热线风速计空气流量测量、吸烟检测和环境温度跟踪的制作方法

1.本公开涉及非尼古丁电子烟设备，其包括包含非尼古丁蒸汽前体制剂的独立制品。


背景技术：

2.非尼古丁电子烟设备用于将非尼古丁蒸汽前体制剂材料蒸发成非尼古丁蒸汽。这些非尼古丁电子烟设备可以称为非尼古丁电子烟设备。非尼古丁电子烟设备包括加热器，该加热器使非尼古丁蒸汽前体制剂材料蒸发以产生非尼古丁蒸汽。非尼古丁电子烟设备可以包括若干元件，这些元件包括电源、包括加热器的筒体或罐以及能够保持非尼古丁蒸汽前体制剂材料的储器。


技术实现要素：

3.根据至少一些示例性实施例，一种控制非尼古丁电子烟设备的热线风速计(hwa)的方法包括：通过第一pid控制器基于hwa的被加热元件的温度和温度设定点来控制由非尼古丁电子烟设备施加至hwa的功率水平；生成吸烟检测信号，该吸烟检测信号指示当前是否正在相对于非尼古丁电子烟设备发生吸烟；当吸烟检测信号指示当前没有相对于非尼古丁电子烟设备发生吸烟时，通过第二pid控制器检测hwa的环境温度的变化；以及通过第二pid控制器控制温度设定点，使得温度设定点响应于检测到的hwa的环境温度的变化而变化。
4.控制由非尼古丁电子烟设备施加至hwa的功率水平可以包括由第一pid控制器生成驱动信号设定值，由非尼古丁电子烟设备施加至hwa的功率水平基于驱动信号设定值。
5.该方法还可以包括当吸烟检测信号指示当前正在相对于非尼古丁电子烟设备发生吸烟时基于驱动信号设定值来确定在hwa周围流动的空气的流速。
6.吸烟检测信号的生成可以包括：确定驱动信号设定值的梯度；以及根据所确定的驱动信号设定值的梯度来生成吸烟检测信号。
7.该方法还可以包括：基于驱动信号设定值来生成脉宽调制(pwm)驱动信号；以及通过将pwm驱动信号施加至hwa来将功率施加至hwa。
8.pwm驱动信号的生成可以包括生成pwm驱动信号，从而基于驱动信号设定值来控制pwm的占空比。
9.驱动信号设定值的生成可以包括由第一pid控制器基于hwa的被加热元件的温度和温度设定点之间的差来生成驱动信号设定值。
10.检测hwa的环境温度变化可以包括由第二pid控制器基于驱动信号设定值和驱动信号设定值设定点之间的差来检测hwa的环境温度的变化。
11.检测hwa的环境温度的变化可以包括由第二pid控制器基于驱动信号设定值和驱动信号设定值设定点之间的差来检测hwa的环境温度的变化。
12.控制温度设定点可以包括：由第二pid控制器响应于检测到hwa的环境温度的升高而升高温度设定点；以及由第二pid控制器响应于检测到hwa的环境温度的降低而降低温度
设定点。
13.根据至少一些示例性实施例，非尼古丁电子烟设备包括用于存储非尼古丁蒸汽前体制剂的非尼古丁蒸汽前体制剂存储部分；构造成通过加热非尼古丁蒸汽前体制剂来产生非尼古丁蒸汽的加热器；热线风速计(hwa)；第一pid控制器，该第一pid控制器被配置为基于hwa的被加热元件的温度和温度设定点来控制由非尼古丁电子烟设备施加至hwa的功率水平；吸烟检测信号发生器，该吸烟检测信号发生器被配置为生成指示当前是否正在相对于非尼古丁电子烟设备发生吸烟的吸烟检测信号；和第二pid控制器，该第二pid控制器被配置为，当吸烟检测信号指示当前没有相对于非尼古丁电子烟设备发生吸烟时，第二pid控制器检测hwa的环境温度的变化，并且第二pid控制器控制温度设定点，使得温度设定点响应于检测到的hwa环境温度的变化而变化。
14.第一pid控制器可以被配置为通过生成驱动信号设定值来控制由非尼古丁电子烟设备施加至hwa的功率水平，由非尼古丁电子烟设备施加至hwa的功率水平基于驱动信号设定值。
15.第二pid控制器可以进一步被配置为基于驱动信号设定值来确定在hwa周围流动的空气的流速，而吸烟检测信号指示当前正在相对于非尼古丁电子烟设备发生吸烟。
16.吸烟检测信号发生器可以被配置为确定驱动信号设定值的梯度，并基于所确定的驱动信号设定值的梯度来生成吸烟检测信号。
17.非尼古丁电子烟设备还可以包括驱动信号发生器，该驱动信号发生器被配置为基于驱动信号设定值来生成脉宽调制(pwm)驱动信号，并通过对hwa施加pwm驱动信号来将功率施加至hwa。
18.驱动信号发生器可以被配置为基于驱动信号设定值来控制pwm驱动信号的占空比。
19.第一pid控制器可以被配置为基于hwa的被加热元件的温度和温度设定点之间的差来生成驱动信号设定值。
20.第二pid控制器可以被配置为基于驱动信号设定值和驱动信号设定值设定点之间的差来检测hwa的环境温度的变化。
21.第二pid控制器可以被配置为基于驱动信号设定值和驱动信号设定值设定点之间的差来检测hwa的环境温度的变化。
22.第二pid控制器可以被配置为通过响应于检测到hwa的环境温度的升高而升高温度设定点，并且响应于检测到hwa的环境温度的降低而降低温度设定点。
附图说明
23.当结合附图回顾详细描述时，本文的非限制性实施例的各个特征和优点将变得更加明显。附图仅出于示意性地目的提供，不应理解成限制权利要求的范围。除非明确指出，否则附图将不被认为是按照比例绘制。为了清晰，附图的各个尺寸可能已经被放大。
24.图1是根据一个示例性实施例的非尼古丁电子烟设备的正视图。
25.图2是图1的非尼古丁电子烟设备的侧视图。
26.图3是图1的非尼古丁电子烟设备的后视图。
27.图4是图1的非尼古丁电子烟设备的近端视图。
28.图5是图1的非尼古丁电子烟设备的远端视图。
29.图6是图1的非尼古丁电子烟设备的透视图。
30.图7是图6中的荚体入口的放大视图。
31.图8是图7的非尼古丁电子烟设备的截面图。
32.图9是图6的非尼古丁电子烟设备的设备主体的透视图。
33.图10是图9中的设备主体的正视图。
34.图11是图10中的通孔的放大透视图。
35.图12是图10中的设备电连接器的放大透视图。
36.图13是图6中的非尼古丁电子烟设备的荚体组件的透视图。
37.图14是图13的荚体组件的另一透视图。
38.图15是图13的荚体组件的局部分解图。
39.图16是图15中的连接器模块的透视图。
40.图17是图15的连接器模块的另一透视图。
41.图18是没有吸液芯和加热器的图17的连接器模块的透视图。
42.图19是图18的连接器模块的分解图。
43.图20是图18的连接器模块的另一分解图。
44.图21a示出了根据一个示例性实施例的设备主体的设备系统图。
45.图21b示出了根据一个示例性实施例的微处理器的一个示例。
46.图22a示出了根据一个示例性实施例的荚体组件的荚体系统图。
47.图22b示出了根据一个示例性实施例的图22a的荚体系统的一个示例，其中省略了密码协处理器。
48.图23示出了根据一个示例性实施例的连接到设备系统的荚体系统。
49.图24a-24d示出了根据一个示例性实施例的包括在图22a的荚体系统的热线风速计(hwa)中的被加热元件的示例性实施方案。
50.图25a是根据一个示例性实施例的内部pid控制回路的图。
51.图25b-25d示出了图25a的脉宽调制(pwm)驱动信号的示例性波形。
52.图26a是根据一个示例性实施例的外部pid控制回路的图。
53.图26b是示出了根据一个示例性实施例的操作hwa的方法的流程图。
54.图27是根据一个示例性实施例的加热不燃烧气溶胶产生设备的示意图。
55.图28是根据一个示例性实施例的另一加热不燃烧气溶胶产生设备的截面图。
56.图29是根据一个示例性实施例的包括与电极接合的囊体和加热不燃烧气溶胶产生设备的密封件的布置的平面图。
57.图30是图29的布置的透视图。
58.图31是图29的布置的侧视截面图。
具体实施方式
59.应当理解的是，当元件或层被指“在另一元件或层上”、“连接至另一元件或层”、“耦合至另一元件或层”或者“覆盖另一元件或层”时，该元件或层可以直接位于该另一元件或层上，直接连接至、耦合至或覆盖该另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当
元件被指“直接位于另一元件或层上”、“直接连接至另一元件或层”、“直接耦合至另一元件或层”时，不存在中间元件或层。在整个说明书中相同附图标记表示相同元件。正如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个所列举的关联项的任意和全部组合。
60.应当理解的是，尽管本文所使用的术语第一、第二、第三等可以描述不同元件、元件、区域、层和/或部分，但是这些元件、元件、区域、层和/或部分不应当受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、元件、区域、层或部分与另一区域、层或部分进行区分。因此，下文论述的第一元件、元件、区域、层或部分可以称为第二元件、元件、区域、层或部分，而不背离示例性实施例的教导。
61.为了易于描述，文中可能使用与空间相关的术语(例如，“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等)以描述如附图中所示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。应当理解的是，除附图中所描绘的定向之外，与空间相关的术语意在包括设备在使用中或操作中的不同定向。例如，如果附图中的设备翻转，那么描述为“位于其它元件或特征的下方”或“位于其它元件或特征的下面”的元件将会定向成“位于其它元件或特征的上方”。因此，术语“位于下方”可以包括位于上方和下方的定向。设备可以以其它方式定向(旋转90度或处于其它定向)，并且对本文使用的与空间相关的描述词要相应地进行解释。
62.本文使用的术语仅出于描述不同实施例的目的，而非旨在限制示例性实施例。如本文所使用的单数形式“一”、“一个”和“所述”意在也包括复数形式，除非上下文中另外明确指出。应进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”、“包括有”、“包含”和/或“包含有”是指明了所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或要素的存在，但不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、要素和/或它们的组的存在或添加。
63.本文参考截面图示来描述示例性实施例，所述截面图示是示例性实施例的理想实施例(和中间结构)的示意性图示。这样，可以预期作为例如制造技术和/或公差的结果的图示的形状的变化。因此，示例性实施例不应该被认为限制于本文所示的区域的形状，而是包括例如由制造导致的形状的偏差。附图中所示的区域本质上是示意性的，并且它们的形状不意在图示出设备的区域的实际形状，也不意在限制示例性实施例的范围。
64.除非另外定义，本文所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与示例性实施例所属领域的技术人员通常理解的相同的意义。应进一步理解的是，除非本文中明确定义，术语(包括在常用的字典中定义的那些术语)应该解释为具有与它们在相关技术领域的上下文中的意义相一致的意义，并且不应以理想化的或过于正式的感觉来解释。
65.示例性非尼古丁电子烟设备结构
66.本文所用的“非尼古丁电子烟设备”有时可以使用任何以下术语来提及，并且被认为与以下任何术语同义：非尼古丁电子烟设备、非尼古丁电子烟装置和非尼古丁电子吸烟装置。荚体组件(例如，荚体组件300)在本文中也可称为“荚体”或“可移除荚体”。
67.图1是根据一个示例性实施例的非尼古丁电子烟设备的正视图。图2是图1的非尼古丁电子烟设备的侧视图。图3是图1的非尼古丁电子烟设备的后视图。参照图1-3，非尼古丁电子烟设备500包括设备主体100，该设备主体100构造成接纳荚体组件300。荚体组件300是构造成保持非尼古丁蒸汽前体制剂的模块化制品。如本文所用，术语“非尼古丁蒸汽前体制剂”(或“非尼古丁蒸汽前体制剂材料”)是指不含尼古丁并且可以转化为非尼古丁蒸汽的材料(或材料组合)。例如，非尼古丁蒸汽前体制剂可以是液体、固体和/或凝胶制剂，包括但
不限于水、油、乳剂、珠粒、溶剂、活性成分、乙醇、植物提取物(例如，大麻素)、天然或人工香料和/或蒸汽形成剂，例如甘油和丙二醇。在吸烟期间，非尼古丁电子烟设备500构造成加热非尼古丁蒸汽前体制剂以产生非尼古丁蒸汽。如本文所提及的，“蒸汽”是根据本文公开的任何示例性实施例的任何非尼古丁电子烟设备产生或输出的任何物质。非尼古丁蒸汽前体制剂也可以如2019年8月14日提交的名称为“non-nicotine e-vaping section,and non-nicotine e-vaping device including non-nicotine e-vaping section”的美国申请号16/540,433(代理人卷号24000nv-000612-us)中所述，该申请全部内容通过引用并入本文。
68.设备主体100包括前盖104、框架106和后盖108。前盖104、框架106和后盖108形成封闭与非尼古丁电子烟设备500的操作相关联的机械部件、电子部件和/或电路的设备壳体。例如，设备主体100的设备壳体可以封闭构造成为非尼古丁电子烟设备500供电的电源，供电可以包括向荚体组件300供应电流。另外，当组装好时，前盖104、框架106和后盖108可以构成设备主体100的大部分可见部分。
69.前盖104(例如，第一盖)限定了构造成容纳边框结构112的主开口。边框结构112限定了构造成接纳荚体组件300的通孔150。文中结合例如图9更详细地讨论通孔150。
70.前盖104还限定了构造成容纳光导装置的次开口。次开口可以类似于狭槽(例如，分段狭槽)，不过其它形状也是可以的，这取决于光导装置的形状。在一个示例性实施例中，光导装置包括光导透镜116。此外，前盖104限定了构造成容纳第一按钮118和第二按钮120的第三开口和第四开口。第三开口和第四开口中的每一者都可以类似于圆角正方形，不过其它形状也是可以的，这取决于按钮的形状。第一按钮壳体122构造成露出第一按钮透镜124，而第二按钮壳体123构造成露出第二按钮透镜126。
