本公开涉及一种电子蒸汽供给系统，例如电子烟。
背景技术：
电子蒸汽供给系统，如电子烟通常包括将被蒸发的液体(本文中指的是电子烟油)的储存器。这些系统进一步设置有加热器，例如线卷，以及一些形式的运输机构(例如毛细作用部)以从储存器传送液体至加热器。这种系统通常还包括控制单元和电池，其中，控制单元操作电池以向加热器提供电力以蒸发少量液体，然后蒸汽由使用者吸入。大部分电子烟由可再充电的锂离子电池(batteries)(或电池(cells))供电，锂离子电池被发现存在于非常广泛的装置上，不仅仅是电子烟。储存器和加热器通常位于一个单元内(被称为烟弹或雾化烟弹)，而电池和控制单元位于单独的可分开的单元内(有时被称为控制单元或者装置部分)。
电子烟因此通常包括两个消耗品：第一是被蒸发的液体，第二是电池中的电力。关于前者，一旦液体的储存器被用尽，装置包括储存器的至少一部分，例如烟弹，可能被抛弃以允许更换新的烟弹(尽管一些系统准许烟弹的再填充)。关于后者，电子烟通常设置有一些形式的电子连接器以从外部充电电源接收电力，因此允许电子烟中的电池再充电。因此，装置部分有时被称为可再利用部件，而烟弹被称为一次性部件。
电子烟根据控制单元确定何时开启(提供电力至)加热器的方式而典型地分为按钮操作或者抽吸开启两类。在前者中，使用者按压(或接触)电子烟外部表面的按钮，按钮引起控制单元开启加热器。在后者中，气流或压力传感器用于检测使用者何时在电子烟上吸入，并且该检测然后触发开启加热器。
电子烟的一个挑战是能够在短时间内产生足够的蒸汽-典型地在一秒或者给定的使用者抽吸内。这已经导致使用锂电池作为用于这些装置的常规电源，如上文所提到的。在一些设计中，电子烟也设置有多个加热器，例如，多个线圈以支持更大的蒸发速度。
另外一方面，在电子烟中使用高功率加热器存在潜在的问题。例如，这些加热器可能依靠液体的蒸发以保持冷却。换句话说，由毛细作用部移来的液体使加热器冷却，如同加热器首先加热然后蒸发液体一样。然而，如果被设计为通过液体的蒸发进行冷却的加热器的一部分实际上并没有接收移来的液体，则这会导致问题。这样的问题可能由例如储存器内液体的耗尽和/或沿着毛细作用部的阻塞或障碍引起。在这种有时被称作变干的情况下，加热线圈(或者其他形式的加热器)可能变得比想要的更热。
变干或者其他形式的过热(例如，由于电力的故障)可能会导致多个问题。例如，加热器可能变得足够热从而其本身损坏或者损坏系统内的其他部件。此外，热量可能流过系统的外表面，外表面可能接下来变得对于使用者的接触来说是热的。此外，如果液体在加热器的过热部分被蒸发，这可能导致一些故障或者在液体/蒸汽内的其它化学反应，从而可能产生带有受损的味道或者安全特性的副产物。
已经作出一些尝试通过提供一些形式的温度感测来防止变干或者其他过热的出现。具体是，这样的系统可以试图检测加热器或者加热器附近温度的突然上升，在这种情况下，控制单元可决定减少或者阻止来自电池的电力流向加热器。然而，在提供这样的温度感测上存在一些实践上的限制。例如，加热器通常位于烟弹或者雾化烟弹内，烟弹或者雾化烟弹通常为一次性部分-因此存在保持烟弹相对简单以最小化产生的成本和使用者的浪费方面的压力。此外，烟弹与控制或者装置部分之间的界面通常非常简单-这又是为了降低成本，以及保持操作、连接性简便等。
在这种情况下一个检测变干的方法是测量加热器线圈的电阻，如从控制部分可见。因此控制部分已经有两个电力连接器(正极和负极)连接至雾化烟弹以及提供已知的(或测量的)电压的电池。然后在使用者抽吸的过程期间监控至/来自烟弹的电流以寻找显著的变化变得可行。
例如，变干可能引起局部温度显著的上升，并且因此引起相关电阻显著上升。这进而将导致从装置部分流至雾化烟弹(和再次回来)的电流的下降。为了检测这样的下降，这个电流可被监控，并且如果发生，则控制单元将能减小或者结束向加热器线圈的电力供应。
尽管这种用于监控变干的方法理论上合理，但在实际中它很难生效。特别是，对于已知的电子烟系统，由于变干而上升的电阻相比于加热器线圈的全部电阻相当小，因此难以确凿地确定电流中所感知的下降是否实际上指示真正的变干或者一些其他的异常。因此，局部过热的风险与很多现存的电子烟的设计保持相关。
技术实现要素：
本公开由所附权利要求限定。
一种电子蒸汽供应装置，包括：第一电阻加热器，用于蒸发前体材料以在气流中产生供使用者吸入的蒸汽；第二电阻加热器，用于蒸发前体材料和/或加热所述气流，其中，第一电阻加热器具有第一电阻热系数，其小于第二电阻加热器的第二电阻温度系数；以及控制系统，构造为监控至少第二电阻加热器的电阻的变化。
附图说明
本发明的多种实施方式将会被详细描述通过仅参考如下附图的实例：
图1是根据本公开一些实施方式的电子烟的示意图。
图2是根据本公开一些实施方式的图1的电子烟的若干电力和电子部件的示意电路图。
图3是根据本公开一些实施方式的图1的电子烟的加热器的示意图。
图4A-4C示出根据本公开一些实施方式的图1的电子烟的加热器的多种可能构造的实例。
图5A和5B示出根据本公开一些实施方式的图1的电子烟的加热器的多种可能的电路布置的实例。
具体实施方式
如上文所描述的，本公开涉及一种电子蒸汽供给系统，例如电子烟。术语“电子烟”的使用贯穿下面的描述；然而，这个术语可以与电子蒸汽供给系统、电子气溶胶输送系统以及其他类似的表达交换使用。
图1是根据本公开一些实施方式的电子烟10的示意图(不按比例)。电子烟通常具有柱形形状，沿着虚线LA指示的纵向轴线延伸，并且包括两个主要部件，即雾化烟弹(cartomiser)20以及装置或者主体部分30。雾化烟弹20从主体30可分离，如图1所示，例如，以在电子烟油已被耗尽的情况下允许雾化烟弹20被替换(或者再填充)。在使用中，雾化烟弹20与主体30联接到一起。具体是，雾化烟弹20和主体30都设置有各自的连接器25A，25B(本文中指的是组合作为连接器25)，所述连接器在它们彼此附接时提供雾化烟弹20与主体30之间的机械和电连接。例如，连接器25可以在雾化烟弹20和主体30之间设置螺纹、卡口或者压入配合。
主体部分30包括电池或者电池单元330、操作按钮340、包括多种电子设备的印刷电路板(PCB)335以及连接器25B(请注意这些不同的部件之间的电气布线为了清楚起见被省略)。电池电源330通常是可再充电，并且可以通过电线连接至连接器25B、连接至位于主体30的与连接器25B相对的端部上的末端连接器(未示出)、和/或连接至分离的连接器中的一者或多者而支持再充电，该分离的连接器例如为通过主体30的外部可获得的微USB连接器(未示出)。电池也可以支持通过感应的无线再充电。(事实上，大部分电子烟仅设置一个或两个或这些再充电设备的子集)。尽管仅有一个PCB335在图1中示出，需要理解的是这可以由多个PCB执行。此外，连接器25B和/或电池单元330也可能包括PCB。
按钮340操作用于开启电子烟10以便抽吸。按钮340可以是按压按钮、接触感应按钮、开关或者任何其他合适的设备。一些电子烟只要一操作按钮340就可以保持开启(潜在地承受最大的开启周期)；其他电子烟可以响应于按钮的单个操作开启预定时间段(比如几秒)-例如，按钮的一个操作用于开启电子烟以实现单次抽吸。通常，电子烟10的开启涉及来自电池330的电力经由连接器25被供应至雾化烟弹20以便使电子烟油蒸发从而用于使用者吸入。
雾化烟弹20包括内部室，内部室包括电子烟油的储存器210。储存器中的液体可以包括在适当溶剂内的尼古丁，并且可以包括进一步成分，例如帮助气溶胶形成，和/或用于增加味道。这种液体可以被以材料的某种形式储存在室内，例如，海绵、泡沫或者填料，或者可以设置为自由的液体。空气通道215延伸穿过储存器210的中心，该空气通道通向烟嘴35。在操作中，来自储存器210的电子烟油蒸发(下文将更详细描述)，并且蒸汽然后沿着空气管215流动并且通过烟嘴35出去以由使用者吸入。应注意，为了清楚起见，空气入口孔和空气出口孔没有在图1中示出。空气入口孔可以设置在雾化烟弹20的外部，例如，接近连接器25A(或者作为连接器的部分)。空气入口孔可以可替换地(或者额外地)设置在主体30的外表面，在这种情况下连接器25将大体包括联结至空气路径215的空气路径。注意尽管图1将空气路径215示出为流动穿过储存器210的中心(其因此具有管状的或者环形的形状)，但在其他执行方式中，空气路径215可以设置于储存器210的一侧，例如远离主轴线LA，并且邻近雾化烟弹20的外壁。
雾化烟弹20进一步设置有毛细作用部(wick)225，其从储存器210运输电子烟油至加热器或者蒸发机235用于蒸发。毛细作用部可以由合适的材料形成，例如诸如(有机的)棉花、玻璃纤维等的纤维材料，或者某些其他形式的多孔材料，例如多孔陶瓷、烧结的物质等。雾化烟弹可以设置有围绕这样的位置(多个位置)的适当的密封(未示出)以防止电子烟油从储存器210直接泄露至空气路径215中(而不是电子烟油通过毛细作用部225运输至加热器235)，在所述位置处，毛细作用部225从储存器210穿过进入空气路径215。
为了简化，加热器235在图1中示出为围绕毛细作用部225缠绕的单个线圈(尽管随着下文更加详细的描述，加热器235的结构比仅单个线圈更复杂)。加热器235通过电线230电联结至连接器25A。当按钮340被按压时(或者其他操作)，控制单元335通过连接器25和电线230从电池330向加热器235提供电力，加热器蒸发来自毛细作用部225的液体。通过使用者在电子烟上进行吸入(抽吸)，该蒸汽接下来沿着空气路径被抽出并且通过烟嘴35离开进入使用者的嘴里。此外，毛细作用部225进一步从储存器210中抽取电子烟油以取代已经蒸发的电子烟油，并且因此电子烟10然后准备好进一步使用。
尽管图1的电子烟10由按钮340操作(开启)，其他电子烟是抽吸敏感型。对于这种类型的电子烟10，当使用者通过烟嘴35吸入时，空气通过一个或多个空气入口孔被抽入电子烟10(通常主体30)中，空气入口孔适当地位于电子烟10的外部。这个气流(或者导致的气压变化)被压力或者气流传感器检测到，这进而开启加热器235以蒸发来自储存器210的液体(通过毛细作用部225)。一些装置也使用双开启机构，即，它们是压力敏感的，但是也需要操作按钮或者小设备操作以激活加热器。
尽管图1的电子烟10作为两个部分的装置被示出，即包括雾化烟弹20和主体30，但其他执行方式可包括一个件的装置-例如，如果雾化烟弹储存器210能被再填充而不需要从主体30拆下，或者如果装置旨在一旦所有来自储存器210的液体耗尽则丢弃。其他执行方式可以包括多于两个部件，例如，蒸发机部分可与可替换的电子烟油的筒上分离(可分离的)。
图2是根据一些实施方式的图1的电子烟10的主要电(电子)部件的(简化的)示意图。这些部件大体位于装置部分(主体)30中，由于这是可再利用的(而不是一次性的)。注意这个图主要关于功能性联接，而不是主体30内至各个部件的供应电源线(尽管示出了从电池单元330到连接器25B的电源供应线)。
