ES3030547T3 - A testing equipment and method for testing a heating element in an aerosol-generating article - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un equipo y método de ensayos no destructivos para probar un elemento calefactor en un artículo generador de aerosol. El equipo de ensayo comprende un módulo de control con un conducto por el que pasa el artículo generador de aerosol. El módulo de control comprende además un circuito de control y un dispositivo de medición. El circuito de control comprende una bobina de excitación configurada para generar un campo magnético alterno dentro del conducto del módulo de control. El dispositivo de medición está configurado para determinar valores relacionados con la carga aplicada al circuito de control en respuesta a las características físicas del elemento calefactor cuando este pasa por el conducto. El módulo de control está configurado además para determinar si un valor determinado del elemento calefactor probado corresponde a un valor predefinido de un elemento calefactor predefinido. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Un equipo de prueba y un método para probar un elemento de calentamiento en un artículo generador de aerosol

La presente invención se refiere a un equipo y un método de ensayo no destructivo para ensayar un elemento de calentamiento en un artículo que comprende dicho elemento de calentamiento.

Los artículos que comprenden un sustrato formador de aerosol y un elemento de calentamiento para calentar el sustrato para generar aerosol se conocen generalmente de la técnica anterior. En particular, en artículos calentables inductivamente que comprenden un susceptor como elemento de calentamiento, los parámetros del material del susceptor deben estar dentro de intervalos muy específicos para un rendimiento optimizado del elemento de calentamiento. Sin embargo, probar el artículo en condiciones reales, por lo tanto probar el rendimiento del elemento de calentamiento mientras se calienta es un proceso que consume tiempo y hace que el artículo sea inutilizable.

Por lo tanto, existe la necesidad de un equipo de prueba y un método de prueba que permita una prueba no destructiva y rápida de un elemento de calentamiento en un artículo generador de aerosol que comprende el elemento de calentamiento.

El documento WO2021130196A1 describe un método para inspeccionar un artículo generador de aerosol calentable inductivamente para detectar la presencia de un susceptor mediante el uso de al menos un sensor que responde a que el susceptor sea al menos uno de conductor eléctrico, magnético o magnetizado. Se describe además un método y un aparato para inspeccionar un artículo generador de aerosol calentable inductivamente para una alineación deseada del artículo en una ubicación específica del artículo en un aparato de fabricación de artículos, en donde el susceptor se proporciona para calentar inductivamente un sustrato formador de aerosol comprendido en el artículo, y en donde una disposición del susceptor en o en el artículo es asimétrica con respecto a un eje de longitud del artículo. El método y el aparato comprenden el uso de al menos un primer sensor que se dispone y configura para detectar en un primer sitio de prueba de la ubicación del artículo una presencia o ausencia de un susceptor, en donde la presencia del susceptor en la primera prueba es indicativa de la presencia de la alineación del artículo deseado en la ubicación del artículo. El primer sensor responde a que el susceptor esté al menos uno de conductor eléctrico, magnético o magnetizado y responde a la presencia del susceptor en el primer sitio de prueba.

De acuerdo con la invención, se proporciona un equipo de ensayo no destructivo para ensayar un elemento de calentamiento en un artículo generador de aerosol como se define en la reivindicación 1 de las reivindicaciones adjuntas. El equipo de prueba comprende un módulo de control que comprende un pasaje para que un artículo generador de aerosol pase el módulo de control a través del pasaje. El módulo de control comprende además un circuito de control y un dispositivo de medición. El circuito de control comprende una bobina de excitación configurada para generar un campo magnético alterno dentro del pasaje del módulo de control, y el dispositivo de medición se configura para determinar valores relacionados con una carga aplicada al circuito de control en respuesta a las características físicas del elemento de calentamiento, cuando el elemento de calentamiento pasa por el módulo de control a través del pasaje. El módulo de control se configura además para determinar si un valor determinado del elemento de calentamiento probado corresponde a un valor predefinido de un elemento de calentamiento predefinido.

El equipo de prueba permite probar un artículo mientras el artículo pasa a través del equipo de prueba en un pasaje en el equipo de prueba. Una bobina de excitación en un módulo de control se activa y una respuesta del artículo puede medirse en un dispositivo de medición del módulo de control. La respuesta es característica de los parámetros del material del elemento de calentamiento, en particular de su resistencia aparente.

Esta prueba permite una prueba muy rápida de un elemento de calentamiento, mientras que el artículo probado puede usarse además.

Preferentemente, los valores que representan las características físicas del elemento de calentamiento son la permeabilidad, los valores de resistencia eléctrica aparente o los valores de conductancia eléctrica aparente y el valor predefinido de un elemento de calentamiento son la permeabilidad predefinida, la resistencia eléctrica predefinida o los valores de conductancia eléctrica. Lo más preferible, los valores que representan las características físicas del elemento de calentamiento son valores de resistencia eléctrica aparentes y los valores predefinidos son valores de resistencia eléctrica predefinidos.

Preferentemente, el valor determinado es un valor indicativo de una resistencia eléctrica aparente del elemento de calentamiento.

Una resistencia detectada o medida típicamente corresponde a la resistencia del sistema, en particular a la resistencia de la bobina de excitación y de la resistencia del elemento de calentamiento. A partir del valor medido, la resistencia conocida de la bobina de excitación puede restarse para obtener los valores de resistencia del elemento de calentamiento.

El dispositivo de medición puede comprender un dispositivo de medición de corriente para determinar una corriente de<c>C extraída por el circuito de control de un suministro de energía de CC del dispositivo. El dispositivo de medición se configura para determinar un valor de resistencia eléctrica del circuito de control a partir de una relación de la corriente de Ce determinada a una tensión de CC aplicada al circuito de control.

En el equipo de prueba, la bobina de excitación puede ser parte de un circuito LRC del dispositivo de medición.

El circuito de control del módulo de control se configura para alimentar la bobina de excitación. En particular, el circuito de control se configura para proporcionar pulsos de potencia para alimentar la bobina de excitación. Preferentemente, el circuito de control se configura para operar la bobina de excitación a baja potencia. Con esto, se evita cualquier posible calentamiento del elemento de calentamiento, en particular la generación de calor por corrientes parásitas en un material resistivo de un elemento de calentamiento. Preferentemente, el circuito de control se configura para aplicar una tensión de CC al circuito de control en un intervalo entre 0,5 V y 3 V, preferentemente 1 V.

Las tensiones de CC en este intervalo de potencia han proporcionado buenos resultados de prueba, por lo tanto los valores de medición aceptables y sin calentamiento del elemento de calentamiento. En particular, se lograron buenos resultados de prueba con parámetros LRC con una inductancia magnética L en un intervalo entre aproximadamente 0,1 microhenrio y 0,15 microhenrio, por ejemplo 0,12 microhenrio, y una resistencia eléctrica R de la bobina de excitación (fondo) en un intervalo entre aproximadamente 38 miliohmios y 43 miliohmios, por ejemplo entre 40 miliohmios y 41 miliohmios.

Preferentemente, el módulo de control se configura para emitir la aceptación del artículo formador de aerosol, cuando el valor determinado del elemento de calentamiento evaluado corresponde al valor predefinido del elemento de calentamiento predefinido. Preferentemente, el módulo de control se configura para emitir el rechazo del artículo generador de aerosol, cuando el valor determinado del elemento de calentamiento evaluado no corresponde al valor predefinido del elemento de calentamiento predefinido.

'Correspondiente a' se define en la presente descripción como correspondiente al valor exacto del valor predefinido y a un valor dentro de un umbral predefinido de más o menos 20 por ciento del valor predefinido, con mayor preferencia dentro de un umbral predefinido de más o menos 10 por ciento del valor predefinido.

Preferentemente, la bobina de excitación se dispone en el módulo de control y se dispone para rodear el pasaje. Por esto, el artículo a probar puede guiarse a través del centro de la bobina de excitación. Preferentemente, el artículo pasa la bobina de excitación a lo largo de un eje longitudinal central de la bobina de excitación.

El pasaje en el módulo de control es una ruta en el módulo de control, donde el artículo generador de aerosol puede ser guiado a lo largo y en donde el artículo se hace pasar por la bobina de excitación y el dispositivo de medición del módulo de control a lo largo de esta ruta. La trayectoria puede estar abierta o cerrada a lo largo de su recorrido a través del módulo de control. Preferentemente, el pasaje en el módulo de control es un agujero pasante a través del módulo de control.

Un pasaje permite que un artículo pase sin ser perturbado a través del módulo de control. Preferentemente, un diámetro de un pasaje, en particular de un agujero pasante, es entre aproximadamente 10 por ciento y 50 por ciento mayor que un diámetro del artículo a probar y que pasa a través del pasaje.

El equipo de prueba puede comprender además un elemento de guía para guiar el artículo generador de aerosol al pasaje del módulo de control. El elemento de guía puede comprender un transportador para transportar el artículo generador de aerosol hacia y preferentemente también a través del módulo de control. Alternativamente, o además, el elemento de guía puede comprender un deslizador para guiar el artículo generador de aerosol en el deslizador al pasaje del módulo de control. Preferentemente, se proporciona un deslizador cuando los artículos se guían al módulo de control solo por fuerza gravitacional.

El elemento de guía puede comprender guías convergentes que convergen frente a una abertura del pasaje. Tales guías convergentes pueden admitir una guía exacta de un solo artículo a la abertura del pasaje, en particular a un centro de la abertura del pasaje.

El equipo de prueba puede comprender además un depósito para contener artículos generadores de aerosol, el depósito que se dispone aguas arriba del módulo de control. Con la provisión de un depósito, una pluralidad de artículos pueden subsecuentemente y de manera rápida suministrarse al equipo de ensayo, lo que permite así una secuencia de ensayo rápida de artículos. Un depósito puede, por ejemplo, comprender artículos de un mismo lote de artículos, a probar. Con un depósito, el equipo de prueba puede operarse de forma continua o automática, posiblemente solo necesitando personal para llenar el depósito.

El equipo de prueba puede ser un dispositivo independiente para probar artículos que comprenden un elemento de calentamiento, por ejemplo, los artículos son un múltiplo de un segmento de un consumible final, que es un segmento de un consumible final, o que es un consumible final, tal como, por ejemplo, una barra de calor.

El equipo de prueba puede integrarse en un proceso de fabricación de artículos generadores de aerosol, por ejemplo, artículos como partes de consumibles finales tales como palos de calor, o en un proceso de fabricación de consumibles finales, tales como palos de calor. Después, el equipo de prueba se usa para probar productos terminados o semiterminados, en donde la prueba se integra en un proceso de fabricación.

Por ejemplo, un artículo puede ser un tapón en forma de barra de sustrato formador de aerosol, por ejemplo un tapón de tabaco, que comprende un elemento de calentamiento. El tapón puede ser un tapón final de una barra de calor usada en combinación con un dispositivo generador de aerosol electrónico, preferentemente un dispositivo generador de aerosol calentable inductivamente.

