CN114502021B - 气溶胶生成装置 - Google Patents
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Abstract
一种气溶胶生成装置，其在第一预热区间基于第一目标温度控制供应至加热单元的电力，并且在第二预热区间基于高于第一目标温度的第二目标温度控制所述电力，使得在气溶胶生成基质不被碳化的情况下加热单元被稳定地加热到目标预热温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种气溶胶生成装置，更具体而言，涉及一种用于增加雾化量并且改善气溶胶的味道的气溶胶生成装置。
背景技术
近来，对克服普通卷烟缺点的替代方法的需求增加。例如，对通过加热卷烟或者液体存储器中的气溶胶生成物质而不是通过燃烧来生成气溶胶的气溶胶生成装置的需求正在增加。
这种气溶胶生成装置能够在吸烟区间之前的预热区间预热气溶胶生成基质(例如，卷烟)。然而，当加热单元仅在一个目标温度下被加热时，可能无法提供使用者所期望的初始雾化量，或者加热单元可能被碳化。初始雾化量的不足和加热单元的碳化可能会影响使用者所感受到的味道。
发明内容
发明要解决的问题
本发明所要解决的技术问题是提供一种气溶胶生成装置，其能够通过增加初始雾化量并且防止加热单元的碳化来增加使用者所感受到的味道。
本发明的技术问题不限于上面的描述，可以从下面将进行描述的实施例中推出其他技术问题。
用于解决问题的手段
根据本发明的一方面，一种气溶胶生成装置包括：电池，加热单元，配置成基于由所述电池供应的电力来加热气溶胶生成基质，以及控制器，配置成基于包括预热区间和吸烟区间的温度曲线来控制供应至所述加热单元的电力；所述控制器配置成在所述预热区间中基于第一目标温度和不同于所述第一目标温度的第二目标温度而控制供应至所述加热单元的电力。
根据本发明的另一方面，一种气溶胶生成装置包括：电池，加热单元，配置成基于由所述电池供应的电力来加热气溶胶生成基质，以及控制器，配置成基于包括预热区间和吸烟区间的温度曲线来控制供应至所述加热单元的电力；所述控制器配置成在所述预热区间中基于第一目标温度和不同于所述第一目标温度的第二目标温度而控制供应至所述加热单元的电力，所述预热区间包括第一预热区间和在所述第一预热区间之后的第二预热区间，所述第一预热区间比所述第二预热区间长，所述控制器配置成：在所述第一预热区间中，控制供应至所述加热单元的电力以使所述加热单元的温度达到所述第一目标温度；以及在所述第二预热区间中，控制供应至所述加热单元的电力以使所述加热单元的温度达到所述第二目标温度。
根据本发明的又一方面，一种气溶胶生成装置，包括：电池，加热单元，配置成基于由所述电池供应的电力来加热气溶胶生成基质，以及控制器，配置成基于包括预热区间和吸烟区间的温度曲线来控制供应至所述加热单元的电力；所述控制器配置成在所述预热区间中基于第一目标温度和不同于所述第一目标温度的第二目标温度而控制供应至所述加热单元的电力，所述预热区间包括第一预热区间和在所述第一预热区间之后的第二预热区间，所述第一预热区间比所述第二预热区间长，所述控制器配置成：在所述第一预热区间中，控制供应至所述加热单元的电力以使所述加热单元的温度达到所述第一目标温度；以及在所述第二预热区间中，控制供应至所述加热单元的电力以使所述加热单元的温度达到所述第二目标温度，所述第一目标温度设置成低于所述第二目标温度。
发明效果
本发明的气溶胶生成装置能够通过在预热区间基于多个目标温度阶段性地加热加热单元来稳定地增加加热单元的温度。
另外，气溶胶生成装置能够通过基于目标温度稳定地预热加热单元的温度来防止气溶胶生成基质在吸烟区间中碳化。
另外，气溶胶生成装置能够通过基于目标温度稳定地预热加热单元的温度来在吸烟区间中向使用者提供足够的雾化量。
然而，本发明的效果不限于以上效果，本领域所属普通技术人员能够根据本说明书和附图清楚地理解未提及的效果。
附图说明
图1至图3是示出卷烟***到气溶胶生成装置中的示例的图。
图4和图5是示出感应加热式气溶胶生成装置的图。
图6和图7是在感应加热式气溶胶生成装置中使用的卷烟的示例的图。
图8和图9是***到感应加热式气溶胶生成装置中的卷烟的示例的图。
图10是一实施例的气溶胶生成装置的内部框图。
图11是用于根据温度曲线说明一实施例的电力控制方法的图。
图12是一实施例的气溶胶生成装置的操作方法的流程图。
具体实施方式
根据本发明的一方面，一种气溶胶生成装置包括：电池，加热单元，配置成基于由所述电池供应的电力来加热气溶胶生成基质，以及控制器，配置成基于包括预热区间和吸烟区间的温度曲线来控制供应至所述加热单元的电力；所述控制器配置成在所述预热区间中基于第一目标温度和不同于所述第一目标温度的第二目标温度而控制供应至所述加热单元的电力。
所述预热区间可以包括第一预热区间和在所述第一预热区间之后的第二预热区间，所述控制器可以配置成：在所述第一预热区间中，控制供应至所述加热单元的电力以使所述加热单元的温度达到所述第一目标温度；以及在所述第二预热区间中，控制供应至所述加热单元的电力以使所述加热单元的温度达到所述第二目标温度。
所述第一目标温度可以设置成低于所述第二目标温度。
所述第一目标温度可以设置在约250℃和约335℃之间，并且所述第二目标温度可以设置在约340℃和约360℃之间。
所述第一预热区间可以比所述第二预热区间长。
所述控制器可以配置成设置在所述预热区间的一部分中施加到所述加热单元的电流的上限。
所述控制器可以配置成在所述吸烟区间中控制施加到所述加热单元的电流，使得所述加热单元的温度维持在第三目标温度。
所述第三目标温度可以设置成低于所述第二目标温度。
所述气溶胶生成装置还可以包括功率转换器，配置成将所述电池供给的直流电转换成交流电，所述加热单元可以包括配置成基于所述交流电产生交变磁场的线圈。
所述加热单元还可以包括配置成通过所述交变磁场而产生热的感热体，所述控制器可以配置成通过控制施加到所述线圈的交流电来加热所述感热体。
关于用于描述各种实施例的术语，考虑到本发明的各种实施例中的结构元件的功能来选择当前广泛使用的通用术语。然而，可以根据意图、判例、新技术的出现等来改变术语的含义。另外，在某些情况下，可以选择不常用的术语。在这种情况下，将在本发明的描述中的相应部分处详细描述该术语的含义。因此，应基于术语的含义以及在本文提供的描述来定义在本发明的各种实施例中使用的术语。
另外，除非另外明确指出，否则术语“包括”将被理解为暗示包括所描述的要素，但不排除任何其他要素。另外，在本说明书中描述的术语“部”和“模块”可以指用于处理至少一个功能和/或工作的单元，并且可以由硬件部件或软件部件及其组合来实现。
如本文中所使用的，如“…中的至少一者”的表达，在位于元件列表后时修改了整个元件列表并且不修改列表中的各个元件。例如，表述“a，b和c中的至少一者”应理解为包括仅“a”、仅“b”、仅“c”、“a和b”、“a和c”、“b和c”或“a、b、c”全部。
术语“卷烟”可以指任何装载到气溶胶生成装置中从而发挥使用者的烟嘴的作用的物品。卷烟可以具有类似于传统的燃烧型卷烟的形状和结构。这种卷烟可以包含通过气溶胶生成装置的操作(例如，加热)生成气溶胶的气溶胶生成物质。或者，卷烟可以不包含气溶胶生成物质，并且将从安装于气溶胶生成装置的另一物品(例如，烟弹)生成的气溶胶传递至使用者的嘴部。
下面参照附图，对本发明的实施例进行更加充分地说明，其中，示出了本发明的示例性实施例以使本领域的普通技术人员能够容易实施本发明。然而本发明可以以许多不同的形式实现，并且不应被解释为限于本文中所说明的实施例。
下面参照附图，对本发明的实施例进行详细说明。
图1至图3是示出卷烟***到气溶胶生成装置中的示例的图。
参照图1，气溶胶生成装置1可以包括电池11、控制器12和加热器13。参照图2和图3，气溶胶生成装置1还包括汽化器14。另外，可将卷烟2***气溶胶生成装置1的内部空间。
图1至图3所示的气溶胶生成装置1中仅示出与本实施例相关的构成要素。因此，本实施例相关技术领域的普通技术人员应理解，气溶胶生成装置1还可包括除图1至图3所示的构成要素以外的其他通用构成要素。
另外，图2和图3中示出气溶胶生成装置1包括加热器13。但根据需要，也可省略加热器13。
图1中示出电池11、控制器12和加热器13配置成一列。另外，图2中示出电池11、控制器12、汽化器14和加热器13配置成一列。另外，图3中示出汽化器14和加热器13并列配置。然而，气溶胶生成装置1的内部结构并不限于图1至图3所示的结构。换言之，根据气溶胶生成装置1的设计，可变更电池11、控制器12、加热器13和汽化器14的配置。
当卷烟2***气溶胶生成装置1时，气溶胶生成装置1可以使加热器13和/或汽化器14工作，以从卷烟2和/或汽化器14产生气溶胶。通过加热器13和/或汽化器14产生的气溶胶经由卷烟2并传输至用户。
根据需要，即使卷烟2未***气溶胶生成装置1时，气溶胶生成装置1也可加热加热器13。
电池11供给气溶胶生成装置1操作所需的电力。例如，电池11可进行供电，以能够对加热器13或者汽化器14进行加热，且可向控制器12供给操作所需的电力。另外，电池11可供给安装在气溶胶生成装置1的显示器、传感器、电机等操作所需的电力。
控制器12整体控制气溶胶生成装置1的操作。具体地，控制器12不仅控制电池11、加热器13和汽化器14的操作，还控制气溶胶生成装置1中的其他结构的操作。另外，控制器12还可检查气溶胶生成装置1的各结构的状态，来判断气溶胶生成装置1是否处于可操作状态。
控制器12可以包括至少一个处理器。处理器可以由多个逻辑门的阵列构成，也可以通过通用微处理器和存储有能够在该微处理器执行的程序的存储器的组合来实现。另外，只要是本实施例所属技术领域的通常的技术人员就能够理解，还可以以其他形式的硬件来实现。
