一种气溶胶生成装置、气溶胶生成系统与非接触测温方法与流程

本发明属于加热卷烟，涉及一种气溶胶生成装置、气溶胶生成系统与非接触测温方法。

背景技术：

1、实时监测加热雾化型气溶胶生成制品的工作温度以控制稳定的制品加热状态，获得稳定的抽吸感官是该类制品基本的要求，目前多采用接触式测温和非接触式测温两类测温技术。前者主要是采用热敏电阻、热电偶等元件与加热气溶胶形成基质的加热元件直接接触，但在实际应用中，一方面，测温元件嵌入加热元件内部或测温元件紧贴在加热元件表面，都需要复杂的制造技术或需要额外的连接材料来使测温元件与加热元件实现物理接触和电连接；另一方面，由于加热元件表面会在气溶胶生成制品周期性加热和冷却的过程中粘附气溶胶冷凝物，直接影响了加热元件的加热性能，使得测温准确性受到影响，而如果测温元件直接接触气溶胶形成基质，其表面也会因粘附气溶胶冷凝物而造成测温不准。后者目前广泛采用红外测温技术，尽管可实现远距离测温，但该方法的测温准确度与加热元件表面的反射率和纯净度有关。然而，加热元件表面在加热过程中会因粘附气溶胶冷凝物而被快速污染，反射率会变化。另外，红外测温装置发射的红外光线会被气溶胶形成基质阻挡而使得到达加热元件表面的红外辐射被损耗，同样影响温度测定的准确性。

2、对于内置了金属或合金感受器的颗粒型气溶胶生成制品，采用电磁感应加热时，感受器端部电导率随着温度的变化而变化，因此可用涡流传感器通过测定其端部电导率或磁导率的变化来间接测定感受器温度(例如申请号码：2022107958590)。上述方法中，采用激励线圈和检测线圈的传感器结构来实现非接触式间接测温，这种方式存在以下缺陷：(1)在激励线圈产生的初级磁场及感受器端部感应产生的次级磁场的共同作用下，检测线圈被磁化而成为具有磁极的磁体，从而产生退磁场，退磁场的存在使穿过检测线圈的有效磁场强度和磁感应强度减小，直接影响了感受器的温度检测灵敏度；(2)当传感器响应时间在高频激励下缩短时，线圈的杂散电容使得检测稳定性变差；(3)线圈通电时本身电阻消耗的能量会转化为热量，使线圈温度升高，在检测过程中出现热波动；(4)线圈具有一定匝数和直径，整体体积偏大，不利于气溶胶生成装置的小型化。

3、为了解决上述问题，提出本发明。

技术实现思路

1、本发明提供一种气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置包含：

2、接收腔7，所述接收腔7用于接收待加热的气溶胶生成制品；

3、感应源8，所述感应源8配置为产生交变电磁场，以使得所述待加热的气溶胶生成制品的感受器在所述交变电磁场的作用下感应发热；

4、非接触测温传感器9，所述非接触测温传感器9包含作为磁电信号转换器的磁感效应元件及与其连接的感应电压检测电路；

5、所述非接触测温传感器9与作为磁通集中器的磁铁共同布置在所述接收腔7下方或底部。

6、优选地，所述磁感效应元件由非晶态铁磁线或丝制得。

7、本发明第二方面提供一种气溶胶生成系统，所述气溶胶生成系统包含第一方面任一项所述的气溶胶生成装置和气溶胶生成制品；

8、所述气溶胶生成制品包含中空管2和感受器3；

9、所述中空管2内具有发烟物质1；

10、所述感受器3包括：感受器细长部分3-1和与所述感受器细长部分3-1联接且封堵所述中空管2远唇端的感受器端部3-2；

11、所述感受器细长部分3-1位于所述中空管2内；

12、所述感受器端部3-2为温敏铁磁性或温敏亚铁磁性材料。

13、优选地，所述感受器细长部分3-1沿着所述中空管2轴向延伸。

14、优选地，所述发烟物质1选自：颗粒型发烟物质、丝状发烟物质、块状发烟物质、膏状发烟物质中的一种或几种。

15、优选地，所述感受器端部3-2为封堵片，其设在所述中空管2远唇端端面上；

16、或者所述感受器端部3-2为封堵盖，所述封堵盖的盖沿包裹在所述中空管2远唇端端面外周；

17、或者所述感受器端部(3-2)嵌入所述中空管(2)远唇端内部。

18、优选地，所述感受器端部3-2上具有通气孔3-2-1，所述通气孔3-2-1的尺寸小于所述发烟物质1的尺寸，以防止所述发烟物质1泄漏。

19、优选地，所述感受器细长部分3-1与所述感受器端部3-2的材质相同或者不同。

20、优选地，所述感受器端部3-2具有温敏铁磁性薄膜或温敏亚铁磁性薄膜。

21、本发明第三方面提供一种非接触测温方法，使用第二方面任一项所述的气溶胶生成系统，所述测温方法包括如下步骤：

22、将所述气溶胶生成装置启动，所述感应源8产生交变电磁场；

23、所述待加热的气溶胶生成制品的感受器细长部分3-1在所述交变电磁场的作用下感应发热，通过热传递将部分热量传递至所述感受器端部3-2；或者所述感受器端部3-2自身在所述交变电磁场的作用下感应发热；

