RS55847B1

RS55847B1 - Uređaj i postupak za kontrolisanje električnog grejača radi ograničavanja temperature

Info

Publication number: RS55847B1
Application number: RS20170371A
Authority: RS
Inventors: Robin Farine; Pascal Talon
Original assignee: Philip Morris Products Sa
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2017-08-31
Also published as: CN105027016A; JP6046231B2; KR20160009108A; JP5971829B2; US20150237916A1; EP2895930B1; AU2013314436A1; ES2608868T3; JP2016028398A; CA2880481A1; IL237099B; LT3002657T; NZ705806A; RS55379B1; ZA201500400B; BR112015004669A2; CN105446393A; MY169408A; KR101619034B1; PH12015500131A1

Description

Predmetni opis se odnosi na električni grejač i postupak i uređaj za kontrolisanje grejača da bi se izbegla vršna povećanja temperature. Ovaj opis se preciznije odnosi na električni grejač konfigurisan da zagreva supstrat koji daje aerosol i postupak i uređaj za izbegavanje neželjenog sagorevanja supstrata koji daje aerosol. Opisani uređaj i postupak naročito mogu da se primene na električno zagrevane uređaje za pušenje.

Tradicionalne cigarete isporučuju dim kao rezultat sagorevanja duvana i omota koje se dešava na temperaturama koje mogu da pređu 800 stepeni Celzijusa u toku povlačenja dima. Na ovim temperaturama, duvan se termički razgrađuje pirolizom i sagorevanjem. Toplota sagorevanja oslobađa i proizvodi razne gasovite proizvode sagorevanja i destilate iz duvana. Proizvodi se povlače kroz cigaretu, hlade i kondenzuju da bi obrazovali dim koji sadrži ukuse i arome povezane sa pušenjem. Na temperaturama sagorevanja ne stvaraju se samo ukusi i arome nego se takođe proizvode brojna nepoželjna jedinjenja.

Poznati su električno zagrevani uređaji za pušenje koji rade na nižim temperaturama. Zagrevanjem na nižoj temperaturi, supstrat koji daje aerosol (koji je u slučaju uređaja za pušenje na bazi duvana) ne sagoreva i proizvodi se mnogo manje nepoželjnih jedinjenja.

Poželjno je da se, u takvim električno zagrevanim uređajima za pušenje i u drugim električno zagrevanim uređajima za proizvodnju aerosola, što je moguće više obezbedi da ne dođe do pojave sagorevanja supstrata, čak i u ekstremnim okolnim uslovima i pod ekstremnim obrascima upotrebe. Zbog toga je poželjno da se kontroliše temperatura grejnog elementa ili elemenata u uređaju da bi se smanjio rizik od sagorevanja uz dalje zagrevanje do dovoljne temperature da bi bio obezbeđen željeni aerosol. Takođe je poželjno da može da se otkrije ili predvidi sagorevanje supstrata i shodno tome kontroliše grejni element.

U jednom aspektu predmetnog pronalaska, obezbeđen je postupak za kontrolisanje električnog grejnog elementa, koji sadrži: održavanje temperature grejnog elementa na ciljnoj temperaturi primenom impulsnog snabdevanja električnom strujom grejnog elementa;

praćenje radnog ciklusa pulseva električne struje; i

utvrđivanje da li se radni ciklus razlikuje od očekivanog radnog ciklusa ili raspona radnih ciklusa,i ako je tako, smanjenje ciljne temperature, ili zaustavljanje snabdevanja grejnog elementa strujom ili ograničavanje radnog ciklusa grejnom elementu isporučenih pulseva električne struje.

Grejni element može da bude deo uređaja za proizvodnju aerosola, kao što je električno zagrevani uređaj za pušenje. Grejni element može da bude konfigurisan da neprekidno zagreva supstrat koji daje aerosol u toku rada uređaja. Supstrat koji daje aerosol u ovom kontekstu je supstrat sposoban da usled zagrevanja oslobađa isparljiva jedinjenja koja mogu da stvaraju aerosol. „Neprekidno" u ovom kontekstu znači da zagrevanje ne zavisi od protoka vazduha kroz uređaj. Kako sastojci koji obrazuju aerosol, supstrata koji daje aerosol, postaju iscrpljeni u toku zagrevanja, pada snaga potrebna za održavanje date ciljne temperature. U zavisnosti od razvoja ciljne temperature u toku rada grejnog elementa, radni ciklus može da bude ograničen da bi se smanjio rizik od pojavljivanja sagorevanja supstrata.

Kako se temperatura održava na poznatoj ciljnoj temperaturi, svaka promena u očekivanom radnom ciklusu ili rasponu radnih ciklusa za održavanje ciljne temperature ukazuje na nenormalne uslove. Na primer, ako radni ciklus ostaje mnogo niži nego što je očekivano dok se održava temperatura, to može da bude usled spoljašnjeg izvora toplote kao što je sagorevanje supstrata. Ako radni ciklus ostaje veći od očekivanog to može da bude usled nenormalnog hlađenja grejnog elementa kao rezultat prevelikog protoka vazduha preko grejača, što kod uređaja za pušenje znači da korisnik intenzivno povlači dim. Intenzivno povlačenje dima može da dovede do veće koncentracije kiseonika što povećava šansu za neželjeno sagorevanje supstrata koji daje aerosol.

Grejni element može da bude elektrootporni grejni element i korak održavanja temperature grejnog elementa na ciljnoj temperaturi može da uključi određivanje električnog otpora grejnog elementa i podešavanje električne struje isporučene grejnom elementu u zavisnosti od određenog električnog otpora. Korak održavanja temperature grejnog elementa na ciljnoj temperaturi može da sadrži upotebu PID kontrolne petlje. Alternativno, drugi mehanizmi za održavanje temperature mogu da budu upotrebljeni, kao što je jednostavni kontrolni sistem termostatskog uključeno/isključeno tipa koji manje košta od PID kontrolne petlje. Pored toga, mogu da budu upotrebljeni mehanizmi za očitavanje temperature, različiti od određivanja električnog otpora grejnog elementa, kao što su bimetalne trake, termoparovi ili namenski termistor ili elektrootporni element koji je električno odvojen od grejnog elementa. Ovi alternativni mehanizmi za očitavanje temperature mogu da budu upotrebljeni pored ili umesto određivanja temperature praćanjem električnog otpora grejnog elementa. Na primer, odvojeni mehenizam za očitavanje temperature može da bude upotrebljen u kontrolnom mehanizmu za prekidanje napajanja grejnog elementa kad temperatura grejnog elementa izađe van raspona ciljne temperature.

Korak utvrđivanja da li se radni ciklus razlikuje od očekivanog radnog ciklusa može da sadrži periodično upoređivanje radnog ciklusa sa prvom graničnom vrednošću radnog ciklusa i korišćenje histerezisne kontrolne petlje za utvrđivanje tačke okidanja u kojoj treba smanjiti ciljnu temperaturu ili ograničiti radni ciklus pulseva električne struje. Korišćenje histerezisne kontrolne petlje osigurava da vrlo kratkotrajne promene radnog ciklusa ne pokrenu smanjivanje temperature ili primenjene snage. Samo posle produženog perioda nenormalnog ponašanja radnog ciklusa se dostiže tačka okidanja.

