气溶胶产生装置及其气溶胶产生制品、发热组件和感受器的制作方法

1.本实用新型涉及雾化领域，尤其涉及一种气溶胶产生装置及其气溶胶产生制品、发热组件和感受器。


背景技术：

2.目前市场上加热不燃烧装置的加热方式主要是电阻式加热和电磁式加热，其中电磁加热器具发热体布置方式较电阻式更加灵活，不管是针式、片式、周圈，都需要携带测温线来进行温度的反馈，以便于精准控制发热体的温度变化范围，但这样就会降低了发热体应用灵活性。
3.对于电磁加热，采用针式或片式及周圈式发热体的方式，常规都是采取在外表面印测温膜，再通过引线连接到pcb，从而通过测温膜的反馈来反映发热体的温度，这种方式本质上是借用其他物质的特性来间接反映发热体的温度参数，其中就夹杂着多种不可确定性，比如测温膜与发热体之间的热传导延迟热量交换，本身测温膜存在热容，传递过程中自然会消耗一部分能量，同时测温膜本身的工艺成型方式和保护方式都会局限发热体的制造形状，针对这些因素增加在发热体上，对发热体的固定就会变得更加复杂，增加了结构成本的同时固定结构也吸收发热体较多的能量，降低了发热体的效率。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种结构简单，发热效率高的气溶胶产生装置及其气溶胶产生制品、发热组件和感受器。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种感受器，用于气溶胶产生装置，包括发热层、导热层和感温层，所述发热层用于在变化的磁场作用下产生热量，所述导热层设置在所述发热层与所述感温层之间，所述导热层用于向所述感温层传导所述发热层产生的热量，所述感温层用于基于所述感受器的温度改变磁导率。
6.优选地，在预设温度范围内，所述感温层的磁导率随着温度的变化而变化。
7.优选地，所述预设温度范围为大于或等于第一温度值且小于或等于第二温度值，且所述第二温度值低于所述感温层的材料的居里点温度。
8.优选地，在所述预设温度范围内，所述感温层的磁导率随着温度的逐渐升高而逐渐增大。
9.优选地，在所述预设温度范围内，所述感温层的磁导率随着温度的逐渐升高而逐渐减小。
10.优选地，所述感温层的材料包括软磁性材料。
11.优选地，所述感温层的材料包括1j85材料。
12.优选地，所述感温层的材料的居里点温度低于800℃。
13.优选地，所述发热层的材料包括铁磁性材料，所述发热层的材料的居里点温度高于所述感温层的材料的居里点温度。
14.优选地，所述发热层的材料包括非磁性材料。
15.优选地，所述导热层的材料包括抗磁性材料。
16.优选地，所述导热层的材料包括金、银、铜和石墨烯中的任意一种。
17.优选地，所述感受器的形状为片状，所述感受器包括片状的第一主体部以及连接于所述第一主体部顶端的第一尖头部。
18.优选地，所述发热层、所述导热层和所述感温层之间相互平行，且三者相互层叠。
19.优选地，所述发热层、所述导热层和所述感温层三者的厚度占比为5:1:4。
20.优选地，所述感受器的形状为管状。
21.优选地，所述感受器的形状为柱状，所述感受器包括圆柱状的第二主体部以及连接于所述第二主体部顶端的第二尖头部。
22.优选地，所述导热层和所述感温层至少部分嵌入所述发热层，所述导热层将所述感温层与所述发热层间隔开。
23.优选地，所述发热层、所述导热层和所述感温层三者的厚度占比为6:1:3。
24.优选地，所述导热层的设置数量为两个或两个以上。
25.优选地，所述感温层的设置数量为两个或两个以上。
26.本实用新型还构造了一种发热组件，包括上述的感受器及围绕于所述感受器外用于产生磁场的线圈。
27.本实用新型还构造了一种气溶胶产生制品，包括气溶胶产生基质及上述的感受器，所述感受器用于加热所述气溶胶产生基质。
28.本实用新型还构造了一种气溶胶产生装置，包括电源组件及上述的发热组件或上述的气溶胶产生制品；所述电源组件用于驱动所述感受器产生热量。