En algunas modalidades preferidas, el equipo de prueba se dispone entre los componentes de fabricación del artículo. Los componentes de fabricación de artículos pueden ser, por ejemplo, cualquiera de un dispositivo formador de barras y un dispositivo de corte dispuestos aguas arriba del equipo de prueba. Los componentes de fabricación de artículos pueden ser, por ejemplo, cualquiera de un dispositivo de corte, un almacenamiento de artículos y un dispositivo de empaque de artículos dispuestos aguas abajo del dispositivo de prueba.

La invención también se refiere a un método de prueba no destructiva para probar un elemento de calentamiento en un artículo generador de aerosol como se define en la reivindicación 9 de las reivindicaciones adjuntas. El método comprende proporcionar un artículo generador de aerosol que comprende un elemento de calentamiento, dejar que el artículo generador de aerosol pase por un campo magnético alterno de un circuito de control sin calentar el elemento de calentamiento, determinar valores relacionados con una carga por el elemento de calentamiento aplicado al circuito de control en respuesta a las características físicas del elemento de calentamiento que pasa por el campo alterno del circuito de control; y comparar un valor determinado del elemento de calentamiento analizado con un valor predefinido de un elemento de calentamiento predefinido.

El método puede comprender además las etapas de aceptar el artículo generador de aerosol, si una diferencia entre el valor determinado del elemento de calentamiento evaluado y el valor predefinido está dentro de un umbral predefinido o rechazar el artículo generador de aerosol, si una diferencia entre el valor determinado del elemento de calentamiento evaluado y el valor predefinido excede el umbral predefinido.

Preferentemente, el método comprendió determinar valores indicativos de la resistencia eléctrica aparente del elemento de calentamiento.

En algunas modalidades, el método comprende medir una corriente de CC extraída por el circuito de control de un suministro de energía de CC, y determinar un valor de resistencia eléctrica aparente del circuito de control a partir de una relación de la corriente de CC determinada a una tensión de CC aplicado al circuito de control.

Para realizar una medición, el método comprende proporcionar pulsos de potencia desde el módulo de control a la bobina de excitación.

Preferentemente, el método comprende aplicar una tensión de CC de entre 0,5 V y 3 V al circuito de control.

La prueba del artículo generador de aerosol puede realizarse mientras el artículo está estacionario durante la medición. En estas modalidades, el artículo se mueve a la unidad de control del equipo de prueba, se guía hacia el pasaje, se detiene en el mismo para realizar la medición y después se mueve fuera del pasaje. Tener artículos en movimiento pero una prueba estacionaria puede mejorar la precisión de los resultados de la prueba, mientras que al mismo tiempo aún tener una prueba rápida de una pluralidad de artículos.

Preferentemente, el artículo se mueve a través del pasaje mientras se prueba. La prueba de artículos en movimiento, preferentemente de artículos que se mueven continuamente, permite una prueba muy rápida de un gran número de artículos. Si bien la prueba rápida puede no ser tan precisa como la prueba lenta, la prueba rápida se vuelve más precisa cuanto más defectuoso es un elemento de calentamiento. Por lo tanto, la prueba rápida es muy adecuada para reconocer elementos de calentamiento muy 'malos'.

En el método de acuerdo con la invención, el artículo generador de aerosol puede pasar por el campo magnético alterno con una velocidad entre 0 m/s y 40 m/s, cuando se prueba.

Preferentemente, el artículo generador de aerosol pasa por el campo magnético alterno con una velocidad entre 10 m/s y 30 m/s, cuando se prueba.

Preferentemente, el artículo generador de aerosol pasa a través de un centro de la bobina de excitación.

Una disposición concéntrica del artículo y la bobina de excitación puede reducir las irregularidades en la excitación del material del elemento de calentamiento cuando se dispone temporalmente en la bobina de excitación o se pasa por la bobina de excitación. Preferentemente, el elemento de calentamiento y la bobina de excitación tienen una disposición simétrica cuando el artículo pasa por la bobina de excitación.

Preferentemente, el método comprende guiar el artículo generador de aerosol al centro de la bobina de excitación. Por esto, el artículo entra en la bobina de excitación en el centro y después puede pasar a lo largo del eje longitudinal de la bobina de excitación a través de la unidad de control. De esta manera, el artículo generador de aerosol puede transportarse a través del campo magnético alterno por medios de transporte, por ejemplo, por medio de un transportador, tal como una cinta transportadora. Alternativamente, el artículo generador de aerosol cae a través del campo magnético alterno debido a la fuerza gravitacional.

En algunas modalidades, el método puede comprender además proporcionar un depósito que comprende artículos generadores de aerosol que comprenden un elemento de calentamiento y guiar los artículos generadores de aerosol desde el depósito al campo magnético alterno.

Preferentemente, el artículo generador de aerosol tiene forma de barra. Con mayor preferencia, el artículo generador de aerosol es un sustrato generador de aerosol en forma de barra que comprende el elemento de calentamiento.