Postupak može da sadrži, ako je radni ciklus manji od druge granične vrednosti radnog ciklusa dok je temperatura na ili iznad ciljne temperature, sečenje snabdevanja grejnog elementa električnom strujom. Kao što je opisano, vrlo nizak radni ciklus sa zadržanom temperaturom ukazuje na spoljašnji izvor toplote i može da bude rezultat sagorevanja supstrata neposredno uz ili okolo grejnog elementa. U takvim okolnostima snaga grejnom elementu može da bude presečena da bi se osiguralo da korisnik uređaja više ne prima nepoželjna jedinjenja.

Postupak može da sadrži ograničavanje radnog ciklusa pulseva električne struje na maksimalno ograničenje radnog ciklusa. Maksimalno ograničenje radnog ciklusa može da se menja na bazi unapred programirane kontrolne strategije. Na primer maksimalni radni ciklus može da se smanjuje sa protokom vremena, ili stepenasto ili neprekidno, kako se supstrat isušuje. Prva granična vrednost ili druga granična vrednost, ili i prva i druga granična vrednost, mogu da budu proporcionalne maksimalnom ograničenju radnog ciklusa. Na primer, prva granična vrednost može da bude maksimalno ograničenje radnog ciklusa. Druga granična vrednost može da bude nepromenljiva proporcija maksimalnog trajanja radnog ciklusa ili može da bude nepromenljivi radni ciklus. Alternativno, i prva i druga granična vrednost mogu da budu apsolutna ograničenja.

U drugom aspektu otkrića, obezbeđen je uređaj za kontrolisanje električnog grejnog elementa, koji sadrži: kontrolno kolo povezano na grejni element, konfigurisano da održava temperaturu grejnog elementa na ciljnoj temperaturi primenom impulsnog snabdevanja električnom strujom grejnog elementa; i

detektorsko kolo konfigurisano da prati radni ciklus pulseva električne struje i ako se radni ciklus pulseva električne struje razlikuje od očekivanog radnog ciklusa ili raspona radnih ciklusa, da naredi kontrolnom kolu da smanji ciljnu temperaturu ili zaustavi snabdevanje strujom grejnog elementa ili ograniči radni ciklus ili pulseve električne struje.

Grejni element može da bude elektrootporni grejni element i kontrolno kolo je konfigurisano da održava temperaturu grejnog elementa na ciljnoj temperaturi određivanjem električnog otpora grejnog elementa i podešavanjem električne struje isporučene grejnom elementu u zavisnosti od određenog električnog otpora. Kontrolno

kolo može da sadrži PID kontrolnu petlju.

Detektorsko kolo može da bude konfigurisano da periodično upoređuje radni ciklus sa prvom graničnom vrednošću radnog ciklusa i može da sadrži histerezisnu kontrolnu petlju konfigurisanu da odredi tačku okidanja u kojoj treba da smanji ciljnu temperaturu ili ograniči radni ciklus pulseva električne struje.

Detektorsko kolo može da bude konfigurisano tako da ako je radni ciklus manji od druge granične vrednosti radnog ciklusa dok je temperatura na ili iznad ciljne temperature, detektorsko kolo naređuje kontrolnom kolu da prekine snabdevanje grejnog elementa električnom strujom.

Ciljna temperatura može da bude konstantna ili može da se menja tokom vremena.

Kontrolno kolo može da bude konfigurisano da ograniči radni ciklus pulseva električne struje na maksimalno ograničenje radnog ciklusa, pri čemu se za datu ciljnu temperaturu maksimalno ograničenje radnog ciklusa progresivno smanjuje sa povećanjem vremena proteklog posle aktiviranja grejnog elementa. Ako je ciljna temperatura konfigurisana da raste s protokom vremena u bilo kojoj tački posle aktiviranja grejnog elementa, onda maksimalni radni ciklus takođe može da raste. U jednoj realizaciji promenljiva A, gde je A jednako maksimalnom radnom ciklusu podeljenom sa ciljnom temperaturom, se progresivno smanjuje sa povećanjem vremena proteklog posle aktiviranja grejnog elementa.

Kontrolno kolo može da bude konfigurisano da prekine napajanje grejnog elementa električnom strujom ako temperatura grejnog elementa prelazi graničnu vrednost temperature. Na primer, ako se za temperaturu grejnog elementa otkrije da je 7°C ili više iznad ciljne temperature, snabdevanje snagom može da bude prekinuto s obzirom da bi inače rizik od sagorevanja bio previsok.

Uređaj može da bude uređaj za proizvodnju aerosola koji sadrži grejni element, kao što je električno zagrevani uređaj za pušenje. Grejni element može da bude konfigurisan da neprekidno zagreva supstrat koji daje aerosol u toku rada uređaja.

Uređaj za proizvodnju aerosola može da bude konfigurisan da primi supstrat koji daje aerosol, i pri čemu očekivani radni ciklus ili raspon radnih ciklusa može da bude konfigurisan u zavisnosti od svojstava supstrata koji daje aerosol.

U sledećem aspektu pronalaska obezbeđen je sistem za proizvodnju aerosola, koji sadrži: uređaj za proizvodnju aerosola koji sadrži grejni element, i proizvod za proizvodnju aerosola koji sadrži supstrat koji daje aerosol, pri čemu je grejač konfigurisan da zagreva supstrat koji daje aerosol da bi proizveo aerosol, i pri čemu uređaj za proizvodnju aerosola sadrži: kontrolno kolo povezano na grejni element, konfigurisano da održava temperaturu grejnog elementa na ciljnoj temperaturi primenom impulsnog snabdevanja električnom strujom grejnog elementa;

Uređaj za proizvodnju aerosola može da bude konfigurisan tako da očekivani radni ciklus ili raspon radnih ciklusa zavisi od svojstava supstrata koji daje aerosol. Proizvod za proizvodnju aerosola može da obuhvati sredstva koja omogućavaju da uređaj za proizvodnju aerosola utvrdi svojstva, kao što je komponenta električne otpornosti, oznaka koja može da bude optički otkrivena ili karakterističan oblik ili dimenzija. Različiti supstrati mogu da sagorevaju pod različitim uslovima i mogu da sadrže različite količine stvarača aerosola ili tečnosti, tako da mogu da budu u opasnosti od sagorevanja na različitim temperaturama i vremenima.

U drugom aspektu otkrića, obezbeđen je postupak za kontrolisanje električnog grejnog elementa, koji sadrži: održavanje temperature grejnog elementa na ciljnoj temperaturi snabdevanjem električnom snagom grejnog elemnta u toku mnoštva faza zagrevanja;

ograničavanje snage isporučene grejnom elementu, u toku svake faze zagrevanja, na nivo granične vrednosti snage, tako da promenljiva B, gde je B jednako nivou granične vrednosti snage podeljenom sa ciljnom temperaturom, se progresivno smanjuje sa povećanjem vremena proteklog posle aktiviranja grejnog elementa.

Grejni element može da bude deo uređaja za proizvodnju aerosola, kao što je električno zagrevani uređaj za pušenje. Grejni element može da bude konfigurisan da neprekidno zagreva supstrat koji daje aerosol u toku rada uređaja. „Neprekidno" u ovom kontekstu znači da zagreva nje ne zavisi od protoka vazduha kroz uređaj. Kako sastojci koji obrazuju aerosol, supstrata koji daje aerosol, postaju iscrpljeni u toku zagrevanja, pada snaga potrebna za održavanje date ciljne temperature. Ciljna temperatura grejnog elementa može da se menja u toku rada grejnog elementa i radni ciklus može odgovarajuće da bude ograničen da bi se smanjio rizik od pojavljivanja sagorevanja supstrata. Ako je ciljna temperatura konfigurisana da raste s protokom vremena u bilo kojoj tački posle aktiviranja grejnog elementa, onda maksimalni radni ciklus takođe može da raste.

Korak održavanja može da sadrži snabdevanje snagom u vidu pulseva električne struje, i korak ograničavanja isporučene snage može da sadrži ograničavanje radnog ciklusa pulseva električne struje na ispod granične vrednosti radnog ciklusa, granična vrednost radnog ciklusa podeljena sa ciljnom temperaturom se progresivno smanjuje za svaku sledeću fazu zagrevanja posle aktiviranja grejnog elementa.

Alternativno, ili pored toga, korak ograničavanja isporučene snage može da sadrži ograničavanje napona primenjenog na grejni element na ispod granične vrednosti napona.

U sledećem aspektu otkrića obezbeđen je uređaj za kontrolisanje električnog grejnog elementa koji sadrži: kontrolno kolo spojeno na grejni element, kontrolno kolo konfigurisano da putem snabdevanja grejnog elementa električnom snagom kontroliše temperaturu grejnog elementa na ciljnoj temperaturi u toku mnoštva faza zagrevanja, i da bi ograničilo snagu isporučenu grejnom elementu u toku svake faze zagrevanja na nivou granične vrednosti snage, tako da promenljiva B, gde je B jednako nivou granične vrednosti snage podeljenom sa ciljnom temperaturom, se progresivno smanjuje sa povećanjem vremena proteklog posle aktiviranja grejnog elementa.

Kontrolno kolo može da bude konfigurisano da isporučuje snagu u vidu pulseva električne struje, i da ograniči snagu isporučenu grejnom elementu ograničavajući radni ciklus pulseva električne struje da bude ispod granične vrednosti radnog ciklusa, granična vrednost radnog ciklusa podeljena sa ciljnom temperaturom se progresivno smanjuje za svaku sledeću fazu zagrevanja posle aktiviranja grejnog elementa.

Uređaj može da bude uređaj za proizvodnju aerosola koji sadrži grejni element, kao što je električno zagrevani uređaj za pušenje.

Uređaj za proizvodnju aerosola može da bude konfigurisan da primi supstrat koji daje aerosol, i trajanje faza zagrevanja i granična vrednost radnog ciklusa za svaku fazu zagrevanja može da bude konfigurisana u zavisnosti od korisnikovog unosa u kontrolno kolo ili u zavisnosti od otkrivenih svojstava supstrata koji daje aerosol ili u zavisnosti od otkrivenih parametara okruženja. Dakle, određeni supstrat može da zahteva različit profil zagrevanja da bi dao željene rezultate i različiti korisnici mogu da preferiraju različite profile zagrevanja.

U sledećem aspektu pronalaska obezbeđen je sistem za proizvodnju aerosola, koji sadrži: uređaj za proizvodnju aerosola koji sadrži grejni element, i proizvod za proizvodnju aerosola koji sadrži supstrat koji daje aerosol, pri čemu je grejač konfigurisan da zagreva supstrat koji daje aerosol da bi proizveo aerosol, i pri čemu uređaj za proizvodnju aerosola sadrži: kontrolno kolo spojeno na grejni element, kontrolno kolo konfigurisano da putem snabdevanja grejnog elementa električnom snagom kontroliše temperaturu grejnog elementa na ciljnoj temperaturi u toku mnoštva faza zagrevanja, i da bi ograničilo snagu isporučenu grejnom elementu u toku svake faze zagrevanja na nivou granične vrednosti snage, tako da promenljiva B, gde je B jednako nivou granične vrednosti snage podeljenom sa ciljnom temperaturom, se progresivno smanjuje sa povećanjem vremena proteklog posle aktiviranja grejnog elementa.

Uređaj za proizvodnju aerosola može da bude konfigurisan tako da nivo granične vrednosti snage zavisi od svojstava supstrata koji daje aerosol. Proizvod za proizvodnju aerosola može da obuhvati sredstva koja omogućavaju da uređaj za proizvodnju aerosola utvrdi svojstva, kao što je komponenta električne otpornosti, oznaka koja može da bude optički otkrivena ili karakterističan oblik ili dimenzija. Različiti supstrati mogu da sagorevaju pod različitim uslovima i mogu da sadrže različite količine stvarača aerosola ili tečnosti, tako da mogu da budu u opasnosti od sagorevanja na različitim temperaturama i vremenima.

Kontrola grejnog elementa, kao što je opisano u bilo kom od prethodnih aspekata otkrića, može da bude sprovedena putem računarskog programa koji, kad radi na programljivom električnom kolu za uređaj za proizvodnju aerosola na električni pogon, dovodi do toga da programljivo električno kolo vrši postupak kontrole. Računarski program može da bude obezbeđen na računarom čitljivom medijumu za skladištenje podataka.

U još jednom aspektu otkrića, obezbeđen je uređaj za proizvodnju aerosola koji sadrži: električni grejni element;

detektorsko kolo konfigurisano da detektuje temperaturu grejnog elementa; i

kontrolno kolo spojeno na grejni element i detektorsko kolo, pri čemu je kontrolno kolo konfigurisano da kontroliše snabdevanje električnom energijom grejnog elementa sa izvora napajanja, i pri čemu je kontrolno kolo konfigurisano da spreči snabdevanje grejnog elementa električnom energijom sa izvora napajanja ako detektorsko kolo otkrije da je temperatura grejnog elementa iznad granične vrednosti temperature.

Granična vrednost temperature može da se menja s vremenom proteklim posle aktiviranja grejnog elementa. Uređaj za proizvodnju aerosola može da bude električno zagrevani uređaj za pušenje.

U još jednom aspektu otkrića, obezbeđen je sistem za proizvodnju aerosola koji sadrži: uređaj za proizvodnju aerosola koji sadrži grejni element, i proizvod za proizvodnju aerosola koji sadrži supstrat koji daje aerosol, pri čemu je grejač konfigurisan da zagreva supstrat koji daje aerosol da bi proizveo aerosol, i pri čemu uređaj za proizvodnju aerosola sadrži: detektorsko kolo konfigurisano da detektuje temperaturu grejnog elementa; i kontrolno kolo spojeno na grejni element i detektorsko kolo, pri čemu je kontrolno kolo konfigurisano da kontroliše snabdevanje električnom energijom grejnog elementa sa izvora napajanja, i pri čemu je kontrolno kolo konfigurisano da spreči snabdevanje grejnog elementa električnom energijom sa izvora napajanja ako detektorsko kolo otkrije da je temperatura grejnog elementa iznad granične vrednosti temperature.

U svim aspektima pronalaska, grejni element može da sadrži elektrootporni materijal. Odgovarajući elektrootporni materijali obuhvataju, ali nisu ograničeni na: poluprovodnike kao što su dopirane keramike, "elektroprovodljive" keramike (kao što je, na primer, molibden-disilicid), ugljenik, grafit, metale, legure metala i kompozitne materijale napravljene od keramičkih materijala i metalnih materijala. Takvi kompozitni materijali mogu da sadrže dopirane ili nedopirane keramike. Primeri odgovarajućih dopiranih keramika obuhvataju dopirane silicijum-karbide. Primeri odgovarajućih metala obuhvataju titan, cirkonijum, tantal platinu, zlato i srebro. Primeri odgovarajućih legura metala obuhvataju nerđajući čelik, legure koje sadrže nikl-, hrom-, aluminijum-, titan-, cirkonijum-, hafnijum-, niobijum-, molibden-, tantal-, volfram-, kalaj-, galijum-, mangan-, zlato- i gvožđe, i super legure bazirane na niklu, gvožđu, kobaltu, nerđajućem čeliku, Timetak© i legure bazirane na gvožđe-mangan-aluminijumu. U kompozitnim materijalima, u zavisnosti od kinetike prenosa energije i potrebnih spoljašnjih fizičko-hemijskih svojstava, elektrootporni materijal može da bude ugrađen u izolacioni materijal, inkapsuliran ili obložen izolacionim materijalom ili obrnuto.

Kao što je opisano, u bilo kom aspektu otkrića, grejni element može da bude deo uređaja za proizvodnju aerosola. Uređaj za proizvodnju aerosola može da sadrži unutrašnji grejni element ili spoljašnji grejni element ili i unutrašnji i spoljašnji grejni element, pri čemu se „unutrašnji" i „spoljašnji" odnosi na supstrat koji daje aerosol. Unutrašnji grejni element može da bude u bilo kom odgovarajućem obliku. Na primer, unutrašnji grejni element može da bude u obliku grejnog sečiva. Alternativno, unutrašnji grejač može da bude u obliku kućišta ili supstrata koji ima različite elektroprovodljive delove ili elektrootporne metalne cevi. Alternativno, unutrašnji grejni element može da bude jedna ili više grejnih igala ili štapića koji prolaze kroz centar supstrata koji daje aerosol. Ostale alternative obuhvataju grejnu žicu ili užarenu nit, na primer Ni-Cr (nikl-hrom), platinastu, volfram ili legiranu žicu, ili grejnu pločicu. Po izboru, unutrašnji grejni element može da bude postavljen u ili na kruti noseći materijal. U jednoj takvoj realizaciji elektrootporni grejni element može da bude napravljen upotrebom metala koji ima definisan odnos između temperature i električne otpornosti. U takvom primeru uređaja, metal može da bude napravljen u vidu trake na odgovarajućem izolacionom materijalu, kao što je keramički materijal, i potom umetnut u drugi izolacioni materijal kao što je staklo. Grejači napravljeni na ovaj način mogu da budu upotrebljeni i za zagrevanje i za praćenje temperatura grejnih elemenata u toku rada.

Spoljašnji grejni element može da bude u bilo kom odgovarajućem obliku. Na primer, spoljašnji grejni element može da bude u obliku jedne ili više grejnih folija na dielektričnom supstratu, kao što je poliimid. Fleksibilne grejne folije mogu da budu oblikovane da se prilagode obodu šupljine za primanje supstrata. Alternativno, spoljašnji grejni element može da bude u obliku metalne mreže ili mreža, fleksibilne štampane ploče, livenog interkonekcijskog uređaja (MID), keramičkog grejača, fleksibilnog grejača od ugljeničnih vlakana ili može da bude napravljen upotrebom tehnike presvlačenja, kao što je taloženje pare plazme na odgovarajuće oblikovanom supstratu. Spoljašnji grejni element može takođe da bude napravljen upotrebom metala koji ima definišan odnos između temperature i električne otpornosti. U takvom primeru uređaja metal može da bude oblikovan kao traka između dva sloja odgovarajućih izolacionih materijala. Spoljašnji grejni element napravljen na ovaj način može da bude upotrebljen i za zagrevanje i za praćenje temperature spoljašnjeg grejnog elementa u toku rada.

Unutrašnji ili spoljašnji grejni element može da sadrži izmenjivač toplote ili akumulator toplote koji sadrži materijal sposoban da apsorbuje i čuva toplotu i potom je tokom vremena oslobađa supstratu koji daje aerosol. Pasivni izmenjivač toplote može da bude napravljen od bilo kog odgovarajućeg materijala, kao što je metalni ili keramički materijal. U jednoj realizaciji, materijal ima veliki toplotni kapacitet (razuman materijal za čuvanje toplote), ili je materijal sposoban da apsorbuje i potom putem reverzibilnog procesa otpušta toplotu, kao što je proces promene faze na visokoj temperaturi. Odgovarajući razumni materijali za čuvanje toplote obuhvataju silika gel, glinicu, ugljenik, stakleni mat, stakleno flakno, minerale, metal ili legure kao što je aluminijum, srebro ili olovo i celulozni materijal kao što je papir. Ostali odgovarajući materijali koji oslobađaju toplotu putem reverzibilne promene agregatnog stanja obuhvataju parafin, natrijum acetat, naftalin, vosak, polietilen oksid, metal, metalnu so, smešu eutektičkih soli ili leguru. Izmenjivač toplote ili toplotni rezervoar može da bude raspoređen tako da bude u direktnom kontaktu sa supstratom koji daje aerosol i može da direktno prenosi uskladištenu toplotu na supstrat. Alternativno, toplota uskladištena u pasivnom izmenjivaču toplote ili rezervoaru toplote može da bude preneta na supstrat koji daje aerosol pomoću provodnika toplote, kao što je metalna cev.

Prednost je da grejni element zagreva supstrat koji daje aerosol putem provođenja. Grejni element može da bude bar delimično u kontaktu sa supstratom ili sa nosačem na koji je supstrat nanet. Alternativno, toplota sa bilo unutrašnjeg ili bilo spoljašnjeg grejnog elementa može da bude provedena na supstrat pomoću toplotno provodljivog elementa.

U toku rada supstrat koji daje aerosol može da bude potpuno sadržan unutar uređaja za proizvodnju aerosola. U tom slučaju korisnik može da povuče dim sa usnika uređaja za proizvodnju aerosola. Alternativno, u toku rada proizvod za pušenje koji sadrži supstrat koji daje aerosol može da bude delimično sadržan unutar uređaja za proizvodnju aerosola. U tom slučaju korisnik može da povlači dim direktno na proizvodu za pušenje.

Proizvod za pušenje može da bude po obliku suštinski cilindričan. Proizvod za pušenje može da bude suštinski izdužen. Proizvod za pušenje može da ima dužinu i obim suštinski normalan na dužinu. Supstrat koji daje aerosol može da bude suštinski cilindričnog oblika. Supstrat koji daje aerosol može da bude suštinski izdužen. Supstrat koji daje aerosol takođe može da ima dužinu i obim suštinski normalan na dužinu.

Proizvod za pušenje može da bude ukupne dužine između približno 30 mm i približno 100 mm. Proizvod za pušenje može da ima spoljni prečnik između približno 5 mm i približno 12 mm. Proizvod za pušenje može da sadrži filterski čep. Filterski čep može da bude postavljen na nishodnom kraju proizvoda za pušenje. Filterski čep može da bude čep od acetilovane celuloze. Filterski čep je dugačak približno 7 mm u jednoj realizaciji, ali može imati dužinu između približno 5 mm do približno 10 mm.

U jednoj realizaciji proizvod za pušenje ima dužinu približno 45 mm. Proizvod za pušenje može da ima spoljašnji prečnik približno 7,2 mm. Dalje, supstrat koji daje aerosol može da ima dužinu približno 10 mm. Alternativno, supstrat koji daje aerosol može da ima dužinu približno 12 mm. Dalje, prečnik supstrata koji daje aerosol može takođe da bude između približno 5 mm i približno 12 mm. Proizvod za pušenje može da sadrži spoljni papirni omotač. Dalje, proizvod za pušenje može da sadrži razmak između supstrata koji daje aerosol i filterskog čepa. Razmak može da bude približno 18 mm, ali može da bude u rasponu od približno 5 mm do približno 25 mm.

Supstrat koji daje aerosol može da bude čvrst supstrat koji daje aerosol. Alternativno, supstrat koji daje aerosol može da sadrži i čvrste i tečne komponente. Supstrat koji daje aerosol može da sadrži materijal koji sadrži duvan, a koji sadrži isparljiva jedinjenja duvanske arome, koja se usled zagrevanja oslobađaju iz supstrata. Alernativno, supstrat koji daje aerosol može da sadrži neduvanski materijal. Supstrat koji daje aerosol može dalje da sadrži stvarač aerosola. Primeri odgovarajućih stvarača aerosola su glicerin i propilen-glikol.

Ako je supstrat koji daje aerosol čvrst supstrat, čvrst supstrat koji daje aerosol može da sadrži, na primer, jedan ili više: prah, granule, pelete, komadiće, štapiće, trake ili listiće koji sadrže jedan ili više: biljni list, list duvana, fragmente duvanskih rebara, rekonstituisani duvan, homogenizovani duvan, ekstrudirani duvan, presovani list duvana i ekspandovani duvan. Čvrst supstrat koji daje aerosol može da bude u rasutom obliku ili može da bude obezbeđen u odgovarajućoj posudi ili ulošku. Po izboru, čvrst supstrat koji daje aerosol može da sadrži dodatna duvanska ili neduvanska isparljiva jedinjenja, koja će biti oslobođena usled zagrevanja supstrata. Čvrst supstrat koji daje aerosol može takođe da sadrži kapsule koje, na primer, obuhvataju dodatna duvanska ili neduvanska isparljiva jedinjenja i takve kapsule mogu da se istope u toku zagrevanja čvrstog supstrata koji daje aerosol.

Po izboru, čvrst supstrat koji daje aerosol može da bude obezbeđen na termostabilnom nosaču ili ugrađen u njemu. Nosač može da ima oblik praha, granula, peleta, komadića, štapića, traka ili listića. Alternativno, nosač može da bude cevasti nosač kod koga je tanak sloj čvrstog supstrata nanesen na njegovu unutrašnju površinu ili na njegovu spoljašnju površinu ili i na jednu i na drugu površinu. Takav cevasti nosač može da se izradi npr. od papira, materijala nalik papiru, prostirke od netkanog ugljeničnog vlakna, otvorene metalne mreže male mase ili perforirane metalne folije ili bilo koje druge termički stabilne polimeme matrice.

Čvrst supstrat koji daje aerosol može da bude položen na površinu nosača u obliku npr. lista, pene, gela ili kaše. Čvrst supstrat koji daje aerosol može da bude položen na celoj površini nosača ili može da bude položen po određenom šablonu da bi tokom upotrebe obezbedio neujednačenu isporuku ukusa.

lako se prethodno pominju čvrsti supstrati koji daju aerosol, prosečnom stručnjaku u tehnici će biti jasno da drugi oblici supstrata koji daje aerosol mogu da budu upotrebljeni sa drugim realizacijama. Na primer, supstrat koji daje aerosol može da bude tečni supstrat koji daje aerosol. Ako je obezbeđen tečni supstrat koji daje aerosol, uređaj za proizvodnju aerosola poželjno sadrži sredstva za držanje tečnosti. Na primer, tečni supstrat koji daje aerosol može da se drži u posudi. Alternativno ili dodatno, tečni supstrat koji daje aerosol može da bude apsorbovan u porozni noseći materijal. Porozni materijal nosača može da bude napravljen od bilo kog odgovarajućeg apsorbujućeg čepa ili tela, na primer, penasti metalni ili plastični materijal, polipropilen, terilen, najlonska vlakna ili keramika. Tečni supstrat koji daje aerosol može da se drži u poroznom materijalu nosača pre upotrebe uređaja za proizvodnju aerosola ili alternativno, tečni materijal supstrata koji daje aerosol može da bude oslobođen u porozni materijal nosača u toku ili neposredno pre upotrebe. Na primer, tečni supstrat koji daje aerosol može da bude obezbeđen u kapsuli. Omotač kapsule se poželjno topi usled zagrevanja i oslobađa tečni supstrat koji daje aerosol u porozni materijal nosača. Kapsula može po izboru da sadrži kombinaciju čvrstog i tečnog.

Alternativno, nosač može da bude netkani materijal ili snop vlakana u koji su inkorporirane duvanske komponente. Netkani materijal ili snop vlakana sadrže, na primer, ugljenična vlakna, prirodna celulozna vlakna, ili vlakna na bazi derivata celuloze.

Uređaj za proizvodnju aerosola može dalje da sadrži izvor napajanja za napajanje strujom grejnog elementa. Izvor napajanja može da bude bilo koji odgovarajući izvor napajanja, na primer izvor jednosmernog napona DC. U jednoj realizaciji napajanje je litijum jonska baterija. Alternativno, izvor napajanja može da bude nikl metal hidrid baterija, nikl kadmijum baterija ili baterija na bazi litijuma, na primer litijum kobalt, litijum gvožđe fosfat, litijum titanat ili litijum polimerska baterija.

lako je pronalazak opisan sa pozivanjem na različite aspekte, trebalo bi da bude jasno da osobine opisane u vezi sa jednim aspektom pronalaska mogu da budu primenjene na druge aspekte pronalaska.

Sada će primeri pronalaska da budu detaljno opisani sa pozivanjem na priložene crteže, na kojima: Crtež 1 je šematski dijagram uređaja za proizvodnju aerosola;

Crtež 2 je šematski dijagram kola za kontrolu temperature za uređaj tipa prikazanog na crtežu 1;

Crtež 3 ilustruje razvoj maksimalnog ograničenja radnog ciklusa u toku sesije pušenja upotrebom uređaja tipa prikazanog na crtežu 1;

Crtež 4 dijagram toka procesa koji ilustruje jedan postupak za otkrivanje nenormalnih obrazaca radnog ciklusa;

Crtež 5 ilustruje primer smanjenja temperature grejnog elementa posle otkrivanja korisnikovog prekomemog povlačenja dima;

Crtež 6 je dijagram toka procesa koji ilustruje jedan postupak za otkrivanje sagorevanja supstrata;

Crtež 7 ilustruje primer otkrivanja sagorevanja korišćenjem postupka kao što je ilustrovano na crtežu 6; i

Crtež 8 dijagram toka procesa koji ilustruje postupak sečenja snage grejnom elementu posle otkrivanja neželjeno visoke temperature.

Na crtežu 1 su sastavni delovi realizacije električno zagrevanog uređaja 100 za proizvodnju aerosola prikazani na pojednostavljen način. Preciznije, elementi električno zagrevanog uređaja 100 za proizvodnju aerosola nisu nacrtani u razmeri na crtežu 1. Elementi koji nisu bitni za razumevanje ove realizacija su izostavljeni da bi se pojednostavio crtež 1.

Električno zagrevani uređaj 100 za proizvodnju aerosola se sastoji od kućišta 10 i supstrata 12 koji daje aerosol, na primer cigarete. Supstrat 12 koji daje aerosol je gurnut unutar kućišta 10 da bi došao u toplotnu blizinu grejnog elementa 14. Supstrat 12 koji daje aerosol će oslobađati paletu isparljivih jedinjenja na različitim temperaturama. Kontrolisanjem maksimalne radne temperature električno zagrevanog uređaja 100 za proizvodnju aerosola da bude ispod temperature otpuštanja nekih od isparljivih jedinjenja, oslobađanje ili formiranje tih sastojaka dima može da bude izbegnuto.

Unutar kućišta 10 postoji izvor 16 električne energije, na primer punjiva litijum jonska baterija. Kontroler 18 je povezan na grejni element 14, izvor 16 električne energije i korisničko sučelje 20, na primer dugme ili ekran. Kontroler 18 kontroliše napajanje dovedeno grejnom elementu 14 da bi regulisao njegovu temperaturu. Po pravilu, supstrat koji daje aerosol se zagreva na temperaturu od između 250 i 450 stepeni Celzijusa.

Crtež 2 ilustruje kontrolno kolo upotrebljeno da obezbedi opisanu regulaciju temperature u skladu sa jednom realizacijom pronalaska.

Grejač 14 se povezuje na bateriju preko spoja 22. Baterija 16 obezbeđuje naponV2.Serijski sa grejnim elementom 14, dodatni otpornik 24, poznatog otpora r, je umetnut i povezan na naponV1,posrednik između uzemljenja i naponaV2.Modulacija frekvencije struje se kontroliše mikrokontrolerom 18 i isporučuje preko analognog izlaza 30 na tranzistor 26 koji deluje kao običan prekidač.

Regulacija se bazira na PID regulatoru koji je deo softvera integrisanog u mikrokontroler 18. Temperatura (ili pokazatelj temperature) grejnog elementa je određena merenjem električnog otpora grejnog elementa. Temperatura se koristi za podešavanje radnog ciklusa, u ovom slučaju modulacije učestanosti pulseva struje obezbeđenih grejnom elementu, u cilju održavanja grejnog elementa na ciljanoj temperaturi. Temperatura se utvrđuje na frekvenciji odabranoj tako da odgovara kontroli radnog ciklusa, i može da bude utvrđivana na svakih 100ms.

Analogni ulaz 28 na mikrokontroleru 18 se koristi za prikupljanje vrednosti napona duž otpornika 24 i obezbeđuje sliku protoka električne struje u grejni element. Napon baterije V+ i napon duž otpornika 24 se koriste za izračunavanje promene otpora grejnog elementa i ili njegove temperature.

Otpor grejača koji se meri na određenoj temperaturi jeRgmjaca.Da bi mikroprocesor 18 izmerio otporRgrejačagrejača 14 i struja kroz grejač 14 i napon duž grejača 14 mogu da se odrede. Potom, da bi se odredio otpor može da bude upotrebljena sledeća dobro poznata formula:

Na crtežu 2 napon duž grejača jeV2- V1i struja kroz grejač je/.Tako:

Dodatni otpornik 24, čiji otpor r je poznat, se koristi da odredi struju I, opet upotrebom(1)gore. Struja kroz otpornik 24 je I i napon duž otpornika 24 je V1. Tako:

Kombinovanje(2)i(3)daje:

Tako, mikroprocesor 18 može da izmeriV2iV1,u toku upotrebe sistema za proizvodnju aerosola, i znajući vrednostr,može da odredi otpor grejača na određenoj temperaturi,Rgrejaea-

Otpor grejača je povezan sa temperaturom. Linearna aproksimacija može da bude upotrebljena da poveže temperaturuTsa izmerenim otporomRgmjačana termperaturiT premasledećoj formuli:

gde je A koeficijent termičke otpornosti materijala grejnog elementa iR0je otpor grejnog elementa na sobnoj temperaturiT0.

Drugi složeniji postupci aproksimatizacije odnosa između otpora i temperature mogu da budu upotrebljeni ako prosta linearna aproksimacija nije dovoljno tačna u rasponu radnih temperatura. Na primer, u drugoj realizaciji, odnos može da bude dobijen na bazi kombinacije dve ili više linearnih aproksimacija pri čemu svaka pokriva različit raspon temperature. Ova šema se oslanja na tri ili više kalibracionih temperaturnih tačaka na kojima se meri otpor grejača. Za temperature između kalibracionih tačaka vrednosti otpora se interpolariraju od vrednosti na kalibracionim tačkama. Temperature kalibracionih tačaka su odabrane da pokriju očekivani raspon temperature grejača u toku rada.

Prednost ovih realizacija je to što nije potreban temperaturni senzor, koji može da bude glomazan i skup. Takođe vrednost otpora može da bude očitana direktno pomoću PID regulatora umesto temperature. Ukoliko je izmerena vrednost otpora unutar željenog raspona biće to i temperatura grejnog elementa. Prema tome stvarna temperatura grejnog elementa ne mora da se izračunava. Međutim, moguće je upotrebiti odvojen temperaturni senzor i povezati ga sa mikrokontrolerom da bi obezbedio potrebnu informaciju o temperaturi.

Mikrokontroler može da bude programiran da ograniči maksimalno dozvoljeni radni ciklus. Maksimalno dozvoljeni radni ciklus može da se menja s vremenom proteklim posle aktiviranja grejnog elementa. Crtež 3 ilustruje napredovanje sesije pušenja upotrebom uređaja tipa prikazanog na crtežu 1. Ciljna temperatura grejnog elementa je označena linijom 30, i kao što može da se vidi održava se na 375°C kroz sesiju pušenja koja ukupno traje šest minuta. Sesija pušenja je mikrokontrolerom podeljena u faze sa različitim maksimalnim ograničenjima radnog ciklusa u različitim fazama. Radni ciklus u ovom kontekstu označava procenat vremena u kojem se snaga isporučuje sa zatvorenim prekidačem 26. U primeru ilustrovanom na crtežu 3, u prvoj fazi radni ciklus je ograničen na 95% u trajanju od 30 sekundi. U toku ovog perioda grejni element se zagreva na ciljnu temperaturu. U drugoj fazi, opet od 30 sekundi, radni ciklus je ograničen na 65%. Manje snage je potrebno za održavanje temperature grejnog elementa nego što je potrebno za njegovo zagrevanje. U trećoj fazi od 30 sekundi radni ciklus je ograničen na 60%. U četvrtoj fazi od 90 sekundi radni ciklus je ograničen na 55%, u petoj fazi od 60 sekundi radni ciklus je ograničen na 50%, i u šestoj fazi od 120 sekundi radni ciklus je ograničen na 45%.

Kako supstrat osiromašuje manje toplote se uklanja isparavanjem tako da je manje snage potrbno za održavanje temperature grejnog elementa na ciljnoj temperaturi. Pored toga, temperatura okružujućih delova s vremenom raste i zbog toga s vremenom apsorbuju manje energije. U skladu sa tim, da bi se smanjila šansa sagorevanja, maksimalno dozvoljena snaga se s vremenom smanjuje za datu ciljnu temperaturu. Kao opšte pravilo, maksimalno dozvoljena snaga ili maksimalni radni ciklus podeljen sa ciljnom temperaturom se progresivno smanjuje s vremenom proteklim posle aktiviranja grejnog elementa u toku jedne sesije pušenja.

Ponašanje preteranog povlačenja dima takođe može da bude utvrđeno. Svaki put kada korisnik povuče dim na uređaju povučeni vazduh prelazi preko grejnog elementa, količina kiseonika u kontaktu sa supstratom se povećava povećavajući šansu za pojavljivanje sagorevanja na datoj temperaturi. Grejni element se hladi sa svakim povlačenjem dima. Petlja za kontrolu temperature će ovo hlađenje nadomestiti privremenim povećanjem radnog ciklusa pulseva struje. Produženi periodi na ili blizu ograničenja radnog ciklusa mogu da ukazuju na preterano povlačenje dima i da pokrenu smanjenje ograničenja radnog ciklusa.

Ograničavajući maksimalni radni ciklus na nivo koji se očekuje unutar granica „normalnog" ponašanja korisnika i okolnih uslova, vršni skokovi temperature mogu da budu izbegnuti. Jasno, ograničenje radnog ciklusa i način na koji se ono menja s protokom vremena može eksperimentalno da bude određeno da bi odgovaralo određenom uređaju, supstratima i scenarijima upotrebe.

Radni ciklus pulseva struje može da bude praćen mikrokontrolerom, i ako se radni ciklus u toku produženog perioda razlikuje od očekivanog radnog ciklusa mikrokontroler može da preduzme korektivnu radnju ili može da prekine snabdevanje snagom grejnog elementa.

Maksimalno ograničenje radnog ciklusa može da bude postavljeno na gornjoj granici očekivanog nivoa radnog ciklusa za normalno ponašanje korisnika ili postavljeno da odgovara određenom korisniku u skladu sa njegovom ili njenom naklonošću. Ako je aktuelni radni ciklus potom u većem delu vremena na maksimalnom ograničenju radnog ciklusa to ukazuje da se, usled korisnikovog preteranog povlačenja dima, sistem hladi više nego što je očekivano. Kao što je prethodno opisano, sa preteranim povlačenjem dima postoji povećana opasnost od sagorevanja usled povećanja kiseonika u kontaktu sa supstratom. Crtež 4 ilustruje histerezisnu kontrolnu petlju, koja koristi Šmitovo okidno kolo za „peglanje" signala, za otkrivanje takvog nenormalnog ponašanja povlačenja dima i smanjenje ciljne temperature ili ograničenja radnog ciklusa kad je takvo nenormalno povlačenje dima otkriveno. Međutim, treba da bude jasno da postoje alternative Šmitovoj okodnoj kontrolnoj petlji, kao što su kontrola kliznim prozorom, filteri sa beskonačnim impulsnim odzivom (NR) i filteri sa konačnim impulsnim odzivom (FIR).

Postupak sa crteža 4 počinje i nastavlja se na korakom 400, u kojem se proizvoljno stanje promenljive „stanje", koje je početno postavljeno kao 0 modifikuje faktorom f, koji je manji od jedan, dati primer 0,75. U koraku 410 radni ciklus se upoređuje graničnom vrednošću radnog ciklusa DCi. Ako je radni ciklus veći od ilii jednak graničnoj vrednosti radnog ciklusa onda se stanje promenljive povećava za količinu c, recimo 0,25, u koraku 420 pre prelaska na korak 430. Granična vrednost radnog ciklusa DCimože da bude maksimalno ograničenje radnog ciklusa ili neka proporcija maksimalnog ograničenja radnog ciklusa. Ako je radni ciklus manji od granične vrednosti radnog ciklusa stanje promenljive se ne menja i postupak prelazi na korak 430. Stanje promenljive se potom upoređuje sa stanjem granične vrednosti ST u koraku 430. Stanje granične vrednosti može da bude korak kao 0,8 na primer. Ako je stanje promenljive manje od ili jednako stanju granične vrednosti onda se postupak vraća na korak 400. Ako je stanje promenljive veće od stanja granične vrednosti onda je otkriven uslov pred paljenje i ili ciljna temperatura grejnog elementa ili maksimalno ograničenje radnog ciklusa se smanjuje u koraku 440. Stanje promenljive se onda u koraku 450 vraća na početno stanje

pre nego što se proces vrati na korak 400.

Postupak sa crteža 4 osigurava da vrlo kratkotrajne promene ne okidaju otkrivanje uslova pred paljenje. Samo ako radni ciklus prelazi graničnu vrednost radnog ciklusa u nekoliko ciklusa kontrolnog postupka biće otkriveno stanje pred paljenje. Kontrolna petlja sa crteža 4 se periodično ponavlja, na primer svakih 100ms, odgovarajući na učestanost kontrolne petlje PID regulatora.

Crtež 5 ilustruje smanjenje ciljne temperature nastalo kao rezultat kontrolnog postupka kao što je ilustrovano na crtežu 4. Gornja linija 50 označava temperaturu grejnog elementa. Donja linija 55 je radni ciklus strujnog signala. Crtež 5 prikazuje da na oko 275 sekundi posle početka sesije pušenja, mehanizam za otkrivanje predpaljenja je pokrenut zato što počevši na oko 240 sekundi, niže ograničenje radnog ciklusa je izazvalo da temperatura više opadne u toku povlačenja dimova i sistem je to nadomestio držanjem radnog ciklusa na gornjem ograničenju u dužem vremenskom periodu. Ciljna temperatura je potom smanjena na 350°C.

Crtež 6 ilustruje histerezisnu petlju, opet Šmitovo okidno kolo za „peglanje" signala, za otkrivanje sagorevanja supstrata. U koraku 600 proizvoljno stanje promenljive „stanje", koje je početno postavljeno kao 0, se modifikuje faktorom f, koji je manji od jedan, recimo na primer 0,9. U koraku 610, radni ciklus se upoređuje sa drugom graničnom vrednošću radnog ciklusa DC2. Druga granična vrednost radnog ciklusa je postavljena na 75% od maksimalne granične vrednosti radnog ciklusa. Ako je radni ciklus manji od druge granične vrednosti radnog ciklusa stanje promenljive se uvećava za b, u ovom primeru 0,3, u koraku 620, pre nastavljanja na korak 630. Ako je radni ciklus veći od ili jednak drugoj graničnoj vrednosti radnog ciklusa, onda se stanje promenljive ne menja postupak nastavlja direktno na korak 630. U koraku 630 stanje promenljive se upoređuje sa graničnom vrednošću stanja promenljive ST, koja je jednaka jedan u ovom primeru. Ako je stanje promenljive veće od ST onda se seče napajanje grejnog elementa. Mikroprocesor jednostavno drži otvoren prekidač 26. Postupak se potom završava. Ako je stanje promenljive manje od ili jednako ST postupak se vraća na korak 600.