71.非尼古丁电子烟设备500的操作可以由第一按钮118和第二按钮120控制。例如，第一按钮118可以是电源按钮，第二按钮120可以是强度按钮。尽管在附图中结合光导装置示出了两个按钮，但是应当理解，可以根据可用特征和期望的用户界面设置更多(或更少)的按钮。
72.框架106(例如，基部框架)是设备主体100(以及作为整体的非尼古丁电子烟设备500)的中央支承结构。框架106可以被称为底盘。框架106包括近端、远端以及在近端和远端之间的一对侧部。近端和远端也可以分别被称为下游端和上游端。如本文所用，“近侧”(以及相反地，“远侧”)与在吸烟时的成年吸烟者有关，并且“下游”(以及相反地，“上游”)与非尼古丁蒸汽的流动有关。在侧部的相对内表面之间(例如，大约沿着框架106的长度的中间)设有桥接部，以提高强度和稳定性。框架106可以一体地形成为单体结构。
73.关于构造材料，框架106可以由合金或塑料形成。合金(例如，压铸级、可加工级)可以是铝(al)合金或锌(zn)合金。塑料可以是聚碳酸酯(pc)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)或它们的组合(pc/abs)。例如，聚碳酸酯可以是lupoy sc1004a。此外，出于功能和/或美观原因(例如，为了提供优质外观)，框架106可以设有表面光洁度。在一个示例性实施例中，框架106(例如，当由铝合金形成时)可以被阳极化。在另一实施例中，框架106(例如，当由锌合金形成时)可以涂有硬质搪瓷或被涂漆。在另一实施例中，框架106(例如，当由聚碳酸酯形成时)可以被金属化。在又一实施例中，框架106(例如，当由丙烯腈丁二烯苯乙烯形成时)可以被电镀。应当理解，关于框架106的构造材料也可以适用于前盖104、后盖108和/或非尼古丁电子烟设备500的其它适合的零件。
74.后盖108(例如，第二盖)还限定了一开口，该开口构造成容纳边框结构112。前盖104和后盖108可以构造成经由卡扣配合布置与框架106接合。
75.设备主体100还包括嘴部102。嘴部102可以被固定到框架106的近端上。
76.图4是图1的非尼古丁电子烟设备的近端视图。参照图4，嘴部102的出口面限定了多个蒸汽出口。在一个非限制性实施例中，嘴部102的出口面可以是椭圆形的。
77.图5是图4的非尼古丁电子烟设备的远端视图。参照图5，非尼古丁电子烟设备500的远端包括端口110。端口110构造成从外部电源接收电流(例如，经由usb线缆)以对非尼古丁电子烟设备500内的内部电源充电。另外，端口110还可以构造成向另一个非尼古丁电子烟设备或其它电子设备(例如，电话、平板电脑、计算机)发送数据和/或从其接收数据(例如，经由usb线缆)。此外，非尼古丁电子烟设备500可以构造成用于经由安装在该电子设备上的应用软件(app)与诸如电话的另一电子设备进行无线通信。在这种情况下，成年吸烟者可以通过该app控制非尼古丁电子烟设备500或以其它方式与非尼古丁电子烟设备500交互(例如，定位非尼古丁电子烟设备500，检查使用信息，改变操作参数)。
78.图6是图1的非尼古丁电子烟设备的透视图。图7是图6中的荚体入口的放大视图。参照图6-7，并且如上简述，非尼古丁电子烟设备500包括构造成保持非尼古丁蒸汽前体制剂的荚体组件300。荚体组件300具有上游端(其面向光导装置)和下游端(其面向嘴部102)。在一个非限制性实施例中，上游端是荚体组件300的与下游端相对的表面。荚体组件300的上游端限定了荚体入口322。设备主体100限定了构造成接纳荚体组件300的通孔(例如，图9中的通孔150)。在一个示例性实施例中，设备主体100的边框结构112限定了通孔并且包括上游边沿。如特别是在图中所示，边框结构112的上游边沿是成角度的(例如，向内倾斜)，以便当荚体组件300位于设备主体100的通孔内时露出荚体入口322。
79.例如，边框结构112的上游边缘不是顺循前盖104的轮廓(以便与荚体组件300的前表面相对齐平，因此遮蔽荚体入口322)，而呈构造成将环境空气引导到荚体入口322中的勺子形式。这种成角度的/勺形构型可以帮助减少或防止非尼古丁电子烟设备500的空气入口(例如，荚体入口322)的堵塞。勺的深度可以使得荚体组件300的上游端面的不到一半(例如，不到四分之一)被露出。另外，在一个非限制性实施例中，荚体入口322的形式是槽。此外，如果将设备本体100视为沿第一方向延伸，则可将该槽视为沿第二方向延伸，其中第二方向横向于第一方向。
80.图8是图7的非尼古丁电子烟设备的截面图。在图8中，横截面是沿着非尼古丁电子烟设备500的纵向轴线截取的。如图所示，设备主体100和荚体组件300包括与非尼古丁电子烟设备500的工作相关的机械部件、电子部件和/或电路，它们在本文中被更详细地讨论和/或通过引用并入本文。例如，荚体组件300可以包括构造成致动以从其中的密封储器中释放非尼古丁蒸汽前体制剂的机械部件。荚体组件300还可以具有构造成与设备主体100接合的机械方面，以便于荚体组件300的插入和就位。
81.另外，荚体组件300可以是“智能荚体”，其包括构造成向/从设备主体100存储、接收和/或发送信息的电子部件和/或电路。此类信息可以用于验证荚体组件300以与设备主体100一起使用(例如，防止使用未经批准/伪造的荚体组件)。此外，该信息可以用于识别荚体组件300的类型，然后基于所识别的类型将其与吸烟配置文件相关联。吸烟配置文件可以设计为阐述用于加热非尼古丁蒸汽前体制剂的一般参数，并且可以在吸烟之前和/或期间
由成年吸烟者进行调整、精细化或其它调节。
82.荚体组件300还可以与设备主体100沟通可能与非尼古丁电子烟设备500的操作相关的其它信息。相关信息的示例可以包括荚体组件300内非尼古丁蒸汽前体制剂的水平和/或自荚体组件300被插入到设备主体100中并激活以来经过的时长。
83.设备主体100可以包括构造成接合、保持和/或激活荚体组件300的机械部件(例如，互补结构)。另外，设备主体100可以包括构造成接收电流以对内部电源(例如，电池)进行充电的电子部件和/或电路，而内部电源又构造成在吸烟期间向荚体组件300供电。此外，设备主体100可以包括构造成与荚体组件300、不同的非尼古丁电子烟设备、其它电子设备(例如，电话、平板电脑、计算机)和/或成年吸烟者通信的电子部件和/或电路。
84.图9是图6的非尼古丁电子烟设备的设备主体的透视图。参照图9，设备主体100的边框结构112限定了通孔150。通孔150构造成接纳荚体组件300。为了便于荚体组件300在通孔150内的插入和就位，边框结构112的上游边沿包括第一上游突出部128a和第二上游突出部128b。
85.边框结构112的下游侧壁可以限定第一下游开口、第二下游开口和第三下游开口。包括第一下游突出部130a和第二下游突出部130b的保持结构与边框结构112接合，使得第一下游突出部130a和第二下游突出部130b分别穿过边框结构112的第一下游开口和第二下游开口突出并进入通孔150。
86.图10是图9的设备主体的正视图。参照图10，设备主体100包括设置在通孔150的上游侧的设备电连接器132。设备主体100的设备电连接器132构造成与位于通孔150内的荚体组件300电接合。因此，在吸烟期间，可经由设备电连接器132从设备主体100向荚体组件300供电。另外，可以经由设备电连接器132向设备主体100和荚体组件300发送数据和/或从其接收数据。
87.图11是图10中的通孔的放大透视图。参照图11，第一上游突出部128a、第二上游突出部128b、第一下游突出部130a、第二下游突出部130b和嘴部102的远端伸入通孔150中。在一个示例性实施例中，第一上游突出部128a和第二上游突出部128b是固定结构(例如，固定枢轴)，而第一下游突出部130a和第二下游突出部130b是易于控制的结构(例如，可伸缩构件)。例如，第一下游突出部130a和第二下游突出部130b可以构造成(例如，弹簧加载)默认为伸长状态，同时还构造成暂时过渡到缩回状态(并且可逆地回到伸长状态)以便于荚体组件300的插入。
88.图12是图10中的设备电触头的放大透视图。设备主体100的设备电触头构造成当荚体组件300在设备主体100的通孔150内就位时与荚体组件300的荚体电触头接合。参照图12，设备主体100的设备电触头包括设备电连接器132。设备电连接器132包括电源触头和数据触头。设备电连接器132的电源触头构造成从设备主体100向荚体组件300供电。如图所示，设备电连接器132的电源触头包括第一对电源触头和第二对电源触头(其定位成相比于后盖108更靠近前盖104)。第一对电源触头(例如，与第一上游突出部128a相邻的一对)可以是单个整体结构，其与第二对电源触头不同并且在组装好时包括伸入通孔150中的两个突起。类似地，第二对电源触头(例如，与第二上游突出部128b相邻的一对)可以是单个整体结构，其与第一对电源触头不同并且在组装好时包括伸入通孔150的两个突起。设备电连接器132的第一对电源触头和第二对电源触头可顺滑地安装和偏置，以便默认伸入通孔150并在
承受克服偏置的力时从通孔150缩回(例如，独立地)。
89.图13是图6中的非尼古丁电子烟设备的荚体组件的透视图。图14是图13的荚体组件的另一透视图。
90.图13是图6中的非尼古丁电子烟设备的荚体组件的透视图。图14是图13的荚体组件的另一透视图。参照图13和14，用于非尼古丁电子烟设备500的荚体组件300包括构造成保持非尼古丁蒸汽前体制剂的荚体主体。因此，荚体组件300是非尼古丁电子烟设备500的非尼古丁前蒸汽制剂存储部分的一个示例。荚体主体具有上游端和下游端。荚体主体的上游端限定荚体入口322。荚体主体的下游端限定了与上游端处的荚体入口322流体连通的荚体出口304。在吸烟期间，空气经由荚体入口322进入荚体组件300，并且非尼古丁蒸汽经由荚体出口304离开荚体组件300。荚体入口322在附图中被显示为槽的形式。然而，应当理解，示例性实施例不限于此，其它形式也是可以的。
91.荚体组件300包括连接器模块320(例如，图16)，该连接器模块320设置在荚体主体内并且通过上游端中的开口露出。连接器模块320的外表面包括至少一个电触头。该至少一个电触头可以包括多个电源触头。例如，多个电源触头可以包括第一电源触头324a和第二电源触头324b。荚体组件300的第一电源触头324a构造成与设备主体100的设备电连接器132的第一电源触头(例如，与图12中的第一上游突出部128a相邻的电源触头)电连接。类似地，荚体组件300的第二电源触头324b构造成与设备主体100的设备电连接器132的第二电源触头(例如，与图12中的第二上游突出部128b相邻的电源触头)电连接。另外，荚体组件300的至少一个电触头包括多个数据触头326。荚体组件300的多个数据触头326构造成与设备电连接器132的数据触头(例如，图12中的一排五个突起)电连接。虽然结合荚体组件300示出了两个电源触头和五个数据触头，但应理解，取决于设备主体100的设计，其它变型也是可以的。
92.在一个示例性实施例中，荚体组件300包括正面、与正面相对的背面、在正面与背面之间的第一侧面、与第一侧面相对的第二侧面、上游端面以及与上游端面相对的下游端面。侧面和端面的角部(例如，第一侧面和上游端面的角部，上游端面和第二侧面的角部，第二侧面和下游端面的角部，下游端面和第一侧面的角部)可以是圆形的。然而，在一些情况下，角部可以是有角度的。另外，正面的周边边缘可以呈壁架形式。连接器模块320的外表面(由荚体主体露出)可以被认为是荚体组件300的上游端面的一部分。荚体组件300的正面可以比背面更宽和更长。在这种情况下，第一侧面和第二侧面可以朝向彼此向内倾斜。上游端面和下游端面也可以朝向彼此向内倾斜。由于倾斜面，荚体组件300的插入将是单向的(例如，从设备主体100的正面(与前盖104相关联的面))。结果，可以降低或防止荚体组件300被不正确地插入到设备主体100中的可能性。
93.如图所示，荚体组件300的荚体主体包括第一壳体区段302和第二壳体区段308。第一壳体区段302具有限定荚体出口304的下游端。荚体出口304的边沿任选地可以是凹陷或缩进的区域。在这种情况下，该区域可以类似于内凹部，其中边沿的与荚体组件300的背面相邻的一面可以是开口的，而边沿的与正面相邻的一面可以被第一壳体区段302的下游端的凸起部分围绕。凸起部分可以用作用于嘴部102的远端的止动件。结果，荚体出口304的这种构型可便于经由边沿的开口面及其随后抵接第一壳体区段302的下游端的凸起部分来接纳和对齐嘴部102的远端(例如，图11)。在一个非限制性实施例中，嘴部102的远端还可以包
括弹性材料(或由其形成)，以在荚体组件300正确插入设备主体100的通孔150内时帮助在荚体出口304周围形成密封。
94.第一壳体区段302的下游端另外限定至少一个下游凹部。在一个示例性实施例中，该至少一个下游凹部的形式是第一下游凹部306a和第二下游凹部306b。荚体出口304可以在第一下游凹部306a与第二下游凹部306b之间。第一下游凹部306a和第二下游凹部306b构造成分别与设备主体100的第一下游突出部130a和第二下游突出部130b接合。如图11所示，设备主体100的第一下游突出部130a和第二下游突出部130b可以设置在通孔150的下游侧壁的相邻角部处。第一下游凹部306a和第二下游凹部306b可以各自呈v形缺口的形式。在这种情况下，设备主体100的第一下游突出部130a和第二下游突出部130b中的每一者可以呈楔形结构的形式，该楔形结构构造成与第一下游凹部306a和第二下游凹部306b的对应v形缺口接合。第一下游凹部306a可以抵接下游端面和第一侧面的角部，而第二下游凹部306b可以抵接下游端面和第二侧面的角部。结果，分别与第一侧面和第二侧面相邻的第一下游凹部306a和第二下游凹部306b的边缘可以是开口的。在这种情况下，如图14所示，第一下游凹部306a和第二下游凹部306b中的每一者都可以是3面凹部。
