具有基于电容的功率控制的气溶胶生成装置的制作方法

1.本发明涉及气溶胶生成系统，该气溶胶生成系统包括可布置在电极之间的气溶胶形成基质，使得气溶胶形成基质和电极形成电容器。本发明还涉及气溶胶生成装置，该气溶胶生成装置包括间隔开的电极，使得气溶胶形成基质可以布置在电极之间以形成电容器。


背景技术：

2.一种类型的气溶胶生成系统是电操作式吸烟系统。已知的手持型电操作式吸烟系统典型地包括气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置包括电池、控制电子器件以及电加热器，所述电加热器用于加热专门设计成与气溶胶生成装置一起使用的气溶胶生成制品。在一些实例中，气溶胶生成制品包括气溶胶形成基质，例如烟丝条或烟草棒，并且在气溶胶生成制品插入到气溶胶生成装置中时，气溶胶生成装置内所含有的加热器插入到气溶胶形成基质中或插入到气溶胶形成基质周围。
3.通常，气溶胶生成装置被构造为根据预先确定的加热曲线使用电加热器来生成热量。然而，气溶胶形成基质的变化可能导致使用者体验的不期望变化。例如，在高湿度环境中，气溶胶形成基质可表现出高含水量。由于水在气溶胶生成装置的典型操作温度下被气溶胶化，因此高含水量可导致使用者感知到不期望的高气溶胶温度。在另一实例中，已经被加热的气溶胶形成基质可以表现出低含水量。如果使用者试图在气溶胶生成装置中重新加热气溶胶形成基质，则低含水量可导致来自气溶胶形成基质的热传递减少。来自气溶胶形成基质的热传递减少可导致气溶胶生成装置的过度加热。


技术实现要素：

4.期望提供一种减轻或克服已知气溶胶生成装置的至少一些缺点的气溶胶生成装置。具体地，期望提供一种气溶胶生成装置，该气溶胶生成装置能够在气溶胶形成基质加热之前监测气溶胶形成基质中存在的水量。
5.根据本发明的第一方面，提供了一种气溶胶生成系统，其包括：气溶胶生成制品，所述气溶胶生成制品包括气溶胶形成基质，所述气溶胶形成基质是介电材料；气溶胶生成装置；以及第一电极和第二电极。优选地，气溶胶形成基质是基本上固体的气溶胶形成基质。气溶胶生成装置包括：电源；至少一个加热器；以及用于接收气溶胶生成制品的腔。气溶胶生成装置还包括控制器，所述控制器配置成当气溶胶生成制品接收在腔内时，控制从电源到用于加热气溶胶形成基质的至少一个加热器的电力供应。第二电极与第一电极间隔开，使得当气溶胶生成制品接收在腔内时，气溶胶形成基质的至少一部分接收在第一电极与第二电极之间。当气溶胶生成制品接收在腔内时，第一电极、气溶胶形成基质的所述部分和第二电极形成电容器。所述气溶胶生成装置的控制器还配置成：当所述气溶胶生成制品接收在所述腔内时，经由所述第一电极和所述第二电极测量所述电容器的电容；当所测量的电容在预定的第一范围内时，以第一功率曲线从所述电源向所述至少一个加热器供应电力；以及当所测量的电容在预定的第二范围内时，以不同于所述第一功率曲线的第二功率
曲线从所述电源向所述至少一个加热器供应电力。
6.有利地，所述控制器配置成当气溶胶生成制品接收在腔内时，测量由第一电极、第二电极以及气溶胶形成基质的布置在第一电极与第二电极之间的部分形成的电容器的电容，并且基于所测量的电容改变对至少一个加热器的电力供应。
7.有利地，所测量的电容可以指示第一电极与第二电极之间的气溶胶形成基质中存在的水量。相对高的所测量的电容可指示相对高的含水量。相对低的所测量的电容可指示相对低的含水量。所述控制器基于所测量的电容改变对至少一个加热器的电力供应。有利地，基于所测量的电容改变对至少一个加热器的电力供应可使得系统能够生成具有一致特性的气溶胶。
8.气溶胶形成基质的电容感测在气溶胶生成系统中是已知的。例如，参见philip morris products s.a.名下的国际专利申请公开号：wo 2017/051006 a1、wo 2017/051011 a1；和wo 2017/051016 a1。在这些公开案中，包括在两个电极之间的气溶胶形成基质的电容器的电容测量值用于提供对气溶胶形成基质中一种或多种挥发性化合物的量的指示。然后，该信息用于确定气溶胶形成基质的一种或多种挥发性化合物何时耗尽，并且在一种或多种挥发性化合物已经耗尽时终止对基质的加热。
9.本发明的发明人已认识到，对气溶胶形成基质的电容感测也可以用于控制供应给加热器的功率，以改进由气溶胶形成基质生成的气溶胶的特性的一致性，并且继而改善使用者的体验。
10.气溶胶形成基质的含水量可影响由该基质生成的气溶胶的水蒸气含量。具体而言，气溶胶形成基质的含水量的增加可以使得由该基质生成的气溶胶的水蒸气含量增加。气溶胶的水蒸气含量可以影响气溶胶的表观温度，其是使用者感知的气溶胶的温度。通常，气溶胶的水蒸气含量的增加使得气溶胶的表观温度增加。因此，大体上期望将气溶胶形成基质的含水量维持在一致的水平。然而，气溶胶形成基质的含水量可以受多种因素的影响，例如气溶胶形成基质是如何储存的以及气溶胶生成系统的使用环境中的环境湿度。因此，可能难以将气溶胶形成基质的含水量维持在一致的水平。
11.本发明的发明人已认识到，由布置在一对电极之间的气溶胶形成基质形成的电容器的电容测量值对气溶胶形成基质中的水的存在并且对气溶胶形成基质中的水的体积分数的变化特别敏感。电容器的电容是布置在电容器的电极之间的材料的相对电容率的函数。材料的相对电容率或介电常数描述了材料响应于施加的电场而极化的趋势。与气溶胶形成基质中存在的其它材料例如烟草和气溶胶形成剂(例如丙二醇)相比，水往往具有相对高的相对电容率。因此，气溶胶形成基质的电容感测在提供气溶胶形成基质的含水量的指示和感测气溶胶形成基质的含水量的变化方面可能特别有效。
12.本发明的发明人还已认识到，由基质的电容测量值提供的对气溶胶形成基质的含水量的指示可用于通过控制加热基质以生成气溶胶的加热器的温度来控制由基质生成的气溶胶的温度。控制加热基质以生成气溶胶的加热器的温度可通过基于电容测量值控制对加热器的电力供应来实现。因此，基于气溶胶形成基质的电容测量值来控制对加热气溶胶形成基质的加热器的电力供应可以使得气溶胶生成系统能够生成具有一致特性的气溶胶。
13.气溶胶生成装置包括控制器，该控制器配置成控制从电源到至少一个加热器的电力供应。具体而言，控制器配置成当气溶胶生成制品接收在腔内时，控制从电源到用于加热
气溶胶形成基质的至少一个加热器的电力供应。
14.如本文所使用，术语“电力”可用于指供应给加热器的瞬时功率，但通常用于指在一段时间内供应给加热器的有效功率或平均功率。具体而言，在经由交变电压或电流将电力供应到加热器的情况下，术语“电力”是指供应给加热器的有效功率。
15.控制器可配置成以任何合适的方式控制从电源到至少一个加热器的电力供应。例如，控制器可配置成在激活系统之后连续地，或间歇地(例如，在逐口抽吸的基础上)从电源向至少一个加热器供应电力。
16.在一些优选实施例中，控制器可配置成以电流脉冲的形式从电源向电加热器供应电力。在这些优选实施例中，控制器可以配置成通过控制对加热器的电力供应的占空比来控制对加热器的电力供应。如本文所使用，术语“占空比”是指与电源的最大输出瓦数相比的电源的相对输出瓦数。因此，70％占空比指示电源正递送的输出瓦数是电源可以递送的最大输出瓦数的70％。控制器可配置成通过任何合适的方式控制占空比。例如，控制器可配置成通过脉冲宽度调制来控制占空比。
17.控制器配置成根据预定功率曲线从电源向至少一个加热器供应电力。预定功率曲线可存储在控制器的存储器上。控制器可配置成根据预定功率曲线向加热器供应恒定电力。控制器可配置成根据预定功率曲线向加热器供应随时间变化的电力。例如，控制器可以配置成根据预定功率曲线在第一预定时间段内向加热器供应第一电力，并且接着在第二预定时间段内向加热器供应第二电力。
18.气溶胶生成装置的控制器进一步配置成：当气溶胶生成制品接收在腔内时，经由第一电极和第二电极测量电容器的电容。控制器配置成基于所测量的电容控制对至少一个加热器的电力供应。控制器可以配置成以任何合适的方式基于所测量的电容控制对至少一个加热器的电力供应。
