根据所期望的温度随时间分布曲线控制电加热器以限制温度的装置和方法制造方法及图纸

提供用于控制包含加热器(14)的气溶胶生成系统(100)加热的方法和系统。所述方法包含对指示所述加热器(14)温度的测量参数(R)与所述参数的目标值(R目标)进行比较；如果所述测量参数(R)超过所述目标值(R目标)大于或等于第一量，那么向所述加热器(14)停止供电第一时间段；且如果所述测量参数超过所述目标值、但小于所述第一量，那么向所述加热器停止供电第二时间段，所述第二时间段短于所述第一时间段。这在需要时实现了所述加热器的快速冷却。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】根据所期望的温度随时间分布曲线控制电加热器以限制温度的装置和方法
本说明书涉及一种电加热器以及用于控制加热器以避免温度峰值高于预定温度分布曲线的方法和装置。更具体地说，本说明书涉及一种被配置成加热气溶胶形成基质的电加热器以及避免气溶胶形成基质发生不期望的过热的方法和装置。所述装置和方法特别适用于电加热吸烟装置。
技术介绍
传统卷烟因烟草和包覆材料燃烧而产出烟，这是在抽吸期间可能超过800摄氏度的温度下发生。在这些温度下，烟草因热解和燃烧而热降解。燃烧热使烟草释放且生成各种气体燃烧产物及馏分。所述产物被抽吸通过香烟且冷却和冷凝而形成含有与吸烟相关的味道和香气的烟。在燃烧温度下，不仅生成味道和香气，而且生成多种不期望的化合物。在较低温度下操作的电加热吸烟系统已为人所知。通过在较低温度下加热，不会使气溶胶形成基质(在吸烟装置的情况下，是基于烟草)燃烧且生成的不期望化合物少得多。在这类电加热吸烟系统中以及在其它电加热气溶胶生成系统中，期望尽可能地确保基质不发生燃烧，即使在极端的环境条件下以及在极端的使用模式下也不会。因此，期望控制装置中的加热元件的温度以降低燃烧风险，同时仍然加热到足以确保得到所期望的气溶胶的温度。还期望电加热气溶胶生成系统能够随时间产生连贯的气溶胶。当气溶胶供人类消费(如在加热吸烟装置中)时，情况尤为如此。在可耗尽的基质随时间被连续或反复加热的装置中，这可能是困难的，原因在于气溶胶形成基质的特性可能随着连续或反复加热而发生显著变化，这不仅与基质中残留的气溶胶形成组分的量和分布有关，而且与基质温度有关。具体地说，随着基质中的传送烟碱以及在某些情况下调味剂的气溶胶形成剂耗尽，连续或反复加热装置的使用者可能经历香味、味道和气溶胶感觉的衰减。因此，随时间提供连贯的气溶胶递送，使得在操作期间，最初递送的气溶胶基本上类似于最后递送的气溶胶。为了产生连贯的气溶胶，根据特定的暂时温度分布曲线控制基质温度可能是令人期望的。实现此的系统和方法公开于WO2014/102091中。然而，其中气溶胶形成基质的目标温度突然变化且具体地说突然下降的分布曲线需要快速控制方法来控制用于加热基质的加热器的温度。
技术实现思路
本公开的一个目标是提供一种气溶胶生成系统和方法，其能够快速控制电加热器以便遵循所期望的温度分布曲线而不会发生过热。在本公开的第一方面中，提供一种控制包含加热器的气溶胶生成系统加热的方法，所述方法包含：对指示加热器温度的测量参数与所述参数的目标值进行比较；如果测量参数超过目标值大于或等于第一量，那么向加热器停止供电第一时间段；以及如果测量参数超过目标值、但小于第一量，那么向加热器停止供电第二时间段，所述第二时间段短于第一时间段。所述方法可以包含使目标值随着时间而变。所述方法可以包含使目标值随着时间不连续地发生变化。代表目标温度阶跃变化的目标值突然阶跃变化需要突然改变向加热器的供电。通过根据测量参数超过目标值的量来提供不同的停止供电时间段，能够在目标值突然下降时快速降低加热器温度且当目标值恒定或仅逐渐变化时更逐渐地降低温度。所述方法提供了一种控制加热器温度的简单且高响应方式。现有的气溶胶生成系统倾向于使用比例-积分-微分(PID)控制加热器。然而，PID控制相对而言在计算上昂贵且因此响应时间较长且有时困扰于过冲问题，尤其是在抽吸致动系统中。PID控制还需要优化PID系数以符合特定的系统设计，这需要在实验室中进行大量的分析工作。有利的是，所述方法包含如果测量参数不超过目标值，那么向加热器供电。除基于测量参数控制向加热器供电之外，可以通过限制在指定时间段向加热器供应的电量来控制向加热器供电。这防止过多的能量供应给气溶胶形成基质，即使加热器温度仍处于或低于目标水平。所述方法可以包含以电流脉冲形式向加热器供电，以及如果测量参数不超过目标值，那么确定供电是否会引起电流脉冲占空比在第一时间段期间超过最大占空比，且仅当供电不会引起电流脉冲占空比超过最大占空比时才向加热器供电。测量参数是加热器的电阻。这具有免除需要单独传感器的优点。然而，其还意味着为了测量加热器温度，必须向加热器供电，借此加热气溶胶形成基质。因此，为了实现加热器的快速冷却，不期望在第一或第二时间段期间测量加热器的电阻。气溶胶生成系统可以是电加热吸烟系统。电加热吸烟系统可以被配置成加热气溶胶形成基质，如烟草基质。在本公开的第二方面中，提供一种电加热气溶胶生成装置，其包含：加热器；电源；以及控制器；其中所述控制器被配置成：对指示加热器温度的测量参数与所述参数的目标值进行比较；以及如果测量参数超过目标值大于或等于第一量，那么向加热器停止供电第一时间段；以及如果测量参数超过目标值、但小于第一量，那么向加热器停止供电第二时间段，所述第二时间段短于第一时间段。