如上文所讨论的，装置部分30包括用于为电子烟10供电的电池单元330，以及其上安装有控制器410的印刷电路板(PCB)335。PCB335可以位于电池330的旁边，或者一端。在图1所示出的构造中，PCB335位于电池330与连接器25B之间。控制器410可以包括，例如，专用集成电路(ASIC)，微处理器或者微控制器，用于控制电子烟10。在一些执行方式中，控制器410包括例如CPU的处理器，以及存储器(ROM和/或RAM)。控制器410(以及因此还有其他电子烟10中的电子部件)的操作通常至少部分由在处理器(和/或视情况在其他电子部件)上运行的软件程序控制。这些软件程序可以储存于非易失性的储存器中，该储存器可以被整合至控制器410本身上，或者设置为单独的部件(未示出)。处理器可以根据需要以及在需要时存取ROM以载入并执行独立的软件程序。
主体进一步包括连接器25B，其提供主体30与雾化烟弹20之间机械的和电子的连接。连接器25B通常包括两个电触点(未在图2中示出)以作为正极和负极端子，用于从电池330供应电力至雾化烟弹20内的加热器235。两个电触点可以具有任何合适的构造-例如并排，或者内触点通过形成外触点的环包围，这取决于连接器25特别的设计。
主体30进一步包括按钮340(其如上文所讨论的进行操作以开启电子烟10)，以及用户界面480(未在图1中示出)。用户界面480可以提供声音和/或视觉的输出以向使用者提供状态信息-例如，当电池完全充满时为绿色、而当电池接近放电时为橘色的灯。通过利用不同音高和/或持续时间的音调或者提示音、通过提供多种这些提示音或者音调、通过利用颜色灯或闪光灯等可以提供表明不同的状态或者条件的不同声音和/或视觉信号。
电子烟10中用的电池单元330最常见的是包括锂离子电池。这个类型的电池当完全充满时产生的输出电压为4.2V，当放电时减小到约3.6V。然而，其他实施方式可以视情况使用其他电池类型。电池单元330进一步包括内置的电力控制系统450，其联结至控制器410。控制器410能关闭电池至连接器25B的输出并且开启使用电力控制系统450(控制器410本身仍然能获得来自电池单元的电力以提供控制功能)。
对于大多数时间，电力控制系统450基本防止从电池330到连接器25B的输出。然而，如果使用者操作按钮340，则控制器410可以发送信号至电力控制系统450以从电池单元330向加热器235供电一预定时间段，在预定时间段后，控制器410指示电力控制系统450再次关闭从电池单元330至雾化烟弹20的电力供应。
电力控制系统450也能调节从电池单元330供应到雾化烟弹20的电流的大小。一种实现此的方法是利用脉宽调制(PWM)，其中电池单元330供应电力(“开”)一第一预定时间段(Ton)，并且接下来不供应电力(“关”)一第二预定时间段(Toff)。这个模式在Ton+Toff的总时间段内重复，具有Ton/(Ton+Toff)的占空比(花费的时间的比例)。占空比因此落入0-1的范围内；随着占空比向1(单位(unity))增加，从电池单元330输出的电力接近电池单元330的最大可利用值。注意重复的时间段(Ton+Toff)通常远小于加热器235的热响应时间。因此，加热器温度并不随着PWM模式的独立循环显著震荡，而是反映总占空比。换句话说，以0.5的占空比供应的有效加热电流仅仅为以1.0的占空比(实际上，这代表没有PWM的连续的电流等级)供应的有效加热电流的一半。以0.25的占空比供应的有效加热电流则仅仅为以0.5的占空比供应的有效加热电流的一半，等等。因此控制器410能设置通过电力控制系统450利用的占空比以管理(控制)从电池330供应至雾化烟弹20的电力等级-包括通过将占空比设置为0(零)而关闭向雾化烟弹20的电力供应。
对于控制器410有多个原因使用PWM(或者任何其他类似的方案)以用于控制从电池330供应至雾化烟弹20的电流等级。一个原因是当电池330接近放电时补偿电池330可用的较低的电压-即，随着输出电压降低，占空比能增加以帮助保证输出的电力等级维持不变。另外一个原因是在加热器的温度上提供更精确地控制，例如，在抽吸的初始阶段具有高占空比(即，单位)，使得加热器的温度尽可能快地上升至合适的操作温度，并且一旦已经达到这个操作温度就减小占空比，使得加热器235保持(但是不加热超过)该操作温度。
还如图2所示，从电池330至连接器25B(以及因此至雾化烟弹20)的供应路径包括电流监控器460。电流监控器460测量从电池330流出并且供应至雾化烟弹20的电流的大小。一般地说，雾化烟弹20将从电池330接收相当大的电流，例如，从1至几安培，以操作加热器235从而提供液体的快速蒸发。假定锂离子电池输出4V和2A的电流，这意味着雾化烟弹20的电阻差不多2欧姆。电流监控器460可以以任何合适的方式操作。例如，它可以直接测量流过的电流(比如通过感测产生的磁场)，或者它可以测量已知电阻器上的电压。在运行的基础上，电流监控器460通知控制器410供应至雾化烟弹20、特别是供应至加热器235的电流的测量值。这允许控制器410追踪供应至雾化烟弹20的电流。
控制器410也可以测量来自电池330的输出电压(其在上文提到基本上在放电循环中将下降)。这可以由，例如，通过和一个或者多个参考电压源(未在图2中示出)比较而实现。假设在电流监控器460上的电压下降已知(或者能被补偿)，则供应至雾化烟弹20的电压和电流值的组合能用于确定雾化烟弹20的电阻。