19.具体而言，控制器可配置成当电容测量值指示气溶胶形成基质内的含水量在正常操作水平内时向至少一个加热器供应正常功率曲线，并且当电容测量值指示气溶胶形成基质内的含水量高于正常操作水平或低于正常操作水平时向至少一个加热器供应修改的功率曲线。
20.控制器可配置成当电容测量值指示气溶胶形成基质的含水量高于正常操作水平时向至少一个加热器供应低功率曲线。与正常功率曲线相比，低功率曲线可以为加热器提供较低功率。减少供应到加热器以加热湿气溶胶形成基质的电力可将由湿气溶胶形成基质生成的气溶胶的温度降低到由供应有正常功率曲线的加热器加热的非湿气溶胶形成基质生成的气溶胶的温度以下。这可以将由湿气溶胶形成基质生成的气溶胶的感知温度降低到由非湿气溶胶形成基质生成的气溶胶的正常感知温度。
21.在初始时间段内向加热器供应低功率曲线可使加热器能够在初始时间段内从气溶胶形成基质驱除过量的含水量，从而使得在初始时间段之后气溶胶形成基质的含水量在正常操作水平内。因此，控制器可配置成当电容测量值指示气溶胶形成基质的含水量高于正常操作水平时在预定初始时间段内向至少一个加热器供应低功率曲线，并且进一步配置成在预定初始时间段之后向加热器供应正常功率曲线。
22.类似地，在一些实施例中，控制器可以配置成当电容测量值指示气溶胶形成基质的含水量低于正常操作水平时向至少一个加热器供应高功率曲线。与正常功率曲线相比，
高功率曲线可以为加热器提供较高功率。增加供应到加热器以加热干气溶胶形成基质的电力可将由干气溶胶形成基质生成的气溶胶的温度提高到由供应有正常功率曲线的加热器加热的非干气溶胶形成基质生成的气溶胶的温度以上。这可以将由干气溶胶形成基质生成的气溶胶的感知温度提高到由非干气溶胶形成基质生成的气溶胶的正常感知温度。
23.控制器可配置成以离散功率曲线从电源向加热器供应电力，每个功率曲线与所测量的电容的特定范围相关联。控制器可配置成以任何合适数目的功率曲线从电源向加热器供应电力。控制器可配置成根据所测量的电容改变供应到加热器的功率曲线。控制器可配置成根据所测量的电容连续地改变从电源到加热器的电力供应。
24.控制器配置成：当所测量的电容在预定第一范围内时，以第一功率曲线从电源向至少一个加热器供应电力；以及当所测量的电容在预定第二范围内时，以不同于第一功率曲线的第二功率曲线从电源向至少一个加热器供应电力。
25.预定范围可以是任何合适类型的范围。
26.在一些实施例中，预定范围可以是超过预定阈值的任何值。在一些实施例中，预定范围可以是等于或小于预定阈值的任何值。换句话说，预定范围可以是开放范围。
27.在一些实施例中，预定范围可以在上预定阈值与下预定阈值之间。换句话说，预定范围可以是封闭范围。
28.在一些优选实施例中，预定第一范围和预定第二范围是连续范围，使得范围中的一个的上限等于范围中的另一个的下限。
29.在一些实施例中，预定第一范围是开放范围，并且预定第二范围是开放范围。在这些实施例中，控制器可配置成：当所测量的电容超过预定第一阈值时，以第一功率曲线从电源向至少一个加热器供应电力；以及当所测量的电容等于或小于预定第二阈值时，以不同于第一功率曲线的第二功率曲线从电源向至少一个加热器供应电力。在一些优选实施例中，预定第一阈值等于预定第二阈值。在这些优选实施例中，控制器配置成：当所测量的电容超过预定阈值时，以第一功率曲线从电源向至少一个加热器供应电力；以及当所测量的电容等于或小于预定阈值时，以不同于第一功率曲线的第二功率曲线从电源向至少一个加热器供应电力。
30.在一些实施例中，预定第一范围和预定第二范围中的一个是开放范围，并且预定第一范围和预定第二范围中的另一个是封闭范围。
31.在一些实施例中，预定第一范围是封闭范围，并且预定第二范围是封闭范围。在这些实施例中，控制器可以配置成：当所测量的电容在预定第一下限阈值与预定第一上限阈值之间时，以第一功率曲线从电源向至少一个加热器供应电力；以及当所测量的电容在预定第二下限阈值与预定第二上限阈值之间时，以不同于第一功率曲线的第二功率曲线从电源向至少一个加热器供应电力。在一些优选实施例中，预定第一下限阈值等于预定第二上限阈值。在这些优选实施例中，控制器配置成：当所测量的电容在预定中间阈值与预定上限阈值之间时，以第一功率曲线从电源向至少一个加热器供应电力；以及当所测量的电容在预定下限阈值与预定中间阈值之间时，以不同于第一功率曲线的第二功率曲线从电源向至少一个加热器供应电力。
32.在一些优选实施例中，控制器进一步配置成基于电容测量值来阻止从电源到至少一个加热器的电力供应。控制器可配置成基于电容测量值与预定上限阈值和预定下限阈值
中的一个或多个的比较来阻止从电源到至少一个加热器的电力供应。
33.预定上限阈值可以指示气溶胶形成基质的最大可接受含水量，高于所述最大可接受含水量，使用者不可接受由气溶胶形成基质生成的气溶胶。控制器可配置成当所测量的电容超过预定上限阈值时，阻止从电源到至少一个加热器的电力供应。
34.预定下限阈值可以指示气溶胶形成基质的最小可接受含水量，低于所述最小可接受含水量，使用者不可接受由气溶胶形成基质生成的气溶胶。控制器可配置成当所测量的电容低于预定下限阈值时，阻止从电源到至少一个加热器的电力供应。
35.在一些实施例中，控制器可配置成当电容测量值在预定可接受范围之外时，阻止从电源到至少一个加热器的电力供应，所述可接受范围限定在预定上限阈值与预定下限阈值之间。
36.在一些优选实施例中，控制器进一步配置成在从电源向用于加热气溶胶形成基质的至少一个加热器供应电力之前测量电容。在向用于加热气溶胶形成基质的至少一个加热器供应电力之前取得的一个或多个电容测量值可用于控制向用于加热气溶胶形成基质的加热器供应的初始电力。有利地，在向加热器供应电力以加热气溶胶形成基质之前测量电容使得能够从加热循环的开始就控制供应到加热器的电力。
37.在一些优选实施例中，控制器进一步配置成周期性地测量电容，并且基于所测量的电容以周期性间隔调整供应到用于加热气溶胶形成基质的加热器的电力。换句话说，控制器可以配置成在整个加热循环中反复测量电容，并且基于最近的电容测量值调整在整个加热循环中供应到加热器的电力。有利地，在整个加热循环中周期性地测量电容可以使气溶胶生成系统能够在整个加热循环中生成具有一致特性的气溶胶。电容的连续周期性测量之间的时间长度可以是任何合适的时间长度。例如，电容的连续周期性测量之间的间隔可以在约0.5秒与约30秒之间，或者可以是至少约0.5秒、至少约1秒、至少约1.5秒或至少约2秒。
38.在一些实施例中，气溶胶生成装置包括用于检测抽吸的装置，并且在这些实施例中，控制器可配置成当检测到抽吸时测量电容。
39.在一些优选实施例中，控制器进一步配置成基于所测量的电容确定气溶胶生成制品何时接收在腔中。控制器可进一步配置成当确定气溶胶生成制品接收在腔中时，随后以第一功率曲线和第二功率曲线中的一个从电源向至少一个加热器供应电力。因此，有利地，电容测量值可用于确定装置的腔中气溶胶生成制品的存在。使用电容测量值来确定腔中气溶胶生成制品的存在可使得气溶胶生成装置能够在不需要在气溶胶生成装置中提供额外部件或传感器的情况下提供此功能。
40.气溶胶生成装置可包括被布置成感测环境温度的温度传感器，其中控制器被布置成基于从温度传感器接收的信号来确定环境温度。温度传感器可包括热敏电阻。温度传感器可包括热电偶。温度传感器可包括半导体温度传感器。
41.本发明的发明人已认识到，当环境温度低时，当基质的电容测量值指示基质的含水量高时，不必根据用于具有高含水量的基质的功率曲线向至少一个加热器供应电力。具体而言，有利地，即使在气溶胶形成基质具有高含水量时，在使用期间进入气溶胶生成装置的冷环境空气也可能足以将生成的气溶胶的温度保持在使用者可接受的水平。换句话说，在这些实施例中，控制器通过电容测量值和环境温度测量值来确定要供应到加热器的电
力。
