根据所期望的温度随时间分布曲线控制电加热器以限制温度的装置和方法

摘要

提供用于控制包含加热器(14)的气溶胶生成系统(100)加热的方法和系统。所述方法包含对指示所述加热器(14)温度的测量参数(R)与所述参数的目标值(R目标)进行比较；如果所述测量参数(R)超过所述目标值(R目标)大于或等于第一量，那么向所述加热器(14)停止供电第一时间段；且如果所述测量参数超过所述目标值、但小于所述第一量，那么向所述加热器停止供电第二时间段，所述第二时间段短于所述第一时间段。这在需要时实现了所述加热器的快速冷却。

说明书

技术领域

本说明书涉及一种电加热器以及用于控制加热器以避免温度峰值高于预定温度分布曲线的方法和装置。更具体地说，本说明书涉及一种被配置成加热气溶胶形成基质的电加热器以及避免气溶胶形成基质发生不期望的过热的方法和装置。所述装置和方法特别适用于电加热吸烟装置。

背景技术

传统卷烟因烟草和包覆材料燃烧而产出烟，这是在抽吸期间可能超过800摄氏度的温度下发生。在这些温度下，烟草因热解和燃烧而热降解。燃烧热使烟草释放且生成各种气体燃烧产物及馏分。所述产物被抽吸通过香烟且冷却和冷凝而形成含有与吸烟相关的味道和香气的烟。在燃烧温度下，不仅生成味道和香气，而且生成多种不期望的化合物。

在较低温度下操作的电加热吸烟系统已为人所知。通过在较低温度下加热，不会使气溶胶形成基质(在吸烟装置的情况下，是基于烟草)燃烧且生成的不期望化合物少得多。

在这类电加热吸烟系统中以及在其它电加热气溶胶生成系统中，期望尽可能地确保基质不发生燃烧，即使在极端的环境条件下以及在极端的使用模式下也不会。因此，期望控制装置中的加热元件的温度以降低燃烧风险，同时仍然加热到足以确保得到所期望的气溶胶的温度。

还期望电加热气溶胶生成系统能够随时间产生连贯的气溶胶。当气溶胶供人类消费(如在加热吸烟装置中)时，情况尤为如此。在可耗尽的基质随时间被连续或反复加热的装置中，这可能是困难的，原因在于气溶胶形成基质的特性可能随着连续或反复加热而发生显著变化，这不仅与基质中残留的气溶胶形成组分的量和分布有关，而且与基质温度有关。具体地说，随着基质中的传送烟碱以及在某些情况下调味剂的气溶胶形成剂耗尽，连续或反复加热装置的使用者可能经历香味、味道和气溶胶感觉的衰减。因此，随时间提供连贯的气溶胶递送，使得在操作期间，最初递送的气溶胶基本上类似于最后递送的气溶胶。

为了产生连贯的气溶胶，根据特定的暂时温度分布曲线控制基质温度可能是令人期望的。实现此的系统和方法公开于WO2014/102091中。然而，其中气溶胶形成基质的目标温度突然变化且具体地说突然下降的分布曲线需要快速控制方法来控制用于加热基质的加热器的温度。

发明内容

本公开的一个目标是提供一种气溶胶生成系统和方法，其能够快速控制电加热器以便遵循所期望的温度分布曲线而不会发生过热。

在本公开的第一方面中，提供一种控制包含加热器的气溶胶生成系统加热的方法，所述方法包含：

对指示加热器温度的测量参数与所述参数的目标值进行比较；

如果测量参数超过目标值大于或等于第一量，那么向加热器停止供电第一时间段；以及

如果测量参数超过目标值、但小于第一量，那么向加热器停止供电第二时间段，所述第二时间段短于第一时间段。

所述方法可以包含使目标值随着时间而变。所述方法可以包含使目标值随着时间不连续地发生变化。代表目标温度阶跃变化的目标值突然阶跃变化需要突然改变向加热器的供电。通过根据测量参数超过目标值的量来提供不同的停止供电时间段，能够在目标值突然下降时快速降低加热器温度且当目标值恒定或仅逐渐变化时更逐渐地降低温度。

