CN108471811B - 具有电极的气溶胶生成*** - Google Patents

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Abstract

一种气溶胶生成***，用于气溶胶生成***的筒，以及确定保持于气溶胶生成***的液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量的方法。所述气溶胶生成***包括用于保持液体气溶胶形成基质的液体储存部分(201)、第一电极和与所述第一电极间隔开的第二电极(322，324)、包括一个或多个气溶胶生成元件的气溶胶生成构件，以及控制***。所述气溶胶生成元件中的至少一个包括所述第一电极和所述第二电极(322，324)中的一个。所述第一电极和所述第二电极(322，324)被布置成使得所述液体储存部分(201)的至少一部分布置于所述第一电极与所述第二电极(322，324)之间。所述控制***被配置成测量所述第一电极与所述第二电极(322，324)之间的电学量且基于测得的所述电学量信息确定保持于所述液体储存部分(201)中的液体气溶胶形成基质的量。

Description

具有电极的气溶胶生成***
技术领域
本发明涉及气溶胶生成***和用于气溶胶生成***的筒。所述气溶胶生成***可以是电操作吸烟***。
背景技术
一种类型的气溶胶生成***是电操作吸烟***。电操作吸烟***通常包括被雾化以形成气溶胶的液体气溶胶形成基质。电操作吸烟***常常包括电源、用于保持液体气溶胶形成基质的供应的液体储存部分和雾化器。在电子操作式吸烟***中使用的普通类型的雾化器包括围绕浸没在液体气溶胶形成基质中的细长芯缠绕的加热线的线圈。
液体气溶胶形成基质在气溶胶生成***的使用期间消耗，且常常需要通过再填充液体储存部分或通过更换包括液体储存部分的筒来进行更换。
期望的是气溶胶生成***为用户提供对保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量的准确确定。期望的是气溶胶生成***准确监测保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。
发明内容
在本发明的第一方面中，提供一种气溶胶生成***，其包括：用于保持液体气溶胶形成基质的液体储存部分；第一电极和与第一电极间隔开的第二电极；以及控制***。第一电极和第二电极被布置成使得液体储存部分的至少一部分布置于第一电极与第二电极之间。所述控制***被配置成测量所述第一电极与所述第二电极之间的电学量且基于测得的所述电学量信息确定保持于所述液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。
这可以实现保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量的准确且可靠的确定。
如本文参考本发明所使用，术语‘电学量’用以描述可通过测量来量化的任何电学性质、参数或属性。举例来说，合适的‘电学量’包含电流、电压、阻抗、电容和电阻。控制***可以被配置成测量第一电极与第二电极之间的阻抗、电容和电阻中的至少一个。
如本文参考本发明所使用，术语‘量’用以描述保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的质量、数量或比例。所确定的保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量可以包括绝对或相对值。所确定的液体气溶胶形成基质的量可以包括体积，例如以升计的值。所确定的保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量可以包括分数或百分比，例如1或100％指示装满的液体储存部分且0或0％指示空的液体储存部分。
液体储存部分可以被配置成保持液体气溶胶形成基质和空气两者。液体气溶胶形成基质可以具有与空气大体上不同的电学性质。液体储存部分的电学性质可以取决于保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量和保持于液体储存部分中的空气量。
液体储存部分还可以包括用于保持液体气溶胶形成基质的载体材料和用于保持液体气溶胶形成基质的外壳中的一个或多个。液体气溶胶形成基质、空气、载体材料和外壳可以具有不同的电学性质。
第一和第二电极可以被布置成使得保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质布置于第一和第二电极之间。第一和第二电极也可以被布置成使得保持于液体储存部分中的空气、载体材料和外壳中的一个或多个布置于第一和第二电极之间。第一和第二电极可以被布置成与保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质接触。第一和第二电极可以被布置成与载体材料接触。第一和第二电极可以被布置成与外壳接触。
当液体储存部分装满时，液体储存部分可以主要保持液体气溶胶形成基质。在使用中，液体气溶胶形成基质可以从液体储存部分消耗且被空气代替。当液体储存部分是空的时，液体储存部分可以主要保持空气。在液体储存部分包括载体材料的情况下，液体储存部分可以保持液体气溶胶形成基质、空气和载体材料的组合。液体储存部分可以再填充，以液体气溶胶形成基质代替液体储存部分中的空气。液体储存部分的电学性质可以在使用期间改变，因为保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质与空气的比率改变。
液体储存部分可以包括电负载。液体储存部分可以包括电阻性负载和电容性负载中的至少一个。有利的是，可以在不需要复杂电子器件的情况下测量电阻性负载和电容性负载的电学量。
气溶胶生成***被配置成监测液体储存部分的电学性质。这是通过将液体储存部分的至少一部分布置于第一电极与第二电极之间且通过配置控制***以测量第一电极与第二电极之间的电学量来实现。控制***被配置成测量跨越液体储存部分的至少一部分的电学量。控制***进一步被配置成基于测得的电学量信息确定保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。
控制***可以被配置成通过计算而确定保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。所述计算可以使用测得的电学量信息。这可以是有利的，因为控制***可以不需要存储或检索历史测量数据来执行确定。
由控制***测得的电学量可以关于保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量以可预测方式改变。举例来说，保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量可以与由控制***测得的第一电极与第二电极之间的电阻大体上成反比。举例来说，保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量可以与由控制***测得的第一电极与第二电极之间的电容大体上成正比。这可以使得液体气溶胶形成基质的量的确定是准确且可靠的。测得的电学量与保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量之间的关系可以取决于第一电极和第二电极相对于彼此和液体储存部分的布置。
控制***可以被配置成通过比较而确定保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。这可以是有利的，因为控制***可能够比计算更快地执行比较。控制***可以被配置成比较测得的电学量信息与存储于控制***中的参考电学量信息。
参考电学量信息可以存储于控制***的存储器中。参考电学量信息可以是由控制***测得且存储于控制***的存储器中的电学量信息。参考电学量信息可以与液体气溶胶形成基质量信息相关联。这可以使得保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量的确定是可靠的。
参考电学量信息可以包括参考电学量信息的多个范围。参考电学量信息的每一范围可以与液体气溶胶形成基质量相关联。控制***可以被配置成比较且匹配测得的电学量信息与存储的参考电学量信息的范围。
参考电学量信息可以存储于查找表中。查找表可以包括存储的参考电学量信息和存储的液体气溶胶形成基质量信息。存储的参考电学量信息可以与存储的液体气溶胶形成基质量信息相关联。存储的液体气溶胶形成基质量信息可以包括体积信息和分数填充信息中的一个或多个。
控制***可以被配置成向用户指示所确定的保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。
气溶胶生成***可以进一步包括被布置成从液体储存部分接收液体气溶胶形成基质的气溶胶生成构件。控制***可以被配置成比较所确定的液体气溶胶形成基质的量与存储于控制***中的预定阈值量。控制***可以被配置成当所确定的液体气溶胶形成基质的量低于预定阈值时阻止气溶胶生成构件的操作。当不存在足够的液体气溶胶形成基质用于气溶胶生成***如希望那样起作用时这可以大体上停用或禁止气溶胶生成构件的操作。举例来说，如果不足够的液体气溶胶形成基质保持于液体储存部分中，那么液体气溶胶形成基质不可由气溶胶生成构件接收。在无足够液体气溶胶形成基质的情况下气溶胶生成构件的激活可能导致包括不合意的组分的气溶胶的产生。这会导致不合意的用户体验。举例来说，如果不足够的液体气溶胶形成基质由气溶胶生成构件接收，那么气溶胶生成构件的激活可以导致气溶胶生成构件的温度的不合意增加，这会损坏气溶胶生成构件。控制***可以被配置成在所确定的保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量低于预定阈值量的情况下停用或阻止气溶胶生成构件的操作。这可以改善用户体验且延长气溶胶生成构件的寿命。
控制***可以被配置成测量第一和第二电极之间的电学量且独立于气溶胶生成构件的操作而确定保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。这可以使得控制***能够在操作气溶胶生成构件之前停用或阻止气溶胶生成构件的操作。这可以进一步延长气溶胶生成构件的寿命。
预定阈值量可以在工厂中或由用户在第一次使用之前设定。预定阈值量可以是任何合适的量。预定阈值量可以在液体储存部分体积的约1％与约15％之间，或约3％与10％之间或约5％。举例来说，对于被配置成保持约2ml的液体气溶胶形成基质的液体储存部分，预定阈值量可以在约0.1ml与约0.3ml之间。预定阈值量可以取决于液体储存部分的体积。预定阈值量可以在约0.1ml与10ml之间，或约0.5ml与约5ml之间，或约0.5ml。
控制***可以被配置成以任何合适方式阻止气溶胶生成构件的操作。控制***可以被配置成将控制信号发送到气溶胶生成构件以阻止操作。控制***可以被配置成阻止或禁止电力供应到气溶胶生成构件。
控制***可以被配置成停用气溶胶生成构件。控制***可以被配置成可逆地停用气溶胶生成构件。控制***可以被配置成在所确定的量高于预定阈值量的情况下启用气溶胶生成构件。控制***可以被配置成不可逆地停用气溶胶生成构件。控制***可以被配置成损坏或打断气溶胶生成构件与电源之间的脆弱连接。这对于包括气溶胶生成构件的气溶胶生成***的一次性筒且对于一次性气溶胶生成***可以是有利的。
第一电极和第二电极可以被布置在相对于液体储存部分的任何合适位置。第一电极和第二电极可以被布置在液体储存部分处或液体储存部分中。第一电极和第二电极可以被布置在外壳处或外壳上。在液体储存部分的外壳形成用于保持液体气溶胶形成基质的腔的情况下，第一电极和第二电极可以被布置在腔处或腔中。
气溶胶生成***可以包括一对或多对第一和第二电极。气溶胶生成***可以包括两对或更多对电极，其被布置成使得液体储存部分的不同部分布置于第一和第二电极之间。提供多对电极可以改进测量的可靠性。所述一对或多对第一和第二电极可以包括传感器的部分。
所述电极可以是任何合适类型的电极。举例来说，合适类型的电极包含点电极、环电极、板电极或轨道电极。第一电极和第二电极可以是相同类型的电极。第一电极和第二电极可以是不同类型的电极。
所述电极可以是任何合适的形状。举例来说，电极可以是：正方形、矩形、弯曲的、弓状、环形、螺旋形或螺旋状。电极可以是大体上圆柱形的。电极可以包括大体上线性、非线性、平面或非平面的一个或多个区段。电极可以是刚性的。这可以使得电极能够维持其形状。电极可以是柔性的。这可以使得电极能够符合液体储存部分的形状。电极可以被配置成符合液体储存部分的外壳的形状。
电极可以具有长度、宽度和厚度。电极的长度可以大体上大于电极的宽度。换句话说，电极可以是长形的。电极的厚度可以大体上小于电极的长度和宽度。换句话说，电极可以是薄的。薄的电极和长形的电极可以具有较大的表面积与体积比。这可以改进测量的灵敏度。
电极可以包括任何合适材料。电极可以包括任何合适的导电材料。合适的导电材料包含金属、合金、导电陶瓷和导电聚合物。如本文相对于本发明所使用，导电材料指代在20℃下具有小于约1 x 10-5Ωm、通常在约1 x 10-5Ωm与约1 x 10-9Ωm之间的体积电阻率的材料。所述材料可以包含金和铂。电极可以涂覆有钝化层。电极可以包括或涂覆有充分非反应性的材料以便不会与液体气溶胶形成基质反应或染污液体气溶胶形成基质。电极可以包括透明或半透明材料。举例来说，合适的透明材料可以是氧化铟锡(ITO)。
电极可以相对于液体储存部分的任何合适的布置进行布置。电极可以被布置于液体储存部分中。第一电极和第二电极可以被布置于液体储存部分的相对侧。第一电极和第二电极可以被布置于液体储存部分的相对末端。在液体储存部分包括载体材料的情况下，电极可以被布置成与载体材料接触。在液体储存部分包括外壳的情况下，第一和第二电极中的至少一个可以被布置于外壳处或与外壳接触。第一和第二电极可以是大体上圆柱形的。第一电极可被布置成大体上包围第二电极。第一和第二电极可以围绕共同轴线同心地布置。
第一电极和第二电极中的至少一个可以被布置于平台上。所述平台可以包括电绝缘材料。在液体储存部分包括外壳的情况下，平台可以与外壳分离。平台可以被布置于外壳上。平台可以形成外壳的一部分。平台可以包括与外壳相同的材料。平台可以包括与外壳不同的材料。
平台可以包括任何合适的电绝缘材料。举例来说，合适的电绝缘材料包含玻璃、塑料和陶瓷材料。如本文相对于本发明所使用，电绝缘材料指代在20℃下具有大于约1 x 106Ωm、通常在约1 x 109Ωm与约1 x 1021Ωm之间的体积电阻率的材料。
电极可以紧固于平台上。电极可以通过任何合适构件紧固于平台上。举例来说，电极可以通过例如粘合剂等接合材料紧固于平台上。电极可以通过任何合适的沉积方法沉积于平台上。电极可以蚀刻于平台中。
第二电极可以与第一电极间隔开。这可以大体上防止第一电极与第二电极之间的直接接触。第一电极与第二电极之间的间距沿着第一电极和第二电极的长度可以是一致的。在第一电极和第二电极被布置于液体储存部分的相对侧的情况下，所述间距可为约液体储存部分的宽度。第一电极与第二电极之间的间距可以在约1μm与约1mm之间、或在约1μm与约500μm之间、或在约10μm与约100μm之间。
第二电极可以大体上遵循第一电极的路径。这可以使得第一和第二电极之间的间距沿着第一和第二电极的长度保持一致。第二电极可被布置成大体上平行于第一电极。
第一电极和第二电极可以是相互交错的。第一电极可以包括多个突起和间隙，且第二电极可以包括多个突起和间隙。第一电极的突起可以延伸进入第二电极的间隙，且第二电极的突起可以延伸进入第一电极的间隙。使电极相互交错可以最小化电极之间的间距。这可以改进测量的灵敏度。
第一和第二电极的突起可以是大体上线性的。第一电极的突起可以大体上在第一方向上延伸，且第二电极的突起可以大体上在第二方向上延伸。第一和第二电极可以被布置成第一方向大体上平行于第二方向。所述突起可以是大体上非线性的。所述突起可以是弯曲的或弓状。举例来说，包括相互交错的电极的合适传感器可以是来自DropSensTM的类型DRP-G-IDEPT10。
气溶胶生成***可以包括包含一个或多个气溶胶生成元件的气溶胶生成构件。所述一个或多个气溶胶生成元件可以包括一个或多个加热元件。所述一个或多个气溶胶生成元件可包括一个或多个可振动元件。在气溶胶生成构件包括一个或多个气溶胶生成元件的情况下，气溶胶生成元件中的至少一个可以包括电极中的一个。将电极中的一个形成为气溶胶生成构件的部分可以减少制造气溶胶生成***所需的组件的数目。
控制***可以包括电路。所述电路可以包括微处理器，所述微处理器可以是可编程微处理器。所述电路可以包括另外的电子组件。所述电路可以被配置成调节对第一电极和第二电极的电力供应。
控制***可以被配置成控制或调节对第一电极和第二电极的电力供应。控制***可以被配置成控制或调节对气溶胶生成构件的电力供应。第一控制***可以被配置成控制或调节对第一电极和第二电极的电力供应，且第二控制***可以被配置成控制或调节对气溶胶生成构件的电力供应。
电力可以连续地供应到第一电极和第二电极。电力可以在***的激活后供应到第一电极和第二电极。电力可以用电流脉冲的形式供应到第一电极和第二电极。电力可以间歇地、例如基于逐次抽吸而供应到第一电极和第二电极。
控制***可以被配置成将振荡测量信号供应到第一电极和第二电极。换句话说，控制***可以被配置成将交变电压供应到第一和第二电极。控制***可以被配置成以预定频率将振荡测量信号供应到第一电极和第二电极。所述预定频率可以是用于控制***测量第一电极与第二电极之间的电学量的任何合适的频率。所述预定频率可以等于或小于约20MHz，或等于或小于约10MHz。所述预定频率可以在约10kHz与约10MHz之间，或在约10kHz与约1MHz之间，或在约100kHz与约1MHz之间。
控制***可以被配置成当气溶胶生成***接通时确定保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。控制***可以被配置成周期性地在预定间隔确定保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。控制***可以被配置成当由用户提示时确定保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。
气溶胶生成***可以包括电源。气溶胶生成***可以包括被布置成对控制***、第一电极和第二电极以及气溶胶生成构件供应电力的电源。气溶胶生成构件可以包括单个电源。气溶胶生成构件可以包括被布置成对第一电极和第二电极供应电力的第一电源以及被配置成对气溶胶生成构件供应电力的第二电源。
液体气溶胶形成基质可以包括具有不同电学性质的不同组合物。控制***可以被配置成识别保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质。控制***可以被配置成基于所确定的识别而调整保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质量的确定。换句话说，控制***可以被配置成补偿保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的组合物。
控制***可以包括用于测量第一电极与第二电极之间的电学量的任何合适构件。举例来说，控制***可以包括被配置成测量第一电极与第二电极之间的电学量的桥接电路。桥接电路可以是此项技术中已知的任何合适的桥接电路，例如惠斯通电桥或维恩电桥。控制***可以包括LCR计。
将由控制***测量的电学量可以是阻抗。第一电极与第二电极之间的阻抗可以取决于保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。
阻抗可以由控制***直接测量。可以计算阻抗。举例来说，可以从电极之间的电压和电流的量值的测量值以及电流与电压之间的相位差的测量值来计算阻抗。可以从测得的或计算的阻抗计算保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。
将由控制***测量的电学量可以是电阻。第一电极与第二电极之间的电阻可以取决于保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。举例来说，在保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量减小时，电阻可以增加。第一电极与第二电极之间的电阻率可以取决于保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。布置于第一和第二电极之间的液体储存部分的部分可以包括电阻性负载。