El artículo generador de aerosol puede tener una longitud final de un tapón de tabaco de un consumible que se usa en un dispositivo generador de aerosol. El artículo generador de aerosol puede tener una longitud múltiple de una longitud final de un tapón de tabaco de un consumible que se usa en un dispositivo generador de aerosol. En consecuencia, el método puede comprender la etapa de adaptar el valor predefinido de un elemento de calentamiento predefinido de acuerdo con una longitud del elemento de calentamiento predefinido. En dependencia de la cantidad de material eléctricamente conductor en el artículo que representa el elemento de calentamiento y que está presente en la bobina de excitación, una carga del circuito de control varía y con esto una respuesta de acuerdo del dispositivo de medición. Por lo tanto, preferentemente un valor predefinido se adapta al valor predefinido esperado para el elemento de calentamiento que se está probando.

Preferentemente, el elemento de calentamiento es un elemento de calentamiento calentable inductivamente y comprende al menos un material susceptor. Con mayor preferencia, el elemento de calentamiento es una disposición de susceptores multicapa.

El elemento de calentamiento, en particular un elemento susceptor multicapa puede tener diferentes formas, por ejemplo en forma de clavija, en forma de barra o en forma de tira. Preferentemente, el elemento de calentamiento es un elemento de calentamiento alargado.

Preferentemente, la disposición del susceptor multicapa es una disposición del susceptor multicapa alargada en forma de una tira. Preferentemente, una primera capa de un primer material susceptor de la disposición de susceptores multicapa y una segunda capa de un segundo material susceptor de la disposición de susceptores multicapa están en contacto físico íntimo entre sí, en donde el segundo material susceptor comprende una temperatura de Curie de menos de 500 grados centígrados.

Preferentemente, el primer material susceptor no comprende temperatura de Curie o puede comprender una temperatura de Curie por encima de 500 grados centígrados.

El primer material susceptor se usa preferentemente principalmente para calentar el susceptor cuando el susceptor se coloca en un campo magnético fluctuante. Puede usarse cualquier material adecuado. Por ejemplo, el primer material susceptor puede ser aluminio, o puede ser un material ferroso tal como acero inoxidable. Preferentemente, el primer material susceptor comprende o consiste en un metal, por ejemplo hierro ferrítico o acero inoxidable, en particular un acero inoxidable de grado 410, grado 420 o grado 430.

El segundo material susceptor, preferentemente, se usa principalmente para indicar cuándo el susceptor alcanza una temperatura específica, dicha temperatura que es la temperatura de Curie del segundo material susceptor. La temperatura de Curie del segundo material susceptor puede usarse para regular la temperatura de todo el conjunto susceptor durante el funcionamiento. Por tanto, la temperatura de Curie del segundo material susceptor debería estar por debajo del punto de ignición del sustrato formador de aerosol. La proximidad inmediata de los primer y segundo materiales del susceptor puede ser ventajosa al proporcionar un control exacto de la temperatura.

El primer material susceptor es preferentemente un material magnético que tiene una temperatura de Curie que está por encima de 500 grados centígrados. Es conveniente desde el punto de vista de la eficiencia de calentamiento que la temperatura de Curie del primer susceptor esté por encima de cualquier temperatura máxima a la que el conjunto susceptor pueda calentarse. La temperatura de Curie del segundo material susceptor puede seleccionarse preferentemente para que sea inferior a 400 grados centígrados, preferentemente inferior a 380 grados centígrados o inferior a 360 grados centígrados. Es preferible que el segundo material susceptor sea un material magnético seleccionado para tener una temperatura de Curie que sea sustancialmente la misma que una temperatura de calentamiento máxima deseada. La temperatura de Curie del segundo material susceptor puede, por ejemplo, estar en un intervalo entre 200 grados centígrados y 400 grados centígrados, o entre 250 grados centígrados y 360 grados centígrados.

Por lo tanto, cuando se calientan, el primer y el segundo materiales susceptores tienen la misma temperatura. El primer material susceptor, que puede optimizarse para el calentamiento de un sustrato formador de aerosol cuando la disposición del susceptor se acomoda en un artículo, puede tener una primera temperatura de Curie, que es mayor que cualquier temperatura de calentamiento máxima predefinida. Una vez que el susceptor alcanza la segunda temperatura de Curie, cambian las propiedades magnéticas del segundo material susceptor. A la segunda temperatura de Curie el segundo material susceptor cambia reversiblemente de una fase ferromagnética a una fase paramagnética. Durante el calentamiento inductivo, esta fase de cambio del segundo material susceptor puede detectarse sin contacto físico con el segundo material susceptor. La detección del cambio de fase puede permitir el control sobre el calentamiento del sustrato formador de aerosol en el uso real de la disposición del susceptor. Por ejemplo, al detectar el cambio de fase asociado con la segunda temperatura de Curie el calentamiento inductivo puede detenerse automáticamente. Por lo tanto, puede evitarse un sobrecalentamiento del sustrato formador de aerosol, aunque el primer material susceptor, que es principalmente responsable del calentamiento del sustrato formador de aerosol, no tenga temperatura de Curie o una primera temperatura de Curie que sea mayor que la temperatura de calentamiento máxima conveniente. Después que el calentamiento inductivo se detiene, el susceptor se enfría hasta que alcanza una temperatura menor que su segunda temperatura de Curie. En este punto el segundo material susceptor recupera sus propiedades ferromagnéticas de nuevo. Este cambio de fase puede detectarse sin contacto con el segundo material susceptor y el calentamiento inductivo puede entonces activarse de nuevo. Por lo tanto, el calentamiento inductivo de la disposición del susceptor y, por lo tanto, de un sustrato formador de aerosol que rodea el conjunto de susceptores, puede controlarse mediante una activación y desactivación repetidas del dispositivo de calentamiento inductivo. Este control de la temperatura se realiza por medios sin contacto. El contacto estrecho entre el primer material susceptor y el segundo material susceptor puede hacerse por cualquier medio adecuado. Por ejemplo, el segundo material susceptor puede enchaparse, depositarse, recubrirse, revestirse o soldarse sobre el primer material susceptor. Los métodos preferidos incluyen electrodeposición, galvanoplastia y revestimiento. Se prefiere que el segundo material susceptor esté presente como una capa densa. Una capa densa tiene una permeabilidad magnética mayor que una capa porosa, por lo que es más fácil detectar cambios muy pequeños a la temperatura de Curie. Si el primer material susceptor se optimiza para el calentamiento del sustrato puede preferirse que no haya mayor volumen del segundo material susceptor que el que se requiere para proporcionar un segundo punto de Curie detectable.

