本申請要求2014年6月12日提交的美國臨時申請序列號62/012,312的優(yōu)先權(quán)，所述申請的全部內(nèi)容以引用方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及電子煙和個人汽化器。更具體地說，本發(fā)明涉及用在電子煙和個人汽化器中的加熱元件的控制和構(gòu)造。更具體地說，本發(fā)明涉及用于控制用在電子煙和個人汽化器中的加熱元件的電路。

背景技術(shù)：

關(guān)于現(xiàn)存電子煙的重要安全和性能考慮是香料和其他流體組分由于過高溫度的分解。雖然諸如瓦數(shù)控制的現(xiàn)存控制方法提供一致蒸汽生產(chǎn)，雖然加熱元件提供由穩(wěn)定流體供應(yīng)，但可能存在允許升高的線圈溫度的若干條件。一種常見條件是過高的功率設(shè)置。蒸汽的質(zhì)量流率主要由線圈生成的熱輸出控制。然而，如果流體供應(yīng)不足夠，那么一部分功率將使蒸汽過熱。在一定程度上，期望提供更熱的蒸汽以更準確地模擬抽煙。然而，擔(dān)心如果過度加熱，那么流體的一些成分將分解成有害或不良味道的化合物。

另一種更典型的情況是當(dāng)流體貯存器幾乎耗盡時，流率不可避免地降為零。通過現(xiàn)存控制方法，線圈的溫度將顯著上升。這使得產(chǎn)生的最后一點蒸汽由于香料分解而不令人滿意。如果功率設(shè)置足夠高，那么過高溫度可能熔化芯吸材料，從而破壞霧化器。還擔(dān)心流體和芯吸材料的分解產(chǎn)物在這些高溫下可能有害。

如美國專利公布2013/0104916中描述的瓦數(shù)控制的電子煙將提供恒定蒸汽生產(chǎn)盡管線圈電阻有變化。如美國專利公布2013/0104916中描述的瓦數(shù)控制的電子煙還被配置來實時讀取加熱器線圈的電阻。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

一個實施方案大體上提供電子汽化器，其包括：加熱元件，其用于加熱流體以產(chǎn)生蒸汽；電源，其用于向加熱元件提供電功率以便加熱流體；以及功率控制電路，其被配置來至少部分地基于加熱元件的操作溫度和以及溫度設(shè)置調(diào)節(jié)從電源到加熱元件的電功率供應(yīng)以便防止加熱元件的操作溫度超過溫度設(shè)置。

根據(jù)另一實施方案，電子汽化器包括與加熱元件相關(guān)聯(lián)的被配置來向功率控制電路輸送參考信息的機器可讀標(biāo)記。此外，機器可讀標(biāo)記可包括計算機可讀存儲介質(zhì)、RFID標(biāo)簽或者諸如條形碼或QR碼的印刷碼中的至少一種。再進一步，參考信息指定加熱元件在預(yù)定溫度下的電阻、流體的沸點、加熱元件的電阻曲線的溫度系數(shù)或溫度設(shè)置中的至少一者。

在另一實施方案中，提供用于控制電子汽化器中的加熱元件的溫度的方法。所述方法包括：至少部分地基于加熱元件的所測量電阻和關(guān)于加熱元件建立的校準信息確定加熱元件的操作溫度；將操作溫度與溫度設(shè)置進行比較；以及調(diào)節(jié)來自電源的供應(yīng)到加熱元件的功率以便將操作溫度維持在溫度設(shè)置處或低于所述溫度設(shè)置。在另一實例中，校準信息至少包括指示加熱元件在預(yù)定溫度下的電阻的參考電阻以及加熱元件的電阻曲線的溫度系數(shù)。在另一實例中，溫度設(shè)置是預(yù)熱溫度，使得所述方法還包括：基于將操作溫度維持在預(yù)熱溫度處所需要的功率的量檢測用戶吸入；以及在用戶吸入期間調(diào)節(jié)來自電源的供應(yīng)到加熱元件的功率以便防止操作溫度超過第二溫度設(shè)置；以及在用戶吸入之后減少供應(yīng)到加熱元件的功率以便將操作溫度返回到預(yù)熱溫度。在又一實例中，調(diào)節(jié)供應(yīng)到加熱元件的功率包括供應(yīng)附加功率直到操作溫度達到溫度設(shè)置。