95.第二壳体区段308具有上游端，该上游端(除了荚体入口322之外)进一步限定了构造成露出荚体组件300内的连接器模块320(图15-16)的多个开口(例如，第一电源触头开口325a、第二电源触头开口325b、数据触头开口327)。第二壳体区段308的上游端也限定了至少一个上游凹部。在一个示例性实施例中，该至少一个上游凹部的形式是第一上游凹部312a和第二上游凹部312b。荚体入口322可以在第一上游凹部312a与第二上游凹部312b之间。第一上游凹部312a和第二上游凹部312b构造成分别与设备主体100的第一上游突出部128a和第二上游突出部128b接合。如图12所示，设备主体100的第一上游突出部128a和第二上游突出部128b可以设置在通孔150的上游侧壁的相邻角部处。第一上游凹部312a和第二上游凹部312b中的每一者的深度都可以大于第一下游凹部306a和第二下游凹部306b中的每一者的深度。第一上游凹部312a和第二上游凹部312b中的每一者的末端也可以比第一下游凹部306a和第二下游凹部306b中的每一者的末端更圆。例如，第一上游凹部312a和第二上游凹部312b可以各自呈u形凹口的形式。在这种情况下，设备主体100的第一上游突出部128a和第二上游突出部128b中的每一者可以呈圆形旋钮的形式，该圆形旋钮构造成与第一上游凹部312a和第二上游凹部312b的相应u形凹口接合。第一上游凹部312a可以抵接上游端面和第一侧面的角部，而第二上游凹部312b可以抵接上游端面和第二侧面的角部。结果，分别与第一侧面和第二侧面相邻的第一上游凹部312a和第二上游凹部312b的边缘可以是开口的。
96.第一壳体区段302可以在其内限定储器，该储器构造成保持非尼古丁蒸汽前体制剂。该储器可以构造成气密地密封非尼古丁蒸汽前体制剂，直到荚体组件300激活以从储器释放非尼古丁蒸汽前体制剂。由于气密密封，非尼古丁蒸汽前体制剂可以与环境以及荚体组件300的可能与非尼古丁蒸汽前体制剂发生反应的内部元件隔离，从而减少或防止对非尼古丁前蒸汽制剂的保质期和/或感官特性(例如，风味)产生不利影响的可能性。第二壳体区段308可以包含构造成激活荚体组件300并且接收和加热在激活之后从储器释放的非尼古丁蒸汽前体制剂的结构。
97.在将荚体组件300插入到设备主体100中之前，荚体组件300可以由成年吸烟者手
动激活。可替代地，荚体组件300可以在荚体组件300部分插入到设备主体100中时被激活。在一个示例性实施例中，荚体主体的第二壳体区段308包括穿孔器，该穿孔器构造成在荚体组件300的激活期间从第一壳体区段302中的储器释放非尼古丁蒸汽前体制剂。穿孔器可以呈在文中将更详细地讨论的第一激活销314a和第二激活销314b的形式。
98.为了手动激活荚体组件300，成年吸烟者可以在将荚体组件300插入到设备主体100的通孔150中之前(例如，同时或顺序地)向内按压第一激活销314a和第二激活销314b。例如，可以手动按压第一激活销314a和第二激活销314b，直到它们的端部与荚体组件300的上游端面大致齐平。在一个示例性实施例中，第一激活销314a和第二激活销314b的向内移动导致储器的密封件被刺破或以其它方式破坏，从而从其中释放非尼古丁蒸汽前体制剂。
99.可替代地，为了在荚体组件300部分插入到设备主体100中时激活荚体组件300，荚体组件300最初定位成使得第一上游凹部312a和第二上游凹部312b分别与第一上游突出部128a和第二上游突出部128b接合(例如，上游接合)。由于设备主体100的第一上游突出部128a和第二上游突出部128b中的每一者都可以呈圆形旋钮的形式，该圆形旋钮构造成与第一上游凹部312a和第二上游凹部312b的相应u形凹口接合，因此荚体组件300随后可以相对容易地绕第一上游突出部128a和第二上游突出部128b枢转并进入设备主体100的通孔150。
100.关于荚体组件300的枢转，旋转轴线可被视为延伸穿过第一上游突出部128a和第二上游突出部128b并且正交于设备主体100的纵向轴线定向。在荚体组件300的初始定位和随后的枢转期间，第一激活销314a和第二激活销314b将与通孔150的上游侧壁接触并且在第一激活销314a和第二激活销314b随着荚体组件300行进到通孔150内而被(例如，同时)推入第二壳体区段308中时从伸长状态转换为缩回状态。当荚体组件300的下游端到达通孔150的下游侧壁附近并与第一下游突出部130a和第二下游突出部130b相接触时，第一下游突出部130a和第二下游突出部130b将缩回，然后在荚体组件300的定位允许设备主体100的第一下游突出部130a和第二下游突出部130b分别与荚体组件300的第一下游凹部306a和第二下游凹部306b接合(例如，下游接合)时弹性地伸长(例如，弹回)。
101.如上文所述，根据一个示例性实施例，嘴部102被固定在保持结构140(第一下游突出部130a和第二下游突出部130b是其一部分)上。在这种情况下，第一下游突出部130a和第二下游突出部130b从通孔150缩回将使嘴部102在相同方向(例如，下游方向)上同时移动对应的距离。相反，当荚体组件300已充分插入以便于下游接合时，嘴部102将与第一下游突出部130a和第二下游突出部130b同时弹回。除了第一下游突出部130a和第二下游突出部130b的弹性接合之外，嘴部102的远端还构造成当荚体组件300在设备主体100的通孔150内正确地就位时抵靠荚体组件300偏置(并与荚体出口304对齐以形成相对不透气的密封)。
102.此外，下游接合可以产生可听见的咔哒声和/或触觉反馈，以指示荚体组件300在设备主体100的通孔150内正确地就位。当正确地就位时，荚体组件300将机械、电气和流体地连接到设备主体100。尽管本文中的非限制性实施例将荚体组件300的上游接合描述为发生在下游接合之前，但应当理解，相关的配合、激活和/或电气布置可以颠倒，使得下游接合发生在上游接合之前。
103.图15是图13的荚体组件的部分分解图。参照图15，第一壳体区段302包括蒸汽通道316。蒸汽通道316构造成接收在吸烟期间产生的非尼古丁蒸汽并与荚体出口304流体连通。在一个示例性实施例中，蒸汽通道316的尺寸(例如，直径)可以随着其朝向荚体出口304延
伸而逐渐增大。另外，蒸汽通道316可以与第一壳体区段302一体地形成。在第一壳体区段302的上游端设有插入件342和密封件344，以限定荚体组件300的储器。例如，插入件342可以在第一壳体区段302内就位，使得插入件342的外周表面沿着边沿(例如，经由过盈配合)与第一壳体区段302的内表面接合，使得插入件342的外围表面和第一壳体区段302的内表面的界面是不透流体的(例如，不透液体的和/或不透气的)。此外，密封件344附接到插入件342的上游侧，以封闭插入件342中的储器出口，从而提供非尼古丁蒸汽前体制剂在储器中的不透流体(例如，不透液体的和/或不透气的)的容纳。
104.第二壳体区段308的上游端限定了荚体入口322、第一电源触头开口325a、第二电源触头开口325b、数据触头开口327、第一上游凹部312a、第二上游凹部312b、第一销开口315a和第二销开口315b。如上所述，荚体入口322允许空气在吸烟期间进入荚体组件300，而第一电源触头开口325a、第二电源触头开口325b和数据触头开口327构造成分别露出连接器模块320的第一电源触头324a、第二电源触头324b和数据触头326。在一个示例性实施例中，第一电源触头324a和第二电源触头324b安装在连接器模块320的模块壳体354上。另外，数据触头326可以设置在印刷电路板(pcb)362上。此外，荚体入口322可以位于第一上游凹部312a与第二上游凹部312b之间，而触头开口(例如，第一电源触头开口325a、第二电源触头开口325b、数据触头开口327)可以位于第一销开口315a和第二销开口315b之间。第一销开口315a和第二销开口315b构造成分别容纳延伸穿过其中的第一激活销314a和第二激活销314b。
105.图16是图15中的连接器模块的透视图。图17是图16的连接器模块的另一透视图。参照图16-17，连接器模块320的总体框架包括模块壳体354。另外，连接器模块320具有多个面，包括外表面和与外表面相邻的侧面。在一个示例性实施例中，连接器模块320的外表面由模块壳体354、第一电源触头324a、第二电源触头324b、数据触头326和印刷电路板(pcb)362的上游表面组成。连接器模块320的侧面可以是模块壳体354的整体部分并且大致正交于外表面。
106.荚体组件300限定了从荚体入口322到荚体出口304的流动路径。通过荚体组件300的流动路径尤其包括第一分支部分、第二分支部分和汇合部分。荚体入口322在流动路径的第一分支部分和第二分支部分的上游。特别地，如图16所示，模块壳体354(和连接器模块320)的在第一电源触头324a和第二电源触头324b上方的侧面(例如，入口侧面)是凹进的，以便与流动路径的第一分支部分和第二分支部分的初始部段一起限定分隔件329。在分隔件329从模块壳体354的外表面凹进的示例性实施例中(例如，图16)，模块壳体354的在第一电源触头324a和第二电源触头324b上方的侧面也可以是被视为限定了流动路径的入口部分，该入口部分位于荚体入口322的下游并且位于流动路径的第一分支部分和第二分支部分的上游。
107.模块壳体354的一对较长的侧面(例如，竖直侧面)也是凹进的，以便限定流动路径的第一分支部分和第二分支部分的后续部段。在此，模块壳体354的一对较长侧面在替代方案中可以被称为侧向面。图16中被印刷电路板(pcb)362覆盖的模块壳体354的区域(但在图20中示出)与流动路径的汇合部分一起限定了第一分支部分和第二分支部分的另外的部段。第一分支部分和第二分支部分的又一些部段分别包括第一弯曲部段(例如，第一弯曲路径330a)和第二弯曲部段(例如，第二弯曲路径330b)。如本文将更详细地讨论的，第一分支
部分和第二分支部分汇合以形成流动路径的汇合部分。
108.当连接器模块320在位于第二壳体区段308下游侧的接收腔内就位时，模块壳体354的未凹入的侧面与第二壳体区段308的接收腔的侧壁连接，而模块壳体354的凹入侧面与接收腔的侧壁一起限定流动路径的第一分支部分和第二分支部分。连接器模块320在第二壳体区段308的接收腔内就位可以经由紧密配合的布置进行，使得连接器模块320在荚体组件300内保持基本静止。
109.如图17所示，连接器模块320包括吸液芯338，吸液芯338构造成将非尼古丁蒸汽前体制剂转移到加热器336。加热器336构造成在吸烟期间加热非尼古丁蒸汽前体制剂以产生非尼古丁蒸汽。加热器336与连接器模块320的至少一个电触头电连接。例如，加热器336的一端(例如，第一端)可以连接到第一电源触头324a，而加热器336的另一端(例如，第二端)可以连接到第二电源触头324b。在一个示例性实施例中，加热器336包括折叠的加热元件。在这种情况下，吸液芯338可以具有平面形式，该平面形式构造成由折叠的加热元件保持。当荚体组件300被组装好时，吸液芯338构造成与吸收材料流体连通，使得在吸收材料中的非尼古丁蒸汽前体制剂(当荚体组件300被激活时)将通过毛细作用转移到吸液芯338。在本说明书中，加热器也可以被称为热机。
110.在一个示例性实施例中，通过荚体入口322进入荚体组件300的进入气流被分隔件329引导到流动路径的第一分支部分和第二分支部分中。分隔件329可以呈楔形并且构造成(例如，至少最初)将进入的气流分成相反的方向。分流后的气流可以包括第一气流(其行进通过流动路径的第一分支部分)和第二气流(其行进通过流动路径的第二分支部分)。在被分隔件329分开之后，第一气流沿着入口侧面行进，并且围绕角部继续并沿着第一侧面到达第一弯曲路径330a。类似地，第二气流沿着入口侧面行进，并且围绕角部继续并沿着第二侧面到达第二弯曲路径330b(例如，图20)。流动路径的汇合部分位于第一分支部分和第二分支部分的下游。加热器336和吸液芯338位于流动路径的汇合部分的下游。因此，第一气流在流动路径的汇合部分(例如，图20中的汇合路径330c)中与第二气流汇合，以在通过模块壳体354中的模块出口368(例如，在图18中标记)到达加热器336和吸液芯338之前形成合流。
111.根据至少一些示例性实施例，吸液芯338可以是纤维垫或具有设计为用于毛细作用的小孔/间隙的其它结构。另外，吸液芯338可以具有矩形形状，但示例性实施例不限于此。例如，吸液芯338可以具有不规则六边形的替代形状，其中两个侧面向内并朝向加热器336倾斜。吸液芯338可以被制造成期望的形状或从较大的材料片材切割成这样的形状。在吸液芯338的下部区段朝向加热器336的缠绕区段(例如，六边形)逐渐变细的情况下，可以降低或避免非尼古丁蒸汽前体制剂位于吸液芯338的持续避免蒸发(由于其与加热器336的距离)的部分中的可能性。此外，如上所述，加热器336可以包括构造成夹持吸液芯338的折叠式加热元件。该折叠式加热元件还可以包括构造成伸入吸液芯338中的至少一个尖头。
112.在一个示例性实施例中，加热器336构造成在对其施加电流时经历焦耳加热(也称为欧姆/电阻加热)。更详细地说，加热器336可以由一个或多个导体形成并且构造成当电流通过其中时产生热量。电流可以从设备主体100内的电源(例如，电池)供应并且经由第一电源触头324a或第二电源触头324b传送到加热器336。
113.用于加热器336的合适导体包括铁基合金(例如，不锈钢)和/或镍基合金(例如，镍铬合金)。加热器336可以由导电片材(例如金属、合金)制成，该导电片材被冲压以从其切割
缠绕图案。缠绕图案可以具有与水平部段交替布置的弯曲部段，以允许水平段在平行延伸的同时往复曲折。另外，缠绕图案的每个水平部段的宽度可以大致等于缠绕图案的相邻水平部段之间的间距，但示例性实施例不限于此。为了获得图中所示的加热器336的形式，可以折叠缠绕图案以便夹住吸液芯338。另外，当尖头是加热器336的一部分时，对应于尖头的突起在缠绕图案被折叠之前是弯曲的(例如，向内和/或正交地)。作为叉头的结果，将降低或防止吸液芯338滑出加热器336的可能性。2017年10月11日提交的名称为“folded heater for electronic vaping device(用于电子烟设备的折叠式加热器)”的美国申请号15/729,909(代理人案卷号：24000-000371-us)中更详细地描述了加热器和相关结构，该申请的全部内容通过引用并入本文。
