ОБНАРУЖЕНИЕ ГАЗА ДЛЯ УСТРОЙСТВА ДОСТАВКИ АЭРОЗОЛЯ
GAS DETECTION FOR AEROSOL DELIVERY DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, таким как курительные изделия, и более конкретно к устройствам доставки аэрозоля, в которых может использоваться электрически вырабатываемое тепло для получения аэрозоля (например, к курительным изделиям, обычно называемым электронными сигаретами). Курительные изделия могут быть выполнены с возможностью нагрева предшественника аэрозоля, который может включать материалы, которые могут быть изготовлены или получены из табака, или иным образом включать табак, при этом указанный предшественник способен образовывать вдыхаемое вещество для потребления человеком.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
На протяжении многих лет были предложены многие курительные устройства в качестве усовершенствования или альтернативы курительным продуктам, для использования которых требуется сжигание табака. Подразумевается, что многие из указанных устройств были разработаны для обеспечения ощущений, связанных с курением сигарет, сигар или курительных трубок, но без доставки значительного количества продуктов неполного сгорания и пиролиза, которые являются результатом сжигания табака. С этой целью предложено множество курительных продуктов, генераторов аромата и медицинских ингаляторов, которые используют электрическую энергию для испарения или нагревания легкоиспаряемого материала или пытаются обеспечить ощущения курения сигарет, сигар или курительных трубок без существенного сжигания табака. См., например, различные альтернативные курительные изделия, устройства доставки аэрозоля и вырабатывающие тепло источники, известные из уровня техники, описанные в патентах США №7,726,320 под авторством Robinson и др. и №8,881,737 под авторством Collett и др., которые включены в настоящий документ посредством ссылки. Также см., например, различные типы курительных изделий, устройств доставки аэрозоля и вырабатывающих тепло источников с электрическим приводом, ссылка на которые приведена посредством торговой марки и источника коммерческой информации в публикации заявки на патент США №2015/0216232 под авторством Bless и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, различные типы устройств с электрическим приводом для подачи аэрозоля и пара были предложены в публикациях заявок на патенты США №2014/0096781 под авторством Sears и др. и №2014/0283859 под авторством Minskoff и др., а также в заявках на патенты США №14/282,768 под авторством Sears и др., поданной 20 мая 2014 г.; №14/286,552 под авторством Brinkley и др., поданной 23 мая 2014 г.; №14/327,776 под авторством Ampolini и др., поданной 10 июля 2014 г.; и №14/465,167 под авторством Worm и др., поданной 21 августа 2014 г.; которые включены в настоящий документ посредством ссылки.
Предпочтительным является создание устройств доставки аэрозоля, имеющих средства обнаружения газов в окружающей среде устройств доставки аэрозоля.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, способам выполнения таких устройств и элементам таких устройств. Настоящее изобретение включает в себя, без ограничения, следующие варианты реализации.
Вариант реализации 1: Управляющий корпус, соединенный или выполненный с возможностью соединения с картриджем с образованием устройства доставки аэрозоля, причем картридж оснащен нагревательным элементом и содержит композицию предшественника аэрозоля, а управляющий корпус содержит кожух; и, внутри кожуха, компонент управления, выполненный с возможностью работы в активном режиме, в котором управляющий корпус соединен с картриджем, причем компонент управления в активном режиме выполнен с возможностью управления нагревательным элементом для активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля; и датчик газа, выполненный с возможностью обнаружения присутствия газа в окружающей среде управляющего корпуса, причем датчик газа или компонент управления также выполнен с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента устройства доставки аэрозоля при обнаружении таким образом присутствия газа.
Вариант реализации 2: Управляющий корпус по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором датчик газа представляет собой или содержит фотоионизационный детектор (ФИД) или недиспергирующий инфракрасный (NDIR) датчик.
Вариант реализации 3: Управляющий корпус по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором выполнение датчика газа или компонента управления также с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает его выполнение с возможностью управления индикатором для обеспечения обратной связи, воспринимаемой пользователем.
Вариант реализации 4: Управляющий корпус по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором выполнение датчика газа или компонента управления также с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает его выполнение с возможностью изменения заблокированного состояния устройства доставки аэрозоля.
Вариант реализации 5: Управляющий корпус по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором выполнение датчика газа с возможностью обнаружения присутствия газа включает его выполнение с возможностью определения концентрации газа в окружающей среде, и выполнение датчика газа или компонента управления также с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает его выполнение с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента в том случае, когда концентрация газа, определенная таким образом, выше заданного порогового значения концентрации.
Вариант реализации 6: Управляющий корпус по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором датчик газа представляет собой или содержит фотоионизационный детектор, выполненный с возможностью вывода ионного тока при обнаружении таким образом присутствия газа, причем управляющий корпус также содержит трансимпедансный усилитель, функционально подключенный между фотоионизационным детектором и компонентом управления и выполненный с возможностью усиления ионного тока, причем выполнение датчика газа или компонента управления, также с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает выполнение компонента управления с возможностью приема и обработки ионного тока, усиленного трансимпедансным усилителем, и управления указанным по меньшей мере одним функциональным элементом на его основании.
Вариант реализации 7: Управляющий корпус по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором выполнение датчика газа с возможностью обнаружения присутствия газа включает выполнение с возможностью определения концентрации газов в классе газов в окружающей среде управляющего корпуса, и в котором выполнение датчика газа или компонента управления с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает выполнение с возможностью управления по меньшей мере одним функциональным элементом на основании концентрации газов, определенных таким образом.
Вариант реализации 8: Управляющий корпус по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором выполнение датчика газа или компонента управления с возможностью управления по меньшей мере одним функциональным элементом на основании концентрации газов включает выполнение с возможностью идентифицирования по меньшей мере двух типов газов в указанном классе газов.
Вариант реализации 9: Управляющий корпус по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором датчик газа выполнен с возможностью выдачи сигнала в качестве реакции на концентрацию газов и в соответствии с ней, причем управляющий корпус также содержит полосовой фильтр, функционально подключенный между датчиком газа и компонентом управления и выполненный с возможностью приема сигнала и пропуска только части сигнала, соответствующего концентрации определенного газа в указанном классе газов, а выполнение датчика газа или компонента управления с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает выполнение компонента управления с возможностью приема и обработки части сигнала, пропущенной через полосовой фильтр, и управления указанным по меньшей мере одним функциональным элементом на основании этого.
Вариант реализации 10: Управляющий корпус по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, также содержащий интерфейс связи, выполненный с возможностью передачи информации, связанной с присутствием газа, определенного таким образом, на внешнее устройство.
Вариант реализации 11: Картридж, соединенный или выполненный с возможностью соединения с управляющим корпусом, который оснащен компонентом управления, причем управляющий корпус соединен или выполнен с возможностью соединения с картриджем для образования устройства доставки аэрозоля, причем картридж содержит кожух, образующий емкость, выполненную с возможностью удержания композиции предшественника аэрозоля; нагревательный элемент, выполненный с возможностью работы в активном режиме, в котором картридж соединен с управляющим корпусом, причем нагревательный элемент в активном режиме выполнен с возможностью управления им при помощи компонента управления для активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля; и датчик газа, выполненный с возможностью обнаружения присутствия газа в окружающей среде управляющего корпуса, причем датчик газа или компонент управления также выполнен с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента устройства доставки аэрозоля при обнаружении таким образом присутствия газа.
Вариант реализации 12: Картридж по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором датчик газа представляет собой или содержит фотоионизационный детектор (PID) или недиспергирующий инфракрасный (NDIR) датчик.
Вариант реализации 13: Картридж по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором выполнение датчика газа или компонента управления с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает его выполнение с возможностью управления индикатором для обеспечения обратной связи, воспринимаемой пользователем.
