СИСТЕМА И СПОСОБ ПРОВЕРКИ УРОВНЯ ЗАПОЛНЕНИЯ ЧАСТИ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ЖИДКОСТИ
SYSTEM AND METHOD FOR CHECKING FILLING LEVEL OF LIQUID STORAGE PART

Настоящее изобретение относится к системе, генерирующей аэрозоль, содержащей часть для хранения жидкости и блок управления, посредством которого определяют уровень заполнения части для хранения жидкости. Настоящее изобретение также относится к соответствующему способу.
Один тип системы, генерирующей аэрозоль, содержит часть для хранения жидкости и испаритель, содержащий компоновку фитиля и спирального нагревателя. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, подается в испаритель через фитиль посредством капиллярных сил. В таких системах существует риск активации спирального нагревателя, даже если жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в части для хранения жидкости израсходован. В результате аэрозоль не образуется, и пользователь вдыхает нагретый воздух. Вдыхание нагретого воздуха может быть не только неприятным для пользователя, но также может привести к выделению нежелательных продуктов, которые затем вдыхаются пользователем.
Следовательно, было бы желательно предоставить улучшенную систему, генерирующую аэрозоль, которая гарантирует, что при активации системы будет доступно достаточное количество жидкого субстрата, генерирующего аэрозоль, в части для хранения жидкости.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложена система, генерирующая аэрозоль, содержащая часть для хранения жидкости, предназначенную для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Система дополнительно содержит датчик давления жидкости, предусмотренный внутри части для хранения жидкости, и блок управления, который сообщается с датчиком давления жидкости. Блок управления выполнен с возможностью определения уровня заполнения жидким субстратом, образующим аэрозоль, на основе сигнала давления, предоставляемого датчиком давления жидкости.
Система, генерирующая аэрозоль, согласно настоящему изобретению позволяет определять то, достаточно ли жидкого субстрата, образующего аэрозоль, присутствует в части для хранения жидкости. Датчик давления жидкости используют для определения давления, оказываемого жидким субстратом, образующим аэрозоль. Датчик давления жидкости может быть выполнен с возможностью нахождения в непосредственном контакте с жидким субстратом, образующим аэрозоль, предусмотренным в части для хранения жидкости. Датчик давления жидкости может быть выполнен непроницаемым для жидкости, так что непрерывный контакт с жидким субстратом, образующим аэрозоль, не будет оказывать негативного влияния на его надлежащее функционирование.
Когда датчик давления жидкости находится в контакте с жидкостью в части для хранения жидкости, общее давление, измеренное датчиком давления жидкости, согласно закону Паскаля представляет собой сумму атмосферного давления и давления, обусловленного столбиком жидкости над датчиком давления жидкости. В случае если датчик давления жидкости в части для хранения жидкости обнаруживает то, что жидкость отсутствует или ее недостаточно, блок управления системы, генерирующей аэрозоль, может предотвращать активацию испарителя до тех пор, пока часть для хранения жидкости не будет заменена или повторно заправлена. Таким образом, предотвращается появление неприятного ощущения пользователя, вызванного вдыханием только горячего воздуха. При обнаружении пустой части для хранения жидкости блок управления может указывать через дисплей или аналогичные устройства, что должна быть подана новая часть для хранения жидкости или что требуется повторное заполнение.
Датчик давления жидкости может быть предусмотрен в нижней части, принадлежащей части для хранения жидкости. За счет предоставления датчика давления жидкости в нижней части, принадлежащей части для хранения жидкости, высота столбика жидкости, которая влияет на измерение давления, становится максимальной. Кроме того, в вариантах осуществления, в которых часть для хранения жидкости имеет удлиненную цилиндрическую форму, и в которых нижнюю часть, принадлежащую части для хранения жидкости, определяют посредством одной из торцевых поверхностей цилиндрической части для хранения жидкости, жидкий субстрат, образующий аэрозоль, находится в контакте с датчиком давления жидкости в довольно широком диапазоне ориентаций системы, генерирующей аэрозоль. Следовательно, в этих ориентациях также может быть выполнено надежное определение того, достаточно ли жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
В контексте данного документа термин «нижняя часть» следует понимать как часть конфигурации, как показано на прилагаемых фигурах. Следовательно, нижняя часть, принадлежащая части для хранения жидкости, обозначает расположенную ниже часть, принадлежащую части для хранения жидкости, когда система, генерирующая аэрозоль, находится в желаемой ориентации для выполнения проверки уровня заполнения, как показано на прилагаемых фигурах.
В контексте данного документа термин «датчик давления жидкости» относится к любому датчику давления, который подходит для определения давления, оказываемого жидким субстратом, образующим аэрозоль, в части для хранения жидкости.