所述方法提供了一种控制加热器温度的简单且高响应方式。现有的气溶胶生成系统倾向于使用比例-积分-微分(PID)控制加热器。然而，PID控制相对而言在计算上昂贵且因此响应时间较长且有时困扰于过冲问题，尤其是在抽吸致动系统中。PID控制还需要优化PID系数以符合特定的系统设计，这需要在实验室中进行大量的分析工作。

有利的是，所述方法包含如果测量参数不超过目标值，那么向加热器供电。

除基于测量参数控制向加热器供电之外，可以通过限制在指定时间段向加热器供应的电量来控制向加热器供电。这防止过多的能量供应给气溶胶形成基质，即使加热器温度仍处于或低于目标水平。所述方法可以包含以电流脉冲形式向加热器供电，以及如果测量参数不超过目标值，那么确定供电是否会引起电流脉冲占空比在第一时间段期间超过最大占空比，且仅当供电不会引起电流脉冲占空比超过最大占空比时才向加热器供电。

测量参数是加热器的电阻。这具有免除需要单独传感器的优点。然而，其还意味着为了测量加热器温度，必须向加热器供电，借此加热气溶胶形成基质。因此，为了实现加热器的快速冷却，不期望在第一或第二时间段期间测量加热器的电阻。

气溶胶生成系统可以是电加热吸烟系统。电加热吸烟系统可以被配置成加热气溶胶形成基质，如烟草基质。

在本公开的第二方面中，提供一种电加热气溶胶生成装置，其包含：

加热器；

电源；以及

控制器；其中所述控制器被配置成：对指示加热器温度的测量参数与所述参数的目标值进行比较；以及

如果测量参数超过目标值大于或等于第一量，那么向加热器停止供电第一时间段；以及

如果测量参数超过目标值、但小于第一量，那么向加热器停止供电第二时间段，所述第二时间段短于第一时间段。

所述装置可以被配置成在使用时接收和加热气溶胶形成基质。

控制器可以被配置成根据存储器中存储的期望目标分布曲线使目标值随着时间而变。存储器中存储的目标分布曲线可以基于测量参数修改，如装置中的气溶胶形成基质的类型，或使用者的抽吸行为或使用者的身份。

控制器可以被配置成使目标值随着时间发生不连续的变化。

控制器可以被配置成如果测量参数不超过目标值，那么由电源向加热器供电。

控制器可以被配置成以电流脉冲形式向加热器供电，以及如果测量参数不超过目标值，那么确定供电是否会引起电流脉冲占空比在第一时间段期间超过最大占空比，且仅当供电不会引起电流脉冲占空比超过最大占空比时才向加热器供电。

测量参数可以是加热器的电阻。控制器可以被配置成在向加热器供电的期间测量加热器的电阻。

所述系统可以是电加热吸烟系统。

如果控制器被配置成以电流脉冲形式向加热元件供电，那么可以通过调节电流的占空比来调节向加热元件的供电。可以通过改变脉冲宽度或脉冲频率或这两者来调节占空比。或者，控制器可以被配置成以连续DC信号向加热元件供电。

控制器可以包含温度感测构件，所述温度感测构件被配置成测量加热元件的温度或加热元件附近的温度以提供所测温度。

控制器可以进一步包含用于识别装置中的气溶胶形成基质的特征的构件以及保存功率控制指令查询表和相应气溶胶形成基质特征的存储器。

在本发明的第一和第二方面中，加热器可以包含电阻材料。适合的电阻材料包括(但不限于)：半导体，如掺杂陶瓷、“导”电陶瓷(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。这类复合材料可以包含掺杂或无掺杂的陶瓷。适合的掺杂陶瓷的实例包含掺杂碳化硅。适合金属的实例包括钛、锆、钽、铂、金和银。适合的金属合金实例包含不锈钢、含镍合金、含钴合金、含铬合金、含铝-钛-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、含金和含铁合金，以及基于镍、铁、钴、不锈钢、和铁-锰-铝基合金的超合金。在复合材料中，电阻材料可以任选地包埋于绝缘材料中，由绝缘材料封装或由绝缘材料涂布，或反之亦然，这取决于能量转移动力学和所需的外部物理化学特性。