即使图2示出用于电子烟的电子部件的实例性构造，但技术人员将知道许多可能不同的构造。例如，在图2的执行方式中，控制器410使用电力控制系统450既用于对从电池330至雾化烟弹20的输出执行开/关设置，也用于当存在对电力供应的打开设置时管理占空比。在一些执行方式中，然而，可以存在用于确定对从电池单元330至雾化烟弹20的输出的开/关设置的第一单元，以及管理占空比的第二单元(二者都在控制器410的控制下)。此外，尽管在图2中示出的按钮340联结至控制器410，控制器410因此控制从电池单元330向雾化烟弹20的电力供应，但在其他执行方式中，按钮可直接置于从电池单元330至雾化烟弹20的电力供应线上，并且根据按钮的操作状态打开或者关闭此电力供应线。此外，控制器410的功能可以分布在组合用作控制器410的一个或者多个部件上。
图3是根据本公开一些实施方式的图1的电子烟的加热器235的示意图。加热器235包括两个围绕毛细作用部225缠绕的线圈，426表示第一线圈，427表示第二线圈。(注意为了清楚起见，线圈427示意性地使用虚线描述以区分它和线圈426；然而实际上两个线圈都是连续的以支持沿着它们长度的电流流动)。
第一线圈426典型地由常见的用于电子烟加热器的线圈的材料制成，例如，镍铬合金-镍和铬的合金。用作加热器线圈线的镍铬合金的标准实例为由大约80％镍和20％铬(质量比)形成，虽然其他镍铬合金可以包括少量的其他材料，比如铁和/或碳，并且镍和铬的比例是可以变化的。使用镍铬合金线圈作为加热器线圈的主要原因是它的抗氧化以及在高温下的总体稳定性，以及它的抗腐蚀性(当使用线圈蒸发电子烟油时，这非常重要)。
如上文所讨论的，已经考虑到使用加热器线圈的电阻以在电子烟中评估温度。因此，在线性近似法中，材料(例如，加热线圈)的电阻以及温度的变化可以被表示为：
R(T)＝R(T0)(1+αΔT)
其中R(T)是在温度T时的电阻(为了简化现在将写作R)，R(T0)是在温度T0时的电阻(为了简化现在将写作R0)，ΔT＝T-T0，并且α是电阻温度系数。对于镍铬合金，这个系数的典型值相当低：当T0＝293K时，α≈4×10-4K-1(注意实际数值对精确的组成等敏感)。因此，电阻随着温度的变化相当小，并且因此同样地，对温度变化的敏感性相当低。
例如当在温度200℃(473K)下操作时，考虑镍铬合金加热器线圈具有的电阻是2Ω。如果现在假设线圈的一部分(20％)过热另一50℃，即到达250℃(523K)，则对于过热之前和过热之后的总电阻具有下面两个表达式：
2＝R0(1+α180)
R＝0.2R0(1+α230)+0.8×2
抵消R0得出下面的表达式：
R＝1.6+[0.4(1+α230)/(1+α180)]
假设在这些温度下仍然有α≈4×10-4K-1，则可以乘出以发现：
R＝1.6+0.4075＝2.0075Ω-(实例1)
换句话说，对于全部线圈电阻的变化在绝对项上仅为0.0075Ω，或者在相对项上为0.375％。可以理解准确地测量是困难的(特别是在电子烟10的环境中)。
即使改变数值，使得全部线圈上升100℃的温度，即从473K(T1)至573K(T2)，则对于过热之前和过热之后的总电阻具有下面两个表达式：
2＝R0(1+α(T1-T0))
R＝R0(1+α(T2-T0))
再次抵消R0得出：
R＝2[(1+α(T2-T0))/(1+α(T1-T0))]
并且乘出以发现：
R＝2.075Ω-(实例2)
因此，对于全部线圈电阻的变化在绝对项上仅为0.075Ω，或者在相对项上为3.73％。
注意因为电阻的变化相当的小，可估算上面的公式R＝2[(1+α(T2-T0))/(1+α(T1-T0))]，如下：
R(T2)/R(T1)＝[(1+α(T2-T0)).[(1+α(T1-T0))]≈1+α(T2-T1)
鉴于上面的考虑，图3的第二线圈427由与线圈426不同的材料组成。例如，此线圈可以由钛组成，钛既难熔(抗高温)又抗腐蚀。此外，钛的电阻温度系数α≈3.5×10-3K-1(再次，这对杂质敏感，等)。
假设第一线圈426和第二线圈427串联联接，并且在正常(默认)操作温度下每一个线圈具有1Ω的电阻。于是给定全部加热器的总电阻为2Ω，即与上述实例1和实例2相同(因此，相同的电力被提供给加热器以用于给定电压供应)。对于上述实例1的情况，其中每个加热器的20％被假设上升额外的50℃，电阻的全部上升对于线圈426约是0.0037Ω，对于线圈427约是0.021Ω，给出电阻的全部上升约是0.0247Ω-这大于实例1中仅对于线圈427本身所达到的超过三倍。如果第一线圈426和第二线圈427并联连接也可以达到相似的上升，并且每一个线圈具有4Ω的电阻(可以再次给定全部加热器的总电阻为2Ω，即与上述实例1和实例2相同)。
第一线圈426和第二线圈427的使用(其中第二线圈427具有显著更大的电阻热系数)提供了监控、检测以及防止电子烟10，更具体地说，雾化烟弹20(或者电子烟10的包括第一线圈426和第二线圈427的其他部分)内过热的增强的能力。如之前提到的，这种过热可能由通过加热器235用于蒸发电子烟油局部或者全部耗尽导致，或者由多种其他原因，例如电力故障、在限制的空间内操作(因此没有外部冷却)等导致。根据一些实例设置的更高的温度敏感性也可以(或者可替换地)用于帮助在电子烟的正常操作期间保持期望的蒸发温度。