El material adecuado para el segundo material susceptor puede incluir níquel y ciertas aleaciones de níquel.

Se ha descubierto que una selección de material específica del segundo material susceptor puede reducir los efectos no deseados en la disposición del susceptor que se producen durante su producción debido al impacto del movimiento libre restringido entre los diversos materiales susceptores, en particular entre las diversas capas, en la magnetostricción, que es difícil de controlar durante la producción en masa de tales disposiciones de susceptores. En particular, estos efectos no deseados pueden variar en diferentes ubicaciones del material laminado precursor del que se hace finalmente una pluralidad de disposiciones de susceptores. Como resultado, las propiedades magnéticas pueden variar entre diferentes disposiciones de susceptores, aunque se fabriquen del mismo material precursor.

Por lo tanto, preferentemente, el segundo material susceptor comprende o consiste en una aleación de Ni-Fe que comprende de 75 por ciento en peso a 85 por ciento en peso y de 10 por ciento en peso a 25 por ciento en peso de Fe. Más particularmente, la aleación de Ni-Fe puede comprender de 79 por ciento en peso a 82 por ciento en peso de Ni y de 13 por ciento en peso a 15 por ciento en peso de Fe. Se ha descubierto que las aleaciones de Ni-Fe que incluyen Ni y Fe en los intervalos anteriores exhiben solo una magnetostricción débil o incluso nula. Como consecuencia, el segundo material susceptor de la segunda capa no experimenta o solo experimenta al menos una modificación reducida de sus propiedades magnéticas después de su procesamiento y durante todo su intervalo de temperatura de operación. Esto a su vez permite una producción masiva de disposiciones de susceptores multicapa que tienen una segunda capa magnética sin o solo poca variación de sus propiedades magnéticas después del procesamiento y durante la operación posterior.

Como se usa en la presente, el término "por ciento en peso” o también "porcentaje en peso" denota la fracción de masa de un elemento dentro de la aleación que es la relación de la masa de ese elemento respectivo a la masa total de una muestra de esa aleación.

Además de los componentes principales, el resto de la aleación de Ni-Fe puede comprender uno o más de los siguientes elementos: Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Nb, Si, Ti y V.

Como se usa en la presente, el símbolo Ni representa el elemento químico níquel, el símbolo Fe representa el elemento químico hierro, el símbolo Co representa el elemento químico cobalto, el símbolo Cr representa el elemento químico cromo, el símbolo Cu representa el elemento químico cobre, el símbolo Mn representa el elemento químico manganeso, el símbolo Mo representa el elemento químico molibdeno, el símbolo Nb representa el elemento químico niobio, el símbolo Si representa el elemento químico silicio, el símbolo Ti representa el elemento químico titanio, y el símbolo V representa el elemento químico vanadio.

La primera capa puede tener un grosor de capa en un intervalo entre 20 micrómetros y 60 micrómetros.

La segunda capa puede tener un grosor de capa en un intervalo entre 4 micrómetros y 20 micrómetros.

El segundo material puede acoplarse íntimamente al primer material. Como se usa en la presente, el término "acoplado íntimamente" se refiere a un acoplamiento mecánico entre dos materiales susceptores, en particular capas susceptoras, dentro de la disposición del susceptor de manera que una fuerza mecánica puede transmitirse entre los dos materiales, en particular en una dirección paralela a una estructura de capa. El acoplamiento puede ser un acoplamiento laminar, bidimensional, de área o de área completa, es decir, un acoplamiento a través de las respectivas superficies opuestas de dos capas. El acoplamiento puede ser directo. En particular, los dos materiales, que están íntimamente acoplados entre sí, pueden estar en contacto directo entre sí. Alternativamente, el acoplamiento puede ser indirecto. En particular, los dos materiales pueden acoplarse indirectamente a través de al menos un material intermedio. Preferentemente, la segunda capa se dispone sobre y se acopla íntimamente a, en particular se conecta directamente con la primera capa.

En algunas modalidades, la disposición del susceptor multicapa comprende una tercera capa íntimamente acoplada a la segunda capa, en donde la tercera capa comprende un tercer material susceptor. En este contexto, el término "acoplado íntimamente" se usa de la misma manera que se define anteriormente con respecto al primer y segundo material.

Preferentemente, el tercer material susceptor es un material protector configurado para al menos uno de: evitar que el sustrato formador de aerosol se adhiera a la superficie de la disposición del susceptor, evitar la difusión del material, por ejemplo, la migración de metal, de los materiales susceptores al sustrato formador de aerosol, evitar o reducir la flexión térmica debido a las diferencias de dilatación térmica entre los materiales de la disposición del susceptor, o proteger otros materiales, en particular el segundo material de cualquier influencia corrosiva.

