用于气溶胶产生装置的温度测量系统、包括温度

本发明总体上涉及气溶胶产生装置的领域。特别地，本发明涉及一种用于气溶胶产生装置的温度测量系统、一种包括这种温度测量系统的气溶胶产生装置以及一种用于测量气溶胶产生装置中的温度的方法。背景技术：1、近年来，加热而不灼烧或不引起物质燃烧以产生供用户吸入的蒸气或气溶胶的装置已变得越来越受欢迎。2、这种常用的装置通常使用被加热但不灼烧以形成可吸入气溶胶的烟草和/或其他合适的物质。烟草和/或其他合适的物质也可以称为气溶胶产生物质，并且装置可以称为气溶胶产生装置。3、通常，气溶胶产生物质放置在也称为棒或烟草棒的容器中，用户可以将容器插入气溶胶产生装置中以及将容器从气溶胶产生装置中取出。换句话说，棒或烟草棒是消耗品制品。4、通常，用户将消耗品制品插入气溶胶产生装置的加热隔室中。气溶胶产生装置的加热隔室也称为加热腔室或烘烤腔室。当用户已经将消耗品制品插入加热隔室中时，他可以通过操作操作按钮来开启气溶胶产生装置的加热。此后，用户等待，直到加热进行到被加热的气溶胶产生物质产生可以被用户消耗的气溶胶的状态。5、在此上下文中，气溶胶产生物质的温度在气溶胶产生装置的使用中起着重要的作用：一方面，达到气溶胶产生物质的最低温度对于获得合适量的气溶胶是必要的。另一方面，还应该避免过高的温度，这是因为例如流体腔室和喷嘴中的聚合物层可能开始熔化，并且因为从气溶胶产生装置中喷出的气溶胶可能灼烧或太热而不能被用户消耗。进一步，过高的温度可能导致气溶胶中形成不期望的或甚至有害的成分。此外，不同类型的气溶胶产生物质可能需要不同的温度以产生气溶胶。最后，气溶胶产生装置的用户可能对气溶胶产生物质的优选加热温度具有不同的个人偏好。6、鉴于上述情况，需要测量气溶胶产生物质的温度。然而，由于烘烤腔室中的可用空间有限，在消耗品本身内或甚至在紧邻消耗品的位置处测量温度本身就很困难。进一步，所采用的加热种类可能会损害温度探针的准确性，例如，在将导热温度探针插入通过感应加热而加热的烘烤腔室中的情况下。7、因此，常规知晓的装置关注为避免过高的温度而定制的安全措施。8、例如，ep3606363a1提出通过可感应加热的开孔型多孔陶瓷材料来保持并加热气溶胶形成液体，其中，加热主要或甚至排他地由磁滞损耗引起。所述材料优选地是亚铁磁性的或铁磁性的并且是不导电的。在这种情况下，感应加热能力在高于居里温度时基本上消失。这种效应用于控制感受器的最高加热温度。9、ep3788893a1披露了一种包括壳体和控制单元的气溶胶产生装置。壳体包括用于插入气溶胶产生制品和磁性元件的腔体。当检测到过高的温度时，磁性元件控制模块对磁性元件进行控制以对气溶胶产生制品产生磁斥力，使得气溶胶产生制品移位。10、kr102231229b1中推行了一种替代性方法：此文献建议在加热本体与温度测量设备之间设置抗磁性或顺磁性材料，从而使由线圈的电磁波造成的涡电流引起的测量不准确最小化。换句话说，在此文献中，加热本体的温度是间接测量的。11、文献cn110236230a涉及一种电子烟的温度控制装置，该温度控制装置包括热电偶、电动势采样电路以及控制模块。温差热电偶的热端连接到电子烟的雾化器，并且电动势采样电路与冷端连接。控制模块与电动势采样电路以及温度传感器连接。控制模块根据热电偶的冷端的温度信息以及预设的温度-电动势对照表获得电动势。