因此，在操作中，电流监控器460追踪供应至加热器235的电流等级。在一些情况下，电流等级可以间接被用作电阻的指示器，实际上假设电压恒定(在感兴趣的时间周期内)。可替换地，系统可以通过监控到的电流等级与由电池330供应至雾化烟弹20的已知的、估算的或者测量的电压进行组合来直接监控电阻。对于间接或者直接的方法，控制器410追踪电阻等级的监控的指示，并且检测任何异常情况-例如，指示的电阻等级相当突然的上升，和/或不寻常的高电阻等级。考虑电阻通常随着温度增加(即使一些材料具有负电阻热系数)，检测到电阻突然的增加或不寻常的高的电阻值(例如)可以指示雾化烟弹内的过热。
在实际中，控制器可以设置有多个临界值(或者类似物)以帮助区别正常和异常行为。例如，当首先操作按钮340并且开启加热器235时，期望加热器电阻将上升(并且因此电流降低)。这将代表装置的正常工作。然而，如果加热器电阻继续上升，或者在吸烟期间突然上升，这更可能代表装置的异常操作。因此，例如，控制器410可能构造成寻找发生在自开始吸烟后的预定时间临界值之后发生的电流下降(并且因此温度上升)。对于这些临界值合适的设置可以由经验和/或通过模拟给定装置的操作来确定。
在其他执行方式中，控制器410可能构造成在初始加热周期(代替，或者和后面的加热步骤一起)期间寻找电流下降(并且因此温度上升)。对此的一个动机是对装置所使用的每个时机下的任何潜在问题提供快速确认，使得能尽可能快地采取合适的补救行为。另外一个动机是一些系统在初始周期使用全功率(单位的占空比)来加热加热元件至期望的温度，并且然后减小占空比以将加热元件保持于该期望的温度。实际中，在恒定的全功率的初始阶段中识别电阻的异常上升比在随后阶段中当电力根据减小的占空比进行调整时来识别电阻的异常上升更容易。
如果控制器410确实基于如通过监控器460追踪的电流等级检测到一些异常情况，(例如，可能由电阻上升引起的电流的突然下降，这通常表示过热)则控制器410可以采取合适的补救(补偿)措施。例如，控制器410可以指示电力控制系统450限制(减少)或者甚至关闭从电池至加热器335的电力供应。控制器410也可能通过用户界面480对使用者提供一些形式的视觉警告。
如上文所描述的使用第一线圈426和第二线圈427用于提供对过热的检测，并且因此防止过热，这提供了多个优点。因此通过包括具有比第一线圈426更高的电阻热系数(并且因此更高的热敏感性)的第二线圈427，装置被制成为对于这种过热更敏感，这是因为给定的过热等级在电阻上产生更大的变化，因此在电流等级上也产生更大的变化，这因此能更容易地检测到。另一方面，可能不期望具有完全由具有高电阻热系数的材料制成的加热器235(即，实际上仅使用第二线圈427，而不使用第一线圈426)。例如第二线圈427的材料可能更昂贵，或者加热效率更低，或者更易受腐蚀影响等。在一些情况下，因此可能期望将通过雾化烟弹20供应的电力的大部分布置为由第一线圈426而不是由第二线圈427利用(例如，因为这是更有效的，或者可以帮助保护线圈427)。一些用于解决这些问题的潜在的选择将在下文讨论。
此外，第一线圈426和第二线圈427的使用与雾化烟弹20和装置部分30之间常见的两个端子接口一致(例如，与使用专用的传感器相比，其可能要求与加热器35的电分离，并且因此要求雾化烟弹20与装置部分30之间额外的端子)。此外，加热器235可以设计为使得通过第二线圈427消耗的电能有助于电子烟10的全部操作。例如，它可以帮助蒸发，或者帮助加热通过雾化烟弹20的气流(在加热器235本身的上游或者下游)。因此，第一线圈426可以被认为首先是加热器线圈，其次是传感器线圈(用于监控电阻)，然而第二线圈427可以被认为首先是传感器线圈，其次是加热器线圈。因此，这种方法能帮助维持效率，同时在防止过热方面提供改善的功能性。
通常，第二线圈427的电阻热系数比第一线圈器426的电阻热系数显著大几倍，例如，至少是两倍，优选四倍，优选八倍(如上述镍铬合金和钛的实例)。在一些执行方式中，第一线圈426的电阻热系数在室温下小于1×10-3K-1，例如，对于多种形式的镍铬合金室温下小于5×10-4K-1，而第二线圈427的第二电阻热系数在室温下大于1×10-3K-1，例如，对于钛或者其他金属/合金(例如镍或钢)室温下大于2.5×10-3K-1。
上文给出的实例具有和第二线圈427并联或者串联的第一线圈426。需要知道的是前面的选择非常适合于图1示出的连接电线230的模式，该连接电线具有从加热器235的每一个端部至连接器25A的一个电线。然而，对于后面的选择所使用的连接电线的模式可以与图1所示的不同，例如，至连接器25A的两个连接电线来自于加热器235的一端，并且第一线圈426和第二线圈427于加热器235的相对端部联接到一起。相关技术人员将理解根据多种可能的线圈构造可存在进一步潜在的电线布置。
图4A到4C示出用于加热器235的多种可能的构造的实例。图4A与图3的布置相似，除了第二线圈427仅定位成沿着加热器235的中央部分。需要知道的是对于毛细作用部225的两个端部与储存器210内的液体接触的典型布置来说，加热器的该中央部分代表的是来自储存器210的电子烟油沿着毛细作用部225传送的最远的点，并且因此该中央部分可能最易变干。减小第二线圈427的长度能帮助节约成本和/或减小第二线圈427的电阻-后一种因素可以允许大部分电力通过第一线圈426消耗，尽管第一线圈426有相应减小的温度敏感性(至少对于串联布置)。
