具有电导率传感器的气溶胶生成装置和系统的制作方法

1.本发明涉及一种气溶胶生成系统，该气溶胶生成系统雾化包括尼古丁的气溶胶形成基质以生成气溶胶。具体地，本发明涉及一种包括电导率传感器的气溶胶生成系统。本发明还涉及一种气溶胶生成装置，该气溶胶生成装置包括电导率传感器和包括电导率传感器的筒。


背景技术：

2.通过加热液体调配物以生成供用户吸入的气溶胶而操作的气溶胶生成系统，例如电子香烟，得到广泛使用。通常这些系统包括保持液体调配物的液体存储部分、用于汽化液体调配物的加热器、将液体从液体存储部分输送到加热器的吸芯、电源以及控制电子器件。这些系统中的一些系统包括可再填充的液体存储部分。这些系统中的一些系统包括装置部分和可更换筒。在一些系统中，装置部分包含电源和控制电子器件，筒含有保持液体调配物的液体存储部分、用于汽化液体调配物的加热器和将液体从液体存储部分输送到加热器的吸芯。
3.在包括可再填充液体存储部分的系统中，可以将具有不同组合物的液体调配物引入液体存储部分中，其中液体存储部分被再填充。类似地，在包括装置部分和可更换筒的系统中，不同筒可以含有具有不同组合物的液体调配物。具体地，不同液体调配物可以包括不同量或浓度的尼古丁。因此，由一种特定液体调配物生成的气溶胶可以包含与由不同液体调配物产生的气溶胶不同量或浓度的尼古丁。


技术实现要素：

4.期望气溶胶生成系统能够评估液体调配物的尼古丁浓度。还期望气溶胶生成系统能够控制由不同液体调配物生成的气溶胶的尼古丁浓度。也期望能够使气溶胶生成系统的制造标准化，而不管与气溶胶生成系统一起使用的气溶胶形成基质如何。
5.根据本公开，提供了一种气溶胶生成系统，该气溶胶生成系统包括：用于保持液体气溶胶形成基质的液体存储部分；与所述液体存储部分流体连接的雾化器；电导率传感器；电源；和控制电子器件。电导率传感器包括至少两个电极，并且被布置成感测来自液体存储部分的液体气溶胶形成基质的电导率。控制电子器件被配置成：控制从电源向雾化器的供电，以雾化来自液体存储部分的液体气溶胶形成基质；以及控制从电源向电导率传感器的电极的供电，该供电作为交流电压被提供至电导率传感器。控制电子器件还被配置成：从电导率传感器接收指示液体气溶胶形成基质的电导率的一个或多个测量值；以及基于来自电导率传感器的测量值中的一个或多个确定液体气溶胶形成基质的尼古丁浓度。
6.液体气溶胶形成基质可以包括三种主要组分，通常是尼古丁、气溶胶形成剂和水。有利地，本发明人已认识到，液体气溶胶形成基质的电导率可以提供液体气溶胶形成基质的尼古丁浓度的指示。具体地，本发明人已认识到，气溶胶生成装置的制造商还可以制造或销售具有不同尼古丁浓度的专有液体气溶胶形成基质，并且为气溶胶生成装置提供电导率
传感器，该电导率传感器可以使得装置能够基于气溶胶形成基质的电导率确定在装置中接收到哪种专有气溶胶形成基质。
7.如本文中所使用，术语“气溶胶形成基质”指的是能够释放可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释放挥发性化合物。可通过将气溶胶形成基质移动通过可振动元件的通道来释放挥发性化合物。
8.气溶胶形成基质是液体气溶胶形成基质。气溶胶形成基质可以包括液体组分和固体组分的混合物。气溶胶形成基质包括尼古丁。优选地，气溶胶形成基质包括尼古丁盐。气溶胶形成基质可以包括基于植物的材料。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，所述化合物在加热时从气溶胶形成基质释放。气溶胶形成基质可包括含非烟草的材料。气溶胶形成基质可以包括均质化基于植物的材料。气溶胶形成基质可以包括均质化烟草材料。气溶胶形成基质可以包括至少一种气溶胶形成剂。气溶胶形成剂是任何合适的已知化合物或化合物的混合物，该化合物在使用中有利于形成致密且稳定的气溶胶并且在系统的操作温度下基本上耐热降解。合适的气溶胶形成剂是本领域众所周知的，并且包括但不限于：多元醇，诸如三甘醇，1,3
‑
丁二醇和甘油；多元醇的酯，诸如甘油单、二或三乙酸酯；和一元、二元或多元羧酸的脂肪酸酯，诸如二甲基十二烷二酸酯和二甲基十四烷二酸酯。优选的气溶胶形成剂是多元醇或其混合物，例如三甘醇、1,3
‑
丁二醇和最优选的甘油。气溶胶形成基质可包括其他添加剂和成分，诸如香料。
9.在一些优选实施例中，尼古丁为尼古丁盐的形式。在一些特别优选实施例中，尼古丁盐可以是液体气溶胶形成基质中存在的唯一电解质。在一些实施例中，尼古丁电解质浓度可以显著高于液体气溶胶形成基质中的其它电解质的浓度。因此，可以忽略液体气溶胶形成基质的其它组分的浓度变化对基质的电导率的影响。
10.液体气溶胶形成基质的制造商可以制造具有不同浓度的尼古丁的不同专有气溶胶形成基质。为了改变气溶胶形成基质中的尼古丁浓度，制造商可以通过相反地减少或增加给定量的基质中的溶剂(例如，水)的量来增加或降低给定量的基质中的尼古丁的量。例如，制造商可以生产低尼古丁气溶胶形成基质和高尼古丁气溶胶形成基质，所述低尼古丁气溶胶形成基质对于给定量的基质包括第一量的尼古丁和第一量的水，所述高尼古丁气溶胶形成基质对于给定量的基质包括大于第一量的尼古丁的第二量的尼古丁和小于第一量的水的第二量的水。低尼古丁气溶胶形成基质可以具有比高尼古丁气溶胶形成基质低的尼古丁浓度。低尼古丁气溶胶形成基质可以具有第一电导率，并且高尼古丁气溶胶形成基质可以具有大于第一电导率的第二电导率。第一电导率与第二电导率之间的差可随着温度增加而增加。
11.液体气溶胶形成基质通常可在20摄氏度下具有在约1微西门子/厘米与约500微西门子/厘米之间的电导率，并且优选地在20摄氏度下具有在约1微西门子/厘米与约400微西门子/厘米之间的电导率。优选地，电导率传感器适合测量在这些范围内的气溶胶形成基质的电导率。
12.电导率传感器可以是用于感测系统中的液体气溶胶形成基质的电导率的任何合适类型的传感器。
13.电导率传感器可以被布置在气溶胶生成系统中的任何合适位置处。电导率传感器
可以布置在液体存储部分中。电导率传感器可以布置在液体存储部分处或周围。电导率传感器可以布置在雾化器处或周围。电导率传感器可以布置在液体存储部分与雾化器之间。在一些实施例中，电导率传感器是与雾化器分开的部件。在一些优选实施例中，雾化器包括电导率传感器。在这些优选实施例中，雾化器可以包括一个或多个元件，并且电导率传感器的至少一个电极包括雾化器的元件。
14.电导率传感器的电极可以具有任何合适的形式。例如，电极可以是包括多个细丝的线圈电极、环形电极或网状电极。在一些实施例中，电极可以被布置成接触液体气溶胶形成基质。在一些实施例中，电极可以被布置成使得电极不接触液体气溶胶形成基质。换句话说，电极可以与液体气溶胶形成基质分离。
15.在一些第一优选实施例中，电导率传感器包括两个电极。这些第一优选实施例的电导率传感器可以被称为两点电导率传感器。
16.两个电极可以间隔开，使得在电极之间形成腔。例如，两个电极可以间隔开约1毫米与约20毫米之间的距离。如本文所使用，术语“腔”是指两个电极之间的任何合适的间隙或空间，包括布置在相同平面中的两个完全平坦的电极之间的二维空间和两个电极之间的三维空间。两个电极可以被布置成使得液体气溶胶形成基质可以设置在电极之间的腔中。优选地，两个电极被布置成与来自液体存储部分的液体气溶胶形成基质接触。两个电极可以被布置成使得当液体气溶胶形成基质不设置在两个电极之间的腔中时，两个电极彼此电绝缘。
17.在这些第一优选实施例中，控制电子器件可以被配置成以交流电压从电源向电极供电。控制电子器件还可以被配置成从电极接收指示液体气溶胶形成基质的电导率的一个或多个测量值。
18.在这些第一优选实施例中，当液体气溶胶形成基质设置在电极之间的腔中时，在这两个电极上施加交流电压可以使交流电流在这两个电极之间流动，通过电极之间的腔中的液体气溶胶形成基质。控制电子器件可以被配置成测量两个电极之间的电流。控制电子器件可以被配置成测量两个电极之间的电压。测得的电流和电压中的一个或多个可用于确定设置在两个电极之间的腔中的液体气溶胶形成基质的电导率。
19.在这些第一优选实施例中，控制电子器件可以被配置成以在约1khz与约500khz之间的频率向电导率传感器供应交流电压。
20.在一些第二优选实施例中，电导率传感器包括四个电极。这些第二优选实施例的电导率传感器可以被称为四点电导率传感器。
