方法、抽吸设备和计算机程序技术

一种在具有被布置成加热可雾化组合物的加热器的抽吸设备中控制雾化组合物生成的方法，所述方法包括：控制输送到加热器的功率，使得加热器从环境温度加热到第一温度，其中第一温度低于使可雾化组合物雾化的温度；向加热器输送预定量的功率，使得加热器的温度从第一温度增加到第二温度，其中第二温度大于或等于使可雾化组合物中的至少一部分雾化的温度。在优选实施例中，加热至第一温度的速率显著慢于加热至第二温度的速率。在加热至第二温度后，在短的一段时间(通常为1‑5s或更短)内，调整对加热器的功率控制，以使其相对快速地冷却到第三或随后的温度。从预热第一温度到第二温度的快速加热以及从第二温度到第三或随后的温度的随后受控冷却可被视为单次激活，并且当设备工作时，通常将被这样激活多次，例如，4‑8次，对应于传统香烟的抽吸数量。在其它优选实施例中，可以控制加热器的功率，以便在任何两个或多个相继激活之间逐步修改第二和第三温度，和/或修改第二和第三温度之间的加热和冷却速率，并按其可能的方式逐步调整。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】方法、抽吸设备和计算机程序
本专利技术涉及一种控制抽吸设备中雾化组合物的生成的方法，所述抽吸设备具有被布置成加热可雾化组合物的加热器。本专利技术还涉及一种抽吸设备以及在抽吸设备的可编程控制器中运行以便执行该方法的计算机程序。
技术介绍
医药药物、生理活性物质和香料例如可以通过口和/或鼻抽吸而被输送至人体。可以将这样的材料或物质直接输送到鼻腔和口腔通道和/或肺系统的内衬粘膜或黏膜。这样的物质的一个示例是尼古丁，其既可用于治疗，也可用于娱乐目的。抽吸设备一般通过使尼古丁或含尼古丁的组合物蒸发或雾化来输送尼古丁。这样的设备可以是有动力的，也可以是无动力的。蒸发是在物质还可以以液态或固态存在的温度下(即，低于物质的临界温度的温度下)将物质转化为气相。例如，可以通过提高物质的温度或通过降低作用于物质上的压力来实现。雾化是将物质转化为气体内悬浮的微小颗粒，即气雾剂。类似地，原子化是将物理物质分离或还原成细颗粒的过程或行为，并且可以包括气雾剂的生成。虽然本申请涉及雾化组合物的生成，但是将认识到的是，雾化组合物还可以包括组合物的气相部分，即蒸汽。这是因为取决于大气条件，蒸汽与其凝聚相之间存在一种连续的平衡状态。一般来说，尼古丁替代疗法针对的是希望戒烟并克服对尼古丁依赖的人。当前，已经有各种不同的尼古丁替代疗法可供商业使用，但本专利技术仅涉及用户从中抽吸在大多数(但不一定是全部)情况下含有尼古丁的蒸汽、气雾剂或类似的气载药团，并由此可将尼古丁转移到用户的血流中的设备。这种类型的尼古丁输送设备通常被进一步分类为“无源”或“有源”。被动尼古丁输送设备的一个示例是抽吸器，诸如抽吸器。这是一种无动力设备(因此是“无源”的)，它允许用户抽吸一定剂量的尼古丁，但是没有吸食香烟的有害燃烧产物。该抽吸器具有塑料香烟的一般外观，并且包括可更换的尼古丁烟弹。当用户通过设备进行抽吸时，尼古丁蒸汽会从烟弹中释放出来，并由用户抽吸。尼古丁替代疗法一般被归类为药用产品，并在销售它们的各个国家中受到适当的药品法规的管制，例如，英国的《人类药品法规》。相反地，有源设备将通常包括能量源(诸如来自电池的电能)、由此被供以动力的一些激励装置、以及通常含有尼古丁的液体溶液，当适当地激励时，该溶液可以视情况汽化、原子化、雾化或气化，从而可以创建含尼古丁的气载药团，其可以通常通过在设备的一端设置的吸嘴抽吸。绝大多数现代有源设备被称为“电子香烟”或“e-Cigs”，这样的设备中使用的溶液将通常包括以下溶液中的一种或多种：丙二醇(PG)、聚乙二醇(PEG)、蔬菜(VG)或一些其他甘油，一种或多种香料以及尼古丁本身。与其他尼古丁替代疗法一样，这样的设备的根本目的是为用户提供与吸烟类似的体验，无论是在纯粹身体上的手到口、吸烟的蒸汽抽吸和呼出方面，还是在将尼古丁输送到用户的血流中的药理学方面。在绝大多数现代电子香烟中，蒸发部件将包括简单的电阻加热器，该电阻加热器的形式为设置成与一定量的待雾化溶液接触或与其极为接近的一个或多个线圈或平面加热元件，并且通常将加热器和溶液二者都设在较大的部件中，该部件另外充当溶液的贮存器。这样的部件通常以混成词“雾化烟弹”，即词语“烟弹”和“雾化器”的组合为人们所熟知。最后，正如其名称所示，电子香烟通常包括电子控制电路，其可运转以响应于致动信号来致动加热器，该致动信号诸如来自设备上的一些适当位置处设置的专用开关或可能来自一些其他传感装置，诸如气流或压力改变传感器，由此设备可以检测用户何时通过抽吸将空气通过吸嘴抽入。本领域技术人员应理解，如本文中所使用的术语“电子香烟”(或“e-Cig”、“e-Cigarette”)包括但不限于电子尼古丁输送系统(ENDS)、电子香烟、e-Cigarette、e-Cig、蒸汽香烟、烟斗、雪茄、小雪茄、蒸发器和性质类似的设备，其作用是产生供用户抽吸的气雾剂薄雾或蒸汽。一些电子香烟是一次性的；另一些是可重复使用的，其具有可更换和可再填充的零件。图1示出了用于传统电子香烟的已知汽化部件1。汽化部件包括药芯3，其可以是实心或柔性的，在其周围缠绕有加热线圈5。因此，该部件一般被称为药芯-线圈加热器。在电子香烟中，药芯与含有电子烟油的烟弹(未示出)流体连通并且被电子烟油浸透。加热线圈5借助于用于激活加热线圈的开关9连接到电源7。开关9可以是用户可致动的按钮，也可以是用于检测用户通过电子香烟进行的抽吸的流量开关。