Вариант реализации 14: Картридж по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором выполнение датчика газа или компонента управления с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает его выполнение с возможностью изменения заблокированного состояния устройства доставки аэрозоля.
Вариант реализации 15: Картридж по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором выполнение датчика газа с возможностью обнаружения присутствия газа включает его выполнение с возможностью определения концентрации газа в окружающей среде, причем выполнение датчика газа или компонента управления с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает его выполнение с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента в том случае, когда концентрация газа, определенная таким образом, выше заданного порогового значения концентрации.
Вариант реализации 16: Картридж по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором датчик газа представляет собой или содержит фотоионизационный детектор, выполненный с возможностью вывода ионного тока при обнаружении таким образом присутствия газа, причем картридж также содержит трансимпедансный усилитель, функционально подключенный между фотоионизационным детектором и компонентом управления и выполненный с возможностью усиления ионного тока, а выполнение датчика газа или компонента управления с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает выполнение компонента управления с возможностью приема и обработки ионного тока, усиленного трансимпедансным усилителем, и управления указанным по меньшей мере одним функциональным элементом на его основании.
Вариант реализации 17: Картридж по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором выполнение датчика газа с возможностью обнаружения присутствия газа включает выполнение с возможностью определения концентрации газов в классе газов в окружающей среде картриджа, причем выполнение датчика газа или компонента управления с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает выполнение с возможностью управления по меньшей мере одним функциональным элементом на основании концентрации газов, определенных таким образом.
Вариант реализации 18: Картридж по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором датчик газа или компонент управления, выполненный с возможностью управления по меньшей мере одним функциональным элементом на основании концентрации газов, в том числе выполнен с возможностью идентифицирования по меньшей мере двух типов газов в указанном классе газов.
Вариант реализации 19: Картридж по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором датчик газа выполнен с возможностью выдачи сигнала в качестве реакции на концентрацию газов и в соответствии с ней, причем картридж также содержит полосовой фильтр, функционально подключенный между датчиком газа и компонентом управления и связанный с ними, и выполненный с возможностью приема сигнала и пропуска только части сигнала соответствующей концентрации определенного газа в указанном классе газов, а выполнение датчика газа или компонента управления с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает выполнение компонента управления с возможностью приема и обработки части сигнала, пропущенной полосовым фильтром, и управления указанным по меньшей мере одним функциональным элементом на основании этого.
Вариант реализации 20: Картридж по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором управляющий корпус содержит интерфейс связи, функционально связанный с компонентом управления и выполненный с возможностью передачи информации, связанной с присутствием газа, обнаруженного таким образом, на внешнее устройство.
Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидными по прочтении приведенного ниже подробного описания с сопроводительными чертежами, которые кратко описаны ниже. Настоящее изобретение включает в себя любую комбинацию из двух, трех, четырех или более признаков или элементов, раскрытых в данном раскрытии, независимо от того, намеренно ли такие признаки или элементы объединены или иным образом изложены в конкретном варианте реализации, описанном в данном документе. Данное изобретение предназначено для целостного прочтения, так что любые отдельные признаки или элементы изобретения в любых его аспектах и вариантах реализации должны рассматриваться как комбинируемые, если контекст изобретения явно не предписывает иное.
Таким образом, следует понимать, что данное раскрытие сущности изобретения приведено только для целей резюмирования некоторых вариантов реализации так, чтобы обеспечить базовое понимание некоторых аспектов настоящего изобретения. Таким образом, следует понимать, что описанные выше варианты реализации являются только примерами и не должны истолковываться как каким-либо образом сужающие объем или сущность изобретения. Другие варианты реализации, аспекты и преимущества будут очевидными из приведенного ниже подробного описания, рассматриваемого вместе с сопроводительными чертежами, на которых показаны, в качестве примера, принципы некоторых описанных вариантов реализации.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Таким образом, после описания данного изобретения в вышеизложенных общих терминах, ниже приведены ссылки на сопроводительные чертежи, которые необязательно выполнены в масштабе, и на которых:
на Фиг. 1 показан вид сбоку устройства доставки аэрозоля, содержащего картридж, соединенный с управляющим корпусом, согласно одному варианту реализации настоящего изобретения;
на Фиг. 2 показан вид с частичным разрезом устройства доставки аэрозоля согласно различным вариантам реализации; и
на Фиг. 3 и 4 показаны датчики газа согласно различным вариантам реализации.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение описано более подробно ниже со ссылкой на его варианты реализации. Указанные варианты реализации описаны таким образом, что данное раскрытие основательно, полно и всецело передает объем изобретения для специалиста в данной области техники. В действительности, настоящее изобретение может быть реализовано во многих различных формах и не должно рассматриваться как ограниченное вариантами реализации, приведенными в данном документе; скорее указанные варианты реализации приведены для того, чтобы данное изобретение соответствовало применимым законодательным требованиям. В данном описании и в прилагаемой формуле изобретения грамматическая конструкция, указывающая на то, что элемент приводится в единственном числе, также подразумевает и множественное число, если контекст изобретения явно не предписывает иное.
Как описано ниже, варианты реализации настоящего изобретения относятся к системам доставки аэрозоля. Системы доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению используют электрическую энергию для нагрева материала (предпочтительно без сжигания материала в какой-либо значительной степени) с образованием вдыхаемого вещества; и компоненты таких систем имеют форму изделий, наиболее предпочтительно, являющихся достаточно компактными для того чтобы считаться портативными устройствами. Другими словами, использование компонентов предпочтительных систем доставки аэрозоля не приводит к образованию дыма в том смысле, что аэрозоль возникает из побочных продуктов сгорания или пиролиза табака, но скорее, использование указанных предпочтительных систем приводит к образованию паров, образующихся в процессе выпаривания или испарения определенных компонентов, включенных в них. В некоторых вариантах реализации компоненты систем доставки аэрозоля могут быть охарактеризованы как электронные сигареты, и указанные электронные сигареты наиболее предпочтительно включают табак и/или компоненты, полученные из табака, и затем доставляют компоненты, полученные из табака, в форме аэрозоля.
Вырабатывающие аэрозоль средства определенных предпочтительных систем доставки аэрозоля могут обеспечить множество ощущений (например, ритуалы вдоха и выдоха, типы вкусов и ароматов, органолептические эффекты, физическое ощущение, ритуалы использования, визуальные сигналы, такие как те, которые обеспечены посредством видимого аэрозоля, и тому подобное) курения сигареты, сигары или трубки, которое обусловлено зажжением и сжиганием табака (и затем вдыханием табачного дыма) без в какой-либо значительной степени сгорания каких-либо их компонентов. Например, пользователь вырабатывающего аэрозоль средства по настоящему изобретению может держать и использовать это средство подобно тому, как курильщик использует курительное изделие традиционного вида, осуществляя затяжку через один конец указанного средства для вдыхания аэрозоля, образованного этим средством, выполняя или осуществляя затяжки в выбранные промежутки времени и тому подобное.
Системы доставки аэрозоля по настоящему изобретению также могут быть охарактеризованы как парообразующие изделия или изделия доставки лекарственного препарата. Таким образом, такие изделия или устройства могут быть выполнены так, чтобы обеспечить одно или более веществ (например, ароматизаторов и/или фармацевтически активных ингредиентов) во вдыхаемой форме или вдыхаемом состоянии. Например, вдыхаемые вещества могут быть по существу в форме пара (например, вещество, которое находится в газообразной фазе при температуре ниже его критической точки). В качестве альтернативы вдыхаемые вещества могут быть в форме аэрозоля (например, суспензии из мелких твердых частиц или капель жидкости в газе). С целью упрощения подразумевается, что термин «аэрозоль», используемый в данном документе, включает в себя пары, газы и аэрозоли формы или типа, являющимися пригодными для вдыхания человеком, видимыми или невидимыми, а также такой формы, которая может рассматриваться как дымообразная, или не такой формы.