加热器13可通过电池11供给的电力而被加热。例如，当卷烟2***气溶胶生成装置1时，加热器13可位于卷烟2的外部。因此，被加热的加热器13可使卷烟2内的气溶胶生成物质的温度上升。
加热器13可以是电阻加热器。例如，加热器13可包括导电轨道，加热器13可随着电流在导电轨道流动而被加热。然而，加热器13不限于上述示例，只要能够加热到期望温度即可，并没有特殊限制。这里，期望温度可以在气溶胶生成装置1预先设定，或可以设置成用户期望的温度。
作为另一示例，加热器13可以是感应式加热器。具体地，加热器13可包括用于以感应加热方式加热卷烟的导电线圈，卷烟可包括能够被感应式加热器加热的感热体。将参照图4和图5对感应式加热器进行更加详细地说明。
例如，加热器13可包括管形加热部件、板形加热部件、针形加热部件或棒形加热部件，可根据加热部件形状来加热卷烟2的内部或外部。
另外，气溶胶生成装置1上可配置有多个加热器13。此时，多个加热器13配置成***卷烟2的内部或可配置在卷烟2的外部。另外，也可以将多个加热器13中的部分加热器设置成***卷烟2的内部，其他加热器配置在卷烟2的外部。另外，加热器13的形状不限于图1至图3所示的形状，还可制作成其他多种形状。
汽化器14能够通过加热液态组合物来生成气溶胶，所生成的气溶胶能够经由卷烟2传输至用户。换言之，通过汽化器14生成的气溶胶可沿气溶胶生成装置1的气流通路移动，气流通路可构成为能够使由汽化器14生成的气溶胶经由卷烟2传输至用户。
例如，汽化器14可包括液体储存部、液体传输单元和加热部件，但不限于此。例如，液体储存部、液体传输单元和加热部件可作为独立的模块设置在气溶胶生成装置1中。
液体储存部能够储存液态组合物。例如，液态组合物可以为包括含有挥发性烟草香味成分的含烟草物质的液体，还可以为包括非烟草物质的液体。液体储存部可制作成能够从汽化器14拆卸或安装于汽化器14，也可制作成与汽化器14一体。
例如，液态组合物可包括水、溶剂、乙醇、植物提取物、香料、香味剂或维生素混合物。香料可包括薄荷醇、欧薄荷、绿薄荷油、各种水果香成分等，但不限于此。香味剂可包括能够向用户提供多种香味或风味的成分。维生素混合物可以为混合有维生素A、维生素B、维生素C和维生素E中的至少一者的物质，但不限于此。另外，液态组合物可包括诸如甘油和丙二醇的气溶胶形成剂。
液体传递单元能够将液体储存部的液态组合物传递到加热部件。例如，液体传递单元可以为如棉纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维或多孔陶瓷的芯，但不限于此。
加热部件是用于加热通过液体传递单元传递的液态组合物的部件。例如，加热部件可以为金属热线、金属热板、陶瓷加热器等，但不限于此。另外，加热部件可由如镍铬线的导电发热丝构成，可设置成卷绕在液体传递单元的结构。加热部件可通过电流供给被加热，并向与加热部件接触的液态组合物传递热量，来加热液态组合物。其结果，能够生成气溶胶。
例如，汽化器14可称为雾化器或喷雾器，但不限于此。
气溶胶生成装置1还可包括除电池11、控制器12、加热器13和汽化器14以外的其他通用的结构。例如，气溶胶生成装置1可包括可输出视觉信息的显示器和/或用于输出触觉信息的电机。另外，气溶胶生成装置1可包括至少一个传感器(例如，抽吸感测传感器、温度感测传感器、卷烟***感测传感器等)。另外，气溶胶生成装置1可制作成即使在卷烟2***的状态下也可使外部空气流入或使内部气体流出的结构。
虽然图1至图3中没有示出，但气溶胶生成装置1也可以与另设的托架一同构成***。例如，托架可用于对气溶胶生成装置1的电池11进行充电。或者，在托架与气溶胶生成装置1相接合的状态下，还可对加热器13进行加热。
卷烟2可以与普通燃烧型卷烟类似。例如，卷烟2可划分为包括气溶胶生成物质的第一部分和包括滤嘴等的第二部分。或者，卷烟2的第二部分也可包括气溶胶生成物质。例如，也可以将以颗粒或胶囊形式制成的气溶胶生成物质***第二部分。
整个第一部分***气溶胶生成装置1的内部，第二部分暴露在外部。或者，也可以是仅第一部分的一部分***气溶胶生成装置1的内部，还可以是整个第一部分和第二部分的一部分***气溶胶生成装置1的内部。用户可用嘴部叼住第二部分的状态下吸入气溶胶。此时，外部空气通过第一部分，从而生成气溶胶，所生成的气溶胶经由第二部分传递至用户的嘴部。
作为一例，外部空气可以通过形成在气溶胶生成装置1的至少一个空气通路流入。例如，形成在气溶胶生成装置1的空气通路的开闭和/或空气通路的大小，可以由用户来调整。由此，用户能够调节雾化量、吸烟感等。作为另一例，外部空气也可以经由形成在卷烟2的表面的至少一个孔(hole)流入卷烟2的内部。
图4和图5是示出感应加热式气溶胶生成装置的图。