114.参照图15，第一壳体区段302包括蒸汽通道316。蒸汽通道316构造成接收由加热器336产生的蒸汽并与荚体出口304流体连通。在一个示例性实施例中，蒸汽通道316的尺寸(例如，直径)可以随着其朝向荚体出口304延伸而逐渐增大。另外，蒸汽通道316可以与第一壳体区段302一体形成。在第一壳体区段302的上游端处设有插入件342和密封件344，以限定荚体组件300的储器。例如，插入件342可以在第一壳体区段302内就位，使得插入件342的外周表面沿着边沿与第一壳体区段302的内表面接合(例如，经由过盈配合)，使得插入件342的外围表面和第一壳体区段302的内表面的界面是不透流体的(例如，不透液体和/或不透气的)。此外，密封件344附接到插入件342的上游侧以封闭插入件342中的储器出口，从而提供非尼古丁蒸汽前体制剂在储器中的不透流体的(例如，不透液体和/或不透气的)容纳。文中，第一壳体区段302、插入件342和密封件344可统称为第一区段。如文中将更详细讨论的，第一区段构造成气密地密封非尼古丁蒸汽前体制剂，直到荚体组件300激活。
115.根据至少一些示例性实施例，插入件342包括从上游侧突出的保持器部分和从下游侧突出的连接器部分。根据至少一些示例性实施例，插入件342的保持器部分构造成保持吸收材料，而插入件342的连接器部分构造成与第一壳体区段302的蒸汽通道316接合。插入件342的连接器部分可构造成在蒸汽通道316内就位，并因此与蒸汽通道316的内部接合。可替代地，插入件342的连接器部分可以构造成接纳蒸汽通道316，因此与蒸汽通道316的外部接合。插入件342还限定了储器出口，当在激活荚体组件300期间密封件344被刺破时，非尼古丁蒸汽前体制剂流过该储器出口。插入件342的保持器部分和连接器部分可以位于储器出口(例如，第一和第二储器出口)之间，不过示例性实施例不限于此。此外，插入件342限定延伸穿过保持器部分和连接器部分的蒸汽导管。结果，当插入件342在第一壳体区段302内就位时，插入件342的蒸汽导管将与蒸汽通道316对齐并流体连通，从而形成穿过储器到达荚体出口304的用于加热器336在吸烟期间产生的非尼古丁蒸汽的连续路径。
116.密封件344附接到插入件342的上游侧，以便覆盖插入件342中的储器出口。在一个示例性实施例中，密封件344限定一开口(例如，中心开口)，该开口构造成提供相关的间隙以在密封件344附接到插入件342上时容纳保持器部分(其从插入件342的上游侧突出)。当密封件344被荚体组件300的第一激活销314a和第二激活销314b刺破时，密封件344的两个穿孔区段将作为翼片被推入储器中，从而在密封件344中产生两个穿孔开口(例如，在中心开口的每一侧各一个)。密封件344中的穿孔开口的尺寸和形状可对应于插入件342中的储器出口的尺寸和形状。相反，当处于未刺破状态时，密封件344可具有平面形式和仅一个开口(例如，中心开口)。密封件344被设计成足够坚固以在荚体组件300的正常移动和/或搬运
期间保持完整，从而避免过早/意外地破裂。例如，密封件344可以是涂层箔(例如，铝背衬的tritan)。
117.第二壳体区段308可以构造成容纳构造成释放、接收和加热非尼古丁蒸汽前体制剂的各种部件。例如，第一激活销314a和第二激活销314b构造成在第一壳体区段302中刺破储器以释放非尼古丁蒸汽前体制剂。第一激活销314a和第二激活销314b中的每一者都具有延伸穿过第二壳体区段308中的第一销开口315a和第二销开口315b中的对应一者的远端。在一个示例性实施例中，第一激活销314a和第二激活销314b的远端在组装之后是可见的(例如，图13)，而第一激活销314a和第二激活销314b的其余部分被隐藏在荚体组件300内而无法看到。另外，第一激活销314a和第二激活销314b中的每一者都具有近端，该近端定位成在荚体组件300激活之前邻近密封件344并位于其上游。当第一激活销314a和第二激活销314b被推入第二壳体区段308中以激活荚体组件300时，第一激活销314a和第二激活销314b中的每一者的近端将穿过插入件342前移并因此刺破密封件344，这将从储器中释放非尼古丁蒸汽前体制剂。第一激活销314a的移动可以独立于第二激活销314b的移动(反之亦然)。
118.吸收材料可位于吸液芯338的下游并与吸液芯338流体连通。此外，如上所述，吸收材料可构造成与插入件342的保持器部分(其可从插入件342的上游侧突出)接合。吸收材料可具有环形形式，但示例性实施例不限于此。例如，吸收材料可以类似于中空圆筒体。在这种情况下，吸收材料的外径可以大致等于(或略大于)吸液芯338的长度。吸收材料的内径可以小于插入件342的保持器部分的平均外径以形成过盈配合。为了便于与吸收材料接合，插入件342的保持器部分的尖端可以是逐渐变细的。吸收材料可以构造成在荚体组件300被激活时接纳和保持一定量的从储器释放的非尼古丁蒸汽前体制剂。吸液芯338可以定位在荚体组件300内，以便与吸收材料流体连通，使得可以通过毛细作用将非尼古丁蒸汽前体制剂从吸收材料抽吸到加热器336。吸液芯338可以物理地接触吸收材料的上游侧。另外，吸液芯338可与吸收材料的直径对齐，不过示例性实施例不限于此。
119.如图17所示，加热器336可以具有折叠构型，以便夹住吸液芯338的相对表面并建立与吸液芯338的相对表面的热接触。加热器336构造成在吸烟期间加热吸液芯338以产生非尼古丁蒸汽。为了便于这种加热，加热器336的第一端可以与第一电源触头324a电连接(图16和18)，而加热器336的第二端可以与第二电源触头324b电连接(图16和18)。结果，电流可以从设备主体100内的电源(例如，电池)供应并经由第一电源触头324a或第二电源触头324b传送到加热器336。为简洁起见，在本节中将不再重复上文已经讨论过(例如，结合图16-17)的连接器模块320的其它方面的相关细节。在一个示例性实施例中，第二壳体区段308包括用于连接器模块320的接收腔。第二壳体区段308和其中的上述部件可以统称为第二部分。在吸烟期间，由加热器336产生的非尼古丁蒸汽通过插入件342的蒸汽导管、通过第一壳体区段302的蒸汽通道316从荚体组件300的荚体出口304抽出，并通过嘴部102的蒸汽通道136到达蒸汽出口。
120.图18是没有吸液芯和加热器的图17的连接器模块的透视图。图19是图18的连接器模块的分解图。图20是图18的连接器模块的另一分解图。参照图18-20，模块壳体354形成了连接器模块320的框架。模块壳体354尤其限定了分隔件329和用于吸入荚体组件300中的空气的流动路径。加热室经由模块出口368在模块壳体354的上游侧与流动路径流体连通。
121.如上所述，用于吸入荚体组件300中的空气的流动路径包括由模块壳体354限定的
第一分支部分、第二分支部分和汇合部分。在一个示例性实施例中，第一分支部分和第二分支部分是被对应于流动路径的汇合部分的轴线平分的对称部分。例如，如图20所示，第一分支部分、第二分支部分和汇合部分可以分别包括第一弯曲路径330a、第二弯曲路径330b和汇合路径330c。第一弯曲路径330a和第二弯曲路径330b可以是大致u形路径，而汇合路径330c可以是大致直线路径。基于与汇合路径330c相对应并与分隔件329的顶部对齐的轴线，流动路径的第一分支部分可以是流动路径的第二分支部分的镜像。在吸烟期间，通过荚体入口322吸入的空气可以被分隔件329分流，最初沿相反的方向流动而离开分隔件329，随后平行流动，然后每股气流进行u形转弯(经由第一弯曲路径330a和第二弯曲路径330b)并汇合(经由汇合路径330c)以形成合流，该合流在通过模块出口368到达加热室之前朝向分隔件329返回。加热器336和吸液芯338可以定位成使得两侧基本上均等地暴露于通过模块出口368的组合气流。在吸烟期间，所产生的非尼古丁蒸汽被行进通过加热室的组合气流输送到蒸汽通道316。
122.如图19-20所示，第一电源触头324a和第二电源触头324b中的每一者可以包括接触面和触脚。触脚(其可具有细长构型)可相对于接触面(其可呈正方形)正交地定向，但示例性实施例不限于此。模块壳体354可以限定一对浅凹窝和一对孔洞以便于第一电源触头324a和第二电源触头324b的安装。在组装期间，第一电源触头324a和第二电源触头324b中的每一者的接触面都可以在一对浅凹窝中的对应一个中就位，从而与模块壳体354的外表面大致齐平(例如，图16)。另外，第一电源触头324a和第二电源触头324b中的每一者的触脚可以延伸穿过一对孔洞中的对应一个，从而从模块壳体354的下游侧突出(例如，图18)。加热器336随后可连接到第一电源触头324a和第二电源触头324b中的每一者的触脚。
123.印刷电路板(pcb)362包括位于其上游侧的多个数据触头326(例如，图20)和位于其下游侧的各种电子部件，包括传感器364(例如，图19)。传感器364可以定位在印刷电路板(pcb)362上，使得传感器364在由模块壳体354限定的汇合路径330c内。在一个示例性实施例中，印刷电路板(pcb)362(和固定于其上的相关部件)是一种独立结构，其最初插入到位于第二壳体区段308的下游侧的接收腔中，使得数据触头326被第二壳体区段308的数据触头开口327露出。之后，模块壳体354(其上安装有第一电源触头324a、第二电源触头324b、加热器336和吸液芯338)可以插入到接收腔中，使得第一电源触头324a和第二电源触头324b分别由第二壳体区段308的第一电源触头开口325a和第二电源触头开口325b露出。可替代地，为了将以上两步插入过程简化为一步插入过程，应当理解，印刷电路板(pcb)362(和固定于其上的相关部件)可以附着到模块壳体354上(例如，用以形成单个集成结构)以覆盖第一弯曲路径330a、第二弯曲路径330b、汇合路径330c和模块出口368。
124.模块出口368可以是抽吸阻力(rtd)端口。在这样的构型中，可以通过改变模块出口368的尺寸(而不是改变荚体入口322的尺寸)来调节非尼古丁电子烟设备500的抽吸阻力。在一个示例性实施例中，可以选择模块出口368的尺寸，使得抽吸阻力在25-100mmh2o之间(例如，在30-50mmh2o之间)。例如，模块出口368的1.0mm直径可导致88.3mmh2o的抽吸阻力。在另一种情况下，模块出口368的1.1mm直径可导致73.6mmh2o的抽吸阻力。在另一种情况下，模块出口368的1.2mm直径可导致58.7mmh2o的抽吸阻力。在又一种情况下，模块出口368的1.3mm直径可导致约40-43mmh2o的抽吸阻力。值得注意的是，由于其内部布置，可以调节模块出口368的尺寸而不影响荚体组件300的外部美感，从而允许为具有各种抽吸阻力
(rtd)的荚体组件提供更标准化的产品设计，同时还降低了意外堵塞进入空气的可能性。
125.图21a示出了根据一个示例性实施例的设备主体100的设备系统。设备系统2100可以是非尼古丁电子烟设备500的设备主体100内的系统。
126.设备系统2100包括控制器2105、电源2110、致动器控制2115、荚体电/数据接口2120、设备传感器2125、输入/输出(i/o)接口2130、蒸汽指示器2135、至少一个天线2140和存储介质2145。设备系统2100不限于图21a所示的特征。例如，设备系统2100可以包括另外元件。然而，为简洁起见，未描述另外的元件。在另一些示例性实施例中，设备系统2100可以不包括天线。
127.控制器2105可以是硬件、固件、执行软件的硬件或它们的任何组合。当控制器2105是硬件时，这样的现有硬件可以包括一个或多个中央处理单元(cpu)、微处理器、处理器内核、多处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)计算机等，其被构造为专用机器以履行控制器2105的功能。cpu、微处理器、处理器内核、多处理器、dsp、asic和fpga通常可以统称为处理设备。
128.在控制器2105是或包括处理器执行软件的情况下，控制器2105被配置为专用机器(例如，处理设备)以执行存储在控制器2105可访问的存储器(例如，存储介质2145或另一存储设备)中的软件，以履行控制器2105的功能。该软件可以被体现为程序代码，包括用于执行和/或控制本文中被描述为由控制器2105或控制器2105a执行的任何或所有操作的指令(图21b)。
129.如本文所讨论的，术语“存储介质”、“计算机可读存储介质”或“非暂时性计算机可读存储介质”可以表示一个或多个用于存储数据的设备，包括只读存储器(rom)、随机读取存储器(ram)、磁性ram、磁芯存储器、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备和/或其它用于存储信息的有形机器可读介质。术语“计算机可读介质”可以包括但不限于便携式或固定式存储设备、光存储设备以及各种能够存储、包含或承载指令和/或数据的其它介质。
130.图21b示出了根据一个示例性实施例的控制器2105a的一个示例。根据一个示例性实施例，图21b中所示的控制器2105a是图21a中所示的控制器2105的一个示例性实施方案。控制器2105a可以是或包括微处理器。此外，控制器2105a可以包括输入/输出接口，例如通用输入/输出(gpio)、内部集成电路(i2c)接口、串行外围接口总线(spi)接口等；多通道模数转换器(adc)；时钟输入端子，如图21b所示。然而，示例性实施例不应限于该示例。例如，控制器2105a还可以包括数模转换器和一个或多个算术电路。
131.返回图21a，控制器2105与电源供应器2110、致动器控制2115、荚体电/数据接口2120、设备传感器2125、输入/输出(i/o)接口2130、蒸汽指示器2135、产品上的控制2150和至少一个天线2140通讯。根据至少一些示例性实施例，产品上控制2150可包括能够由成年吸烟者手动操纵以指示值的选择的任何设备或多个设备。示例性实施方案包括但不限于一个或多个按钮、拨盘、电容传感器和滑块。
132.控制器2105通过荚体电/数据接口2120与荚体组件300中的具有非易失性存储器(cc-nvm)或非易失性存储器(nvm)的密码协处理器通讯。术语cc-nvm可以指硬件模块，包括用于加密和相关处理的处理器以及nvm。更具体地，控制器2105可以利用加密来验证荚体组件300。如将描述的那样，控制器2105与cc-nvm包或nvm通讯以验证荚体组件300。更具体地，非易失性存储器可以在制造期间被编码有产品和其它用于身份验证的信息。