Системы доставки аэрозоля по настоящему изобретению как правило содержат множество компонентов, выполненных внутри внешнего корпуса или оболочки, которые могут быть названы кожухом. Общая конструкция внешнего корпуса или оболочки может варьироваться, и формат или конфигурация внешнего корпуса, которые могут определять общий размер и форму устройства доставки аэрозоля, могут варьироваться. Как правило, продолговатый корпус, напоминающий форму сигареты или сигары, может быть образован из одного единого кожуха или продолговатый кожух может быть образован из двух или более отделяемых корпусов. Например, устройство доставки аэрозоля может содержать продолговатую оболочку или корпус, которые могут иметь по существу трубчатую форму и таким образом напоминать форму обычной сигареты или сигары. В одном примере все компоненты устройства доставки аэрозоля расположены в одном кожухе. В качестве альтернативы устройство доставки аэрозоля может содержать два или более кожухов, которые соединены и являются разъемными. Например, устройство доставки аэрозоля может иметь на одном конце управляющий корпус, содержащий кожух, содержащий один или более повторно используемых компонентов (например, аккумулятор, например перезаряжаемый аккумулятор и/или конденсатор большой емкости, и различное электронное оборудование для управления работой этого изделия), а на другом конце присоединяемый к нему с возможностью разъединения внешний корпус или оболочка, содержащие одноразовую часть (например, одноразовый картридж, содержащий ароматизатор).
Системы доставки аэрозоля по настоящему изобретению наиболее предпочтительно содержат некоторую комбинацию источника питания (например, источника электропитания), по меньшей мере одного управляющего компонента (например, средства для приведения в действие, управления, регулирования и прекращения подачи питания для вырабатывания тепла, например, посредством управления электрическим током от источника питания к другим компонентам изделия - например микропроцессору, отдельному или в качестве части микроконтроллера), нагревателя или вырабатывающего тепло элемента (например, нагревательный элемент с электрическим сопротивлением или другой компонент, который сам по себе или в комбинации с одним или более дополнительными элементами обычно может быть указан как «распылитель»), композиции предшественника аэрозоля (например, обычно, жидкость, способную образовывать аэрозоль по приложении достаточного тепла, такие ингредиенты обычно указаны как «дымовой сок», «электронная жидкость» и «электронный сок»), и мундштучной области или кончика для обеспечения возможности осуществлять затяжку через устройство доставки аэрозоля для вдыхания аэрозоля (например, определенный путь потока воздуха через изделие, так что вырабатываемый аэрозоль может быть выведен из него после осуществления затяжки).
Более конкретные форматы, конфигурации и расположения компонентов в системах доставки аэрозоля по настоящему изобретению будут понятны на основании нижеприведенного описания изобретения. Кроме того, выбор и расположение различных компонентов систем доставки аэрозоля могут быть оценены при рассмотрении имеющихся в продаже электронных устройств доставки аэрозоля, таких как типичные продукты, представленные в разделе уровень техники настоящего раскрытия.
В различных примерах устройство доставки аэрозоля может содержать емкость, выполненную с возможностью удержания композиции предшественника аэрозоля. В частности, емкость может быть образована из пористого материала (например, волокнистого материала) и, таким образом, может быть указана как пористая подложка (например, волокнистая подложка).
Волокнистая подложка, используемая в качестве емкости в устройстве доставки аэрозоля, может представлять собой тканый или нетканый материал, образованный из множества волокон или нитей, и может быть образована из натуральных волокон и/или синтетических волокон. Например, волокнистая подложка может содержать стекловолоконный материал, ацетатцеллюлозный материал, углеродный материал, полиэтилентерефталатовый (ПЭТ) материал, вискозный материал или может быть использован материал из органического хлопка. Емкость может быть выполнена по существу в форме контейнера и может содержать волокнистый материал, содержащийся в нем.
На Фиг. 1 показан вид сбоку устройства 100 доставки аэрозоля, содержащего управляющий корпус 102 и картридж 104, согласно различным вариантам реализации настоящего изобретения. В частности, на Фиг. 1 показан управляющий корпус и картридж, соединенные друг с другом. Управляющий корпус и картридж могут быть разъемно выровнены в функциональном отношении. Различные механизмы могут соединять картридж и управляющий корпус, например, в виде резьбового сцепления, сцепления с плотной посадкой, посадки с натягом, магнитного сцепления и тому подобного. В некоторых вариантах реализации устройство доставки аэрозоля может быть по существу стержнеобразным, по существу трубчатой формы или по существу цилиндрической формы, когда картридж и управляющий корпус находятся в собранной конфигурации. Устройство доставки аэрозоля может быть также по существу прямоугольным или ромбовидным в поперечном сечении, что может придавать ему большую совместимость с по существу плоским или тонкослойным источником электроэнергии или конденсатором с большой емкостью, таким как источник электроэнергии, содержащий плоскую батарею. Картридж и управляющий корпус могут содержать соответствующие отдельные кожухи или внешние корпуса, которые могут быть выполнены из любого количества различных материалов. Кожух может быть выполнен из любого подходящего конструктивно прочного материала. В некоторых примерах кожух может быть выполнен из металла или сплава, таких как нержавеющая сталь, алюминий или тому подобное. Другие подходящие материалы включают различные виды пластмасс (например, поликарбонат), пластмассы с металлическим напылением, керамику и тому подобное.
В некоторых вариантах реализации управляющий корпус 102 и/или картридж 104 устройства 100 доставки аэрозоля могут быть одноразовыми или многоразовыми. Например, управляющий корпус может иметь сменный аккумулятор, перезаряжаемый аккумулятор (например, перезаряжаемый тонкослойный твердотельный аккумулятор) или перезаряжаемый конденсатор с большой емкостью, и таким образом может быть комбинирован с любым типом технологии перезарядки, включая подключение к обычной настенной электрической розетке, подключение к автомобильному зарядному устройству (т.е. гнезду прикуривателя), подключение к компьютеру, например, через кабель или разъем универсальной последовательной шины (USB) (например, USB кабель или разъем типа 2.0, 3.0 или type-С), подключение к фотоэлектрическому элементу (иногда указан как солнечный фотоэлемент) или к фотоэлектрической панели солнечных фотоэлементов, беспроводное подключение к радиочастоте (РЧ), беспроводное подключение к зарядным площадкам на основании индукции или подключение к преобразователю радиочастоты в постоянный ток (DC). Также в некоторых вариантах реализации картридж может представлять собой одноразовый картридж, как описано в патенте США №8,910,639 под авторством Chang и др., который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.
На Фиг. 2 более подробно показано устройство 100 доставки аэрозоля в соответствии с некоторыми вариантами реализации. Как показано на виде с частичным разрезом, устройство доставки аэрозоля может содержать управляющий корпус 102 и картридж 104, каждый из которых содержит множество соответствующих компонентов. Компоненты, показанные на Фиг. 2, представляют собой компоненты, которые могут присутствовать в управляющем корпусе и картридже, и не предназначены для ограничения объема компонентов, которые охвачены настоящим раскрытием. Как показано, например, управляющий корпус может быть образован оболочкой 206 управляющего корпуса, которая может включать компонент 208 управления (например, микропроцессор, сам по себе являющийся микроконтроллером или представляющий его часть), датчик 210 потока, источник 212 питания и один или более светоизлучающих диодов 214, и такие компоненты могут быть выборочно выравнены. Источник питания может содержать, например, батарею (одноразовую или перезаряжаемую), литий-ионную батарею, твердотельную батарею, тонкослойную твердотельную батарею, конденсатор большой емкости или тому подобное. Некоторые примеры подходящих источников питания описаны в публикации заявки на патент США №14/918,926 под авторством Sur и др., поданной 21 октября 2015, которая включена в настоящий документ посредством ссылки. Светоизлучающие диоды (например, органические светоизлучающие диоды (OLED)) могут быть одним примером подходящего визуального индикатора, которым может быть оснащено устройство 100 доставки аэрозоля. Другие индикаторы, такие как звуковые индикаторы (например, динамики), тактильные индикаторы (например, вибрационные двигатели) или тому подобное, могут содержаться в дополнение или как альтернатива визуальным индикаторам, таким как светоизлучающий диод.