在本发明的第一和第二方面中，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”是指气溶胶形成基质。内部加热元件可以采取任何适合形式。举例来说，内部加热元件可以采取加热叶片的形式。加热叶片可以由具有一个或多个电阻加热迹线的陶瓷衬底形成，由沉积于所述叶片的一侧或两侧的铂或另一种适合材料形成。或者，内部加热器可以采取具有不同导电部分的套管或衬底或电阻式金属管形式。或者，内部加热元件可以是贯穿气溶胶形成基质中心的一个或多个加热针或棒。其它替代物包括加热丝或纤丝，例如Ni-Cr(镍-铬)、铂、钨或合金丝，或加热板。任选地，可以将内部加热元件沉积在硬质载体材料内或其上。在一个此类实施例中，电阻加热元件可以使用温度与电阻率之间具有定义关系的金属形成。在这类示例性装置中，金属可以在适合绝缘材料(如陶瓷材料)上形成迹线，且然后夹入另一种绝缘材料(如玻璃)中。以此方式形成的加热器可以用于加热和监测加热元件在操作期间的温度。

外部加热元件可以采取任何适合形式。举例来说，外部加热元件可以采取位于介电质衬底(例如聚酰亚胺)上的一个或多个柔性加热箔形式。柔性加热箔可以成形而顺应基质接收空腔的周边。或者，外部加热元件可以采取金属网格、柔性印刷电路板、成型互连装置(MID)、陶瓷加热器、柔性碳纤维加热器的形式，或可以使用涂布技术(例如等离子体气相沉积)形成于适合的成形衬底上。外部加热元件也可以使用温度与电阻率之间具有所定义关系的金属来形成。在这类示例性装置中，金属可以在两层适合的绝缘材料之间形成为迹线。以此方式形成的外部加热元件可以用于加热和监测外部加热元件在操作期间的温度。

加热器有利地借助于传导来加热气溶胶形成基质。加热器可以至少部分地与基质或其上沉积有基质的载体接触。或者，来自内部或外部加热元件的热量可以借助于导热元件传导到基质。

在本发明的第一和第二方面中，在操作期间，气溶胶形成基质可以完全地包含在气溶胶生成装置内。在这种情况下，使用者可以用气溶胶生成装置的吹嘴抽吸。或者，在操作期间，含有气溶胶形成基质的吸烟制品可以部分地包含在气溶胶生成装置内。在这种情况下，使用者可以直接用吸烟制品抽吸。加热元件可以安置在装置中的空腔内，其中所述空腔被配置成接收气溶胶形成基质，以便在使用时加热元件位于气溶胶形成基质内。

吸烟制品的形状可以是基本上圆柱形的。吸烟制品可以是基本上细长的。吸烟制品可以具有一定长度和基本上垂直于所述长度的圆周。气溶胶形成基质的形状可以是基本上圆柱形的。气溶胶形成基质可以是基本上细长的。气溶胶形成基质也可以具有一定长度和基本上垂直于所述长度的圆周。

吸烟制品的总长度可以介于约30mm与约100mm之间。吸烟制品的外径可以介于约5mm与约12mm之间。吸烟制品可以包含过滤塞。过滤塞可以位于吸烟制品的下游端。过滤塞可以是乙酸纤维素过滤塞。过滤塞的长度在一个实施例中是约7mm，但其长度可以介于约5mm至约10mm之间。

在一个实施例中，吸烟制品的总长度是约45mm。吸烟制品的外径可以是约7.2mm。此外，气溶胶形成基质的长度可以是约10mm。或者，气溶胶形成基质的长度可以是约12mm。此外，气溶胶形成基质的直径可以介于约5mm与约12mm之间。吸烟制品可以包含外部包覆材料。此外，吸烟制品可以包含气溶胶形成基质与过滤塞之间的分隔物。分隔物可以是约18mm，但可以在约5mm到约25mm的范围内。分隔物优选通过热交换器填充于吸烟制品中，当气溶胶通过吸烟制品从基质到过滤塞时，热交换器使气溶胶冷却。热交换器可以是例如聚合物类过滤器，例如卷曲的PLA材料。

