在气溶胶生成系统中控制加热的方法

技术领域

本发明涉及一种在包括加热器的气溶胶生成系统中控制加热的方法，并且还涉及此类气溶胶生成系统。具体地，本发明涉及手持式电操作气溶胶生成系统，其通过加热使液体气溶胶形成基质汽化，以生成气溶胶。

背景技术

电操作气溶胶生成系统是已知的。此类系统通常由具有电池和控制电子器件的装置部分、气溶胶形成基质、电加热器和烟嘴组成，所述电加热器包括至少一个布置成加热气溶胶形成基质的电阻加热元件。在一些系统中，气溶胶形成基质包括液体，并且细长芯用于将液体气溶胶形成基质传送到加热器。加热器通常包括缠绕在细长芯周围的电阻加热丝的线圈。加热器、芯和液体气溶胶形成基质通常包含在筒内，所述筒可以附接到装置部分或接收在装置部分内。当用户激活装置时，电流通过加热器，引起电阻加热，从而汽化芯中的液体。通过烟嘴吸气或在烟嘴上抽吸，空气被抽吸通过系统并且夹带蒸气，随后冷却以形成气溶胶。充满气溶胶的空气经由烟嘴离开系统并进入用户的口中。

如本文所使用，术语“气溶胶生成基质”涉及能够释放可以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来释放此类挥发性化合物。气溶胶形成基质可以方便地为气溶胶生成制品或系统的一部分。

通常期望气溶胶生成系统能够产生随时间推移保持一致的气溶胶。当气溶胶用于人类消费时，尤其如此，因为气溶胶的变化可能会降低用户的经验，且极端变化可能是潜在危险的。通常还期望气溶胶生成系统在生成气溶胶所需的能量的数量方面，尽可能高效地产生气溶胶。然而，由于系统的制造工艺的变化、在此类系统中使用的气溶胶形成基质的特性的变化以及使用此类系统的不同操作条件，这可能难以实现。

在使用液体气溶胶形成基质的气溶胶生成系统中，还期望能够检测并避免“干加热”情况，即加热器在存在不足的液体气溶胶形成基质时被加热的情况。这种情况也被称为“干抽吸(dry puff)”，并且可能导致液体气溶胶形成基质过热以及可能的热分解，这可能产生诸如甲醛等的不期望副产物。

为了产生一致的气溶胶，可能期望控制或调节用于加热气溶胶形成基质的加热器的温度。

本发明的目标是提供一种气溶胶生成系统，其在加热气溶胶形成基质期间提供特性更一致的气溶胶。本发明的另一目标是提供一种气溶胶生成系统，其更有效地加热气溶胶形成基质，并且降低干抽吸的可能性。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种在包括加热器的气溶胶生成系统中控制加热的方法，所述方法包括：第一控制步骤，在所述第一控制步骤中向所述加热器提供预定功率并且确定所述加热器的电阻，其中所确定的电阻指示所述加热器的温度；监测预定条件并且在检测到所述预定条件时记录所述加热器的电阻；基于所记录的电阻确定对应于所述加热器的目标温度的目标电阻；以及第二控制步骤，在所述第二控制步骤中提供给所述加热器的功率可控地调整成将所述加热器的电阻朝向所述目标电阻驱动，使得将所述加热器朝向对应于所述目标电阻的目标温度驱动。

控制或调节加热器温度的一种方式是功率调节。在功率调节系统中，向加热器提供预定或恒定功率，并监测加热器的电阻。由于加热器的电阻与加热器的温度之间的关系通常已知或可以被确定，所以加热器的电阻能够提供加热器温度的指示。例如，加热器的电阻可以已知与加热器的温度成比例，在这种情况下，电阻与温度之间将存在基本线性的关系。

在提供预定或恒定功率时，加热器的温度一开始将朝向目标温度快速增加，例如，在大约0.3秒内。通常，选择功率以使得加热器的温度开始在目标温度的区域中稳定。然而，相比加热加热器所需的功率，通常需要较少的功率来将加热器的温度维持在目标温度处。因此，如果恒定功率继续传送到加热器，加热器的温度将在一段时间内继续增加超出目标温度但以较低的速率。通过监测电阻，如果电阻过高，即如果加热器的温度增大超出目标温度，可以减少或停止加热器的供电。然而，加热器温度在功率调节系统中有“过冲(overshoot)”目标温度的倾向。这可能是不希望的，因为它可能导致气溶胶生成增加并且因此在用户吸入期间气溶胶递送变化。此外，过冲目标温度意味着浪费能量，这不利地影响装置的效率。

控制或调节加热器温度的另一种方式是电阻调节。在电阻调节系统中，设置指示目标温度的目标电阻，并且提供给所述加热器的功率调整成使得所述加热器的电阻朝向所述目标电阻驱动或维持在目标电阻或目标电阻的区域中。然而，使用电阻调节来调节温度可能会有问题，原因是由于各种因素影响加热器的电阻，如制造差异、接触电阻的可变性、气溶胶生成基质的不同特性、不同环境温度以及各种加热器的不同几何形状、材料和电阻，计算目标电阻有困难。

本发明的第一方面的方法使用两个控制步骤以在气溶胶生成系统中控制加热；基于功率调节的第一控制步骤和基于电阻调节的第二控制步骤。这产生混合调节方法，这意味着可以利用两种调节类型的优势，同时可以减少每种类型的劣势。这种混合方法提供了如下许多益处。

基于功率调节的第一控制步骤仅需要向加热器提供恒定功率，并且确定加热器的电阻。在此控制步骤期间无需调整功率，因此与电阻调节相比，控制相对直接并且使用更少的控制资源。这在加热周期的初始阶段即当加热器仅仅变热时是有益的，原因是在这段时间期间不太需要调节温度。

在检测到预定条件时，记录电阻并且可以使用记录的电阻来基于记录的电阻确定目标电阻。由于目标电阻仅基于在检测到预定条件时记录的加热器的电阻，所以可以独立于可能影响加热器的电阻的各种因素确定目标电阻，所述各种因素诸如制造差异，接触电阻的可变性，气溶胶生成基质的不同特性，不同的环境温度以及各种加热器的不同几何形状、材料和电阻。

在确定目标电阻之后，接着可以使用基于电阻调节的第二控制步骤，在第二控制步骤中提供给加热器的功率可控地调整成将加热器的电阻朝向目标电阻驱动，使得将加热器朝向对应于目标电阻的目标温度驱动。这降低了加热器温度过冲目标温度的可能性。因此，在吸入期间并且对于后续的吸入，改善所生成气溶胶的特性的一致性或均匀性。例如，递送的气溶胶的体积可以更一致，气溶胶内包含的成分可以更一致。这使得整体改善用户体验。此外，通过减少温度过冲，能量浪费较少，并且改善系统的效率。

如本文所使用，术语‘目标电阻’是指加热器的电阻，其基于在检测到预定条件时记录的加热器的电阻来确定。如上文所论述的，由于加热器的电阻与加热器的温度之间的关系通常已知或可以被确定，所以加热器的电阻能够提供加热器温度的指示。因此，目标电阻具有相应的目标温度，反之亦然。

如本文所使用，术语‘目标温度’是指对应于目标电阻的温度或温度范围。目标温度足以从气溶胶形成基质生成气溶胶，但低于气溶胶形成基质发生热分解或产生不期望副产物的温度。

所述方法可以在检测到预定条件时从第一控制步骤切换到第二控制步骤。这允许对预定条件进行快速响应。

如本文所使用，术语‘预定条件’是指指示加热器的电阻处于或接近目标电阻的条件或标准。在执行方法之前，可以知道或确定该条件。如上文所论述的，当向加热器提供功率时，在开始稳定在大约目标温度之前，温度以及因此加热器的电阻一开始迅速增加。电阻开始稳定的点可以被监测，并且稳定过程中的各个点设置为预定条件。

可以如下所述从一个或多个不同条件选择预定条件。

作为一个实例，预定条件可以是从用户吸入开始所经过的时间。可以已知或可以确定电阻稳定在目标温度处或附近所花费的时间，并且此时间可以用作预定条件。

作为另一实例，预定条件可以是电阻的导数小于预定阈值。如本文所使用，术语‘电阻导数’是指电阻变化相对于另一变量变化的灵敏性的度量。例如，导数可以是电阻随时间的变化率，例如，电阻相对时间的梯度曲线，或者导数可以是采样时间内电阻的绝对变化。当电阻开始稳定在大约目标温度时，电阻随时间的变化率开始降低。预定条件可以是电阻变化率的特定值，并且所述方法可以监测电阻变化率何时下降到低于此值。

作为又一实例，预定条件可以是电阻的导数等于零。当加热器的温度已经达到最高温度时，它将达到特定功率，温度变化率以及因此电阻变化率将变成零。电阻的零变化率可以用作预定条件。

此外，预定条件可以是基于电阻和/或时间的任何合适的标准。

第一控制步骤和第二控制步骤可以在用户吸入期间执行，并且可选地在每次吸入或抽吸期间执行。这允许设置目标电阻，并且针对每次吸入有效地优化。如果目标电阻可能在抽吸之间变化，例如，如果气溶胶形成基质耗尽或环境操作条件快速变化，这可能尤为有用。

如本文中所使用，术语“吸入”和“抽吸”可互换地使用，并且旨在表示用户在系统的一端上抽吸以从系统抽吸气溶胶的动作。

第一控制步骤和第二控制步骤可以在第一用户吸入期间执行，并且第二和后续用户吸入可以仅使用第二控制步骤。这允许由第一用户吸入设置目标电阻，并在所有后续吸入中使用，使得在特定用户过程中所有后续吸入都产生一致的气溶胶。如果需要，加热器的温度可以比用基于功率调节的第一控制步骤更快地增加到目标温度，原因是第二控制步骤不受到必须提供恒定功率的限制。换句话说，如果系统需要，功率可以增加超出第一控制步骤的恒定功率，以便更快地朝向目标温度驱动加热器的温度。

可以在多个初始用户吸入之后确定目标电阻。可选地，可以在多个初始用户吸入期间仅执行第一控制步骤以及监测和检测预定条件并记录电阻的步骤。对于此选项，将在吸入之间并且不在吸入期间切换到第二控制模式。

可以基于从多个初始用户吸入记录的电阻的平均值来确定目标电阻。基于从多个初始用户吸入记录的电阻的平均值的目标电阻可以允许例如在气溶胶生成系统的初始启动期间在系统已经热稳定之前或者如果环境操作条件在启动时突然变化(例如，用户从室内移至室外)时考虑或平均初始记录电阻的变化。

在多个初始用户吸入之后的用户吸入可以仅使用第二控制步骤，目标电阻可以基于从多个初始用户吸入记录的电阻的平均值。这可以为特定用户过程中的后续吸入提供一致的气溶胶生成。如果需要，加热器的温度可以比用基于功率调节的第一控制步骤更快地增加到目标温度，原因是第二控制步骤不受到必须提供恒定功率的限制。

根据本发明的第二方面，提供一种气溶胶生成系统，其包括：加热器；电源；以及控制器，其中所述控制器配置成：在第一控制模式中，向所述加热器提供预定功率，并确定所述加热器的电阻，其中所确定的电阻指示所述加热器的温度；监测预定条件并且在检测到所述预定条件时记录所述加热器的电阻；基于所记录的电阻确定对应于所述加热器的目标温度的目标电阻；以及在第二控制模式中，可控地调整提供给所述加热器的功率以将所述加热器的电阻朝向所述目标电阻驱动，使得将所述加热器朝向对应于所述目标电阻的目标温度驱动。

本发明的第二方面的系统使用两种控制模式以在气溶胶生成系统中控制加热；基于功率调节的第一控制模式和基于电阻调节的第二控制模式。第一控制模式和第二控制模式对应于本发明的第一方面的方法的第一控制步骤和第二控制步骤。因此，系统配置了混合温度调节，这意味着可以利用两种调节类型的优势，同时可以减少每种类型的劣势。这种混合调节提供了许多益处，这在上文根据本发明的第一方面讨论过，为了简洁起见，在这里不再重复。

控制器可配置成在检测到预定条件时从第一控制模式切换到第二控制模式。这允许对预定条件进行快速响应。

预定条件可以选自以下各项中的一个或多个：i)从用户吸入开始所经过的时间；ii)电阻的导数小于预定阈值；以及iii)电阻的导数等于零。这些预定条件中的每一个与本发明的第一方面的预定条件相同，并且在上文论述过。为了简洁起见，这里不会重复该论述。此外，预定条件可以是基于电阻和/或时间的任何合适的标准。

在用户吸入期间，并且可选地在每个用户吸入期间，可以使用第一控制模式和第二控制模式。这允许设置目标电阻，并且针对每次吸入有效地优化。如果目标电阻可能在抽吸之间变化，例如，如果气溶胶形成基质耗尽或环境操作条件快速变化，这可能尤为有用。

第一控制模式和第二控制模式可以在第一用户吸入期间使用，并且第二和后续用户吸入可以仅使用第二控制模式。这允许由第一用户吸入设置目标电阻，并在所有后续吸入中使用，使得在特定用户过程中所有后续吸入都产生一致的气溶胶。如果需要，加热器的温度可以比用基于功率调节的第一控制模式更快地增加到目标温度，原因是第二控制模式不受到必须提供恒定功率的限制。换句话说，如果系统需要，功率可以增大超出第一控制模式的恒定功率，以便更快地朝向目标温度驱动加热器的温度。

可以在多个初始用户吸入之后确定目标电阻。可选地，可以在多个初始用户吸入期间仅使用第一控制模式以及监测和检测预定条件并记录电阻。对于此选项，将在吸入之间并且不在吸入期间切换到第二控制模式。

可以基于从多个初始用户吸入记录的电阻的平均值来确定目标电阻。基于从多个初始用户吸入记录的电阻的平均值的目标电阻可以允许例如在气溶胶生成系统的初始启动期间在系统已经热稳定之前或者如果环境操作条件在启动时突然变化(例如，用户从室内移至室外)时考虑或平均所确定的目标电阻的变化。

在多个初始用户吸入之后用户吸入可以只使用第二控制模式，并且目标电阻可以基于从多个初始用户吸入记录的电阻平均值。这可以为特定用户过程中的后续吸入提供一致的气溶胶生成。如果需要，加热器的温度可以比用基于功率调节的第一控制模式更快地增加到目标温度，原因是第二控制模式不受到必须提供恒定功率的限制。

在本发明的第一和第二方面两者中，加热器可以包括电阻加热元件。加热器可以包括电阻材料。合适的电阻材料包括但不限于：半导体例如掺杂陶瓷、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的陶瓷。合适的掺杂陶瓷的例子包括掺杂碳化硅。合适的金属的实例包含钛、锆、钽、铂、金及银。合适的金属合金的实例包含含不锈钢、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、含金合金、含铁合金以及以镍、铁、钴、不锈钢、

在本发明的第一和第二方面两者中，加热器可以包含内部加热元件或外部加热元件，或内部和外部加热元件，其中“内部”和“外部”是指相对于气溶胶形成基质的位置。内部加热元件可采用任何合适形式。例如，内部加热元件可采用加热叶片的形式。替代地，内部加热器可采用具有不同导电部分的套管或基板，或电阻式金属管的形式。替代地，内部加热元件可为贯穿气溶胶形成基质中心的一个或多个加热针或棒。其它替代物包括电热线或丝，例如，Ni-Cr(镍-铬)、白金、钨或合金线或加热板。任选地，可将内部加热元件沉积在刚性载体材料内或沉积在其上。在此类实施方案中，可使用具有温度与电阻率间定义关系的金属，形成电阻式加热元件。在此类示例性装置中，金属可在合适的绝缘材料(例如，陶瓷材料)上形成为迹线，然后夹在另一绝缘材料(例如，玻璃)中。以此方式形成的加热器可用于加热和监控加热元件在操作期间的温度。

加热器可以包括流体可渗透加热元件。流体可渗透加热元件可以是基本扁平的，且可包括导电丝。导电细丝可位于单一平面中。在其它实施例中，基本上平坦的加热元件可沿一个或多个维度弯曲，从而例如形成圆顶形状或桥形状。

导电细丝可限定细丝之间的空隙，且空隙可具有10μm到100μm之间的宽度。细丝可以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吸入空隙中，从而增加加热元件与液体之间的接触面积。

导电细丝可形成大小在160到600目US(+/-10％)之间(即，每英寸160与600个细丝之间(+/-10％))的网格。空隙的宽度优选地在75μm到25μm之间。网格的开口面积的百分比(其是空隙的面积与网格的总面积的比率)优选地在25％与56％之间。网格可以使用不同类型的交织或格子结构形成。替代地，导电细丝由彼此平行布置的细丝的阵列组成。

导电细丝的直径可以在10μm到100μm之间、优选地在8μm到50μm之间，并且更优选地在8μm到39μm之间。细丝可以具有圆形的横截面或者可以具有平坦的横截面。加热器细丝可通过蚀刻例如箔的片材而形成。如果加热器组件包括细丝的网格或织物，那么细丝可单独形成且针织在一起。

流体可渗透加热元件的面积可以例如小于或等于50平方毫米、优选地小于或等于25平方毫米、更优选地为大约15平方毫米。

加热元件的导电细丝的网格、阵列或织物的电阻可以在0.3欧姆与4欧姆之间。优选地，电阻等于或大于0.5欧姆。更优选地，导电细丝的网格、阵列或织物的电阻在0.6欧姆与0.8欧姆之间。

气溶胶形成基材可为液体气溶胶形成基材。如果提供液体气溶胶形成基质，那么气溶胶生成系统优选地包括用于保持液体的装置。例如，液体气溶胶形成基质可保持在液体储存部分或容器中。替代地或另外，液体气溶胶形成基质可被吸入多孔载体材料中。多孔载体材料可由任何合适的吸收滤嘴段或吸收体形成，例如，发泡金属或塑料材料、聚丙烯、聚酯纤维、尼龙纤维或陶瓷。

如果提供液体气溶胶形成基质，本发明的第一方面和第二方面都可以配置成检测干抽吸，例如，通过检测所记录的电阻何时增大超过阈值，或者通过检测将加热器维持在目标电阻所需的功率何时降低到低于阈值。

气溶胶形成基质可以是固体气溶胶形成基质。另选地，气溶胶形成基材可以包括固体和液体组分。气溶胶形成基材可包括含烟草材料，所述含烟草材料含有加热后从基材释放的挥发性烟草香味化合物。替代地，气溶胶形成基质可包括非烟草材料。气溶胶形成基质还可包括气溶胶形成剂。合适的气溶胶形成剂的实例是丙三醇和丙二醇。

气溶胶生成系统可包括壳体，该壳体具有烟嘴部分和主体部分。主体部分可以包括：电源，例如，可再充电锂离子电池；具有控制器的控制电路，例如，微控制器；和用于激活加热器的用户接口，例如，抽吸检测装置或按钮。烟嘴部分可以包括液体储存部分，例如含有液体气溶胶生成基质的筒。筒可以包括用于将液体气溶胶形成基质传送到加热器的毛细管材料。筒也可以包括加热器。

控制电路可以布置成向加热元件提供作为一系列电压脉冲的功率。然后可以通过调节电压脉冲的占空比来调节向加热元件提供的功率。可通过更改脉冲宽度或脉冲频率或这两者，调整占空比。替代地，电路可以布置成以连续DC信号向加热元件供电。比例-积分-微分(PID)控制回路可用于将加热器的电阻朝向目标电阻驱动。

根据本发明的第三方面，提供了一种用于气溶胶生成系统的控制器，所述控制器配置成执行上述任何方法。

根据本发明的第四方面，提供了一种计算机程序，该计算机程序当在用于气溶胶生成系统的可编程控制器上运行时，使可编程控制器执行上述任何方法。

关于一个方面描述的特征可以等同地适用于本发明的其它方面。

附图说明

现在将参考附图仅以举例的方式描述本发明的实施例，其中：

图1是根据本发明的实施例的气溶胶生成系统的示意性图示；

图2是由根据本发明的实施例的方法获得的气溶胶生成系统的加热器的温度曲线的示意性图示。

图3是由根据本发明的另一实施例的方法获得的气溶胶生成系统的加热器的温度曲线的示意性图示。

图4是由根据本发明的另一实施例的方法获得的气溶胶生成系统的加热器的温度曲线的示意性图示。

图5是由根据本发明的另一实施例的方法获得的气溶胶生成系统的加热器的温度曲线的示意性图示。

图6是由根据本发明的另一实施例的方法获得的气溶胶生成系统的加热器的温度曲线的示意性图示。

图7为展示干抽吸场景的气溶胶生成系统的加热器的温度曲线的示意性图示。

图8为展示另一干抽吸场景的气溶胶生成系统的加热器的温度曲线的示意性图示。

图9是图1中所示类型的气溶胶生成系统的温度控制电路的示意图。

具体实施方式

图1是气溶胶生成系统的示意性图示。系统100包括壳体101，该壳体具有烟嘴部分103和主体部分105。在主体部分105中，提供了例如可再充电锂离子电池的电源107、具有控制器110(例如，微控制器)的控制电路109和抽吸检测装置111。在烟嘴部分103中，提供液体储存部分113，例如，含有液体气溶胶生成基质115的筒；由毛细管材料形成的芯117；和加热器119，该加热器包括至少一个加热元件。芯117的一端延伸到筒113中，且芯117的另一端被加热器119环绕。加热器119通过连接121连接到抽吸检测装置111，该抽吸检测装置又通过另外的连接(未示出)连接到控制电路109。壳体101还包括：空气入口123，该空气入口在吸烟检测装置111的区域中；空气出口125，该空气出口离开烟嘴部分103；和围绕加热器119的气溶胶形成室127。

液体气溶胶形成基质115通过毛细管作用由芯117从筒113传输或传送到芯的被电加热器119包围的端部。在使用中，用户通过烟嘴部分103吸气或在该烟嘴部分上抽吸，通过空气入口123抽吸环境空气。吸入或抽吸被吸烟检测装置111检测或感测，该吸烟检测装置激活加热器119。电池107向加热器119供应能量以加热芯117的被加热器环绕的端部。芯117的所述端部中的液体被加热器119汽化从而产生过饱和蒸气。同时，经过汽化的液体替换为通过毛细管作用沿着芯117移动的其它液体。所产生的过饱和蒸气与来自空气入口123的气流混合并在该气流中载送，并在气溶胶形成室127中冷凝以形成可吸入气溶胶，所述可吸入气溶胶朝向出口125载送且进入用户口中。

控制器110可编程并且具有内置软件或固件来控制向加热器119的供电以便调节其温度。这继而会影响加热器的温度分布，这将影响所产生的气溶胶的数量。控制器110通过脉宽调制(PWM)向加热器119提供功率，脉宽调制使用一系列电压脉冲来传输功率。提供给加热器的功率可以通过以恒定频率改变脉冲的占空比来变化。占空比是电力接通时间与电力关闭时间的比率。换句话说，电压脉冲宽度与电压脉冲之间的时间的比率。例如，5％的低占空比将提供比95％的占空比小得多的功率。

图2示出了由根据本发明的实施例的方法加热的气溶胶生成系统的加热器的电阻R相对时间t和温度曲线的图形。具体来说，图2示出了用户过程的前三次吸入或抽吸，其中所有三个吸入都由混合调节来控制，即功率调节和电阻调节的组合。

系统在时间t

在图2的实例中，预定条件是电阻变化率下降到低于某个阈值的点，即温度曲线的梯度降低到预定值的点。具体地说，在图2中，预定条件是温度曲线的梯度接近零的点。

在时间t

在时间t

在图2的实例中，在每次随后吸入或抽吸中使用与上述类似的混合调节。用户分别在时间t

图3示出了由根据本发明的另一实施例的方法加热的气溶胶生成系统的加热器的电阻R相对时间t和温度曲线的图形。具体来说，图3示出了用户过程的前三次吸入或抽吸，其中只有第一吸入由混合调节来调节，并且第二和后续吸入仅使用电阻调节来调节。

在图3中，在时间t

图3中的第二吸入和第三吸入分别在时间t

图4示出了由根据本发明的另一实施例的方法加热的气溶胶生成系统的加热器的电阻R相对时间t和温度曲线的图形。具体来说，图4示出了用户过程的前五次吸入或抽吸，其中前三次吸入由混合调节来调节，第四和后续吸入仅使用电阻调节来调节。

在图4中，在时间t

在图4中，在时间t

在切换到第二控制步骤或模式之后，基于图4中在时间t

以与第一吸入相同的方式调节图4中的第二吸入和第三吸入。第二吸入和第三吸入分别在时间t

从前三次吸入记录的三个单独电阻R

图5示出了由根据本发明的另一实施例的方法加热的气溶胶生成系统的加热器的电阻R相对时间t和温度曲线的图形。具体来说，图5示出了用户过程的前七次吸入或抽吸，其中前五次吸入由混合调节来调节，第六吸入和后续吸入仅使用电阻调节来调节。这种方法可以在所记录的前几次吸入的电阻有显著差异时使用，即电阻变化超出预定或可接受范围，例如，在气溶胶生成系统初始启动时，在系统热稳定之前，可能发生这种情况。

在图5中，在时间t

确定目标电阻的条件可以是所记录的最后n个吸入或抽吸的电阻落入最大预定范围ΔRmax内。如果落入，则目标电阻可以基于最后一次记录的电阻或最后n次吸入的平均值。

在图5中，n设置为3，电阻R

在时间t

在时间t

以与图3的第二吸入和第三吸入相同的方式调节第六吸入和第七吸入。图5中的第六吸入和第七吸入分别在时间t

图6示出了由根据本发明的另一实施例的方法加热的气溶胶生成系统的加热器的电阻R相对时间t和温度曲线的图形。具体来说，图6示出了用户过程的前五次吸入或抽吸，其中前三次吸入仅由功率调节来调节，第六吸入和后续吸入仅使用电阻调节来调节。

图6的前三个吸入与图中所示的其他实例的初始吸入不同在于其仅由功率调节来调节。在图6中，在时间t

如上所述，功率调节系统通常使用相对较高的预定功率，例如80％至95％的占空比，以便尽快将加热器的温度升高至目标温度。一旦已经达到目标温度，可以逐渐降低功率，因为维持加热器在目标温度需要的功率通常比使其变热的功率少。然而，由于第一吸入在吸入期间不会切换到第二控制步骤或模式，即，在检测到预定条件时，电阻不在记录的电阻下调节，因此加热器的温度继续增加到高于所记录的电阻，尽管是以较低的速率。

可以在检测到预定条件即在时间t

以与第一吸入相同的方式调节图6中的第二吸入和第三吸入。第二吸入和第三吸入分别在时间t

从前三次吸入记录的三个电阻R

替代地，如果三个记录的电阻R

图7示出了根据本发明的实施例的气溶胶生成系统的加热器的电阻R相对时间t和温度曲线的图形，其中，加热器正呈现干抽吸情景。具体来说，图7示出了用户过程的前三次吸入或抽吸，其中所有吸入都由混合调节即功率调节和电阻调节的组合来控制。如上所述，“干抽吸”或“干加热”情况在存在不足液体气溶胶形成基质时加热器被加热的情况下发生。这可能导致过热，并且可能导致液体气溶胶形成基质热分解，这可能产生诸如甲醛等的不期望副产物。

在图7中，在时间t

以与第一吸入相同的方式调节图7的第二吸入和第三吸入，并且该第二吸入和第三吸入分别在时间t

所述系统配置成检测由于液体不足而造成记录的电阻的此显著增加。具体地说，所述系统配置成检测所记录的电阻何时增加到高于阈值。在检测时，所述系统能够隔离加热器以防止进一步干抽吸，从而降低用户暴露于不需要的副产物的可能性。检测干抽吸和隔离加热器的指令可以在编程到控制器的软件中实施。

图8示出了根据本发明的实施例的气溶胶生成系统的加热器的电阻R相对时间t和温度曲线的图形，其中，加热器正呈现另一干抽吸情景。具体来说，图8示出了用户过程的前三次吸入或抽吸，其中，第一吸入由混合调节来调节，后续吸入由电阻调节来调节。

在图8中，在时间t

对于第二吸入和第三吸入，在加热器处可用的液体气溶胶生成基质不足，因此发生干抽吸。图8中的第二吸入和第三吸入分别在时间t

所述系统配置成检测将加热器维持在目标电阻所需的功率的显著降低。具体地说，所述系统配置成检测维持加热器在目标电阻所需的功率何时下降到低于阈值。在检测时，所述系统能够隔离加热器以防止进一步干抽吸，从而降低用户暴露于不需要的副产物的可能性。检测干抽吸和隔离加热器的指令可以在编程到控制器的软件中实施。

图9图示了根据本发明的一个实施例用于提供所描述的温度调节的控制电路200。

电路200包括加热器214，该加热器包括电阻加热元件，该电阻加热元件通过连接222连接到电源。电源提供电压V2。附加电阻器224已知电阻为r，与加热器214串联地插入。电路中在加热器214与附加电阻器224之间的某点处，即在加热器214的接地侧存在电压V1。电压V1在地与电压V2之间的中间。用于提供温度调节的软件集成到编程到微控制器218中的软件中，该软件能够通过微控制器218的输出230向晶体管226传送脉宽调制电压信号，该信号充当根据脉宽调制电压信号激活加热器214的简单开关。

加热器214的温度指示(在这个实例中，加热器214的电阻)是通过测量加热器214的电阻来确定的。温度的指示用于调节向加热器214供应的脉宽调制电压的占空比，以便维持加热器接近目标电阻。温度指示是在经选择以与控制过程所需的时序匹配的频率下确定的，并根据需要可以每100ms确定一次或更频繁地确定。

微控制器218上的模拟输入221用于监测加热器214的电源侧的电压V2。微控制器上的模拟输入223用于监测加热器214的接地侧的电压V1。

在特定温度下测量的加热器电阻为R

V＝IR (1)

在图9中，加热器两端的电压是V2-V1，且流经加热器的电流是I。因此：

再次使用上述(1)，使用电阻r已知的附加电阻器224确定电流I。流经电阻器224的电流也是I，并且电阻器224两端的电压是V1。由此：

因此，组合(2)和(3)得出：

因此，当正使用气溶胶生成系统时，微控制器218可以测量V2和V1，并且已知r的值，可以在特定温度下确定加热器的电阻R

使加热器电阻R

其中A是加热器材料的热阻系数，R

控制电路200的优势是无需温度传感器。这些传感器可能很庞大且昂贵。另外，电阻值而非温度可以被微控制器直接使用。如果使加热器电阻R

编程到微控制器218中的软件配置成监测预定条件，并在检测到预定条件时记录加热器的电阻。预定条件和电阻可以存储在微控制器218的存储器中。编程到微控制器218中的软件配置成基于所记录的电阻来确定目标电阻。

微控制器218还配置成调整脉宽调制电压信号的占空比，以控制提供给加热器的功率，以便将加热器的电阻朝向目标电阻驱动，使得将加热器朝向对应于目标电阻的目标温度驱动。为了调节电阻，确定加热器电阻R

向加热器214提供的功率P可以由以下公式确定：

P＝VI (6)

其中V为加热器两端的电压，即V2-V1，I是通过加热器的电流，其可使用上述(3)确定。所确定的功率可以用于例如检测图8中示出的干抽吸情景。