气溶胶产生方法及装置与流程

1.本技术属于电子雾化技术领域，尤其涉及气溶胶产生方法及装置。


背景技术：

2.加热不燃烧型气溶胶产生装置是一种通过加热但不使气溶胶产生基质(固态基质如烟草等植物叶类制品)燃烧的方式提取气溶胶的电子设备。加热不燃烧型气溶胶产生装置通过高温加热到气溶胶产生基质可以产生气溶胶但是却不足以燃烧，能在不燃烧的前提下，让气溶胶产生基质产生用户所需要的气溶胶。
3.相关技术中，气溶胶产生装置的加热技术通常是采用电阻加热方式，即利用中心发热片或发热针等从气溶胶产生基质中心插入至气溶胶生成基质内部进行加热。但是，这种加热方式使得气溶胶生成基质碳化不均匀，导致气溶胶生成基质烘烤不充分，利用率低；而且，电阻加热方式容易在气溶胶产生基质提取器和发热片基座中产生污垢，难清洁；另外，还可能会使接触发热体的局部气溶胶产生基质温度过高、发生部分裂解，释放出对不需要的物质。因此为了解决上述问题，微波加热技术逐渐替代电阻加热方式成为新的加热方式。
4.然而，通常的微波加热技术是将额定功率的微波输入气溶胶产生装置，对基质进行加热，可能无法使微波能量与反应装置匹配，造成能量浪费和不良加热的效果。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了气溶胶产生方法和装置，以提升微波能量的利用率，提高加热效果。
6.本技术是通过如下技术方案实现的：
7.第一方面，本技术实施例提供了一种气溶胶产生方法，包括：
8.确定气溶胶产生装置对应的微波源在不同微波工作频率下的微波能量利用率。
9.基于微波能量利用率，获得微波源最佳能效的微波工作频点。
10.获取微波源相应的微波能量相位。
11.基于最佳能效的微波工作频点和微波能量相位，利用微波源，对气溶胶产生装置中的气溶胶产生基质进行微波加热，产生气溶胶。
12.结合第一方面，在一些可能的实现方式中，基于最佳能效的微波工作频点和微波能量相位，利用微波源，对气溶胶产生装置中的气溶胶产生基质进行微波加热，产生气溶胶，包括：基于最佳能效的微波工作频点，进行调频，将微波源的工作频率切换为最佳能效的微波工作频点。在最佳能效的微波工作频点下，利用微波源，对气溶胶产生装置中的气溶胶产生基质进行微波加热，并在加热过程中，基于微波能量相位，控制最佳能效的微波工作频点下微波场强位置的移动，以产生气溶胶。
13.结合第一方面，在一些可能的实现方式中，在基于最佳能效的微波工作频点和微波能量相位，利用微波源，对气溶胶产生装置中的气溶胶产生基质进行微波加热，产生气溶
胶之后，还包括：经过预设加热时间段后，判断气溶胶产生基质的状态是否发生变化。若判断气溶胶产生基质的状态发生变化，则重新执行确定气溶胶产生装置对应的微波源在不同微波工作频率下的微波能量利用率的步骤。
14.结合第一方面，在一些可能的实现方式中，确定气溶胶产生装置对应的微波源在不同微波工作频率下的微波能量利用率，包括：在微波源不同微波工作频率下，获取气溶胶产生装置的微波能量馈口处的输入能量值和返回能量值。基于输入能量值和返回能量值，确定微波源在不同微波工作频率下的微波能量利用率。
15.第二方面，本技术实施例提供了一种气溶胶产生装置，气溶胶产生装置采用微波加热技术，微波加热技术利用第一方面中任一项的气溶胶产生方法，控制气溶胶产生装置产生气溶胶。
16.结合第二方面，在一些可能的实现方式中，气溶胶产生装置包括：谐振杆、谐振腔、进气孔、微波能量馈口、屏蔽罩和吸嘴。谐振杆和谐振腔设置于屏蔽罩内部，谐振腔设置于谐振杆的一侧，谐振腔通过进气孔与环境连通，谐振腔中设置有气溶胶产生基质，微波能量馈口的一端设置于屏蔽罩的外部，与气溶胶产生装置对应的微波源连接，微波能量馈口的另一端与屏蔽罩内部连接，吸嘴设置于屏蔽罩外部的顶端。
17.结合第二方面，在一些可能的实现方式中，谐振腔的数量为多个，谐振腔均匀分布在谐振杆的周围。
18.结合第二方面，在一些可能的实现方式中，谐振杆设置于屏蔽罩内部底端的中央。
19.结合第二方面，在一些可能的实现方式中，谐振杆的数量为多个，谐振杆均匀分布于屏蔽罩内部。
20.结合第二方面，在一些可能的实现方式中，谐振腔中由上至下依次设置有烟杆滤嘴、烟杆和气溶胶产生基质，烟杆滤嘴上设有蜂窝状通孔。
21.可以理解的是，上述第二方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
22.本技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
23.本技术通过微波能量率得到最佳能效的微波工作频点，还获取了微波能量相位，通过最佳能效的微波工作频点和微波能量相位对气溶胶产生装置中的气溶胶产生基质进行加热，该方法替代了使用额定功率加热气溶胶产生基质的方式，使微波能量与气溶胶产生装置进行了匹配，使装置的工作状态一直处在最佳能效，减少了能量的浪费。微波能量相位的引入可以控制对气溶胶产生基质的加热位置一直处于较佳位置，避免了加热不良的情况，提高了加热效果。
24.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1是本技术一实施例提供的气溶胶产生方法的流程示意图；
27.图2是本技术一实施例提供的微波源最佳能效的微波工作频点的示意图；
28.图3是本技术一实施例提供的气溶胶产生装置的结构示意图；
29.图4是本技术另一实施例提供的两个谐振腔的分布示意图；
30.图5是本技术另一实施例提供的多个谐振杆的分布示意图。
具体实施方式
31.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本技术的描述。
32.应当理解，当在本技术说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
33.还应当理解，在本技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
34.如在本技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0035]
另外，在本技术说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0036]
在本技术说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
[0037]
相关技术中，气溶胶产生装置的加热技术通常是采用电阻加热方式，即利用中心发热片或发热针等从气溶胶产生基质中心插入至气溶胶生成基质内部进行加热。但是，这种加热方式使得气溶胶生成基质碳化不均匀，导致气溶胶生成基质烘烤不充分，利用率低；而且，电阻加热方式容易在气溶胶产生基质提取器和发热片基座中产生污垢，难清洁；另外，还可能会使接触发热体的局部气溶胶产生基质温度过高、发生部分裂解，释放出对不需要的物质。因此为了解决上述问题，微波加热技术逐渐替代电阻加热方式成为新的加热方式。然而，通常的微波加热技术是将额定功率的微波输入气溶胶产生装置，对基质进行加热，可能无法使微波能量与反应装置匹配，造成能量浪费和不良加热的效果。
[0038]
基于上述问题，本技术实施例提出了一种气溶胶产生方法，通过微波能量利用率，确定微波源最佳能效的微波工作频点，而且，还考虑微波源相应的微波能量相位，进而，基于上述最佳能效的微波工作频点和微波能量相位，对气溶胶产生装置进行微波加热，使微
波能量与气溶胶产生装置相匹配，减少能量的浪费。其中，微波能量相位的引入可以控制对气溶胶产生基质的加热位置一直处于较佳位置，提高加热效果。
[0039]
图1是本技术一实施例提供的气溶胶产生方法的流程示意性图，参照图1，对该气溶胶产生方法的详述如下：
[0040]
步骤101，确定气溶胶产生装置对应的微波源在不同微波工作频率下的微波能量利用率。
[0041]
其中，上述微波源的工作频率可以有多个，如工作频率f1‑‑‑fn
。本实施例可以在微波源不同微波工作频率下，获取气溶胶产生装置的微波能量馈口处的输入能量值和返回能量值，进而，基于输入能量值和返回能量值，确定微波源在不同微波工作频率下的微波能量利用率。如本实施例可以计算上述微波源在某一微波工作频率下获取的返回能量值与输入能量值的比值，将1与该比值的差作为该微波工作频率下的微波能量利用率。
[0042]
可选的，为了进一步提高计算结果的准确率，本实施例可以在微波源不同微波工作频率下，可以多次获取气溶胶产生装置的微波能量馈口处的输入能量值和返回能量值，从而在微波源不同微波工作频率下，计算输入能量值的平均值和返回能量值的平均值，基于输入能量值的平均值和返回能量值的平均值，确定微波源在不同微波工作频率下的微波能量利用率。
[0043]
步骤102，基于微波能量利用率，获得微波源最佳能效的微波工作频点。
[0044]
具体的，在本实施例中，微波源最佳能效的微波工作频点为微波能量利用率最高值对应的微波工作频点。本实施例可以选择微波能量利用率最高值对应的微波工作频点作为微波源最佳能效的微波工作频点，以提高微波能量的利用率，减小微波能量的损耗，减少资源的浪费。示例性的，如图2所示，图中横坐标表示微波能量利用率对应的微波工作频点，每一个微波工作频点对应了一个工作频率，纵坐标表示能效。从图中可知，微波能量利用率最高值对应的微波工作频点为微波源最佳能效的微波工作频点fq，此时能效最高，即微波源以该微波工作频点fq对应的工作频率进行工作时，可以提高微波能量的利用率。
[0045]
步骤103，获取微波源相应的微波能量相位。
[0046]
具体的，微波源相应的微波能量相位与气溶胶产生基质的状态有关，当气溶胶产生基质的状态产生变化时，微波能量相位会进行移动，即微波场强的位置进行移动。因此，本实施例可以根据气溶胶产生基质的状态，获取微波源相应的微波能量相位，从而，控制微波场强位置的移动，提高对气溶胶产生基质加热的均匀性，进而提高气溶胶产生基质的加热效率，提高加热效果。
[0047]
具体的，微波源相应的微波能量相位与气溶胶产生基质的状态之间的关系可以通过重复实验的方式得到，例如，设置多组实验装置，各组装置之间的实验条件只有微波能量相位不同，当气溶胶产生基质完全有状态a转变为状态b时，观察各组实验装置所用的时间，时间最短的为该阶段最佳相位，同理，当气溶胶产生基质完全有状态b转变为状态c时，观察各组实验装置所用的时间，时间最短的为该阶段最佳相位。根据上述的实验方法重复实验，最后即可得到微波源相应的微波能量相位与气溶胶产生基质的状态间的关系曲线，进而更加准确的控制微波场强位置的移动。
[0048]
步骤104，基于最佳能效的微波工作频点和微波能量相位，利用微波源，对气溶胶产生装置中的气溶胶产生基质进行微波加热，产生气溶胶。
[0049]
示例性的，本实施例可以基于最佳能效的微波工作频点，进行调频，将微波源的工作频率切换为最佳能效的微波工作频点。这样，可以在最佳能效的微波工作频点下，利用微波源，对气溶胶产生装置中的气溶胶产生基质进行微波加热，并在加热过程中，基于微波能量相位，控制最佳能效的微波工作频点下微波场强位置的移动，以产生气溶胶。可选的，本实施例可以基于微波能量相位，确定微波场强位置，进而，控制微波场强位置的移动，以使微波场强对准气溶胶产生装置中的气溶胶产生基质，提高对气溶胶产生基质加热的均匀性，进而提高气溶胶产生基质的加热效率。
[0050]
另外，本实施例考虑到气溶胶产生基质的状态不同，微波源在不同微波工作频率下的微波能量利用率不同。因此，在基于最佳能效的微波工作频点和微波能量相位，利用微波源，对气溶胶产生装置中的气溶胶产生基质进行微波加热，产生气溶胶之后，还考虑经过预设加热时间段后，判断气溶胶产生基质的状态是否发生变化。若判断气溶胶产生基质的状态发生变化，则重新执行确定气溶胶产生装置对应的微波源在不同微波工作频率下的微波能量利用率的步骤，以重新确定微波源在不同微波工作频率下的微波能量利用率，从而，提高后续处理结果的准确率，使得后续可以更好地对气溶胶产生装置中的气溶胶产生基质进行微波加热，提高加热效果。
[0051]
其中，如果判断气溶胶产生基质的状态没有发生变化，可以再经过上述预设加热时间段，再次执行上述判断气溶胶产生基质的状态是否发生变化的步骤，以便及时发现气溶胶产生基质的状态变化，后续能够及时更新微波源在不同微波工作频率下的微波能量利用率，提高后续处理结果的准确率。
[0052]
这里，上述预设加热时间段可以根据实际情况设置，如根据气溶胶产生基质从一个状态变为另一状态的时间设置。
[0053]
除此之外，在某些特殊情况下，微波源产生的微波能量不足以实现该方法，需要通过放大器对微波源产生的微波能量进行放大，以支撑该方法的实施。
[0054]