参照图4，气溶胶生成装置1可以包括感热体16、线圈15、电池11以及控制器12。根据一实施例，感热体16可以包括在卷烟(图6和图7的2)中。在这种情况下，如图5所示，气溶胶生成装置1可以不包括感热体16。
图4和图5的气溶胶生成装置1包括与本实施例有关的部件。因此，本领域所属普通技术人员能够理解，气溶胶生成装置1还可以包括除了图4和图5的部件之外的额外的通用部件。
气溶胶生成装置1可以通过根据感应加热方法加热容纳于容纳空间17的卷烟2来生成气溶胶。感应加热方法可以指通过方向周期性变化的交变磁场来加热导电物质的方法。
当交变磁场施加到磁性物质时，涡流和磁滞损失可能造成磁性物质的能量损失，损失的能量可以作为热能从磁性物质释放出来。随着施加到磁性物质的交变磁场的振幅或者频率增加，更多的热能可以从磁性物质释放出来。热能可以传递至卷烟2。
由外部磁场加热的磁性物质可以是感热体16。感热体16可以是块状、片状或者条状。
感热体16可以包含金属或者碳。感热体16可以包含铁氧体、铁磁合金、不锈钢以及铝(Al)中的至少一者。另外，感热体16可以包含诸如石墨、钼、碳化硅、铌、镍合金、金属膜，或者氧化锆的陶瓷，诸如镍(Ni)、钴(Co)的过渡元素以及诸如硼(B)或者磷(P)的非金属中的至少一者。
气溶胶生成装置1可以包括用于容纳卷烟2的容纳空间17。容纳空间17可以包括用于接纳卷烟2的开口。卷烟2可以通过容纳空间17的开口***到气溶胶生成装置1中。
如图4所示，感热体16可以布置于容纳空间17中。感热体16可以附着至容纳空间17的底部。卷烟2可以被推向容纳空间17的底部以使感热体16***到卷烟2中。
或者，如图5所示，气溶胶生成装置1可以不包括感热体16。在这种情况下，感热体16可以包括在卷烟2中。
气溶胶生成装置1可以包括线圈15，该线圈15向感热体16施加交变磁场，并且根据感热体16的温度变化而改变谐振频率，其中，感热体16的温度变化是由感热体16的感应加热引起的。
线圈15可以是螺线管。线圈15可以是缠绕在容纳空间17周围的螺线管，并且卷烟2可以容纳于螺线管的内部空间。形成螺线管的导线材料可以包含铜(Cu)。然而，材料不限于此。所述材料可以是比电阻值低从而允许高电流流动的材料，作为材料的示例，可以包含银(Ag)、金(Au)、铝(Al)、钨(W)、锌(Zn)、镍(Ni)，或者包含至少一种以上所列材料的合金。
线圈15可以缠绕在容纳空间17的周围，并且位于与感热体16对应的位置处。
电池11可以向线圈15供电。电池140可以是磷酸铁锂(LiFePO4)电池，但不限于此。例如，电池可以是钴酸锂(LiCoO2)电池、钛酸锂电池等。
控制器12可以控制供应至线圈15的电力。控制器12可以改变线圈15的驱动频率。控制器12可以通过控制驱动频率来控制感热体16的感应加热。
图6和图7是在感应加热式气溶胶生成装置中使用的卷烟的示例的图。
参照图6和图7，卷烟2可以包括烟草棒21和过滤棒22。过滤棒22可以包括一个或多个段。例如，滤嘴棒22可以包括配置成冷却气溶胶的第一段和配置成过滤气溶胶中所含的特定成分的第二段。另外，滤嘴棒22还可以包括配置成执行其他功能的至少一个段。
卷烟2可以由至少一个包装纸24包装。包装纸24上可以具有能够引入外部空气或者排出内部空气的至少一个孔。例如，卷烟2可以由单个包装纸包装。作为另一示例，如图6和图7所示，卷烟2可以由至少两个包装纸24双重包装。例如，烟草棒21可以由第一包装纸包装，并且滤嘴棒22可以由第二包装纸包装。另外，分别由单独的包装纸包装的烟草棒21和滤嘴棒22可以组合在一起，并且整个卷烟2可以由第三包装纸包装。
烟草棒21可以包括气溶胶生成物质。例如，气溶胶生成物质可包括甘油、丙二醇、乙二醇、二丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇和油醇中的至少一者，但不限于此。另外，烟草棒21可含有如调味剂、湿润剂和/或有机酸的其他添加物质。另外，可以以向烟草棒21喷射的方式，对烟草棒21添加薄荷醇或者保湿剂等加香液。
烟草棒21可以以多种方式制得。例如，烟草棒21可由烟草片制成，也可由烟草丝制成。或者，烟草棒21可通过将烟草片切细而得的烟叶制得。
根据一实施例，卷烟2还可以包括感热体16。在这种情况下，如图7所示，感热体16可以布置在烟草棒21中。感热体16可以从烟草棒21的端部沿朝向过滤棒22的方向延伸。
烟草棒21可被导热物质包裹。例如，导热物质可以为如铝箔的金属箔，但不限于此。作为一例，包围烟草棒21的导热物质能够均匀分散传递到烟草棒21的热，从而提高施加到烟草棒的导热率，并且能够改善从烟草棒21生成的气溶胶的味道。
过滤棒22可以包括醋酸纤维素过滤器。此外，过滤棒22的形状可以改变。例如，过滤棒22可以为圆筒型棒，还可以为内部中空的管型棒。另外，过滤棒22还可以为包括空腔的凹入型棒。如果过滤棒22由多个段构成，则多个段还可制作成不同的形状。