21.电导率传感器可包括两个内电极和两个外电极。所述两个外电极可以间隔开，使得在两个外电极之间形成外腔。例如，两个外电极可以间隔开约5毫米与约20毫米之间的距离。两个内电极可以间隔开，以在两个内电极之间形成内腔。例如，两个内电极可以间隔开约5毫米与约20毫米之间的距离。在一些实施例中，两个内电极布置在两个外电极之间的外腔中。在这些实施例中，两个内电极可以间隔开约1毫米与约18毫米之间的距离。
22.两个外电极可以被布置成使得液体气溶胶形成基质可以设置在两个外电极之间的外腔中。两个外电极可以被布置成使得当液体气溶胶形成基质不设置在外电极之间的外腔中时，两个外电极彼此电绝缘。
23.两个内电极可以被布置成使得液体气溶胶形成基质可以设置在两个内电极之间
的内腔中。两个内电极可以被布置成使得当液体气溶胶形成基质不设置在两个内电极之间的内腔中时，两个内电极彼此电绝缘。两个内电极还可以被布置成使得当液体气溶胶形成基质不设置在内电极之间的内腔中时，两个内电极与两个外电极电绝缘。
24.优选地，两个外电极和两个内电极被布置成与来自液体存储部分的液体气溶胶形成基质接触。
25.在这些第二优选实施例中，控制电子器件可以被配置成以交流电压从电源向外电极供电。控制电子器件可以被配置成从外电极接收指示液体气溶胶形成基质的电导率的一个或多个测量值。控制电子器件可以被配置成从内电极接收指示液体气溶胶形成基质的电导率的一个或多个测量值。
26.在这些第二优选实施例中，当液体气溶胶形成基质设置在两个外电极之间的外腔中时，在两个外电极上施加交流电压可以使交流电流在两个外电极之间流动，通过设置在外腔中的液体气溶胶形成基质。当液体气溶胶形成基质设置在外腔中时，液体气溶胶形成基质也设置在两个内电极之间的内腔中。当交流电流在两个外电极之间流动时，所述交流电流也在两个内电极之间流动，从而在两个内电极上建立交流电压。
27.控制电子器件可以被配置成测量两个内电极之间的电压降。两个内电极之间的测得的电压降可用于确定设置在两个内电极之间的内腔中的液体气溶胶形成基质的电导率。控制电子器件可以被配置成测量两个外电极之间的电流。两个外电极之间的测得的电流可用于确定设置在外腔中的液体气溶胶形成基质的电导率。在一些特别优选的实施例中，控制电子器件被配置成使用两个内电极之间的测得的电压降和两个外电极之间的测得的电流来确定液体气溶胶形成基质的电导率。液体气溶胶形成基质的电导率可以与施加的电流成比例。
28.有利地，四点电导率传感器可以最小化寄生电阻对由电导率传感器进行的电压测量的影响。电导率传感器中的寄生电阻(例如，与电极接触的引线之间的接触电阻)可导致电压测量出错。有利地，第二优选实施例的四个电极布置使得电压测量能够与电流测量分开。将电压测量与电流测量分开可以使得能够最小化寄生电阻对电压测量的影响。
29.在第二优选实施例的四点电导率传感器中，内电极被布置成使得内电极之间的电流与在外电极之间驱动的电流基本上相同。如果测得内电极上的电压具有高阻抗，则与内电极之间的电流相比，可以通过连接到内电极的引线汲取可忽略的电流。由于与内电极两端的电流相比，通过连接到内电极的引线的电流可忽略不计，因此与内电极两端的电压降相比，连接到内电极的引线上的由寄生电阻产生的电压降可忽略不计。因此，内电极上的电压的测量可包括寄生电阻的最小或可忽略贡献。
30.另外，由于两个内电极上的电压的测量汲取可忽略电流，因此两个内电极处的液体气溶胶形成基质的极化也可忽略不计，从而最小化极化对第二优选实施例的四电极布置中的电压测量的影响。
31.在这些第二优选实施例中，控制电子器件可以被配置成以在约1khz与约500khz之间的频率向电导率传感器供应交流电压。
32.在这些第二优选实施例中的一些实施例中，两个内电极可以是感受器元件。如本文所使用，术语“感受器元件”是指包括能够将电磁能转换成热量的材料的元件。当感受器元件位于交变电磁场中时，感受器被加热。感受器元件的加热可能是感受器中感生的磁滞
损耗和涡流中的至少一者的结果，这取决于感受器材料的电特性和磁特性。因此，向两个外电极施加交流电压以加热外电极可以在两个内电极中感生电流。在两个内电极中感生的电流可足以加热两个内电极。
33.感受器元件可包括任何合适材料。感受器元件可以由能够被感应加热到足以从气溶胶形成基质释放挥发性化合物的温度的任何材料形成。细长感受器元件的合适材料包括石墨、钼、碳化硅、不锈钢、铌、铝、镍、含镍化合物、钛以及金属材料复合物。优选感受器元件包括金属或碳。有利地，感受器元件可包括铁磁材料或由铁磁材料组成，铁磁材料例如铁素体铁、铁磁合金(例如铁磁钢或不锈钢)、铁磁颗粒和铁氧体。
34.在一些第三优选实施例中，电导率传感器包括两个电极，即第一电极和第二电极。优选地，每个电极形成线圈。第一电极被布置成当向第一电极供应交流电压时在第二电极中感生电流。两个电极可以间隔开，使得在电极之间形成腔。两个电极可以被布置成使得两个电极彼此电绝缘。
35.在第一电极和第二电极形成线圈的情况下，第一电极线圈可以围绕第一内腔缠绕。第二电极线圈可以围绕第二内腔缠绕。第一电极和第二电极可以被布置成使得第一内腔与第二内腔对准。第一内腔和第二内腔可以限定内腔。内腔可以限定液体气溶胶形成基质可以流动通过的通道。
36.这些第三优选实施例的电导率传感器可以被称为感应性电导率传感器。
37.在这些第三优选实施例中，控制电子器件可以被配置成向第一电极供应交流电压。控制电子器件还可以被配置成从第二电极接收指示液体气溶胶形成基质的电导率的一个或多个测量值。
38.在这些第三优选实施例中，当液体气溶胶形成基质设置在第一电极与第二电极之间的内腔中时，向第一电极施加交流电压可通过感应在第二电极中产生交流电流。施加到第一电极的交流电压产生波动磁场，其使电流流过设置在内腔中的液体气溶胶形成基质。流过设置在内腔中的液体气溶胶形成基质的电流的幅值和方向影响第二电极中产生的交流电流。控制电子器件可以被配置成测量在第二电极中感生的电流或电压。测得的电流或电压可用于确定设置在第一电极与第二电极之间的内腔中的液体气溶胶形成基质的电导率。第二电极中感生的电流可以与液体气溶胶形成基质的电导率成比例。
39.在这些第三优选实施例中，第一电极和第二电极可以与气溶胶形成基质屏蔽或隔离。换句话说，第一电极和第二电极可以被布置成使得第一电极和第二电极不与液体气溶胶形成基质接触。第一电极和第二电极可以被布置在电导率传感器壳体中。电导率传感器壳体可以限定内腔，包括第一内腔和第二内腔。电导率传感器壳体可以由任何合适的材料制成。电导率传感器壳体可以由基本上不可渗透液体气溶胶形成基质的材料制成。电导率传感器壳体可以由电绝缘材料制成。举例来说，合适的电绝缘材料包阔玻璃、塑料和陶瓷材料。如本文所使用，电绝缘材料是指在20℃下具有大于约1x106ωm、通常在约1x109ωm与约1x10
21
ωm之间的体积电阻率的材料。
40.感应性电导率传感器可以被布置在气溶胶生成系统中的任何合适的位置。优选地，感应性电导率传感器布置在液体存储部分中。优选地，感应性电导率传感器布置在液体存储部分中，并且容纳在液体存储部分中的液体气溶胶形成基质能够流过第一电极与第二电极之间的内腔。
41.在这些第三优选实施例中，控制电子器件可以被配置成以在约1mhz与约100mhz之间的频率向电导率传感器供应交流电压。
42.在这些第三优选实施例中，第一电极线圈可具有任何合适的匝数。第二电极线圈可具有任何合适的匝数。优选地，第二电极线圈具有与第一电极线圈相同的匝数。第一电极线圈可以具有任何合适的形式。例如，第一电极线圈可以是螺旋线圈或环形线圈。第二电极线圈可具有任何合适的形式。例如，第二电极线圈可以是螺旋线圈或环形线圈。优选地，第二电极线圈具有与第一电极线圈相同的形式。特别优选地，第一电极线圈和第二电极线圈包括相同的环形线圈。
43.控制电子器件控制从电源向电导率传感器的电极的供电。向电导率传感器提供的供电作为交流电压提供。交流电压可以以任何合适的频率向电导率传感器的电极供应。
44.控制电子器件被配置成基于来自电导率传感器的测量值中的一个或多个来确定液体气溶胶形成基质的尼古丁浓度。控制电子器件可以被配置成以任何合适的方式确定尼古丁浓度。在一个实例中，电导率与尼古丁浓度之间的预定功能关系可以是已知的。适当的算法可以存储在控制电子器件的存储器中，并且控制电子器件可以被配置成通过将电导率的测量值应用于存储的算法来计算尼古丁浓度。在另一实例中，已知尼古丁浓度的预定气溶胶形成基质电导率值可以存储在控制电子器件的存储器中的查找表中，并且电导率的测量值可以与电导率的存储值进行比较以确定气溶胶形成基质的尼古丁浓度。已知尼古丁浓度的预定气溶胶形成基质电导率值可以通过校准来确定，通常在将气溶胶生成系统提供给用户以供使用之前在工厂中进行该校准。