42.在一些实施例中，控制器可配置成当所测量的环境温度低于预定环境温度阈值时，当所测量的电容在预定第一范围内时，以第二功率曲线从电源向至少一个加热器供应电力。优选地，环境温度阈值在约15摄氏度至约25摄氏度之间，优选地在约17摄氏度至约23摄氏度之间。环境温度阈值可以是18摄氏度。
43.控制器可配置成以任何合适的方式测量由第一电极、第二电极以及气溶胶生成制品的布置在第一电极与第二电极之间的部分形成电容器的电容。具体而言，控制器可配置成通过以交变电流的形式从电源向第一电极和第二电极供应电力来测量电容器的电容。交变电流可以具有任何合适的频率，并且优选地具有在约100khz与1ghz之间的范围内的频率。在约100khz与1ghz之间的频率范围内，可以将相对渗透率视为常数，忽略在特别高和低频率下产生的损失分量。
44.气溶胶生成系统包括第一电极和第二电极，所述第二电极与所述第一电极间隔开，使得当气溶胶生成制品接收在腔内时，气溶胶形成基质的至少一部分接收在第一电极与第二电极之间。有利地，当气溶胶生成制品接收在气溶胶生成装置的腔中时，第一电极、第二电极以及气溶胶形成基质的设置在第一电极与第二电极之间的部分形成电容器。
45.第一电极和第二电极可以多种方式设置在系统中。在一些优选的第一实施例中，气溶胶生成装置包括第一电极和第二电极两者。在一些优选的第二实施例中，气溶胶生成制品包括第一电极，并且气溶胶生成装置包括第二电极。在一些优选的第三实施例中，气溶胶生成制品包括第一电极和第二电极两者。
46.气溶胶生成装置中包括的电极通常经由有线连接电连接到气溶胶生成装置的控制器。当气溶胶生成制品经由装置中包括的一个或多个电触点接收在装置的腔中时，气溶胶生成制品中包括的电极可电连接到气溶胶生成装置的控制器，所述电触点经由有线连接电连接到控制器。
47.在优选的第一实施例中，气溶胶生成装置包括第一电极和第二电极。
48.在优选的第一实施例中，第一电极和第二电极可以任何合适的布置布置在气溶胶生成装置中。优选地，第二电极沿着腔的长度与第一电极对准。
49.在一些优选的第一实施例中，第一电极和第二电极形成腔的内表面的一部分。在这些实施例中，第一电极和第二电极优选地布置在腔的内表面的相对侧上。第二电极优选地与第一电极相对地布置。优选地，第一电极和第二电极基本上相同。
50.在一些优选的第一实施例中，第一电极和第二电极形成基本上平行的板，使得电容器是平行板电容器。
51.在一些优选的第一实施例中，第一电极和第二电极中的每一个围绕腔的圆周的基本上一半延伸。第一电极和第二电极不围绕腔的圆周的一半或一半以上延伸，使得第一电极和第二电极不以任何方式重叠或接触。
52.在一些优选的第一实施例中，第一电极和第二电极中的至少一个形成至少一个加热器的一部分。在这些优选的第一实施例中，第一电极和第二电极中的另一个可形成腔的内表面的一部分。
53.将第一电极形成为至少一个加热器的一部分可减少制造气溶胶生成装置所需的部件的数目。在一些实施例中，至少一个加热器包括包含电阻加热元件的电阻加热器。在这
些实施例中的一些中，第一电极可单独地设置在共同电绝缘基板上。在这些实施例中的一些中，电阻加热元件还可形成第一电极，这可进一步简化气溶胶生成装置的构造。
54.在一些特别优选的第一实施例中，至少一个加热器包括细长加热器，所述细长加热器布置成当气溶胶生成制品接收在腔内时插入到气溶胶生成制品中，并且第一电极形成细长加热器的一部分。在这些优选的第一实施例中，第二电极优选地形成腔的内表面的一部分。第二电极可基本上围绕腔的内表面的圆周延伸。这可以使得第二电极能够在气溶胶生成制品接收在腔中时限定气溶胶生成制品的至少一部分。第二电极可基本上限定第一电极。第二电极可与第一电极同心。第二电极可为环形电极。
55.在优选的第二实施例中，气溶胶生成制品包括第一电极，并且气溶胶生成装置包括第二电极。在这些优选的第二实施例中，气溶胶生成装置还包括第一电触点，所述第一电触点用于在气溶胶生成制品接收在腔内时接触第一电极。
56.在优选的第二实施例中，第一电极可在气溶胶生成制品中布置在任何合适的位置，并且第二电极可在气溶胶生成装置中布置在任何合适的位置。优选地，当气溶胶生成制品接收在腔中时，第二电极沿着腔的长度与第一电极对准。
57.优选地，第一电极的至少一部分形成气溶胶生成制品的径向外表面的一部分。将第一电极的至少一部分设置在气溶胶生成制品的径向外表面上可促进第一电极与气溶胶生成装置的第一电触点之间的接触。
58.在一些第二实施例中，第一电极在气溶胶生成制品的一侧上延伸。
59.在一些优选的第二实施例中，第一电极基本上限定气溶胶形成基质。第一电极可为基本上环形的。设置环形的第一电极可使第一电极能够接触气溶胶生成装置的第一电触点，而不管气溶胶生成制品在腔内的旋转定向如何。
60.在一些特别优选的第二实施例中，气溶胶生成制品还包括围绕气溶胶形成基质包裹的包装物，并且第一电极的至少一部分设置在包装物的外表面上。有利地，将第一电极设置在包装物的外表面上可基本上防止气溶胶形成基质中存在的水接触第一电极。
61.在一些优选的第二实施例中，气溶胶生成装置还包括第一电触点，所述第一电触点用于在气溶胶生成制品接收在腔内时接触第一电极。
62.在一些优选的第二实施例中，第一电触点在气溶胶生成装置的腔的一侧上延伸。
63.在一些特别优选的第二实施例中，第一电触点基本上限定气溶胶生成装置的腔。第一电触点可为基本上环形的。设置环形的第一电触点可使得第一电触点能够接触气溶胶生成制品的第一电极，而不管气溶胶生成制品在腔内的旋转定向如何。
64.在一些优选的第二实施例中，第二电极形成至少一个加热器的一部分。
65.在一些特别优选的第二实施例中，至少一个加热器包括细长加热器，所述细长加热器布置成当气溶胶生成制品接收在腔内时插入到气溶胶生成制品中，并且第二电极形成细长加热器的一部分。在这些特别优选的第二实施例中，第一电极可基本上限定气溶胶形成基质，使得当气溶胶生成制品接收在腔内时，气溶胶形成基质的至少一部分定位在第一电极与第二电极之间。
66.在一些优选的第三实施例中，气溶胶生成制品包括第一电极和第二电极。在这些优选的第三实施例中，第一电极、第二电极以及气溶胶形成基质的定位在第一电极与第二电极之间的至少一部分形成电容器。
67.在一些优选的第三实施例中，第一电极和第二电极形成气溶胶形成基质的外表面的一部分。在这些实施例中，第一电极和第二电极优选地布置在气溶胶生成制品的外表面的相对侧上。第二电极优选地与第一电极相对地布置。优选地，第一电极和第二电极基本上相同。优选地，第二电极沿着气溶胶生成制品的长度与第一电极对准。
68.在一些优选的第三实施例中，第一电极和第二电极形成基本上平行的板，使得电容器是平行板电容器。
69.在一些优选的第三实施例中，第一电极和第二电极中的每一个围绕气溶胶形成基质的圆周的基本上一半延伸。第一电极和第二电极不围绕气溶胶生成基质的圆周的一半或一半以上延伸，使得第一电极和第二电极不以任何方式重叠或接触。
70.在这些优选的第三实施例中，气溶胶生成装置包括：第一电触点，所述第一电触点用于在气溶胶生成制品接收在腔内时接触电容器的第一电极；以及第二电触点，所述第二电触点用于在气溶胶生成制品接收在腔内时接触电容器的第二电极。
71.在一些优选的第三实施例中，第一电触点和第二电触点形成腔的内表面的一部分。在这些实施例中，第一电触点和第二电触点优选地布置在腔的内表面的相对侧上。第二电触点优选地与第一电触点相对地布置。优选地，第一电触点和第二电触点基本上相同。第二电触点可沿着腔的长度与第一电触点对准。
72.在一些优选的第一实施例中，第一电触点和第二电触点形成基本上平行的板。
73.在一些优选的第一实施例中，第一电触点和第二电触点中的每一个围绕腔的圆周的基本上一半延伸。第一电触点和第二电触点不围绕腔的圆周的一半或一半以上延伸，使得第一电触点和第二电触点不以任何方式重叠或接触。