在本发明的第一和第二方面中，气溶胶形成基质可以是固体气溶胶形成基质。或者，气溶胶形成基质可以包含固体和液体组分。气溶胶形成基质可以包含含烟草材料，所述含烟草材料含有在加热时从所述基质释放的挥发性烟草香味化合物。或者，气溶胶形成基质可以包含非烟草材料。气溶胶形成基质可以进一步包含气溶胶形成剂。适合的气溶胶形成剂的实例是丙三醇和丙二醇。

如果气溶胶形成基质是固体气溶胶形成基质，那么所述固体气溶胶形成基质可以包含例如以下中的一种或多种：粉末、颗粒、小球、碎片、细条、条状物或薄片，所述材料含有草本植物叶、烟草叶、烟草肋料、再造烟草、均质烟草、挤出烟草、铸型叶烟草和膨胀烟草中的一种或多种。固体气溶胶形成基质可以呈疏松形式，或可在适合容器或料筒中提供。任选地，固体气溶胶形成基质可以含有在基质加热时释放的额外烟草或非烟草挥发性香味化合物。固体气溶胶形成基质还可以含有胶囊，所述胶囊例如包括额外烟草或非烟草挥发性香味化合物，并且此类胶囊可以在加热固体气溶胶形成基质期间熔化。

如本文所用，均质烟草是指通过使微粒烟草聚结而形成的材料。均质烟草可以呈薄片形式。均质烟草材料可以具有以干重计大于5％的气溶胶形成剂含量。均质烟草材料可以替代地具有以干重计介于5重量％与30重量％之间的气溶胶形成剂含量。均质烟草材料的薄片可以通过使微粒烟草聚结而形成，所述微粒烟草通过将烟草叶片和烟草叶梗中的一种或两种研磨或以其它方式粉碎而获得。替代地或另外，均质烟草材料薄片可以包含在例如烟草的处理、操作和运送期间形成的烟草尘、烟草细粒和其它微粒烟草副产品中的一种或多种。均质烟草材料薄片可以包含作为烟草内源性粘合剂的一种或多种固有粘合剂、作为烟草外源性粘合剂的一种或多种外来粘合剂或其组合，以帮助微粒烟草聚结；替代地或另外，均质烟草材料薄片可以包含其它添加剂，包括(但不限于)烟草和非烟草纤维、气溶胶形成剂、保湿剂、增塑剂、调味剂、填充剂、水性溶剂和非水性溶剂以及其组合。

任选地，固体气溶胶形成基质可以提供于热稳定载体上或包埋于热稳定载体中。载体可以采取粉末、颗粒、小球、碎片、细条、条状物或薄片形式。或，载体可以是管状载体，其内表面上或其外表面上或其内表面和外表面上沉积有固体基质薄层。此类管状载体可以由例如纸或纸样材料、非织造碳纤维垫、低质量开网金属丝网(low mass open meshmetallic screen)或穿孔金属箔或任何其它热稳定聚合物基质形成。

固体气溶胶形成基质可以例如薄片、泡沫、凝胶或浆液的形式沉积在载体的表面上。固体气溶胶形成基质可以沉积在载体的整个表面上，或者，可以按一定图案沉积，以便在使用期间提供不均匀的香味递送。

虽然上文参考了固体气溶胶形成基质，但是所属领域的一般技术人员将清楚知道，其它实施例可以使用气溶胶形成基质的其它形式。举例来说，气溶胶形成基质可以是液体气溶胶形成基质。如果提供液体气溶胶形成基质，那么气溶胶生成装置优选地包含用于保留液体的构件。举例来说，可以在容器中保留液体气溶胶形成基质。替代地或另外，液体气溶胶形成基质可以被吸入多孔载体材料中。多孔载体材料可以由任何适合的吸收塞或吸收体形成，例如泡沫金属或塑料材料、聚丙烯、涤纶、尼龙纤维或陶瓷。在使用气溶胶生成装置前，可以将液体气溶胶形成基质保留在多孔载体材料中，或者，可以在使用期间或临用前将液体气溶胶形成基质材料释放到多孔载体材料中。举例来说，可以在胶囊中提供液体气溶胶形成基质。胶囊外壳优选地在加热时熔化且将液体气溶胶形成基质释放到多孔载体材料中。胶囊可以任选地含有固体与液体的组合。