滤嘴棒22可以形成为产生香味。例如，调味液可以注入到滤嘴棒22上，或者，涂覆有调味液的附加纤维可以***到滤嘴棒22。
另外，过滤棒22可包括至少一个胶囊23。胶囊23能够发挥生成香味的功能，也能够发挥生成气溶胶的功能。例如，胶囊23可以是用被膜包裹含有香料的液体而成的结构。胶囊23可具有球形或者圆筒形的形状，但不限于此。
当过滤棒22包括配置成冷却气溶胶的段时，冷却段可以包含聚合物材料或者生物降解性高分子材料。例如，冷却段可以仅包含纯聚乳酸。在一些实施例中，冷却段可以包括具有多个孔的醋酸纤维素过滤器。然而，冷却段不限于此，可以包括冷却气溶胶的结构和气溶胶冷却材料。
图8和图9是***到感应加热式气溶胶生成装置的卷烟的示例的图。
更详细而言，图8示出感热体16布置在气溶胶生成装置1上的示例，并且图9示出感热体16布置在卷烟2上的示例。
参照图8，卷烟2可以在卷烟2的长度方向上容纳于容纳空间17中。感热体16可以***到容纳于气溶胶生成装置1的卷烟2中，从而烟草棒21可以与感热体16接触。感热体16可以在气溶胶生成装置1的长度方向上延伸，从而感热体16可以***到卷烟2中。
感热体16可以位于容纳空间17的中心以***到卷烟2的中心部分。图8示出了单个感热体16，但是感热体16的数量不限于此。换言之，气溶胶生成装置1可以包括在气溶胶生成装置1的长度方向上延伸以***到卷烟2中的多个感热体。
线圈15可以沿容纳空间17的长度方向缠绕在容纳空间17周围。线圈15可以在容纳空间17的长度方向上延伸至对应于感热体16的长度，并且可以位于对应于感热体16的位置处。
参照图9，卷烟2可以在卷烟2的长度方向上容纳于容纳空间17中。随着卷烟2容纳于容纳空间17，感热体16可以被线圈15包围。
感热体16可以位于烟草棒21的中心以进行均匀的热传递。图9示出了单个感热体16，但是感热体16的数量不限于此。换言之，多个感热体可以包括在卷烟2中。
线圈15可以沿容纳空间17的长度方向缠绕在容纳空间17周围。线圈15可以在容纳空间17的长度方向上延伸至对应于感热体16的长度，并且可以位于对应于感热体16的位置处。
图10是一实施例的气溶胶生成装置的内部框图。
参照图10，气溶胶生成装置1可以包括：输入单元1010；输出单元1020；检测器1030；接口单元1040；加热单元1052；电池1060；存储器1070以及控制器1080。当气溶胶生成装置1根据感应加热方法工作时，气溶胶生成装置1还可以包括功率转换器1051。
图10的电池1060和控制器1080可以分别对应于图1至图5的电池11和控制器12。图10的加热单元1052可以对应于图1至图3的加热器13。当气溶胶生成装置1根据感应加热方法工作时，图10的加热单元1052可以对应于图4和图5的线圈15。根据一实施例，图10的加热单元1052可以包括图4和图5的感热体16。
输入单元1010可以接收使用者输入。例如，输入单元1010可以是按压式按钮，但不限于此。当输入单元1010接收到使用者输入时，对应于使用者输入的控制信号可以被传输至控制器1080。控制器1080可以响应于控制信号而控制气溶胶生成装置1的内部部件。例如，控制器1080可以响应于控制信号而向加热单元1052供电。
输出单元1020可以输出与气溶胶生成装置1相关的视觉信息和/或触觉信息。为此，输出单元1020可以包括显示器(未图示)、振动电机(未图示)等。
检测器1030可以检测与气溶胶生成装置1的操作有关的信息。检测器1030可以包括用于检测加热单元1052的温度的温度检测器1031和用于检测施加到加热单元1052的电流的电流检测器1032。根据一实施例，检测器1030还可以包括用于检测使用者的抽吸的抽吸传感器。
温度检测器1031可以包括至少一个温度传感器，并且温度传感器可以布置成与加热单元1052相邻。电流检测器1032可以包括至少一个分流电阻。当气溶胶生成装置1根据感应加热方法工作时，电流检测器1032可以串联到线圈15并且检测施加到线圈15的电流。
接口单元1040可以用作通向连接到气溶胶生成装置1的各种类型的外部装置的通道。例如，接口单元1040可以包括可以连接到外部装置的端口，气溶胶生成装置1可以通过端口连接到外部装置。当连接到外部装置时，气溶胶生成装置1可以与外部装置交换数据。接口单元1040可以用作外部电力供给通道。例如，接口单元1040可以包括可以连接到外部装置的端口，并且当气溶胶生成装置1连接到外部电源时气溶胶生成装置1可以从外部电源接收外部电力。
加热单元1052可以加热气溶胶生成基质。随着气溶胶生成基质被加热，可以生成气溶胶。气溶胶生成基质可以是图1至图3、图7以及图8的卷烟2。
加热单元1052可以包括线圈15。另外，加热单元1052还可以包括与感热体16感应耦合的电容器(未图示)。根据一实施例，加热单元1052还可以包括感热体16。
当电流施加到线圈15时，感热体16可以被线圈15中产生的交变磁场加热。被加热的感热体16可以加热气溶胶生成基质，从而可以生成气溶胶。