74.优选地，至少一个加热器包括至少一个电阻加热元件。优选地，至少一个加热器包括多个电阻加热元件。优选地，电阻加热元件以并联布置电连接。有利地，设置以并联布置电连接的多个电阻加热元件可促进将期望的电力递送到至少一个加热器，同时减小或最小化提供期望的电力所需的电压。有利地，减小或最小化操作至少一个加热器所需的电压可促进减小或最小化电源的物理尺寸。
75.至少一个加热器可包括电绝缘基板，其中至少一个电阻加热元件设在电绝缘基板上。
76.优选地，电绝缘基板在至少一个加热器的操作温度下是稳定的。优选地，电绝缘基板在高达约400摄氏度的温度、更优选约500摄氏度、更优选约600摄氏度、更优选约700摄氏度、更优选约800摄氏度的温度下是稳定的。至少一个加热器在使用期间的操作温度可以是至少约200摄氏度。至少一个加热器在使用期间的操作温度可小于约700摄氏度。至少一个加热器在使用期间的操作温度可小于约600摄氏度。至少一个加热器在使用期间的操作温度可小于约500摄氏度。至少一个加热器在使用期间的操作温度可小于约400摄氏度。
77.电绝缘基板可以是陶瓷材料，如氧化锆或氧化铝。优选地，电绝缘基板具有小于或等于约40瓦/米开尔文，优选小于或等于约20瓦/米开尔文，并且理想地小于或等于约2瓦/米开尔文的热导率。
78.用于形成至少一个电阻加热元件的合适材料包括但不限于：半导体，诸如掺杂陶瓷、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。此类复合材料可包括掺杂或无掺杂陶瓷。合适的掺杂陶瓷的实例包括掺
杂碳化硅。合适的金属的实例包括钛、锆、钽和铂族金属。合适的金属合金的实例包括不锈钢、含有镍、钴、铬、铝
‑
钛
‑
锆、铪、铌、钼、钽、钨、锡、镓、锰和铁的合金，以及基于镍、铁、钴、不锈钢、和铁
‑
锰
‑
铝基合金的超合金。
79.在一些实施例中，至少一个电阻加热元件包括电阻材料(诸如不锈钢)的一或多个压印部分。替代地，至少一个电阻加热元件可包括加热丝或细丝，例如ni
‑
cr(镍
‑
铬)、铂、钨或合金丝。
80.至少一个加热器可布置成当气溶胶形成基质接收在腔内时插入到气溶胶形成基质中。至少一个加热器可定位在腔内。至少一个加热器可为细长加热器。细长加热器可是叶片形的。细长的至少一个加热器可是针形的。细长加热器可是锥形的。
81.在一些实施例中，电极中的一个形成加热器的一部分。在这些实施例中的一些中，电极设置在加热器的电绝缘基板上。电极可以一定图案设置在加热器的电绝缘基板上。该图案可以是用于与第二电极电容耦合的任何合适的图案。在这些实施例中的一些中，加热器包括一个或多个电阻加热元件，并且电极包括电阻加热元件中的一个。
82.在一些优选实施例中，气溶胶生成装置包括提取器。提取器构造成至少部分地从气溶胶生成装置的腔移除气溶胶生成制品。提取器可在气溶胶生成装置的腔中移动。优选地，提取器可在气溶胶生成装置的腔的长度方向上移动。
83.在一些优选实施例中，提取器是管状的。换句话说，提取器包括限定提取器腔的基本上管状的本体。提取器腔构造成接收气溶胶生成制品的至少一部分。当气溶胶生成制品接收在提取器腔中并且提取器接收在气溶胶生成装置的腔中时，腔、提取器和气溶胶生成制品可同轴对准。
84.在包括具有布置成插入到气溶胶生成制品中的细长加热器的气溶胶生成装置的系统中，提取器可能是特别期望的。提取器可以促进从细长加热器移除气溶胶生成制品而不破坏气溶胶生成制品。
85.在一些实施例中，提取器包括第一电极和第二电极中的至少一个。形成提取器的一部分的电极可以任何合适的方式包括在提取器中。例如，形成提取器的一部分的电极可布置在提取器的外表面处，可布置在提取器的内表面处，在提取器腔中，或者可嵌入提取器的本体中。将电极的至少一部分设置在提取器的外表面处可促进电极与装置的控制器的电连接。例如，在提取器的外表面处的电极的一部分可以接触装置的腔的表面上的电触点。将电极的至少一部分设置在提取器的内表面处可以将电极定位成邻近接收在提取器腔中的气溶胶生成制品的外表面，这可改善由第一电极和第二电极形成的电容器对气溶胶生成制品中的气溶胶形成基质的含水量的灵敏度。
86.形成提取器的一部分的电极可以任何合适的方式连接到气溶胶生成装置的控制器。在一些实施例中，形成提取器的一部分的电极可以经由柔性电路连接到气溶胶生成装置的控制器。在一些实施例中，气溶胶生成装置还包括用于在提取器接收在腔内时接触提取器的电极的电触点。
87.在一些特别优选的实施例中，至少一个加热器包括细长加热器，所述细长加热器布置成当气溶胶生成制品接收在腔内时插入气溶胶生成制品中。在这些特别优选的实施例中，气溶胶生成装置包括用于从腔提取气溶胶生成制品的管状提取器，所述提取器可布置在腔中且可相对于细长加热器在腔中移动。在这些特别优选的实施例中，第一电极形成细
长加热器的一部分，并且第二电极形成提取器的一部分。
88.在这些特别优选的实施例中，第二电极可在提取器中布置在任何合适的位置。优选地，当提取器接收在腔中时，第二电极沿着腔的长度与第一电极对准。
89.在一些实施例中，第二电极的至少一部分形成提取器的外表面的一部分。在一些实施例中，第二电极的至少一部分形成提取器的内表面的一部分。
90.第二电极可在气溶胶生成制品的一侧上延伸。第二电极可基本上限定提取器。第二电极可为基本上环形的。
91.在这些特别优选的实施例中的一些中，气溶胶生成装置包括用于在提取器接收在腔中时接触第二电极的第二电触点。第二电触点可在气溶胶生成装置的腔的一侧上延伸。第二电触点可基本上限定气溶胶生成装置的腔。第二电触点可为基本上环形的。
92.在一些特别优选的实施例中，第一电极和第二电极形成提取器的一部分。
93.在这些特别优选的实施例中的一些中，第一电极和第二电极的至少一部分形成提取器的外表面的一部分。在这些特别优选的实施例中的一些中，第一电极和第二电极的至少一部分形成提取器的内表面的一部分。在这些实施例中，第一电极和第二电极优选地布置在提取器的相对侧上。第二电极优选地与第一电极相对地布置。优选地，第一电极和第二电极基本上相同。优选地，第二电极沿着提取器的长度与第一电极对准。第一电极和第二电极可形成基本上平行的板。第一电极和第二电极中的每一个可围绕提取器的圆周的基本上一半延伸。
94.在这些特别优选的实施例中的一些中，气溶胶生成装置包括：第一电触点，所述第一电触点用于在提取器接收在腔内时接触第一电极；以及第二电触点，所述第二电触点用于在提取器接收在腔内时接触第二电极。第一电触点和第二电触点可形成腔的内表面的一部分。第一电触点和第二电触点可布置在腔的内表面的相对侧上。第二电触点可与第一电触点相对地布置。第一电触点和第二电触点可基本上相同。第二电触点可沿着腔的长度与第一电触点对准。第一电触点和第二电触点形成基本上平行的板。第一电触点和第二电触点中的每一个可围绕腔的圆周的基本上一半延伸。
95.气溶胶生成装置包括控制器。控制器可以是任何合适的控制器。控制器可包括任何合适的电路和电气部件。优选地，控制器包括处理器和存储器。控制器可包括微处理器，所述微处理器可为可编程微处理器。
96.气溶胶生成装置包括电源。电源可为dc电压源。在优选实施例中，电源是电池。例如，电源可以是镍金属氢化物电池、镍镉电池或锂基电池，例如锂钴电池、磷酸锂铁电池或锂聚合物电池。或者，所述电源可以是另一形式的电荷存储装置，例如电容器。电源可能需要再充电，并且可具有允许存储足够能量以供具有一个或多个气溶胶形成基质的气溶胶生成装置使用的容量。
97.优选地，气溶胶生成装置包括壳体。优选地，壳体至少部分地限定用于接收气溶胶形成基质的腔。
98.优选地，气溶胶生成装置包括与腔流体连通的至少一个空气入口。在气溶胶生成装置包括壳体的实施例中，优选地，壳体至少部分地限定至少一个空气入口。优选地，至少一个空气入口与腔的上游端流体连通。在至少一个加热器是定位在腔内的细长的至少一个加热器的实施例中，优选地，细长的至少一个加热器从腔的上游端延伸到腔中。