或者，载体可以是其中已经并有烟草组分的非织造织物或纤维束。非织造织物或纤维束可以包括例如碳纤维、天然纤维素纤维或纤维素衍生型纤维。

在本发明的第一和第二方面中，系统可以进一步包含用于向加热元件供电的电源。电源可以是任何适合的电源，例如DC电压源。在一个实施例中，电源是锂离子电池。或者，电源可以是镍金属氢化物电池、镍镉电池或锂基电池，例如锂钴、磷酸锂铁、钛酸锂或锂聚合物电池。

控制器可以包含微处理器，且有利地包含可编程的微处理器。控制器可以包含非易失性存储器。装置可以包含被配置成允许数据从外部装置传送到控制器和从控制器传送到外部装置的接口。接口可以允许将软件上传到控制器以在可编程的微处理器上运行。接口可以是有线接口，如微USB端口，或可以是无线接口。

在本发明的第三方面中，提供用于电操作气溶胶生成装置的电路，所述电路被配置成执行本发明的第一方面的方法。

在本发明的第四方面中，提供一种计算机程序，其在电操作气溶胶生成装置的可编程电路上运行时，促使可编程电路执行本发明的第一方面的方法。在本发明的第五方面中，提供一种计算机可读存储媒体，其上存储有根据本发明的第四方面的计算机程序。

附图说明

现将参照附图详细描述本发明实例，其中：

图1是气溶胶生成装置的示意图；

图2图解说明了在吸烟期期间使用图1中所示类型装置的最大占空比限值的演变；

图3是根据本发明的一个实施例的加热元件的温度分布曲线的示意性图解；

图4是由图3的温度分布曲线引起的恒定气溶胶递送的示意性图解；

图5图解说明了根据本发明的目标温度分布曲线；

图6是图1中所示类型装置的温度控制电路的示意图；以及

图7是图解说明根据本发明的一个实施例的控制方法的流程图。

具体实施方式

在图1中，电加热气溶胶生成装置100的一个实施例的组件按简化方式描绘。具体地说，电加热气溶胶生成装置100的元件在图1中未按比例绘制。为了使图1简化，已经省略了与理解此实施例无关的元件。

电加热气溶胶生成装置100包括外壳10及气溶胶形成基质12，例如香烟。将气溶胶形成基质12推入外壳10内，以与加热元件14热接近。气溶胶形成基质12将在不同温度下释放一系列挥发性化合物。通过控制电加热气溶胶生成装置100的最大操作温度低于一些挥发性化合物的释放温度，可以避免这些烟雾成分的释放或形成。

外壳10内具有电能供应源16，例如可充电锂离子电池。控制器18连接到加热元件14、电能供应源16，和使用者接口20，例如按钮或显示器。微控制器18具有内置软件来控制向加热元件14供电以便调节其温度。典型地，气溶胶形成基质被加热到250摄氏度与450摄氏度之间的温度。

微控制器以电流脉冲形式向加热元件供电。微控制器可以被编程以限制电流脉冲的最大允许占空比。在这个实例中，基于所存储的暂时分布曲线，可能存在95％的绝对最大占空比和可变最大占空比，以便在启动加热元件之后，最大允许占空比随着时间而变化。图2图解说明了在一个实例中使用图1中所示类型装置的吸烟期的进程，其中为了简化图解说明起见，目标温度是恒定的。加热元件的目标温度由线30表示，且如所见，在整个吸烟期间维持在375℃，总共持续六分钟。通过微控制器将吸烟期分成各阶段，不同阶段的最大占空比限值不同。占空比在本文中意思指所供电的时间的百分比。在图2所图解说明的实例中，在第一阶段中，占空比限于95％，历时30秒。在此时间段期间，加热元件升高到目标温度。在再次为30秒的第二阶段中，占空比限于65％。维持加热元件温度所需的功率比将其加热所需的功率小。在30秒的第三阶段中，占空比限于60％。在90秒的第四阶段中，占空比限于55％；在60秒的第五阶段中，占空比限于50％；且在120秒的第六阶段中，占空比限于45％。