29.实施本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的感温层基于感受器的温度改变磁导率，且在感温层与发热层之间增加一层高导热率的导热层，分别采用不同材料复合成多层结构的感受器，其结构简单，简化感受器的测温；耐腐蚀能力强，有利于实现感受器的精准控温，提高发热效率。
附图说明
30.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
31.图1是本实用新型的感受器一种实施例的截面图；
32.图2是本实用新型的感受器另一种实施例的截面图；
33.图3是本实用新型的感受器另一些实施例的截面图；
34.图4是本实用新型的感受器的材料的磁导率与温度的变化示意图；
35.图5是本实用新型的感受器第一实施例的结构示意图；
36.图6是图5的感受器的结构爆炸图；
37.图7是本实用新型的感受器第二实施例的结构示意图；
38.图8是图7另一种实施例的结构示意图；
39.图9是本实用新型的感受器第三实施例的结构示意图；
40.图10是图9另一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
41.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。
42.还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
43.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。
44.需要说明的是，本实用新型针对电磁加热存在的问题症结，主要还是在感受器本身。
45.电磁加热的基本原理是：变化的电流通过电磁线圈形成变化的磁场，变化的磁场作用在感受器，感受器本体产生涡电流，涡电流转化为热量。实际电磁线圈本体是具备一定的属性参数的，比如电感量，交流电阻，直线电阻，品质因数等参数，在感受器置于电磁线圈影响范围内，这些参数除了直线电阻外，都会随着感受器置于的位置、感受器的尺寸、材料、处于影响区的体积、影响区的温度而变化。
46.电磁加热感受器材料的磁性能直接影响到感受器的发热温升速率及效率，而对于磁性能较好的金属，本实用新型中的感受器材料属于软磁材料，对于描述软磁材料重要特性参数就是磁导率，研究发现对于电磁线圈的特性参数变化与感受器磁导率有直接关系。
47.对于一般感受器，制约其灵活运用及配置的重要因素就是需要借助外部测温来辅助，而对于有些软磁材料的磁导率随着本体的温度变化而变化，这样就可以建立起来温度的变化转化为磁导率的变化，再通过磁导率的变化转化为线圈本身电参数的变化，进一步从而建立起来温度变化转化为线圈本身电参数的变化，只需要对线圈电参数变化的测量，通过测量值就可以推算出发热的温度值，从而形成一个完整的温度反馈链路，通过这个链路就可以对感受器进行控温。
48.对于在控温范围内的软磁材料，430等不锈钢不仅发热效率更高，而且耐腐蚀能力强，表面防护简单，基于这两种可以实现不同目标的优点，考虑把该两种材料进行复合形成用于测温的感受器，鉴于两种材料复合在一起，他们的导热系数相对铜、银等贵金属偏低，
作为感温的那部分软磁材料升温速度没有 430/410不锈钢快，如果需要表征复合后的感受器整体温度，感温材料需要吸收发热材料的热量，同时需要整体均热后，感温材料才能更好的反馈温度变化，基于此，在感温材料与发热材料之间增加一层高导热率材料，本实用新型可实现简化测温。
49.图1示出本实用新型的一种感受器1，用于气溶胶产生装置，该感受器1 包括三层，分别为发热层2、导热层3和感温层4，发热层2用于在变化的磁场作用下产生热量，导热层3设置在发热层2和感温层4之间，且发热层2 与导热层3接触，导热层3用于向感温层4传导发热层2产生的热量，感温层 4用于基于感受器1的温度改变磁导率。
50.如图1所示，在一些实施例中，该感受器1为三层叠加结构，具体地，发热层2、导热层3和感温层4之间相互平行，且三者相互层叠，其中，发热层2、导热层3和感温层4三者的尺寸可以大致相同，以方便相互层叠。如图2 所示，在另一些实施例中，该感受器1为三层嵌套结构，发热层2、导热层3 和感温层4三者相互嵌套，以发热层2为基材，导热层3内嵌在发热层2的局部，同时感温层4内嵌入导热层3，导热层3把感温层4与发热层2完全隔开。即相当于在发热层2上开设有第一开槽，导热层3内嵌在发热层2的第一开槽中，同时，感温层4上开设有第二开槽，感温层4内嵌入导热层3的第二开槽中，第一开槽直径大于第二开槽直径，最终导热层3将感温层4与发热层2 间隔开。