24、所述感受器端部3-2的磁化随温度而变化，这种磁化的变化导致穿过传感器磁感效应元件的磁场强度hex变化，进而导致所述磁感效应元件的磁通发生变化，所述磁感效应元件检测到所述磁通的变化，进一步通过放大器和滤波电路将感应电压el转变为输出电压eoutput而被所述感应电压检测电路检测到；

25、所述感应电压检测电路通过检测所述输出电压eoutput计算所述感受器端部3-2的温度。

26、优选地，所述感应电压检测电路通过检测所述输出电压还可计算所述感受器3和气溶胶生成制品的温度。

27、上述计算可通过数据处理模块实现。

28、例如：

29、预先测量所述感受器端部3-2的温度随着所述输出电压eoutput而变化的变化曲线，并将其存储到所述数据处理模块；

30、测量时，所述数据处理模块根据所述变化曲线，通过检测所述输出电压eoutput计算所述感受器端部3-2的温度。

31、所述数据处理模块还可存储所述感受器端部3-2的温度与所述感受器3温度之间的关系算法，以计算所述感受器3温度。

32、所述数据处理模块还可存储所述感受器端部3-2的温度与所述气溶胶生成制品的温度之间的关系算法，以计算所述气溶胶生成制品的温度。

33、优选地，所述感受器细长部分3-1为可电磁感应加热材料；

34、所述感受器端部3-2为特征性识别材料，用于被所述气溶胶生成装置中的非接触式传感器9识别，以实现对所述气溶胶生成制品加热过程的控制。

35、优选地，所述感受器细长部分3-1是可电磁感应加热材料；

36、所述感受器端部3-2是可电磁感应加热材料或者不是可电磁感应加热材料。

37、优选地，所述感受器端部3-2为封堵盖，所述中空管2远唇端外周设置有螺纹，所述封堵盖的盖沿包裹在所述中空管2远唇端端面外周。

38、优选地，所述中空管2内还具有：位于所述发烟物质1下游的限位件4、降温件5、过滤件6中的至少一个。

39、本发明的优点及效果在于：

40、1、本发明的气溶胶生成装置不需要用加热元件刺破气溶胶生成制品，因此不存在颗粒泄漏至接收腔中的问题，也不存在加热元件清洁的问题。因为在气溶胶生成制品从气溶胶生成装置中移除时，内置感受器也被移除，不影响后续的抽吸，使得抽吸感官一致性提高。

41、2、本发明的气溶胶生成制品在其发烟段1中置入感受器3，该感受器3包含用于感应加热的感受器细长部分3-1和用于密封制品端部的感受器端部3-2。通过与感受器3适配的感应磁场相耦合，感受器3可感应加热制品内的发烟物质。

42、3、本发明的气溶胶生成制品中，采用金属材料制造感受器端部3-2，不存在纸质密封件或封口膜特别是生产、存储和运输过程中因温湿度或机械作用等原因导致的破损问题。相比纸质密封件或封口膜，金属材料的感受器端部3-2更耐高温，不会在制品加热过程中产生异味或受热脱落。

43、4、本发明的感受器端部3-2优选为封堵盖。封堵盖通过螺纹铆合来密封气溶胶生成制品，避免了采用粘胶密封纸质密封件或封口膜带来的因粘胶受温湿度影响而使密封件或封口膜脱落以及粘胶引起不良气味的问题。

44、5、所述感受器端部3-2可以是可电磁感应加热材料，能够端部加热位于气溶胶生成制品远唇端的颗粒，改善传统气溶胶生成制品靠近封口端的颗粒加热不充分以及气溶胶冷凝引起感官品质不佳的问题。

45、6、本发明还提供了一种上述气溶胶制品的非接触式温度检测方法。本发明属于温度间接及非接触测量，可连续监测温度变化。通过感受器端部材料电磁学性质与温度间呈一一对应的关系，使用磁感效应元件和感应电压检测电路，检测感受器端部温度，从而反映整个感受器乃至气溶胶生成制品工作温度的变化。

46、7、相比于使用带有线圈的涡流传感器测温，本发明的非接触式温度检测方法还具有以下优点：

47、所述磁感效应元件所用非晶态铁磁线或丝长度更短(如仅为1-2mm)，直径更小(如仅50μm)，利于传感器小型化；

48、所述磁感效应元件可消除许多与线圈传感器相关的问题：

49、非晶态铁磁线或丝中通入的是交变线电流，磁通在周向(即封闭的磁通路径上)变化，激励时不会产生退磁场，也不会在其他地方因激励产生磁通；

50、无论激励还是检测均不需要线圈，避免了高频激励时杂散电容的问题；

51、采用短而细的线或丝，有效抑制了因电阻热效应导致的热波动的问题；

52、所述磁感效应元件由于是在非晶态铁磁线或丝上施加交变电流，随着外部磁场的增大或减小，在线或丝两端间的感应电压的大小发生灵敏的变化，因此，对磁通变化甚至磁通本身反应灵敏，温度检测灵敏度高。