以下更詳細地描述這個和其他實施方案。

附圖說明

參考附圖進一步描述各種非限制性實施方案，其中：

圖1是根據(jù)一個或多個方面的電子汽化器的示例性非限制性實施方案的大致示意圖；

圖2是根據(jù)一個或多個方面的電子汽化器的示例性非限制性溫度控制電路的示意圖；

圖3是根據(jù)一個或多個方面的示例性非限制性溫度控制方法的流程圖；

圖4是描繪隨時間推移的溫度以識別恒定功率輸入下的沸點的圖表；

圖5是使用沸點校準電子汽化器中的溫度控制電路的示例性非限制性方法的流程圖；

圖6是使用環(huán)境溫度校準電子汽化器中的溫度控制電路的替代示例性非限制性方法的流程圖；

圖7是根據(jù)一個或多個方面的示例性非限制性可忽略自加熱溫度控制電路和方法的示意圖；

圖8是具有非凡電阻的加熱器線圈材料的電阻對溫度的曲線圖；

圖9是根據(jù)一個或多個方面的快速預(yù)加熱電子汽化器中的加熱元件的示例性非限制性方法的流程圖；

圖10是包括可移除霧化器的示例性非限制性電子汽化器的部分示意性截面圖，所述可移除霧化器包括至少將最大溫度傳送到功率控制器的射頻標(biāo)識符；

圖11是包括可移除霧化器的示例性非限制性電子汽化器的部分示意性截面圖，所述可移除霧化器包括至少將最大溫度傳送到功率控制器的EEPROM標(biāo)識符；

圖12是包括可移除霧化器的示例性非限制性電子汽化器的部分示意性截面圖，所述可移除霧化器包括至少將最大溫度傳送到功率控制器的視覺標(biāo)識符；

圖13是包括激活器的示例性非限制性電子汽化器的部分示意性截面圖，所述激活器發(fā)信號通知控制器進入活動模式；并且

圖14是進入活動模式以向加熱元件提供功率以便生成活動溫度的示例性非限制性方法的流程圖。

具體實施方式

參考附圖，更詳細地描述以上提到的特征和實施方案。相同參考數(shù)字始終用于指示相同的元件。

如本文所用，“電子汽化器”是個人汽化器或電子煙，并且包括具有加熱流體以產(chǎn)生由用戶吸入的蒸汽的電動加熱元件的任何裝置。此類裝置可被稱為個人汽化器、汽化裝置、電子抽煙裝置、電子煙、煙斗或雪茄。如本文所用，“加熱元件”是指向?qū)⒈黄囊后w施加熱并且可具有任何形狀或配置的任何元件、組件或裝置。對加熱線圈或絲的參考在本文被包括為加熱元件的一個非限制性實例。根據(jù)一個實施方案，在所有流體和空氣流條件下，加熱元件溫度被控制到安全水平。

轉(zhuǎn)到圖1，示出的是電子汽化器100的示例性非限制性實施方案的部分示意圖。如所示，電子汽化器100可包括：諸如電池的電源110、控制器120、霧化器130以及可以是管嘴140的一部分的蒸汽出口141。這些部件可設(shè)置在大體以109指示的外殼內(nèi)。外殼109可以是單個部件或者包括連接在一起的多個子外殼。例如，電源110和控制器120可容納在第一外殼中，霧化器在第二外殼中，并且蒸汽出口140在第三外殼中，其中第二外殼附接到第一外殼并且第三外殼附接到第二外殼。例如，霧化器130通常一旦其中包含的液體耗盡就被替換或者用于使用不同霧化器或液體源。同樣，限定蒸汽出口的管嘴或尖端可根據(jù)期望互換。為此，管嘴140到霧化器130的連接創(chuàng)建了霧化器130與蒸汽出口141之間的流體連接以便允許由霧化器130產(chǎn)生的蒸汽V在蒸汽出口141處退出外殼109以便由用戶吸入。

霧化器130可包括大體定位在通向管嘴140的空氣通道134內(nèi)的加熱元件132。此外，至少一個加熱元件132可與保持在腔、罐或其他容器136內(nèi)的流體138流體連通。如以下更詳細論述的，可采用芯吸材料135或其他遞送機構(gòu)來將流體138從容器136輸送到鄰近加熱元件132的位置。當(dāng)加熱元件132通過由電源110提供的電功率加熱并且由控制器120調(diào)節(jié)時，沉積在加熱元件132附近或與所述加熱元件132接觸的流體138沸騰并轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?。蒸汽一旦產(chǎn)生就可通過由用戶通過管嘴140產(chǎn)生的氣流而被吸入空氣通道134。雖然在本文被稱為蒸汽，但應(yīng)理解在一些實施方案中，電子汽化器100的輸出是流體138的氣溶膠噴霧形式。

用戶關(guān)于電子汽化器100的體檢所基于的一個參數(shù)或特征包括一定量或數(shù)量的所生成的蒸汽。此參數(shù)大體對應(yīng)于到加熱元件132的功率輸入(例如，瓦數(shù))。控制器120可通過調(diào)節(jié)從電源110到加熱元件132的功率輸入以維持預(yù)設(shè)水平來確?；疽恢潞途鶆虻恼羝a(chǎn)生，并因此確保一致的用戶體驗。影響用戶體驗的另一參數(shù)或特征是蒸汽的質(zhì)量(例如，味道、感覺等)。此參數(shù)大體對應(yīng)于加熱元件132的溫度。流體138可以是丙二醇、甘油、水、尼古丁和香料的混合物。在高溫下，這些化合物可能降解為較少香味的材料或潛在的有害物質(zhì)。因此，控制器120可確定加熱元件132的溫度并且控制電源110以便防止加熱元件132的溫度超過設(shè)置溫度。與上述預(yù)設(shè)功率水平一樣，設(shè)置溫度可由用戶配置。