可以测量电阻。在液体气溶胶形成基质包括导电材料的情况下这可以是有利的。
可以计算电阻。举例来说，可以从电极之间的电压和电流的量值的测量值以及电压与电流之间的相位差计算电阻。可以从阻抗的测量值计算电阻。可以从测得的或计算的电阻计算保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。
将由控制***测量的电学量可以是电容。在气溶胶形成基质包括电介质材料的情况下这可以是有利的。
第一电极与第二电极之间的电容可以取决于保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。举例来说，在保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量减小时，电容可以减小。第一电极与第二电极之间的电容率可以取决于保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。布置于第一和第二电极之间的液体储存部分的部分可以包括电容性负载。第一电极和第二电极可以形成电容器。第一电极可以形成第一电容器板且第二电极可以形成第二电容器板。保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质可以形成电容器的电介质的部分。第一电极与第二电极之间的电容性负载可以具有在皮法(pF)范围中的电容。这可以实现电容器的快速充电和放电时间，且实现电容的快速测量。
可以测量电容。举例来说，控制***可以包括用于测量包括第一和第二电极的电容器的充电和放电时间的构件。控制***可以包括定时器电路，例如555定时器电路，且可以被配置成基于定时器电路输出的频率确定电容。
可以计算电容。举例来说，可以从电压和电流的量值的测量值以及电压和电流之间的相位差计算电容。可以从阻抗的测量值计算电容。可以从测得的或计算的电容计算保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。
将由控制***测量的电学量可以取决于第一和第二电极的大小以及第一和第二电极之间的分隔。举例来说，电容随着第一和第二电容器板之间的分隔以及第一和第二电容器板的形状和大小而变。为了确保正测量的电学量的改变不是第一和第二电极的形状或分隔的改变的结果，第一和第二电极可以是刚性的且紧固到刚性平台或外壳。电容器板可以包括附接到支撑衬底的固体金属板或薄壁金属板。支撑衬底可以被布置于电容器板之间以形成电容器板之间的电介质的部分。衬底可以被布置于电容器板的外部上。
气溶胶生成***可进一步包括包含第一和第二参考电极的参考传感器，其被布置成使得液体储存部分的一部分布置于第一和第二参考电极之间。液体储存部分可以被配置成在参考传感器处维持恒定量的液体气溶胶形成基质。可以相对于跨越参考传感器测得的电学量的测量值确定保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。
液体储存部分可以是任何合适的形状和大小。例如，液体储存部分可以基本上为圆柱形。液体储存部分的截面可以是，例如，基本上圆形、椭圆形、正方形或矩形。
液体储存部分可以包括外壳。外壳可以包括底座以及从底座延伸的一个或多个侧壁。底座和一个或多个侧壁可以一体地形成。底座和一个或多个侧壁可以是附接或固定到彼此的不同元件。外壳可以是刚性外壳。如本文中所使用，术语‘刚性外壳’用以意味着自支撑式的外壳。液体储存部分的刚性外壳可以提供对气溶胶生成构件的机械支撑。液体储存部分可以包括一个或多个柔性壁。柔性壁可以被配置成适合于保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的体积。液体储存部分的外壳可以包括任何合适材料。液体储存部分可以包括大体上流体不可渗透的材料。液体储存部分的外壳可以包括透明或半透明部分，使得用户可以穿过外壳看见保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质。
液体储存部分可以被配置成使得保持于液体储存部分中的气溶胶形成基质受保护而不受环境空气影响。液体储存部分可被配置成使得储存于液体储存部分中的气溶胶形成基质受保护而不受光影响。这可以减少衬底降级的风险且可以维持高水平的卫生。
液体储存部分可以大体上密封。液体储存部分可以包括用于保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质从液体储存部分流动到气溶胶生成构件的一个或多个出口。液体储存部分可以包括一个或多个半开放入口。这可以使环境空气能够进入液体储存部分。一个或多个半开放入口可以是半透膜或单向阀门、可渗透以允许环境空气进入液体储存部分中，以及不可渗透以基本上防止液体储存部分内部的空气和液体离开液体储存部分。一个或多个半开放入口可以使空气能够在特定条件下传递到液体储存部分中。
液体储存部分可以包括用于保持液体气溶胶形成基质的至少一个通道。所述至少一个通道可以被配置成使得毛细管力作用于液体气溶胶形成基质上。作用于液体气溶胶形成基质上的毛细管力可以保持液体气溶胶形成基质的水平大体上垂直于液体储存部分以及第一和第二电极的侧壁中的至少一个。通道的一个尺寸可以小于预定值，以使得毛细管力作用在保持于通道中的液体气溶胶形成基质上。所述一个或多个通道的尺寸可以是所述一个或多个通道的宽度。所述预定值可以低于约3mm、低于约2mm、低于约0.5mm或低于约0.25mm。
液体储存部分可以包括保持于液体储存部分中的气溶胶形成基质。如本文参考本发明所使用，气溶胶形成基质是能够释放可以形成气溶胶的挥发性化合物的基质。可以通过加热气溶胶形成基质来释放挥发性化合物。可以通过将气溶胶形成基质移动穿过可振动元件的通路来释放挥发性化合物。
气溶胶形成基质可以是液体。气溶胶形成基质可以是处于室温的液体。液体气溶胶形成基质可以包括液体和固体组分两者。气溶胶形成基质可以包括尼古丁。含有液体气溶胶形成基质的尼古丁可以是尼古丁盐基质。气溶胶形成基质可以包括植物类材料。气溶胶形成基质可以包括烟草。气溶胶形成基质可以包括含有挥发性烟草香味化合物的含烟草材料，当加热时所述材料从气溶胶形成基质释放。气溶胶形成基质可以包括均质烟草材料。气溶胶形成基质可以包括不含烟草的材料。气溶胶形成基质可以包括均质植物类材料。
液体气溶胶形成基质可以包括至少一种气溶胶形成剂。气溶胶形成剂是在使用时有助于形成浓稠并稳定的气溶胶并且在***的操作温度下基本上对热降解具有抗性的任何合适的已知化合物或化合物的混合物。适合的气溶胶形成剂是所属领域中众所周知的，并且包含(但不限于)：多元醇，如三乙二醇、1,3-丁二醇和甘油；多元醇的酯，如甘油单、二或三乙酸酯；和单、二或聚羧酸的脂族酯，如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯。气溶胶形成剂可为多元醇或其混合物，例如，二缩三乙二醇、1,3-丁二醇和丙三醇。液体气溶胶形成基质可以包括其它添加剂和成分，例如，调味剂。
液体气溶胶形成基质可以包括水、溶剂、乙醇、植物提取物和天然或人工调味剂。液体气溶胶形成基质可以包括一种或多种气溶胶形成剂。合适的气溶胶形成剂的实例包含丙三醇和丙二醇。
液体气溶胶形成基质可以包括尼古丁和至少一种气溶胶形成剂。气溶胶形成剂可以是丙三醇。气溶胶形成剂可以是丙二醇。气溶胶形成剂可以包括丙三醇和丙二醇两者。液体气溶胶形成基质可以具有在约0.5％与约10％之间、例如约2％的尼古丁浓度。
液体气溶胶形成基质可含有电介质材料的混合物，每一电介质材料具有单独介电常数(k)。在约20℃的室温下液体气溶胶形成基质的主要成分可以包含：丙三醇(k～42)、丙二醇(k～32)、水(k～80)、空气(k～1)、尼古丁和调味剂。在液体气溶胶形成基质形成电介质材料的情况下，将由控制***测量的电学量可以是电容。
液体气溶胶形成基质可以包括导电材料的混合物。在液体气溶胶形成基质形成导电材料的情况下，将由控制***测量的电学量可以是电阻。
液体储存部分可以包括在外壳内用于保持液体气溶胶形成基质的载体材料。液体气溶胶形成基质可以吸附或以其它方式加载到载体材料上。吸收于材料中的液体气溶胶形成基质可以扩展或渗透通过载体材料，且载体材料的饱和度的改变影响载体材料的整个主体。这可以使得布置成与载体材料的一部分接触的第一和第二电极能够感测载体材料的整个主体的电学量的改变。这可以使得控制***能够测量整个液体储存部分的电学量。
载体材料可以由任何合适的材料吸收体制成，例如，发泡金属或塑料材料、聚丙烯、涤纶、尼龙纤维或陶瓷。在使用气溶胶生成***之前，气溶胶形成基质可以保留在载体材料中。可以在使用期间将气溶胶形成基质释放到载体材料中。可在使用前立即将气溶胶形成基质释放到载体材料内。例如，可以在胶囊中提供液体气溶胶形成基质。胶囊的壳可以在由加热装置加热后熔化，且将液体气溶胶形成基质释放到载体材料内。胶囊可以含有固体与液体的组合。
可以在毛细材料中保持液体气溶胶形成基质。毛细材料是主动地将液体从材料的一端传送到另一端的材料。这可以是有利的，因为毛细材料可以将液体气溶胶形成基质抽吸到液体储存部分中的特定位置，无论液体储存部分的定向如何。这可以促进第一和第二电极的布置以用于保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量的准确且可靠的确定。
毛细材料可以被配置成将气溶胶形成基质递送到气溶胶生成构件。毛细材料可以被配置成将气溶胶形成基质递送到第一和第二电极。毛细材料可以具有纤维状结构。毛细材料可以具有海绵状结构。毛细材料可以包括毛细管束。毛细材料可以包括多个纤维。毛细材料可以包括多条线。毛细材料可以包括细孔管。纤维、线与细孔管可通常对准以将液体传送到雾化器。毛细材料可以包括纤维、线与细孔管的组合。毛细材料可以包括海绵状材料。毛细材料可以包括泡沫状材料。毛细材料的结构可以形成多个小孔或小管，液体可以通过毛细作用输送通过所述小孔或小管。
毛细材料可以包括任何合适材料或材料组合。合适材料的实例是海绵或泡沫材料，呈纤维或烧结粉末的形式的陶瓷或石墨基材料，泡沫金属或塑料材料，例如由初纺或压纺纤维制造的纤维状材料，例如醋酸纤维素、聚酯或接合聚烯烃、聚乙烯、涤纶或聚丙烯纤维、尼龙纤维或陶瓷。毛细材料可具有任何合适的毛细性和孔隙度，以便结合不同的液体物理性质来使用。液体气溶胶形成基质具有包含但不限于粘度、表面张力、密度、热导率、沸点和蒸汽压力的物理性质，这允许通过毛细作用将液体输送通过毛细材料。
气溶胶生成构件可被布置成从液体储存部分接收气溶胶形成基质。气溶胶生成构件可以是雾化器。气溶胶生成构件可以包括一个或多个气溶胶生成元件。所述气溶胶生成构件可被配置成使用热使所收纳气溶胶形成基质雾化。气溶胶生成构件可以包括用于将接收到的液体气溶胶形成基质雾化的加热构件。所述一个或多个气溶胶生成元件可以是加热元件。所述气溶胶生成构件可被配置成使用超声波振动使所接收气溶胶形成基质雾化。气溶胶生成构件可以包括超声换能器。所述一个或多个气溶胶生成元件可以包括一个或多个可振动元件。
气溶胶生成构件可以包括被配置成加热气溶胶形成基质的加热构件。加热构件可以包括一个或多个加热元件。一个或多个加热元件可以适当地布置以便最有效地加热接收到的气溶胶形成基质。所述一个或多个加热元件可被布置成主要借助于传导而加热所述气溶胶形成基质。一个或多个加热元件可以被布置成大体上与气溶胶形成基质直接接触。所述一个或多个加热元件可被布置成通过一个或多个导热元件将热传输到所述气溶胶形成基质。一个或多个加热元件可以被布置成在使用期间将热量传递到通过气溶胶生成***抽吸的环境空气，这可以通过对流来加热气溶胶形成基质。一个或多个加热元件可以被布置成在环境空气通过气溶胶形成基质抽吸之前对其进行加热。一个或多个加热元件可以被布置成在环境空气通过气溶胶形成基质抽吸之后对其进行加热。
所述加热构件可为电加热构件或电加热器。电加热器可以包括一个或多个电加热元件。所述一个或多个电加热元件可包括电阻材料。合适的电阻材料可以包括：半导体，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。
所述一个或多个电加热元件可以呈任何合适的形式。举例来说，所述一个或多个电加热元件可呈一个或多个加热叶片的形式。所述一个或多个电加热元件可以呈具有不同导电部分的外壳或衬底，或一个或多个电阻金属管的形式。
液体储存部分可以并入有一个或多个一次性加热元件。所述一个或多个电加热元件可包括延行通过所述气溶胶形成基质的一个或多个加热针或条。所述一个或多个电加热元件可包括一个或多个柔性片材。所述电加热构件可包括一个或多个加热丝或细丝，例如Ni-Cr、铂、钨或合金丝，或加热板。所述一个或多个加热元件可沉积在刚性载体材料中或刚性载体材料上。
所述一个或多个加热元件可包括一个或多个散热片或热储存器。所述一个或多个散热片或热储存器可包括能够吸收及存储热并且随后随时间推移将热释放以加热气溶胶形成基质的材料。
所述加热构件可大体上平坦以允许简单明了的制造。如本文中所使用，术语“大体上平坦”意味着在单一平面中形成且不卷绕或另外被确认拟合弯曲或其它非平面形状。平坦加热构件可在制造期间易于处置且提供稳固的构造。
所述加热构件可属于在EP-B1-2493342中描述的类型。举例来说，所述加热构件可包括在电绝缘衬底上的一个或多个导电轨道。所述电绝缘衬底可包括任何合适材料，且可为能够耐受高温(超过300℃)和快速温度改变的材料。合适材料的实例为聚酰亚胺膜，例如，
Figure BDA0001735393890000141
加热构件可包括用于一次加热少量液体气溶胶形成基质的构件。用于一次加热少量液体气溶胶形成基质的构件可以包含(例如)与液体气溶胶形成基质连通的液体通路。可通过毛细管力迫使液体气溶胶形成基质到液体通路内。可布置至少一个加热器使得在使用期间，只加热在液体通路内的少量液体气溶胶形成基质，而非在外壳内的液体。所述加热构件可包括大体上包围液体通路的至少一部分的线圈。
加热构件可以包括电感性加热构件。下文关于筒更详细地描述电感性加热构件。
气溶胶生成构件可以包括一个或多个可振动元件和被布置成激发一个或多个可振动元件中的振动的一个或多个致动器。所述一个或多个可振动元件可以包括多个通路，气溶胶形成基质可以穿过所述通路且变得雾化。所述一个或多个致动器可以包括一个或多个压电换能器。
所述气溶胶生成构件可包括用于将保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质传送到所述气溶胶生成构件的所述一个或多个元件的一个或多个毛细管芯。液体气溶胶形成基质可以具有包括粘度的物理特性，其允许液体通过毛细作用输送穿过一个或多个毛细管芯。所述一个或多个毛细管芯可具有上文关于所述毛细材料所描述的结构的性质中的任一者。
所述一个或多个毛细管芯可以被布置成与保持于液体储存部分中的液体接触。所述一个或多个毛细管芯可以延伸到液体储存部分中。在此状况下，在使用中，可在所述一个或多个毛细管芯中通过毛细作用将液体从液体储存部分传输到所述气溶胶生成构件的所述一个或多个元件。所述一个或多个毛细管芯可以具有第一末端和第二末端。第一末端可以延伸到液体储存部分中以将保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质抽吸到气溶胶生成构件中。第二末端可以延伸到气溶胶生成***的空气通路中。所述第二末端可以包括一个或多个气溶胶生成元件。第一末端和第二末端可延伸到所述液体储存部分中。一个或多个气溶胶生成元件可布置在所述第一末端与第二末端之间的所述芯子的中心部分处。在使用时，当激活一个或多个气溶胶生成元件时，一个或多个毛细管芯中的液体气溶胶形成基质在一个或多个气溶胶生成元件处和其周围雾化。雾化的气溶胶形成基质可与通过气溶胶生成***的空气通路的空气流混合且携载在所述空气流中。
气溶胶生成构件可以包括包围一个或多个毛细管芯的一部分的一个或多个加热丝或细丝。加热丝或细丝可以支撑一个或多个毛细管芯的被包围部分。
当存在保持于液体储存部分中的足够液体气溶胶形成基质时，可以液体气溶胶形成基质浸湿所述一个或多个毛细管芯。换句话说，湿的毛细管芯可以主要包括毛细材料和液体气溶胶形成基质。当不存在保持于液体储存部分中的足够液体气溶胶形成基质时，所述一个或多个毛细管芯可以是干燥的。换句话说，干燥的毛细管芯可以主要包括毛细材料和空气。湿的毛细管芯可以具有与干燥毛细管芯不同的电学性质。
所述一个或多个毛细管芯的毛细管性质与液体基质的性质组合可确保在正常使用期间，在存在足够的气溶胶形成基质时，在气溶胶生成构件的区域中所述芯子始终以液体气溶胶形成基质浸湿。当所述一个或多个毛细管芯是干燥的时，所述一个或多个毛细管芯无法将液体气溶胶形成基质的常规供应递送到气溶胶生成构件。当所述一个或多个毛细管芯是干燥的时气溶胶生成构件的激活可以导致气溶胶生成构件产生不合意的组分。
所述一个或多个毛细管芯的至少一部分可以被布置于第一电极与第二电极之间。第一电极和第二电极可被布置成感测所述一个或多个毛细管芯的电学量。控制***可以被配置成基于测得的电学量信息而确定所述一个或多个毛细管芯是否以液体气溶胶形成基质浸湿或者所述一个或多个毛细管芯是否干燥。控制***可以进一步被配置成在确定所述一个或多个毛细管芯为干燥的情况下大体上阻止或禁止气溶胶生成构件的操作。当所述一个或多个毛细管芯为干燥的时这可以大体上阻止或禁止在气溶胶生成构件的激活时产生不合意的组分。
气溶胶生成***可以包括一个或多个电源。电源可以是电池。电池可以是基于锂的电池，例如，锂钴、磷酸锂铁、钛酸锂或锂聚合物电池。电池可以是镍金属氢化物电池或镍镉电池。电源可以是电荷存储装置的另一种形式，如电容器。电源可能需要再充电且被配置用于许多充放电循环。电源可以具有允许存储用于一次或多次吸烟体验的足够能量的容量；例如，电源可以具有足够的容量以允许在大约六分钟(对应于吸常规香烟所花去的典型时间)的周期内或在六分钟的倍数的周期内连续生成气溶胶。在另一实例中，电源可以具有足够容量以允许预定数目的抽吸或加热装置和致动器的离散启动。
所述气溶胶生成***可包括被配置成操作所述气溶胶生成构件的控制***。被配置成操作气溶胶生成构件的控制***可以是被配置成确定保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量的控制***。被配置成操作气溶胶生成构件的控制***可以与被配置成确定保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量的控制***是相异的。被配置成操作气溶胶生成构件的控制***可以包括与被配置成确定保持于液体储存部分中的液体量的控制***相似的组件。
气溶胶生成***可以包括与控制***通信的温度传感器。温度传感器可以邻近于液体储存部分。温度传感器可以是热电偶。所述气溶胶生成构件的至少一个元件可由所述控制***用以提供关于温度的信息。所述至少一个元件的温度相依的电阻性性质可为已知的且用以按技术人员已知的方式确定所述至少一个元件的温度。控制***可以被配置成使用来自温度传感器的温度测量值考虑温度对液体储存部分的电力负载的影响。举例来说，在布置于第一和第二电极之间的液体储存部分的部分包括电容性负载的情况下，控制***可以被配置成考虑由于温度改变引起的液体储存部分的电介质性质的变化。
气溶胶生成***可以包括与控制电子器件通信的抽吸检测器。抽吸检测器可被配置以检测用户在烟嘴上抽吸的时间。控制电子器件可以被配置成取决于来自抽吸检测器的输入而控制到气溶胶生成构件的电力。
控制***可以包括倾斜传感器。倾斜传感器可以被配置成感测液体储存部分的定向。气溶胶生成***可以包括控制***，其被配置成从倾斜传感器接收所感测的定向信息且确定液体储存部分的定向。通过确定液体储存部分的定向，控制***可以被配置成确定保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质是否大体上垂直于第一和第二电极。控制***可以被配置成当保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质大体上垂直于第一和第二电极时，例如当确定液体储存部分直立时确定保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。
液体气溶胶形成基质可以经受使液体气溶胶形成基质移动到液体储存部分的不同区段的重力和加速力。假定整个液体储存部分布置于第一和第二电极之间，则电学量的测量不会受影响。
气溶胶生成***可包括用户输入，例如，开关或按钮。这使用户能够接通***。开关或按钮可以激活气溶胶生成构件。开关或按钮可以起始气溶胶生成。开关或按钮可使控制电子器件准备等待来自抽吸检测器的输入。
气溶胶生成***可以包括指示构件，用于向用户指示所确定的液体气溶胶形成基质的量。所述指示构件可以包括例如发光二极管(LED)的灯、例如LCD显示器的显示器以及扩音器或蜂鸣器中的一个或多个。控制***可以被配置成以指示构件向用户指示所确定的液体气溶胶形成基质的量。控制***可以被配置成点亮所述灯中的一个或多个，显示显示的量，或经由扩音器或蜂鸣器发出声音。