Картридж 104 может быть образован оболочкой 216 картриджа, окружающей емкость 218, выполненную с возможностью удержания композиции предшественника аэрозоля, и содержащей нагреватель 222 (иногда называемый нагревательным элементом). В различных конфигурациях указанная конструкция может быть названа как резервуар; и соответственно термины «картридж», «резервуар» и тому подобные могут быть использованы как взаимозаменяемые для обозначения оболочки или другого кожуха, охватывающего емкость для композиции предшественника аэрозоля и содержащего нагреватель.
Как показано в некоторых примерах, емкость 218 может сообщаться по текучей среде с элементом 220 для переноса жидкости, выполненным с возможностью впитывания или переноса иным способом композиции предшественника аэрозоля, хранящейся в емкости кожуха, к нагревателю 222. В некоторых примерах клапан может быть расположен между емкостью и нагревателем и выполнен с возможностью управления количеством композиции предшественника аэрозоля, пропущенным или доставленным из емкости к нагревателю.
2
2
Различные примеры материалов, выполненных с возможностью выработки тепла, когда к ним подается электрический ток, могут быть использованы для формирования нагревателя 222. Нагреватель в указанных примерах может быть резистивным нагревающим элементом, таким как проволочная спираль. Примеры материалов, из которых может быть выполнена проволочная спираль, включают титан (Ti), платину (Pt), нихром (NiCrFe), фехраль (FeCrAl), Нихром, дисилицид молибдена (MoSi), силицид молибдена (MoSi), легированный алюминием дисилицид молибдена (Mo(Si,Al)), графит и материалы на основе графита (например, пеноматериалы и нити на основе углерода), серебряно-палладиевые (AgPd) проводящие чернила, легированный бором кремний и керамику (например, керамику с положительным или отрицательным температурным коэффициентом). Варианты реализации нагревателей или нагревательных элементов, используемых в устройствах доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением, дополнительно описаны ниже, и могут быть включены в устройства, как показано на Фиг. 2, как описано в данном документе.
В оболочке 216 (например, на кончике мундштука) может быть выполнено отверстие 224, чтобы обеспечить выход образованного аэрозоля из картриджа 104.
Картридж 104 также может содержать один или более электронных компонентов 226, которые могут содержать интегральную схему, компонент памяти, датчик или тому подобное. Электронные компоненты могут быть выполнены с возможностью сообщения с компонентом 208 управления и/или с внешним устройством посредством проводных или беспроводных средств. Электронные компоненты могут быть расположены в любом месте в картридже или его основании 228.
Хотя компонент 208 управления и датчик 210 потока показаны отдельно, следует понимать, что компонент управления и датчик потока могут быть скомбинированы в виде электронной монтажной платы с датчиком потока воздуха, прикрепленным непосредственно к ней. Также электронная монтажная плата может быть расположена горизонтально относительно иллюстрации на Фиг. 1, на которой электронная монтажная плата может быть продольно параллельна центральной оси управляющего корпуса. В некоторых примерах датчик потока воздуха может содержать свою собственную монтажную плату или другой основной элемент, к которому он может быть прикреплен. В некоторых примерах может быть использована гибкая монтажная плата. Гибкая монтажная плата может быть выполнена в различных формах, включая по существу трубчатые формы. В некоторых примерах гибкая монтажная плата может быть скомбинирована с подложкой нагревателя, наложена в виде слоя или образовывать часть или всю подложку нагревателя, как дополнительно описано ниже.
Управляющий корпус 102 и картридж 104 могут содержать компоненты, выполненные с возможностью способствования взаимодействию по текучей среде друг с другом. Как показано на Фиг. 2, управляющий корпус может содержать соединитель 230, в котором имеется полость 232. Основание 228 картриджа может быть выполнено с возможностью сцепления с соединителем и может содержать выступ 234, выполненный с возможностью установки в полости. Такое взаимодействие может способствовать стабильному соединению между управляющим корпусом и картриджем, а также устанавливать электрическое соединение между источником 212 питания и компонентом 208 управления в управляющем корпусе и нагревателе 222 в картридже. Также оболочка 206 управляющего корпуса может содержать воздухозаборник 236, который может представлять собой выемку в оболочке, в которой он соединен с соединителем, что обеспечивает прохождение воздуха из окружающей среды вокруг соединителя в оболочку, где он затем проходит через полость 232 соединителя в картридж через выступ 234.
Соединитель и основание, используемые в соответствии с настоящим изобретением, описаны в публикации заявки на патент США №2014/0261495 под авторством Novak и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки. Например, соединитель 230, показанный на Фиг. 2, может определять внешнюю периферию 238, выполненную с возможностью сопряжения с внутренней периферией 240 основания 228. В одном примере внутренняя периферия основания может определять радиус, который по существу равен или немного больше радиуса внешней периферии соединителя. Также соединитель может определять один или более выступов 242 на внешней периферии, выполненных с возможностью взаимодействия с одним или более углублениями 244, определенными на внутренней периферии основания. Однако для соединения основания с соединителем могут быть использованы различные другие примеры конструкций, форм и компонентов. В некоторых примерах соединение между основанием картриджа 104 и соединителем управляющего корпуса 102 может быть по существу постоянным, тогда как в других примерах указанное соединение между ними может быть разъемным, так что, например, управляющий корпус может быть повторно использован с одним или более дополнительными картриджами, которые могут быть одноразовыми и/или повторно заполняемыми.
В некоторых примерах устройство 100 доставки аэрозоля может быть по существу стержнеобразным или по существу трубчатой формы, или по существу цилиндрической формы. В других примерах охвачены другие формы и размеры, например прямоугольные или треугольные в поперечном сечении, многогранные формы или тому подобное.
Емкость 218, показанная на Фиг. 2, может представлять собой контейнер или волокнистую емкость, как описано в настоящем документе. Например, в данном примере емкость может содержать один или более слоев нетканого волокна и может быть по существу образована в форме трубки, охватывающей внутреннюю часть оболочки 216 картриджа. Композиция предшественника аэрозоля может содержаться в емкости. Жидкие компоненты, например, могут сорбционно содержаться в емкости. Емкость может быть соединена по текучей среде с элементом 220 для переноса жидкости. В указанном примере элемент для переноса жидкости может переносить композицию предшественника аэрозоля, хранимую в емкости, посредством капиллярного действия к нагревателю 222, который представляет собой спираль металлической проволоки. Как правило, нагреватель расположен в устройстве для нагрева с элементом для переноса жидкости. Варианты реализации емкостей и элементов для переноса, используемых в устройствах доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением, дополнительно описаны ниже, и такие емкости и/или элементы для переноса могут быть включены в устройства, показанные на Фиг. 2, как описано в данном документе. В частности, конкретные комбинации нагревательных элементов и элементов для переноса могут быть включены в устройства, показанные на Фиг. 2, как дополнительно описано ниже.
В процессе эксплуатации, когда пользователь осуществляет втягивание через устройство 100 доставки аэрозоля, поток воздуха обнаруживают посредством датчика 210 потока, а нагреватель 222 приводят в действие для испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля. Осуществление втягивания через мундштук устройства доставки аэрозоля вызывает вход воздуха из окружающей среды в воздухозаборник 236 и его проход через полость 232 в соединителе 230 и центральное отверстие выступа 234 основания 228. В картридже 104 втянутый воздух объединяется с образованным паром для образования аэрозоля. Аэрозоль удаляется при высасывании, вытягивании или при осуществлении затягивания иным способом из нагревателя и выходит из отверстия 224 в мундштуке устройства доставки аэрозоля.