99.气溶胶生成装置可以包括检测指示消费者抽吸的空气流的传感器。空气流传感器可以是机电装置。空气流传感器可以是以下中的任一种：机械装置、光学装置、光电机械装置以及微机电系统(mems)类传感器。气溶胶生成装置可以包括供消费者启动抽吸的可手动操作开关。
100.优选地，气溶胶生成装置包括用于指示何时启动至少一个加热器的指示器。指示器可包括在启动至少一个加热器时启动的灯。
101.气溶胶生成装置可包括允许气溶胶生成装置连接到另一电气装置的外部插头或插口和至少一个外部电触点中的至少一个。举例来说，气溶胶生成装置可以包括usb插头或usb插口以允许气溶胶生成装置连接到另一usb启用装置。例如，usb插头或插座可能使得将气溶胶发生装置与usb充电装置连接，为气溶胶生成装置内的可充电电源充电。附加地或替代地，usb插头或插口可以支持去往或来自气溶胶生成装置或去往并来自气溶胶生成装置的数据传送。另外地或替代地，气溶胶生成装置可以连接到计算机以将数据传送到装置，诸如用于新气溶胶生成制品的新加热曲线。
102.在气溶胶生成装置包括usb插头或插口的那些实施例中，气溶胶生成装置还可包括当不使用时覆盖usb插头或插口的可移除盖。在usb插头或插口是usb插头的实施例中，usb插头可另外地或替代地选择性地收缩于装置内。
103.如本文所使用，术语“气溶胶生成制品”是指包括气溶胶形成基质的制品，所述气溶胶形成基质在加热时释放可以形成气溶胶的挥发性化合物。
104.优选地，气溶胶形成基质是固体气溶胶形成基质。优选地，气溶胶形成基质包括烟草。优选地，气溶胶形成基质是包括烟草的固体气溶胶形成基质。气溶胶形成基质可包括含烟草材料，所述含烟草材料含有在加热时从基质释放的挥发性烟草香味化合物。
105.固体气溶胶形成基质可包括烟草棒。烟草棒可包括(例如)粉末、颗粒、小丸、碎片、细条、条带或片材中的一种或更多种，其含有草本植物叶、烟草叶、烟草肋料、膨胀烟草和均质化烟草中的一种或更多种。如本文所使用，术语“均质化烟草材料”指示通过使颗粒烟草聚结而形成的材料。提供均质化烟草材料可改善在加热气溶胶生成制品期间生成的气溶胶的气溶胶生成、尼古丁含量和香味特征。具体地说，制造均质化烟草的工艺涉及研磨烟草叶，其在加热时更有效地实现尼古丁和香味的释放。在烟草棒包括均质化烟草材料的情况下，均质化烟草材料可为片材形式。如本文所使用，术语“片材”表示层状元件，其宽度和长度显著大于其厚度。
106.固体气溶胶形成基质可包括均质化烟草材料。固体气溶胶形成基质可包括均质化烟草材料的碎片、细条或条带。固体气溶胶形成基质可包括均质化烟草材料的片材。
107.均质化烟草材料的片材可通过使颗粒烟草聚结而形成，所述颗粒烟草通过将烟草叶片和烟草叶梗中的一者或两者研磨或以其它方式粉碎而获得。均质化烟草材料的片材可包括以下当中的一种或多种：烟草尘、烟草细末和在例如烟草的处理、运送和运输期间形成的其它颗粒烟草副产物。均质化烟草材料的片材优选通过下述类型的浇铸工艺形成，所浇铸工艺通常包括：将包含颗粒烟草和一种或多种粘结剂的浆料浇铸到传送带或其它支撑表面上；使所浇铸的浆料干燥以形成均质化烟草材料的片材；以及从支撑表面移除均质化烟草材料的片材。
108.固体气溶胶形成基质可包括均质化烟草材料的聚集片材。如本文所使用，术语“聚
集”用于描述基本上横向于气溶胶生成制品的纵向轴线卷绕、折叠或以其它方式压缩或收缩的片材。
109.在一些优选实施例中，气溶胶形成基质包括均质化烟草材料的聚集纹理化片材。如本文所使用，术语“纹理化片材”表示已卷曲、凸印、凹印、穿孔或以其它方式变形的片材。使用均质化烟草材料的纹理化片材可以有利地促进均质化烟草材料的片材的聚集以形成气溶胶形成基质。气溶胶形成基质可包括均质化烟草材料的聚集纹理化片材，其包括多个间隔开的缺口、突出起、穿孔或其组合。
110.在特别优选的实施例中，气溶胶形成基质包括均质化烟草材料的聚集卷曲片材。如本文所使用，术语“卷曲片材”表示具有多个基本上平行的隆脊或褶皱的片材。优选地，基本上平行的隆脊或褶皱沿着或平行于气溶胶生成制品的纵向轴线延伸。这有利地促进均质化烟草材料的卷曲片材的聚集以形成气溶胶生成制品。然而，应了解，用于包含在气溶胶生成制品中的均质化烟草材料的卷曲片材可替代地或另外具有多个基本上平行的隆脊或褶皱，所述隆脊或褶皱相对于气溶胶生成制品的纵向轴线呈锐角或钝角而设置。
111.气溶胶形成基质可包括含烟草材料和不含烟草材料。
112.气溶胶形成基质可包括气溶胶形成剂。气溶胶形成基质可包括单一气溶胶形成剂，或两种或更多种气溶胶形成剂的组合。如本文所使用，术语“气溶胶形成剂”用于描述任何合适的已知化合物或化合物的混合物，所述化合物或化合物的混合物在使用中促进形成气溶胶并且在气溶胶生成制品的工作温度下基本抵抗热降解。合适的气溶胶形成剂包含但不限于：多元醇，例如丙二醇、三乙二醇、1,3
‑
丁二醇和丙三醇；多元醇的酯，例如甘油单、二或三乙酸酯；和单、二或多元羧酸的脂族酯，例如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯。优选的气溶胶形成剂是多元醇或其混合物，诸如丙二醇、三甘醇、1,3
‑
丁二醇和最优选的甘油。气溶胶形成基质可具有以干重计大于5％的气溶胶形成剂含量。气溶胶形成基质可具有以干重计在大约5％与大约30％之间的气溶胶形成剂含量。气溶胶形成基质可具有以干重计大约20％的气溶胶形成剂含量。
113.气溶胶形成基质优选地包括均质化烟草材料、气溶胶形成剂以及水。
114.均质化烟草材料可以片材形式提供，所述片材是被折叠、卷曲或切割成条带中的一者。在特别优选的实施例中，片材切割成宽度介于约0.2毫米与约2毫米之间、更优选地介于约0.4毫米与约1.2毫米之间的条带。在一个实施例中，条带的宽度为约0.9毫米。
115.气溶胶生成制品可以具有在约30毫米至约100毫米之间的总长度。气溶胶生成制品可以具有在约5毫米至约13毫米之间的外径。
116.气溶胶生成制品可以包括定位在气溶胶形成基质下游的烟嘴。烟嘴可以位于气溶胶生成制品的下游端处。烟嘴可以是乙酸纤维素过滤器滤嘴段。优选地，烟嘴具有约7毫米的长度，但可以具有约5毫米至约10毫米之间的长度。
117.气溶胶形成基质可具有大约10毫米的长度。烟草棒可以具有约12毫米的长度。
118.气溶胶形成基质的直径可在大约5毫米至大约12毫米之间。
119.在优选实施例中，气溶胶生成制品具有约40毫米至约50毫米之间的总长度。气溶胶生成制品优选具有约45毫米的总长度。优选地，气溶胶生成制品具有约7.2毫米的外径。
120.根据本发明的第二方面，提供了一种气溶胶生成系统，该气溶胶生成系统包括：气溶胶生成制品，所述气溶胶生成制品包括气溶胶形成基质，所述气溶胶形成基质是介电材
料；以及气溶胶生成装置。气溶胶生成装置包括：电源；至少一个加热器；用于接收气溶胶生成制品的腔；第一电极和第二电极；以及控制器。第二电极与第一电极间隔开，使得气溶胶形成基质的至少一部分接收在第一电极与第二电极之间。当气溶胶生成制品接收在腔内时，第一电极、气溶胶形成基质的所述部分和第二电极形成电容器。控制器配置成：当气溶胶生成制品接收在腔内时，控制从电源到用于加热气溶胶形成基质的至少一个加热器的电力供应。控制器进一步配置成：当气溶胶生成制品接收在腔内时，经由第一电极和第二电极测量电容器的电容；当所测量的电容在预定的第一范围内时，以第一功率曲线从电源向至少一个加热器供应电力；以及当所测量的电容在预定的第二范围内时，以不同于第一功率曲线的第二功率曲线从电源向至少一个加热器供应电力。