气溶胶生成***可包括外壳。外壳可以是长形的。外壳可以包括任何适合的材料或材料组合。适合材料的实例包含金属、合金、塑料或含有一种或多种那些材料的复合材料，或适用于食物或医药应用的热塑性材料，例如聚丙烯、聚醚醚酮(PEEK)和聚乙烯。材料可以轻且不脆。
外壳可包括用于接纳电源的腔。所述外壳可包括烟嘴。所述烟嘴可包括至少一个空气入口和至少一个空气出口。所述烟嘴可包括多于一个空气入口。空气入口中的一个或多个可以在气溶胶传递到用户之前降低气溶胶的温度，并且可以在气溶胶传递到用户之前降低气溶胶的浓度。
气溶胶生成***可为便携式的。气溶胶生成***可以具有与常规雪茄或香烟相当的大小。气溶胶生成***可具有在约30mm与约150mm之间的总长度。气溶胶生成***可具有在约5mm与约30mm之间的外径。
气溶胶生成***可为电操作吸烟***。气溶胶生成***可为电子香烟或雪茄。
气溶胶生成***可以包括主要单元和筒。主要单元包括控制***。筒包括用于保持液体气溶胶形成基质的液体储存部分。主要单元可以被配置成可拆卸地接纳筒。第一电极和第二电极可以被布置成使得当筒由主要单元接纳时筒的液体储存部分的一部分布置于第一电极与第二电极之间。
主要单元可包括一个或多个电源。主要单元可以包括气溶胶生成构件。
筒可以包括气溶胶生成构件。当筒包括气溶胶生成构件时，筒可以被称为“雾化烟弹”。
气溶胶生成***可以包括气溶胶生成组件，所述气溶胶生成组件包括气溶胶生成构件。气溶胶生成组件可以独立于主要单元和筒。气溶胶生成组件可以由主要单元和筒中的至少一个可拆卸地接纳。
主要单元可以包括第一电极和第二电极。筒可以包括第一电极和第二电极。主要单元可以包括第一电极和第二电极中的一个。筒可以包括第一电极和第二电极中的一个。将第一电极和第二电极中的一个布置于主要单元上且将第一电极和第二电极中的另一个布置于筒上可以实现对筒的识别。换句话说，筒上是否存在电极可用以检验由主要单元接纳的筒是否是来自主要单元的制造商的真正或可信的筒。电极的类型或主要单元的电极与筒的电极之间的测量值还可用以识别由主要单元接纳的筒的类型或保持于筒的液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的类型。控制***可以被配置成确定筒中是否存在电极。控制***可以被配置成基于筒中是否存在电极而确定识别筒。控制***还可以被配置成基于筒中是否存在电极而确定筒是否已由主要单元正确地接纳。
气溶胶生成构件可以包括大体上如上文关于本发明的第一方面描述的加热构件。加热构件可以是电感性加热构件，使得无电触点形成于筒与主要单元之间。主要单元可以包括电感器线圈以及被配置成将高频振荡电流提供到电感器线圈的电源。筒可以包括被定位成加热气溶胶形成基质的基座元件。如本文中所使用，高频振荡电流表示具有在10kHz与20MHz之间的频率的振荡电流。
筒可以可拆卸地联接到主要单元。当气溶胶形成基质已被消耗时，筒可以从主要单元移除。筒优选地是一次性的。然而，筒可以可重复使用并且筒可以用液体气溶胶形成基质可再填充。筒可以在主要单元中可更换。主要单元可以可重复使用。
可以可靠且可重复的方式低成本地制造筒。如本文中所使用，术语“可拆卸地联接”用于表示筒和主要单元可以彼此联接和分开，而不显著损坏主要单元或筒。
筒可以具有简单设计。筒可以具有液体气溶胶形成基质保持在内的外壳。筒外壳可以是刚性外壳。外壳可以包括对液体不可渗透的材料。
所述筒可包括盖。盖可以在将筒连接到主要单元之前可剥离。盖可以是可刺穿的。
主要单元可以包括用于接纳筒的腔。主要单元可以包括用于接纳电源的腔。
主要单元可以包括气溶胶生成构件。主要单元可以包括气溶胶生成***的一个或多个控制***。主要单元可以包括电源。电源可以可拆卸地联接到主要单元。
主要单元可以包括烟嘴。所述烟嘴可包括至少一个空气入口和至少一个空气出口。所述烟嘴可包括多于一个空气入口。
主要单元可以包括用于刺穿筒的盖的刺穿元件。烟嘴可包括刺穿元件。烟嘴可包括在至少一个空气入口与刺穿元件的远端之间延伸的至少一个第一管道。烟嘴可包括在刺穿元件的远端与至少一个空气出口之间延伸的至少一个第二管道。可以布置烟嘴，使得在使用时，当用户在烟嘴上抽吸时，空气沿着从至少一个空气入口延伸通过至少一个第一管道、通过筒的一部分、通过至少一个第二管道的空气通路流动，并且退出至少一个出口。这可以改进通过主要单元的气流并且使气溶胶能够更容易地传递到用户。
在使用中，用户可以将如本文所描述的筒***到如本文所描述的主要单元的腔中。用户可以将烟嘴附接到主要单元的主体，这可以用刺穿部分刺穿筒。用户可以通过按压开关或按钮激活主要单元。用户可以在烟嘴上抽吸，以通过一个或多个空气入口将空气抽吸到主要单元中。空气可以通过气溶胶生成构件的一部分，从而夹带雾化的气溶胶形成基质，并且通过烟嘴中的空气出口离开主要单元以被用户吸入。
可以提供一套部件，大体上如上所述包括筒和主要单元。可以通过组装筒、气溶胶生成构件和主要单元来提供根据本发明的方面的气溶胶生成***。可以可拆卸地连接所述一套部件的组件。所述一套部件的组件可为可互换的。所述一套部件的组件可以是一次性的。所述一套部件的组件可以可重复使用。
根据本发明的第二方面，提供一种用于根据本发明的第一方面的气溶胶生成***的主要单元。主要单元包括控制***；以及第一电极和第二电极中的至少一个。
根据本发明的第三方面，提供一种用于根据本发明的第一方面的气溶胶生成***的筒。所述筒包括：液体储存部分；以及第一电极和第二电极中的至少一个。所述筒可以包括用于在液体储存部分中保持液体气溶胶形成基质的外壳。所述筒可以包括被布置成从液体储存部分接收液体气溶胶形成基质的气溶胶生成构件。
根据本发明的第四方面，提供一种确定保持于气溶胶生成***的液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量的方法，所述方法包括：在气溶胶生成***的液体储存部分中保持液体气溶胶形成基质；将液体储存部分的至少一部分布置于第一电极与第二电极之间；测量第一电极与第二电极之间的电学量；以及基于测得的电学量信息确定保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。
所述方法具有关于本发明的第一、第二和第三方面描述的所有优点。例如液体储存部分和第一和第二电极等特征可以与关于本发明的第一、第二和第三方面描述的那些特征相同。
确定保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量的步骤可以包括比较测得的电学量信息与参考电学量信息的步骤。参考电学量信息可以是由控制***先前测量的电学量信息。参考电学量信息可以存储于气溶胶生成***的存储器中。参考电学量信息可以存储于查找表中。
参考电学量信息可以由控制***在校准程序中测量。可以执行校准程序以填充查找表。在校准程序中，可以用预定量的液体气溶胶形成基质加载液体储存部分。当液体储存部分加载有已知量的液体气溶胶形成基质时可以测量第一电极与第二电极之间的电学量。测得的电学量信息可以存储于查找表中，且在查找表中与在测量时保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的已知量相关联。
可以在分配气溶胶生成***之前在工厂中执行校准程序。可以在气溶胶生成***的第一次使用之前由用户执行校准程序。
一种阻止气溶胶生成***的气溶胶生成构件的操作的方法可以包括：在气溶胶生成***的液体储存部分中保持液体气溶胶形成基质；将液体储存部分的至少一部分布置于第一电极与第二电极之间；测量第一电极与第二电极之间的电学量；比较所确定的液体气溶胶形成基质的量与预定阈值量；以及在所确定的液体气溶胶形成基质的量低于预定阈值量的情况下阻止气溶胶生成构件的操作。这可以使得当气溶胶生成构件干燥时气溶胶生成***能够阻止或禁止气溶胶生成构件的操作。
关于本发明的一个方面描述的特征也可以适用于本发明的其它方面。关于所述方法描述的特征可以适用于气溶胶生成***，且对应于气溶胶生成***的特征可以适用于所述方法。
附图说明
将参考附图仅通过举例方式进一步描述本发明，在附图中：
图1示出示例性气溶胶生成***的示意性说明；
图2示出根据本发明的第一实施例的气溶胶生成***的液体储存部分；
图3示出根据本发明的第二实施例的气溶胶生成***的液体储存部分；
图4示出根据本发明的第三实施例的气溶胶生成***的液体储存部分；
图5示出根据本发明的第四实施例的气溶胶生成***的液体储存部分；
图6示出根据本发明的第五实施例的气溶胶生成***的液体储存部分；
图7示出根据本发明的包括相互交错的电极的传感器；
图8示出根据本发明的包括相互交错的电极的传感器；
图9示出根据本发明的第六实施例的气溶胶生成***的液体储存部分；
图10示出根据本发明的第七实施例的气溶胶生成***的液体储存部分；
图11示出根据本发明的第八实施例的气溶胶生成***的液体储存部分；
图12示出根据本发明的气溶胶生成***的示意性电路图；以及
图13示出根据本发明的测得的液体储存部分的电容和电阻相对于时间的绘图。
具体实施方式
图1是气溶胶生成***的实例的示意性说明。图1在本质上是示意性的，且所示的组件个别地或相对于彼此不一定按比例。气溶胶生成***包括与优选地为一次性的筒200合作的优选地为可再用的主要单元100。图1中示出的气溶胶生成***是电操作吸烟***。
主要单元100包括外壳101。外壳为大体上圆形圆柱形，且具有约100mm的纵向长度和约20mm的外径，这与常规雪茄相当。主要单元100包括呈锂离子磷酸盐电池102的形式的电源以及呈控制电子器件104的形式的控制***。外壳101还界定筒200被接纳至的腔112。
主要单元100还包含烟嘴部分120，所述烟嘴部分包含出口124。烟嘴部分在此实例中通过铰接连接而连接到主外壳101，但可使用任何种类的连接，例如，搭扣配合或螺钉配合。当烟嘴部分处于闭合位置时，如图1中所示，一个或多个空气入口122限定于烟嘴部分120与主体101之间。
扁平螺旋电感器线圈110在烟嘴部分内。通过由铜板冲压或切割螺旋线圈形成线圈110。线圈110定位于空气入口122与空气出口124之间，使得通过入口122抽吸到出口124的空气穿过线圈。