根据一实施例，加热单元1052可以不包括感热体16，并且感热体16可以包括在气溶胶生成基质中。在这种情况下，加热单元1052可以被称为磁场发生器。
电池1060可以在控制器1080的控制下向加热单元1052供电。
在这种情况下，功率转换器1051可以转换电池1060供给的电力并将经转换的电力传输至加热单元1052。
功率转换器1051可以将电池1060供给的直流电转换为交流电，并且可以将交流电传输至加热单元1052。功率转换器1051可以包括用于将直流电转换为交流电的开关装置。
存储器1070可以存储用于操作气溶胶生成装置1的信息。在一实施例中，存储器1070可以存储温度曲线相关信息。
温度曲线可以包括与对应于加热区间的目标温度有关的信息。加热区间可以包括：预热区间，加热单元1052的温度上升至预先设定的预热温度；以及吸烟区间，加热单元1052的温度保持在一定的范围内。
预热区间是指加热单元1052的温度上升至气溶胶充分生成的温度的区间。吸烟区间是指加热单元1052的温度保持使得气溶胶充分生成的区间。在吸烟区间中，使用者可以通过抽吸来吸入气溶胶生成基质。当气溶胶生成装置1根据感应加热方法工作时，加热单元1052的温度可以是感热体16的温度。
控制器1080可以通过调节供应至加热单元1052的电流脉冲的频率和占空比中的至少一者来控制供应至加热单元1052的电力。占空比可以指开关装置导通的时间段在一个开关周期中所占的百分比。因此，在本说明书中，占空比可以与工作比相同。
当气溶胶生成装置1根据感应加热方法工作时，施加到加热单元1052的电力可以是施加到线圈15的电力。当电力供应至线圈15时，感热体16可以由从线圈15生成的交变磁场以非接触的方式加热。根据感应加热方法，由于不涉及热传导，因此能够显著减少热损失。其结果，气溶胶生成基质可以被快速加热。
控制器1080可以通过控制功率转换器1051来控制供应至加热单元1052的电力。在一实施例中，控制器1080可以以脉冲宽度调制(PWM)方法控制功率转换器1051。控制器1080可以以PWM方法控制功率转换器1051中的开关装置。为此，控制器1080可以包括控制开关装置的驱动控制器1081。根据一实施例，驱动控制器1081可以形成为不同于控制器1080的单独的部件。
控制器1080可以基于温度曲线控制供应至加热单元1052的电力。温度曲线可以包括预热区间和吸烟区间。温度曲线可以包括与加热单元1052需要到达的目标温度有关的信息，并且控制器1080可以通过控制供应至加热单元1052的电力来将加热单元1052加热到目标温度。
由于使用者在吸烟区间进行抽吸，因此缩短预热区间是优选的。然而，如果加热单元1052的加热过于迅速，则加热单元1052的温度可以上升至高于适合生成气溶胶的温度从而可能导致气溶胶生成基质碳化。相反，如果使加热单元1052的温度从预热区间的开始逐渐升高，则将延长预热时间，从而导致使用者的不满。在这方面，一实施例的气溶胶生成装置1可以在预热区间进行n步温度控制。以下，对两步温度控制方法作为n步温度控制的示例进行说明，但是根据一实施例，三步或者更多步可以包括在n步温度控制中。
在预热区间中，控制器1080可以基于第一目标温度和不同于第一目标温度的第二目标温度控制供应至加热单元1052的电力。
具体而言，预热区间可以包括第一预热区间和在第一预热区间之后的第二预热区间。第一预热区间可以比第二预热区间长。控制器1080可以在第一预热区间基于第一目标温度加热加热单元1052并且在第二预热区间基于第二目标温度控制供应至加热单元1052的电力。如果在加热开始点处设置过高的目标温度，则气溶胶生成基质可能因加热单元1052温度的急剧上升而碳化，并且电池1060可能超负荷。在这方面，第一目标温度可以设置成低于第二目标温度，使得加热单元1052的温度可以稳定地上升。
在预热区间之后的吸烟区间中，控制器1080可以基于第三目标温度控制供应至加热单元1052的电力。第三目标温度可以设置成低于第二目标温度。将第三目标温度设置成低于第二目标温度是为了补偿下述通过设置电流的上限导致的预热时间的增加。在一实施例中，第三目标温度可以与第一目标温度相同。
控制器1080可以在预热和吸烟区间对供应至加热单元1052的电力进行反馈控制以使加热单元1052的温度达到目标温度。在一实施例中，控制器1080可以根据比例积分微分(PID)控制方法控制加热单元1052的温度。换言之，控制器1080可以根据反馈控制方法控制供应至加热单元1052的电力，其中，所述反馈控制方法利用加热单元1052的温度和目标温度之间的差值，该差值随时间的积分值以及该差值随时间的微分值。PID控制的系数可以预先通过实验进行设置，从而可以最佳地控制加热单元1052的温度。控制器1080可以根据PID控制的系数控制供应至加热单元1052的电力，从而使得加热单元1052的温度达到目标温度。