药芯3一般包含比单次抽吸期间要汽化的电子烟油更多的电子烟油。这增加了药芯3的热质量，并且意味着由线圈5生成的热量不必要地消耗在加热所有电子烟油而不是实际需要汽化的量上。加热多余的液体会降低设备的能量效率。此外，线圈5与药芯3间隔开，以防止线圈5燃烧药芯3。这减少了对药芯的热传递，并且意味着线圈5必须被供电到高于仅使电子烟油汽化所需的温度，即通常在300℃左右，以便补偿热耗散以及加热大基板和大量液体的低效性。在通过开关9激活时，电流通过线圈5，从而加热线圈。该热量被传递到药芯3中的电子烟油，从而引起其汽化。图2示出了温度T(y轴)与时间t(x轴)的关系图以及加热线圈5的典型加热曲线。在时间t1处激活加热线圈5导致温度从环境温度Tamb快速提高到大于或等于电子烟油的汽化温度的工作温度Tθ。温度改变用ΔT表示。在时间t2处释放开关9致使温度返回到Tamb。每次操作开关9时，都会向加热线圈5输送一定量的电能，所述电能由通过线圈的电流和线圈上的电压确定。这导致温度ΔT改变。在其中环境温度较高的较温暖气候中，这可能会导致比在较冷气候中将达到的工作温度高的工作温度。如果工作温度过高，则可能会使过量的电子烟油汽化和/或生成不合期望的副产品，从而导致产生质量低劣的雾化组合物。这些情况可能导致用户接收高于预期的剂量或使用户产生不愉快的感觉，诸如喉咙刺激或不愉快的味道。在特别极端的情况下，高的工作温度可能会生成可能有害的副产品。另一方面，如果环境温度非常低，则加热线圈5可能无法生成足够的热量来使电子烟油汽化，这也是不合期望的。图3示出了加热线圈在不同环境温度(Tamb1和Tamb2)下开始的两个单独的加热曲线A1和A2的比较。在加热曲线A1中，由加热线圈5的激活引起的温度改变ΔT导致工作温度低于最大温度Tmax，即生成不合期望的副产品的温度。然而，加热曲线A2中的环境温度Tamb2高于A1中的环境温度，并且由此产生的温度改变ΔT导致工作温度升高到Tmax以上，从而可能使过多的电子烟油汽化或产生不需要的副产品。事实上，传统电子香烟普遍存在的一个问题是其运转的一致性，特别是在达到和维持一致的工作温度Tθ方面的一致性，以及在每次相继激活设备时产生一致的供抽吸的气载药团(在体积和成分组合物方面)方面的一致性。造成这两个特定问题的一个重要影响因素是设备正在或将要使用时的环境空气温度Tamb。至少对于基本的“固定电压”设备而言，另一个因素是几乎没有对加热元件进行任何精确的电子控制，例如在施加到加热元件上的电压或输送至加热元件的功率方面没有进行任何精确的电子控制。较新的设备正在解决后面这些问题，并且现在确实存在所谓的“可变电压”(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制抽吸设备中雾化组合物的生成的方法，所述抽吸设备具有被布置成加热可雾化组合物的电阻加热器，所述方法包括：/n-在所述设备初始运转时，控制供应至所述加热器的功率，以使得所述加热器以第一加热速率从环境温度加热到第一温度，然后使所述加热器维持在所述第一温度，所述第一温度低于所述可雾化组合物的雾化温度；/n-当所述设备运转并且在其第一次或随后的激活时，控制供应至所述加热器的功率，以使得所述加热器的温度以第二或随后的加热速率从第一温度提高到第二温度，然后使所述加热器维持在所述第二温度，所述第二温度大于或等于所述雾化温度，/n-在：完成第一次或任何随后的激活、自第一次或随后的激活以来经过预定的时间段、以及接收到第一次或随后的停用请求这些情况之一之后，/n控制供应至所述加热器的功率，以使得所述加热器的温度以第一或随后的冷却速率从第二温度降低至第三或随后的温度，然后使所述加热器维持在所述第三或随后的温度，所述第三或随后的温度低于所述雾化温度但高于所述环境温度，/n其特征在于，/n所述方法在所述设备初始运转时或紧接在所述设备初始运转之后包括进一步的步骤：确定代表所述环境温度的值，以及以至少部分地取决于如此确定的值的方式控制所述加热器的功率。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180119 GB 1800875.5;20181026 GB 1817440.91.一种控制抽吸设备中雾化组合物的生成的方法，所述抽吸设备具有被布置成加热可雾化组合物的电阻加热器，所述方法包括：
-在所述设备初始运转时，控制供应至所述加热器的功率，以使得所述加热器以第一加热速率从环境温度加热到第一温度，然后使所述加热器维持在所述第一温度，所述第一温度低于所述可雾化组合物的雾化温度；
-当所述设备运转并且在其第一次或随后的激活时，控制供应至所述加热器的功率，以使得所述加热器的温度以第二或随后的加热速率从第一温度提高到第二温度，然后使所述加热器维持在所述第二温度，所述第二温度大于或等于所述雾化温度，
-在：完成第一次或任何随后的激活、自第一次或随后的激活以来经过预定的时间段、以及接收到第一次或随后的停用请求这些情况之一之后，
控制供应至所述加热器的功率，以使得所述加热器的温度以第一或随后的冷却速率从第二温度降低至第三或随后的温度，然后使所述加热器维持在所述第三或随后的温度，所述第三或随后的温度低于所述雾化温度但高于所述环境温度，
其特征在于，
所述方法在所述设备初始运转时或紧接在所述设备初始运转之后包括进一步的步骤：确定代表所述环境温度的值，以及以至少部分地取决于如此确定的值的方式控制所述加热器的功率。