В некоторых примерах устройство 100 доставки аэрозоля может содержать множество дополнительных программно-управляемых функций. Например, устройство доставки аэрозоля может содержать схему защиты источника питания, выполненную с возможностью обнаружения входа источника питания, нагрузки на клеммы источника питания и входа зарядки. Схема защиты источника питания может содержать защиту от короткого замыкания, блокировку под напряжением и/или защиту от перегрузки напряжения. Устройство доставки аэрозоля также может содержать компоненты для измерения температуры окружающей среды, а его компонент 208 управления может быть выполнен с возможностью управления по меньшей мере одним функциональным элементом для предотвращения зарядки источника питания, в частности любой батареи, если температура окружающей среды ниже определенной температуры (например, 0°C) или выше определенной температуры (например, 45°C) перед началом зарядки или во время зарядки.
Подача электроэнергии из источника 212 питания может изменяться в течение каждой затяжки на устройстве 100 в соответствии с механизмом управления электроэнергией. Устройство может содержать таймер безопасности «долгой затяжки», так что в случае, если пользователь или неисправность компонента (например, датчика 210 потока) заставит устройство попытаться выполнить непрерывную затяжку, компонент 208 управления может управлять по меньшей мере одним функциональным элементом для автоматического прекращения затяжки после некоторого периода времени (например, четырех секунд). Также время между затяжками на устройстве может быть ограничено меньше, чем на заданный период времени (например, 100 секунд). Контрольный таймер безопасности может автоматически перезагружать устройство доставки аэрозоля, если его компонент управления или программное обеспечение, работающее на нем, становится нестабильным и не обслуживает таймер в течение соответствующего интервала времени (например, восьми секунд). Дополнительная безопасность может быть обеспечена в случае неисправного или иным способом не действующего датчика 210 потока, например посредством постоянного отключения устройства доставки аэрозоля для предотвращения непреднамеренного нагрева. Ограничивающий затягивание выключатель может деактивировать устройство в случае ошибки датчика давления, в результате которой устройство будет непрерывно активироваться без остановки после четырех секунд максимального времени затяжки.
Устройство 100 доставки аэрозоля может содержать алгоритм отслеживания затяжки, выполненный с возможностью отключения нагревателя, как только будет достигнуто определенное количество затяжек для присоединенного картриджа (основано на количестве доступных затяжек, рассчитанном с учетом заряда электронной жидкости в картридже). Устройство доставки аэрозоля может также содержать чувствительную интегральную схему, которая измеряет в режиме реального времени количество предшественника аэрозоля в емкости. Если уровень композиции предшественника аэрозоля является существенно низким или емкость пуста, устройство доставки аэрозоля может предотвращать подачу тока и тем самым предотвращать перегрев нагревательного элемента. Устройство доставки аэрозоля может включать в себя функцию спящего режима, режима ожидания или режима пониженного энергопотребления, при котором подача электроэнергии может быть автоматически отключена после определенного периода неиспользования. Дополнительная безопасность может быть обеспечена тем, что все циклы зарядки/разрядки источника 212 питания могут отслеживаться посредством компонента 208 управления в течение его срока службы. После того как источник питания достиг эквивалентного заданного количества (например, 200) циклов полной разрядки или полной зарядки, он может быть объявлен истощенным, а компонент управления может управлять по меньшей мере одним функциональным элементом для предотвращения дальнейшей зарядки источника питания. Аэрозольное устройство может также иметь механический переключатель или переключатель на основе датчика приближения для приведения в действие нагревателя 222 вместо датчика потока, выполненного с возможностью обнаружения потока воздуха через устройство доставки аэрозоля и таким образом приведения в действие нагревателя.
Различные компоненты устройства доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению могут быть выбраны из компонентов, описанных в данном уровне техники и имеющихся на рынке. Примеры аккумуляторов, которые могут быть использованы согласно настоящему изобретению, описаны в публикации заявки на патент США №2010/0028766 под авторством Peckerar и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
Устройство 100 доставки аэрозоля может также содержать датчик 210 или другой датчик или чувствительный элемент для управления подачей электрической электроэнергии к нагревателю 222, когда требуется выработка аэрозоля (например, во время втягивания в процессе эксплуатации). Таким образом, например, обеспечен метод или способ отключения электроэнергии нагревателя, когда устройством доставки аэрозоля не затягиваются в процессе эксплуатации, и для включения электроэнергии для приведения в действие или запуска выработки тепла посредством нагревателя во время затяжки. Дополнительно представленные типы механизмов восприятия или обнаружения, их структура и конфигурация, их компоненты и общие способы их работы описаны в патенте США №5,261,424 под авторством Sprinkel, Jr., в патенте США №5,372,148 под авторством McCafferty и др., и в публикации патентной заявки PCT № WO 2010/003480 под авторством Flick, все из которых полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.
Устройство 100 доставки аэрозоля наиболее предпочтительно содержит компонент 208 управления или другой механизм управления для управления количеством электрической энергии, подаваемой к нагревателю 222 во время затяжки. Представленные типы электронных компонентов, их структура и конфигурация, их признаки и общие способы их работы описаны в патенте США №4,735,217 под авторством Gerth и др., в патенте США №4,947,874 под авторством Brooks и др., в патенте США №5,372,148 под авторством McCafferty и др., в патенте США №6,040,560 под авторством Fleischhauer и др., в патенте США №7,040,314 под авторством Nguyen и др., в патенте США №8,205,622 под авторством Pan, в публикации заявки на патент США №2009/0230117 под авторством Fernando и др., в публикации заявки на патент США №2014/0060554 под авторством Collet и др., в публикации заявки на патент США №2014/0270727 под авторством Ampolini и др., и в публикации заявки на патент США №14/209,191 под авторством Henry и др., поданной 13 марта 2013, все из которых полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.
Представленные типы подложек, емкостей или других компонентов для обеспечения предшественника аэрозоля описаны в патенте США №8,528,569 под авторством Newton, в публикации заявки на патент США №2014/0261487 под авторством Chapman и др., в публикации заявки на патент США №14/011,992 под авторством Davis и др., поданной 28 августа 2013, и в публикации заявки на патент США №14/170,838 под авторством Bless и др., поданной 3 февраля 2014, все из которых полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Также различные материалы для впитывания, а также конфигурация и работа данных материалов для впитывания в определенных типах электронных сигарет известны из публикации заявки на патент США №2014/0209105 под авторством Sears и др., который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.
Композиция предшественника аэрозоля, также называемая композицией предшественника пара, может содержать различные компоненты, включая, к примеру, многоатомный спирт (например, глицерин, пропиленгликоль или их смесь), никотин, табак, экстракт табака и/или ароматизаторы. Представленные типы компонентов и составов предшественника аэрозоля также известны и охарактеризованы в патентах США №7,217,320 под авторством Robinson и др.; и в публикации заявки на патент США 2013/0008457 под авторством Zheng и др.; 2013/0213417 под авторством Chong и др.; 2014/0060554 под авторством Collett и др.; 2015/0020823 под авторством Lipowicz и др.; и 2015/0020830 под авторством Koller, а также WO 2014/182736 под авторством Bowen и др., раскрытия которых включены в настоящий документ посредством ссылки. Другие предшественники аэрозоля, которые могут быть использованы, включают предшественники аэрозоля, которые включены в продукт VUSE вейпинговой компании Р.Д. Рейнольдса, в продукт BLU™ Империал Тобакко Групп PLC, в продукт MISTIC MENTHOL Мистик Э-сигс и в продукт VYPE СиЭн Криэйтив Ltd. Также предпочтительны так называемые «дымовые соки» для электронных сигарет, которые доступны от компании Джонсон Крик Интерпрайз ЛЛС.