121.根据本发明的第三方面，提供了一种气溶胶生成系统，该气溶胶生成系统包括气溶胶生成制品；以及气溶胶生成装置。气溶胶生成制品包括：气溶胶形成基质，气溶胶形成基质是介电材料；以及第一电极。气溶胶生成装置包括：电源；至少一个加热器；以及用于接收气溶胶生成制品的腔。气溶胶生成装置还包括：第一电触点，所述第一电触点用于在气溶胶生成制品接收在腔内时接触第一电极；控制器；以及第二电极。当气溶胶生成制品接收在腔内时，气溶胶生成基质的至少一部分定位在第一电极与第二电极之间，使得第一电极、气溶胶形成基质的所述部分以及第二电极形成电容器。气溶胶生成装置的控制器配置成当气溶胶生成制品接收在腔内时，控制从电源到用于加热气溶胶形成基质的至少一个加热器的电力供应。气溶胶生成装置的控制器进一步配置成：当气溶胶生成制品接收在腔内时，经由第一电触点和第二电极测量电容器的电容；当所测量的电容在预定的第一范围内时，以第一功率曲线从电源向至少一个加热器供应电力；以及当所测量的电容在预定的第二范围内时，以不同于第一功率曲线的第二功率曲线从电源向至少一个加热器供应电力。
122.根据本发明的第四方面，提供了一种气溶胶生成系统，该气溶胶生成系统包括气溶胶生成制品；以及气溶胶生成装置。气溶胶生成制品包括：气溶胶形成基质，所述气溶胶形成基质是介电材料；以及电容器，所述电容器包括第一电极、第二电极以及气溶胶形成基质的定位在第一电极与第二电极之间的至少一部分。气溶胶生成装置包括：电源；至少一个加热器；以及用于接收气溶胶生成制品的腔。气溶胶生成装置还包括：第一电触点，所述第一电触点用于在气溶胶生成制品接收在腔内时接触电容器的第一电极；第二电触点，所述第二电触点用于在气溶胶生成制品接收在腔内时接触电容器的第二电极；以及控制器。控制器配置成当气溶胶生成制品接收在腔内时，控制从电源到用于加热气溶胶形成基质的至少一个加热器的电力供应。控制器进一步配置成：当气溶胶生成制品接收在腔内时，经由第一电触点和第二电触点测量电容器的电容；当所测量的电容在预定的第一范围内时，以第一功率曲线从电源向至少一个加热器供应电力；以及当所测量的电容在预定的第二范围内时，以不同于第一功率曲线的第二功率曲线从电源向至少一个加热器供应电力。
123.根据本发明的第五方面，提供了本发明的第二方面的气溶胶生成装置。换句话说，提供了一种气溶胶生成装置，其包括：电源；至少一个加热器；用于接收气溶胶生成制品的腔；第一电极和第二电极；以及控制器。第二电极与第一电极间隔开，使得当气溶胶生成制品接收在腔内时，气溶胶生成制品的至少一部分接收在第一电极与第二电极之间。控制器配置成当气溶胶生成制品接收在腔内时，控制从电源到用于加热气溶胶生成制品的至少一个加热器的电力供应。控制器进一步配置成：当气溶胶生成制品接收在腔内时，测量跨越第
一电极和第二电极的电容；当所测量的电容在预定的第一范围内时，以第一功率曲线从电源向至少一个加热器供应电力；以及当所测量的电容在预定的第二范围内时，以不同于第一功率曲线的第二功率曲线从电源向至少一个加热器供应电力。
124.根据本发明的第六方面，提供了本发明的第三方面的气溶胶生成装置。换句话说，提供了一种气溶胶生成装置，其包括：电源；至少一个加热器；用于接收气溶胶生成制品的腔；第一电极；电触点；以及控制器。电触点与第一电极间隔开，使得当气溶胶生成制品接收在腔内并且气溶胶生成制品的至少一部分接收在第一电极与第二电极之间时，气溶胶生成制品的第二电极可以接触电触点。控制器配置成当气溶胶生成制品接收在腔内时，控制从电源到用于加热气溶胶生成制品的至少一个加热器的电力供应。控制器进一步配置成：当气溶胶生成制品接收在腔内时，测量跨越第一电极和与电触点接触的第二电极的电容；当所测量的电容在预定的第一范围内时，以第一功率曲线从电源向至少一个加热器供应电力；以及当所测量的电容在预定的第二范围内时，以不同于第一功率曲线的第二功率曲线从电源向至少一个加热器供应电力。
125.根据本发明的第七方面，提供了本发明的第四方面的气溶胶生成装置。换句话说，提供了一种气溶胶生成装置，其包括：电源；至少一个加热器；用于接收气溶胶生成制品的腔；第一电触点和与所述第一电触点间隔开的第二电触点；以及控制器。第一电触点和第二电触点布置成使得当气溶胶生成制品接收在腔内并且气溶胶生成制品的至少一部分接收在第一电极与第二电极之间时，气溶胶生成制品的第一电极可以接触第一电触点，并且气溶胶生成制品的第二电极可以接触第二电触点。控制器配置成当气溶胶生成制品接收在腔内时，控制从电源到用于加热气溶胶生成制品的至少一个加热器的电力供应。控制器进一步配置成：当气溶胶生成制品接收在腔内时，测量跨越第一电触点和第二电触点的电容；当所测量的电容在预定的第一范围内时，以第一功率曲线从电源向至少一个加热器供应电力；以及当所测量的电容在预定的第二范围内时，以不同于第一功率曲线的第二功率曲线从电源向至少一个加热器供应电力。
126.根据本发明的第八方面，提供了一种气溶胶生成装置，该气溶胶生成装置包括：用于接收气溶胶生成制品的腔；布置成在气溶胶生成制品接收在腔内时插入到气溶胶生成制品中的细长加热器；以及用于从腔提取气溶胶生成制品的管状提取器。提取器可布置在腔中并且可相对于细长加热器在腔中移动。气溶胶生成装置还包括：第一电极和第二电极；电源；以及控制器。第二电极与第一电极间隔开，使得当气溶胶生成制品接收在腔内时，气溶胶生成制品的至少一部分接收在第一电极与第二电极之间。第一电极形成细长加热器的一部分，并且第二电极形成提取器的一部分。控制器配置成：测量跨越第一电极和第二电极的电容；以及基于所测量的电容控制从电源到用于加热气溶胶生成制品的加热器的电力供应。
127.根据本发明的第九方面，提供了一种气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置包括：用于接收气溶胶生成制品的腔；布置成当气溶胶生成制品接收在腔内时插入到气溶胶生成制品中的细长加热器；以及用于从腔提取气溶胶生成制品的管状提取器。提取器可布置在腔中并且可相对于细长加热器在腔中移动。气溶胶生成装置还包括：第一电极和第二电极；电源；以及控制器。第二电极与第一电极间隔开，使得当气溶胶生成制品接收在腔内时，气溶胶生成制品的至少一部分接收在第一电极与第二电极之间。第一电极和第二电极形成提
取器的一部分。控制器配置成：测量跨越第一电极和第二电极的电容；以及基于所测量的电容控制从电源到用于加热气溶胶生成制品的加热器的电力供应。
128.将了解，关于本发明的一个方面描述的特征也可以同样适用于本发明的其它方面。具体而言，关于本发明的第一方面描述的特征也可以同样适用于本发明的第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八和第九方面，反之亦然。
附图说明
129.将参考附图仅通过举例方式进一步描述本发明，在附图中：
130.图1示出了根据本发明的第一实施例的气溶胶生成装置的横截面图；
131.图2示出了与图1的气溶胶生成装置一起使用的气溶胶生成制品的横截面图；
132.图3示出了图1的气溶胶生成装置与图2的气溶胶生成制品组合以形成气溶胶生成系统的横截面图；
133.图4示出了根据本发明的第二实施例的用于气溶胶生成装置的管状提取器的横截面图；
134.图5示出了根据本发明的第二实施例的气溶胶生成装置(包括图4的管状提取器)的横截面图；
135.图6示出了图5的气溶胶生成装置与图2的气溶胶生成制品组合以形成气溶胶生成系统的横截面图；
136.图7示出了根据本发明的第三实施例的气溶胶生成装置的横截面图；
137.图8示出了与图7的气溶胶生成装置一起使用的气溶胶生成制品的横截面图；
138.图9示出了图7的气溶胶生成装置与图8的气溶胶生成制品组合以形成气溶胶生成系统的横截面图；
139.图10示出了根据本发明的第三实施例的气溶胶生成装置的横截面图；
140.图11示出了与图10的气溶胶生成装置一起使用的气溶胶生成制品的横截面图；以及
141.图12示出了图10的气溶胶生成装置与图11的气溶胶生成制品组合以形成气溶胶生成系统的横截面图。
具体实施方式