2.一种控制抽吸设备中雾化组合物的生成的方法，所述抽吸设备具有被布置成加热可雾化组合物的电阻加热器，所述方法包括：
-在所述设备初始运转时，控制供应至所述加热器的功率，以使得所述加热器以第一加热速率从环境温度加热到第一温度，然后使所述加热器维持在所述第一温度，所述第一温度低于所述可雾化组合物的雾化温度；
-当所述设备运转并且在其第一次或随后的激活时，控制供应至所述加热器的功率，以使得所述加热器的温度以第二或随后的加热速率从第一温度提高到第二温度，然后使所述加热器维持在所述第二温度，所述第二温度大于或等于所述雾化温度，
-在：完成第一次或任何随后的激活、自第一次或随后的激活以来经过预定的时间段、以及接收到第一次或随后的停用请求这些情况之一之后，
控制供应至所述加热器的功率，以使得所述加热器的温度以第一或随后的冷却速率从第二温度降低至第三或随后的温度，然后使所述加热器维持在所述第三或随后的温度，所述第三或随后的温度低于所述雾化温度但高于所述环境温度，
其特征在于，
以确保以下情况中的一个或多个的方式对所述加热器的功率进行具体控制，所述情况为：
第一加热速率慢于第二加热速率，以及
相较于在从所述加热器的任何停用直到它达到第三或随后的温度的概念时间内没有向所述加热器输送任何功率的情况下发生的自然冷却速率，第一或任何随后的冷却速率被修改。