Este último es particularmente importante, cuando la disposición del susceptor se incorpora en un sustrato formador de aerosol de un artículo generador de aerosol, es decir, cuando la disposición del susceptor está en contacto físico directo con el sustrato formador de aerosol. Para esto, el tercer material susceptor comprende o consiste preferentemente en un material anticorrosivo. Ventajosamente, el material anticorrosivo mejora las características de envejecimiento de aquellas porciones de la superficie exterior del segundo material susceptor no resistente a la corrosión que están cubiertas por el tercer material susceptor y por lo tanto no están expuestas directamente al medio ambiente.

Como se usa en la presente, el término "tercera capa" se refiere a una capa además de la primera y segunda capa que es diferente de la primera y segunda capa. En particular, cualquier posible capa de óxido sobre una superficie de la primera o segunda capa resultante de la oxidación del primer o segundo material susceptor no debe considerarse una tercera capa, en particular no una tercera capa que comprende o que consiste en un material anticorrosivo.

Debido a esto, una disposición del susceptor multicapa comprende al menos dos capas que tienen el mismo coeficiente de expansión térmica lo que da como resultado deformaciones reducidas de la disposición del susceptor a través del intervalo de temperatura de operación. Esto se aplica en particular cuando la disposición del susceptor solo comprende la primera, segunda y tercera capa y cuando la segunda capa se encuentra simétricamente intercalada entre la primera y la tercera capa.

En consecuencia, el tercer material susceptor puede comprender un metal, por ejemplo, hierro ferrítico, o acero inoxidable, por ejemplo, acero inoxidable ferrítico, en particular un acero inoxidable de la serie 400 tal como el acero inoxidable de grado 410, o el acero inoxidable de grado 420, o el acero inoxidable de grado 430, o el acero inoxidable de grados similares. Alternativamente, el tercer material susceptor puede comprender o ser un material conductor no magnético adecuado, en particular paramagnético, tal como aluminio (Al). Igualmente, el tercer material puede comprender o ser un material ferrimagnético no conductor, tal como una cerámica ferrimagnética no conductora.

También es posible que el tercer material comprenda o consista en un acero inoxidable austenítico. Ventajosamente, debido a sus características paramagnéticas y alta resistencia eléctrica, el acero inoxidable austenítico solo débilmente protege la segunda capa del campo magnético que se aplicará al primer y segundo material susceptor. Como ejemplo, la tercera capa puede comprender o consistir en X5CrNi18-10 (de acuerdo con la nomenclatura EN (Normas Europeas), número de material 1.4301, también conocido como acero V2A) o X2CrNiMo17-12-2 (de acuerdo con la nomenclatura EN (Normas Europeas), número de material 1.4571 o 1.4404, también conocido como acero V4A). En particular, la tercera capa puede comprender o consistir en uno de acero inoxidable 301, acero inoxidable 304, acero inoxidable 304L, acero inoxidable 316 o acero inoxidable 316L (nomenclatura de acuerdo con las calificaciones de acero SAE [Sociedad de ingenieros de automoción]).

El tercer material - si está presente - puede ser una tercera capa susceptora que tiene un grosor de capa tercera en el intervalo entre 2 micrómetros y 6 micrómetros, en particular entre 3 micrómetros y 5 micrómetros, preferentemente entre 3 micrómetros y 4 micrómetros.

El grosor de la capa de la tercera capa puede estar en un intervalo de 0,05 a 1,5, en particular 0,1 a 1,25, o 0,95 a 1,05, en particular 1 veces el grosor de capa de la primera capa.

En caso de una configuración de capa simétrica o casi simétrica, la primera capa así como la tercera capa pueden tener un grosor en el intervalo entre 2 micrómetros y 20 micrómetros, en particular entre 3 micrómetros y 10 micrómetros, preferentemente de 3 a 6 micrómetros.

La segunda capa puede tener entonces un grosor en el intervalo entre 5 y 50 micrómetros, en particular entre 10 y 40 micrómetros, preferentemente de 20 a 40 micrómetros.

Las ventajas y características de la invención descritas ya sea con respecto al equipo de prueba o con el método de prueba son aplicables viceversa.

La invención se define en las reivindicaciones.

Los ejemplos se describirán ahora con más detalle con referencia a las figuras en las que:

La Figura 1 ilustra esquemáticamente una modalidad ilustrativa de un equipo de prueba;

La Figura 2 ilustra esquemáticamente el principio de operación técnica del equipo de prueba de la Figura 1; La Figura 3 es una configuración de un equipo de prueba para medir artículos que caen que comprende un elemento de calentamiento.

La Figura 1 ilustra esquemáticamente un artículo 1 que pasa a través de un equipo de prueba 2. El artículo 1 comprende un elemento de calentamiento (no mostrado), por ejemplo, un elemento de calentamiento calentable inductivamente, tal como una disposición de susceptor multicapa. Preferentemente, el artículo 1 es un artículo generador de aerosol en forma de barra que comprende el elemento de calentamiento y un sustrato formador de aerosol. En particular, el artículo 1 es un sustrato que contiene tabaco, en el que se incrusta un susceptor. El artículo también puede ser un consumible final, por lo que un tapón de tabaco con elemento de calentamiento y segmentos adicionales, por ejemplo, un elemento de filtro.

Para comprobar la calidad del elemento de calentamiento en el artículo 1, el artículo 1 pasa el equipo de prueba 2 a través del pasaje 22. En dependencia de la disposición del equipo de prueba 2, el artículo 1 puede ser guiado a través del pasaje 22 y a través del equipo de prueba 2, por ejemplo, por medio de un transportador (no mostrado). El artículo también puede ser guiado al pasaje 22 en el equipo de prueba 2 y puede caer a través del pasaje bajo la fuerza de gravedad, por ejemplo, hacia abajo verticalmente como se muestra en la Figura 1.

Por lo tanto, una dirección de movimiento 100 del artículo 1 a probar puede ser horizontal o vertical o cualquier cosa entre horizontal y vertical.

El equipo de prueba 2 comprende un módulo de control 13. Ubicada en el módulo de control 13 hay una bobina de excitación 11, que forma parte de un circuito de medición LRC indicado con el bloque 130.

El equipo de prueba 2 funciona de manera diferente a un módulo de bobina usado en un dispositivo comercializado. En un dispositivo real, el elemento de calentamiento tiene que calentarse para calentar el sustrato formador de aerosol del artículo 1 para la formación de aerosol.

En el equipo de prueba 2, la bobina de excitación 11 se alimenta con una tensión baja, por ejemplo, con aproximadamente 1 V.

El circuito LRC se conecta a un procesador para recopilar datos de salida del módulo de control 13.

Los resultados de la prueba emitidos y determinados son típicamente la resistencia equivalente de la bobina de excitación 11 dispuesta dentro del equipo de prueba 2 cuando el artículo 2 y, en consecuencia, el elemento de calentamiento se ubica dentro de la bobina 11.

El módulo de control 13 que comprende el pasaje 22 permite que el artículo que se prueba pase por el pasaje y realice la medición durante el paso del artículo a través del módulo de control 13. Esto permite una prueba de muestra en un proceso rápido. Es posible analizar un gran número de artículos a alta velocidad, por ejemplo, a velocidades de artículos que pasan por el pasaje 22 a aproximadamente 10 m/s a 30 m/s. La velocidad del artículo 1 puede hacerse dependiente de la capacidad del dispositivo de medición.

La retroalimentación básica proporcionada por el equipo de prueba 2 es verificar que todos los artículos probados tengan una respuesta similar en términos de resistencia equivalente registrada en el equipo.

Dado que el equipo de prueba 2 es una prueba no destructiva, los artículos probados 1 aún pueden usarse después de la prueba. Por esta razón, el equipo de prueba 2 es adecuado para disponerse a lo largo de una línea de fabricación de artículos, donde los artículos defectuosos pueden clasificarse fácilmente y de manera rápida.

En la Figura 2, el principio operativo técnico básico de la parte de medición del equipo de ensayo 2 se ilustra esquemáticamente. La carga 111 es representativa de la impedancia producida por un sistema que comprende la bobina de excitación 11 dispuesta en el módulo de control 13 y el elemento de calentamiento, en particular un susceptor, ubicado en el artículo 1 a probar.

El sistema envía una señal 112 y luego mide la tensión V y la corriente I resultantes que se absorben por el circuito de control. Al conocer las características de la bobina de excitación 11, es posible obtener una medición de las propiedades físicas del elemento de calentamiento.

La Figura 3 muestra esquemáticamente una configuración de un equipo de prueba 2, adaptado para medir artículos caídos 1 que pasan a través del equipo de prueba 2.

Un depósito 30 en forma de tolva contiene una pluralidad de artículos a probar, por ejemplo, palos alargados que llevan un elemento susceptor a probar. Preferentemente, el embudo puede contener unos pocos cientos de palos, por ejemplo de 20 a 300 palos. Los palos pueden ser consumibles finales que comprenden un elemento que comprende una disposición del susceptor o pueden ser varillas que son principalmente varillas de tabaco con una disposición del susceptor dispuesta dentro de la varilla de tabaco.

Desde la tolva, los artículos 1 caen hacia abajo y se colocan a lo largo de una línea vertical dentro del conjunto de deslizador 31 dispuesto debajo del depósito 30. Desde el conjunto de deslizadores 31, los artículos llegan al equipo de prueba 2. El conjunto de deslizadores 31 se coloca de manera que los artículos que caen se guían al pasaje 22 en el equipo de prueba. Los artículos probados abandonan el pasaje 22 y pasan a través de la porción de medición e indicador 33 y subsecuentemente a un contenedor 34 que recoge los artículos.

La porción de medición e indicador 33 comprende el sensor 110, un tope 332 y las luces indicadoras 333.

Las luces indicadoras 333 pueden indicar, por ejemplo, el estado del equipo de prueba o si los artículos probados son aceptables o defectuosos al cambiar el color de la luz. Por ejemplo, un color puede indicar que el aparato está listo para una medición, que la medición está en curso, que un artículo medido está dentro de las tolerancias del producto o que un artículo está fuera de las tolerancias del producto.

El sensor 110 puede ser un módulo de control 13 como se describió anteriormente en la Figura 1 para medir los artículos que pasan a través del equipo de prueba, en donde se mide una resistencia eléctrica equivalente del elemento susceptor.

El tope 332 mantiene un artículo en una posición de medición dentro del sensor 110. El tope 332 detiene el artículo cuando el artículo cae a través del equipo de prueba y libera el artículo después de la medición para que el artículo termine en el contenedor 34.