通过借助于温度-电动势对照表获得热端的实时温度，对雾化器的温度进行控制。技术实现思路1、本发明旨在解决上述技术问题中的一个或多个。这些问题中的一个或多个可以通过独立权利要求的主题来解决。在从属权利要求中限定了另外的优选实施例。2、特别地，鉴于上述挑战，本发明人设计了一种用于气溶胶产生装置的温度测量系统，该温度测量系统包括磁场源、铁磁性材料以及力传感器，该力传感器被配置成测量磁场源与铁磁性材料之间的吸引力。该温度测量系统进一步包括：存储器，在该存储器上存储有预先记录的数据，该预先记录的数据将至少一个力值与指示铁磁性材料的温度的值相关联；以及控制单元，该控制单元被配置成基于来自力传感器的测得的力值以及预先记录的数据来确定温度信息。3、特别地，本发明人惊讶地发现给定铁磁性材料的温度与其磁化率之间的关联可以用于温度测量。具体地，本发明规定提供磁场源和铁磁性材料。铁磁性材料被源自磁场源的磁场磁化，使得磁场源与铁磁性材料之间产生吸引力。力传感器被配置成测量磁场源与铁磁性材料之间的所述吸引力。如上所述，磁化率、并且因此磁场源与铁磁性材料之间的吸引力取决于铁磁性材料的温度(见图3)。在本发明中，通过在存储器中预先记录和存储参考数据并随后将来自力传感器的测量的力值相对于所述预先记录的参考数据进行评估来确定温度信息，以此来利用这种因果关系。4、换句话说，这种无线温度计的物理原理基于以下事实：铁磁性材料与磁场源之间的吸引力是铁磁性磁化率的函数，铁磁性磁化率是温度的函数，见图3。通过校准传递函数力/温度的读数，可以确定铁磁性材料的温度，铁磁性材料能够用作温度传感器而不用连接任何电子设备，因此是无线的。由于这种无线的特性，铁磁性材料可以放置在无法布线或布线困难的地方，例如，消耗品内部或烘烤腔室内部。5、还可以使用亚铁磁性材料代替铁磁性材料。应注意的是，在关于铁磁性材料的实施例的上下文中呈现的所有特征和优选实施例也可以用亚铁磁性材料来实施。6、优选地，可以通过进行相应的校准来建立吸引力与温度之间的定量关系。作为替代方案，可以基于特定材料(磁场源和铁磁性材料的类型、两者之间的距离、居里常数等)以及公式(比如居里定律和居里-韦斯定律)来估计吸引力与温度之间的定量关系。随后可以将吸引力与温度之间的关联数据预先记录在温度测量系统的存储器中。在气溶胶产生装置的使用期间，控制单元然后可以从力传感器检索测得的力值，并且将所述值与预先记录的数据进行比较。基于该比较，控制单元确定与铁磁性材料相关的温度信息。7、根据本发明的一个实例，预先记录的关联数据可以仅包括吸引力的一个阈值和指示铁磁性材料的温度的一个相关值。在上述具有单个预先记录的吸引力阈值的示例中，控制单元可以将测得的力值与阈值进行比较。如果测得的力值低于阈值，则控制单元确定还没有达到目标温度(例如，可以是最低、最佳或最高温度)。如果测得的力值等于或高于阈值，则控制单元确定已经达到或超过目标温度。在此示例中，由控制单元确定的温度信息是二进制参数，可能的参数值是“达到或超过目标温度”和“未达到目标温度”。8、优选地，另外，控制单元被配置成基于获得的温度信息来控制加热。9、根据本发明的优选实施例，温度测量系统的控制单元被配置成确定铁磁性材料的温度是否低于和/高于其居里温度。处于(高于)居里温度时，铁磁性材料的磁化率非常低(见图3)。