在一個實例中，溫度控制可通過使用包括具有已知正電阻溫度系數(shù)的材料的加熱元件來實現(xiàn)。通過測量加熱元件132的電阻中的相對變化，控制器120可確定溫度的相對變化。通過建立參考電阻，例如，加熱元件在已知溫度下的絕對電阻，控制器120可基于測量的電阻確定加熱元件132的平均溫度。

根據(jù)實施方案，控制電路120包括處理器122和存儲器124。根據(jù)一個實施方案，存儲器124可以是EEPROM?？刂破?20監(jiān)控加熱元件132的操縱以確保加熱元件溫度和/或蒸汽溫度處于安全水平諸如處于或低于預(yù)先選擇的限制或者在預(yù)先選擇的范圍內(nèi)。為了簡單起見，預(yù)先選擇的限制或范圍在本文中將被稱為安全水平。將理解，安全水平可以是防止流體的組分分解或化學(xué)轉(zhuǎn)化為潛在有害或惡臭的化合物的水平。安全水平可被預(yù)設(shè)在控制器120內(nèi)?；蛘?，由于安全水平可取決于用戶的品味或其他主觀標(biāo)準，安全水平可通過用戶輸入預(yù)設(shè)或調(diào)整。為此，電子汽化器100可任選地包括大體以數(shù)字150指示的用戶接口。

用戶接口150可安裝在外殼109上或者遠離其定位并且通過有線或無線連接而進行連接以便將來自用戶的輸入輸送到控制器120。用戶接口150可包括用戶輸入端152并且可包括但不限于按鈕、開關(guān)、刻度盤、觸摸板等，所述用戶輸入端152是允許用戶向控制器120輸入信息或命令的任何裝置。接口150可任選地包括將信息輸送到用戶的輸出端或顯示器154，所述信息包括但不限于溫度限值和或加熱元件和/或流體的當(dāng)前溫度。顯示器154可以是適于向用戶提供信息的任何裝置，包括但不限于圖形或視覺顯示器、可聽或觸覺輸出裝置或其組合。在示出的實例中，顯示器154包括向用戶提供視覺信息的LED屏幕。

在示出的實例中，加熱元件132包括加熱線圈133，所述加熱線圈133由具有非凡即正電阻溫度系數(shù)(TCR)的加熱絲構(gòu)造而成。這種加熱線圈將與其溫度成比例地改變電阻，如圖8所示。如果電阻系數(shù)已知，并且加熱器線圈在具體參考溫度下的電阻已知，那么根據(jù)線圈電阻的變化，可實時計算溫度。純鎳對于溫度感測加熱線圈的構(gòu)造具有特別有利的性質(zhì)。其具有非常高的工作溫度、高的電阻溫度系數(shù)、低的蒸汽壓力、低腐蝕以及低毒性?？珊侠硎褂玫钠渌牧现杏胁讳P鋼和鎢。從概念上講，可采用具有已知TCR的任何加熱線圈材料，但實際上針對敏感性和準確性，高TCR是優(yōu)選的。

參考圖2，示出控制器120的大體電路圖?？刂破?20測量環(huán)境溫度、向加熱線圈提供可變功率水平、讀取加熱線圈的電阻、計算溫度并且提供控制和溫度限制功能。如上所述，其可任選地采用用戶輸入并顯示溫度限值或當(dāng)前溫度。如所示，功率控制器120連接到電源110，并且包括用于調(diào)節(jié)到加熱器元件130的功率的功率控制電路。功率控制電路145可包括用于計算電阻和功率并且向控制器120提供電阻和或功率反饋的電流感測器162和電壓感測器164。此反饋還可用于基于如以下更完整論述的由控制器120生成的溫度電阻校準信息計算加熱元件132的溫度(在所描繪實例中被稱為線圈溫度)。

由于流體溫度不會超過線圈溫度，線圈溫度可用于控制流體溫度?；蛘?，監(jiān)控流體溫度的溫度傳感器可用于向控制器提供溫度反饋以便關(guān)閉或調(diào)解溫度。在示出的實施方案中，使用線圈溫度。一旦線圈溫度已被計算，其就可與已編程的或用戶可調(diào)整的溫度安全水平進行比較。如果線圈的感測溫度接近或高于溫度限值，那么功率控制電路145可將其檢測為錯誤條件并且關(guān)閉到加熱元件132的功率輸送。或者，功率供應(yīng)電路的控制器120可被配置來將線圈溫度控制為處于或低于如圖3中示出的已編程最大值。

參考圖3，控制器120可據(jù)以檢測用戶對蒸汽的請求。對蒸汽的請求305可通過穿過空氣通道134的空氣流、外殼109中的加速度計或者通過用戶輸入端諸如激活按鈕155(圖1)感測。在用戶請求蒸汽305時，控制器120可被編程來在瓦數(shù)設(shè)置下向加熱器元件130施加功率310、測量加熱器元件電阻320、使用加熱器線圈電阻和校準溫度加熱器線圈電阻計算溫度330。如果所測量溫度電阻大于安全水平340，那么減小瓦數(shù)設(shè)置350以便降低線圈溫度。在此減小之后，控制器120在370處循環(huán)返回以便在瓦數(shù)設(shè)置下施加功率并且重復(fù)監(jiān)控過程。如果控制器120未在340處發(fā)現(xiàn)測量溫度高于安全水平，那么控制器120在360處循環(huán)返回以便繼續(xù)在瓦數(shù)設(shè)置下施加功率。

流體F僅由一個或多個加熱元件132加熱，使得在加熱元件活動時，流體溫度將不高于加熱元件溫度。用于控制加熱元件的溫度的安全水平可被設(shè)置成低于流體組分的分解溫度以便防止流體化學(xué)轉(zhuǎn)化為潛在有害或惡臭的組分。如上所指示的，安全水平可預(yù)設(shè)在控制器120內(nèi)，由用戶選擇，或者控制器120中的預(yù)設(shè)值可由用戶通過輸入調(diào)整。根據(jù)另一實施方案，控制器120可基于來自另一部件諸如霧化器130的輸入設(shè)置安全水平。由于霧化器內(nèi)的流體可變化或者霧化器中的加熱元件的電阻可變化，霧化器可提供有大體以數(shù)字200指示的機器可讀標(biāo)記或標(biāo)識符，所述機器可讀標(biāo)記或標(biāo)識符被配置來向功率控制電路145或控制器120輸送參考信息。在一個實例中，標(biāo)識符200基于其內(nèi)容至少輸送適當(dāng)安全水平溫度設(shè)置。標(biāo)識符200可包括射頻識別芯片(圖10)；例如像EEPROM(圖11)，條形碼、QR碼或其他可視代碼(圖12)的計算機可讀存儲介質(zhì)，或?qū)⒅辽僮畲笤试S溫度即最大安全水平傳送到控制器120的類似裝置。在示出的實例中，可替換霧化器130附接到涵蓋控制器120的外殼109?？刂破?20可包括接收信號或者取決于標(biāo)識符配置掃描視覺代碼的讀取器201。如圖10所示，讀取器201從標(biāo)識符200接收射頻信號。在圖11中，讀取器201在計算機可讀存儲介質(zhì)標(biāo)識符200的連接后接收電子信號。在圖12中，讀取器201掃描視覺標(biāo)識符200。將理解，讀取器201可以是與控制器120連通或者形成為控制器120的一部分的單獨部件。根據(jù)實施方案，標(biāo)識符200基于霧化器的內(nèi)容即液體、加熱元件類型等至少傳送最大安全溫度。此最大安全水平創(chuàng)建上限，使得，如果汽化器100包括用戶輸入端150，那么出于安全目的，用戶的任何調(diào)整將受制于此上限。換句話講，用戶可基于個人品味輸入較低溫度但不能超過最大安全值。將理解，標(biāo)識符200可向控制器120傳送另外信息。

因為加熱元件的電阻由于變化的模型、制造公差、降解或者繞組彼此短路而不是精確固定的，根據(jù)實施方案，控制器120使用已知參考溫度確定線圈電阻。以下提供四個實例但不進行限制。

控制器120實現(xiàn)溫度控制。參考圖2，控制器120向加熱元件132提供電流。電流感測器162和電壓感測器164被提供來檢測電流和電壓輸出以便計算166處的電阻和功率。根據(jù)第一實例，控制器120基于加熱元件在具體溫度下的電阻的偏差計算加熱元件132的溫度。溫度由制造商或者由用戶指定在控制器120內(nèi)。例如，制造商可確定加熱元件132的電阻在室溫23攝氏度下為1歐。參考圖8，提供由99.2％的純鎳構(gòu)造成的加熱元件。控制器120被設(shè)置為8瓦特的功率水平。使用包括例如以引用方式并入本文的美國專利公布2013/0104916中公開的方法的瓦數(shù)控制方法，控制器120遞送4伏特和2安培，計算電阻為2歐。計算的電阻比參考電阻大2.0倍。如圖8所示，同一加熱元件的電阻率與電阻成正比。初始電阻率為10微歐*厘米，因此當(dāng)前電阻率為2歐/1歐乘以電阻率或20微歐*厘米。如圖8所示，線圈溫度是200℃。

根據(jù)第二實施方案，流體的組分是已知的，為給定大氣條件提供已知的沸點溫度。任選地，控制器可包括測高儀或氣壓計以基于偏離流體的制造商規(guī)格的所感測大氣條件調(diào)整沸點。利用在加熱元件132處生成的恒定瓦數(shù)，鄰近所述加熱元件132的流體將以與所施加瓦數(shù)和流體的比熱成比例的速率開始升高。一旦達到沸點，生成的熱就將一定比例的流體煮沸為蒸汽而不升高流體的溫度。通過測量或記錄加熱元件132的溫度的變化率，可識別如圖4中描繪的斜率的變化。此溫度響應(yīng)中的變化對應(yīng)于沸點。因為已知沸點不可避免地低于安全水平，這允許所有隨后時間處的溫度測量。如果斜率的變化未被檢測到，那么加熱元件132缺乏流體，并且應(yīng)當(dāng)使用先前校準，或者如果沒有先前校準，那么控制器120應(yīng)停止向加熱元件132提供功率。