Дополнительно представленные типы компонентов, которые подают визуальные сигналы или индикаторы, могут быть использованы в устройстве 100 доставки аэрозоля, такие как визуальные индикаторы и связанные компоненты, слуховые индикаторы, тактильные индикаторы и тому подобное. Примеры подходящих компонентов светоизлучающих диодов, а также их конфигурации и использование описаны в патенте США №5,154,192 под авторством Sprinkel и др., в патенте США №8,499,766 под авторством Newton, в патенте США №8,539,959 под авторством Scatterday, и в публикации заявки на патент США №14/173,266 под авторством Sears и др., поданной 5 февраля 2014, все из которых полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.
Другие признаки, средства управления или компоненты, которые могут содержаться в устройствах доставки аэрозоля по настоящему изобретению, описаны в патенте США №5,967,148 под авторством Harris и др., в патенте США №.5,934,289 под авторством Watkins и др., в патенте США №5,954,979 под авторством Counts и др., в патенте США №6,040,560 под авторством Fleischhauer и др., в патенте США №8,365,742 под авторством Hon, в патенте США №8,402,976 под авторством Fernando и др., в публикации заявки на патент США №2005/0016550 под авторством Katase, в публикации заявки на патент США №2010/0163063 под авторством Fernando и др., в публикации заявки на патент США №2013/0192623 под авторством Tucker и др., в публикации заявки на патент США №2013/0298905 под авторством Leven и др., в публикации заявки на патент США №2013/0180553 под авторством Kim и др., в публикации заявки на патент США №2014/0000638 под авторством Sebastian и др., в публикации заявки на патент США №2014/0261495 под авторством Novak и др., и в публикации заявки на патент США №2014/0261408 под авторством DePiano и др., все из которых полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.
Компонент 208 управления содержит множество электронных компонентов и, в некоторых вариантах реализации, может быть образован на печатной монтажной плате (PCB), поддерживающей и электрически соединяющей электронные компоненты. Электронные компоненты могут содержать микропроцессор или ядро процессора и память. В некоторых примерах компонент управления может содержать микроконтроллер с интегрированным ядром процессора и памятью, и может дополнительно содержать одно или более интегрированных внешних устройств ввода/вывода. В некоторых примерах компонент управления может быть связан с интерфейсом 246 связи для обеспечения беспроводного соединения с одной или более сетями, вычислительными устройствами или другими устройствами на подходящей основе. Примеры подходящих интерфейсов связи раскрыты в публикации заявки на патент США №14/638,562, поданной 4 марта 2015 г., под авторством Marion и др., содержимое которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки. И примеры подходящих методов, согласно которым устройство доставки аэрозоля может быть выполнено с возможностью беспроводной связи, раскрыты в публикации заявки на патент США №14/327,776, поданной 10 июля 2014 г., под авторством Ampolini и др., и в публикации заявки на патент США №14/609,032, поданной 29 января 2015 г., под авторством Henry, Jr. и др., каждая из которых полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации управляющий корпус 102 может содержать датчик 248 газа, выполненный с возможностью обнаружения присутствия газа в окружающей среде управляющего корпуса. Примеры подходящего датчика газа могут представлять собой или содержать фотоионизационный детектор (PID), недиспергирующий инфракрасный (NDIR) датчик или многовыводной датчик газа. Примеры подходящих фотоионизационных детекторов раскрыты в публикациях заявок на патент США №4,398,152, поданных 2 марта 1982 под авторством Leveson и др.; 4,429,228, поданной 12 мая 1981 под авторством Anderson и др.; и 5,561,344, поданной 7 марта 1995 под авторством Hsi и др., каждая из которых полностью включена в настоящий документ посредством ссылки. Примеры подходящих недиспергирующих инфракрасных (NDIR) датчиков газа раскрыты в публикациях заявок на патент США №5,444,249, поданной 2 августа 1994 под авторством Wong и др.; 5,834,777, поданной 23 апреля 1997 под авторством Wong и др.; и 6,469,303, поданной 17 мая 2000 под авторством Sun и др., каждая из которых полностью включена в настоящий документ посредством ссылки. Примеры подходящих многовыводных датчиков газа раскрыты в публикации заявки на патент США №6,000,928, поданной 28 декабря 1999 под авторством Sachse и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
Примеры подходящих газов, которые могут быть обнаружены посредством датчика 248 газа, включают окись углерода, кислород, фторид аммония, сероводород, метан и другие газы, которые не рассматриваются подробно в настоящем документе. В некоторых вариантах реализации датчик газа может быть выполнен с возможностью обнаружения присутствия газа, отличного от пара, производимого посредством нагревателя 222 из композиции предшественника аэрозоля, или аэрозоля, полученного из пара. Датчик газа или компонент 208 управления может быть выполнен с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента устройства 100 доставки аэрозоля при обнаружении таким образом присутствия газа.
В одном конкретном варианте реализации датчик 248 газа, выполненный с возможностью обнаружения присутствия газа в окружающей среде управляющего корпуса 102, может быть также выполнен с возможностью обнаружения присутствия этанола (основного ингредиента в алкогольных напитках) в окружающей среде управляющего корпуса. В указанном варианте реализации окружающая среда управляющего корпуса может включать рот пользователя устройства 100 доставки аэрозоля, так что датчик газа функционирует как датчик алкоголя. В указанных примерах датчик газа может быть любым из множества различных видов датчиков, таких как датчики с топливным элементом, полупроводниковые оксидные датчики и тому подобное. Одним конкретным примером подходящего полупроводникового оксидного датчика является модель MQ-3 спиртового датчика газа фирмы Zhengzhou Winsen Electronics Technology Co., Ltd.
Также в указанных вариантах реализации датчик газа может быть в частности выполнен с возможностью измерения количества этанола в выдыхаемом воздухе, воздействию которого подвергается датчик, и вырабатывания соответствующего сигнала, который показывает содержание алкоголя в выдыхаемом воздухе (breath alcohol content, BrAC), из которого рассчитывают содержание алкоголя в крови (blood alcohol content, BAC) посредством датчика газа или компонента 208 управления. В указанных вариантах реализации компонент управления или датчик газа могут быть выполнены с возможностью вычисления содержание алкоголя в крови (BAC) на основании содержание алкоголя в выдыхаемом воздухе (BrAC). Содержание алкоголя в крови (BAC) может быть рассчитано любым подходящим методом. Например, соответствующий сигнал может обеспечивать измерение содержания алкоголя в выдыхаемом воздухе (BrAC), которое может быть выражено в миллионных долях (ppm) или соответственно преобразовано в миллиграммы на литр (мг/л) (1 ppm = 1 мг/л). Тогда содержание алкоголя в крови (BAC) может быть рассчитано из содержания алкоголя в выдыхаемом воздухе (BrAC) следующим образом:
% BAC = BrAC мг/л × 0,21
Устройство 100 доставки аэрозоля может быть выполнено любым из множества различных способов для любого из множества различных применений и в некоторых примерах может быть программируемым пользователем для различных применений. В частности, в некоторых примерах возможность программирования пользователем может быть распространена на диапазон датчика газа, работу функционального элемента (элементов) или тому подобное. В качестве другого примера датчик газа может получить измерение и обнаружить присутствие газа в том случае, когда измерение удовлетворяет пороговому значению.