Система, генерирующая аэрозоль, может дополнительно содержать второй датчик давления, который сообщается с блоком управления. Второй датчик может быть выполнен с возможностью определения атмосферного давления окружающей среды. Поэтому второй датчик давления в данном документе также будет называться датчиком атмосферного давления. Блок управления может быть выполнен с возможностью приема двух сигналов давления от двух датчиков давления, содержащихся в системе, генерирующей аэрозоль. Блок управления дополнительно выполнен с возможностью определения уровня заполнения жидким субстратом, образующим аэрозоль, на основе сравнения этих двух сигналов давления.
Когда часть для хранения жидкости заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль, а датчик давления жидкости, расположенный в части для хранения жидкости, находится в контакте с этим жидким субстратом, образующим аэрозоль, давление, измеряемое датчиком давления жидкости внутри части для хранения жидкости, выше, чем атмосферное давление окружающей среды. Следовательно, показание более высокого давления внутри части для хранения жидкости по сравнению с атмосферным давлением окружающей среды указывает на наличие достаточного количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в части для хранения жидкости. В этой конфигурации система, генерирующая аэрозоль, может использоваться пользователем для вдыхания.
По мере того, как часть для хранения жидкости постепенно опустошается в результате продолжительного использования системы, генерирующей аэрозоль, значение давления, измеренное в части для хранения жидкости, непрерывно уменьшается до тех пор, пока оно не станет идентичным атмосферному давлению окружающей среды. Когда два значения давления идентичны, часть для хранения жидкости пуста и нуждается в повторном заполнении. Для предотвращения полного опустошения части для хранения жидкости блок управления может быть выполнен с возможностью предупреждения пользователя, как только разность между значениями давления достигла конкретного предварительно определенного порогового значения. Это пороговое значение может быть определено в качестве значения на 10 процентов выше атмосферного давления, на 5 процентов выше атмосферного давления или на 2 процента выше атмосферного давления.
Управляемые посредством электроники системы, генерирующие аэрозоль, обычно содержат блок обнаружения затяжки, который указывает на то, что пользователь делает затяжку на системе, генерирующей аэрозоль. В некоторых из этих систем датчик затяжки представляет собой датчик давления, который измеряет давление в пути потока воздуха внутри системы, генерирующей аэрозоль. Падение давления в пути потока воздуха в системе, генерирующей аэрозоль, указывает на затяжку и запускает активацию испарительного блока системы, генерирующей аэрозоль. Когда затяжка не происходит, показание давления такого датчика затяжки соответствует атмосферному давлению окружающей среды. Следовательно, в данном варианте осуществления настоящего изобретения атмосферное давление окружающей среды может быть определено показанием давления, полученным от датчика затяжки, используемого в блоке обнаружения затяжки системы, генерирующей аэрозоль. Благодаря использованию уже существующего датчика давления для определения атмосферного давления окружающей среды, дополнительные функциональные возможности системы, генерирующей аэрозоль, могут быть получены без потребности в дополнительных компонентах и, следовательно, без увеличения сложности системы.
Показание давления, полученное датчиком давления жидкости внутри части для хранения жидкости, может зависеть от ориентации системы, генерирующей аэрозоль, и части для хранения жидкости соответственно. В частности, если система, генерирующая аэрозоль, представляет собой удерживаемую рукой систему, то вполне возможно, что система, генерирующая аэрозоль, удерживается в перевернутом положении, так что датчик давления жидкости временно расположен на верхней части, принадлежащей части для хранения жидкости. В этой конфигурации датчик давления жидкости может не находиться в контакте с жидким субстратом, образующим аэрозоль. Если блок управления выполняет проверку уровня заполнения в этой конфигурации, может произойти определение того, что часть для хранения жидкости пуста, хотя в действительности достаточное количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, все еще будет доступно.
Чтобы избежать таких ошибочных проверок уровня заполнения, система, генерирующая аэрозоль, может содержать датчик ориентации, который сообщается с блоком управления. Датчик ориентации может быть предусмотрен для определения ориентации части для хранения жидкости. В вариантах осуществления, в которых часть для хранения жидкости неподвижно удерживается внутри системы, генерирующей аэрозоль, датчик ориентации также может быть предусмотрен в любом месте внутри системы, генерирующей аэрозоль. В таких вариантах осуществления система, генерирующая аэрозоль, может быть использована для определения ориентации части для хранения жидкости.
Следовательно, блок управления может быть дополнительно выполнен с возможностью инициации проверки уровня заполнения только тогда, когда часть для хранения жидкости находится в правильной ориентации. Таким образом, предотвращается ошибочная проверка уровня заполнения, вызванная неправильной ориентацией части для хранения жидкости.
Датчик ориентации может представлять собой любой подходящий коммерчески доступный датчик ориентации. Датчик ориентации может представлять собой датчик в виде гироскопа.