45.应了解，确定液体气溶胶形成基质中的尼古丁浓度的指示可能不一定涉及尼古丁浓度值的计算，或不一定涉及存储在控制电子器件的存储器中的查找表中的尼古丁浓度的存储值。例如，在根据本发明的一些实施例中，确定液体气溶胶形成基质中的尼古丁浓度包括使用电导率的测量值来确定向雾化器供应的特定功率。在这些实施例中，使用电导率的测量值确定向雾化器供应的功率基于液体气溶胶形成基质的尼古丁浓度与电导率之间的预定关系。
46.在一些实施例中，控制电子器件还被配置成基于所确定的液体气溶胶形成基质的尼古丁浓度控制从电源向雾化器的供电，以雾化液体气溶胶形成基质。有利地，这可以使得气溶胶生成系统能够基于气溶胶形成基质的尼古丁浓度控制由系统产生的气溶胶的量。
47.优选地，控制电子器件被配置成通过将确定的尼古丁浓度与预定阈值进行比较，基于确定的液体气溶胶形成基质的尼古丁浓度来控制从电源向雾化器的供电，以雾化液体气溶胶形成基质。控制电子器件还可以被配置成当所确定的尼古丁浓度等于或低于预定阈值时向雾化器供应第一功率。控制电子器件还可以被配置成当所确定的尼古丁浓度超过预定阈值时向雾化器供应低于第一功率的第二功率。这种配置可以在确定的尼古丁浓度相对较低时在用户体验期间产生相对大量的气溶胶，并且可以在确定的尼古丁浓度相对较高时产生相对少量的气溶胶。改变在用户体验中产生的气溶胶的量可以改变在用户体验期间递送给用户的尼古丁的量。有利地，这可以使得气溶胶生成系统能够在用户体验期间向用户递送一致量的尼古丁，而不管液体气溶胶形成基质的尼古丁浓度如何。
48.控制电子器件可以被配置成以离散增量控制从电源向雾化器供应的功率。例如，多个分立功率设置可存储在控制电子器件的存储器中的查找表中，每个功率设置与特定的
预定尼古丁浓度和电导率相关联，控制电子器件可以被配置成将电导率测量值与查找表中存储的电导率值进行比较，并且基于与匹配电导率测量值的存储的电导率值相关联的功率设置从电源向雾化器施加功率。
49.控制电子器件可以被配置成控制从电源连续向雾化器供应的功率。控制电子器件可以被配置成根据电导率控制从电源向雾化器供应的功率。预定算法可以存储在控制电子器件的存储器上，电导率测量值可应用于预定算法以确定待从电源向雾化器供应的功率。
50.控制电子器件可以被配置成在任何合适的时间从电源向电导率传感器的电极供电。优选地，控制电子器件被配置成在从电源向雾化器供电以雾化液体气溶胶形成基质之前，从电源向电导率传感器的电极供电。有利地，这可以使得控制电子器件能够基于所确定的液体气溶胶形成基质的尼古丁浓度来控制从电源向雾化器供应的功率。
51.液体气溶胶形成基质的电导率可根据气溶胶形成基质的温度变化。
52.在一些实施例中，气溶胶生成装置可包括温度传感器。控制电子器件可以被配置成从温度传感器接收一个或多个温度测量值。控制电子器件还可以被配置成基于来自温度传感器的温度测量值中的一个或多个来调整尼古丁浓度的测定。
53.温度传感器可以是用于感测液体气溶胶形成基质的温度的任何合适类型的温度传感器。合适类型的温度传感器尤其包括热电偶、热敏电阻器和电阻温度传感器。
54.温度传感器可以被布置成感测液体气溶胶形成基质的温度。温度传感器可以相对于电导率传感器布置在任何合适的位置处。优选地，温度传感器布置在电导率传感器处或周围，以最小化由温度传感器感测的液体气溶胶形成基质与由电导率传感器感测的液体气溶胶形成基质之间的温差。温度传感器可以布置在液体存储部分中。温度传感器可以布置在雾化器处或周围。温度传感器可以布置在液体存储部分与雾化器之间。在一些实施例中，温度传感器是与雾化器分开的部件。在一些实施例中，雾化器包括温度传感器。
55.控制电子器件可以基于温度测量值以任何合适的方式调整尼古丁浓度的测定。
56.在一个实例中，温度与电导率之间的预定功能关系是已知的。算法可以存储在控制电子器件的存储器中，并且控制电子器件可以被配置成通过将电导率和温度的测量值应用于所存储的算法来计算尼古丁浓度。
57.在另一实例中，在特定温度下，对于已知尼古丁浓度，预定气溶胶形成基质电导率值可以存储在控制电子器件的存储器中的查找表中，电导率和温度的测量值可以与存储的电导率和温度的值进行比较以确定气溶胶形成基质的尼古丁浓度。
58.在一些实施例中，气溶胶生成系统可以包括加热器。加热器可以被布置成加热来自液体存储部分的液体气溶胶形成基质。加热器可以被配置成将液体气溶胶形成基质加热到预定温度。电源可以被配置成向加热器供电。控制电子器件可以被配置成从电源向加热器供电，以将来自液体存储部分的液体气溶胶形成基质加热到预定温度。
59.加热器可以相对于电导率传感器布置在任何合适的位置处。优选地，加热器布置在电导率传感器处或周围，以最小化由加热器加热的液体气溶胶形成基质与由电导率传感器感测的液体气溶胶形成基质之间的温差。加热器可以被布置在液体存储部分中。加热器可以布置在雾化器处或周围。加热器可以布置在液体存储部分与雾化器之间。通常，加热器布置在电导率传感器的上游，使得加热器可以在液体气溶胶形成基质到达电导率传感器之前将液体气溶胶形成基质加热到预定温度。在一些实施例中，加热器是与雾化器分开的部
件。在一些实施例中，雾化器包括加热器。
60.控制电子器件可以被配置成在任何合适的时间从电源向加热器供电。在一些实施例中，控制电子器件被配置成从电源向加热器连续地供电，以将液体气溶胶形成基质的温度维持在预定温度。在一些实施例中，控制电子器件被配置成在进行电导率测量之前从电源向加热器供电预定时间段，以确保在进行电导率测量之前液体气溶胶形成基质具有足够的时间达到预定温度。
61.预定温度可以是任何合适的温度。通常，预定温度高于预期环境温度，使得环境温度不影响电导率传感器处的液体气溶胶形成基质的温度。例如，预定温度可以是至少约60摄氏度、至少约70摄氏度，或至少约80摄氏度。预定温度低于液体气溶胶形成基质的沸点。
62.在包括用于将气溶胶形成基质加热到预定温度的加热器的实施例中，可能不需要提供用于感测液体气溶胶形成基质的温度的温度传感器，因为可以合理地假设由电导率传感器感测的液体气溶胶形成基质的温度处于预定温度。
63.气溶胶生成系统可包括壳体。壳体可以由任何合适的材料或材料组合形成。合适的材料包括但不限于铝、聚醚醚酮(peek)、聚酰亚胺(例如)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚乙烯(pe)、高密度聚乙烯(hdpe)、聚丙烯(pp)、聚苯乙烯(ps)、氟化乙丙烯(fep)、聚四氟乙烯(ptfe)、聚甲醛(pom)、环氧树脂、聚氨酯树脂、乙烯基树脂、液晶聚合物(lcp)和例如具有石墨或玻璃纤维的lcp等经改性lcp。
64.壳体可以限定液体存储部分。液体存储部分可以是用于保持足够液体气溶胶形成基质以用于多个用户体验的任何合适的形状和尺寸。例如，液体存储部分可具有足够的容量以允许连续生成气溶胶持续大约六分钟的时间，或者持续六分钟的倍数的时间。在另一实例中，液体存储部分可具有足以允许预定次数的抽吸或不连续激活雾化器的容量。
65.在一些实施例中，多孔载体材料可以设置在液体存储部分中。液体气溶胶形成基质可以吸附或以其它方式加载到多孔载体材料上。多孔载体材料可以由任何合适的有吸附能力的塞或主体制成。例如，合适的有吸附能力的塞或主体可以是一种泡沫状金属或塑料材料、聚丙烯、涤纶、尼龙纤维或陶瓷。
66.气溶胶生成系统还可包括液体输送元件。液体输送元件可以被构造成使得在使用中，液体气溶胶形成基质沿着液体输送元件通过毛细管作用从液体存储部分输送到雾化器。在液体存储部分包括多孔载体材料的实施例中，液体输送元件被配置成将液体气溶胶形成基质从多孔载体材料输送到雾化器。液体输送元件可以包括毛细管材料。毛细管材料为将液体从材料的一端主动地传送到另一端的材料。毛细管材料可以有利地定向在液体存储部分中以将液体气溶胶形成基质传送到雾化器。
67.液体输送元件可以包括能够沿着其长度传送液体气溶胶形成基质的任何合适的材料或材料组合。液体输送元件可以由多孔材料形成，但无需如此。液体输送元件可由具有纤维状或海绵状结构的材料形成。液体输送元件优选地包括一束毛细管。举例来说，液体输送元件可包括多个纤维或细丝，或其它细孔管。液体输送元件可包括海绵状或泡沫状材料。优选地，液体输送元件的结构形成多个小孔或管，液体气溶胶形成基质可穿过所述多个小孔或管通过毛细管作用来运送。特别优选的材料将取决于所述液体气溶胶形成基质的物理性质。合适的毛细管材料的实例包含海绵或泡沫材料、采用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，例如由纺制或挤出纤维制成的纤维状材料，例如乙酸