随着气溶胶形成基质耗尽，通过气化移出的热量减少，因此将加热元件温度维持在目标温度所需的功率降低。另外，装置周围部件的温度随时间提高且因此随时间吸收的能量减少。相应地，对于指定的目标温度来说，为了减少燃烧的机会，最大允许功率随着时间而降低。一般来说，在单一吸烟期期间，在启动加热元件之后，最大允许功率或最大占空比除以目标温度的值随着时间而逐渐减小。

然而，在吸烟循环过程中，典型地期望具有变化的温度。图3是加热元件的温度分布曲线的示意性图解。线60表示随时间而变的加热元件温度。

在第一阶段70中，加热元件的温度从环境温度升高到第一温度62。温度62是在最低温度66与最高温度68之间的可允许温度范围内。设定可允许的温度变化，以便所期望的挥发性化合物从基质中气化，但在较高温度下气化的非期望化合物则不气化。可允许的温度范围还低于基质可以在正常操作条件(即，正常温度、压力、湿度、使用者抽吸行为和空气组成)下发生燃烧时的温度。

在第二阶段72中，加热元件的温度降低到第二温度64。第二温度64处于可允许的温度范围内，但低于第一温度。

在第三阶段74中，加热元件的温度逐渐升高直到停用时间76。在整个第三阶段期间，加热元件的温度仍处于可允许的温度范围内。

图4是主要气溶胶成分的递送分布曲线的示意性图解，其中加热元件温度分布曲线如图3中所说明。启动加热元件之后的初始递送增加之后，递送保持恒定直到加热元件被停用。第三阶段中的温度升高对于基质中的气溶胶形成剂耗乏起到补偿作用。

图5图解说明了基于图3所示实际温度分布曲线的一个实例目标温度分布曲线，其中可以清楚地看到三个操作阶段。在第一阶段70中，目标温度设定在T₀。向加热元件供电以使加热元件温度尽可能快地升高到T₀。在时间t₁时，目标温度变为T₁，这意味着第一阶段70结束且第二阶段开始。目标温度维持在T₁直到时间t₂为止。在时间t₂时，第二阶段结束且第三阶段74开始。在第三阶段74期间，目标温度随着时间延长而线性升高直到时间t₃为止，此时目标温度是T₂且不再向加热元件供电。

图6图解说明了根据本发明的一个实施例的控制电路，其用于提供所述的温度调节。

加热器14通过连接件22连接到电池。电池16提供电压V2。将与加热元件14串联的具有已知电阻r的另一个电阻器24插入且连接到位于接地与电压V2中间的电压V1。电流的频率调制是由微控制器18控制且通过其模拟输出30递送到充当简单开关的晶体管26。

调节是微控制器18中所集成的软件的一部分，如将描述。加热元件的温度示数(在这个实例中，加热元件的电阻)是通过测量加热元件的电阻来测定。温度示数用于调节向加热元件供应的电流以便维持加热元件接近目标温度。温度示数是在经选择以与控制方法所需的时序匹配的频率下测定，且通常可以每1ms测定一次。

微控制器18上的模拟输入21用于采集加热器14的位于电池一侧的电压V2。微控制器上的模拟输入23用于采集加热器的位于接地一侧的电压V1。微控制器上的模拟输入25提供了在附加电阻器24中和在加热元件14中流动的电流I的影像。

在特定温度下测量的加热器电阻是R_加热器。为了便于微处理器18测量加热器14的电阻R_加热器，可以测定流经加热器14的电流和横跨加热器14的电压。然后，可以利用欧姆定律测定电阻：

V＝IR (1)

在图6中，横跨加热器的电压是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24测定电流I。流经电阻器24的电流是I，且横跨电阻器24的电压是V1。由此：