Функциональный элемент (элементы) устройства 100 доставки аэрозоля могут управляться любым из множества различных способов при обнаружении таким образом присутствия газа. Например, индикатор 250 (например, визуальный индикатор, звуковой индикатор, тактильный индикатор) может быть управляемым для обеспечения воспринимаемой пользователем обратной связи (например, визуальной, звуковой, тактильной обратной связи). В качестве другого примера функциональный элемент (элементы) могут быть управляемыми для изменения заблокированного состояния устройства 100 доставки аэрозоля. Это может включать, например, выведение из работы одного или более компонентов устройства доставки аэрозоля, когда обнаруживается присутствие газа. Например, датчик 248 газа может обнаруживать случаи, в которых источник 212 питания (например, литий-ионная батарея) пропускает газ и датчик газа или компонент 208 управления может управлять по меньшей мере одним функциональным элементом для автоматического выключения устройства доставки аэрозоля.
Аналогичные функциональные возможности также могут быть использованы для разблокировки устройства 100 доставки аэрозоля для работы в активном режиме и, таким образом, для ограничения работы в активном режиме только в тех случаях, когда датчик 210 потока обнаруживает поток воздуха через устройство доставки аэрозоля, а датчик 248 газа не обнаруживает присутствие газа. В частности, например, датчик газа может выводить сигнал обнаружения потока воздуха в качестве реакции на обнаружение потока воздуха через по меньшей мере часть устройства доставки аэрозоля, а датчик газа может выводить сигнал обнаружения газа в качестве реакции на присутствие газа. Компонент 208 управления может быть выполнен с возможностью последующего запуска работы в активном режиме в качестве реакции на присутствие сигнала обнаружения потока воздуха и отсутствие сигнала обнаружения потока воздуха, и при этом управления нагревательным элементом для активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля.
В дополнение или вместо применений, связанных с изменением заблокированного состояния устройства 100 доставки аэрозоля, датчик 248 газа может обеспечить еще большее количество вариантов применения. В некоторых примерах диапазон датчика газа может быть установлен для обеспечения возможности использования устройства доставки аэрозоля в качестве системы предупреждения. В частности, датчик газа может быть использован для определения концентрации газа в окружающей среде и по меньшей мере одним функциональным элементом можно управлять в том случае, когда концентрация газа превышает заданное пороговое значение или выходит за пределы заданного приемлемого диапазона. Например, устройство доставки аэрозоля и его датчик газа могут быть использованы для обнаружения того, что концентрация газа в окружающей среде является опасной, и для управления индикатором 250 для обеспечения воспринимаемой пользователем обратной связи для предупреждения пользователя. Например, датчик газа может быть выполнен с возможностью измерения и индикации концентрации газа и обнаружения, когда концентрация газа превышает заданное пороговое значение или выходит за пределы приемлемого диапазона. В данных случаях индикатор может обеспечить воспринимаемую пользователем обратную связь, такую как сигнал тревоги, звуковой сигнал или визуальный индикатор (например, светоизлучающий диод) для предупреждения пользователя.
В варианте реализации, в котором датчик газа выполнен с возможностью обнаружения присутствия алкоголя, компонент управления или датчик газа могут быть выполнены с возможностью вычисления содержания алкоголя в крови (BAC) на основании содержания алкоголя в выдыхаемом воздухе (BrAC) и управления работой функционального элемента (элементов) на основании содержания алкоголя в крови (BAC), рассчитанного таким образом. Функциональный элемент (элементы) управляющего элемента 102 или устройства 100 для доставки аэрозоля могут управляться любым из множества различных способов, основанных на содержании алкоголя в выдыхаемом воздухе (BrAC) или содержании алкоголя в крови (BAC). Например, отображающее устройство может быть выполнено с возможностью обеспечения визуального считывания данных содержания алкоголя в выдыхаемом воздухе (BrAC) или содержания алкоголя в крови (BAC). Дополнительно или в качестве альтернативы, например, обратная связь может включать визуальные, звуковые и/или тактильные уведомления о том, что содержание алкоголя в выдыхаемом воздухе (BrAC) или содержание алкоголя в крови (BAC) превышает заданное пороговое значение. В этом отношении, заданное пороговое значение в некоторых примерах может соответствовать верхнему пределу, при котором или при превышении которого человек считается слишком ослабленным с правовой точки зрения для управления транспортным средством. В данных случаях индикатор может обеспечить воспринимаемую пользователем обратную связь, такую как сигнал тревоги, звуковой сигнал, вибрационный или визуальный индикатор (например, светоизлучающий диод) для предупреждения пользователя.
В некоторых примерах, в которых управляющий корпус 102 содержит интерфейс 246 связи, управление функциональными элементами 302 может включать управление интерфейсом связи, чтобы интерфейс связи позволял осуществлять беспроводную передачу информации о концентрации газа в окружающей среде на удаленную вычислительную систему. Например, также если содержание алкоголя в выдыхаемом воздухе (BrAC) или содержание алкоголя в крови (BAC) превышает предельное пороговое значение, информация может быть передана в удаленную вычислительную систему, выполненную с возможностью обнаружения местонахождения и отправки такси в местоположение устройства 100 доставки аэрозоля и таким образом к пользователю.
Как показано на Фиг. 2 в дополнение или вместо управляющего корпуса 102, картридж может содержать датчик 252 газа (например, фотоионизационный детектор (ФИД), недиспергирующий инфракрасный (NDIR) датчик, многовыводной электромеханический датчик газа или датчик алкоголя) и, возможно, также индикатор 254. Аналогично вышесказанному, примеры подходящих газов, которые могут быть обнаружены посредством датчика газа, включают окись углерода, кислород, фторид аммония, сероводород, метан, этанол и другие газы, которые не рассматриваются подробно в настоящем документе. Аналогично вышеприведенному в отношении присутствия объекта, функциональный элемент (элементы) устройства 100 доставки аэрозоля может (могут) управляться любым из ряда различных способов в качестве реакции на определенную концентрацию газа. Например, индикатор 250, 254 может быть управляемым для обеспечения воспринимаемой пользователем обратной связи. Дополнительно или в качестве альтернативы, например, функциональный элемент (элементы) могут выполнены с возможностью управления ими для изменения заблокированного состояния устройства доставки аэрозоля, например, для выведения из работы одного или более компонентов устройства доставки аэрозоля, когда определяется по меньшей мере пороговый уровень концентрации газа.
В любых вышеприведенных примерах, также как и в других примерах, датчик 248, 252 газа или компонент 208 управления может быть выполнен с возможностью передачи данных (включая информацию, связанную с присутствием обнаруженного газа) на внешнее устройство, содержащее, например, сервисную платформу для хранения, представления, анализа и тому подобного. Указанная сервисная платформа может содержать одно или более вычислительных устройств (например, серверов), и в некоторых примерах сервисная платформа может обеспечивать инфраструктуру облачных вычислений. Устройство 100 доставки аэрозоля может сообщаться с сервисной платформой через его интерфейс 246 связи и, возможно, одну или более сетей. Данная связь может быть даже менее прямой, если устройство доставки аэрозоля сообщается с вычислительным устройством (напрямую или через одну или более сетей), которое в свою очередь сообщается с сервисной платформой (напрямую или через одну или более сетей).
На Фиг. 3 показан датчик 300 газа, который в некоторых примерах может соответствовать датчику 248, 252 газа по Фиг. 2. Как показано, датчик газа может содержать источник энергии E, выполненный для питания фотоионизационного детектора (ФИД) 302. ФИД может быть выполнен с возможностью обнаружения газа (например, легкоиспаряющихся органических соединений) и вывода ионного тока при обнаружении таким образом присутствия газа. В частности, легкоиспаряющиеся органические соединения могут представлять собой или содержать ароматические соединения, кетоны и/или альдегиды. ФИД может, например, обнаруживать ацетальдегид, бензол, этилбензол, толуол и/или ксилолы в диоксиде углерода.