纤维素、聚酯或粘合聚烯烃、聚乙烯、涤纶或聚丙烯纤维、尼龙纤维、陶瓷、玻璃纤维、硅石玻璃纤维、碳纤维、例如奥氏体316不锈钢以及马氏体440和420不锈钢等医用级不锈钢合金的金属纤维。液体输送元件可具有任何合适的毛细性，以便与不同的液体物理性质一起使用。液体气溶胶形成基质具有物理性质，包含但不限于黏度、表面张力、密度、热导率、沸点和蒸汽压，其允许液体气溶胶形成基质经由液体输送元件运送。液体输送元件可由耐热性材料形成。液体输送元件可包括多个纤维股线。所述多个纤维股线可沿着液体输送元件的长度基本上对准。
68.在其中液体存储区段包括多孔载体材料的实施例中，多孔载体材料和液体输送元件可包括相同材料。优选地，多孔载体材料和液体输送元件包括不同材料。
69.雾化器可以是任何合适类型的雾化器。例如，雾化器可以是声波雾化器。通过通常在超声频率下使用振动，声波雾化器可以使气溶胶形成基质移动通过多个喷嘴来从气溶胶形成基质释放挥发性化合物。在另一实例中，雾化器可以是热雾化器。通过加热气溶胶形成基质，热雾化器可以从气溶胶形成基质释放挥发性化合物。
70.在一些实施例中，雾化器包括电导率传感器。在这些实施例中，雾化器可以包括一个或多个导电元件。电导率传感器的一个或多个电极可以包括雾化器的一个或多个导电元件。有利地，组合雾化器和电导率传感器可以减少气溶胶生成系统的部件的数目，从而降低制造成本和复杂性。
71.在一些优选实施例中，雾化器是热雾化器。热雾化器可以是电加热器。热雾化器可以包括一个或多个加热元件。优选地，热雾化器包括多个加热元件。
72.在一些特别优选的实施例中，雾化器是包括多个加热元件的热雾化器，并且电导率传感器的每个电极包括热雾化器的加热元件。在这些特别优选的实施例中，控制电子器件还可以被配置成从电源向电导率传感器的电极供应第一功率以测量液体气溶胶形成基质的电导率；以及从电源向雾化器的多个加热元件供应第二功率以雾化液体气溶胶形成基质。第二功率大于第一功率。第一功率可足以使得能够在控制电子器件处从电导率传感器接收电导率测量值，而不将加热元件的温度升高到足以从液体气溶胶形成基质释放挥发性化合物的温度。第二功率可足以将加热元件的温度升高到足以从液体气溶胶形成基质释放挥发性化合物的温度。
73.热雾化器可以包括电阻加热线圈。热雾化器可以包括多个电阻加热线圈。
74.热雾化器可以包括电阻加热网。热雾化器可以包括多个电阻加热网。
75.电阻加热网可包括多个导电细丝。导电细丝可以是基本上平坦的。如本文所使用，“基本上平坦的”意味着形成在单个平面中且不卷绕或另外贴合以适合弯曲或其它非平面形状。平坦加热网可在制造期间易于处理，并提供稳固的构造。
76.导电细丝可以限定细丝之间的空隙，且空隙可以具有在约10微米与约100微米之间的宽度。优选地，细丝在空隙中产生毛细管作用，使得在使用中，液体气溶胶形成基质被抽吸到空隙中，从而增加加热器组件和液体之间的接触面积。
77.导电细丝可以形成尺寸在约160美国目(mesh us)与约600美国目( /
‑
10％)之间(即，在每英寸约160与约600根细丝之间( /
‑
10％))的网格。空隙的宽度优选地在约75微米与约25微米之间。网格的开放区域的百分比，即，空隙的面积与网格的总面积的比率，优选地在约25％与约56％之间。可以使用不同类型的编织或网状结构形成网格。导电细丝可以
是彼此平行布置的细丝的阵列。
78.导电细丝可以具有在约8微米与约100微米之间，优选地在约8微米与约50微米之间，且更优选地在约8微米与约39微米之间的直径。
79.电阻加热网格可以覆盖小于或等于约25平方毫米的面积。电阻加热网格可以是矩形的。电阻加热网格可以是正方形的。电阻加热网格可以具有约5毫米乘约2毫米的尺寸。
80.导电细丝可包括任何合适的导电材料。合适的材料包括但不限于：例如掺杂陶瓷的半导体、“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。此类复合材料可包括掺杂或无掺杂的陶瓷。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含钛、锆、钽和铂族金属。合适金属合金的实例包括不锈钢；康铜；含镍合金、含钴合金、含铬合金、含铝合金、含钛合金、含锆合金、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、含锰合金和含铁合金；以及基于镍、铁、钴的超级合金，不锈钢，基于铁铝的合金以及基于铁锰铝的合金。是钛金属公司的注册商标。细丝可以涂覆有一个或多个绝缘体。用于导电细丝的优选材料为304、316、304l和316l不锈钢，以及石墨。
81.电阻加热网格的电阻优选地在约0.3与约4欧姆之间。更优选地，网格的电阻在约0.5与约3欧姆之间，且更优选地为约1欧姆。
82.在热雾化器包括电阻加热线圈的实施例中，线圈的间距优选地在约0.5毫米与约1.5毫米之间，且最优选地为约1.5毫米。线圈的间距意指相邻线圈匝之间的间距。线圈可以包括少于六匝，且优选地具有少于五匝。线圈可以由直径在约0.10毫米与约0.15毫米之间，且优选地为约0.125毫米的电阻线形成。电阻线优选地由904或301不锈钢形成。其它合适的金属的实例包含钛、锆、钽和铂族金属。其它合适的金属合金的实例包含康铜、含镍合金、含钴合金、含铬合金、含铝合金、含钛合金、含锆合金、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、含锰合金和含铁合金，以及基于镍、铁、钴的超级合金、不锈钢、基于铁铝的合金以及基于铁锰铝的合金。电阻加热线圈还可以包括以带状物的形式提供的金属箔，例如铝箔。
83.在热雾化器包括电阻加热线圈的实施例中，电阻加热线圈可以围绕液体输送材料缠绕。
84.电源可以包括任何合适类型的电源。例如，电源可以包括电池。电源可以包括镍金属氢化物电池、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。电源可以包括另一种形式的电荷存储装置，例如电容器。电源可能需要再充电。电源可以具有允许储存足够能量以在多次使用体验中用于气溶胶生成系统的容量。举例来说，电源可具有足够容量以允许在大约六分钟的时段或六分钟的整倍数的时段中连续生成气溶胶。在另一实例中，电源可具有足以允许预定次数的抽吸或不连续激活雾化器的容量。
85.控制电子器件可以包括微处理器，该微处理器可以是可编程微处理器、微控制器或专用集成芯片(asic)或能够提供控制的其他电子电路。控制电子器件可以包括另外的电子组件。控制电子器件被配置成调节向加热器组件的供电。电力可以在系统启动之后连续地供应给加热器组件，或者可以间歇地供应，诸如以逐口抽吸为基础。电力可以以电流脉冲的形式供应给加热器组件。
86.控制电子器件可以有利地包括dc/ac逆变器，该逆变器可以包括d类或e类功率放大器。dc/ac逆变器可以使得控制电子器件能够从电源向电导率传感器供应交流电压。
87.电导率传感器可以被布置在气溶胶生成系统中的任何合适位置。
88.在一些实施例中，电导率传感器布置在液体存储部分中。具体地，感应性电导率传感器可以布置在液体存储部分中。
89.在一些实施例中，所述系统包括用于保持和任选地输送液体气溶胶形成基质的一种或多种多孔载体材料。在所述系统包括含有液体气溶胶形成基质的多孔载体材料的情况下，电导率传感器的一个或多个电极可以布置在多孔载体材料处或周围。电导率传感器的一个或多个电极可以被布置成与多孔载体材料接触。电导率传感器的一个或多个电极可以被布置成与多孔载体材料的端部接触。
90.在一些实施例中，电导率传感器布置在液体存储部分与雾化器之间。在这些实施例中，电导率传感器的至少两个电极可以布置于在液体存储部分与雾化器之间延伸的液体气溶胶形成基质的流动路径中或周围。
91.在一些实施例中，雾化器可以包括电导率传感器。换句话说，电导率传感器的至少两个电极可以包括在雾化器中。在一些优选实施例中，雾化器包括多个元件，例如加热元件，并且电导率传感器的至少两个电极中的至少一个可以包括雾化器的元件。在一些实施例中，电导率传感器的每个电极包括雾化器的元件。
92.在雾化器包括电导率传感器的实施例中，控制电子器件可以以任何合适的方式连接到雾化器和电导率传感器。控制电子器件可以包括气溶胶生成电路和电导率测量电路。气溶胶生成电路可以控制对雾化器的元件的供电，以雾化液体气溶胶形成基质。电导率测量电路可以控制对电导率传感器的电极的供电，以测量液体气溶胶形成基质的电导率。