142.图1示出了气溶胶生成装置110，其包括壳体112，所述壳体112限定用于接收气溶胶生成制品的腔114。装置110包括加热器116，所述加热器包括基底部分118和细长加热器叶片120，所述加热器叶片在气溶胶生成制品插入到腔114中时穿透气溶胶生成制品。加热器叶片120包括用于电阻加热插入到腔114中的气溶胶生成制品的上游端的电阻加热线圈122。控制器124控制装置110的操作，包括将电流从磷酸铁锂电池形式的电源126供应到加热器叶片120的电阻加热线圈122。
143.电阻加热线圈122还形成第一电极128。第二电极130设置在腔114的圆柱形内表面133上。在图1中，第二电极130示出为在腔114的一侧处。然而，应认识到，在其它实施例中，第二电极130可以是环形电极，其限定腔114的内表面133。
144.图2示出了用于图1的气溶胶生成装置110中的气溶胶生成制品140。气溶胶生成制
品140包括气溶胶形成基质142、中空乙酸酯管144、聚合物过滤器146、烟嘴148和外包装物150。气溶胶形成基质142包括烟草棒，并且烟嘴148包括乙酸纤维素纤维的滤嘴段。
145.图3示出了插入到气溶胶生成装置110的腔114中的气溶胶生成制品140。在将制品140插入到腔114中后，加热器叶片120的尖端136穿透气溶胶形成基质142，并且气溶胶形成基质142接收在加热器叶片120上方，使得当气溶胶生成制品140完全接收在腔114中时，气溶胶形成基质142的一部分定位在第一电极128与第二电极130之间。在此位置，当气溶胶生成制品140接收在腔114中时，第一电极128、气溶胶形成基质142的在第一电极128与第二电极130之间的部分以及第二电极130形成电容器。电容器的介电材料是由气溶胶生成基质142的定位在第一电极与第二电极之间的部分形成。
146.控制器124配置成在加热循环中从电源126向加热器叶片120供应电力，以充分加热气溶胶形成基质142，从而生成气溶胶。
147.当气溶胶生成制品140接收在装置110的腔114中时，并且在控制器124在加热循环中从电源126向加热器叶片120供应电力以加热气溶胶形成基质142之前，控制器124测量由第一电极128、气溶胶形成基质142的一部分和第二电极130形成的电容器的电容。所测量的电容提供对气溶胶形成基质142的在第一电极128与第二电极130之间的部分中的水量的指示。
148.控制器124配置成使用所测量的电容来调整在加热循环中从电源126供应到加热器叶片120的电力。调整供应到加热器120的电力会调整加热器叶片120在加热循环中所加热到的温度。控制器124配置成将所测量的电容与存储在控制器的存储器中的预定阈值进行比较，并且基于该比较调整从电源126供应到加热器叶片120的电力。因此，控制器124配置成在电容指示气溶胶形成基质中的水量低于预定阈值的情况下向加热器叶片120供应第一电力，并且控制器124配置成在电容指示气溶胶形成基质中的水量高于预定阈值的情况下向加热器叶片120供应低于第一电力的第二电力。换句话说，当电容在第一范围内时，控制器124将第一电力施加到加热器叶片120；并且当电容在高于第一范围的第二范围内时，控制器124将低于第一电力的第二电力施加到加热器叶片120。
149.图4示出了根据本发明的第二实施例的气溶胶生成装置210。气溶胶生成装置210基本上类似于图1的气溶胶生成装置110，并且相似参考标号用于表示相似特征。气溶胶生成装置210包括壳体212，所述壳体212限定用于接收图2的气溶胶生成制品140的腔214。装置210包括加热器216，所述加热器包括基底部分218和细长加热器叶片220，所述加热器叶片在气溶胶生成制品插入到腔214中时穿透气溶胶生成制品。加热器叶片220包括用于电阻加热插入到腔214中的气溶胶生成制品的上游端的电阻加热线圈222。控制器224控制装置210的操作，包括将电流从磷酸铁锂电池形式的电源226供应到加热器叶片220的电阻加热线圈222。
150.电阻加热线圈222还形成第一电极228。电触点230设置在腔214的圆柱形内表面233上，在第一电极228的径向外侧的位置处。在图4中，连接器230示出为在腔214的一侧处。然而，应认识到，在其它实施例中，电触点230可为环形触点，从而限定腔214的内表面233。
151.气溶胶生成装置210还包括可滑动地接收在腔214中的管状提取器260。管状提取器260在图4和6中示出为在装置210中，并且在图5中示出为从装置210移除。
152.管状提取器260包括大体圆柱形管状壳体262，壳体262具有用于接收气溶胶生成
制品140的开放端以及部分封闭端266，该封闭端具有用于当提取器260接收在腔214中时可滑动地接收加热器叶片220的狭缝。提取器260具有限定提取器腔264的圆柱形内表面以及圆柱形外表面265，所述圆柱形内表面大小设定成可滑动地接收气溶胶生成制品140，所述圆柱形外表面基本上类似于腔214的内表面233，使得提取器260可滑动地接收在腔214中。
153.与在没有管状提取器的情况下从系统的腔移除制品相比，当从腔214移除制品140时，提取器260减小了气溶胶生成制品140经受的力。这减小了气溶胶生成制品140在其从腔214移除时破裂的可能性。举例来说，当提取器260从腔214滑出以从腔214移除制品140时，提取器260的壳体262保护制品140的包装物150免于摩擦腔的内表面233。作为另一实例，当通过提取器从腔214移除制品140时，提取器260的部分封闭端266推向制品140的端面，这减小或消除了在制品从腔214移除时包装物150上的张力。
154.装置210还包括布置在提取器260的壳体262的外表面265的一部分上的第二电极268。第二电极268布置在提取器260的壳体262的外表面265上，并且布置成当提取器260接收在腔214中并且加热器叶片220延伸到提取器260的部分封闭端266处的狭槽中时接触腔114的内表面133上的电触点230。
155.在此实施例中，第二电极268为环形的，使得其与电触点230接触，而不管提取器260在腔214内的旋转定向如何。应认识到，在其它实施例中，触点230而不是第二电极268可为环形的，或者触点230和第二电极268两者都可为环形的。
156.当第二电极268接触电触点230时，第二电极268变为电连接到装置210的控制器224。应认识到，在一些实施例中，第二电极268的至少一部分可布置在提取器壳体262的内表面处，并且在一些实施例中，提取器260的管状壳体262的至少一部分可形成第二电极268。
157.图6示出了插入到提取器腔264中的气溶胶生成制品140以及插入到气溶胶生成装置210的腔214中的提取器260和制品140。在将制品140和提取器260插入到腔214中后，加热器叶片220的尖端236接收在提取器260的部分封闭端266中的狭槽中，并且穿透气溶胶形成基质142。气溶胶形成基质142接收在加热器叶片220上方，使得当气溶胶生成制品140完全接收在提取器腔264中并且提取器260和制品140完全接收在腔114中时，气溶胶形成基质142的一部分定位在第一电极228与第二电极268之间。在此位置，第一电极228、气溶胶形成基质142的在第一电极228与第二电极268之间的部分以及第二电极268形成电容器。电容器的介电材料是由气溶胶生成基质142的定位在第一电极与第二电极之间的部分形成。
158.装置210的控制器224配置成以上文参考图1所示的装置110描述的方式测量由第一电极228、气溶胶形成基质142的在第一电极228与第二电极268之间的部分以及第二电极268形成的电容器的电容。
159.图7示出了根据本发明的第三实施例的气溶胶生成装置310。气溶胶生成装置310基本上类似于图1的气溶胶生成装置110，并且相似参考标号用于表示相似特征。气溶胶生成装置310包括壳体312，所述壳体312限定用于接收气溶胶生成制品的腔314。装置310包括加热器316，所述加热器包括基底部分318和细长加热器叶片320，所述加热器叶片在气溶胶生成制品插入到腔314中时穿透气溶胶生成制品。加热器叶片320包括用于电阻加热插入到腔314中的气溶胶生成制品的上游端的电阻加热线圈322。控制器324控制装置310的操作，包括将电流从磷酸铁锂电池形式的电池326供应到加热器叶片320的电阻加热线圈322。