图4B示出第一线圈426又缠绕在毛细作用部225上的截面图，即垂直于线圈轴线。然而，在这个执行方式中，第二线圈427具有比第一线圈426大的半径，并且因此第二线圈427与毛细作用部225分离。这种构造可以帮助减少毛细作用部225上的液体与第二线圈427之间的直接接触，例如帮助最小化可能的腐蚀。虽然如此，来自第二线圈427的热量仍然能有助于电子烟油的蒸发。注意在这个执行方式中，第二线圈427可以如图3所示延伸到第一线圈426全部轴向的长度，或者如图4B所示仅延伸长度的部分。
图4C示出另外一个执行方式，也有围绕毛细作用部225缠绕的第一线圈426。然而，在这个执行方式中，第二线圈427已经由两个条状加热器527A和527B取代，其位于第一线圈426的上方和下方(但是不与第一线圈426接触)。因此这个构造的几何构造多少类似于图4B的，其中在第一线圈426外侧的加热器为热敏感性更高的材料，但是使用不同类型的电阻加热器(不是线圈)。可以使用条状加热器527A，527B的这种布置，例如，如果热敏感性更高的材料制成线圈更困难或者昂贵，或者和线圈线相比提供不同等级的电阻等。
图5A和5B示出用于加热器235的两个可能电路布置的实例(这些图旨在解释电连接，而不是物理的或者空间的构造)。图5A示出第一线圈426和连接至第二线圈的中点的毛细作用部225，第二线圈由两个线圈部分627A和627B表示。这种布置可通过25A设置的两个端子626A和626B提供电力。对于这种布置一个潜在的动机是第二线圈627的每一个线圈部分627A，627B只承载第一线圈426电流的一半(假设两个线圈部分627A，627B具有彼此近似相同的电阻)。与第一线圈426的电力消耗相比，这可以帮助减少第二线圈427的电力消耗，例如，以保护第二线圈427和/或在第一线圈426中利用更有效的加热。
注意在图5A中，线圈部分627A，627B能可替换地被认为是两个单独的线圈。通常，本方法的雾化烟弹20不受限于仅具有两个线圈(或者，更通常的，两个电阻加热器)，而是可以根据任何给定执行方式的特定环境而在需要的情况下具有另外的线圈或者加热器。
在图5A中，雾化烟弹20仅具有两个用于电连接至装置部分的电端子(事实上，正极和负极)，如由触点626A和626B表示。然而，图5B示出了另外的布置，其中连接器25A支持三个(或者更多个)电端子。在这种布置中，第一端子726A用作供应至第一线圈426(或者加热器)的供应部，并且第二端子726B用作供应至第二线圈427(或者加热器)的供应部，其中两个线圈分享共同的地线返回部726C。需要知道的是这种构造提供相当大的灵活性，这是因为供应至第一线圈426的电流能被设置为用于适合蒸发的等级，而供应至第二线圈427的电流能被设置为用于热感应的不同等级(尽管第二线圈427也帮助加热和/或蒸发)。注意在这个构造中，电流监控器460将监控通过触点726B供应至第二线圈的电流等级。这种布置对热变化提供良好的敏感性，因为事实上第二线圈427的敏感性未经第一线圈426削弱，尽管连接器25A，26B现在更复杂(因为外部的端子)。
总体考虑图4A-4C以及图5A-5B，可以发现第一线圈426和第二线圈427是电阻加热器的实例，并且电阻加热器的其他形式也能视情况被用于线圈的一个或者两个。此外，依靠任何给定的执行方式的细节，两个电阻加热器的相对位置和构造能视情况独立修改，并且同样它们的电性能(电阻、联接性等)也能独立修改。这些变化能被开发以帮助解决多个标准，例如整体热敏感性(如在装置部分内提供给监控系统)，以及具有更高热敏感性的线圈或者加热器的特定需要(例如减少的电力消耗、减少的液体接触等)。
总之，本文中描述的多种执行方式因此尤其提供一种电子蒸汽提供装置，包括：第一电阻加热器，用于蒸发液体以在气流中产生供使用者吸入的蒸汽；第二电阻加热器，用于蒸发液体和/或加热上述的气流，其中第一电阻加热器具有第一电阻热系数，其小于第二电阻加热器的第二电阻热系数；以及控制系统，被构造为监控至少第二电阻加热器的电阻变化。
典型地，第一电阻加热器和/或第二电阻加热器是线卷(wire coils，线盘)，但是一些执行方式可以使用其他设计。例如，第一电阻加热器或第二电阻加热器中的至少一个可以是线式加热器(具有一些不同于线圈的构造)、条状加热器、板状加热器等。还需要知道的是第一电阻加热器和/第二电阻加热器可以具有与另外一个不同的设计-例如，第一电阻加热器可以是线卷，而第二电阻加热器可以是邻近的条状物。第一电阻加热器和第二电阻加热器大致相对接近另外一个，使得前者(第一电阻加热器)的过热将引起第二电阻加热器温度的上升(并且因此后者的电阻增加)。可以利用多种空间的构造，例如，同轴线圈、并排线圈、较小的线圈缠绕在较大的线圈周围等。
第一电阻加热器和第二电阻加热器典型地由不同的材料组成(以提供不同的热系数或者电阻率)，如两个不同的金属。在其他情况下，第一电阻加热器和第二电阻加热器可以由相同或者相似的材料组成，相同或者相似的材料已经准备提供不同的温度系数或者电阻率-例如，通过掺杂、通过不同的内部结构(例如，类似不同形式的碳)、通过不同的涂覆等。