所述装置可以被配置成在使用时接收和加热气溶胶形成基质。控制器可以被配置成根据存储器中存储的期望目标分布曲线使目标值随着时间而变。存储器中存储的目标分布曲线可以基于测量参数修改，如装置中的气溶胶形成基质的类型，或使用者的抽吸行为或使用者的身份。控制器可以被配置成使目标值随着时间发生不连续的变化。控制器可以被配置成如果测量参数不超过目标值，那么由电源向加热器供电。控制器可以被配置成以电流脉冲形式向加热器供电，以及如果测量参数不超过目标值，那么确定供电是否会引起电流脉冲占空比在第一时间段期间超过最大占空比，且仅当供电不会引起电流脉冲占空比超过最大占空比时才向加热器供电。测量参数可以是加热器的电阻。控制器可以被配置成在向加热器供电的期间测量加热器的电阻。所述系统可以是电加热吸烟系统。如果控制器被配置成以电流脉冲形式向加热元件供电，那么可以通过调节电流的占空比来调节向加热元件的供电。可以通过改变脉冲宽度或脉冲频率或这两者来调节占空比。或者，控制器可以被配置成以连续DC信号向加热元件供电。控制器可以包含温度感测构件，所述温度感测构件被配置成测量加热元件的温度或加热元件附近的温度以提供所测温度。控制器可以进一步包含用于识别装置中的气溶胶形成基质的特征的构件以及保存功率控制指令查询表和相应气溶胶形成基质特征的存储器。在本专利技术的第一和第二方面中，加热器可以包含电阻材料。适合的电阻材料包括(但不限于)：半导体，如掺杂陶瓷、“导”电陶瓷(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。这类复合材料可以包含掺杂或无掺杂的陶瓷。适合的掺杂陶瓷的实例包含掺杂碳化硅。适合金属的实例包括钛、锆、钽、铂、金和银。适合的金属合金实例包含不锈钢、含镍合金、含钴合金、含铬合金、含铝-钛-锆合金、含铪合金、含铌合金、含钼合金、含钽合金、含钨合金、含锡合金、含镓合金、含锰合金、含金和含铁合金，以及基于镍、铁、钴、不锈钢、和铁-锰-铝基合金的超合金。在复合材料中，电阻材料可以任选地包埋于绝缘材料中，由绝缘材料封装或由绝缘材料涂布，或反之亦然，这取决于能量转移动力学和所需的外部物理化学特性。在本专利技术的第一和第二方面中，加热器可以包含内部加热元件或外部加热元件，或内部和外部加热元件，其中“内部”和“外部”是指气溶胶形成基质。内部加热元件可以采取任何适合形式。举例来说，内部加热元件可以采取加热叶片的形式。加热叶片可以由具有一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制包含加热器的气溶胶生成系统加热的方法，所述方法包含：对指示所述加热器温度的测量参数与所述参数的目标值进行比较；如果所述测量参数超过所述目标值大于或等于第一量，那么向所述加热器停止供电第一时间段；以及如果所述测量参数超过目标值、但小于所述第一量，那么向所述加热器停止供电第二时间段，所述第二时间段短于所述第一时间段。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.15 EP 15163675.01.一种控制包含加热器的气溶胶生成系统加热的方法，所述方法包含：对指示所述加热器温度的测量参数与所述参数的目标值进行比较；如果所述测量参数超过所述目标值大于或等于第一量，那么向所述加热器停止供电第一时间段；以及如果所述测量参数超过目标值、但小于所述第一量，那么向所述加热器停止供电第二时间段，所述第二时间段短于所述第一时间段。2.根据权利要求1所述的方法，包含使所述目标值随着时间而变。3.根据权利要求2所述的方法，包含使所述目标值随着时间发生不连续的变化。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包含如果所述测量参数不超过所述目标值，那么向所述加热器供电。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包含以电流脉冲形式向所述加热器供电，且其中，所述方法包含如果所述测量参数不超过所述目标值，那么确定所述供电是否会引起所述电流脉冲的占空比超过第一时间段期间的最大占空比，且仅当所述供电未引起所述电流脉冲的占空比超过所述最大占空比时才向所述加热器供电。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述测量参数是所述加热器的电阻。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述气溶胶生成系统是电加热吸烟系统。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述电加热吸烟系统被配置成加热烟草基质。9.一种电加热气溶胶生成系...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·伯诺尔，P·塔隆，
申请(专利权)人：菲利普莫里斯生产公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH