1.本发明涉及一种具有用于检测用户的抽吸的装置的电加热气溶胶生成装置。本发明还涉及一种用于在使用此类气溶胶生成装置时检测用户的抽吸的方法。


背景技术：

2.用于通过电加热气溶胶形成基质来生成可吸入气溶胶的电加热气溶胶生成装置大体上是现有技术中已知的。此类装置可包括用于接收包括待加热的气溶胶形成基质的气溶胶生成制品的至少一部分的腔。所述装置还包括电加热器，所述电加热器用于当所述制品接收在所述腔中时加热待加热的基质。为了使用户的体验保持尽可能的一致，当用户进行抽吸时，基质的加热温度将保持在一定水平。然而，加热温度可在消耗期间，特别是由于在用户的抽吸期间通过系统抽吸的气流变化。出于此原因，正确的抽吸检测对于确保准确控制加热过程至关重要。一般来说，当用户进行抽吸时，可以通过测量通过装置的接收腔的气流的温度下降来实现抽吸检测。为此，许多装置包括在接收腔内的温度传感器，该温度传感器直接位于气流通路内，以便允许即时检测抽吸。然而，这种布置可以限制通过装置的气流。此外，如果位于接收腔内，则温度传感器可能受损，特别是由于在清洁腔期间或在将制品插入腔中或从腔移除期间产生的机械效应。
3.因此，将期望具有一种电加热气溶胶生成装置和一种用于抽吸检测的方法，它们具有现有技术解决方案的优点但没有它们的限制。具体而言，将期望具有一种电加热气溶胶生成装置和一种用于抽吸检测的方法，它们提供基于温度测量的改进的抽吸检测。


技术实现要素：

4.根据本发明，提供了一种用于加热能够在加热时形成可吸入气溶胶的气溶胶形成基质的电加热气溶胶生成装置。所述装置包括接收腔，所述接收腔用于可移除地接收包括待加热的气溶胶形成基质的气溶胶生成制品的至少一部分。所述装置还包括电加热器，所述电加热器用于在所述制品接收在所述接收腔中时加热所述气溶胶形成基质。另外，所述装置包括抽吸检测器，所述抽吸检测器构成温度传感器以检测指示用户进行抽吸的腔中的气流的温度变化。所述温度传感器在所述接收腔外部布置在距接收腔的内表面上的测试点一预定距离处。
5.根据本发明，已认识到将温度传感器布置在腔外部防止传感器受损。与此同时，这种布置出人意料地仍允许足够快地检测用户的抽吸，以实现准确的温度控制，尽管腔中的气流的温度下降的发生与其在腔外部的温度传感器的位置处的可检测性之间可能存在时间延迟。具体而言，温度传感器可配置成通过穿过形成接收腔的至少一部分的装置的壁构件的热传导检测接收腔中的气流的温度变化。
6.另外，使温度传感器布置在接收腔外部有利地允许简单的腔设计。具体而言，腔不需要包括用于连接传感器的任何电馈通。出于此原因，腔可包括封闭的内表面。有利地，这还允许屏蔽气溶胶生成装置的其它部分，例如电子部件，使其免受腔内的不利湿气影响。
7.优选地，温度传感器不与腔中的气流流体连通，这出于上述相同的原因证明是有利的。即，温度传感器不与通过装置，特别是通过接收腔的气流直接接触。实际上，温度传感器优选地检测测试点处的腔的温度变化，该温度变化是由在测试点的位置处沿着腔的内表面通过的气流的温度变化引起的。
8.优选地，温度传感器可包括至少一个热敏电阻。与其它类型的温度传感器(例如，电阻温度传感器)相比，热敏电阻有利地在有限温度范围内实现更大的精度。热敏电阻还提供适当的温度响应，因为与标准电阻器相比，热敏电阻的电阻更依赖于温度。另外，热敏电阻非常适合于点感测，因为能够在测量特定点处的温度时实现高准确度。这尤其有利于测量靠近接收腔的内表面上的测试点的气流的温度。
9.优选地，热敏电阻是负温度系数(ntc)热敏电阻。ntc热敏电阻包括随着温度的升高而减小的电阻。ntc热敏电阻特别适合监测温度的微小变化，如在用户的抽吸期间发生的那些变化。这是因为ntc热敏电阻材料的电阻在温度的微小变化内与温度成线性比例关系。
10.热敏电阻可具有盘、杆、板、珠或铸造片的形状。此类形状允许热敏电阻非常紧凑地集成在气溶胶生成装置中。例如，如下文将更详细地解释的，热敏电阻可以集成到接收腔的壁构件中。
11.热敏电阻可包括陶瓷材料、聚合物或半导体材料中的至少一者，例如烧结的金属氧化物。
12.温度传感器与接收腔的内表面上的测试点之间的预定距离可以在0.1毫米到2毫米，特别是0.15毫米到1毫米，优选0.2毫米到0.5毫米的范围内。此距离对于接收腔中的温度变化的快速可检测性是有利的。
13.接收腔可包括插入开口，可以通过所述插入开口将气溶胶生成制品插入到接收腔中。如本文所使用，气溶胶生成制品插入的方向表示为插入方向。优选地，插入方向对应于长度轴线的延伸，特别是接收腔的中心轴线的延伸。
14.在插入到接收腔中后，气溶胶生成制品的至少一部分仍可向外延伸通过插入开口。优选地，提供向外延伸的部分以用于与用户交互，特别是用于到达用户的嘴部中。因此，在使用所述装置期间，插入开口可接近嘴部。因此，如本文所使用，在使用所述装置时，靠近插入开口或靠近用户的嘴部的区段分别用前缀“近侧”表示。布置得更远的区段用前缀“远侧”表示。
15.相对于此惯例，接收腔可以布置在或位于气溶胶生成装置的近侧部分中。插入开口可以布置在或位于气溶胶生成装置的近端处，特别是在接收腔的近端处。
16.同样，接收腔可以形成为腔，特别是细长腔，包括远端部分和近端部分。如果存在，插入开口可以布置在接收腔的近端处。在远端处，接收腔可包括与插入开口相对的底部。
17.接收腔的内表面上的测试点可以位于腔的远端部分处。具体而言，接收腔的内表面上的测试点可以位于接收腔的底部或接收腔的侧壁的远端部分处。这种布置在通过腔的气流穿过腔的远端部分的装置的构造中特别有利。具体而言，这适用于气流在被接收在腔中时在腔的远端部分处进入气溶胶生成制品的情况。当用户进行抽吸时，这些部分对气流的温度变化最敏感。
18.温度传感器可以布置在形成接收腔的至少一部分的装置的壁构件处或至少部分地布置在装置壁构件内。如上文所描述的，壁构件可以是接收腔的侧壁或底部的一部分。如
本文所使用，术语“布置在装置的壁构件处”特别意指温度传感器布置在与形成接收腔的内表面的至少一部分的壁构件的另一表面相对的壁构件的表面处。在此构造中，在温度传感器布置的位置处的壁构件的厚度优选地对应于温度传感器与接收腔的内表面上的测试点之间的预定距离。
19.温度传感器至少部分地布置在壁构件内可有利于减小温度传感器与接收腔的内表面上的测试点之间的预定距离，并且因此减少温度传感器可检测到接收腔中的温度变化的反应时间。另外，使温度传感器至少部分地布置在壁构件内有利地允许温度传感器紧凑地集成在气溶胶生成装置中。
20.具体而言，对于稍后的构造，温度传感器可以布置在凹部中，所述凹部形成在与腔的内表面相对的一侧上的壁构件中。壁构件包括在与腔的内表面相对的一侧上的温度传感器至少部分地布置在其中的凹部，这有利地允许提供气溶胶生成装置的紧凑设计。
21.优选地，温度传感器通过导热连接装置，特别是借助于导热粘合剂或借助于导热垫，附接到与腔的内表面相对的壁构件的表面。优选地，导热垫是粘合剂。导热粘合剂或导热垫有利地确保温度传感器与壁构件之间的良好热接触，并且因此与接收腔的内表面上的测试点良好热接触。
22.另外，导热粘合剂或导热垫可以是可变形的。有利地，可变形性允许补偿制造公差。
23.导热粘合剂可以是两部分环氧树脂。导热粘合剂可包括金属、金属氧化物、二氧化硅或陶瓷微球。
24.代替导热粘合剂或导热垫，导热连接装置可包括导热脂。导热脂可包括可聚合液体基质和大体积分数的电绝缘但导热的填料。基质材料可包括环氧树脂、硅树脂、聚氨酯和丙烯酸酯。填料可包括氧化铝、氮化硼、氧化锌和越来越多的铝。
25.为了进一步加快在腔外部的温度传感器的位置处对接收腔中的温度变化的可检测性，气溶胶生成装置可包括布置在接收腔的内表面上的测试点与温度传感器之间的热导体。优选地，热导体至少在测试点的位置处形成接收腔的内表面的一部分。甚至更优选地，热导体沿着接收腔的内表面上的测试点与温度传感器之间的完整(预定)距离延伸。例如，热导体可包括金属材料或金属氧化物材料，例如不锈钢或铝或铜。
26.如本文所使用，术语“导热的”和“热导体”是指包括具有比形成接收腔的至少一部分的装置的其它部分更大的导热率的材料的材料或元件。热导体可包括至少0.5w/(m
·
k)[瓦特每米
‑
开尔文]，特别是至少1w/(m
·
k)[瓦特每米
‑
开尔文]，优选至少4w/(m
·
k)[瓦特每米
‑
开尔文]，更优选至少20w/(m
·
k)[瓦特每米
‑
开尔文]，最优选至少100w/(m
·
k)[瓦特每米
‑
开尔文]的热导率，这是在室温(20摄氏度)下测得的。
[0027]
除了温度传感器之外，抽吸检测器还可包括用于将温度传感器的输出信号转换成指示接收腔中的气流的温度变化的信号的电路。电路可以包括用于电流
‑
电压转换的跨阻放大器、反相信号放大器、单端到差分转换器、模数转换器和微控制器中的至少一个。
[0028]
所述气溶胶生成装置还可包括控制器，所述控制器与抽吸检测器可操作地联接以用于基于由温度传感器提供的温度信号，特别是基于由抽吸检测器提供的指示接收腔中的气流的温度变化的信号来确定用户的抽吸。控制器可进一步配置成控制气溶胶生成装置的整体操作，特别是加热过程。基于由抽吸检测器提供的指示温度变化的信号，控制器可具体
地配置成调整对加热过程的控制，以便在用户进行抽吸时将加热温度维持在某一水平。
[0029]
控制器和抽吸检测器的至少部分可以是气溶胶生成装置的整体电路的组成部分。
[0030]
气溶胶生成装置可包括电源，优选电池，例如磷酸铁锂电池。作为备选，电源可以是另一形式的电荷存储装置，诸如电容器。电源可能需要再充电，且可具有允许存储足够用于一次或多次用户体验的能量的容量。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，电源可具有足够的容量以允许预定数量的抽吸或不连续的加热装置的启动。
[0031]
气溶胶生成装置可包括与接收腔流体连通的至少一个空气入口。因此，气溶胶生成系统可包括空气路径，该空气路径从至少一个空气入口延伸到接收腔中，并且可能进一步通过制品内的气溶胶形成基质和烟嘴进入到用户的嘴部中。
[0032]
优选地，空气入口在用于将制品插入腔中的接收腔的插入开口处实现。当制品接收在腔中时，空气可以在插入开口的边缘处被抽吸到接收腔中，并且进一步通过形成在气溶胶生成制品的外圆周与接收腔的内表面的至少一个或多个部分之间的气流通路。
[0033]
接收腔可包括在接收腔的内部中延伸的多个突起。优选地，多个突起彼此间隔开，使得在相邻突起之间，即，通过相邻突起之间的间隙(自由空间)形成气流通路，
[0034]
另外，多个突起可构造为接触气溶胶生成制品的至少一部分以将气溶胶生成制品保持在接收腔中。
[0035]
多个突起中的至少一个突起，特别是每个突起可以包括肋，或者可以形成肋，或者可以是肋。优选地，一个或多个肋沿着接收腔的长度轴线，特别是中心轴线的方向延伸。优选地，接收腔的长度轴线对应于可沿着其将气溶胶生成制品插入到接收腔中的插入方向。
[0036]
肋可以围绕长度轴线，特别是中心轴线对称地布置。具体而言，肋可以围绕长度轴线，特别是中心轴线等距间隔地布置。这些构造中的任一个对于装置的改进的气流管理都是有利的。如上文所描述的，术语“沿着长度轴线，特别是中心轴线的方向延伸”包括平行于中心轴线的延伸以及在中心轴线的大致方向(其可相对于中心轴线倾斜(例如，2度到5度)，但仍然位于与中心轴线相应的共同平面中)上的延伸。后者特别适用于如下文进一步提到的接收腔的基本上锥形的，例如圆锥形或截头圆锥形形状。
[0037]
一个或多个肋可以具有基本上三角形的横截面形状。备选地，一个或多个肋可以具有基本上矩形或基本上梯形或基本上半卵形或基本上半圆形的横截面形状。
[0038]
一个或多个肋可包括接触表面，所述接触表面优选地适于在将制品插入到接收腔中时接触表面接触的气溶胶生成制品的相应部分的形状。
[0039]
多个突起中的至少一个突起，特别是每个突起可以是倒角的或可以包括至少一个倒角。优选地，各个突起可以在面向接收腔的插入开口的一侧处是倒角的，或者可以包括面向接收腔的插入开口的至少一个倒角。有利地，这便于将制品插入到接收腔中。同样，各个突起可以在背对接收腔的插入开口的一侧处是倒角的，或者可以包括背对接收腔的插入开口的至少一个倒角。有利地，这便于从接收腔移除制品。
[0040]
所述气溶胶生成装置可包括布置在接收腔内，特别是在接收腔的远端处的一个或多个端部止挡件。一个或多个端部止挡件优选地构造成限制气溶胶生成制品插入到接收腔中的插入深度。具体而言，一个或多个端部止挡件可构造成防止气溶胶生成制品邻接接收腔的远端处的接收腔的内表面，所述接收腔的远端处的接收腔的内表面与接收腔的近端处
的接收腔的插入开口相对。因此，当制品接收在接收腔中时，一个或多个端部止挡件有利地在接收腔的远端部分内提供自由空间，从而允许在接收腔的远端与气溶胶生成制品的远端之间的自由空气流动。一个或多个端部止挡件可包括接触表面，当制品接收在接收腔中时，气溶胶生成制品，特别是气溶胶生成制品的远端可以邻接所述接触表面。
[0041]
优选地，气溶胶生成装置可包括多个单独的端部止挡件，例如三个端部止挡件，所述端部止挡件布置在接收腔内，特别是在接收腔的远端处。
[0042]
多个端部止挡件可以围绕接收腔的长度轴线，特别是中心轴线对称地布置。具体而言，多个端部止挡件可以围绕接收腔的长度轴线，特别是中心轴线等距间隔地布置。如上文所描述的，这允许围绕端部止挡件和接收在接收腔中的制品的自由空气流动。
[0043]
气溶胶生成装置的电加热器可以是感应加热器。感应加热器可包括感应源，所述感应源包括配置成在接收腔内产生交变电磁场，特别是高频电磁场的感应器。交变电磁场，特别是高频电磁场可以在500khz(千赫)至30mhz(兆赫)之间，特别是在5mhz至15mhz之间，优选地在5mhz与10mhz之间的范围内。在将制品插入到接收腔中时，交变电磁场用于感应加热与待加热的气溶胶形成基质热接触或热接近的感受器。感应器可以布置成例如分别围绕接收腔的至少一部分或接收腔的内表面的至少一部分。例如，感应器可以是布置在接收腔的侧壁内的感应器线圈，例如螺旋线圈。感应器可布置成例如仅围绕接收腔的内表面的远侧部分。同样，感应器可以布置成例如围绕接收腔的内表面的至少中间轴向部分，其中中间轴向部分位于接收腔的内表面的远侧部分与近侧部分之间。
[0044]
备选地，加热器可以是包括电阻加热元件的电阻加热器。电阻加热元件配置成由于电阻加热元件的瞬时欧姆电阻或电阻负载而在电流通过其时变热。例如，电阻加热元件可以包括电阻加热丝、电阻加热迹线、电阻加热网格或电阻加热网中的至少一者。在使用所述装置时，电阻加热元件与待加热的气溶胶形成基质热接触或热接近。
[0045]
一般来说，接收腔可以具有任何合适的形状。具体而言，接收腔的形状可对应于待接收在其中的气溶胶生成制品的形状。优选地，接收腔可具有基本上圆柱形形状或锥形形状，例如基本上圆锥形或基本上截头圆锥形形状。
[0046]
同样，接收腔可具有任何合适的横截面，如在垂直于接收腔的长度轴线或垂直于制品的插入方向的平面中所见。具体而言，接收腔的横截面可对应于待接收在其中的气溶胶生成制品的形状。优选地，接收腔具有基本上圆形的横截面。备选地，接收腔可具有基本上椭圆形的横截面或基本上卵形的横截面或基本上正方形的横截面或基本上矩形的横截面或基本上三角形的横截面或基本上多边形的横截面。如本文所使用，上述形状和横截面优选地指代接收腔的形状或横截面，而不考虑任何突起。
[0047]
接收腔可以形成为接收腔模块，特别是形成为管状套筒，其可插入到气溶胶生成装置的主体中。有利地，这允许气溶胶生成装置的模块化组装。
[0048]
备选地，接收腔的至少一部分可以与主体一体地形成。通过将接收腔的至少一部分设置为主体的一部分，可以减少构成气溶胶生成装置所需的部件的数量。
[0049]
本发明还涉及一种气溶胶生成系统，该气溶胶生成系统包括根据本发明并且如本文所述的气溶胶生成装置。所述系统还包括气溶胶生成制品，所述气溶胶生成制品包括待由装置加热的至少一个气溶胶形成基质，其中所述制品的至少一部分可移除地可接收或可移除地接收在所述装置的接收腔中。
[0050]
气溶胶生成制品可以是消耗品，特别是旨在供单次使用。气溶胶生成制品可以是烟草制品。具体而言，所述制品可以是杆状制品，优选圆柱形杆状制品，其可类似于常规香烟。
[0051]
制品可包括以下元件中的一者或多者：第一支承元件、基质元件、第二支承元件、冷却元件和过滤器元件。优选地，气溶胶生成制品至少包括第一支承元件、第二支承元件和位于第一支承元件与第二支承元件之间的基质元件。
[0052]
所有前述元件可以按照上述顺序沿着制品的长度轴线顺序布置，其中第一支承元件优选地布置在制品的远端处，并且过滤器元件优选地布置在制品的近端处。上述元件中的每一个都可以是基本圆柱形的。具体而言，所有元件都可以具有相同的外部横截面形状。另外，元件可由外包装物包围，以便将元件保持在一起并维持杆状制品的期望的圆形横截面形状。优选地，包装物由纸制成。
[0053]
如本文所使用，术语“气溶胶形成基质”涉及能够在加热时释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基质。气溶胶形成基质可以是固体或液体气溶胶形成基质。气溶胶形成基质可包括含烟草材料，该含烟草材料含有在加热时从基质释放的挥发性烟草香味化合物。备选地或附加地，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。气溶胶形成基质还可包括其它添加剂和成分，例如尼古丁或调味物质。具体而言，液体气溶胶形成基质可包括水、溶剂、乙醇、植物提取物和天然或人工调味剂。气溶胶形成基质还可以是糊状材料、包括气溶胶形成基质的多孔材料小袋或者例如与胶凝剂或粘性剂混合的松散烟草，其可包括诸如丙三醇的常见气溶胶形成剂，并且接着被压缩或模制成棒。
[0054]
基质元件优选地包括待加热的至少一个气溶胶形成基质。在气溶胶生成系统基于感应加热的情况下，基质元件还可包括与气溶胶形成基质热接触或热接近的感受器。如本文所用，术语“感受器”是指包括能够在交变电磁场内被感应加热的材料的元件。这可以是感受器中引起的磁滞损耗或涡电流中的至少一种的结果，这取决于感受器材料的电特性和磁特性。
[0055]
第一支承元件和第二支承元件中的至少一者可包括中心空气通路。优选地，第一支承元件和第二支承元件中的至少一者可包括中空乙酸纤维素管。备选地，第一支承元件可以用于覆盖和保护基质元件的远侧前端。
[0056]
气溶胶冷却元件是具有大表面积和低抽吸阻力(例如，15mmwg至20mmwg)的元件。在使用时，由从基质元件释放的挥发性化合物形成的气溶胶在输送到气溶胶生成制品的近端之前被抽吸通过气溶胶冷却元件。
[0057]
过滤器元件优选地用作烟嘴，或与气溶胶冷却元件一起用作烟嘴的一部分。如本文所使用，术语“烟嘴”是指制品的一部分，气溶胶通过该部分离开气溶胶生成制品。
[0058]
根据本发明的气溶胶生成系统和气溶胶生成制品的进一步特征和优点已经在上文关于气溶胶生成装置进行了描述并且同样适用。
[0059]
根据本发明，还提供了一种用于在使用气溶胶生成装置时，特别是在使用根据本发明并且如本文所述的气溶胶生成装置时检测用户的抽吸的方法。该方法包括以下步骤：
[0060]
‑
以预定检测率从温度传感器获取多个温度信号，其中所述多个温度信号中的每一个温度信号指示所述气溶胶生成装置的腔中的气流温度；
[0061]
‑
对获取的多个温度信号应用降噪滤波，从而产生多个经滤波的温度信号；
[0062]
‑
以预定采样率对所述多个经滤波的温度信号进行采样，从而产生经滤波的温度信号的样本；
[0063]
‑
计算所述经滤波的温度信号的样本的时间导数，从而产生所述温度信号的时间导数；
[0064]
‑
通过确定所述温度信号的时间导数的变化来检测用户的抽吸。
[0065]
有利地，对获取的多个温度信号应用降噪滤波的步骤便于对时间导数的准确计算，并且随后便于对时间导数的变化的准确确定。
[0066]
一般来说，获取的多个温度信号可能受到不同类型的噪声，特别是高电平噪声和低电平噪声的影响。高电平噪声是具有高振幅的噪声。相比之下，低电平噪声是具有低振幅的噪声。在实施例中，“高电平噪声”是源自电磁场(其影响温度传感器)，即，当例如感应线圈被激活(即，提供有交变电流)时装置中存在的电磁场的噪声。在实施例中，“低电平噪声”是在不存在电磁场的情况下，即，当例如感应线圈未提供有交变电流时存在于系统中的噪声。关于这一点，已认识到获取的多个温度信号可能需要应用不同类型的滤波器以便减少不同类型的噪声。具体而言，已认识到可以对获取的多个温度信号并行地应用不同类型的滤波器。
[0067]
因此，应用降噪滤波的步骤可包括对获取的温度信号并行地应用第一滤波器和第二滤波器，从而产生第一多个经滤波的温度信号和第二多个经滤波的温度信号，其中第一滤波器是高电平噪声滤波器，并且第二滤波器是低电平噪声滤波器。
[0068]
因此，对多个经滤波的温度信号进行采样可包括：以预定采样率对第一多个经滤波的温度信号和第二多个经滤波的温度信号进行采样，从而分别产生经滤波的温度信号的第一样本和经滤波的温度信号的第二样本。
[0069]
因此，对所述多个经滤波的温度信号进行采样可包括计算所述经滤波的温度信号的第一样本和所述经滤波的温度信号的第二样本的各自的时间导数，从而分别产生第一时间导数和第二时间导数，并且随后生成组合时间导数，其中对于所述气溶胶生成装置处于低占空比状态或处于功率调节状态的操作时间，所述组合时间导数由对应的第一时间导数给出，并且其中对于所述气溶胶生成装置处于高占空比状态的操作时间，所述组合时间导数由对应的第二时间导数给出。
[0070]
因此，检测用户的抽吸可包括通过确定组合时间导数的变化来检测用户的抽吸。
[0071]
此处，应理解气溶胶生成装置可处于若干不同状态，优选三种状态：低占空比状态、功率调节状态和全占空比状态。功率调节状态是一种调节功率以确保感受器保持在目标温度的操作状态。在低占空比状态下，气溶胶生成装置处于这样一种操作状态，其中电加热器被供电，特别是在脉冲模式下被供电，其中占空比小于30％，特别是至多25％，优选至多20％，更优选至多15％。同样，在高占空比状态下，气溶胶生成装置处于这样一种操作状态，其中电加热器被供电，特别是在脉冲模式下被供电，其中占空比为至少30％，特别是至少40％，优选至少50％。
[0072]
优选地，高电平噪声滤波器是低通滤波器或中值滤波器中的一者。优选地，低电平噪声滤波器是无限脉冲响应滤波器、有限脉冲响应滤波器、最小
‑
最大滤波器(最小
‑
最大滤波器)中的一者。在实施例中，最小
‑
最大滤波器是样本中的最小值与样本中的最大值相加
并且总和除以2的滤波器。
[0073]
如上文提及的，对获取的温度信号并行地应用两种不同类型的滤波器允许相对于不同方面优化信号质量。
[0074]
例如，有利地使用中值型滤波器来全局地降低信号噪声。中值滤波是信号处理中公知的技术，因此在此不需要进一步详细讨论。中值滤波器的主要构想是逐条目遍历信号条目，用相邻条目的中值替换每个条目。
[0075]
相比之下，无限脉冲响应滤波器用于平滑不同操作时间之间，特别是电加热器被供电(即处于开启状态)的操作时间与电加热器未被供电(即处于关闭状态)的操作时间之间的信号转变。一般来说，无限脉冲响应滤波器也是信号处理中公知的，因此在此也不需要进一步详细讨论。
[0076]
以预定采样率对多个经滤波的温度信号，特别是第一多个经滤波的温度信号和第二多个经滤波的温度信号进行采样的步骤有利地使得能够减少计算所需的时间并且因此减少计算资源。为此，预定采样率选择为小于或低于预定检测率。优选地，预定采样率在每100毫秒1次到每50毫秒1次的范围内。即，每50毫秒到每100毫秒，经滤波的温度信号的样本，特别是经滤波的温度信号的第一样本和经滤波的温度信号的第二样本仅考虑各自的温度信号，特别是各自的第一经滤波的温度信号和第二经滤波的温度信号。
[0077]
预定检测率优选地在每1毫秒1次到每10毫秒1次的范围内。即，每1毫秒到100毫秒，温度信号由温度传感器获得或从温度传感器获取。
[0078]
例如，通过确定经滤波的温度信号的样本的每两个连续的经滤波的温度信号之间的差商，可以实现计算经滤波的温度信号的样本，特别是经滤波的温度信号的第一样本和经滤波的温度信号的第二样本的各自的时间导数。两个连续的经滤波的温度信号之间的差商是两个连续的经滤波的温度信号之间的差除以两个连续的经滤波的温度信号之间的时间间隔的差的商。此处，两个连续的经滤波的温度信号之间的时间间隔是采样率的倒数。因此，差商是在与采样率的倒数相对应的时间间隔内的经滤波的温度信号的平均变化率的量度。对于大采样率，即对于经滤波的温度信号的样本的两个连续的经滤波的温度信号之间的短时间间隔，差商的极限因此是瞬时变化率。
[0079]
确定时间导数，特别是组合时间导数的变化的步骤优选地包括确定时间导数，特别是组合时间导数的变化符号。
[0080]
优选地，确定时间导数，特别是组合时间导数的变化的步骤包括使用有限状态机。如本文所使用，术语“有限状态机”表示气溶胶生成装置的模式，其包括气溶胶生成装置可以处于的一组固定状态(该装置一次只能处于一种状态)，并且包括一组转换，即响应一些外部输入从一种状态到另一种状态的预定变化。有利地，有限状态机用于分析组合时间导数的较大变化，以便提取残余噪声并且最终检测用户的抽吸的开始和结束。
[0081]
根据本发明的方法的进一步特征和优点已经关于气溶胶生成装置和系统进行了描述并且同样适用。
附图说明
[0082]
将参考附图仅通过举例方式进一步描述本发明，在附图中：
[0083]
图1以截面视图示意性地示出了根据本发明的气溶胶生成装置的示例性实施例；
[0084]
图2以透视图示意性地示出了根据图1的装置的接收腔模块，以及其中引入的气溶胶生成制品；
[0085]
图3以透视截面视图示意性地示出了根据图2的接收腔模块和气溶胶生成制品；
[0086]
图4示意性地示出了没有气溶胶生成制品的根据图2的接收腔模块；
[0087]
图5示意性地示出了没有气溶胶生成制品的根据图4的接收腔的截面视图；
[0088]
图6示意性地示出了在根据图1的气溶胶生成装置中使用的感测单元；以及
[0089]
图7示意性地示出了根据本发明的用于检测用户的抽吸的方法的示例性实施例。
具体实施方式
[0090]
图1示意性地示出了根据本发明的气溶胶生成装置200的示例性实施例。气溶胶生成装置200具有细长形状，并且包括主体210和接收腔模块220。腔模块220包括用于接收气溶胶生成制品2的至少一部分的接收腔221。接收腔模块220插入到形成在主体210的近侧部分211内的凹部230中。在远侧部分212内，主体210包括用于为装置200供电并控制该装置的操作的电源250和控制器260。气溶胶生成装置200和气溶胶生成制品2一起形成根据本发明的气溶胶生成系统。
[0091]
在形成腔230的主体210的近侧部分211内，气溶胶生成装置包括感应器240。在本实施例中，感应器240是围绕接收腔221布置的螺旋线圈。感应器240是由电源250和控制器260供电和操作的感应加热器的一部分。在使用装置200时，当制品2接收在接收腔221中时，感应器240在接收腔221内产生交变电磁场以感应加热包含在该制品中的气溶胶形成基质。
[0092]
图2、图3和图4示出了具有和没有气溶胶生成制品2的接收腔模块220的不同方面。可以看到，接收腔模块220是细长套筒，所述细长套筒包括插入开口15，通过所述插入开口可以将气溶胶生成制品2至少部分地插入到接收腔221中。气溶胶生成制品2的插入方向基本上沿着接收腔221的中心轴线201延伸。接收腔221由peek(聚醚醚酮)制成。接收腔221具有基本上圆柱形的形状，所述基本上圆柱形的形状具有直径为约15毫米的基本上圆形的横截面。