Источник энергии E может также питать другие различные компоненты, включая, например, трансимпедансный усилитель 304, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 306 и/или логическую схему 308 цифровой обработки, такую как микропроцессор. В некоторых примерах датчик газа может быть по меньшей мере частично соединен с компонентом 208 управления управляющего корпуса 102; и в указанных примерах логическая схема цифровой обработки может представлять собой или содержать компонент управления. Источник энергии может быть соединен с различными компонентами посредством преобразователя 310 постоянного тока в постоянный ток (DC-DC) и регулятора 312 напряжения или тока (например, линейного регулятора), соответственно выполненными с возможностью регулирования разрядного тока из источника энергии и поддержания постоянного выходного напряжения для других компонентов. Источник энергии может быть встроен в датчик газа или в других примерах может представлять собой или содержать источник 212 питания управляющего корпуса 102. Аналогично источнику питания, примеры подходящих источников энергии включают батарею (одноразовую или перезаряжаемую), литий-ионную батарею, твердотельную батарею, тонкослойную твердотельную батарею, конденсатор большой емкости или тому подобное или некоторую их комбинацию.
Трансимпедансный усилитель 304 может быть функционально подключен между фотоионизационным детектором 302 и аналого-цифровым преобразователем 306 и связан с ними, и может быть выполнен с возможностью усиления выходного ионного тока посредством фотоионизационного детектора. Усиленный ионный ток может быть обеспечен аналого-цифровым преобразователем 306, выполненным с возможностью преобразования сигнала ионного тока в соответствующий цифровой сигнал. Цифровой сигнал может проходить к логической схеме 308 цифровой обработки, которая может быть выполнена с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента в качестве реакции на цифровой сигнал и тем самым на присутствие обнаруженного газа. В некоторых примерах логическая схема цифровой обработки может содержать аналого-цифровой преобразователь и таким образом может быть выполнена с возможностью приема и обработки ионного тока, усиленного трансимпедансным усилителем, и управления по меньшей мере одним функциональным элементом на его основании. Это может включать в себя, например, управление индикатором 314, который может также быть встроенным в датчик газа или отделенным от датчика газа, но находящимся в сообщении с ним (например, индикатор 250).
На Фиг. 4 показан датчик 400 газа, который в некоторых примерах может соответствовать датчику 248, 252 газа по Фиг. 2. В отличие от датчика 300 газа по Фиг. 3, датчик газа по Фиг. 4 может содержать недиспергирующий инфракрасный (NDIR) датчик 402 и полосовой фильтр 404 вместо соответственно фотоионизационного детектора 302 и трансимпедансного усилителя 304. Датчик газа по Фиг. 4 может содержать аналого-цифровой преобразователь 406, логическую схему 408 цифровой обработки, преобразователь 410 постоянного тока в постоянный ток (DC-DC) и/или регулятор 412, аналогичные соответственно аналого-цифровому преобразователю 306, логической схеме 308 цифровой обработки, преобразователю 310 постоянного тока в постоянный ток (DC-DC) и/или регулятору 310 напряжения или тока датчика газа по Фиг. 3. Аналогично вышеприведенному, датчик 400 газа может быть по меньшей мере частично интегрирован с компонентом 208 управления управляющего корпуса 102; и в указанных примерах логическая схема 408 цифровой обработки может представлять собой или содержать компонент управления.
В датчике 400 газа по Фиг. 4 недиспергирующий инфракрасный (NDIR) датчик 402 может быть выполнен с возможностью обнаружения и измерения концентраций газов на основании поглощения обнаруженного таким образом газа на определенных длинах волн, и, в частности, вывода инфракрасного сигнала при определении таким образом концентрации газов и в соответствии с ней. В отличие от фотоионизационного детектора 302 по Фиг. 3, недиспергирующий инфракрасный (NDIR) датчик может функционировать независимо от внешнего источника энергии Е. Однако датчик газа может содержать источник энергии для питания других различных компонентов, включая, например, полосовой фильтр 404, аналого-цифровой преобразователь 406 и/или логическую схему 408 цифровой обработки. Источник энергии может быть соединен с различными компонентами посредством преобразователя 410 постоянного тока в постоянный ток (DC-DC) и регулятора 412 (например, линейного регулятора), соответственно выполненными с возможностью регулирования разрядного тока из источника энергии и поддержания постоянного выходного напряжения для других компонентов.
В некоторых примерах датчик 400 газа может быть выполнен с возможностью определения концентрации газов в классе газов в окружающей среде, причем датчик газа или, в частности, его логическая схема 408 цифровой обработки может быть выполнена с возможностью управления по меньшей мере одним функциональным элементом на основании концентрации газов, определенной таким образом. В некоторых из указанных примеров управление по меньшей мере одним функциональным элементом может включать в себя возможность идентифицирования по меньшей мере двух типов газов в классе газов. В частности, датчик газа может быть выполнен с возможностью обнаружения множества газов в один и тот же момент, а логическая схема цифровой обработки может быть запрограммирована для указания на то, какой из множества газов требуется обнаружить в различных случаях применения. Также в указанных примерах полосовой фильтр 404 может быть функционально подключен между недиспергирующим инфракрасным (NDIR) датчиком 402 и АЦП 406 и связан с ними. Полосовой фильтр может быть, в свою очередь, выполнен с возможностью приема инфракрасного сигнала от недиспергирующего инфракрасного (NDIR) датчика и пропускания только части сигнала, соответствующей концентрации определенного газа. Таким образом, в некоторых примерах полосовой фильтр может иметь среднюю частоту, которая соответствует частоте, с которой определенный газ в классе газов поглощает свет.
В частности, часть сигнала может быть передана на аналого-цифровым преобразователем 406, выполненный с возможностью преобразования сигнала в соответствующий цифровой сигнал. Цифровой сигнал может проходить в логическую схему 408 цифровой обработки. Датчик 400 газа или, в частности, его логическая схема цифровой обработки может быть, в свою очередь, выполнена с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента в качестве реакции на цифровой сигнал и тем самым на присутствие обнаруженного газа. В некоторых примерах логическая схема цифровой обработки может содержать аналого-цифровой преобразователь, и таким образом может быть выполнена с возможностью приема и обработки части инфракрасного сигнала и управления по меньшей мере одним функциональным элементом на основании этого. Это может включать в себя, например, управление индикатором 414, который может также быть встроенным в датчик газа или отделенным от датчика газа, но находящимся в сообщении с ним (например, индикатор 250).
Вышеприведенное описание использования изделия (изделий) может быть применено к различным вариантам реализации, описанным в данном документе, посредством незначительных преобразований, которые могут быть очевидны специалисту в данной области техники в свете дополнительного раскрытия, представленного в данном документе. Приведенное выше описание использования, однако, не предназначено для ограничения использования указанного изделия, но предоставлено для соответствия всем необходимым требованиям раскрытия настоящего изобретения. Любой из элементов, показанных в изделии (изделиях), как показано на Фиг. 1-4, или иным способом описанных выше, может быть включен в устройство доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению.
Множество модификаций и других вариантов реализации настоящего изобретения, приведенные в данном документе, будут очевидны специалисту в области техники, к которой относится данное изобретение, имея преимущества раскрытий, представленных в вышеприведенных описании и на прилагаемых чертежах. Таким образом, следует понимать, что данное изобретение не ограничено раскрытыми конкретными вариантами реализации и предусмотрено, что модификации и другие варианты реализации включены в объем прилагаемой формулы изобретения. Более того, хотя вышеприведенные описание и сопутствующие чертежи раскрывают варианты реализации в контексте определенных примеров комбинаций элементов и/или функций, следует понимать, что различные комбинации элементов и/или функций могут быть обеспечены в альтернативных вариантах реализации без отступления от объема прилагаемой формулы изобретения. В этом отношении, например, также подразумеваются комбинации элементов и/или функций, отличные от тех, которые явно описаны выше, как это может быть указано в некоторых пунктах прилагаемой формулы изобретения. Хотя в данном документе используются определенные термины, они используются только в общем и описательном смысле, а не в целях ограничения.