因此，基于磁场源与铁磁性材料之间的吸引力来确定铁磁性材料的温度是否低于或高于居里温度可以以相对较高的可靠性来进行。在特别优选的实施例中，铁磁性材料显示出就气溶胶产生装置而言特别关注的居里温度，例如在150℃与350℃之间、更优选地在200℃与300℃之间、并且甚至更优选地在230℃与270℃之间。因此，可以可靠地确定在气溶胶产生装置的使用中特别相关的温度，如产生足够量的气溶胶必要的最低温度、最佳温度或最高温度。优选地，铁磁性材料显示出对应于最高温度(即气溶胶产生物质的建议最高温度)±20℃、优选地±10℃的居里温度：这是因为磁化率对温度的依赖性在低于居里温度时更明显，使得更容易可靠地确定该关注温度范围内(即气溶胶产生物质的最高温度以下)的温度。10、根据优选实施例，预先记录的数据将多个力值与铁磁性材料的相应温度进行映射，并且控制单元被配置成确定铁磁性材料的温度。在此优选实施例中，吸引力与温度之间的特定关联可以通过进行校准来建立，在该校准中，将预先限定的温度范围内的所有离散温度值与相应的力值或力值范围进行映射。例如，产生的预先记录的数据可以将0℃与400℃之间的所有温度以0.1℃或1℃的步长与相应的力值范围进行映射。为了避免任何歧义，每个力值仅可以映射到一个温度值。11、根据本发明的优选实施例，力传感器包括应变仪、负荷传感器或被配置成将力转化为位移并测量该位移的系统。这些类型的力传感器通常相对较小，使得它们可以容易地在烘烤腔室附近的有限空间中实施。进一步，这些传感器可以获得高灵敏度，使得即使在相对较小的吸引力下也可以确保可靠的结果。12、本发明的优选实施例涉及一种包括上述温度测量系统以及具有烘烤壁的烘烤腔室的气溶胶产生装置。13、根据气溶胶产生装置的优选实施例，铁磁性材料设置在烘烤壁的内表面上，并且力传感器和磁场源设置在烘烤壁的外表面上并且面向铁磁性材料。这种设定通过减少铁磁性材料与插入烘烤腔室中的消耗品之间的距离来确保非常可靠的温度测量。换句话说，铁磁性材料的温度与消耗品中气溶胶产生物质的温度非常相似。14、根据本发明的另一优选实施例，气溶胶产生装置包括消耗品、优选地烟草棒，该消耗品至少部分地插入烘烤腔室中。进一步，铁磁性材料设置在烘烤腔室内的消耗品内部，并且力传感器和磁场源设置在烘烤壁的外表面上并且面向铁磁性材料。在这种布置中，铁磁性材料与消耗品中的气溶胶产生物质直接接触。因此，铁磁性材料的温度与消耗品中的气溶胶产生物质的温度基本上相同。优选地，烘烤腔室和消耗品具有同心圆柱形形状，并且铁磁性材料放置在消耗品内的(消耗品的)圆柱轴线上。这确保了铁磁性材料与磁场源之间的连续距离，并且因此确保了可靠的测量。15、根据本发明的优选实施例，气溶胶产生装置的烘烤腔室完全由非磁性材料组成，或者包括在铁磁性材料与力传感器和磁场源之间的非磁性窗。这个特征显著提高了吸引力测量的灵敏度。16、在本发明的上下文中，术语非磁性材料指代顺磁性和/或抗磁性材料。17、进一步，本发明人设计了用于测量气溶胶产生装置中的温度的方法，该方法包括以下步骤：提供磁场源、铁磁性材料以及力传感器；用力传感器测量磁场源与铁磁性材料之间的吸引力；以及基于从力传感器获得的测得的力值以及预先记录的数据来确定温度信息，该预先记录的数据将至少一个力值与指示铁磁性材料的温度的值相关联。由于上述原因，这种测量方法适合于可靠地测量气溶胶产生装置中的温度。