93.在一些实施例中，控制电子器件包括单独的气溶胶生成电路和电导率测量电路。在这些实施例中，也被配置为电导率传感器的电极的雾化器的每个元件可包括将该元件电连接到气溶胶生成电路的至少一个电触点，以及将该元件电连接到电导率测量电路的至少一个电触点。优选地，也被配置为电导率传感器的电极的雾化器的每个元件包括将该元件电连接到气溶胶生成电路的两个电触点，以及将该元件电连接到电导率测量电路的一个电触点。
94.在一些实施例中，控制电子器件包括共享的气溶胶生成电路和电导率测量电路。在这些实施例中，也被配置为电导率传感器的电极的雾化器的每个元件可包括将该元件电连接到气溶胶生成电路和电导率测量电路的至少一个电触点。优选地，也被配置为电导率传感器的电极的雾化器的每个元件包括将该元件电连接到气溶胶生成电路和电导率测量电路的两个电触点。
95.在一些实施例中，气溶胶生成系统包括装置和筒。筒可以可移除地接收在装置中。通常，筒包括液体存储部分，并且装置包括电源和控制电子器件。在这些实施例中，电导率传感器可以设置在装置中或筒中。在一些实施例中，雾化器设置在装置中。在一些优选实施例中，雾化器设置在筒中。
96.根据本公开，提供了如上所述的气溶胶生成系统，所述气溶胶生成系统包括装置部分和筒部分，并且筒部分可移除地接收在装置部分中。装置部分包括电源和控制电子器件，并且筒部分包括液体存储部分、雾化器和电导率传感器。
97.有利地，在装置或在筒中向气溶胶生成系统提供电导率传感器可使得制造商能够使筒制造和装置制造标准化，而不管待容纳在筒或装置的液体存储部分中的气溶胶形成基质如何。换句话说，向气溶胶生成系统提供电导率传感器可以使得制造商能够生产相同的筒和相同的装置，而不管待容纳在筒或装置的液体存储部分中的液体气溶胶形成基质如何。这种标准化可以降低制造筒和装置的成本和复杂性。
98.在一些实施例中，电导率传感器设置在装置中。有利地，在装置中设置电导率传感器可以减少筒中的部件的数目，并且具体地可以减少筒中的相对昂贵的电气部件的数目，从而降低制造筒的成本和复杂性。
99.在一些实施例中，电导率传感器设置在筒中。在雾化器是包括多个加热元件的热雾化器并且电导率传感器的每个电极由雾化器的加热元件形成的一些优选实施例中，电导率传感器可以设置在筒中。在这些优选实施例中，热雾化器设置在筒中。此类筒通常被称为雾化烟弹(cartomiser)。雾化烟弹可以使得能够在气溶胶生成系统中保持高卫生水平，因为与气溶胶形成基质接触的部件可以定期更换，并且用户不暴露于与气溶胶形成基质接触的部件。
100.根据本公开，提供了一种用于气溶胶生成系统的筒，所述筒包括：用于保持液体气溶胶形成基质的液体存储部分；与液体存储部分流体连接的雾化器；以及电导率传感器，所述电导率传感器被布置成感测来自液体存储部分的液体气溶胶形成基质的电导率。
101.在一些特别优选的实施例中，筒的电导率传感器包括布置在液体存储部分中的两个电极，即第一电极和第二电极，每个电极形成线圈，其中当向第一电极供应交流电压时，第一电极被布置成在第二电极中感生电流。换句话说，筒可以包括感应性电导率传感器，如上文所述。
102.筒可以具有简单设计。筒可以具有限定液体存储部分的壳体。筒壳体优选地是刚性壳体，包括不透液体的材料。如本文中所使用，“刚性壳体”表示自承的壳体。装置还可以具有壳体。优选地，装置壳体是刚性壳体。筒壳体和装置壳体可以由相同材料制成。装置可以具有用于接收筒的腔。
103.在筒包括雾化器的情况下，装置可以包括电触点，所述电触点用于将装置中的电源和控制电子器件电连接到筒中的雾化器。在筒包括电导率传感器的情况下，装置的电触点可以将装置中的控制电子器件和电源电连接到筒中的电导率传感器。
104.气溶胶生成系统可以包括用户可以在其上抽吸以接收由气溶胶生成系统生成的气溶胶的烟嘴。在包括装置和筒的一些系统中，装置包括烟嘴。在包括装置和筒的一些系统中，筒包括烟嘴。有利地，在筒上设置烟嘴可以有助于维持系统中的高水平卫生，因为筒可以比装置更频繁地丢弃和更换。
105.应当理解，参考一个实施例描述的特征也可以适用于其他实施例。例如，参考筒描述的特征可以同样适用于气溶胶生成系统，并且具体地适用于包括筒的气溶胶生成系统。
附图说明
106.将参考附图仅通过举例方式进一步描述本发明，在附图中：
107.图1a示出了气溶胶生成系统的示意图，该气溶胶生成系统包括气溶胶生成装置和插入气溶胶生成装置中的筒；
108.图1b示出了图1a的气溶胶生成系统的示意图，其中筒接收在气溶胶生成装置中；
109.图2示出了根据本发明的实施例的气溶胶生成系统的液体输送元件的端部的示意图，该液体输送元件的端部具有雾化器和电导率传感器；
110.图3示出了根据本发明的另一实施例的雾化器和电导率传感器的示意图；
111.图4示出了根据本发明的另一实施例的气溶胶生成系统的液体输送元件的端部的示意图，该液体输送元件的端部具有雾化器和电导率传感器；
112.图5示出了图4的液体输送元件的端部的示意图，该端部包括雾化器和电导率传感器与气溶胶生成装置的控制电子器件之间的电连接；
113.图6a、6b、6c和6d示出了适合与图4的雾化器和电导率传感器一起使用的控制电子器件的实施例的元件的示意图；
114.图7示出了根据本发明的另一实施例的四点电导率传感器的示意图；
115.图8示出了图7的四点电导率传感器的第一侧的示意图；
116.图9示出了根据本发明的另一实施例的感应性电导率传感器的示意图；以及
117.图10示出了通过图9的感应性电导率传感器的长度的横截面的示意图。
具体实施方式
118.图1a和1b是包括筒的示例性气溶胶生成系统的示意图，其中可以提供根据本发明的实施例的电导率传感器。图1a和1b分别是来自国际专利申请公开号wo 2015/117702 a1的图1a和1d。
119.图1a为共同形成气溶胶生成系统的气溶胶生成装置10和分开的筒20的示意图。
120.筒20含有气溶胶形成基质，并且被构造成接收在装置内的腔18中。当设置在筒20中的气溶胶形成基质耗尽时，所述筒应该可由使用者更换。图1a示出了刚好在插入装置中之前的筒20，其中图1a中的箭头1指示筒的插入方向。
121.筒20包括大致圆柱形的壳体24，所述壳体具有选定为接收到腔18中的尺寸和形状。壳体含有浸入液体气溶胶形成基质中的毛细管材料(未示出)。在该实例中，气溶胶形成基质包括39重量％的甘油、39重量％的丙二醇、20重量％的水和香料，以及2重量％的尼古丁。毛细管材料是主动地将液体从一端传送到另一端的材料，并且可以由任何合适的材料制成。在该实例中，毛细管材料由聚酯形成。
122.壳体具有加热器组件30固定到的开放端。加热器组件30包括其中形成有开孔的基质、固定到基质并且通过间隙彼此分开的一对电触点，以及跨越开孔并且固定到开孔的相对侧上的电触点的多个导电加热器细丝。
123.加热器组件30由可移除盖26覆盖。盖包括液体不可渗透的塑料片材，所述液体不可渗透的塑料片材胶合到加热器组件，但可以容易剥掉。突出部设置在盖的侧面上以允许用户在剥掉突出部时抓住盖。现将对所属领域的一般技术人员显而易见的是，虽然将胶合描述为将不可渗透的塑料片材紧固到加热器组件的方法，但只要盖可容易由消费者移除，就也可以使用所属领域的技术人员所熟悉的其它方法，包括加热密封或超声波焊接。
124.气溶胶生成装置10是便携式的，并且具有相当于常规雪茄或香烟的大小。装置10包括主体11和烟嘴部分12。主体11含有电池14(例如，锂铁磷酸电池)、控制电子器件16和腔18。烟嘴部分12通过铰链连接21连接到主体11，并且可以在如图1中所示的打开位置与如图
1b中所示的关闭位置之间移动。烟嘴部分12放置在打开位置中以允许插入和移除筒20，并且在系统将用于生成气溶胶时放置在关闭位置中，如将描述的。烟嘴部分包括多个进气口13和出口15。在使用时，用户在出口上吮吸或抽吸，以从进气口13吸入空气，穿过烟嘴部分到出口15，然后进入用户的口部或肺部。设置内部挡板17以迫使空气经过筒20流动通过烟嘴部分12，如将描述的。
125.腔18具有圆形横截面并且大小被设定成接收筒20的壳体24。电连接器19设置在腔18的侧面处，以提供控制电子器件16和电池14与筒20上的相应电触点之间的电连接。
126.筒20插入到腔18中，且盖26从筒移除。在此位置，电连接器抵靠筒上的电触点放置，如将描述的。然后烟嘴部分12移动到关闭位置。
127.图1b示出了烟嘴部分12处于关闭位置的系统。烟嘴部分12通过夹扣机构(未示出)保持在关闭位置。