Crtež 7 ilustruje otkrivanje paljenja upotrebom postupka tipa prikazanog na crtežu 6. Crtež 7 prikazuje značajan pad radnog ciklusa oko 140 sekundi, ali to nije dovoljno da pokrene mehanizam za otkrivanje paljenja. Međutim, oko 155 sekundi, radni ciklus pada ispod minimalnog ograničenja filtera za otkrivanje paljenja i ostaje neko vreme dok temperatura ostaje na ili iznad unapred određenog cilja. Upoređivanje trenutne temperature sa unapred određenom metom može da bude uvršteno u kontrolnu petlju sa crteža 6 ili može da bude uvršteno kao zaseban postupak. Ovo okida trenutno zaustavljanje snage grejnom elementu. U suštini, mehanizam za otkrivanje paljenja otkriva da energija počinje da dolazi od supstrata radije nego sa svog električnog izvora i zaustavlja doživljaj pušenja pre nego što supstrat počne da samosagoreva.

Pored postupaka za otkrivanje predpaljenja i gorenja opisanih sa pozivanjem na crteže 4 i 6, snaga grejnom elementu može da bude isečena na osnovu samo otkrivene temperature. Crtež 8 ilustruje primer kontrolne petlje za sečenje snage na osnovu otkrivanja povišene temperature. Kontrolna petlja sa crteža 8 uvrštena u kontrolnu petlju sa crteža 4 ili crteža 6. Na primer, u postupku sa crteža 4, korak 800 sa crteža 8 može da bude izveden neposredno pre koraka 400 u svakoj petlji. Alternativno, kontrolna petlja sa crteža 8 može da bude uvrštena kao zasebna kontrolna petlja. U koraku 800 trenutna utvrđena temperatura T^utna(kao što je utvrđena pomoću otpora grejnog elementa ili pomoću zasebnog temperaturnog senzora) se upoređuje sa ciljnom temperaturom TdiJna. Ako je trenutna temperatura manja od ciljne temperature postupak se ponavlja ili ako je uvršten u drugi kontrolni postupak preostali korak kontrolnog postupka se izvršava. Ako je trenutna temperatura na ili prelazi ciljnu temperaturu postupak nastavlja na korak 810, u kojem se seče snaga grejnom elementu. Snaga grejnom elementu može da bude isečena mikrokontrolerom koji kontroliše prekidač, kao što je prekidač 26 na crtežu 2. Uređaj potom može da bude sprečen da radi u unapred određenom vremenskom periodu, tokom kojeg se grejni element hladi na prihvatljivu temperaturu. Korišćenje jednostavne granične vradnosti temperature za sečenje snage grejnom elementu obezbeđuje direktan način da se spreči ili smanji verovatnoća sagorevanja supstrata.

Primeri prethodno opisanih realizacija ilustruju ali ne ograničavaju. U pogledu prethodno razmotrenih primera realizacija, druge realizacije u skladu sa prethodnim primerima realizacija će sad biti očigledne prosečnom stručnjaku u tehnici.

Claims

1. Postupak za kontrolisanje električnog grejnog elementa, koji obuhvata: održavanje temperature grejnog elementa na ciljnoj temperaturi snabdevanjem električnom snagom grejnog elemnta u toku mnoštva faza zagrevanja; ograničavanje snage isporučene grejnom elementu, u toku svake faze zagrevanja, na nivo granične vrednosti snage, tako da promenljiva B, gde je B jednako nivou granične vrednosti snage podeljenom sa ciljnom temperaturom, se progresivno smanjuje sa povećanjem vremena proteklog posle aktiviranja grejnog elementa.

2. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time što korak održavanja sadrži snabdevanje snagom u vidu impulsa električne struje, i što korak ograničavanja isporučene snage sadrži ograničavanje radnog ciklusa impulsa električne struje ispod granične vrednosti radnog ciklusa, granična vrednost radnog ciklusa podeljena sa ciljnom temperaturom se progresivno smanjuje za svaku sledeću fazu zagrevanja posle aktiviranja grejnog elementa.

3. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time što korak ograničavanja isporučene snage obuhvata ograničavanje napona primenjenog na grejni element ispod granične vrednosti napona.

4. Uređaj za kontrolisanje električnog grejnog elementa, koji uključuje: kontrolno kolo spojeno na grejni element, kontrolno kolo konfigurisano da putem snabdevanja grejnog elementa električnom snagom kontroliše temperaturu grejnog elementa na ciljnoj temperaturi u toku mnoštva faza zagrevanja, i da bi ograničilo snagu isporučenu grejnom elementu u toku svake faze zagrevanja na nivou granične vrednosti snage, tako da promenljiva B, gde je B jednako nivou granične vrednosti snage podeljenom sa ciljnom temperaturom, se progresivno smanjuje sa povećanjem vremena proteklog posle aktiviranja grejnog elementa.

5. Uređaj prema zahtevu 4, naznačen time što je kontrolno kolo konfigurisano da isporučuje snagu u vidu impulsa električne struje, i da ograniči snagu isporučenu grejnom elementu ograničavajući radni ciklus impulsa električne struje ispod granične vrednosti radnog ciklusa, granična vrednost radnog ciklusa podeljena sa ciljnom temperaturom se progresivno smanjuje za svaku sledeću fazu zagrevanja posle aktiviranja grejnog elementa.

6. Uređaj u skladu sa zahtevom 4 ili 5, naznačen time što je taj uređaj uređaj za proizvodnju aerosola koji sadrži grejni element, kao što je električno zagrevani uređaj za pušenje.

7. Uređaj prema zahtevu 6, naznačen time što je uređaj za proizvodnju aerosola konfigurisan da primi supstrat koji daje aerosol, i što trajanje faza zagrevanja i granična vrednost radnog ciklusa za svaku fazu zagrevanja se konfiguriše u zavisnosti od korisnikovog unosa u kontrolno kolo ili u zavisnosti od otkrivenih svojstava supstrata koji daje aerosol ili u zavisnosti od otkrivenih parametara okruženja.

8. Sistem za proizvodnju aerosola, koji sadrži: uređaj za proizvodnju aerosola koji sadrži grejni element, i proizvod za proizvodnju aerosola koji sadrži supstrat koji daje aerosol, pri čemu je grejač konfigurisan da zagreva supstrat koji daje aerosol da bi proizveo aerosol, i pri čemu uređaj za proizvodnju aerosola sadrži: kontrolno kolo spojeno na grejni element, kontrolno kolo konfigurisano da putem snabdevanja grejnog elementa električnom snagom kontroliše temperaturu grejnog elementa na ciljnoj temperaturi u toku mnoštva faza zagrevanja, i da bi ograničilo snagu isporučenu grejnom elementu u toku svake faze zagrevanja na nivou granične vrednosti snage, tako da promenljiva B, gde je B jednako nivou granične vrednosti snage podeljenom sa ciljnom temperaturom, se progresivno smanjuje sa povećanjem vremena proteklog posle aktiviranja grejnog elementa.

9. Sistem, u skladu sa zahtevom 8, naznačen time što je uređaj za proizvodnju aerosola konfigurisan tako da granična vrednost snage zavisi od svojstava supstrata koji daje aerosol.

10. Računarski program koji, kad radi na električnom kolu, koje može da se programira, za električni uređaj za proizvodnju aerosola, omogućava da električno kolo, koje može da se programira, izvede postupak iz bilo kojeg od zahteva 1 do 3.

11. Medijum za skladištenje koji računar može da pročita na kojem je sačuvan računarski program u skladu sa zahtevom 10.