51.在一些实施例中，发热层2、导热层3和感温层4之间还可以为其它形式的复合结构。可以将感温层4设于最中间，感温层4外设有导热层3，感温层 4可以完全被导热层3包裹住；而导热层3外设有发热层2，导热层3可以完全被发热层2包裹住。在另一些实施例中，导热层3的尺寸可以不同于感温层 4的尺寸，即导热层3可以仅部分覆盖于与感温层4接触一侧表面。
52.在一些实施例中，该感受器的感温层4的布置数量可以为两个或两个以上，其导热层3的布置数量也可以为两个或两个以上，在此不作限制。如图3所示，该感受器包括有两个感温层4、两个导热层3和一个发热层2，其中一个感温层4被一个导热层3包裹后设置在发热层2的一侧上，另一个感温层4被另一个导热层3包裹后设置在发热层2的另一侧上，相邻两个感温层4之间可以间隔一定距离。
53.在预设温度范围内，该感温层4的磁导率随着温度的变化而变化，通过建立同一种材料温度变化特性与磁导率变化的关系，两者之间的关系可以是线性的，也可以是非线性的。其中，预设温度范围可以为大于或等于第一温度值且小于或等于第二温度值，且第二温度值低于感温层4的材料的居里点温度。在该预设温度范围内，感温层4的磁导率随温度的变化而变化，每个磁导率可以有与其对应的一个温度值，因此可根据磁导率的变化得出温度的变化。
54.在一些实施例中，在预设温度范围内，感温层4的磁导率可以随着温度的逐渐升高而逐渐减小；在另一些实施例中，在预设温度范围内，感温层4的磁导率可以随着温度的逐渐升高而逐渐增大。
55.感温层4的材料在一些实施例中可以采用功能软磁性材料，对于软磁材料都有一个居里点温度，而对于气溶胶生成基质的使用范围在500℃以内，通过不同的软磁材料研究发现，一些材料在居里温度点以下，磁导率随着温度变化并不明显，只有在接近居里点，随着温度变化才明显；但有一些材料在居里点温度以下，其磁导率随着温度的上升逐步下降，
而这种参数特性变化正好是本实用新型实际应用需要的。一般情况下，该感温层4的材料的居里点100温度低于800℃，优选地，最好所采用的感温层4材料的居里点100温度在400℃左右。如图4所示，具体地，该感温层4的材料磁导率具备第一温变点101 和第二温变点102，其中，第一温变点101的温度和第二温变点102的温度均低于感温层4的材料的居里点100温度。可选取第一温变点101的所对应的温度作为第一温度值，可选取第二温变点102的所对应的温度作为第二温度值；在该感温层4的软磁材料温度未达到第一温变点101之前，感温层4的软磁材料的磁导率基本不变，当感温层4的软磁材料温度达到第一温变点101且温度在不断上升的过程中，感温层4的软磁材料的磁导率开始随着温度升高逐步有规律的减小，直到温度升高到第二温变点102，感温层4的软磁材料的磁导率开始减小了变化率，直到温度达到该感温层4的软磁材料的居里点100，磁导率减小到零，此时该感温层4材料彻底失去磁性。
56.在一些实施例中，发热层2的材料包括铁磁性材料，例如铁或铁合金，该铁合金可以为410级不锈钢、420级不锈钢或430级不锈钢；其中，430级不锈钢是具有超过400℃的居里温度的铁磁材料。当发热层2的材料为铁磁性材料时，发热层2的材料的居里点温度需要高于感温层4的材料的居里点温度。具体地，发热层2的材料也可以采用非磁性材料，例如铝。
57.导热层3在一些实施例中可采用导热系数高的金属材料，例如金、银、铜等常见金属；也可以采用导热系数更高的非金属材料，例如石墨烯等；因此，导热层3的材料包括金、银、铜和石墨烯中的任意一种或多种。在一些实施例中，导热层3的材料包括抗磁性材料，以使得导热层3在变化的磁场中产生的热量较少，感温层4接受的热量基本来源于从导热层3传导的发热层2产生的热量。