133.存储器件可以编码有电子身份，以在荚体组件300插入设备主体100中时，允许验证荚体组件300的身份和进行一种荚体组件300(或物理构造，例如热机类型)的特定工作参数配对之中的至少一者。除了基于荚体组件300的电子身份的验证之外，控制器2105可以基于编码到nvm或cc-nvm的非易失性存储器中的所存储的非尼古丁蒸汽前体制剂和/或加热器的有效期限来授权使用荚体组件300。如果控制器确定编码到非易失性存储器中的有效期限已经过期，则控制器可以不授权使用荚体组件300，并且使非尼古丁电子烟设备500被禁用。
134.控制器2105(或存储介质2145)存储用于加密的关键材料和专有的算法软件。例如，加密算法依靠于随机数字的使用。这些算法的安全性取决于这些数据有多么随机。这些数字通常被预先产生，并被编码到处理器或存储器件中。通过使用蒸汽抽吸参数(例如蒸汽抽吸实例的持续时间、蒸汽抽吸实例之间的间隔或其组合)来产生数字，示例性实施例可以增加用于加密的数字的随机性，与预先产生的随机数字相比，上述所产生的数字更加随机且更加因人而异。控制器2105和荚体组件300之间的全部通讯可以被加密。
135.另外，荚体组件300可以用作诸如非尼古丁电子烟设备500的软件补丁的其它信息的一般有效负荷载体。由于在荚体组件300和控制器2105之间的全部通讯中使用加密，因此这种信息更加安全，非尼古丁电子烟设备500更不易被安装恶意软件或病毒。将cc-nvm用作诸如数据和软件升级的信息载体允许非尼古丁电子烟设备500使用软件升级，而不连接到互联网，并且如同需要定期软件升级的大多数其它消费电子设备那样，允许成年吸烟者经历下载过程。
136.控制器2105还可以包括密码加速器，以允许控制器2105的资源执行除了与身份验证有关的编码和译码之外的功能。控制器2105还可以包括其它安全特征，例如，如果荚体或成年吸烟者未经验证，则防止未授权而使用通讯通道和防止未授权而访问数据。
137.除了密码加速器，控制器2105可以包括其它硬件加速器。例如，控制器2105可以包括浮点运算单元(fpu)、单独的dsp核、数字滤波器和快速傅里叶变换(fft)模块。
138.控制器2105被配置为操纵实时操作系统(rtos)，控制设备系统2100，并且可以通过与nvm或cc-nvm通讯升级或者在设备系统2100通过i/o接口2130和/或天线2140与其它设备(例如智能电话)连接时升级。i/o接口2130和天线2140允许设备系统2100连接到诸如智能电话、平板电脑和个人电脑的各种外部设备。例如，i/o接口2130可以包括micro-usb连接器。设备系统2100可以使用micro-usb连接器为电源2110b充电。
139.控制器2105可以包括板载ram和闪存，以存储和执行包括分析、诊断和软件升级的代码。作为替代，存储介质2145可以存储所述代码。另外，在另一示例性实施例中，存储介质2145可以在控制器2105的主板上。
140.控制器2105还可以包括板载时钟、重置和电源管理模块，以减小设备主体100中的pcb覆盖的区域。
141.设备传感器2125可以包括多个传感换能器，该传感换能器向控制器2105提供测量信息。设备传感器2125可以包括电源供应器温度传感器、外部荚体温度传感器、加热器的电流传感器、电源供应器电流传感器、气流传感器和加速器，以监测运动和方向。电源供应器温度传感器和外部荚体温度传感器可以是热敏电阻或热电偶，而加热器的电流传感器和电源供应器电流传感器可以是电阻基传感器或构造成测量电流的另一种传感器。气流传感器
可以是微电子机械系统(mems)流量传感器或构造成测量气流的另一种传感器，例如热丝风速计。此外，如下面将参考图22a-26更详细地讨论的那样，代替使用设备主体100的设备系统2100的设备传感器2125中包括的流量传感器测量空气流量或除了该测量之外，可以使用位于荚体组件300的荚体系统2200中的热线风速计2220a测量空气流量。
142.可以以与使用独立的多通道模拟数字转换器(adc)测量的参数相适合的采样率来对从设备传感器2125中的一个或多个产生的数据进行采样。
143.控制器2105可以基于从控制器2105接收的测量信息来调节蒸汽前体制剂的加热器配置文件和其它配置文件。为了方便，这些配置文件通常被称为蒸发或蒸汽配置文件。在发生蒸汽抽吸的几秒钟期间，加热器配置文件识别要向加热器供应的功率配置文件。例如，加热器配置文件可在开始蒸汽抽吸实例时将最大功率输送到加热器，然后在一秒钟左右之后立即将功率减小到一半或四分之一。根据至少一些示例性实施例，可以使用脉冲宽度调制来实施提供给加热器的电功率的调制。
144.另外，还可以基于对非尼古丁电子烟设备500施加的负压来修改加热器配置文件。使用mems流量传感器允许测量蒸汽抽吸强度并将其用作对控制器2105的反馈，以调节向荚体300的加热器输送的功率，该功率输送可以被称为加热或能量输送。
145.根据至少一些示例性实施例，当控制器2105识别当前安装的荚体(例如经由sku)时，控制器2105匹配为该特定荚体设计的相关加热配置文件。控制器2105和存储介质2145将存储允许为全部sku产生加热配置文件的数据和算法。在另一示例性实施例中，控制器2105可以从荚体读取加热配置文件。成年吸烟者还可以调节加热配置文件以适合其偏好。
146.如图21a所示，控制器2105向电源供应器2110发送数据和从电源供应器2110接收数据。电源供应器2110包括电源2110b和电源控制器2110a，以管理电源2110b的功率输出。
147.电源2110b可以是锂离子电池或其一个变型，例如锂离子聚合物电池。可选择地，电源2110b可以是镍金属氢化物电池、镍镉电池、锂-锰电池、锂-钴电池或燃料电池。可选择地，电源2110b可以被再充电，并且包括电路，该电路允许电池可以通过外部充电设备充电。在这种情况下，当充电时，电路为期望的(或可选择地预先确定的)蒸汽抽吸实例次数供电，此后必须将电路再连接到外部充电设备。
148.电源控制器2110a基于控制器2105的指令向电源2110b提供命令。例如，当荚体经过验证且成年吸烟者激活设备系统2100(例如通过激活诸如开关按钮、电容传感器、红外传感器的开关)时，电源供应器2110可以从控制器2105接收命令，以向荚体供电(通过荚体电/数据接口2120)。当荚体未经验证时，控制器2105或者不向电源供应器2110发送命令，或者向电源供应器2110发送不供电的指令。在另一示例性实施例中，如果荚体未经验证，则控制器2105可以使设备系统2100的全部操作被禁用。
149.除了向荚体供电之外，电源供应器2110还向控制器2105供电。另外，电源控制器2110a可以向控制器2105提供反馈，指示电源2110b的性能。
150.控制器2105向至少一个天线2140发送数据和从至少一个天线2140接收数据。至少一个天线2140可以包括近场通讯(nfc)调制解调器和蓝牙低能耗(le)调制解调器和/或用于其它无线技术(例如wi-fi)的其它调制解调器。在一个示例性实施例中，通讯栈在调制解调器中，但是调制解调器受控制器2105控制。蓝牙le调制解调器用于与外部设备(例如智能电话)上的应用进行数据和控制通讯。nfc调制解调器可用于将非尼古丁电子烟设备500与
诊断信息的应用和检索配对。此外，蓝牙le调制解调器可用于提供位置信息(供成年吸烟者寻找非尼古丁电子烟设备500)或购买期间的验证。
151.如上所述，设备系统2100可以产生和调节用于吸烟的各种配置文件。控制器2105使用电源供应器2110和致动器控制2115来调节成年吸烟者的配置文件。
152.致动器控制2115包括被动和主动致动器以调节期望的蒸汽配置文件。例如，设备主体100可以包括嘴部中的入口通道。致动器控制2115可以基于控制器2105的与期望的蒸汽配置文件相关的命令来控制入口通道。
153.另外，致动器控制2115用于与电源供应器2110一起向加热器供应能量。更具体地，致动器控制2115构造成产生与期望的吸烟配置文件相关联的驱动波形。如上所述，每种可能的配置文件与驱动波形相关联。当从控制器2105接收指示期望的吸烟配置文件的命令时，致动器控制2115可以为电源供应器2110产生相关联的调制波形。
154.控制器2105向蒸汽指示器2135提供信息，以向成年吸烟者指示状态和发生的操作。蒸汽指示器2135包括电源指示器(例如led)，当控制器2105感测到成年吸烟者按下按钮时，该电源指示器被激活。蒸汽指示器2135还可以包括振动器、扬声器、受成年吸烟者控制的吸烟参数(例如蒸汽体积)的当前状态的指示器和其它反馈机构。
155.一旦验证了荚体组件的身份，控制器2105根据使用非尼古丁电子烟设备500的成年吸烟者和荚体上的由nvm或cc-nvm存储的信息来操作电源供应器2110、致动器控制2115、蒸汽指示器2135和天线2140。另外，控制器2105可以包括日志功能，并且能够执行算法来校正非尼古丁电子烟设备500。控制器2105执行日志功能，以记录使用数据以及任何不期望的事件或故障。所记录的使用数据可以用于诊断和分析。控制器2105可以使用无按钮吸烟(即，在不按下按钮的情况下吸烟，例如当对嘴部施加负压时产生非尼古丁蒸汽)、成年吸烟者配置和cc-nvm或nvm上存储的信息(包括蒸汽抽吸感测、非尼古丁蒸汽前体制剂水平和非尼古丁蒸汽前体制剂成分)来校正非尼古丁电子烟设备500。例如，控制器2105可以基于与荚体中的非尼古丁蒸汽前体制剂成分相关的吸烟配置文件命令电源供应器2110向荚体中的加热器供电。可选择地，吸烟配置文件可以编码在cc-nvm或nvm中并被控制器2105使用。
156.图22a示出了根据一个示例性实施例的荚体系统图。荚体系统2200可以是荚体组件300内的系统。
157.如图22a所示，荚体系统2200包括cc-nvm 2205、主体电/数据接口2210、加热器2215和荚体传感器2220。荚体系统2200通过主体电/数据接口2210和荚体电/数据接口2120与设备系统2100通讯。cc-nvm 2205包括密码协处理器2205a和非易失性存储器2205b。为了身份验证和通过与密码协处理器2205a通讯来操作荚体组件300，控制器2105可以访问存储在非易失性存储器2205b上的信息。
158.在另一示例性实施例中，荚体组件300可以不具有密码协处理器。例如，图22b图示了根据一个示例性实施例的图22a的荚体系统的一个示例，其中省略了密码协处理器2205a，图23示出了根据一个示例性实施例的连接到图21a的设备系统的荚体系统的一个示例。
159.如图22b所示，荚体系统2200可以包括代替cc-nvm 2205的非易失性存储器2205b，并且省略了密码协处理器2205a。当荚体系统2200中不存在密码协处理器时，控制器2105可以从非易失性存储器2205b读取数据而不使用密码协处理器来控制/定义加热配置文件。
160.非易失性存储器2205b可以编码有电子身份，以在荚体组件插入设备主体100的通孔中时，允许验证荚体300的身份和进行一种荚体的特定工作参数配对之中的至少一者。除了基于荚体的电子身份的验证之外，控制器2105可以基于编码到非易失性存储器2205b中的所存储的非尼古丁蒸汽前体制剂的有效期限来授权使用荚体。如果控制器确定编码到非易失性存储器2205b中的有效期限已经过期，则控制器可以不授权使用荚体，并且使非尼古丁电子烟设备500被禁用。
161.此外，非易失性存储器2205b可以存储信息，例如(包括非尼古丁蒸汽前体制剂成分的)非尼古丁蒸汽前体制剂隔间中的非尼古丁蒸汽前体制剂的库存单位(sku)、设备系统2100的软件补丁、产品使用信息(例如蒸汽抽吸次数、蒸汽抽吸实例持续时间)和非尼古丁蒸汽前体制剂水平。非易失性存储器2205b可以存储一种荚体的特定工作参数和非尼古丁蒸汽前体制剂成分。例如，非易失性存储器2205b可以存储荚体的电子和机械设计，以被控制器2105使用，来确定与期望的吸烟配置文件相对应的命令。
162.例如可以通过两种方式中的一种来确定荚体中的非尼古丁蒸汽前体制剂水平。在一个示例性实施例中，一个荚体传感器2220直接测量荚体300中的非尼古丁蒸汽前体制剂水平。
163.在另一示例性实施例中，非易失性存储器2205b存储从荚体中的蒸汽抽吸实例次数，并且控制器2105使用所获得的蒸汽抽吸实例次数来代替汽化的非尼古丁蒸汽前体制剂量。
164.控制器2105和/或存储介质2145可以存储非尼古丁蒸汽前体制剂校正数据，该非尼古丁蒸汽前体制剂校正数据识别非尼古丁蒸汽前体制剂成分的工作点。非尼古丁蒸汽前体制剂校正数据包括：描述非尼古丁蒸汽前体制剂流速如何随着剩余的非尼古丁蒸汽前体制剂水平变化的数据，或者描述挥发性如何随着非尼古丁蒸汽前体制剂的使用时间变化的数据，并且非尼古丁蒸汽前体制剂校正数据可以被控制器2105用于校正。非尼古丁蒸汽前体制剂校正数据可以由控制器2105和/或存储介质2145以表格的格式存储。非尼古丁蒸汽前体制剂校正数据允许控制器2105使蒸汽抽吸实例次数与汽化的非尼古丁蒸汽前体制剂量相等。
165.控制器2105将非尼古丁蒸汽前体制剂水平和蒸汽抽吸实例次数写回荚体中的非易失性存储器2205b，因此，如果荚体从设备主体100移除而随后被重新安装，控制器2105将仍然知晓荚体的精确的非尼古丁蒸汽前体制剂水平。
166.工作参数(例如电源供应、电源持续时间、空气通道控制)被称为吸烟配置文件。另外，非易失性存储器2205b可以记录与控制器2105通讯的信息。即使当设备主体与荚体分离时，非易失性存储器2205b也可以保持所记录的信息。
167.在一个示例性实施例中，非易失性存储器2205b可以是可编程只读存储器。
168.加热器2215由控制器2105致动，并且例如根据来自于控制器2105的命令配置文件(体积、温度(基于电源配置文件)和香味)将热量传递到荚体组件300中的非尼古丁蒸汽前体制剂的至少一部分。
169.加热器2215例如可以是平面体、陶瓷体、单金属丝、电阻丝笼、缠绕吸液芯的金属线圈、网眼、表面或任何其它合适的形式。适用的电阻材料的示例包括钛、锆、钽和铂族金属。适用的金属合金的示例包括不锈钢、含镍、含钴、含铬、含铝、含钛、含锆、含铪、含铌、含