当加热单元1052从加热开始通过反馈控制方法被加热时，电池1060可能因电流的纹波分量而超负荷。另外，电流的纹波分量可以发挥电动势(EMF)噪声的作用，从而可能对电池1060造成严重的损坏。
为了解决上述问题，气溶胶生成装置1可以在第一预热区间的包括加热开始点的一部分中限制用于加热加热单元1052的电流。
控制器1080可以在第一预热区间的一部分中设置施加到加热单元1052的电流的上限。可以仅在第一预热区间的一部分中限制电流以防止由于电流限制而导致预热延迟。
图11是用于根据温度曲线说明一实施例的电力控制方法的图。
图11示出了加热单元1052随时间的温度1110。即x轴表示时间，y轴表示温度。当气溶胶生成装置1根据感应加热方法工作时，加热单元1052的温度1110可以指感热体16的温度1110。以下，仅对气溶胶生成装置1根据感应加热方法工作的情况进行了说明，但是以下方法可以应用于电阻加热方法。
控制器1080可以根据温度曲线加热感热体16。温度曲线可以包括目标温度和加热时间相关信息。温度曲线可以基于目标温度和/或加热时间划分为预热区间和吸烟区间。预热区间可以指感热体16的温度1110增加到目标温度的区间。吸烟区间是实际发生抽吸并且感热体16的温度1110维持在预先设定的目标温度范围内的区间。
如果控制器1080在预热区间基于一个目标温度短时间内加热加热单元1052，则加热单元1052的温度可能急剧上升，这种加热单元1052的温度的急剧上升可能导致气溶胶生成基质的碳化。另一方面，如果控制器1080在预热区间基于一目标温度长时间加热加热单元1052，预热时间可能会严重增加，引起使用者的不满。为了解决以上问题，一实施例的气溶胶生成装置1可以在预热区间进行两步温度控制。
预热区间可以划分为第一预热区间和第一预热区间之后的第二预热区间。
从预热开始，控制器1080可以基于第一目标温度Tt1根据温度曲线控制供应至线圈15的电力，直到时间点t1为止。时间点t1可以对应于第一预热区间的结束点。
在第一预热区间中，控制器1080可以控制功率转换器1051以使得感热体16的温度1110达到第一目标温度Tt1。在第一预热区间中，感热体16的温度1110可以增加到第一目标温度Tt1以上。在一实施例中，第一目标温度Tt1可以设置在约250℃和约335℃之间。
在第二预热区间期间(即，时间点t1和时间点t2之间的时间段期间)，控制器1080可以基于第二目标温度Tt2控制供应至线圈15的电力。时间点t2可以对应于吸烟区间的开始点。
第二预热区间可以比第一预热区间短。例如，当第二预热区间为3秒钟时，第一预热区间可以为15秒钟。这是为了防止感热体16的温度急剧升高。
在第二预热区间中，控制器1080可以控制功率转换器1051以使得感热体16的温度1110达到第二目标温度Tt2。在第二预热区间中，感热体16的温度1110可以增加到第二目标温度Tt2以上。第二目标温度Tt2可以高于第一目标温度Tt1。这是为了防止电池1060的超负荷导致气溶胶生成基质碳化，以及防止在加热开始点突然供电从而导致感热体16的温度急剧上升。在一实施例中，第二目标温度Tt2可以设置在约340℃和约360℃之间。将第二目标温度Tt2的上限设置成约360℃是为了防止气溶胶生成基质碳化。
随着气溶胶生成装置1在预热区间进行两步温度控制，感热体16可以在气溶胶生成基质不被碳化的情况下稳定地被预热到目标温度。因此，气溶胶生成装置1可以在吸烟区间中向使用者提供足够的雾化量和优异的味道。
控制器1080在第一预热区间的早期可以不使用反馈控制方法来加热感热体16。这是为了减少在反馈控制期间可能产生的电流纹波。
具体而言，控制器1080可以设置从加热开始点到预设的参考时间点ta为止，施加到线圈15的电流的上限。
参考时间点ta可以基于感热体16到达参考温度Tta所需的时间来设置。参考温度Tta可以根据线圈15是否可以进行超调控制而不同地设置，并且参考温度Tta可以设置成低于第一目标温度Tt1。例如，参考温度Tta可以设置在约(Tt1-200)℃至约(Tt1-30)℃的范围内。在一实施例中，参考温度Tta可以设置为约(Tt1-35)℃。只要参考温度Tta被设置成低于第一目标温度Tt1，则参考时间点ta可以在第一预热区间的结束点之前。换言之，控制器1080可以设置仅在第一预热区间的从第一预热区间的开始点开始的一部分施加到线圈15的电流的上限。
电流的上限可以设置为约1A和约4A之间的值。由于供应至线圈15的加热感热体16所需的最小电流为约1A，因此，所述范围的最低值可以被设置为1A。另外，由于电池1060的额定电流为6A，并且除了线圈15之外的其他部件所需的电流之和为2A，因此，所述范围的最高值被设置为4A。
在时间点t2之后的预设的吸烟时间期间，控制器1080可以基于第三目标温度Tt3控制供应至线圈15的电力。吸烟时间可以对应于吸烟区间。例如，吸烟时间可以被设置为240秒。