58.感温层4的材料在一些实施例中可包括1j85材料。1j85材料又称1j85坡莫合金，是一种镍铁磁性合金，具备高磁导率和低矫顽力的特点。
59.该感受器1的形状可以为片状、管状、柱状等，在此不作限制。
60.本实用新型还构造了一种发热组件，包括上述感受器1及围绕于感受器1 外用于产生磁场的线圈。在一些实施例中，发热组件还可以包括设置感受器1 下部的固定基座5，固定基座5用于固定感受器1。本实用新型还构造了一种气溶胶产生制品，包括气溶胶产生基质及上述的感受器1，感受器1用于加热气溶胶产生基质。
61.本实用新型还构造了一种气溶胶产生装置，包括上述的发热组件或上述的气溶胶产生制品，电源组件用于驱动感受器产生热量，电源组件可包括电池。该气溶胶产生装置可包括壳体、设置于壳体内的发热组件以及设置于壳体内并与发热组件两电极引线电性连接的电池，气溶胶产生基质可从壳体的顶部插入到壳体中。发热组件的上端插入到气溶胶产生基质中，在通电升温后对气溶胶产生基质进行烘烤加热，形成可供用户抽吸的气雾。
62.图5示出本实用新型第一实施例的感受器1，在该实施例中，感受器1的形状为片状，感受器1包括片状的第一主体部11以及连接于该第一主体部11 顶端的第一尖头部12，其中，第一主体部11呈长方形片状结构，第一尖头部 12呈三角形片状结构，该第一尖头部12的底边长度与第一主体部11的窄边长度一样，且第一主体部11和第一尖头部12可以为一体成型。如图6所示，在该实施例中，感受器1由三层叠加结构组成，发热层2、导热层3和感温层 4之间相互平行，且三者相互层叠。
63.在该实施例中，发热层2、导热层3和感温层4三者之间的厚度占比可以为5:1:4。在一个实施例中，感受器1总厚度为0.5mm，其中发热层2占比 50％，感温层4占比40％，导热层3占比10％，成型之后三层之间是相互平行的；具体地，发热层2采用430级不锈钢，感温层4采用1j85材料，导热层3 采用铜。
64.根据电磁环境对感受器1趋肤效应的要求，感受器1可采用按上述尺寸压制而成的三层平行复合材料制作成外形12mm
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4mm的薄片式部件，其一端固定在气溶胶产生装置中的固定基座5，另一端对称倒角，便于气溶胶产生基质插入导向。感温层4材料的居里点在400℃左右，该感受器1置于电磁线圈感应中心，插入气溶胶产生基质之后，给线圈接通高频电流；当感受器1的温度达到第一温变点101的温度，第一温变点101的温度为150摄氏度，感温层4 的磁导率开始逐步有规律减小，从而引起线圈的电参数随着变化；通过电路对电参数的捕捉以及进行数据处理匹配，就可以推测出当前感受器1的温度值。利用交变电流具备一定的特性，可以依据这一特性实时探测感受器1的温度值，通常在加热气溶胶基质时，感受器1的目标温度在300℃左右，由于这个目标温度小于该材料的第二温变点102的温度，例如第二温变点102的温度为 380℃，因此可以确保感受器1从第一温变点101加热到目标温度300℃的过程中，感受器1的温度与磁导率之间的关系有规律地变化，且温度与磁导率一一对应。因此感温层4材料的磁导率是随温度有规律的变化的，就能够实现在这个温度范围内每个磁导率对应的温度值，且控温精度实现1℃以内。
65.图7示出本实用新型第二实施例的感受器1，感受器1的形状可以为中空的管状。在该实施例中，感受器1由三层嵌套结构组成，即发热层2、导热层 3和感温层4三者相互嵌套，导热层3和感温层4至少部分嵌入发热层2，导热层3将感温层4与发热层2间隔开。在一些实施例中，该感受器的感温层的布置数量可以为两个或两个以上，其导热层的布置数量也可以为两个或两个以上，在此不作限制。如图8所示，该感受器由图3所示的包括有两个感温层4、两个导热层3和一个发热层2的三层嵌套复合材料卷制而成。
66.在该实施例中，发热层2、导热层3和感温层4三者之间的厚度占比可以为6:1:3。在一个实施例中，感受器1总厚度为0.5mm，其中发热层2占比60％，感温层4占比30％，导热层3占比10％；具体地，发热层2采用430级不锈钢，感温层4采用1j85材料，导热层3采用铜。