钼、含钽、含钨、含锡、含镓、含锰和含铁合金以及基于镍、铁、钴、不锈钢的超合金。例如，加热器可以由镍铝化合物、表面上具有氧化铝层的材料、铁铝化合物和其它成分的材料形成，根据能量传递的动力学和所需的外部物理化学特性，电阻材料可以可选择地嵌入、封装有或覆盖有绝缘材料或相反。在一个实施例中，加热器2215包括从一个的组中选择的至少一种材料，该组包括不锈钢、铜、铜合金、镍铬合金、超合金及其组合。在一个实施例中，加热器2215由镍铬合金或铁铬合金形成。在一个实施例中，加热器2215可以是陶瓷加热器，该陶瓷加热器在其外表面上具有电阻层。
170.在另一实施例中，加热器2215可以由铁铝化合物构成(例如feal或fe3al)，或者由镍铝化合物(例如ni3al)构成，所述铁铝化合物例如为1994年12月29日提交的由sikka等共同拥有的美国专利no.5,595,706所描述的那些，其全文通过引用结合在本文中。
171.基于荚体传感器或控制器2105的反馈，加热器2215可以确定要加热的非尼古丁蒸汽前体制剂的量。可以通过微毛细管或芯吸效应来控制非尼古丁蒸汽前体制剂的流量。另外，控制器2105可以向加热器2215发送命令，以调节加热器2215的进气口。
172.可以以与使用独立的多通道模拟数字转换器(adc)测量的参数相适合的采样率对从荚体传感器2220产生的数据进行采样。荚体传感器2220可以包括例如加热器温度传感器、非尼古丁蒸汽前体制剂流速监测器、空气流量传感器和吸烟检测器。根据至少一个示例性实施例，加热器温度传感器可以是热敏电阻或热电偶，并且非尼古丁蒸汽前体制剂流速感测可以由荚体系统2200使用静电干扰或非尼古丁蒸汽前体制剂旋转器执行。
173.荚体传感器2220还可以包括热线风速计(hwa)2220a。hwa 2220a提供空气流速感测功能并且在本说明书中也可以称为流量传感器2220a。此外，如下面在图24a-27中更详细地讨论的那样，根据至少一些示例性实施例，热线风速计(hwa)2220a可以与双控回路架构结合使用单个被加热元件，以促进：(i)空气流速感测，(ii)吸烟检测，以及(iii)环境温度跟踪。例如，在至少一些包括hwa的传统系统中，hwa旨在测量连续流量，因此使用两个或更多个感测元件：一个用于测量环境温度，另一个用于测量从一些被加热元件的传热速率。因此，通过使用单个被加热元件执行空气流速感测和环境温度跟踪，可以有利地降低执行空气流速感测和环境温度跟踪两者所需的硬件(例如，电路)的复杂性。此外，跟踪hwa 2220a的环境温度的能力也是有用的，因为在估计hwa 2220a的被加热元件的温度时可以考虑附近热机的影响。
174.如在本说明书中所使用的，术语“环境温度”在相对于hwa或流量传感器使用时可以指紧邻hwa或流量传感器的空气温度。例如，当至少hwa(或流量传感器)2220a的被加热元件位于荚体组件300内部时，hwa(或流量传感器)2220a的环境温度可以指荚体组件300内围绕hwa(或流量传感器2220a)的被加热元件的空气温度。根据至少一些示例性实施例，如果荚体组件300内的空气温度基本均匀(例如，在当前没有通过非尼古丁电子烟设备500的出口抽吸非尼古丁蒸汽时和/或在加热器2215当前没有被致动时)，则在本说明书中对hwa(或流量传感器)2220a的“环境温度”的引用通常可以指荚体组件300内的空气温度。
175.如将在下文中参考图24a-26更详细地讨论的那样，hwa 2220a包括被加热元件，该被加热元件由于向被加热元件施加功率而发热。此外，被加热元件的温度影响被加热元件的电阻(ω)。因此，被加热元件的电压可用于估计被加热元件的温度。此外，在存在流动空气的情况下，热量将被流动空气从hwa 2220a的被加热元件带走，因此，使hwa 2220a的被加
热元件保持特定温度所需的功率水平可以用于估计在hwa 2220a的被加热元件周围流动的空气的空气流速。如在本说明书中所使用的，流过紧邻hwa(或流量传感器)2220a的被加热元件的空间的空气可以简称为在hwa(或流量传感器)2220a周围流动的空气或在hwa(或流量传感器)2220a的被加热元件周围流动的空气。现将在下文中参考图24a-24d更详细地讨论hwa 2220a的被加热元件的示例。
176.根据至少一些示例性实施例，hwa 2220a可以是(或被包括在)图19的传感器364中。因此，如上文参考传感器364以及图19和20所述，hwa 2220a可以位于汇合路径330c内。此外，如上面参考图19和20所述，汇合路径330c是通过荚体入口322被吸入荚体组件300中并离开模块出口368(加热器336位于其顶部)(图17)的空气的流动路径的一部分。因此，根据至少一些示例性实施例，在hwa 2220a周围流动的空气是从荚体入口322经由汇合路径330c流到模块出口368(例如，在吸烟期间)的空气。
177.图24a-24d示出了hwa 2220a中包括的被加热元件的示例性实施方案。参照图24a，hwa 2220a的被加热元件可以通过第一蚀刻蛇形元件2402a或第二蚀刻蛇形元件2402b来实现。如图24a所示，第一蚀刻蛇形元件2402a包括悬挂在第一支承件2404a和第二支承件2406a之间的第一蛇形线2408a，并且第二蚀刻蛇形元件2402b包括悬挂在第三支承件2404b和第四支承件2406b之间的第二蛇形线2408。参照图24b，hwa 2220a的被加热元件可以通过单线元件2402c来实现。如图24b所示，单线元件包括垂直悬挂在第五支承件2404c和第六支承件2406c之间的单线2408c。参照图24c，hwa 2220a的被加热元件可以通过绕线元件2410来实现。例如，绕线元件2410可以是线艺绕线表面贴装(smt)电感器。参照图24d，hwa 2220a的被加热元件可以通过薄膜电阻温度检测器(rtd)2412来实现。下面将参考图25a-25d和26讨论根据至少一些示例性实施例的双控回路架构。
178.图25a是内部pid控制回路2500的图，图25b-25d示出了图25a的脉宽调制(pwm)驱动信号2526的第一至第三示例波形2526-1
–
2526-3，图26a是外部pid控制回路2600的图。
179.如图25a所示，内部pid控制回路2500基于内部设定点sp_i和从内部过程2520输出的内部过程变量pv_i之间的差来计算内部误差error_i。例如，控制器2105或荚体组件300的荚体系统2200中包括的控制器可以通过执行求和操作2518来确定内部设定点sp_i和内部过程变量pv_i之间的差。在图25a所示的示例中，求和操作2518包括计算内部设定点sp_i与内部过程变量pv_i的反相(即，负(-))版本之和作为内部误差error_i。内部pid控制器2510基于该内部误差error_i来对内部控制变量cv_i进行校正，然后将其作为输入应用到内部过程2520，使得内部误差error_i被减小或可替代地被最小化。内部pid控制器2510被配置为通过使用内部误差error_i按照已知方法确定比例项(p)、积分项(i)和微分项(d)来生成控制变量cv_i。根据至少一些示例性实施例，内部pid控制器2510可以通过设备主体100的设备系统2100内的控制器2105来实施，或者实作为荚体组件300的荚体系统2200内的单独控制器实施。现将在下文中更详细地讨论内部过程2520。
180.参照图25a，内部过程2520是用于驱动流量传感器2220a的过程。根据至少一些示例性实施例，内部过程2520包括驱动信号生成功能2522、流量传感器2220a和电压-温度转换功能2524。根据至少一些示例性实施例，驱动信号生成功能2522和电压-温度转换功能2524可以由控制器实施。例如，在说明书中描述为由驱动信号生成功能2522或电压-温度转换功能2524执行的操作可以由控制器2105执行或控制。作为另一示例，说明书中描述为由
驱动信号生成功能2522或电压-温度转换功能2524执行的操作可以由荚体组件300的荚体系统2200中包括的单独控制器执行或控制。
181.流量传感器2220a由驱动信号生成功能2522生成的脉宽调制(pwm)驱动信号2526驱动。根据至少一些示例性实施例，驱动信号生成功能2522通过控制电源2110生成pwm驱动信号2526并且将pwm驱动信号施加至流量传感器2220a(例如，经由荚体电/数据接口2120)来生成pwm驱动信号2526并将pwm驱动信号2526施加至流量传感器2220a。将pwm驱动信号2526施加至流量传感器2220a致使流量传感器2220a的被加热元件积聚热量，从而提高被加热元件的温度。例如，图25b-25d示出了pwm驱动信号2526的第一至第三示例波形2526-1至2526-3。第一至第三示例性波形2526-1至2526-3示出了pwm驱动信号2526的电流大小如何关于时间变化。在图25b-25d所示的示例中，第一至第三示例性波形2526-1至2526-3的垂直轴显示了pwm驱动信号2526的电流大小，其例如可以用安培(a)或毫安(ma)表示。在图25b-25d所示的示例中，第一至第三示例性波形2526-1至2526-3的水平轴表示时间，其例如可以用秒(s)或毫秒(ms)表示。如图25b-25d所示，根据至少一些示例性实施例，pwm驱动信号2526是在高值(h)和低值(l)之间振荡的周期性信号。在图25b-25d所示的示例中，第一至第三示例性波形2526-1至2526-3共享相同的周期，即共同周期2540，而第一至第三示例性波形2526-1至2526-3的第一至第三占空比2550-1至2550-3分别是彼此不同的。
182.返回图25a，驱动信号设定值2514通过控制由驱动信号生成功能2522生成的pwm驱动信号2526的占空比来控制施加至流量传感器2220a的被加热元件的功率水平(以及被加热元件产生的热量)。例如，根据至少一些示例性实施例，驱动信号生成功能2522以pwm驱动信号2526的占空比随着从内部pid控制器2510输出到驱动信号生成功能2522的驱动信号设定值2514增大而增大的方式生成pwm驱动信号2526，并且pwm驱动信号2526的占空比随着从内部pid控制器2510输出到驱动信号生成功能2522的驱动信号设定值2514减小而减小。
183.例如，根据至少一些示例性实施例，内部pid控制器2510可以生成在上限和下限内的驱动信号设定值2514，并且驱动信号生成功能2522可以以pwm驱动信号2526的占空比与驱动信号设定值2514成比例的方式生成pwm驱动信号2526。例如，如图25b-25d所示，图25b的第一示例性波形2526-1的第一占空比2550-1对应于共同周期2540的大约50％，图25c的第二示例性波形2526-2的第二占空比2550-2对应于共同周期2540的大约25％，图25c的第三示例性波形2526-3的第三占空比2550-3对应于共同周期2540的大约75％。因此，在驱动信号设定值2514的上限和下限分别为10.0和0.0的示例性情形中，驱动信号生成功能2522可以响应于驱动信号设定值2514为5.0而生成图25b的第一示例性波形2526-1的占空比2550-1，响应于驱动信号设定值2514为2.5而生成图25c的第二示例性波形2526-2的第二占空比2550-2，响应于驱动信号设定值2514为7.5而生成图25c的第三示例性波形2526-3的第三占空比2550-3。尽管分别提供了10.0和0.0作为驱动信号设定值2514的上限和下限的示例，但是驱动信号设定值2514的上限和下限不限于值10.0和0.0，并且可以设定为任何值。
184.返回图25a，当pwm驱动信号2526的电平高时，可以测量流量传感器2220a的电压，即流量传感器电压2528。例如，图25b-25d各自示出了样本2530。根据至少一些示例性实施例，样本2530各自图示了对流量传感器电压2528进行采样的操作的示例性时序。根据至少一些示例性实施例，流量传感器电压2528的采样可以由控制器2105或荚体组件300的荚体系统2200中包括的控制器执行或控制。根据一些示例性实施例，如图25b-25d所示，样本
2530可以在pwm驱动信号2526的电平高(h)时周期性地出现，而样本2530在pwm驱动信号2526的电平为低(l)时可能不会出现。根据至少一些示例性实施例，pwm驱动信号2526在高(h)时的电流是已知的，并且流量传感器2220a的被加热元件的温度和电阻之间的关系也是已知的。因此，按照已知方法(例如，利用欧姆定律)，电压-温度转换功能2524将流量传感器电压2528转换成流量传感器温度2516。
185.因此，由内部pid控制回路2500控制的过程是内部过程2520，内部设定点sp_i是温度设定点2512，内部控制变量cv_i是驱动信号设定值2514，并且内部过程变量pv_i是流量传感器温度2516。
186.因此，图25a的内部pid控制回路2500操作以连续地校正驱动信号设定值2514(从而改变pwm驱动信号2526的占空比，继而改变流量传感器2220a的被加热元件产生的热量)，从而减少或可替代地最大限度地减小流量传感器温度2516和温度设定点2512之间的差。随着通过和/或穿过流量传感器2220a的被加热元件的空气流速提高，流动空气从被加热元件中提取热量的速率提高。随着流动空气从被加热元件中提取热量的速率提高，应当施加至被加热元件以将被加热元件的温度保持在温度设定点2512的功率水平也提高。因此，通过测量或估计施加至流量传感器2220a的被加热元件的功率水平，非尼古丁电子烟设备500(例如，控制器2105和/或荚体系统2200的控制器)可以测量或估计通过流量传感器2220a的被加热元件周围的空气流量，从而测量或估计通过非尼古丁电子烟设备500和/或荚体组件300的空气流量。