128.处于关闭位置的烟嘴部分12使筒与电连接器19保持电接触，使得无论系统的取向如何，在使用时保持良好的电连接。烟嘴部分12可以包括环形弹性元件，所述环形弹性元件接合筒的表面并且在烟嘴部分12处于关闭位置时在刚性烟嘴壳体元件与筒之间被压缩。这确保了尽管存在制造公差，也保持良好的电连接。当然，可采用用于维持筒与装置之间的良好的电连接的其它机制。
129.图2是用于气溶胶生成系统(例如，图1a和1b的气溶胶生成系统)的示例性雾化器和电导率传感器100的示意图。雾化器和电导率传感器200被配置为两点电导率传感器。
130.图2示出了接收在气溶胶生成装置中并且与装置的控制电子器件110电连接的筒的组合式雾化器和电导率传感器100的平面图。筒包括液体存储部分，该液体存储部分包括其中保持液体气溶胶形成基质的毛细管材料102的大致圆柱形主体。图2中所示的雾化器和电导率传感器100布置在毛细管材料102的大致圆柱形主体的端部上方并与其接触。毛细管材料102被构造成使得通过毛细管作用将保持在毛细管材料中的液体气溶胶形成基质抽吸到毛细管主体的与雾化器和电导率传感器100接触的端部。
131.雾化器和电导率传感器100包括两个电极，即第一电极104和第二电极106。第一电极104和第二电极106中的每一个包括电阻加热网格，该电阻加热网格包括多个导电加热器细丝。第一电极104与第二电极106间隔开，使得在第一电极104与第二电极106之间存在腔108。第一电极104与第二电极106之间的腔108足够宽，以在毛细管材料102中不存在液体气溶胶形成基质时使毛细管材料102上的第一电极104与第二电极106电绝缘。
132.第一电极104和第二电极106被配置成使得毛细管主体的端部处的液体气溶胶形成基质接触第一电极104和第二电极106。
133.在图2所示的实施例中，第一电极104和第二电极106电连接到气溶胶生成装置(未示出)(例如图1a和1b的气溶胶生成装置)的控制电子器件。气溶胶生成装置的控制电子器件被配置成控制从装置的电源向第一电极104和第二电极106的供电。
134.在此实施例中，气溶胶生成装置的控制电子器件包括单独的电导率测量电路111和气溶胶生成电路112。电导率测量电路111和气溶胶生成电路112中的每一个包括弹性销触点形式的电触点，该电触点用于在筒被接收在装置中时，在气溶胶生成装置的控制电子器件与第一电极104和第二电极106之间提供可靠的电连接。
135.第一电极104和第二电极106中的每一个通过单个电触点电连接到电导率测量电
路111。因此，电导率测量电路包括两个电触点，每个电极104、106一个电触点。
136.电导率测量电路111被配置成在电导率测量电路的两个电触点之间供应交流电压，这继而在第一电极104与第二电极106之间建立交流电压。第一电极104与第二电极106之间的交流电压驱动第一电极104与第二电极106之间的腔108上的交流电流通过设置在腔108中的液体气溶胶形成基质。电导率测量电路111还被配置成测量第一电极104与第二电极106之间的电流，并且基于测得的电流确定设置在腔108中的液体气溶胶形成基质的电导率。液体气溶胶形成基质的电导率提供液体气溶胶形成基质中的尼古丁浓度的指示。
137.第一电极104和第二电极106中的每一个还由两个电触点分别电连接到气溶胶生成电路112。第一电极104和第二电极106中的每一个电连接到电极的第一端处的第一电触点，并且电连接到与第一端相对的电极的第二端处的第二电触点。气溶胶生成电路112被配置成在第一电极104和第二电极106中的每一个的第一电触点与第二电触点之间供应电压。在第一电触点与第二电触点之间的第一电极104上的电压驱动电流通过第一电触点与第二电触点之间的第一电极104。在第一电触点与第二电触点之间的第二电极204上的电压驱动电流通过第二电极204，驱动电流通过第一电触点与第二电触点之间的第二电极106。通过每个电极的电流适合于加热电极。气溶胶生成电路112被配置成在每个电极104、106的两个电触点之间以脉冲供应直流电。气溶胶生成电路112被配置成改变直流电的脉冲的占空比以改变电极104、106的温度。
138.电导率测量电路111被配置成向第一电极104和第二电极106供应第一功率，气溶胶生成电路112被配置成向第一电极104和第二电极106供应第二功率。优选地，第一功率不足以加热电极104、106的加热器细丝，且不足以使与加热器细丝接触的液体气溶胶形成基质蒸发。第二功率足以加热第一电极104和第二电极106的加热器细丝，以使与加热器细丝接触的液体气溶胶形成基质蒸发。气溶胶生成电路112被配置成基于由电导率测量电路111确定的液体气溶胶形成基质的电导率来改变第二功率，所述电导率提供液体气溶胶形成基质中的尼古丁浓度的指示。
139.在此实施例中，电导率测量电路111被配置成向第一电极104和第二电极106供应第一功率，并在气溶胶生成电路112向第一电极104和第二电极106供应第二功率以加热液体气溶胶形成基质之前测量设置在腔108中的液体气溶胶形成基质的电导率。这使得气溶胶生成电路112能够响应于在每个气溶胶生成周期之前(例如，每次用户抽吸气溶胶生成系统以从系统接收气溶胶时)确定的液体气溶胶形成基质的尼古丁浓度而调整第二功率。
140.图3是用于气溶胶生成系统的另一示例性雾化器和电导率传感器200的示意图。雾化器和电导率传感器200被配置为两点电导率传感器。
141.在此实施例中，筒(未示出)包括呈吸芯形式的液体输送元件202，所述吸芯具有与筒的液体存储部分中的液体气溶胶形成基质接触的至少一个端部。本实施例的组合式雾化器和电导率传感器200包括布置在液体存储部分外部的液体输送材料202的一部分处的呈线圈形式的两个电极204、206。液体输送材料202被布置成将液体气溶胶形成基质从液体存储部分抽吸到组合式雾化器和电导率传感器200的第一线圈电极204和第二线圈电极206。每个线圈电极204、206包括围绕液体存储部分外部的吸芯的一部分以螺旋形同心地缠绕的电阻加热丝。两个线圈电极204、206基本上相同，在相同方向上围绕吸芯缠绕在一起并且包括相同匝数。第二线圈206沿着吸芯从第一线圈204偏移，使得腔208设置在第一线圈204和
第二线圈206的对应匝之间。第一线圈204和第二线圈206的对应匝之间的腔使得吸芯中的液体气溶胶形成基质可被抽吸到腔208中且设置在线圈电极204、206之间。
142.第一线圈电极204和第二线圈电极206被配置成使得在第一线圈电极204与第二线圈电极206之间的腔208中的液体气溶胶形成基质与第一线圈电极204和第二线圈电极206接触。
143.在图3所示的实施例中，第一线圈电极204和第二线圈电极206电连接到气溶胶生成装置(未示出)(例如图1a和1b的气溶胶生成装置)的控制电子器件。气溶胶生成装置的控制电子器件被配置成控制从装置的电源向第一电极204和第二电极206的供电。
144.在此实施例中，气溶胶生成装置的控制电子器件包括共享的电导率测量电路211和气溶胶生成电路212。电导率测量电路211和气溶胶生成电路212包括共享电触点。
145.第一线圈电极204和第二线圈电极206中的每一个由两个电触点电连接到气溶胶生成电路212，在线圈电极的每一端处有一个电触点。气溶胶生成电路212被配置成在每个线圈的相对端处的触点之间供应电压，使得在第一电极204和第二电极206中的每一个上建立电压。第一电极204上的电压驱动电流通过第一电极204以加热电极。第二电极206上的电压驱动电流通过第二电极206以加热电极。气溶胶生成电路212被配置成以脉冲供应直流电通过第一电极204和第二电极206中的每一个。气溶胶生成电路212被配置成改变直流电的脉冲的占空比以改变第一电极204和第二电极206的温度。
146.在此实施例中，电导率测量电路211与气溶胶生成电路212共享电触点。第一线圈电极204和第二线圈电极206中的每一个由一个电触点电连接到电导率测量电路211。电导率测量电路211由第一线圈电极204的第一端处的电触点电连接到第一线圈电极204，并且由第二线圈电极206的第二端(是距第一线圈电极204的第一端最远的第二线圈电极206的端部)处的电触点电连接到第二线圈电极206。因此，电导率测量电路211包括两个电触点，每个线圈电极204、206一个电触点。