67.根据电磁环境对感受器1趋肤效应的要求，感受器1可采用按上述方式压制而成的三层嵌套复合材料卷制成直径为7mm，长为12mm的管式部件，其一端固定在导向件，便于气溶胶产生基质插入导向，感温层4材料的居里点在 400℃左右，该感受器1置于电磁线圈感应中心，插入气溶胶产生基质之后，给线圈接通高频电流；当感受器1的温度达到第一温变点101的温度，第一温变点101的温度为150摄氏度，感温层4的磁导率开始逐步有规律减小，从而引起线圈的电参数随着变化，通过电路对电参数的捕捉以及进行数据处理匹配，就可以推测出当前感受器1的温度值。利用交变电流具备一定的特性，可以依据这一特性实时探测感受器1的温度值，通常在加热气溶胶基质时，感受器1 的目标温度在300℃左右，由于这个目标温度小于该材料的第二温变点102的温度，例如第二温变点102的温度为380℃，因此可以确保感受器1从第一温变点101加热到目标温度300℃的过程中，感受器1的温度与磁导率之间的关系有规律地变化，且温度与磁导率一一对应。因此感温层4材料的磁导率是随温度有规律的变化的，且控温精度实现1℃以内。
68.图9示出本实用新型第三实施例的感受器1，感受器1的形状可以是内部空心的柱
状，大致呈针式感受器1，感受器1包括柱状的第二主体部13以及连接于第二主体部13顶端的第二尖头部14。其中，第二主体部13呈圆柱状结构，第二尖头部14呈圆锥状结构，该第二尖头部14的底面面积与第二主体部13的顶部面积一样，且第二主体部13和第二尖头部14可以为一体成型。可理解地，感受器1的形状也可以为长方体状、杆状等其他形状，在此不作限制。具体地，在该实施例中，感受器1可以由三层嵌套结构组成，发热层2、导热层3和感温层4三者相互嵌套，导热层3和感温层4至少部分嵌入发热层 2，导热层3将感温层4与发热层2间隔开。在一些实施例中，该感受器的感温层的布置数量可以为两个或两个以上，其导热层的布置数量也可以为两个或两个以上，在此不作限制。如图10所示，该感受器由图3所示的包括有两个感温层4、两个导热层3和一个发热层2的三层嵌套复合材料卷制而成。
69.在该实施例中，发热层2、导热层3和感温层4三者之间厚度的占比可以为6:1:3。在一个实施例中，感受器1总厚度为0.5mm，其中发热层2占比 60％，感温层4占比30％，导热层3占比10％；具体地，发热层2采用430 级不锈钢，感温层4采用1j85材料，导热层3采用铜。
70.根据针式感受器设计要求，感受器1可采用按上述方式压制而成的三层嵌套复合材料卷制成直径为2mm，长为12mm的针式部件，其一端固定在气溶胶产生装置固定基座5，另一端倒斜角，便于气溶胶产生基质插入导向。这种材料的居里点在400℃左右，该感受器1置于电磁线圈感应中心，插入气溶胶产生基质之后，给线圈接通高频电流，当感受器1的温度达到第一温变点101 的温度，第一温变点101的温度为150摄氏度，感温层4的磁导率开始逐步有规律减小，从而引起线圈的电参数随着变化，通过电路对电参数的捕捉以及进行数据处理匹配，就可以推测出当前感受器1的温度值。利用交变电流具备一定的特性，可以依据这一特性实时探测感受器1的温度值，通常在加热气溶胶基质时，感受器1的目标温度在300℃左右，由于这个目标温度小于该材料的第二温变点102的温度，例如第二温变点102的温度为380℃，因此可以确保感受器1从第一温变点101加热到目标温度300℃的过程中，感受器1的温度与磁导率之间的关系有规律地变化，且温度与磁导率一一对应。因此感温层4 材料的磁导率是随温度有规律的变化的，且控温精度实现1℃以内。
71.本实用新型的感受器在感温层与发热层之间增加一层高导热率的导热层，并分别采用不同材料复合成多层结构的感受器，将软磁性材料和铁磁性材料复合一起，其结构简单，简化感受器的测温；而且相对于单材料软磁功能性材料的感受器，节省了制造成本，同时相对于在控温范围内的软磁材料，430等不锈钢不仅发热效率更高，而且耐腐蚀能力强，表面防护简单，有利于实现感受器的精准控温，提高发热效率。
72.可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。