187.然而，当流量传感器2220a的环境温度改变而温度设定点2512保持不变时，流量传感器2220a的性能可能会受到负面影响。例如，在流量传感器2220a的环境温度升高的情况下，流量传感器2220a的被加热元件的温度也可能例如由于被加热元件从紧邻被加热元件的空气中接收热量而升高。随着被加热元件的温度升高，被加热元件的电阻(ω)也会升高。因此，从流量传感器2220a测量的流量传感器电压2528和由电压-温度转换功能2524生成的流量传感器温度2516两者的值也升高。此外，例如，如果流量传感器温度2516超过温度设定点2512，则内部误差error_i的结果值将导致内部pid控制器2510尝试通过降低施加至流量传感器2220a的被加热元件的功率水平(即，通过减小驱动信号设定值2514以减小pwm驱动信号2556的占空比)来降低流量传感器温度2516。因此，如果内部误差error_i大到足以导致内部pid控制器2510尝试将施加至被加热元件的功率水平降低到流量传感器2220a可靠工作所需的水平以下，则流量传感器2220a可能由于功率不足而变得无响应，从而停止执行流量感测功能。例如，如果内部pid控制器2510将驱动信号设定值2514减小到pwm驱动信号2556的结果占空比太低而无法向流量传感器2220a提供足量功率的点，则流量传感器2220a可能由于功率不足而变得无响应，从而停止执行流量感测功能。
188.因此，为了避免上述流量传感器2220a停止正常工作的情形，按照流量传感器2220a的环境温度的变化改变图25a的内部pid控制回路2500的温度设定点2512可能是有益的。一种解决方案是采用专用于检测流量传感器2220a的环境温度的单独的温度传感器。
189.然而，根据至少一些示例性实施例，与以上讨论的图25a的内部pid控制回路相结合包括图26a的外部pid控制回路2600的双控制回路架构能够跟踪流量传感器2220a的环境温度的变化并相应地调整温度设定点2512。现将在下文中更详细地讨论图26a的外部pid控制回路2600。
190.参照图26a，外部pid控制回路2600基于外部设定点sp_o和从外部过程2620输出的外部过程变量pv_o之间的差来计算外部误差error_o。例如，控制器2105或荚体组件300的荚体系统2200中包括的控制器可以通过执行求和操作2618来确定外部设定点sp_o和外部过程变量pv_o之间的差。在图26a所示的示例中，求和操作2618包括计算内部设定点sp_i和外部过程变量pv_o的反相(即，负(-))版本之和作为外部误差error_o。外部pid控制器2610基于外部误差error_o来对外部控制变量cv_o进行校正，然后以减小或可替代地最小化外部误差error_o的方式将其作为输入施加至外部过程2620。如上面参考图25a的内部pid控制回路2500的内部pid控制器2510所讨论的，外部pid控制器2610被配置为通过使用外部误差error_o按照已知方法确定比例项(p)、积分项(i)和微分项(d)来生成外部控制变量cv_o。根据至少一些示例性实施例，外部pid控制器2610可以由设备主体100的设备系统2100内的控制器2105实施，或者作为荚体组件300的荚体系统2200内的单独控制器实施。根据至少一些示例性实施例中，内部pid控制器2510和外部pid控制器2610都可以由设备主体100的设备系统2100内的控制器2105实施，两者可以实施为荚体组件300的荚体系统2200内的同一单个控制器，或者可以各自实施为单独的控制器，例如，荚体组件300的荚体系统2200内的两个控制器。
191.如图26a所示，根据至少一些示例性实施例，由外部pid控制回路2600控制的过程，即外部过程2620，是图25a的内部pid控制回路2500。例如，如图26a所示，外部pid控制回路2600的外部设定点sp_o是驱动信号设定值设定点2612，外部pid控制回路2600的外部控制变量cv_o是内部pid控制回路2500的温度设定点2512，外部pid控制回路2600的变量pv_o是内部pid控制回路2500的驱动信号设定点2514。
192.因此，图26a的外部pid控制回路2600操作以连续校正输入到内部pid控制回路2500中的温度设定点2512，以减小或可替代地最小化由内部pid控制回路2500输出的驱动信号设定值2514和驱动信号设定值设定点2612之间的差。此外，根据至少一些示例性实施例，外部pid控制回路2600在吸烟期间不调节输入到内部pid控制回路2500中的温度设定点2512。例如，如图26a所示，外部pid控制回路2600可以包括多路复用器2650。根据至少一些示例性实施例，多路复用器2650的功能可以由控制器2105或在荚体组件300的荚体系统2200中包括的控制器来执行。此外，如图26a所示，当吸烟检测信号2640具有指示吸烟正在发生(即，指示当前正通过非尼古丁电子烟设备500或荚体组件300的出口抽吸非尼古丁蒸汽，或当前正对非尼古丁电子烟设备500或荚体组件300的出口施加负压)的第一逻辑值(例如，逻辑高)时，输入到多路复用器2650中的温度设定点2512的当前值被固定为提供给内部pid控制回路2500的值，直到吸烟检测信号2640转变为指示当前未发生吸烟(即，指示当前未通过非尼古丁电子烟设备500或荚体组件300的出口抽吸非尼古丁蒸汽，或者当前未对非尼古丁电子烟设备500或荚体组件300的出口施加负压)的第二逻辑值(例如，逻辑低)。当吸烟检测信号2640转变为指示当前未发生吸烟的第二逻辑值(例如，逻辑低)时，多路复用器2650单纯输出由外部pid控制器2610输出的温度设定点2512作为对内部pid控制回路2500的输入。因此，内部pid控制回路2500的内部设定点sp_i(即，温度设定点2512)在吸烟发生时具有固定值，而在吸烟未发生时具有可变值。现将在下文中更详细地讨论当吸烟未发生时温度设定点2512变化的方式。如下面参考图26b更详细讨论的，吸烟检测信号2640可以由吸烟检测信号发生器生成。根据至少一些示例性实施例，吸烟检测信号发生器是控制器(例
如，控制器2105或荚体组件300的荚体系统2200内的控制器)。
193.随着流量传感器2220a的环境温度升高，驱动信号设定值2514可以以上面参考图25a讨论的方式下降。然而，外部pid控制器2610可以防止驱动信号设定值2514下降到流量传感器2220a可能变得无响应的点。例如，参照图26a，随着驱动信号设定值2514相对于驱动信号设定值设定点2612下降，外部误差error_o的大小增加。作为响应，外部pid控制器2610操作以通过按照流量传感器2220a的环境温度的变化增大温度设定点2512来减小外部误差error_o，从而使驱动信号设定值2514升高。例如，内部pid控制器2510将响应于升高的温度设定点2512而增大驱动信号设定值2514，因为将需要对流量传感器2220a的被加热元件施加额外的功率以将被加热元件的温度升高到新升高的温度设定点2512。
194.除了响应于流量传感器2220a的环境温度升高而升高温度设定点2512之外，如在上面的示例性情形中所讨论的，外部pid控制回路2600还可以响应于流量传感器2220a的环境温度降低而降低温度设定点2512。例如，在流量传感器2220a的环境温度降低的情况下，流量传感器2220a的被加热元件的温度也可能由于被加热元件向其紧邻的空气散失热量而降低。随着被加热元件的温度降低，被加热元件的电阻也降低。因此，从流量传感器2220a测量的流量传感器电压2528和由电压-温度转换功能2524生成的流量传感器温度2516两者的值也降低。此外，例如，如果流量传感器温度2516低于温度设定点2512，则内部误差error_i的结果值将导致内部pid控制器2510尝试通过提高施加至流量传感器2220a的被加热元件的功率水平(即，通过增大驱动信号设定值2514以增大pwm驱动信号2556的占空比)来提高流量传感器温度2516。此外，随着驱动信号设定值2514相对于驱动信号设定值设定点2612上升，外部误差error_o的大小增大。作为响应，外部pid控制器2610操作以通过按照流量传感器2220a的环境温度的变化降低温度设定点2512来减小外部误差error_o的大小，从而使驱动信号设定点2514下降。例如，内部pid控制器2510将响应于降低的温度设定点2512而降低驱动信号设定点2514，因为需要降低施加至流量传感器2220a的被加热元件的功率水平以将被加热元件的温度降至新降低的温度设定点2512。
195.根据至少一些示例性实施例，可以按照非尼古丁电子烟设备500和/或荚体组件300的设计者和/或制造商的偏好来设定驱动信号设定值设定点2612的水平。根据至少一些示例性实施例，可以按照非尼古丁电子烟设备500的设计者和/或制造商的偏好来存储驱动信号设定值设定点2612的水平(例如，存储在装置主体100和/或荚体组件300中)。例如，根据至少一些示例性实施例，可以按照hwa 2220a的环境温度和hwa 2220a的被加热元件的温度之间的期望余量(即，当没有发生吸烟时)来设定驱动信号设定值设定点2612的水平。
196.因此，外部pid控制回路2600可有利地使用流量传感器2220a来控制温度设定点2512按照流量传感器2220a的环境温度的变化而改变，而无需实施单独的温度传感器(例如，在荚体组件300内)以检测流量传感器2220a的环境温度。现将在下文中参考图26b说明根据至少一些示例性实施例的操作hwa的示例性方法。
197.图26b是示出了根据至少一些示例性实施例的操作hwa的方法的流程图。
198.参照图26b，在步骤s2710中，确定hwa的被加热元件的温度。例如，如上面参考图25a所讨论的，控制器(例如，控制器2105或荚体组件300的荚体系统2200中包括的控制器)可以执行或控制测量流量传感器电压2528的操作，并且电压-温度转换功能2424可以将测定的流量传感器电压2528转换成流量传感器温度2516，其代表hwa2220a的被加热元件的温
度。
199.在步骤s2720中，基于所确定的hwa的被加热元件的温度和温度设定点来控制由非尼古丁电子烟设备施加至hwa的功率水平。例如，如上面参考图25a所讨论的，内部pid控制器2510基于温度设定点2512(即，内部设定点sp_i)和流量传感器温度2516(即，内部过程变量pv_i)之间的差来生成驱动信号设定值2514(即，内部控制变量cv_i)。此外，驱动信号设定值2514例如通过控制pwm驱动信号2526的占空比来控制施加至流量传感器2220a的被加热元件的功率水平。
200.在步骤s2730中，生成吸烟检测信号。根据至少一些示例性实施例，控制器(例如，控制器2105或荚体组件300的荚体系统2200中包括的控制器)可以通过监测驱动信号设定点2514和/或驱动信号设定值2514的梯度来生成吸烟检测信号2640。例如，在步骤s730中，当吸烟检测信号2640具有指示当前未发生吸烟的值(例如，逻辑低值或0)时，控制器可以响应于判定驱动信号设定值2514的当前水平(或水平的滑动窗口上的平均水平)已经超过吸烟开始水平阈值和/或判定驱动信号设定值2514的当前梯度(或梯度的滑动窗口上的平均梯度)已经超过吸烟开始梯度阈值而将吸烟检测信号2640的值改变为指示当前正在发生吸烟的值(例如，逻辑高值或1)。此外，在步骤s730中，当吸烟检测信号具有指示当前正在发生吸烟的值(例如，逻辑高值或1)时，控制器可以响应于判定驱动信号设定值2514的当前水平(或水平的滑动窗口上的平均水平)已经下降到吸烟结束水平阈值以下和/或判定驱动信号设定值2514的当前梯度(或梯度的滑动窗口上的平均梯度)已经下降到吸烟结束梯度阈值以下时将吸烟检测信号2640的值改变为指示当前未发生吸烟的值(例如，逻辑低值或0)。
201.在步骤s2740中，做出是否检测到吸烟的判断。例如，如果在步骤s2730中生成的吸烟检测信号2640的水平指示未检测到吸烟(n)，则该方法转入步骤s2750。
202.在步骤s2750中，做出是否检测到hwa的环境温度的变化的判断。例如，以上面关于图26a讨论的方式，外部pid控制器2610可以基于检测到外部误差error_o的大小的增大来判定为hwa 2220a的环境温度已经改变。另外，外部误差error_o的符号可以向外部pid控制器2610指示hwa 2220a的环境温度变化的方向(例如，增大或减小)。如果在步骤s2750中没有检测到hwa 2220a的环境温度的变化(n)，则该方法结束。如果在步骤s2750中检测到hwa 2220a的环境温度的变化(y)，则该方法转入步骤s2760。
203.在步骤s2760中，控制温度设定点，使得温度设定点响应于检测到的hwa的环境温度的变化而改变。例如，如上面关于图26a所讨论的，外部pid控制器2610可以通过按照hwa 2220a的环境温度改变温度设定点2512的值来响应在步骤s2750中检测到的hwa 2220a的环境温度的变化。例如，外部pid控制器2610可以响应于检测到hwa2220a的环境温度的升高而升高温度设定点2512，并且外部pid控制器2610可以响应于检测到hwa 2220a的环境温度的降低而降低温度设定点2512。根据至少一些示例性实施例，在步骤s2760之后，该方法结束。
204.返回步骤s2750，如果在步骤s2730中生成的吸烟检测信号2640的水平指示检测到吸烟(y)，则该方法转入步骤s2770。
205.在步骤s2770中，基于施加至hwa的功率水平来确定在hwa周围流动的空气的空气流速。例如，在步骤s2770中，控制器(例如，控制器2105或荚体组件300的荚体系统2200中包括的控制器)可以基于当前驱动信号设定值2514来确定在hwa周围流动的空气的空气流速。具体而言，如上所述，hwa 2220a的被加热元件由于通过pwm驱动信号2526向被加热元件施