筒200(图1中以示意性形式示出)包括界定液体储存部分201的刚性外壳204。液体储存部分201含有液体气溶胶形成基质(未图示)。筒200的外壳204是不透流体的，但是具有由可渗透基座元件210覆盖的敞开末端。可渗透基座元件210包括包含铁氧体钢的铁氧体网状物。气溶胶形成基质可在网状物的间隙中形成弯月面。当筒200与主要单元接合并且接收在腔112中时，基座元件210邻近扁平螺旋线圈110定位。筒200可以包含键合特征以确保它不能颠倒***到主要单元中。
在使用中，用户抽吸烟嘴部分120以通过空气入口122将空气吸入烟嘴部分120中并且离开出口124进入用户的口中。主要单元包含作为控制电子器件104的一部分的呈麦克风的形式的抽吸传感器106。当用户抽吸烟嘴部分时，小空气流通过传感器入口121抽吸经过麦克风106并且一直进入烟嘴部分120。当检测到抽吸时，控制电子器件将高频振荡电流提供给线圈110。这生成振荡磁场，如图1中的虚线所示。还激活LED 108以指示主要单元被激活。振荡磁场通过基座元件，在基座元件中感应涡电流。基座元件由于焦耳加热并且由于磁滞损耗而发热，到达足以蒸发靠近基座元件的气溶胶形成基质的温度。蒸发的气溶胶形成基质夹带在从空气入口流动到空气出口的空气中，并且在进入用户的口中之前在烟嘴部分内冷却以形成气溶胶。在检测到抽吸之后控制电子器件将振荡电流供应到线圈持续预定持续时间(在此实例中为五秒)，并且然后切断电流直到检测到新的抽吸。
筒200具有圆形圆柱形形状，且基座元件跨越筒外壳的圆形敞开末端。将了解，其它配置是可能的。举例来说，基座元件可以是跨越筒外壳204中的矩形开口的钢网状物条带220。
图1中示出的实例气溶胶生成***依赖于电感性加热。合适的电感性加热元件的其它实例以及电感性加热***的操作的阐释在WO 2015/177046 A1中描述。
将了解，气溶胶生成***可以包括其它类型的气溶胶生成构件。举例来说，气溶胶生成构件可以包括被配置成通过热而雾化液体气溶胶形成基质的其它气溶胶生成构件。气溶胶生成构件可以包括一个或多个电阻式加热元件。气溶胶生成构件还可包括被配置成通过振动雾化液体气溶胶形成基质的气溶胶生成构件。气溶胶生成构件可以包括一个或多个可振动的元件和致动器。
图2到12中示出适合于气溶胶生成***的主要单元的筒的若干实例，例如图1中示出的主要单元。图2到12中示出的筒包括根据本发明的液体储存部分和电极布置。
图2中所示的筒300包括大体上圆形圆柱形外壳301，其具有闭合末端和大体上敞开末端。外壳是刚性的且大体上不可渗透流体的，且界定液体储存部分，所述液体储存部分被配置成自由地或保持于载体材料中而保持液体气溶胶形成基质(未图示)。气溶胶生成元件302提供于外壳301的敞开末端上方。在此实施例中，气溶胶生成元件包括铁氧体网状物基座。传感器303被布置于外壳301的内表面上，在液体储存部分内。传感器包括第一电极304和第二电极305。第一电极304和第二电极305是大体上相同的且包括被布置于外壳301的相对侧的弓状金属板。每一电极304、305环绕于外壳301的内表面的约二分之一圆周，且从敞开末端到闭合末端大体上延伸外壳301的长度。电极304、305被布置于外壳上，板的侧面之间具有间隙，以确保板304、305不成导电关系。此布置使得传感器303能够感测整个液体储存部分的电学量。
电触点(未图示)从所述板中的每一个的外表面到内表面延伸穿过外壳。当筒300接纳于主要单元的腔中时，筒300的触点对接布置于主要单元的腔中的互补触点以将传感器303电连接到电源和主要单元的控制***。
图3中所示的筒310具有与图2中所示的筒300大体上类似的构造。筒310包括界定液体储存部分的大体上圆形圆柱形外壳311以及被布置于敞开末端上方的气溶胶生成元件312。筒300包括布置于液体储存部分的外表面周围的传感器313。传感器313包括第一电极314和第二电极315。第一电极314和第二电极315是大体上相同的且包括环绕外壳311的外表面的铜环。第一电极314、315朝向外壳311的敞开末端布置，且第二电极315朝向闭合末端布置，使得传感器313被配置成感测整个液体储存部分的电学量。
图4中所示的筒320与图3中所示的筒310具有大体上类似的构造。筒320包括具有敞开末端和闭合末端的大体上圆形圆柱形外壳321以及被布置于敞开末端上方的气溶胶生成元件322。筒320包括传感器323，所述传感器包含包括被布置于外壳321的内表面处的环电极的第一电极324以及包括气溶胶生成元件322的第二电极。
图5中所示的筒330与图2、3和4中示出的筒300、310和320具有大体上类似的构造。筒330包括具有敞开末端和闭合末端的大体上圆形圆柱形外壳331以及被布置于敞开末端上方的气溶胶生成元件332。筒330包括被布置于外壳321的内表面处的传感器333。传感器333包括第一电极334和第二电极335。第一电极334和第二电极335是在沿着外壳331的长度的同一位置处延伸穿过外壳331的相对侧的点电极。这使电极之间的距离最小化且可以改进传感器333的灵敏度。在液体储存部分中提供载体材料的情况下，点电极334、335可以被布置成与载体材料接触。保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质渗透通过载体材料。保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量的改变影响载体材料的饱和度且改变载体材料的电学量。这使得点电极334、335能够感测整个液体储存部分的电学量。
图5中所示的筒340与图2、3、4和5中示出的筒300、310、320和330具有大体上类似的构造。筒340包括具有敞开末端和闭合末端的大体上圆形圆柱形外壳341以及被布置于敞开末端上方的气溶胶生成元件342。筒340包括被布置于外壳341的内表面处的传感器343。传感器343包括被布置于平台上的第一和第二电极(未图示)。所述平台包括电绝缘聚合物薄片，其具有与图2中所示的筒300的电极304、305中的一个相似的大小和形状。所述平台粘附到外壳343的内表面且是充分柔性的以符合外壳343的形状。
图7中示出第一和第二电极在例如传感器343的平台等平台上的实例布置。传感器343'包括互相交错的第一电极344'和第二电极345'。每一电极344'、345'是大体上相同的，且包括线性主要轨道以及在大体上垂直于主要轨道的方向上延伸远离主要轨道的多个线性突起。每一电极344'、345'包括125个突起，每一突起具有约6760μm的长度LP以及约10μm的宽度WP。相邻突起通过具有约30μm的宽度WI的间隙间隔开。
第一电极344'的主要轨道和第二电极345'的主要轨道在平台上以约6780μm的分隔平行布置。第一电极344'被布置成其突起346'面向第二电极345'且在第二电极345'的间隙内。第二电极345'被布置成其突起347'面向第一电极344'且在第一电极344'的间隙内。在此布置中，沿着电极344'、345'的整个长度在第一电极344'与第二电极345'之间提供约10μm的一致间距。
图8中示出第一和第二电极在例如传感器343的平台等平台上的另一实例布置。传感器343”包括相互交错的第一电极344”和第二电极345”。每一电极344”、345”包括线性主要轨道以及在远离主要轨道的相反方向上延伸的多对弓状突起。每一电极344”、345”包括50对弓状突起。每一突起具有约10μm的宽度。每一对突起形成在距主要轨道最远的末端处不接合的不完整圆。相邻对的突起通过具有约30μm的宽度的间隙间隔开。第二电极345”的最远突起包括完整圆。
第一电极344”的主要轨道和第二电极345”的主要轨道在平台上平行地在平台上同轴对准布置，其中第一电极344”的突起346”在第二电极345”的间隙内且第二电极345”的突起347”在第一电极344”的间隙内。第一电极344”的最远突起大体上包围第二电极345”的最远突起。在此布置中，沿着电极344'、345'的整个长度在第一电极344'与第二电极345'之间提供约10μm的一致间距。
图9中所示的筒350包括界定液体储存部分的刚性外壳351。外壳351包括大体上平面侧面。外壳301的内部体积充分窄以使得毛细管力作用于保持在液体储存部分中的液体气溶胶形成基质上。传感器353包括被布置于液体储存部分的相对侧处的第一板电极354和第二板电极355。电极354、355形成具有约25mm到30mm之间的长度和约5mm到7mm之间的宽度的大体上平行电极板。这对应于约25mm x 5mm到约30mm x 7mm之间的表面积。第一电极344和第二电极345之间的分隔在约2mm与约3mm之间。
筒350进一步包括呈从液体储存部分的末端延伸的芯子352的形式的气溶胶生成构件以及在远端缠绕芯子352的加热线圈358。在使用中，线圈358加热芯子352且使芯子352中的液体气溶胶形成基质雾化。这将保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质汲取到液体储存部分的芯子末端。由第一电极354和第二电极355之间的窄分隔造成的毛细管力并不使保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质自由移动。因此，液体气溶胶形成基质收集于液体储存部分的芯子末端，且液体储存部分可以理论上划分成两个区段，填充有液体气溶胶形成基质的朝向芯子末端的第一区段38A以及填充有空气的与芯子末端相对的第二区段38B。在使用中消耗液体气溶胶形成基质时，填充有空气的第二区段38B大小增加且填充有液体气溶胶形成基质的第一区段38A大小减小。
图10中所示的筒360包括大体上圆形圆柱形外壳361，其包括延伸穿过其中的中心空气流通路。液体储存部分界定于外壳361与所述中心空气流通路之间，且包括载体材料的环形体。筒360包括呈延伸跨越空气流通路的芯子362的形式的气溶胶生成构件以及布置于空气通路中且缠绕芯子362的加热线圈368。筒360包括传感器363，所述传感器包括被布置于芯子的相对侧处的第一电极364和第二电极365。在使用中，线圈368加热芯子362且使芯子362中的液体气溶胶形成基质雾化。这将保持于载体材料中的液体气溶胶形成基质吸取到芯子且改变芯子362和载体材料两者的饱和度。在芯子的饱和度改变时，电极364、365之间的电负载改变。