147.电导率测量电路211被配置成在电导率测量电路211的两个电触点之间供应交流电压，这继而在第一线圈电极204与第二线圈电极206之间建立交流电压。第一线圈电极204与第二线圈电极206之间的交流电压驱动第一电极204与第二电极206之间的腔208上的交流电流通过设置在腔208中的液体气溶胶形成基质。电导率测量电路211还被配置成测量第一线圈电极204与第二线圈电极206之间的电流，并且基于测得的电流确定设置在腔208中的液体气溶胶形成基质的电导率。液体气溶胶形成基质的电导率提供液体气溶胶形成基质中的尼古丁浓度的指示。
148.电导率测量电路211被配置成向第一线圈电极204和第二线圈电极206供应第一功率，并且气溶胶生成电路212被配置成向第一电极204和第二电极206供应第二功率。优选地，第一功率不足以加热线圈电极204、206，并且不足以使与线圈电极接触的液体气溶胶形成基质蒸发。第二功率足以加热第一线圈电极204和第二线圈电极206以使与线圈电极接触的液体气溶胶形成基质蒸发。气溶胶生成电路212被配置成基于由电导率测量电路211确定的液体气溶胶形成基质的电导率来改变第二功率，所述电导率提供液体气溶胶形成基质中的尼古丁浓度的指示。
149.应当理解，在其它实施例中，第一线圈电极204和第二线圈电极206可以以与上文关于图2描述的雾化器和电导率传感器的第一电极104和第二电极106类似的方式分开地电
连接到气溶胶生成装置的电导率测量电路和气溶胶生成电路。
150.图4和图5是用于气溶胶生成系统(例如图1a和1b的气溶胶生成系统)的另一示例性雾化器和电导率传感器300的示意图。雾化器和电导率传感器300被配置为四点电导率传感器。
151.图4示出了筒的组合式雾化器和电导率传感器300的平面图，图5示出了接收在气溶胶生成装置中且与装置的控制电子器件310电连接的筒的平面图。
152.筒包括液体存储部分，该液体存储部分包括其中保持液体气溶胶形成基质的毛细管材料302的大致圆柱形主体。图4和图5中所示的雾化器和电导率传感器300布置在毛细管材料302的大致圆柱形主体的端部上方且与其接触。毛细管材料302被构造成使得通过毛细管作用将保持在毛细管材料中的液体气溶胶形成基质抽吸到毛细管主体的与雾化器和电导率传感器300接触的端部。
153.雾化器和电导率传感器300包括四个电极，即一对外电极304和一对内电极306。电极304、306中的每一个包括电阻加热网格，该电阻加热网格包括多个导电加热器细丝。
154.一对外电极304是间隔开的，使得在外电极304之间存在外腔308。外电极304之间的外腔308足够宽，以在毛细管材料302中不存在液体气溶胶形成基质时使毛细管材料302上的外电极304彼此电绝缘。
155.一对内电极306布置在一对外电极304之间，在外腔308中。一对内电极306与一对外电极304充分间隔开以在毛细管材料302中不存在液体气溶胶形成基质时使毛细管材料302上的内电极306与外电极304电绝缘。一对内电极306间隔开，使得在内电极306之间存在内腔309。内电极306之间的内腔309足够宽以在毛细管材料302中不存在液体气溶胶形成基质时使毛细管材料302上的内电极306彼此电绝缘。
156.毛细管主体的与雾化器和电导率传感器300接触的端部处的液体气溶胶形成基质接触内电极204和外电极206。
157.以此布置设置四个电极使得此实施例的组合式雾化器和电导率传感器300能够用作四点电导率传感器，如下文更详细地描述的。
158.在图5中，示出了与气溶胶生成装置(未示出)(例如，图1a和1b的气溶胶生成装置)的控制电子器件310电连接的内电极304和外电极306。气溶胶生成装置的控制电子器件310被配置成控制从装置的电源向外电极304和内电极306的供电。
159.在此实施例中，气溶胶生成装置的控制电子器件310包括共享的电导率测量电路和气溶胶生成电路，如下文参考图6更详细地描述的。在此实施例中，电导率测量电路和气溶胶生成电路包括呈弹性销触点形式的共享电触点，该共享电触点用于在气溶胶生成装置的控制电子器件310与内电极304和外电极306之间提供可靠的电连接。应当理解，在其它实施例中，气溶胶生成电路和电导率测量电路可以包括单独的电触点。
160.在此实施例中，内电极304和外电极306中的每一个由两个电触点电连接到控制电路310。内电极304和外电极306中的每一个电连接到电极的第一端处的第一电触点，并且电连接到电极的与第一端相对的第二端处的第二电触点。
161.图6a
‑
d示意性地示出了结合图4和图5的组合式雾化器和电导率传感器的气溶胶生成装置的控制电子器件310的示例性实施例的一些部件。
162.控制电子器件被配置成在两个不同模式，即电导率测量模式和加热模式下操作。
在电导率测量模式下，在两个外电极304之间供应交流电压，并且测量两个内电极306上的电压。在加热模式下，分别在内电极304和外电极306中的每一个上供应脉冲直流电，以加热电极的加热器细丝，并使与加热器细丝接触的液体气溶胶形成基质蒸发。
163.在此实施例中，控制电子器件310大体上包括dc电源v
dc
、微控制器320和多个晶体管开关。晶体管开关是由控制电子器件控制的场效应晶体管(fet)，以根据电导率测量模式和加热模式向组合式雾化器和电导率传感器供电。
164.在图6a
‑
d中，外电极中的第一外电极显示为e1，外电极中的第二外电极显示为e4，内电极中的第一内电极显示为e2，内电极中的第二内电极显示为e3。如图6a中所示，每个电极e1‑
e4由在电极的相对端处间隔开的两个电触点连接到控制电子器件。每个电极e1–
e4经由第一晶体管开关t
1a
‑
t
4a
由第一电触点连接到dc电源。每个电极还由第二电触点连接到第二晶体管开关t
1b
‑
t
4b
与第三晶体管开关t
1c
‑
t
4c
之间的位置。第一晶体管开关t
1a
‑
t
4a
使得控制电子器件能够在晶体管关闭时将电极中的每一个与电源单独隔离。下文将进一步详细讨论第二晶体管开关t
1b
‑
t
4b
和第三晶体管开关t
1c
‑
t
4c
的功能。
165.在电导率测量模式下，控制电子器件将高频交流开关电压供应到外电极的第一晶体管和第二晶体管t
1a
、t
1b
、t
4a
、t
4b
中的每一个的基极，使得在半个周期期间，晶体管t
1a
和t
4b
导通且晶体管t
1b
和t
4a
关断，并且在另一半个周期期间，晶体管t
1b
和t
4a
导通且晶体管t
1a
和t
4b
关断。
166.图4b示出了在晶体管t
1a
和t
4b
导通的前半个周期期间在电导率测量模式下组合式雾化器和电导率传感器与电源的连接。图4b中所示的布置可被视为包括第一驱动电路，该第一驱动电路操作以在外电极e1、e4上提供第一周期性电压降，该第一周期性电压降具有选定频率f且具有范围从第一值到低于第一值的第二值的幅值。
167.图4c示出了在晶体管t
4a
和t
1c
导通的后半个周期期间在电导率测量模式下组合式雾化器和电导率传感器与电源的连接。图4c中所示的布置可以被视为在外电极e1、e4上提供第二周期性电压降，该第二周期性电压降与第一周期性电压降的频率和幅值相同但极性相反，并与第一周期性电压完全不同相。
168.第一周期性电压降和第二周期性电压降具有彼此相反的极性，其中在本文中相反的极性是指高压侧和低压侧的相对位置，而不是需要正电压和负电压。由于第一周期性电压降和第二周期性电压降是从外电极中的相对电极施加的。由于第一周期性电压降和第二周期性电压降具有相反极性且完全异相，因此在外电极上有效地供应ac电压。第一周期性电压降和第二周期性电压降可以具有任何合适的波形。例如，两个波形可以是彼此完全不同相的方波。有利地，控制电子器件可以被配置成在一个电压降的结束与相反方向上的下一个电压降的开始之间提供至少几纳秒的死区时间段，以避免烧坏开关。
169.在前半个周期中，第二外电极e4的第二晶体管t
4b
导通，并且经由具有已知电阻r2的电阻器提供到电接地的路径。微处理器220被配置成测量电阻器r2两端的电压v3，并且可以根据测得的电压v3和已知电阻r2确定在第一外电极e1与第二外电极e4之间流动的电流。
170.在后半个周期中，第一外电极e1的第二晶体管t
1b
导通，并且经由具有已知电阻r1的电阻器提供到电接地的路径。控制电子器件被配置成测量电阻器r1两端的电压v1，并且可以根据测得的电压v1和已知电阻r1确定在第二外电极e4与第一外电极e1之间流动的电流。
171.在电导率测量模式期间，控制电子器件还被配置成向两个内电极e2、e3的第二晶体
t
1b
、t
2b
中的每一个的基极供应电压，使得两个内电极e2、e3的第二晶体管t
1b
、t
2b
导通。在电导率测量模式下，控制电子器件不向任何内电极或外电极的第三晶体管供应电压，使得所有第三晶体管保持关断。