加功率而变热。此外，被加热元件的温度影响被加热元件的加热元件的电阻(ω)。因此，被加热元件的电压(例如，流量传感器电压2528)可用于估计被加热元件的温度(例如，流量传感器温度2516)。此外，在存在流动空气的情况下，热量将被流动空气从hwa 2220a的被加热元件带走，因此，使hwa 2220a的被加热元件保持特定温度所需的功率水平可以用来估计在hwa 2220a的被加热元件周围流动的空气的空气流速。此外，可以基于当前驱动信号设定值2514来确定或估计使hwa2220a的被加热元件保持特定温度所需的功率水平，hwa 2220a通过控制施加至hwa2220a的pwm驱动信号2526的占空比来控制施加至hwa 2220a的被加热元件的当前功率水平。因此，控制器2105或荚体系统2200中包括的控制器可以使用当前驱动信号设定值2514来确定或估计在hwa 2220a的被加热元件周围流动的空气的空气流速。此外，在hwa 2220a的被加热元件周围流动的空气的空气流速可以指示流经荚体组件300和/或非尼古丁电子烟设备500的空气的空气流速。例如，如上面参考图13和14所指出的，在吸烟期间，空气经由荚体入口322进入荚体组件300并经由荚体出口304离开荚体组件。此外，如上面参考图18-20所指出的，传感器364可以是或包括hwa 2220a，因此，hwa 2220a可以位于汇合路径330c内。此外，同样如上面参考图18-20所描述的，汇合路径330c是空气的流动路径的一部分，该空气通过荚体入口322被吸入荚体组件300中，行进通过加热室(例如，从模块出口368进入并退出到蒸汽通道316)，并经由荚体出口304离开荚体组件300。因此，根据至少一些示例性实施例，在hwa 2220a周围流动的空气是经由荚体入口322和荚体出口304(例如，在吸烟期间)流过非尼古丁电子烟设备500的荚体组件300的空气，因此，在hwa 2220a的被加热元件周围流动的空气的空气流速可以指示流过荚体组件300和/或非尼古丁电子烟设备500的空气的空气流速。
206.因此，根据至少一些示例性实施例，与包括图25a的内部pid控制回路2500和图26a的外部pid控制回路2600的双控回路架构相结合的单个hwa(例如，hwa 2220a)可以促进(i)空气流速感测、(ii)吸烟检测和(iii)环境温度跟踪中的任何一者或全部以改善空气流速感测，而无需实施额外的用于感测hwa的环境温度的温度传感器。现将在下文中参考图27-31讨论加热不燃烧气溶胶产生设备的示例性结构。
207.示例性加热不燃烧气溶胶产生设备结构
208.图27是根据一个示例性实施例的加热不燃烧气溶胶产生设备的示意图。参照图27，加热不燃烧气溶胶产生设备1000可以包括嘴部1015和设备主体1025。电源1035和控制电路1045可设置在加热不燃烧气溶胶产生设备1000的设备主体1025内。加热不燃烧气溶胶产生设备1000构造成接纳囊体800。囊体800与所讨论的非尼古丁电子烟设备500的荚体300一样是可移除的容器。根据至少一些示例性实施例，囊体800可以包括夹在第一和第二加热器之间的气溶胶形成基质。根据至少一些示例性实施例，第一和第二加热器可以是平面的并且可以由当被施加电流时发热的材料形成。加热不燃烧气溶胶产生设备1000还可以包括构造成与囊体800电接触的第一电极1055a、第二电极1055b、第三电极1055c和第四电极1055d。根据至少一些示例性实施例，第一电极1055a和第三电极1055c可以与第一加热器电接触，而第二电极1055b和第四电极1055d可以与第二加热器电接触。然而，在涉及仅具有一个加热器的囊体的非限制性实施例中，应当理解，可以省略第一电极1055a和第三电极1055c(或第二电极1055b和第四电极1055d)。
209.如本文所用，术语“气溶胶形成基质”是指可产生气溶胶的材料(或材料组合)。如
本文所提及的，“气溶胶”是从根据本文公开的任何示例性实施例的任何加热不燃烧气溶胶产生设备产生或输出的任何物质。该材料呈固体形式并且是化合物(例如大麻素)的主要来源，其中当加热该材料时产生包含该化合物的气溶胶。加热可以低于燃烧温度以便产生气溶胶而不涉及气溶胶形成基质的大量热解或燃烧副产物(如果有的话)的大量产生。因此，根据至少一些示例性实施例，在加热和所引起的气溶胶产生期间不发生热解。在另一些情况下，可能存在一些热解和燃烧副产物，但其程度可能被认为相对较小和/或只是偶然的。例如，一旦加热不燃烧气溶胶产生设备将气溶胶形成基质加热到气溶胶化温度，气溶胶形成基质就可以产生气溶胶。如本文所用，气溶胶形成基质的“气溶胶化温度”是气溶胶形成基质产生气溶胶的温度，并且低于气溶胶形成基质的燃点。
210.气溶胶形成基质可以是纤维材料。例如，纤维材料可以是植物材料。纤维材料构造成在加热时释放化合物。该化合物可以是纤维材料的天然成分。例如，纤维材料可以是诸如烟草之类的植物材料，而释放的化合物可以是尼古丁。术语“烟草”包括任何烟草植物材料，包括来自一种或多种烟草植物如黄花烟草(nicotiana rustica)和茄科烟草(nicotiana tabacum)的任何烟草植物材料，包括烟叶、烟草筒、再造烟草、压缩烟草、成型烟草或粉末烟草以及它们的组合。
211.在一些示例性实施例中，烟草材料可以包括来自烟草属的任何成员的材料。另外，烟草材料可以包括两种或更多种不同烟草品种的混合物。可以使用的合适类型的烟草材料的示例包括但不限于烤烟、白肋烟、深色烟草、马里兰烟草、东方烟草、稀有烟草、特种烟草、它们的混合物等。烟草材料可以以任何合适的形式提供，包括但不限于烟草薄片、加工烟草材料(例如体积膨胀或膨化烟草)、加工烟草梗(例如切卷或切削膨化梗)、再造烟草材料、它们的混合物等。在一些示例性实施例中，烟草材料的形式是基本上干燥的烟草块。此外，在一些情况下，烟草材料可以与丙二醇、甘油、它们的子组合或它们的组合中的至少一种混合和/或组合。
212.化合物也可以是具有医学上可接受的治疗效果的药用植物的天然成分。例如，药用植物可以是大麻植物，而化合物可以是大麻素。大麻素与体内的受体相互作用而产生广泛的作用。因此，大麻素已被用于多种医疗用途(例如，治疗疼痛、恶心、癫痫、精神疾病)。纤维材料可以包括来自一种或多种大麻植物如火麻、籼大麻和粗大麻的叶和/或花材料。在一些情况下，纤维材料是60-80％(例如，70％)火麻和20-40％(例如，30％)籼大麻的混合物。
213.大麻素的示例包括四氢大麻酚酸(thca)、四氢大麻酚(thc)、大麻二酚酸(cbda)、大麻二酚(cbd)、大麻酚(cbn)、大麻二环醇(cbl)、大麻色烯(cbc)和大麻萜酚(cbg)。四氢大麻酚酸(thca)是四氢大麻酚(thc)的前体，而大麻二酚酸(cbda)是大麻二酚(cbd)的前体。四氢大麻酚酸(thca)和大麻二酚酸(cbda)可以通过加热分别转化为四氢大麻酚(thc)和大麻二酚(cbd)。在一个示例性实施例中，来自第一加热器和/或第二加热器的热量引起脱羧，从而将囊体(例如，囊体800或900)中的四氢大麻酚酸(thca)转化为四氢大麻酚(thc)，和/或转化将囊体中的大麻二酚酸(cbda)转化为大麻二酚(cbd)。
214.在囊体中同时存在四氢大麻酚酸(thca)和四氢大麻酚(thc)的情况下，脱羧和由此产生的转化将导致四氢大麻酚酸(thca)减少和四氢大麻酚(thc)增加。在囊体加热期间，至少50％(例如，至少87％)的四氢大麻酚酸(thca)可转化为四氢大麻酚(thc)。类似地，在囊体中同时存在大麻二酚酸(cbda)和大麻二酚(cbd)的情况下，脱羧和由此产生的转化将
导致大麻二酚酸(cbda)减少和大麻二酚(cbd)增加。在囊体加热期间，至少50％(例如，至少87％)的大麻二酚酸(cbda)可以转化为大麻二酚(cbd)。
215.此外，该化合物可以是或可以另外包括随后被引入到纤维材料中的非天然添加剂。在一种情况下，纤维材料可以包括棉、聚乙烯、聚酯、人造丝、它们的组合等中的至少一种(例如，形式为纱网)。在另一种情况下，纤维材料可以是纤维素材料(例如，非烟草和/或非大麻材料)。在任一情况下，引入的化合物可以包含尼古丁、大麻素和/或食用香料。调味剂可以来自天然来源，例如植物提取物(例如，烟草提取物、大麻提取物)和/或人工来源。在又一种情况下，当纤维材料包括烟草和/或大麻时，该化合物可以是或可以另外包括一种或多种食用香料(例如薄荷醇、薄荷、香草)。因此，气溶胶形成基质内的化合物可以包括天然成分和/或非天然添加剂。就此而言，应当理解，可以通过补充来增加气溶胶形成基质中现有的天然成分水平。例如，可以通过补充含有尼古丁的提取物来增加一定量烟草中现有的尼古丁水平。类似地，可以通过补充含有此类大麻素的提取物来增加一定量大麻中现有的一种或多种大麻素的水平。
216.根据至少一些示例性实施例，当囊体800被插入到加热不燃烧气溶胶产生设备1000中时，控制电路1045可以指示电源1035向第一电极1055a、第二电极1055b、第三电极1055c和/或第四电极1055d供应电流。从电源1035供应电流可以响应于手动操作(例如，按钮激活)或自动操作(例如，吸烟激活)。由于该电流，囊体800可以被加热以产生气溶胶。
217.囊体800和加热不燃烧气溶胶产生设备1000的其它细节，包括嘴部1015、设备主体1025、电源1035、控制电路1045、第一电极1055a、第二电极1055b、第三电极1055c和第四电极1055d，可以在2017年12月18日提交的、标题为“vaporizing devices and methods for delivering a compound using the same(气化装置和使用该装置递送化合物的方法)”的美国申请no.15/845,501(代理人卷号24000dm-000012-us)中找到，其公开内容通过引用整体并入本文。本文讨论的囊体、气溶胶形成基质和相关方面也在2019年1月21日提交的、标题为“capsule,heat-not-burn(hnb)aerosol-generating devices,and methods of generating an aerosol(囊体、加热不燃烧(hnb)气溶胶产生设备和产生气溶胶的方法)”的美国申请no.16/252,951(代理人卷号24000nv-000521-us)和2019年6月25日提交的、标题为“capsules,heat-not-burn(hnb)aerosol-generating devices,and methods of generating an aerosol(囊体、加热不燃烧气溶胶产生设备和产生气溶胶的方法)”的美国申请no.16/451,662(代理人卷号24000nv-000522-us)中进行了更详细的描述，每个申请的公开内容均通过引用整体并入本文。
218.图28是根据一个示例性实施例的另一加热不燃烧气溶胶产生设备的截面图。参照图28，加热不燃烧气溶胶产生设备2000尤其可以包括嘴部2015和设备主体2025。应当理解，与图27的加热不燃烧气溶胶产生设备1000相关的特征也可适用于加热不燃烧气溶胶产生设备2000，为简洁起见不再重复。如图28所示，可以包括传感器2075以测量加热不燃烧气溶胶产生设备2000内的囊体的温度。例如，传感器2075可以是构造成执行囊体的非接触温度感测的红外(ir)传感器。传感器2075可以设置成位于设备主体2025内的囊体下游和上方。另外，传感器2075可以偏离气溶胶路径，并且相对于加热不燃烧气溶胶产生设备2000的纵向轴线成一定角度定向。在一个示例性实施例中，纵向轴线可以正交于与囊体表面相对应的平面，并且相对于纵向轴线的角度可以是8-20度(例如，13-15度)。结果，可以减少或防止
所产生的气溶胶的积聚和沉积，从而提高传感器2075的性能和寿命。
219.图29是根据一个示例性实施例的包括与加热不燃烧气溶胶产生设备的电极和密封件接合的囊体的布置结构的平面图。图30是图29的布置结构的透视图。图31是图30的布置结构的侧视截面图。参照图29-31，加热不燃烧气溶胶产生设备内的囊体900可以与第一密封件1165a和第二密封件1165b接合。第一密封件1165a可以与囊体900的与第一加热器相对应的一侧接合，而第二密封件1165b可以与囊体900的与第二加热器相对应的一侧接合(或反之)。当接合时，第一密封件1165a和第二密封件1165b可以位于腔体的周边上以包围设置在其中的加热不燃烧气溶胶剂形成基质。
220.第一电极1155a、第二电极1155b、第三电极1155c和第四电极1155d构造成与囊体900电接触。根据至少一些示例性实施例，然后第一电极1155a和第三电极1155c可以与第一加热器电接触，而第二电极1155b和第四电极1155d可以与第二加热器电接触。然而，在涉及仅具有一个加热器的囊体的非限制性实施例中，应当理解，可以省略第一电极1155a和第三电极1155c(或第二电极1155b和第四电极1155d)。
221.当与加热器接合时，第一电极1155a和第三电极1155c位于由第一密封件1165a界定的区域内，而第二电极1155b和第四电极1155d位于由第二密封件1165b界定的区域内。第一电极1155a和第三电极1155c也可以邻近第一密封件1165a的相对两侧，使得第一加热器被压靠在下面的第一框架上。类似地，第二电极1155b和第四电极1155d可以邻近第二密封件1165b的相对两侧，使得第二加热器被压靠在下面的第二框架上。在涉及第三框架的示例性实施例中，加热器可以通过电极压靠在下面的第三框架上。
222.第一电极1155a、第二电极1155b、第三电极1155c和第四电极1155d的形式可以是刀片。另外，为了降低接触电阻，第一电极1155a、第二电极1155b、第三电极1155c和第四电极1155d可以由钢形成并涂有氮化钛。在一个示例性实施例中，刀片可以是直边的。可替代地，在加热器具有不平坦表面(例如，网板形式的加热器)的情况下，刀片可以是锯齿状的以增强电接触。
223.根据至少一些示例性实施例，第一电极1155a、第二电极1155b、第三电极1155c、第四电极1155d、囊体900、第一密封件1165a和第二密封件1165d可以包括在加热不燃烧气溶胶产生设备1000中。例如，根据至少一些示例性实施例，第一电极1155a、第二电极1155b、第三电极1155c、第四电极1155d和囊体900是第一电极1055a、第二电极1055b、第三电极1055c、第四电极1055d和囊体800的示例。
224.根据至少一些示例性实施例，加热不燃烧气溶胶产生设备1000的控制电路1045和电源1035分别由上面参考图21a-23讨论的设备系统2100和电源2110体现。此外，根据至少一些示例性实施例，囊体800包括控制电路，并且囊体800的控制电路由以上参考图21a-23讨论的荚体系统2200体现。
225.尽管本文已经公开了多个示例性实施例，但是应当理解的是，其它变型可以是可能的。这些变型不能被认为背离本发明的精神和范围，并且所有这些将对该领域的技术人员显而易见的修改都应在包括在权利要求的范围内。