图11中所示的筒370与图10中所示的筒360具有相似的构造和布置。筒370包括传感器373，所述传感器包括布置于载体材料的环形体的内表面周围的第一圆形圆柱形板电极374以及布置于载体材料的主体的外表面周围的第二圆形圆柱形板电极375。第一和第二电极375、374形成界定载体材料的环形体的内表面和外表面的同心圆形圆柱形板。在使用中，线圈加热芯子且使芯子中的液体气溶胶形成基质雾化，这将保持于载体材料中的液体气溶胶形成基质吸取到芯子。这改变载体材料的饱和度，又改变电极374、375之间的电负载。
图12示出用于根据本发明的气溶胶生成***的传感器电路401和控制***电路402的示意性电路图。传感器电路401包括传感器403，其与电阻器R和专用传感器电源串联，所述专用传感器电源用以在预定频率对传感器403供应交变电压。控制***电路402包括控制电子器件，其包括控制器404和存储器405。控制电子器件连接到电源406。
在其它实施例(未图示)中，传感器403可以连接到电源406，所述电源可以被配置成对传感器电路401和控制***电路402供电。电源406还可以被配置成对气溶胶生成***的气溶胶生成构件供电，且控制***电路402可以被配置成控制气溶胶生成构件的操作。
在本发明的一个实施例中，气溶胶生成***包括图2到12中示出的筒中的一个。在使用中，通过用户激活开关而接通气溶胶生成***，且气溶胶生成***的控制***将振荡测量信号供应到第一和第二电极。控制***从第一和第二电极接收阻抗信息，且比较测得的阻抗信息与存储于控制***的存储器中的查找表中的参考阻抗信息。控制***将测得的阻抗信息匹配于查找表中的所存储参考阻抗信息。存储的参考阻抗信息与量信息相关联。控制***通过在气溶胶生成***的LED显示器上显示所确定的量而向用户指示与匹配的所存储参考电阻信息相关联的量。
图13示出根据本发明的示例性气溶胶生成***随时间的测得的电阻501和测得的电容502的示例性实验数据。
图13中所示的实验数据是使用如图5所示的液体储存部分和电极布置获得，其包括大体上圆形圆柱形液体储存部分，具有被布置于沿着液体储存部分的长度的中心位置处呈铜导线形式的相对的第一和第二点电极。液体储存部分包括包含长聚丙烯聚乙烯(PP-PE)泡沫的载体材料，其以液体气溶胶形成基质逐渐饱和。电极与载体材料直接接触。
以1MHz的频率将2V交变电压供应到第一和第二电极，且使用LCR计测量跨越第一和第二电极的电阻501和电容502。在约0与20秒之间的第一时间周期503，液体储存部分并不保持液体气溶胶形成基质。如图13中所示，电阻501和电容502在此周期期间保持大体上恒定。在约20与40秒之间的第二时间周期504，液体储存部分逐渐填充有液体气溶胶形成基质。如图13中所示，当保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量在此时间周期中增加时，电阻501减小且电容502增加。在约40秒之后的第三时间周期505，载体材料以液体气溶胶形成基质完全饱和。如图13中所示，电阻501和电容502在此周期期间保持大体上恒定。
此程序可以在气溶胶生成***的校准期间执行。在校准程序中，可以将预定量的液体气溶胶形成基质引入到液体储存部分中，且可以测量电感、电阻或电容中的至少一个。测量值可以存储于控制***的存储器中的查找表中，且每一测量值可以与预定量的液体气溶胶形成基质相关联。
在根据本发明的气溶胶生成***的使用的另一实例中，使用图13中所示的示例性数据，气溶胶生成***的控制***从第一和第二电极接收所感测的电阻信息。接收的电阻信息对应于约7.4 x 105欧姆的电阻。控制***比较测得的电阻信息与存储于查找表中的电阻参考信息。查找表包括7.4 x 105欧姆的所存储参考电阻值，其与0毫升的存储量信息相关联。控制***将所感测的电阻信息与7.4 x 105欧姆的所存储参考电阻信息进行匹配，且控制***在气溶胶生成***的LED显示器上向用户显示0ml的相关联存储量。
在一些实施例中，在确定液体储存部分保持0ml(即液体储存部分是空的)时，控制***可以阻止从电源供应电力到气溶胶生成***的气溶胶生成构件。控制***可以被配置成继续阻止供应电力到气溶胶生成***，直到所确定的液体气溶胶形成基质量到达或超过预定阈值量为止。
将了解，测得的电阻、电容和阻抗与保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质量之间的关系将取决于液体储存部分中的电极的类型和相对位置。
在一些实施例中，控制***可以周期性地在预定间隔确定保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质量。在其它实施例中，控制***可以当由用户提示时，例如当用户按压气溶胶生成***的外壳上的开关时确定保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质量。
在一些实施例中，控制***可以被配置成通过计算来确定保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质量。举例来说，控制***可以被配置成测量电容。传感器可以包括具有表面积A的大体上平面第一和第二电容器板。第二电容器板可以被布置成大体上平行于第一电容器板，且处于距第一电容器板的分隔d处。液体储存部分可以被布置于第一和第二电容器板之间(参见图9)。
在此实例中，测得的电容C与第一和第二电容器板的表面积A以及分隔d相关，如等式1中所示。
Figure BDA0001735393890000291
C是测得的电容，k是第一和第二电容器板之间的电介质的相对电容率，ε0是真空电容率，A是第一和第二电容器板的表面积，且d是第一和第二电容器板之间的分隔。测得的电容C、真空电容率ε0、第一和第二电容器板的表面积A以及第一和第二电容器板之间的分隔d是已知的。所述已知的值可用以确定电介质的相对电容率k。
当组合电介质时，可假定通过将每一组分的体积分数乘以其对应介电率且接着将所确定的值求和可获得平均介电率值。
由于液体气溶胶形成基质、空气和保持于液体储存部分中的载体材料的介电常数是已知的，因此可以计算液体气溶胶形成基质的体积分数。由于液体储存部分的总体积V也是已知的，因此也可以计算保持于液体储存部分中的气溶胶形成基质的体积。
举例来说，液体气溶胶形成基质可以包括VG(k～42)和PG(k～32)的50:50混合(忽略小量的尼古丁和调味剂)。液体气溶胶形成基质的总平均介电常数kAFS是37，如等式2中所示。
kAFS＝(42×0.5)+(32×0.5)＝37 等式2
在一些实施例中，液体储存部分不包括载体材料。在这些实施例中，第一和第二电容器板之间的电介质包括液体气溶胶形成基质、空气或液体气溶胶形成基质和空气的组合。当液体储存部分填充有液体气溶胶形成基质时第一电极与第二电极之间的总平均介电常数(k～37)是约37。在使用中，当液体气溶胶形成基质的二分之一已消耗且被空气代替(k～1)时，第一电极与第二电极之间的总平均介电常数kHALF是约19，如等式3中所示。
kHALF＝(37×0.5)+(1×0.5)＝19 等式3
一旦保持于液体储存部分中的所有液体气溶胶形成基质已消耗且被空气代替(k～1)，则第一电极与第二电极之间的总平均介电常数kEMPTY为约1。
在其它实施例中，液体储存部分包括载体材料，且液体气溶胶形成基质(k～37)浸泡在载体材料中。载体材料可以是均质的聚丙烯泡沫(k～2.2)，其可吸收等于泡沫重量的三倍的质量的液体气溶胶形成基质。在这些实施例中，当载体材料以液体气溶胶形成基质完全饱和且泡沫中不存在空气时，第一电极与第二电极之间的总平均介电常数kFULL是约28，如等式4中所示。
kFULL＝(0.25×2.2)+(0.75×37)＝28 等式4
在使用中，当液体气溶胶形成基质的二分之一已消耗且被空气代替(k～1)时，第一电极与第二电极之间的总平均介电常数kHALF是约5，如等式5中所示。
kHALF＝(0.25×2.2)+(0.375×37)+(0.375×1)＝5 等式5
一旦保持于液体储存部分中的所有液体气溶胶形成基质已消耗且被空气代替，则第一电极与第二电极之间的总平均介电常数kEMPTY为约1.3，如等式6中所示。
kEMPTY＝(0.25×2.2)+(0.75×1)＝1.3 等式6
可以根据从测得的电容确定的总平均介电常数以及液体气溶胶形成基质、空气和保持于液体储存部分中的载体材料的已知介电常数计算保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的体积分数。
可以向用户指示液体气溶胶形成基质的体积分数作为保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。可以向用户指示液体气溶胶形成基质的体积。
将了解，不同的电容器几何形状将需要不同计算以确定保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。
举例来说，液体储存部分可以被布置于形成为同心圆柱体的两个电容器板之间(参见图11中示出的传感器)。液体储存部分形成第一和第二电容器板之间的环形圆柱体。内部电容器板具有半径a，且外部电容器板具有半径b，且电容器板各自具有长度L。测得的电容C与电容器板的内部半径a和外部半径b以及长度L相关，如等式7中所示。
Figure BDA0001735393890000311
电容器板的长度L、内部半径a和外部半径b以及真空电容率ε0是已知的。可以从测得的电容确定第一电极与第二电极之间的总平均相对电容率k，且可以使用液体气溶胶形成基质、空气和可保持于液体储存部分中的载体材料的已知相对电容率来计算保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的体积分数。
将了解，对于其它传感器几何形状可以执行相似计算。
可以使用除了电学量之外的测量值执行相似计算以确定保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。举例来说，可以从第一电极与第二电极之间的电阻的测量值确定保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。可以从第一和第二电极之间的电阻的测量值计算第一电极与第二电极之间的总平均电阻率(ρ)。对于以上在图9中示出的平面板电极实例，可以测量第一电极与第二电极之间的电阻R，且可以例如使用Pouillet定律计算第一电极与第二电极之间的总平均电阻率ρ，如等式8中所示。
Figure BDA0001735393890000312