參考圖5，控制器120施加恒定瓦數(shù)510、測量線圈電阻520并且測量線圈電阻的變化率530。如果變化率類似于先前變化率，那么控制器繼續(xù)在560處測量線圈電阻和變化率。如果變化率類似于先前變化率，即，如上論述的斜率變化中的偏差，那么控制器120確定流體是否處于其已知沸點550并且記錄沸點下的加熱元件電阻570。控制器隨后使用沸點來校準加熱元件132處的溫度感測580。

例如，霧化器130包含100％的丙二醇流體。加熱元件材料是99.2％的鎳。丙二醇的沸點已知為188.2℃。施加恒定的12瓦特的熱到加熱元件，當(dāng)電壓是6.0伏特并且電流是2.0安培時，檢測溫度的升高比率的降低。因此，電阻計算為3.0歐，提供存儲在控制器的存儲器124中的溫度-電阻對(188.2℃和3.0歐)。稍后，流體沸騰并且溫度在6.93伏特和1.73安培的電流的情況下增加，提供4.0歐的電阻?？苫诩訜嵩?歐和188.2度下的電阻率(校準溫度-電阻對)針對加熱元件材料為19微歐*厘米(圖8)來計算溫度。此值存儲在控制器120的存儲器124中。新的電阻率等于參考電阻率乘以新檢測到的電阻除以參考電阻。在本實例中，19微歐*厘米乘以4歐/3歐等于25.33微歐*厘米。參考圖8，加熱元件溫度是270℃。

參考圖6，提供計算加熱元件132的溫度的第三實例。根據(jù)此實例，控制器120向加熱元件132施加小功率、電壓或電流持續(xù)短暫持續(xù)時間以便測量加熱元件132的電阻。在此實例中，基于電子汽化器100的典型使用，加熱元件被假定冷卻到環(huán)境溫度。具體地，用戶通常進行一次或多次呼吸蒸汽，并且在一段時間內(nèi)不激活裝置。含有用環(huán)境溫度的傳感器的電子汽化器100可合理地識別加熱元件在足夠時間段后處于室溫。控制器120可包括定時器來確定自最后加熱元件激活時段以來的時間長度以便確定是否已過去足夠的時間以允許加熱元件返回到室溫。如果自最后全功率激活以來已逝去較長時段，那么在加熱元件132處于室溫的假設(shè)下，為了計算的目的，控制器120生成小的短脈沖。使用短脈沖，使得脈沖自身不生成足以將加熱元件溫度升高到測量的室溫以上的熱。任選地，控制器120可進行若干連續(xù)測量，每個測量脈沖生成的溫度升高可被計算并從測量的溫度中減去，以計算在施加任何功率之前加熱元件處的溫度。

進一步參考圖6，控制器120實現(xiàn)以下過程600。具體地，在605處檢測蒸汽請求之后，控制器確定自最后功率激活以來是否已過去足夠時間610。如果未過去足夠時間，那么控制器120使用先前環(huán)境溫度校準620并且使用來自所述先前校準的溫度電阻來校準加熱元件132的溫度感測670。如果已過去足夠時間，那么環(huán)境溫度校準如下前進?？刂破?20使用溫度傳感器126(圖1)來測量環(huán)境溫度630?？墒褂萌魏螠囟葌鞲衅?，包括但不限于熱敏電阻器、熱電偶等。控制器120在640處施加小功率脈沖?？刂破?20在650處計算環(huán)境溫度下的電阻并且在660處將環(huán)境溫度電阻保存到存儲器124?？刂破魇褂脕碜源鎯ζ?24的環(huán)境溫度電阻來校準加熱元件132處的溫度感測670。

例如，控制器120可感測30℃的環(huán)境溫度，并且確定自加熱元件132被最后激活以來已過去若干小時。一瓦特的功率脈沖施加100毫秒并且在此時段結(jié)束時，線圈電阻計算為1.02歐。緊接著，一瓦特的第二功率脈沖施加100毫秒。在此時段結(jié)束時，加熱元件電阻計算為1.04歐。根據(jù)這些測量的線性外推，施加的1瓦特功率導(dǎo)致每100毫秒.02歐的電阻增加。從在第一100毫秒加熱脈沖之后測量的電阻中減去此比率，任何功率施加之前的電阻計算為1.00歐。給定長的不活動時段，加熱元件內(nèi)的熱梯度可忽略。因此，30℃的環(huán)境溫度下的電阻是1.00歐。此溫度-電阻對存儲在存儲器124中并且用于根據(jù)隨后加熱元件電阻讀數(shù)計算加熱元件溫度。