160.电阻加热线圈322还形成第一电极328。环形电触点330设置在腔314的圆柱形内表面133上，在沿着腔314的长度与第一电极328对准的位置处。
161.图8示出了用于图7的气溶胶生成装置310中的气溶胶生成制品340。气溶胶生成制品340包括气溶胶形成基质342、中空乙酸酯管344、聚合物过滤器346、烟嘴348和外包装物350。气溶胶形成基质342包括烟草棒，并且烟嘴348包括乙酸纤维素纤维的滤嘴段。
162.气溶胶生成制品340还包括第二电极352，所述第二电极固定到外包装物350邻近气溶胶形成基质342。为了清楚起见，在图8中夸大了第一电极352的厚度。
163.电触点330定位成当气溶胶生成制品340完全插入到腔314中时接触第二电极352。电触点330为环形的，使得其接触第二电极352，而不管气溶胶生成制品340在腔314内的旋转定向如何。应认识到，在其它实施例中，第二电极352而不是电触点330可为环形的，或者电触点330和第二电极352两者都可为环形的。
164.图9示出了插入到气溶胶生成装置310的腔314中的气溶胶生成制品340。在将制品340插入到腔314中后，加热器叶片320的尖端336穿透气溶胶形成基质342，并且气溶胶形成基质342接收在加热器叶片320上方，使得当气溶胶生成制品340完全接收在腔314中时，气溶胶形成基质342的一部分定位在第一电极328与第二电极330之间。在此位置，当气溶胶生成制品340接收在腔314中时，第一电极328、气溶胶形成基质342的在第一电极328与第二电极352之间的部分以及第二电极352形成电容器。电容器的介电材料是由气溶胶生成基质342的定位在第一电极与第二电极之间的部分形成。
165.装置310的控制器324配置成以上文参考图1所示的装置110描述的方式测量由第一电极328、气溶胶形成基质342的在第一电极328与第二电极352之间的部分以及第二电极352形成的电容器的电容。
166.图10示出了根据本发明的第四实施例的气溶胶生成装置410。气溶胶生成装置410基本上类似于图1的气溶胶生成装置110，并且相似参考标号用于表示相似特征。气溶胶生成装置410包括壳体412，所述壳体412限定用于接收气溶胶生成制品的腔414。装置410包括加热器416，所述加热器包括基底部分418和细长加热器叶片420，所述加热器叶片在气溶胶生成制品插入到腔414中时穿透气溶胶生成制品。加热器叶片420包括用于电阻加热插入到腔414中的气溶胶生成制品的上游端的电阻加热线圈422。控制器424控制装置410的操作，包括将电流从磷酸铁锂电池形式的电池426供应到加热器叶片420的电阻加热线圈422。
167.在此实施例中，电阻加热线圈422不形成第一电极。第一电触点428设置在腔414的圆柱形内表面433上，在沿着腔414的长度与电阻加热线圈422对准的位置处。第二电触点430也设置在圆柱形内表面433上，与第一电触点428相对。第一电触点和第二电触点两者都电连接到装置410的控制器424。
168.图11示出了用于图10的气溶胶生成装置410中的气溶胶生成制品440。气溶胶生成制品440包括气溶胶形成基质442、中空乙酸酯管444、聚合物过滤器446、烟嘴448和外包装物450。气溶胶形成基质442包括烟草棒，并且烟嘴448包括乙酸纤维素纤维的滤嘴段。
169.气溶胶生成制品440还包括第一电极452，所述第一电极固定到外包装物450的一侧，邻近气溶胶形成基质442。气溶胶生成制品440还包括第二电极454，所述第二电极固定到外包装物450的相对侧，邻近气溶胶形成基质442。第一电极和第二电极基本上相同，每个电极形成围绕制品440的圆周的略小于一半延伸的弓形电极，使得电极不以任何方式重叠
或接触。第一电极452、气溶胶形成基质442的在第一电极428与第二电极452之间的部分以及第二电极452形成电容器。电容器的介电材料是由气溶胶生成基质442的定位在第一电极与第二电极之间的部分形成。
170.为了清楚起见，图11中夸大了第一电极和第二电极的厚度。
171.当气溶胶生成制品440完全插入到腔414中时，装置410的第一电触点428定位成接触制品440的第一电极452和第二电极454中的一个，并且装置410的第二电触点430定位成接触制品440的第一电极452和第二电极454中的另一个。第一电极和第二电极各自围绕制品440的圆周的基本上一半延伸，使得装置410的第一触点和第二触点中的每一个都与制品440的电极中的一个接触，而不管气溶胶生成制品440在腔414内的旋转定向如何。
172.图12示出了插入到气溶胶生成装置410的腔414中的气溶胶生成制品440。在将制品440插入到腔414中后，加热器叶片420的尖端436穿透气溶胶形成基质442，并且气溶胶形成基质442接收在加热器叶片420上方，使得当气溶胶生成制品340完全接收在腔414中时，第一电触点和第二电触点中的一个接触第一电极452，并且第一电触点和第二电触点中的另一个接触第二电极454。
173.装置410的控制器424配置成以上文参考图1所示的装置110描述的方式测量由第一电极452、气溶胶形成基质442的在第一电极452与第二电极454之间的部分以及第二电极454形成的电容器的电容。
174.上述气溶胶生成装置的控制器可不必配置成确定气溶胶形成基质中存在的水的体积分数。电容与气溶胶形成基质中存在的水的体积分数之间的预定关系可用于确定阈值，所测量的电容可与该阈值进行比较以确定要供应到加热器的电力。然而，在一些实施例中，控制器可配置成确定第一电极与第二电极之间的气溶胶形成基质中的水的体积分数。在这些实施例中，可如下计算气溶胶形成基质中的水的体积分数。
175.材料的相对电容率通常是施加的电场的温度和频率的函数。在约20摄氏度的温度下并且在约100khz与1ghz之间的施加的频率下，水的相对电容率可假定为约80。
176.在电极的几何形状以及电极之间的材料已知的情况下，可以确定电极之间的材料的整体相对渗透率。此外，如果电极之间的材料，以及它们各自的相对电容率是已知的，则可以根据电容测量值来确定电极之间的材料的体积分数。
177.例如，landau
‑
lifshitz
‑
looyenga介电混合等式可用于确定具有单独介电常数的两个成分的混合物的相对电容率，如下面的等式1所示：
[0178][0179]
其中ε
bulk
是电极之间的材料的整体相对电容率，ε1是水的相对电容率，ε2是气溶胶形成基质的相对电容率，并且σ是材料中的水的体积分数。
[0180]
电容与电极之间的材料的整体相对电容率之间的关系取决于电容器的几何形状。例如，在第一电极由居中延伸穿过气溶胶形成基质的加热元件形成，并且第二电极由限定气溶胶形成基质的圆柱形箔包装物形成的实施例中，电容器可近似为圆柱形电容器，电容器的电容由下面的等式2给出：
[0181][0182]
其中c是所测量的电容，ε0是自由空间的电容率，r
outer
是外部的第二电极的半径，而r
inner
是中心的第一电极的半径。
[0183]
只要第一电极和第二电极的半径是已知的，并且水和气溶胶形成基质的相对电容率是已知的，则可以将所测量的第一电极与第二电极之间的电容输入到等式2中，以确定整体相对电容率，并且可将整体相对电容率输入到等式1中以确定气溶胶形成基质中的水的体积分数。确定的气溶胶形成基质中的水的体积分数或水的绝对体积可用于控制供应到加热器的电力。
[0184]
应当理解，上述实施例仅是本发明的示例性实施例。还应当理解，上文关于本发明的一个实施例描述的特征也可以应用于本发明的其它实施例。