172.内电极e2、e3的第二晶体管t
2b
、t
3b
中的每一个为差动放大器322的输入提供路径，该差动放大器的输出被供应给微处理器320，以便为微处理器320提供内电极e2、e1两端的电压v2的测量值。
173.微处理器320可以多种不同方式配置，以使用测得的电压v1、v2和v3来确定组合式雾化器和电导率传感器的电极之间的液体气溶胶形成基质中的尼古丁浓度的指示。在此实施例中，微处理器320被配置成使用测得的电压v1、v3来确定外电极e1、e4之间的电流，并且用于内电极e2、e3上的确定的电流和测得的电压v2，以确定液体气溶胶形成基质的电导率，以及确定液体气溶胶形成基质中的尼古丁浓度的指示。
174.在加热模式下，控制电子器件将高频交流开关电压供应到所有电极e1、e2、e3、e4的第一晶体管t
1a
、t
2a
、t
3a
、t
4a
中每一个的基极，使得所有第一晶体管在导通与关断之间周期性地交替。控制电子器件还将电压供应到所有电极e1、e2、e3、e4的第三晶体管t1c、t
2c
、t
3c
、t
4c
中的每一个的基极，使得第三晶体管导通。第三电极t
1c
、t
2c
、t
3c
、t
4c
提供到电接地的路径。
175.图4d示出了在晶体管t
1a
、t
2a
、t
3a
、t
4a
、t
1c
、t
2c
、t
3c
和t
4c
导通的情况下，在加热模式下组合式雾化器和电导率传感器300与电源的连接。图4d中所示的布置可被视为包括第三驱动电路，该第三驱动电路操作以在电极中的每一个上供应电流。
176.通过在导通与关断之间周期性地切换第一晶体管，并且通过将第三晶体管维持为导通，控制电子器件在电极中的每一个上供应脉冲直流电。控制电子器件被配置成控制脉冲的占空比以控制电极被加热到的温度。优选地，控制电子器件被配置成基于在电导率测量模式下确定的尼古丁浓度的指示而控制加热模式下的占空比。
177.应了解，在其它实施例中，气溶胶生成装置的控制电子器件可以不被布置成直接向内电极供电以加热内电极，而是控制电子器件可以被布置成通过感应来加热内电极。在这些实施例中，将振荡电压施加到外电极，这在内电极中感生电流。为了将内电极加热到足够的温度，优选的是，内电极是由诸如aisi 4xx不锈钢的磁性材料形成的感受器元件。尽管外电极可以由磁性材料形成，但这不是这些实施例中的必要要求。
178.图7和图8示出了另一示例性电导率传感器400的示意图。在此实施例中，电导率传感器400不与雾化器组合。在此实施例中，电导率传感器被配置为四点电导率传感器，该四点电导率传感器布置在气溶胶生成装置的筒的液体存储部分中。
179.筒包括限定基本上立方形液体存储部分的壳体401。壳体由刚性电绝缘材料(例如peek)形成。电导率传感器400包括四个电极，即两个外电极404和两个内电极406。外电极404中的第一外电极和内电极406中的第一内电极布置在筒壳体401的第一内表面上，并且外电极404中的第二外电极和内电极406中第二内电极布置在筒壳体401的与第一表面相对的第二内表面上，使得第一外电极和第一内电极面对液体存储部分对面的第二外电极和第二内电极。
180.外电极404包括限定外电极腔407的相同环形电极。内电极406包括相同的圆形电极。如图8中所示，在筒壳体401的第一内表面处，第一外电极404和第一内电极406同心地布置，其中第一内电极406布置在第一外电极404的外电极腔405中。类似地，在筒壳体401的第
二内表面处，第一外电极404和第一内电极406同心地布置，其中第二内电极406布置在第二外电极404的外电极腔405中。内电极406的外径小于外电极404的内径，使得腔设置在内电极404与外电极406之间。当腔中不设置液体气溶胶形成基质时，内电极404与外电极406之间的腔使内电极406与外电极404电绝缘。
181.如图7中所示，筒壳体401的第一内侧处的第一内电极和第一外电极与筒壳体401的第二内侧处的第二内电极和第二外电极对准。因此，第一外电极和第二外电极404基本上由液体存储部分的宽度分开，从而形成腔408，并且第一内电极和第二内电极406也由腔408基本上分开，所述腔由液体存储部分的宽度形成。
182.当液体气溶胶形成基质设置在液体存储部分中时，液体气溶胶形成基质可以设置在腔408中且接触第一电极404和第二电极406。在此实施例中，液体气溶胶形成基质在液体存储部分中自由移动。然而，在其它实施例中，载体材料可以设置在液体存储部分中以用于保持液体气溶胶形成基质。此类载体材料通常是多孔的电绝缘材料，设置在腔408中，与内电极404和外电极406接触。
183.如图7中所示，外电极404中的每一个电连接到气溶胶生成装置的控制电子器件410。类似地，内电极406中的每一个电连接到气溶胶生成装置的控制电子器件410。每个电极404、406由一个电触点电连接到控制电子器件410。
184.控制电子器件410被配置成将交流电压供应到外电极404，这可以驱动交流电流通过设置在第一外电极与第二外电极404之间的腔408中液体气溶胶形成基质。控制电子器件被配置成测量第一外电极与第二外电极404之间的电流。
185.由控制电子器件410在第一外电极与第二外电极404之间驱动的交流电流在第一内电极与第二内电极406之间建立交流电压。控制电子器件410被配置成测量第一内电极和第二内电极上的电压。控制电子器件还被配置成使用电流和电压的测量值来确定设置在腔408中的液体气溶胶形成基质的电导率。控制电子器件410还可以基于确定的电导率来确定液体气溶胶形成基质中的尼古丁浓度。
186.应当理解，在其它实施例中，四点电导率传感器400可以被两点电导率传感器替换，所述两点电导率传感器具有在液体存储部分的第一侧处的第一电极和在液体存储部分的第二侧处的第二电极。
187.在此实施例中，电导率传感器400布置在筒的液体存储部分中；然而，应了解，在其它实施例中，电导率传感器400可以布置在气溶胶生成装置的液体存储部分中或布置在液体存储部分与雾化器之间的导管中。
188.图9和图10示出了另一示例性电导率传感器500的示意图。在此实施例中，电导率传感器500不与雾化器组合。在此实施例中，电导率传感器500是布置在气溶胶生成装置的筒的液体存储部分中的感应性电导率传感器。
189.电导率传感器500包括呈环形线圈形式的两个电极504、506。线圈电极中的第一线圈电极是围绕铁磁材料的第一环505缠绕的驱动线圈504。线圈电极中的第二线圈电极是围绕铁磁材料的第二环507缠绕的接收线圈506。接收线圈506和环507与驱动线圈504和环505基本上相同，具体地说，具有相同的匝数并且在相同方向上缠绕。
190.驱动线圈504和接收线圈506中的每一个具有内腔，气溶胶形成基质可以流体通过该内腔。接收线圈506在轴线上与驱动线圈504对准，并且沿着轴线与驱动线圈504间隔开，
使得接收线圈内腔和驱动线圈内腔对准以基本上形成液体气溶胶形成基质可流动通过的连续圆柱形内腔。驱动线圈504被布置和配置成当交流电压供应到驱动线圈504时在接收线圈506中感生电流。
191.驱动线圈504和接收线圈506的每一端电连接到气溶胶生成装置的控制电子器件510。
192.驱动线圈504和铁磁环505以及接收线圈506和铁磁环507嵌入电绝缘材料(例如塑料材料)的环形圆柱形主体512中，所述电绝缘材料基本上不渗透液体气溶胶形成基质。因此，主体512具有圆柱形管的形式，所述圆柱形管具有延伸穿过主体512且在两端处开放的内腔514。设置主体512以保护线圈电极免受液体气溶胶形成基质的影响。主体512被构造成布置在筒的液体存储部分中，使得液体存储部分中的液体气溶胶形成基质能够流动通过内部通道514并且围绕主体501的外表面流动。
193.在使用中，控制电子器件510被配置成以交流电压的形式向驱动线圈504供电。驱动线圈504中的交流电压产生磁场，该磁场在设置在内腔514中的液体气溶胶形成基质中感生电流。内腔514中的电流由图7中的箭头516示出。液体气溶胶形成基质中感生的电流516还产生磁场，该磁场在接收线圈506中感生电流。液体气溶胶形成基质的电导率影响在液体气溶胶形成基质中感生的电流516的幅值，这继而影响在接收线圈506中感生的电流的幅值。控制电子器件510被配置成测量在接收线圈中感生的电压和电流中的一者或两者，并且还被配置成基于测得的在接收线圈中感生的电流和电压中的一者或多者来确定液体气溶胶形成基质的电导率。控制电子器件还可以基于所确定的电导率来确定液体气溶胶形成基质中的尼古丁的浓度。