根據(jù)第四實例，控制器計算已知溫度下的加熱元件電阻，但使用固定電阻分壓器、電流源、電壓源或電源連同靈敏放大器來計算加熱元件電阻。此配置施加足夠低的功率設(shè)置以僅導(dǎo)致從測量得到的加熱元件溫度中的可忽略的升高。參考圖7，電子汽化器100包括電連接到控制器120的電源100。控制器120進一步電連接到電流感測器162和電壓感測器164以及加熱元件132。如上所述，來自控制器120的功率施加到加熱元件132。具體地，開關(guān)170、固定電阻分壓器180以及放大器190設(shè)置在控制器120與加熱元件132之間的電路內(nèi)。加熱元件電阻的計算根據(jù)類似于第三實例的方法，使用開關(guān)來選擇性地施加電流、電壓或功率，使用固定電阻分壓器和放大器來計算低功率下的加熱元件電阻而發(fā)生。

根據(jù)另一實施方案，電子汽化器100可包括快速將加熱元件預(yù)熱到安全值或其他預(yù)先選擇的操作溫度的控制器120。由于在流體達到其沸點之前沒有蒸汽產(chǎn)生，盡快將加熱元件溫度升高到沸點減小了用戶對蒸汽的請求與蒸汽產(chǎn)生之間的延遲。如果用戶在達到沸點之前吸入，那么最小或沒有蒸汽將被接收。使用第二校準實例，即，當(dāng)流體的沸點已知時，流體的沸點或沸點處的線圈電阻可在第一激活時記錄在存儲器126中。當(dāng)用戶請求蒸汽時，控制器120向加熱元件132供應(yīng)最大功率，直到線圈電阻達到存儲的沸點電阻或者感測的溫度達到存儲的沸點溫度。在實現(xiàn)此溫度/電阻時，控制器120切換到標(biāo)準控制方法諸如瓦數(shù)或電壓控制。

參考圖9，電子汽化器100中的控制器120在905處檢測用戶對蒸汽的請求并且在910處測量加熱元件電阻。控制器120在920處使用當(dāng)前加熱器線圈電阻和校準溫度加熱器線圈電阻計算溫度。測量和校準可如先前實例中描述的執(zhí)行?？刂破髟?30處確定所測量溫度是否低于沸點。如果所測量溫度低于沸點，那么控制器120向加熱元件132施加最大功率940。在達到沸點之前，電阻測量和溫度計算在945處繼續(xù)。

如果控制器120在930處確定所測量溫度不低于沸點，那么控制器在950處檢查溫度是否高于安全水平。如果是，那么在970處施加減小的功率并且在980處電阻/溫度計算繼續(xù)直到達到安全水平。如果所測量溫度不高于安全水平，那么在960處向加熱元件132施加選擇的功率。之后，隨著用戶請求蒸汽，測量和計算繼續(xù)。

參考圖13和圖14，根據(jù)另一實施方案，電子汽化器100可包括激活器1000，所述激活器1000結(jié)合以上各種實施方案中描述的加熱器溫度感測工作以便創(chuàng)建更現(xiàn)實的抽煙模擬。激活器1000將控制器120置于活動模式。激活器1000可以是用戶按下的按鈕1005，或者可包括加速度計1006，所述加速度計1006在電子汽化器的選擇運動(例如像將汽化器100的尖端抵靠表面S)時發(fā)信號通知控制器120。可提供諸如可視覺(光、顯示器上的圖標(biāo)、顯示器150上的顏色變化)、可聽(各種聲音)或觸覺(振動、溫度變化)提示的活動指示器1010來指示汽化器100處于活動模式。

在使用中，激活器1000根據(jù)用戶輸入檢測激活1050。在檢測激活之后，激活器1000發(fā)信號通知控制器120進入活動模式1060。在互動模式中，在1070處，控制器120向被稱為活動溫度的低于沸點的溫度限值提供功率。高于環(huán)境并低于沸點的任何溫度可用作活動溫度?；顒訙囟瓤捎芍圃焐填A(yù)設(shè)并存儲在控制器120的存儲器124中，或者活動溫度可由用戶通過到控制器120的輸入限定。在所考慮的實例中，生成65℃的溫度。推論是香煙點燃但沒有空氣被吸入通過它。在電子汽化器100中，缺少吸入的空氣允許一旦達到所述溫度控制器120提供的功率就將活動模式溫度維持為接近恒定。在1080處，控制器維持活動溫度并監(jiān)控加熱元件的溫度或電阻。

如果空氣被吸引通過電子汽化器100，那么將需要附加功率來維持溫度?？刂破?20在1090處檢測對附加功率的需求以在1100處切換到活動蒸汽產(chǎn)生。只要用戶將空氣吸過加熱元件132，就會產(chǎn)生蒸汽并且加熱元件132的溫度將保持相當(dāng)穩(wěn)定。當(dāng)用戶停止吸入空氣時，加熱元件的溫度將在恒定瓦數(shù)下升高。控制器120檢測溫度的第二升高并返回到低溫度限值狀態(tài)以等待下次用戶吸入。如果如在1105處確定的用戶在選擇時間段內(nèi)不吸入，那么控制器關(guān)閉加熱元件132的電源1110。

在一個實施方案中，本文描述裝置。所述裝置包括電子汽化器，所述電子汽化器包括：加熱元件，其用于加熱流體以產(chǎn)生蒸汽；電源，其用于向加熱元件提供電功率以便加熱流體；以及功率控制電路，其被配置來至少部分地基于加熱元件的操作溫度以及溫度設(shè)置調(diào)節(jié)從電源到加熱元件的電功率供應(yīng)以便防止加熱元件的操作溫度超過溫度設(shè)置。

根據(jù)一個實例，所述裝置包括功率電路，所述功率電路被配置來確定加熱元件的操作溫度；將操作溫度與溫度設(shè)置進行比較；并且在操作溫度超過溫度設(shè)置時減少到加熱元件的電功率輸出。

根據(jù)另一實例，功率電路進一步被配置來基于所測量電阻和參考電阻基于與加熱元件相關(guān)聯(lián)的電阻特征的已知溫度系數(shù)確定加熱元件的操作溫度，參考電阻指示加熱元件在預(yù)定溫度下的電阻。另外，功率控制電路可包括電流感測器以測量到加熱元件的電流輸出和電壓感測器以測量到加熱元件的電壓輸出，并且功率控制電路進一步被配置來基于電流輸出和電壓輸出確定加熱元件的電阻，并且基于電阻確定操作溫度。在另一實例中，功率控制電路被配置來基于流體的預(yù)定沸點確定參考電阻。此外，功率控制電路可被配置來測量加熱元件的電阻、檢測電阻的變化率的調(diào)平，并且使調(diào)平在其下發(fā)生的加熱元件的電阻與沸點相關(guān)聯(lián)以建立參考電阻。

在另一實例中，電子汽化器還包括與功率控制電路可操作地聯(lián)接的溫度傳感器，其中功率控制電路被配置來基于由溫度傳感器測量的環(huán)境溫度確定參考電阻。此外，功率控制電路可被配置來向加熱元件施加電功率脈沖；在施加脈沖時測量加熱元件的電阻；并且使脈沖期間測量的電阻相關(guān)聯(lián)到環(huán)境溫度以建立參考電阻。再進一步，功率控制電路可被配置來向加熱元件施加兩個或更多個脈沖；在每個脈沖期間測量加熱元件的電阻；作為每個脈沖的結(jié)果確定加熱元件的電阻的變化；并且在施加脈沖之前至少部分地基于電阻的變化外推加熱元件的電阻。

根據(jù)另一實施方案，電子汽化器包括與加熱元件相關(guān)聯(lián)的被配置來向功率控制電路輸送參考信息的機器可讀標(biāo)記。此外，機器可讀標(biāo)記可包括計算機可讀存儲介質(zhì)、RFID標(biāo)簽或者諸如條形碼或QR碼的印刷碼中的至少一種。再進一步，參考信息指定加熱元件在預(yù)定溫度下的電阻、流體的沸點、加熱元件的電阻曲線的溫度系數(shù)或溫度設(shè)置中的至少一者。

根據(jù)另一實例，電子汽化器還包括用戶接口，所述用戶接口包括用于輸出溫度設(shè)置或操作溫度中的至少一者的顯示器，以及用于輸入溫度設(shè)置的裝置。

根據(jù)再一實例，功率電路可被配置來向加熱元件供應(yīng)最大功率直到操作溫度達到設(shè)置點，并且隨后根據(jù)功率設(shè)置或溫度設(shè)置中的至少一者調(diào)節(jié)功率的供應(yīng)。

根據(jù)再一實例，功率電路可被配置來調(diào)節(jié)對加熱元件的功率供應(yīng)以便將加熱元件的操作溫度維持在設(shè)置點處，并且在用戶吸入期間作為響應(yīng)增加對加熱元件的功率供應(yīng)以便觸發(fā)蒸汽產(chǎn)生。此外，功率控制電路可被配置來監(jiān)控供應(yīng)到加熱元件以將操作溫度維持在設(shè)置點處的功率的量，檢測發(fā)信號通知用戶吸入的功率的量的變化，在用戶吸入期間根據(jù)溫度設(shè)置調(diào)節(jié)對加熱元件的功率供應(yīng)。

根據(jù)另一實例，所述裝置包括用于具有電源和加熱元件的電子汽化器的功率控制電路，所述功率控制電路包括：電流感測器，其被配置來測量提供到加熱元件的電流；電壓感測器，其被配置來測量施加到加熱元件的電壓；以及基于處理器的控制器，其被配置來至少部分地基于電流和電壓確定加熱元件的操作溫度，并且調(diào)節(jié)來自電源的電功率的供應(yīng)以防止加熱元件的操作溫度超過溫度設(shè)置。此外，基于處理器的控制器可包括處理器以及具有存儲在其上的可執(zhí)行指令的計算機可讀存儲介質(zhì)，所述可執(zhí)行指令在被執(zhí)行時配置處理器來：基于電流和電壓確定加熱元件的電阻；基于電阻和參考電阻確定加熱元件的操作溫度；將操作溫度與溫度設(shè)置進行比較；并且在操作溫度超過溫度設(shè)置時輸出信號以減少供應(yīng)到加熱元件的功率。根據(jù)另一實施方案，溫度設(shè)置是溫度安全限值、用戶可配置溫度偏好或預(yù)熱溫度中的至少一者。

在另一實施方案中，提供用于控制電子汽化器中的加熱元件的溫度的方法。所述方法包括：至少部分地基于加熱元件的所測量電阻和關(guān)于加熱元件建立的校準信息確定加熱元件的操作溫度；將操作溫度與溫度設(shè)置進行比較；以及調(diào)節(jié)來自電源的供應(yīng)到加熱元件的功率以便將操作溫度維持在溫度設(shè)置處或低于所述溫度設(shè)置。在另一實例中，校準信息至少包括指示加熱元件在預(yù)定溫度下的電阻的參考電阻以及加熱元件的電阻曲線的溫度系數(shù)。在另一實例中，溫度設(shè)置是預(yù)熱溫度，使得所述方法還包括：基于將操作溫度維持在預(yù)熱溫度處所需要的功率的量檢測用戶吸入；以及在用戶吸入期間調(diào)節(jié)來自電源的供應(yīng)到加熱元件的功率以便防止操作溫度超過第二溫度設(shè)置；以及在用戶吸入之后減少供應(yīng)到加熱元件的功率以便將操作溫度返回到預(yù)熱溫度。在又一實例中，調(diào)節(jié)供應(yīng)到加熱元件的功率包括供應(yīng)附加功率直到操作溫度達到溫度設(shè)置。

在本說明書和權(quán)利要求中，將提及具有以下含義的許多術(shù)語。除非上下文明確地另外規(guī)定，否則單數(shù)形式“一個(a)”、“一個(an)”和“所述”包括復(fù)數(shù)指示物。在整個說明書和權(quán)利要求書中使用的近似語言可用于修飾可允許變化而不導(dǎo)致與其相關(guān)的基本功能的變化的定量表示。因此，由諸如“約”的術(shù)語修飾的值不限制到指定的精確值。在一些情況下，近似語言可對應(yīng)于用于測量值的精密儀器。此外，除非另外特別說明，術(shù)語“第一”、“第二”等的使用并不表示順序或重要性，確切地術(shù)語“第一”、“第二”等用于將一個元件與另一個元件區(qū)分開。

如本文所使用的，術(shù)語“或”旨在表示包括性的“或”而不是排他性的“或”。也就是說，除非另有說明或者從上下文中清楚，否則短語“X采用A或B”旨在表示任何自然的包括性排列。也就是說，短語“X采用A或B”由以下實例中的任一個滿足：X采用A；X采用B；或X采用A和B兩者。

如本文所用，術(shù)語“可”和“可以是”指示在一組情況內(nèi)發(fā)生的可能性；指定特性、特征或功能的擁有；和/或通過表達與所限定動詞相關(guān)聯(lián)的能力、本領(lǐng)或可能性中的一個或多個使另一個動詞合格。因此，“可”和“可以是”的使用指示所修改術(shù)語明顯地適當(dāng)，能夠或適于所指示能力、功能或使用，同時考慮在一些情況下，所修改術(shù)語有時可能不適當(dāng)、能夠或合適。例如，在一些情況下，可以預(yù)期事件或能力，而在其他情況下，所述事件或能力不能發(fā)生--此區(qū)別由術(shù)語“可”和“可以是”引致。

詞語“示例性”或其各種形式在本文中用于表示作為示例、實例或說明。本文描述為“示例性”的任何方面或設(shè)計都不必被解釋為比其他方面或設(shè)計優(yōu)選或有利。此外，提供實例僅用于清楚和理解的目的，并且不意味著以任何方式限制或約束所要求保護的主題或本公開的相關(guān)部分。應(yīng)當(dāng)理解，可呈現(xiàn)不同范圍的大量另外或替代實例，但是出于簡潔的目的已經(jīng)省略。

此外，在具體實施方式或權(quán)利要求中使用術(shù)語“包括(includes)”、“含有”、“具有(has)”、“具有(having)”或其形式的變化的程度上，此類術(shù)語旨在以與術(shù)語“包括(comprising)”在“包括(comprising)”于權(quán)利要求中用作過渡詞被解釋時類似的方式具有包括性。

本說明書使用實例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，同時也使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造并使用裝置或系統(tǒng)，以及執(zhí)行所包含的方法。本發(fā)明可獲得專利的范圍由權(quán)利要求書來限定，并且可包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠想到的其他實例。如果其他此類實例的結(jié)構(gòu)要素與權(quán)利要求書的字面意義相同，或者如果此類實例包括的等效結(jié)構(gòu)要素與權(quán)利要求書的字面意義無實質(zhì)差別，則此類實例也屬于權(quán)利要求書的范圍。