[0093]
对应于接收腔221的形状，气溶胶生成制品2具有基本上圆柱形的杆形状。如图1和图3中所示，制品2包括五个元件，所述五个元件沿着制品2的长度轴线顺序布置：第一支承元件25、基质元件24、包括中心空气通路26的第二支承元件23、冷却元件22和过滤器元件21。第一支承元件25布置在制品2的远端处，并且过滤器元件21布置在制品2的近端处。前述元件21、22、23、24、25中的每一个都是基本上圆柱形的，它们全部都具有相同的外部横截面形状。另外，所述元件由外包装物包围，以便将所述元件保持在一起并维持杆状制品2的期望的圆形横截面形状。优选地，包装物由纸制成。第一支承元件25用于覆盖和保护基质元件24的远侧前端。基质元件24包括待加热的至少一个气溶胶形成基质。另外，基质元件24还包括与气溶胶形成基质热接触的感受器(未示出)。在激活感应器240时，取决于感受器材料的电特性和磁特性，感受器由于由电磁场感应的涡流或磁滞损耗中的至少一者而被加热。感受器变热，直到达到足以从气溶胶形成基质蒸发材料的温度。释放的材料可夹带在从第一支承元件25穿过基质元件24、第二支承元件23和冷却元件22朝向过滤器元件21通过制品2的气流中。沿此路线，蒸发材料在通过制品2的近端处的过滤器元件21逸出之前冷却以形成气溶胶。
[0094]
图5分别示出了接收腔模块220和接收腔221的进一步细节。接收腔221包括内表面16，所述内表面包括多个第一突起10和多个第二突起17。如图1和图3中可见，当制品2接收在腔221中时，第一支承元件25与第一突起10接触，并且第二支承元件23与第二突起17接触。相比之下，基质元件24与加热腔221的内表面16没有任何接触。有利地，由于从气溶胶生成制品2到内表面16的直接热传导，这导致热损失的总体减少。此外，由于在腔221中形成冷凝物而对制品的不利润湿影响也减少了。在本实施例中，第一突起10和第二突起17形成为沿着平行于中心轴线201的方向延伸的肋。肋围绕中心轴线201对称地布置并且彼此等距间隔开。相邻肋之间的间距在1.3毫米到1.5毫米的范围内。关于其长度延伸，每个肋在两端处，即在面向插入开口15的一侧处和在背对插入开口15的相对侧处是倒角的或包括相应的倒角。有利地，倒角便于将气溶胶生成制品2插入到接收腔221中和从接收腔移除气溶胶生成制品。除此之外，每个肋沿着其长度延伸具有恒定的高度延伸。在本实施例中，如在朝向中心轴线201的径向方向上测量的，高度在0.4毫米到0.5毫米的范围内。
[0095]
如在平行于中心轴线201的方向上所见，第一突起10和第二突起17呈直线，即，第一突起10中的每一个与第二突起17中的相应一个对准。由此，相邻的第一突起10之间中的和相邻的第二突起17之间中的间隙(自由空间)有利地形成多通道气流通路12，其从接收腔221的近端4处的插入开口15延伸到其远端5处的接收腔221的底部。
[0096]
因此，当在接收在接收腔221中的气溶胶生成制品2的过滤器元件21处施加负压时，例如当用户进行抽吸时，空气(也参见图5中的箭头)在插入开口15的边缘处抽吸到接收腔221中，并且进一步沿着多通道气流通路进入到接收腔221的远端4处的底部部分中。在那里，气流通过第一支承元件25进入气溶胶生成制品2，并且进一步穿过基质元件24、第二支承元件23、气溶胶冷却元件22和过滤器元件21，在那里其最终离开制品2。在基质元件24中，来自气溶胶形成基质的蒸发材料夹带到气流中，并且随后在其进一步通过第二支承元件23、气溶胶冷却元件22和过滤器元件21时冷却，以便形成气溶胶。
[0097]
为了能够在接收腔221的底部部分处将气流正确地重新引导到气溶胶生成制品2中，气溶胶生成装置200包括布置在接收腔221的远端5处的三个端部止挡件14。端部止挡件14构造成限制制品2插入到接收腔221中的插入深度，并且因此防止制品2邻接接收腔221的底表面。这在图1中示出。
[0098]
如上文进一步提及的，正确的抽吸检测对于确保准确控制加热过程至关重要。为此，根据本实施例的气溶胶生成装置包括抽吸检测器，所述抽吸检测器包括温度传感器71，所述温度传感器用以检测指示用户进行抽吸的接收腔中的气流温度变化。如图5中可见，温度传感器71在接收腔221外部布置在距接收腔221的内表面上的测试点13一预定距离处。在本实施例中，测试点13位于腔221的远端部分处，与插入开口15相对。在此位置处，穿过接收腔221的气流由于已经沿着气溶胶生成制品2的加热的基质元件24的外周经过而已经被预热。有利地，这便于在用户进行抽吸时测量空气的温度变化。
[0099]
在本实施例中，温度传感器71是热敏电阻，特别是负温度系数(ntc)热敏电阻。热敏电阻被证明对于测量温度的小变化特别有利。
[0100]
如图5中进一步可见，温度传感器71布置在形成接收腔221的底部部分的壁构件18内。为了接收温度传感器71，壁构件包括在与腔221的内表面16相对的一侧上的凹部19，温度传感器71布置在该凹部中。
[0101]
温度传感器71与接收腔221的内表面16上的测试点13之间的预定距离可以在0.1毫米到2毫米，特别是0.15毫米到1毫米，优选0.2毫米到0.5毫米的范围内。此距离对于接收腔221中的温度变化的快速可检测性是有利的。
[0102]
温度传感器71借助于导热垫72附接到与腔的内表面相对的壁构件18中的凹部19的表面，该导热垫确保了与壁构件18的良好热接触并且因此确保了测试点13与温度传感器71之间的良好热传导。在本实施例中，热垫72是可变形的导热粘合剂。有利地，可变形性允许补偿制造公差。
[0103]
温度传感器71和热垫72是感测单元70的一部分。感测单元70的细节在图6中示出。感测单元70包括支承体73，温度传感器71和热垫72附接到所述支承体，并且所述支承体用于将感测单元70安装到接收腔模块220。如图5中所示，接收腔模块220包括插入式凹部11，所述插入式凹部位于接收腔模块220的底部部分处，并且构造成接收感测单元70。为了将感测单元70牢固地保持在插入式凹部11中，支承体73可包括一个或多个卡扣配合件，所述卡扣配合件在感测单元70插入到插入式凹部11中时与插入式凹部11中的对应卡扣配合件接合。
[0104]
感测单元70还包括电连接器元件，所述电连接器元件用以将温度传感器71与抽吸检测器(未示出)的电路可操作地连接，以将温度传感器71的输出信号转换成指示温度，特别是接收腔221中的气流的温度变化的信号。抽吸检测器的电路可以是控制器26的组成部分。基于由抽吸检测器提供的指示温度变化的信号，控制器260可调整对加热过程的控制，以便在用户进行抽吸时将制品2中的基质的加热温度维持在某一水平。
[0105]
图7示意性地示出了用于在使用气溶胶生成装置，特别是根据本发明并且如图1所示的气溶胶生成装置时检测用户的抽吸的方法的示例性实施例。作为在300处示出的第一步骤，所述方法包括从温度传感器，特别是装置200的温度传感器71获取多个温度信号。多个温度信号中的每个温度信号指示气溶胶生成装置200的腔221中的气流温度。温度信号以预定检测率获取，所述预定检测率可在每1毫秒1次至每10毫秒1次的范围内，特别是在每2毫秒1次至每5毫秒1次的范围内。
[0106]
接下来，如在311和312处所示，根据本实施例的方法包括对获取的温度信号并行地应用第一滤波器和第二滤波器。并行滤波产生第一多个经滤波的温度信号和第二多个经滤波的温度信号。在本实施例中，第一滤波器是用于减少信号噪声的中值型滤波器。相比之下，第二滤波器是无限脉冲响应滤波器，其用于平滑电加热器被供电(即处于开启状态)的操作时间与电加热器未被供电(即处于关闭状态)的操作时间之间的信号转变。
[0107]
随后，如在321和322处所示，以预定采样率对第一多个经滤波的温度信号和第二多个经滤波的温度信号进行采样，从而分别产生经滤波的温度信号的第一样本和经滤波的温度信号的第二样本。有利地，采样用于减少计算所需的时间，并且因此减少计算资源。优选地，预定采样率在每100毫秒1次到每50毫秒1次的范围内。
[0108]
接下来，如在331和332处所示，所述方法包括计算经滤波的温度信号的第一样本中的每一个和经滤波的温度信号的第二样本的各自的时间导数的步骤。因此，步骤331和332产生第一时间导数和第二时间导数。例如，该步骤可以通过确定经滤波的温度信号的第一样本和第二样本中的每一个的每两个连续的经滤波的温度信号之间的差商来实现。
[0109]
随后，如在340处所示，所述方法包括生成组合时间导数的步骤。对于气溶胶生成
装置处于低占空比状态或处于功率调节状态的操作时间，组合时间导数由对应的第一时间导数给出。相比之下，对于气溶胶生成装置处于高占空比状态的操作时间，组合时间导数由对应的第二时间导数给出。
[0110]
最后，如在350处所示，所述方法包括通过确定组合时间导数的突然变化来检测用户的抽吸的步骤。此步骤可包括确定组合时间导数的变化符号。为此，将分析组合时间导数，特别是关于大的变化。优选地，分析组合时间导数可包括使用有限状态机，特别是提取残余噪声并且最终检测用户的抽吸的开始和结束。