测得的电阻R、第一和第二电极之间的分隔d以及第一和第二电极的表面积A是已知的，且可用以确定第一电极与第二电极之间的总平均电阻率ρ。可以与上文在等式2到6中描述的使用已知电容率计算体积分数的类似方式，使用液体气溶胶形成基质、空气和载体材料的已知电阻率来确定保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的体积分数。
在其它实施例中，控制***可以被配置成通过将液体储存部分理论上划分为两个区段，第一区段填充有液体气溶胶形成基质且第二区段填充有空气，从电学量的测得值计算保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。
举例来说，气溶胶生成***可以包括传感器，其包括具有第一和第二电容器板的电容器。第一和第二电容器板可以是大体上平面的且具有表面积A。第二电容器板可以被布置成大体上平行于第一电容器板，且处于距第一电容器板的分隔d处。整个液体储存部分可以被布置于第一和第二电容器板之间(参见图9)。
控制***可以被配置成将电容器理论上划分为并联连接的两个电容器，具有电容C1的第一电容器和具有电容C2的第二电容器。这可以将液体储存部分理论上划分为两个区段，布置于第一电容器的电容器板之间的填充有液体气溶胶形成基质的第一区段，以及布置于第二电容器的电容器板之间的填充有空气的第二区段。
测得的电容C是第一电容器和第二电容器的总电容。这是同归对第一电容器和第二电容器的电容C1、C2进行求和而计算。通过对第一电容器和第二电容器的电容C1、C2进行求和，可以计算总电容C，如等式9中所示。
Figure BDA0001735393890000321
在从液体储存部分消耗液体气溶胶形成基质时，第一电容器的表面积A1减小且第二电容器的表面积A2增加。第一和第二电容器板的总表面积A保持恒定，且是第一电容器和第二电容器的表面积的总和。等式9可以重新布置以确定第一电容器的表面积A1，其可以使用电容器的总表面积A、第一和第二电容器板之间的分隔d、液体气溶胶形成基质的电容率k1和空气的电容率k2的已知值进行计算。通过将第一区段的表面积A1乘以电容器板之间的分隔d可以确定第一区段的体积V1，其为保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的体积。
在另一实施例(未图示)中，液体储存部分布置于形成为同心圆柱体的两个电容器板之间(例如，参见图11)。第一内部电容器板具有半径a，且第二外部同心圆柱体具有半径b。液体储存部分形成第一和第二电容器板之间的环形圆柱体。
控制***被配置成将电容器理论上划分为并联连接的两个电容器，具有长度L1的横跨保持液体气溶胶形成基质的液体储存部分的区段的第一电容器，以及具有长度L2的横跨保持空气的液体储存部分的区段的第二电容器。在从液体储存部分消耗液体气溶胶形成基质时，第一区段的长度L1减小且第二区段的长度L2增加。第一和第二电容器板的总长度L保持恒定。
通过对第一电容器的电容C1和第二电容器的电容C2进行求和，可以计算作为测得电容的总电容C，如等式10中所示。
Figure BDA0001735393890000331
等式10可以重新布置以确定第一区段的长度L1，其可以使用第一和第二电容器板的总长度L、第一电容器板的半径a、第二电容器板的半径b、液体气溶胶形成基质的电容率k1和空气的电容率k2的已知值进行计算。可以通过将第一区段的长度L1乘以第一和第二电容器板之间的环形表面积来确定第一区段的体积V1，其对应于保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的体积，如等式11中所示。
V1＝πL1(b2-a2) 等式11
将了解，控制***可以被配置成针对其它传感器几何形状和其它所感测的电学量执行相似计算。
举例来说，在控制***被配置成测量第一电极与第二电极之间的电阻的情况下，控制***可以被配置成将第一和第二电极理论上划分并联连接的两个电阻器。液体储存部分也可以理论上划分成两个区段，填充有液体气溶胶形成基质且由第一电阻器横跨的第一区段，以及填充有空气且由第二电阻器横跨的第二区段。测得的电阻是第一和第二电阻器的总电阻。由于第一和第二电阻器并联连接，因此总电阻是第一电阻器的电阻的倒数与第二电阻器的电阻的倒数的总和。可以使用测得的电阻且通过将第一和第二电阻器的已知参数应用于Pouillet定律来计算作为填充有液体气溶胶形成基质的区段的第一区段的体积(参见等式8)。
为了改进使用电极和液体储存部分的理论划分的计算的准确性，当做出电学量的测量时液体气溶胶形成基质的表面可以保持大体上垂直于第一和第二电容器板。这可通过布置具有至少一个充分窄的通道的液体储存部分使得毛细管力作用在保持于所述至少一个通道中的液体气溶胶形成基质上来实现。这也可以通过提供具有倾斜传感器的液体储存部分且配置控制***以当液体储存部分适当地定向时从电学量的测量值确定保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量来实现。
将了解，在其它实施例(未图示)中，相对于图2到12描述的筒可以不是筒，而是可以作为例如图1中示出的气溶胶生成***等气溶胶生成***的一体式部分。还应了解，主要单元可具有传感器，例如图2到12中示出的电极对，其被布置成感测由主要单元接纳的筒的液体储存部分的电学量。
应了解，可以在其它实施例中提供针对一个实施例描述的特征。确切地说，将了解，根据本发明的筒和气溶胶生成***可以包括确定保持于液体储存部分中的液体气溶胶形成基质量的多于一个构件，例如多于一对第一和第二电极。

Claims (13)

1.一种气溶胶生成***，包括：
液体储存部分，其用于保持液体气溶胶形成基质；
第一电极和与所述第一电极间隔开的第二电极，其中所述液体储存部分的至少一部分布置于所述第一电极与所述第二电极之间；
气溶胶生成构件，其包括一个或多个气溶胶生成元件，其中所述气溶胶生成元件中的至少一个包括所述第一电极和所述第二电极中的一个；以及
控制***，其被配置成：
测量所述第一电极与所述第二电极之间的电学量，以及
基于测得的所述电学量信息确定保持于所述液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。
2.根据权利要求1所述的气溶胶生成***，其中所述控制***被配置成通过比较测得的所述电学量信息与存储于所述控制***中的参考电学量信息来确定保持于所述液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的气溶胶生成***，其中所述气溶胶生成***进一步包括被布置成从所述液体储存部分接收液体气溶胶形成基质的气溶胶生成构件，且其中所述控制***进一步被配置成：
比较确定的所述液体气溶胶形成基质的量与存储于所述控制***中的预定阈值量；以及
在确定的所述液体气溶胶形成基质的量低于所述预定阈值量的情况下阻止所述气溶胶生成构件的操作。
4.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成***，其中所述第一电极和所述第二电极被布置于电绝缘材料的平台上。
5.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成***，其中所述第一电极和所述第二电极是相互交错的。
6.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成***，其中所述控制***进一步被配置成对所述第一电极和所述第二电极供应振荡测量信号。
7.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成***，其中将由所述控制***测量的所述电学量是所述第一电极与所述第二电极之间的阻抗。
8.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成***，其中将由所述控制***测量的所述电学量是所述第一电极与所述第二电极之间的电阻。
9.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成***，其中将由所述控制***测量的所述电学量是所述第一电极与所述第二电极之间的电容。
10.根据权利要求1所述的气溶胶生成***，其中所述***包括：
筒，其包括所述液体储存部分；以及
主要单元，其包括所述控制***，
其中所述主要单元被配置成以可装卸方式接纳所述筒；且
当所述筒由所述主要单元接纳时，所述第一电极和所述第二电极被布置成使得所述筒的所述液体储存部分的一部分布置于所述第一电极与所述第二电极之间。
11.根据权利要求10所述的气溶胶生成***，其中：
所述筒包括所述气溶胶生成构件以及所述第一电极和所述第二电极，或
所述主要单元包括所述气溶胶生成构件以及所述第一电极和所述第二电极，或
所述筒包括所述第一电极和所述第二电极中的一个，且所述主要单元包括所述第一电极和所述第二电极中的另一个。
12.一种用于根据权利要求10所述的气溶胶生成***的主要单元，其中：
所述主要单元包括：
所述控制***；
包括所述一个或多个气溶胶生成元件的所述气溶胶生成构件；以及
所述第一电极和所述第二电极；
所述主要单元被配置成以可装卸方式接纳具有液体储存部分的筒；且
当具有液体储存部分的筒以可装卸方式由所述主要单元接纳时，所述第一电极和所述第二电极被布置成使得所述筒的所述液体储存部分的一部分布置于所述第一电极与所述第二电极之间。
13.一种确定保持于气溶胶生成***的液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量的方法，所述气溶胶生成***包括气溶胶生成构件，所述气溶胶生成构件包括一个或多个气溶胶生成元件，所述方法包括：
将液体气溶胶形成基质保持于所述气溶胶生成***的所述液体储存部分中；
将所述液体储存部分的至少一部分布置于第一电极与第二电极之间，其中所述气溶胶生成元件中的至少一个包括所述第一电极和所述第二电极中的一个；
测量所述第一电极与所述第二电极之间的电学量；以及
基于测得的所述电学量信息确定保持于所述液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的量。
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