在吸烟区间中，控制器1080可以控制功率转换器1051以使得感热体16的温度1110达到第三目标温度Tt3。在吸烟区间中，感热体16的温度1110可以基于第三目标温度Tt3维持在预设的范围内。第三目标温度Tt3可以低于第二目标温度Tt2。这是为了补偿设置在第一预热区间的早期施加到线圈15的电流的上限而导致的预热时间的增加。在一实施例中，第三目标温度Tt3可以与第一目标温度Tt1相同。
图12是一实施例的气溶胶生成装置的操作方法的流程图。
参照图12，在步骤S1210中，控制器1080可以在第一预热区间基于第一目标温度控制供应至加热单元1052的电力。
在第一预热区间中，控制器1080可以控制功率转换器1051以使得感热体16的温度达到第一目标温度。在第一预热区间中，感热体16的温度可以上升到第一目标温度以上。
在第一预热区间的早期阶段，控制器1080可以不使用反馈控制方法来加热感热体16。换言之，反馈控制方法可以至少不在第一预热区间的一部分中使用。
具体而言，在加热开始点和预设的参考时间点之间的时间段(即，图11中的第一预热区间)期间，控制器1080可以设置施加到线圈15的电流的上限。
参考时间点可以基于感热体16达到参考温度所需的时间来设置。参考温度可以设置成根据线圈15是否进行超调控制而不同。参考温度可以低于第一目标温度。例如，参考温度可以比第一目标温度低约30℃至约200℃。
在步骤S1220中，控制器1080可以在第二预热区间中基于第二目标温度来控制供应至加热单元1052的电力。
在第二预热区间中，控制器1080可以控制功率转换器1051以使得感热体16的温度达到第二目标温度。在第二预热区间中，感热体16的温度可以上升到第二目标温度以上。第二目标温度可以高于第一目标温度。将第一目标温度设置成低于第二目标温度是为了防止感热体16的温度急剧上升而可能导致的气溶胶生成基质碳化，以及防止在加热开始点处突然供电而可能导致的电池1060的超负荷。
随着气溶胶生成装置1在预热区间进行两步温度控制，感热体16可以在气溶胶生成基质不被碳化的情况下稳定地被预热到目标温度。因此，气溶胶生成装置1可以在吸烟区间中向使用者提供足够的雾化量和优异的味道。
本实施例所属技术领域的普通技术人员可以理解，在不脱离所述特性的前提下，可以在形式上或者细节上对本发明进行各种修改。因此，所公开的方法仅应被视为说明性的，而不是限制性的。本发明的范围由所附的权利要求书而不是上面的说明限定，并且与其所处等同范围内的所有差异都应当被视为包括于本发明中。
Claims (7)
1.一种气溶胶生成装置，其中，包括：
电池，
加热单元，配置成基于由所述电池供应的电力来加热气溶胶生成基质，以及
控制器，配置成基于包括预热区间和吸烟区间的温度曲线来控制供应至所述加热单元的电力；
所述控制器配置成在所述预热区间中基于第一目标温度和不同于所述第一目标温度的第二目标温度而控制供应至所述加热单元的电力，
所述预热区间包括第一预热区间和在所述第一预热区间之后的第二预热区间，
所述第一预热区间比所述第二预热区间长，
所述控制器配置成：
在所述第一预热区间中，控制供应至所述加热单元的电力以使所述加热单元的温度达到所述第一目标温度；以及
在所述第二预热区间中，控制供应至所述加热单元的电力以使所述加热单元的温度达到所述第二目标温度，
所述第一目标温度设置成低于所述第二目标温度。
2.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其中，
所述第一目标温度设置在250℃和335℃之间，以及
所述第二目标温度设置在340℃和360℃之间。
3.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其中，
所述控制器配置成设置在所述预热区间的一部分中施加到所述加热单元的电流的上限。
4.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其中，
所述控制器配置成在所述吸烟区间中控制施加到所述加热单元的电流，使得所述加热单元的温度维持在第三目标温度。
5.根据权利要求4所述的气溶胶生成装置，其中，
所述第三目标温度设置成低于所述第二目标温度。
6.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其中，还包括：
功率转换器，配置成将所述电池供给的直流电转换成交流电，
所述加热单元包括配置成基于所述交流电产生交变磁场的线圈。
7.根据权利要求6所述的气溶胶生成装置，其中，
所述加热单元还包括配置成通过所述交变磁场而产生热的感热体，
所述控制器配置成通过控制施加到所述线圈的交流电来加热所述感热体。
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