因此，将(2)与(3)组合，得出：

由此，当使用气溶胶生成系统时，微控制器18可以测量V2和V1，且得知r值，可以在特定温度下测定加热器电阻R_加热器。

使加热器电阻与温度相关联。可使用线性近似法，依据以下公式使温度T与在温度T下测量的电阻R_加热器相关：

其中A是加热元件材料的热阻系数，且R₀是加热元件在室温T₀下的电阻。

如此可以对加热元件的温度与存储器中所存储的目标温度进行比较且可以确定实际温度是否超过目标温度以及超过的程度。

然而，在控制方法中不必计算温度。事实上，甚至不必计算R_加热器。相反，微控制器18测定V2-V1是否小于或等于I*R_目标，其中R_目标是目标电阻分布。这避免了执行任何除法计算的需要且因此减少了所需计算循环的次数。可以基于存储器中所存储的目标温度分布曲线和加热器校准值来计算加热分布曲线的每个阶段的开始时的R_目标。

如果简单的线性近似法在操作温度范围内不够准确，那么可使用其它更复杂方法估算电阻与温度之间的关系。举例来说，在另一个实施例中，可以基于各涵盖不同温度范围的两种或更多种线性近似法的组合来得到关系。这个方案依赖于三个或更多个借以测量加热器电阻的温度校准点。对于校准点中间的温度来说，从位于校准点的数值内插电阻值。选择校准点温度以便涵盖加热器在操作期间的期望温度范围。

这些实施例的优点是，不需要庞大且昂贵的温度传感器。另外，电阻值而非温度可以被微控制器直接使用。如果使电阻值保持在期望范围内，那么加热元件的温度也将保持在期望范围内。相应地，不需要计算加热元件实际温度。然而，可以使用单独的温度传感器且使其连接到微控制器，以提供必要的温度信息。

图7图解说明了可以用于控制加热器温度的控制方法，以确保在整个加热过程期间，其遵循目标温度分布曲线，如图5中所示的分布曲线，且保持低于最大占空比，如图2中所说明。

控制方法是具有1ms周期的控制回路。所述方法始于步骤100向加热元件供应电流500μs。为了记录温度观察结果，必需在此期间开启加热器。然后，在步骤110中，对加热元件R的电阻与目标电阻进行比较(或者正如所解释，对横跨加热元件的电压与I*R_目标进行比较)。如果R小于或等于R_目标，那么所述方法移到步骤120，其中检验供应另一个电流脉冲是否会引起所供应功率的占空比超过之前50ms期间的最大允许占空比。如果另一电流脉冲的供应不会引起最大允许占空比被超过，那么在方法返回到步骤100之前，在步骤130中向加热元件供应持续500μs的另一脉冲。如果另一个电流脉冲的供应引起了最大允许占空比被超过，那么所述方法进行到步骤140，其中在返回到步骤100之前，对应于控制回路的一个循环，不对加热器供电1ms。

如果在步骤110确定R大于R_目标，那么所述方法移到步骤150，其中检验是否R大于R_目标且大的量对应于等于或大于10℃的温度。如果不，那么所述方法进行到步骤160，其中向加热元件供电停止7ms。如果R大于R_目标且大的量对应于等于或大于10℃的温度，那么所述方法进行到步骤170，其中向加热元件供电停止100ms。在复检温度之前，停止向加热元件供电的此长得多的时间段引起更快速的冷却，当目标温度快速下降时，需要这样。由于检查加热元件温度的方法固有地涉及向加热元件供电，因此不期望在需要快速冷却时较频繁地检查温度。

显然，在图7所图解说明的方法中，为了便于电流脉冲供应到加热器，必须通过两种测试。第一种测试是加热器温度不高于目标温度且第二种测试是电流脉冲供应不会引起最大允许占空比被超过。此第二种测试校验了气溶胶形成基质未发生过热。

应该清楚，上述示例性实施例具说明性而非限制性。鉴于上述示例性实施例，所属领域的普通技术人员现将显而易知与上述示例性实施例一致的其它实施例。