在一些情况下，第一电阻加热器和第二电阻加热器中的至少一个可以被绝缘材料，比如聚四氟乙烯(PTFE)覆盖、包覆或者涂覆。然后这能允许第一电阻加热器和第二电阻加热器相互接触，这能够帮助确保两个加热器之间的良好的热接触和/或帮助支持多种空间的构造，同时仍在两个加热器之间提供受控的电独立性。注意任何这样的绝缘材料应基本上是耐相对高温的和电子烟内的蒸汽的。
典型地，设备包括含有控制系统的可再利用的部分，以及含有第一电阻加热器和第二电阻加热器的一次性部分。在多种情况里，可再利用的部分和一次性部分使用两个代表正负极的电触点连接。在这种情况下，控制系统总体监控作为整体的一次性部分(包括第一电阻加热器和第二电阻加热器的组合)总电阻的变化。第二电阻加热器能被构造为有助于该总电阻的主要温度依赖性。
在一些执行方式中，控制系统可包括与控制器组合的电流传感器。电流传感器能监控代表电阻的电流等级(假设合理稳定的电压从电池输出)。典型地，控制系统被构造为监控第二电阻加热器电阻的变化(通过第二电阻加热器本身或者与第一电阻加热器组合)，第二电阻加热器电阻的变化是温度快速和显著上升的指示，因此可能是的异常情况的指示。控制系统然后能被构造为基于电阻的变化减小或者切断至第一电阻加热器和/或第二电阻加热器的电力供应，从而满足一个或者多个可能指示异常情况的预定标准。例如，如果监控的电阻指示雾化烟弹的温度的显著上升(超过加热器开启时正常发生的情况)，则控制系统可以关闭电力。因此，控制系统可以帮助防止加热器变干、电力故障以及其他潜在的危险或者不期望的情况。
上文描述的执行方式通常利用液体，比如储存在储存器中，作为前体用于产生供使用者吸入的蒸汽。然而，其他执行方式可以使用不同形式的蒸汽前体，包括浆体、胶体或者固体材料。在一些情况下，蒸汽前体可以至少部分地来自一些形式的烟草或者其他植物提取物(例如，干树叶、动力(power)、浆体等)中获得。
如上文所注意的，上文描述的执行方式基本上利用一个或者多个线圈作为电阻加热器(多个电阻加热器)用来从蒸汽前体材料产生蒸汽。然而，已知其他类型或形式的电阻加热器，例如通过在衬底上形成金属轨迹而产生的平面加热器(例如印刷电路板)、或者金属网状加热器、或者陶瓷加热器等等。注意第一电阻加热器和第二电阻加热器(分别具有低的和高的电阻热系数)可以是相同类型的加热器，例如，如图4所示的两个线圈，或者可以是不同类型的电阻加热器。此外，第一电阻加热器和第二电阻加热器的一个或者两个可以由多个(相似的或者不同的)元件的组合形成-例如，第一电阻加热器可能由多个线圈形成等。
第一电阻加热器和第二电阻加热器基本上将分别具有正的电阻热系数(电阻随着温度增加)，然而，一些材料，例如陶瓷可能提供负的电阻热系数(电阻随着温度减小)。当在本文中提到一个电阻热系数大于或者(小于)另一个电阻热系数时，应该以数值来理解。例如，如果第一加热器具有的电阻热系数(α1)小于第二加热器的电阻热系数(α2)，这意味着：|α1|<|α2|(其中|α|表示α的模数(modulus))。需要知道的是这是因为在通常的定义中，控制器能被制造为对电阻的上升或者下降敏感，因此为了利于检测，电阻变化的大小非常重要(而不是信号)。
第一电阻加热器和第二电阻加热器基本上彼此之间直接或间接热接触。这种热接触提供热动力耦合，其中来自第一电阻加热器的热量可以传递至第二电阻加热器。这种热动力耦合典型地应尽可能强，以使得第二电阻加热器(并且因此全部监控系统)尽可能对第一电阻加热器的任何(潜在地异常的)温度变化敏感。热动力耦合可以利用热传递的一个或者多个形式，例如辐射、对流和/或传导。在一些情况下，热动力耦合可以开发中间媒介-例如，第一电阻加热器可以具有至毛细作用部的良好热传递，并且毛细作用部可以具有至第二电阻加热器的良好加热器传递(因此提供第一和第二电阻加热器之间的间接热耦合)。注意在一些执行方式中，中间部件的温度是最重要的。例如，第二电阻加热器的焦点可以是帮助监控装置外壳的任何超出温度，因为这部分最有可能被使用者触摸(尽管外壳的超出温度可能由第一电阻加热器的过热引起)。
为了解决各自问题以及发展相关技术领域，本公开通过解释示出多种实施方式，其中要求的发明可以被实践。本发明的优势和特征仅具有实施方式的代表性样本，并且不是详尽的和/或独有的。它们被展示仅为了帮助理解和教授要求的发明。需要懂得的是本公开的优势，实施方式，实例，功能，特性，结构和/或其他方面不被认为是如同权利要求书限定或者权利要求书等同物一样限定本公开的限制，以及可以在不脱离本公开的范围内利用其他实施方式和在进行修改。除了那些本文中特别描述的，各自实施方式可以适当地包括公开的元件，组件，特性，零件，步骤，装置等组合，或者由其组成，主要组成。本公开可能包括现在没有要求的但是可能将来会要求的其他发明。
技术特征：
1.一种电子蒸汽供应装置，包括：
第一电阻加热器，用于蒸发前体材料以在气流中产生蒸汽以供使用者吸入；
第二电阻加热器，用于蒸发所述前体材料和/或加热所述气流，其中，所述第一电阻加热器具有的第一电阻热系数小于所述第二电阻加热器的第二电阻热系数；以及
控制系统，被构造为监控至少所述第二电阻加热器的电阻变化。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一电阻加热器是线卷。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述第二电阻加热器是线卷。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一电阻加热器包括第一线卷，并且所述第二电阻加热器包括第二线卷，并且其中，所述第一线卷和所述第二线卷是同轴的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述前体材料包括液体。
6.根据权利要求5所述的装置，所述装置进一步包括毛细作用部，用于将所述液体从储存器传递至所述第一电阻加热器。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述控制系统被构造为监控指示所述毛细作用部的至少一部分已变干的电阻变化。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中，所述第二电阻热系数大于所述第一电阻热系数至少两倍，优选地至少四倍，优选地至少八倍。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其中，所述第一电阻热系数在室温下小于1×10-3K-1，并且优选地在室温下小于5×10-4K-1。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其中，所述第二电阻热系数在室温下大于1×10-3K-1，并且优选地在室温下大于2.5×10-3K-1。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其中，所述第二电阻加热器基本上由钛或镍制成。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置，其中，所述第一电阻加热器基本上由镍铬合金制成。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其中，所述第一电阻加热器与所述第二电阻加热器电并联。
14.根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其中，所述第一电阻加热器与所述第二电阻加热器电串联。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的装置，其中，所述第一电阻加热器被构造为比所述第二电阻加热器消耗更多的电力，优选地比所述第二电阻加热器消耗多至少两倍的电力。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的装置，其中，所述控制系统构造成监控至少所述第二电阻加热器的指示温度显著上升的电阻变化。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的装置，其中，所述控制系统构造成监控至少所述第二电阻加热器的电阻变化，该电阻变化指示与所述装置的正常操作相比的温度的异常快速上升。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的装置，其中，所述控制系统被构造为基于至少所述第二电阻加热器的电阻变化满足一个或多个预定标准而减小或切断向所述第一电阻加热器和/或所述第二电阻加热器的电力供应。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的装置，其中，所述装置包括具有所述控制系统的可再利用部分，并包括具有所述第一电阻加热器和所述第二电阻加热器的一次性部分。
20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述可再利用部分与所述一次性部分使用代表正极和负极的两个电触点联接。
21.根据权利要求20所述的装置，其中，所述控制系统构造为监控所述一次性部分整体的电阻变化，包括所述第二电阻加热器的电阻变化。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的装置，其中，所述第二电阻加热器负责所述一次性部分的电阻的温度敏感性的大部分。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的装置，其中，所述控制系统包括与控制器组合的电流传感器。
24.根据权利要求1至23中任一项所述的装置，其中，所述装置构造成提供所述第一电阻加热器与所述第二电阻加热器之间的热接触。
25.一种操作电子蒸汽供给装置的方法，包括：
使用第一电阻加热器蒸发前体材料以在气流中产生蒸汽以供使用者吸入；
使用第二电阻加热器蒸发所述前体材料和/或加热所述气流，其中，所述第一电阻加热器具有的第一电阻热系数小于所述第二电阻加热器的第二电阻热系数；以及
通过控制系统监控至少所述第二电阻加热器的电阻变化。
26.一种参考附图大体上如本文所限定的方法或装置。
技术总结
一种电子蒸汽供给装置，包括：第一电阻加热器，用于蒸发前体材料以在气流中产生蒸汽以供使用者吸入；以及第二电阻加热器，用于蒸发前体材料和/或加热所述气流。第一电阻加热器具有的第一电阻热系数小于第二电阻加热器的第二电阻热系数。装置进一步包括控制系统以监控至少第二电阻加热器的电阻变化。第二电阻加热器因此用作加热器以及温度监控器。
技术研发人员：肯尼·欧蒂亚巴;大卫·利德利
受保护的技术使用者：尼科创业控股有限公司
技术研发日：.01.10
技术公布日：.09.06
如果觉得《电子蒸汽供给系统的制作方法》对你有帮助，请点赞、收藏，并留下你的观点哦！