3.根据任一先前权利要求所述的方法，其中，通过动态测量加热器温度或其代表值并将其与代表要达到的期望温度的值进行比较，以及相应地控制所述加热器的功率，来实现将所述加热器维持在第一温度、第二温度以及第三或随后的温度中的任何一个或多个温度下。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，通过确定所述动态测量的温度或其代表值与所述期望温度或其代表值之间的误差值，并且依据所确定的误差值动态地校正当前正在输送的功率以使得所述误差值随时间推移逐步减小，来实现对输送到所述加热器的功率的控制。


5.根据任一先前权利要求所述的方法，其中，采用反馈机制来动态地控制输送到所述加热元件的功率。


6.根据任一先前权利要求所述的方法，其中，第一温度在以下范围中的任何一个内，所述范围为：25℃至90℃，30℃至70℃，35℃至50℃。


7.根据任一先前权利要求所述的方法，其中，第二温度在以下范围中的任何一个内，所述范围为：120℃至190℃，130℃至170℃，140℃至160℃。


8.根据任一先前权利要求所述的方法，其中，单次激活的持续时间在0.5-6s的范围内，这样的激活通过以下措施中的任何一个或多个启动，所述措施为：通过简单开关启动、借助于气压传感器和气流传感器之一自动地启动，并且其中，通过以下措施之一引起停用发生，所述措施为：通过简单开关的释放或状态改变引起停用发生、当气压传感器或气流传感器停止指示压降或气流时自动地引起停用发生、以及在预定的时间段之后引起停用发生。


9.根据任一先前权利要求所述的方法，其中，代表所述环境温度的值在初始时确定并存储在所述设备内设置的易失性存储器、非易失性存储器之一中。


10.根据权利要求1或从属于其的任一权利要求所述的方法，其包括以下进一步的步骤：使用一个或多个查找表将测得的加热器电阻值与温度相关联，并将如此确定的温度值与要获得的或视情况而定加热器要维持的期望加热器温度进行比较。


11.根据权利要求2或从属于其的任一权利要求所述的方法，其中，在：当所述加热器从初始环境温度加热到第一温度时、以及当所述加热器从第...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·迪格纳姆，D·劳森，
申请(专利权)人：万特斯医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB