溶胶产生组件200之间阻抗匹配情况。当阻抗失配时,电压驻波比的数值较大。当阻抗匹配时,电压驻波比的数值较小。
116.当感受器220的温度达到自身的居里温度时,感受器220自身能够发生相性变化,感受器220的发生相应变化能够引起阻抗失配的现象,从而增大电压驻波比。当电压驻波比大于设定值时,说明当前气溶胶基质部210的温度已经达到设定温度,此时气溶胶基质部210的温度较高,为了避免气溶胶基质部210的温度继续升高而产生有害物质,此时可以通过控制电路控制微波组件120降低输出功率或停止工作,实现对气溶胶产生组件200控温的功能。当气溶胶基质部210的温度低于设定温度时,感受器220可以恢复至原有的相性,电压驻波比减小,说明当前气溶胶基质部210的温度已经降低,可以控制微波组件120继续对气溶胶基质部210进行加热。
117.通过感受器220的相应变化改变微波组件120的电压驻波比,可以实现对气溶胶基质部210的非接触式控温,不需要设置与气溶胶基质部210贴合的电路检测部件,避免电路检测部件发生脏污,降低用户对气溶胶发生装置100的清理工作量,增长了气溶胶发生装置100的使用寿命。由于气溶胶产生组件200为一次性使用,无需清洁,抽完即弃。而且,通过感受器220的相应变化检测气溶胶基质部210的温度的方式,能够提高检测过程的准确性,避免气溶胶基质部210产生有害物质,有利于提高用户使用过程中的安全性。
118.在一种可能的实施例中,气溶胶发生装置100还包括:壳体130和谐振柱140,谐振腔110设置于壳体130内;谐振柱140的第一端与谐振腔110的腔底壁相连,谐振柱140的第二端与气溶胶产生组件200相对设置。
119.在该实施例中,谐振柱140安装在雾化腔内,谐振柱140的直径小于雾化腔的直径,所以雾化腔的外侧壁与雾化腔的内侧壁之间设置有间隙,微波能够在该部分间距内传导。谐振柱140能够作为导体,谐振柱140可以由金属材料制成,示例性地,谐振柱140由铜、铝、铁等或其合金制成。谐振柱140用于传输微波以及提高微波传输速率,微波在雾化腔内传导
时不易出现衰减,提高微波作用于气溶胶生成基质的效果,使得微波能够高效、快速的作用于气溶胶生成基质,有利于满足用户的使用需求。
120.如图5所示,在一种可能的实施例中,壳体130包括:第一本体131和第二本体132,第二本体132可拆卸地连接于第一本体131,第一本体131和第二本体132围合形成谐振腔110。
121.在该实施例中,限定了第一本体131和第二本体132的连接方式,第一本体131能够拆卸于第二本体132,在对气溶胶发生装置100长时间使用后,需要对气溶胶发生装置100进行清理时,可以将第一本体131拆卸于第二本体132,从而开启谐振腔110的开口,能够便于单独对谐振腔110进行清理,提高对气溶胶发生装置100的清理便利性,进而提高用户对气溶胶发生装置100的使用便利性。而且,在气溶胶发生装置100发生损坏时,可以对气溶胶发生装置100中的子部分进行单独更换,降低对气溶胶发生装置100的维护成本。
122.示例性地,可以在第一本体131和第二本体132上设置安装孔,通过锁定件穿过安装孔,从而将安装座133安装于本体。
123.如图5所示,在一种可能的实施例中,第一本体131或第二本体132上设有安装座133,安装座133设有容纳腔,气溶胶基质部210的一部分容纳于容纳部内。
124.在该实施例中,安装座133对气溶胶基质部210和谐振柱140进行间隔,避免谐振柱140与气溶胶基质接触,从而避免谐振柱140发生脏污,减少对谐振柱140的清理工作量。
125.在一种可能的应用中,安装座133采用具有一定强度和低介电损耗的非导电材料,如peek材料、ptfe、微波透明陶瓷、玻璃、碳化硅、氧化铝等等。容纳部内壁表面有局部凸起结构,目的是保持抽吸时气流顺畅,减小吸阻。
126.在一种可能的实施例中,谐振腔110包括:强场区,气溶胶产生组件200中的感受器220位于谐振腔110的强场区,强场区为微波组件120向谐振腔110内馈入微波以形成的微波的强场区。
127.在该实施例中,微波组件120向雾化腔内馈入微波,微波在雾化腔内传导,受微波传输特性的影响,雾化腔内形成有强场区和弱场区。本体中的气溶胶生成基质设置在雾化腔的强场区内,能够保证对气溶胶生成基质的微波加热雾化效果。因此,通过将识别件也设置于强场区,能够保证识别件能够对气溶胶产生组件200的谐振频率产生影响。
128.本发明的实施例提出了一种气溶胶发生系统,包括如上述任一实施例中的气溶胶产生组件;如上述任一实施例中的气溶胶发生装置,气溶胶产生组件的一部分可插接至气溶胶发生装置内。因此气溶胶发生系统具有上述任一可能实施例中所提出的气溶胶产生组件的全部有益效果,以及具有上述任一可能实施例中所提出的气溶胶发生装置的全部有益效果,在此不再赘述。
129.在本发明的一些实施例中,提出了一种气溶胶发生系统的控制方法,气溶胶发生系统包括气溶胶产生组件和气溶胶发生装置,气溶胶产生组件包括:气溶胶基质部和感受器,感受器设于气溶胶基质部,气溶胶发生装置包括:谐振腔和微波组件,微波组件用于向谐振腔内馈入微波。
130.如图6所示,气溶胶发生系统的控制方法包括:
131.步骤s102,控制微波组件在微波频率范围内扫频运行,查找微波频率范围中的目标微波频率;
132.步骤s104,控制微波组件以目标微波频率向谐振腔馈入微波,并获取微波组件的电压驻波比;
133.步骤s106,根据电压驻波比,确定感受器的温度;
134.步骤s108,根据感受器的温度,确定微波组件的工作状态。
135.本实施例提供控制方法用于控制气溶胶发生系统,微波用于加热气溶胶基质部,其中,气溶胶基质部可为固体气溶胶产生基质或液态气溶胶产生基质。气溶胶发生装置内设置有用于容置气溶胶基质部的谐振腔,微波组件能够向谐振腔内馈入微波,气溶胶基质部在微波的作用下受热雾化。
136.气溶胶发生装置接收到开始雾化指令,控制微波组件在微波频率范围内进行扫频运行。具体地,依次按照微波频率范围内的每个微波频率控制微波组件向谐振腔内馈入微波。根据雾化腔内参数的变化从而确定微波频率范围中的目标微波频率,目标微波频率为当前谐振腔状态下,微波组件运行的最佳频率点,即谐振腔内对微波吸收量最大的微波频率。通过目标微波频率的微波对气溶胶基质部进行加热,能够有利于提高气溶胶基质部的雾化效果。
137.当感受器的温度达到自身的居里温度时,感受器自身能够发生相性变化,感受器的发生相应变化能够引起阻抗失配的现象,从而增大电压驻波比。当电压驻波比大于设定值时,说明当前气溶胶基质部的温度已经达到设定温度,此时气溶胶基质部的温度较高,为了避免气溶胶基质部的温度继续升高而产生有害物质,此时控制电路可以控制微波组件降低输出功率或停止工作,实现对气溶胶产生组件控温的功能。当气溶胶基质部的温度低于设定温度时,感受器可以恢复至原有的相性,电压驻波比减小,说明当前气溶胶基质部的温度已经降低,可以控制微波组件继续对气溶胶基质部进行加热。
138.通过感受器的相应变化改变微波组件的电压驻波比,可以实现对气溶胶基质部的非接触式控温,不需要设置与气溶胶基质部贴合的电路检测部件,避免电路检测部件发生脏污,降低用户对气溶胶发生装置的清理工作量。而且,通过感受器的相应变化检测气溶胶基质部的温度的方式,能够提高检测过程的准确性,避免气溶胶基质部产生有害物质,有利于提高用户使用过程中的安全性。在一种可能的实施例中,根据感受器的温度,确定微波组件的工作状态,包括:基于感受器的温度达到居里温度,降低微波组件的输出功率或关闭微波组件;感受器的温度小于居里温度,控制微波组件以额定功率工作。
139.在该实施例中,当感受器达到居里温度时,此时气溶胶基质部的温度较高,为了避免气溶胶基质部的温度继续升高而产生有害物质,此时控制电路可以控制微波组件降低输出功率或停止工作,实现对气溶胶产生组件控温的功能。当感受器的温度低于居里温度时,感受器可以恢复至原有的相性,电压驻波比减小,说明当前气溶胶基质部的温度已经降低,可以控制微波组件继续对气溶胶基质部进行加热。
140.在一种可能的实施例中,查找微波频率范围中的目标微波频率之后,还包括:根据目标微波频率与设定频率的数值关系,确定气溶胶产生组件和微波组件的匹配状态;基于气溶胶产生组件和微波组件为匹配状态,控制微波组件以目标微波频率向谐振腔馈入微波;基于溶胶产生组件和微波组件为非匹配状态,控制微波组件停止运行,输出提示信息。
141.在该实施例中,根据目标微波频率与设定频率范围的数值关系,能够判断气溶胶产生组件和微波组件的匹配状态,即气溶胶产生组件是否与微波组件相匹配。再根据气溶
胶产生组件和微波组件的匹配状态,对微波组件的运行进行控制。
142.检测件可以改变谐振腔的微波频率,当具有不同检测件的气溶胶产生组件装配至气溶胶发生装置时,谐振腔的谐振频率是不同的,当微波频率与当前的谐振腔的谐振频率相同时,此时对气溶胶基质部的加热效果最好,此时的微波频率为目标微波频率。
143.当确定作为正品的检测件的材料后,谐振腔的谐振频率同样确定,此时与谐振频率相等的微波频率即为设定频率。
144.将当前的目标微波频率和设定频率范围进行对比,当目标微波频率与设定频率的差值大于设定值时,目标微波频率与设定频率的差值较大,认为气溶胶产生组件和微波组件不匹配,即当前的气溶胶产生组件为伪造品。
145.当目标微波频率与设定频率的差值小于设定值时,目标微波频率与设定频率的差值较小,认为气溶胶产生组件和微波组件匹配,即当前的气溶胶产生组件为正品。
146.通过目标微波频率与设定频率进行比较,实现了对气溶胶产生组件的防伪功能,有利于保护市场秩序、厂家和消费者的合法权益。
147.在本发明中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
148.在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
149.以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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