Preferentemente, las condiciones de prueba se mantienen constantes durante todo un ciclo de medición, por ejemplo, durante un cierto número de artículos probados o durante un cierto tiempo de prueba, por ejemplo, durante 24 horas. Por ejemplo, las condiciones de prueba comprenden aproximadamente de 20 a 24 grados centígrados y de 40 a 60 por ciento de humedad relativa. Una desviación aceptable de una resistencia eléctrica deseada es, por ejemplo, más o menos 40 miliohmios con una resistencia eléctrica de entre 300 a 450 miliohmios del elemento susceptor. La desviación se determina preferentemente con relación a un valor promedio sobre, por ejemplo, cinco mediciones.

A los efectos de la presente descripción y de las reivindicaciones adjuntas, excepto cuando se indique de cualquier otra manera, todos los números que expresan cantidades, cifras, porcentajes, etc., deben entenderse como modificados en todos los casos por el término "aproximadamente". Además, todos los intervalos incluyen los puntos máximo y mínimo descritos e incluyen cualquier intervalo intermedio en los mismos, que puede enumerarse o no específicamente en la presente descripción. En este contexto, por lo tanto, un número A se entiende como A ± 5 por ciento A. Dentro de este contexto, un número A puede considerarse que incluye valores numéricos que están dentro del error estándar general para la medición de la propiedad que modifica el número A. El número A, en algunos casos como se usa en las reivindicaciones adjuntas, puede desviarse en los porcentajes enumerados anteriormente siempre y cuando la cantidad en la cual se desvía A no afecte materialmente la(s) característica(s) básica(s) y novedosa(s) de la invención reivindicada. Además, todos los intervalos incluyen los puntos máximo y mínimo descritos e incluyen cualquier intervalo intermedio en los mismos, que puede enumerarse o no específicamente en la presente descripción.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un equipo de prueba no destructivo (2) para probar un elemento de calentamiento en un artículo generador de aerosol (1), el equipo de prueba (2) que comprende:

un módulo de control (13) que comprende un pasaje (22) para que un artículo generador de aerosol (1) pase por el módulo de control (13) a través del pasaje (22), el módulo de control (13) que comprende además un circuito de control (130) y un dispositivo de medición;

en donde el circuito de control comprende una bobina de excitación (11) configurada para generar un campo magnético alterno dentro del pasaje (22) del módulo de control (13), y caracterizado porque

el dispositivo de medición se configura para determinar valores relacionados con una carga (111) aplicada al circuito de control en respuesta a las características físicas del elemento de calentamiento, cuando el elemento de calentamiento pasa por el módulo de control (13) a través del pasaje (22);

y porque el módulo de control (13) se configura además para determinar si un valor determinado del elemento de calentamiento probado corresponde a un valor predefinido de un elemento de calentamiento predefinido.

2. El equipo de prueba (2) de conformidad con la reivindicación 1, en donde el valor determinado es un valor indicativo de una resistencia eléctrica aparente del elemento de calentamiento.

3. El equipo de prueba (2) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde la bobina de excitación (11) es parte de un circuito LRC (130) del dispositivo de medición.

4. El equipo de prueba (2) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde el circuito de control se configura para operar la bobina de excitación (11) a baja potencia.

5. El equipo de prueba (2) de conformidad con la reivindicación 4, en donde el circuito de control se configura para aplicar una tensión de CC en un intervalo entre 0,5 V y 3 V, preferentemente 1 V.

6. El equipo de prueba (2) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde la bobina de excitación (11) se dispone en el módulo de control (13) y se dispone para rodear el pasaje (22).

7. El equipo de prueba (2) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, que comprende además un elemento de guía para guiar el artículo generador de aerosol (1) al pasaje (22) del módulo de control (13).

8. El equipo de prueba (2) de conformidad con la reivindicación 7, en donde el elemento de guía comprende un deslizador (31) para guiar el artículo generador de aerosol (1).

9. Un método de prueba no destructiva para probar un elemento de calentamiento en un artículo generador de aerosol (1), el método que comprende:

proporcionar un artículo generador de aerosol (1) que comprende un elemento de calentamiento;

dejar pasar el artículo generador de aerosol (1) a través de un campo magnético alterno de un circuito de control sin calentar el elemento de calentamiento;

determinar valores relacionados con una carga (111) mediante el elemento de calentamiento aplicado al circuito de control en respuesta a las características físicas del elemento de calentamiento que pasa por el campo alterno del circuito de control; y

comparar un valor determinado del elemento de calentamiento probado con un valor predefinido de un elemento de calentamiento predefinido.

10. El método de conformidad con la reivindicación 9, que comprende además aceptar el artículo generador de aerosol (1), si una diferencia entre el valor determinado del elemento de calentamiento probado y el valor predefinido está dentro de un umbral predefinido o rechazar el artículo generador de aerosol (1), si una diferencia entre el valor determinado del elemento de calentamiento probado y el valor predefinido excede el umbral predefinido.

11. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 10, en el que se aplica una tensión de CC de entre 0,5 V y 3 V al circuito de control.

12. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en donde el artículo generador de aerosol (1) pasa por el campo magnético alterno con una velocidad entre 0 m/s y 40 m/s, cuando se prueba.

13. El método de conformidad con la reivindicación 12, en donde el artículo generador de aerosol (1) pasa por el campo magnético alterno con una velocidad entre 10 m/s y 30 m/s, cuando se prueba.

14. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, en donde el artículo generador de aerosol (1) cae a través del campo magnético alterno debido a la fuerza gravitacional.

15. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, en donde el elemento de calentamiento es una disposición del susceptor multicapa.