本技术实施例，通过微波能量率得到最佳能效的微波工作频点，还获取了微波能量相位，通过最佳能效的微波工作频点和微波能量相位对气溶胶产生装置中的气溶胶产生基质进行加热，该方法替代了使用额定功率加热气溶胶产生基质的方式，使微波能量与气溶胶产生装置进行了匹配，使装置的工作状态一直处在最佳能效，减少了能量的浪费。微波能量相位的引入可以控制对气溶胶产生基质的加热位置一直处于较佳位置，避免了加热不良的情况，提高了加热效果。
[0055]
图3是本技术一实施例提供的气溶胶产生装置的结构示意性图，该气溶胶产生装置采用微波加热技术，微波加热技术利用上述任一项的气溶胶产生方法，控制气溶胶产生装置产生气溶胶，参照图3，对该气溶胶产生装置的详述如下：
[0056]
气溶胶产生装置包括：谐振杆201、谐振腔202、进气孔203、微波能量馈口204、屏蔽罩205和吸嘴206。谐振杆201和谐振腔202设置于屏蔽罩205内部，谐振腔202设置于谐振杆201的一侧，谐振腔202通过进气孔203与环境连通，谐振腔202中设置有气溶胶产生基质，微波能量馈口204的一端设置于屏蔽罩205的外部，与气溶胶产生装置对应的微波源208连接，微波能量馈口204的另一端与屏蔽罩205内部连接，吸嘴206设置于屏蔽罩205外部的顶端。
[0057]
气溶胶产生装置的工作原理为：微波能量通过微波能量馈口204输入气溶胶产生装置，谐振杆201对谐振腔202进行加热，并结合进气孔203进入的空气，使气溶胶产生基质
产生气溶胶，通过吸嘴206输出产生的气溶胶。
[0058]
上述气溶胶产生装置，将谐振腔均匀的设置于谐振杆周围，对气溶胶产生装置中的气溶胶产生基质进行加热，使气溶胶产生基质充分加热，减少了能量的浪费，避免了加热不良的情况，提高了加热效果。
[0059]
具体的，屏蔽罩205用于防止该微波能量与外界进行交换。
[0060]
示例性的，谐振腔202的数量为多个，谐振腔202均匀分布在谐振杆201的周围。
[0061]
具体的，如图4所示，当谐振腔为两个时，两个谐振腔202分别在谐振杆的两侧，两个谐振腔与谐振杆之间连线的夹角为180
°
，以此类推，当谐振腔为三个时，三个谐振腔分别位于谐振杆周围的三等分点处，即两个相邻的谐振腔与谐振杆之间连线的夹角为120
°
。
[0062]
示例性的，谐振杆201设置于屏蔽罩205内部底端的中央。
[0063]
示例性的，谐振杆201的数量为多个，谐振杆201均匀分布于屏蔽罩205内部。
[0064]
具体的，如图5所示，当谐振杆201为多个时，谐振杆201均匀排布，间距相同。
[0065]
示例性的，谐振腔202中由上至下依次设置有烟杆滤嘴2021、烟杆2022和气溶胶产生基质2023，烟杆滤嘴2021上设有蜂窝状通孔。蜂窝状通孔便于气溶胶产生装置产生的气溶胶通过。
[0066]
示例性的，烟杆滤嘴2021的材质为聚酯纤维。聚酯纤维具有较强的亲油性，可以防止气溶胶中的油性物质进入吸嘴，使油性物质在吸嘴中堆积，影响使用。
[0067]
示例性的，谐振杆201由多段进行阻抗变换的阻抗变换器组成，每个阻抗变换器的长度由下到上依次变短。其中，每个阻抗变换器的长度影响着阻抗变换器的级数，阻抗变换器的级数影响着谐振腔可吸收微波的频率范围，即级数越多的阻抗变换器对应的微波场的工作频率范围更大，向外辐射的面积也更大，在实际使用中可以根据实际情况最大限度的利用能源，减小能源的浪费。
[0068]
示例性的，多个谐振腔202的形状为圆柱形或者椭圆柱形。
[0069]
示例性的，气溶胶产生基质2023中包括耐高温的聚四氟介质。
[0070]
示例性的，气溶胶产生装置还包括控制开关207，控制开关207用于控制微波源208的开启和关闭。
[0071]
具体的，在某些具体的实施例中微波源208产生的微波能量需要经过放大器进行放大再通过微波能量馈口204输入气溶胶产生装置。
[0072]
示例性的，吸嘴206与屏蔽罩205的连接方式为磁吸式或者卡扣式，便于吸嘴206进行拆卸更换。
[0073]
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
[0074]
以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。