Часть для хранения жидкости предпочтительно может быть повторно заправляемой. С этой целью часть для хранения жидкости может быть снабжена отверстием для повторного заполнения. Пользователь может производить повторное заполнение жидким субстратом, образующим аэрозоль, всякий раз, когда система, генерирующая аэрозоль, указывает на то, что часть для хранения жидкости более не содержит достаточного количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
Часть для хранения жидкости может быть выполнена в качестве заменяемой части для хранения жидкости. Датчик жидкости может образовывать часть заменяемой части для хранения жидкости. При замене части для хранения жидкости контакт между частью для хранения жидкости и блоком управления требует лишь наличия соответствующих электрических соединений между этими компонентами. Тем не менее, поскольку датчик жидкости является частью, принадлежащей части для хранения жидкости, производственные затраты при изготовлении таких частей для хранения жидкости повышаются.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать часть устройства, которая, в свою очередь, содержит источник питания и электронную схему, содержащую блок управления. Часть устройства также может содержать датчик ориентации. Система, генерирующая аэрозоль, может дополнительно содержать картридж, который содержит часть для хранения жидкости и необязательно дополнительно содержит испаритель в сборе и мундштук. Картридж может быть прикреплен с возможностью снятия к части устройства системы, генерирующей аэрозоль.
Датчик давления жидкости может являться частью, принадлежащей части устройства. При сборке системы, генерирующей аэрозоль, или при замене картриджа, датчик давления жидкости будет расположен внутри части для хранения жидкости картриджа, так что датчик давления жидкости приводится в непосредственный контакт с жидким субстратом, образующим аэрозоль, в части для хранения жидкости. Поэтому в этом варианте осуществления замена картриджа также требует не только наличия электрических соединений, но также и соединения по текучей среде, установленного между частью устройства и картриджем. Однако, поскольку картридж не содержит датчика давления жидкости, в результате чего нет необходимости в соответствующих электрических соединениях, производственные затраты на изготовление отдельных картриджей ниже по сравнению с изготовлением картриджей, содержащих датчик давления жидкости.
Часть для хранения жидкости также может содержать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, находящийся под давлением, или уже может быть заполнена аэрозолем под давлением. Такие жидкости под давлением могут обеспечить более точное измерение давления в системе. Регулятор давления может быть включен в систему, генерирующую аэрозоль, чтобы высвобождать жидкость под давлением или аэрозоль при желаемом давлении для вдыхания.
Согласно второму аспекту настоящее изобретение также относится к способу определения уровня заполнения части для хранения жидкости в системе, образующей аэрозоль. Способ включает этапы предоставления части для хранения жидкости, удерживающей жидкий субстрат, образующий аэрозоль, предоставления датчика давления жидкости внутри части для хранения жидкости и предоставления блока управления, который сообщается с датчиком давления жидкости. Датчик давления жидкости в части для хранения жидкости измеряет значение давления и сообщает этот сигнал давления блоку управления. Блок управления выполнен с возможностью оценки сигнала давления и определения уровня заполнения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в части для хранения жидкости.
Когда оценка сигнала давления, полученного датчиком давления жидкости, приводит к обнаружению того, что уровень заполнения в части для хранения жидкости достаточно высок, система, генерирующая аэрозоль, может управляться пользователем по желанию. Когда блок управления при оценке сигнала давления определяет то, что часть для хранения жидкости пуста или по существу пуста, потребитель уведомляется соответствующим образом, и система, генерирующая аэрозоль, не может быть активирована до того, как часть для хранения жидкости будет повторно заполнена или заменена.
Обнаружение уровня заполнения может быть в целом выполнено в любое время во время обычной работы системы, генерирующей аэрозоль. Может быть преимущественным выполнение проверок уровня заполнения непосредственно перед началом генерирования аэрозоля.
Поскольку показание давления, полученное датчиком давления жидкости, может зависеть от правильной ориентации системы, генерирующей аэрозоль, то способ может дополнительно включать этапы предоставления датчика ориентации для определения ориентации системы, генерирующей аэрозоль, и задействования оценки уровня заполнения, в зависимости от определенной ориентации системы, генерирующей аэрозоль. Преимущественно обнаружение уровня заполнения срабатывает только когда система, генерирующая аэрозоль, находится в правильной ориентации, в которой датчик давления расположен в нижней части, принадлежащей части для хранения жидкости.
Признаки, раскрытые в сочетании с одним аспектом настоящего изобретения, могут быть легко также использованы в сочетании с другими аспектами настоящего изобретения.
Настоящее изобретение будет далее описано исключительно на примерах со ссылками на сопроводительные графические материалы, на которых:
на фиг. 1 показана система, генерирующая аэрозоль, согласно настоящему изобретению;
на фиг. 2 показано поперечное сечение части для хранения жидкости системы, генерирующей аэрозоль, показанной на фиг. 1;
на фиг. 3 показана еще одна система, генерирующая аэрозоль, согласно настоящему изобретению;
На фиг. 1-3 изображена система 10, генерирующая аэрозоль, которая состоит из расположенной ниже части, устройства 12, генерирующего аэрозоль, и расположенной сверху части изделия 20, генерирующего аэрозоль.
Устройство 12, генерирующее аэрозоль, содержит источник 14 питания и электрическую схему, содержащую блок 16 управления и детектор 18 затяжки. Изделие 20, генерирующее аэрозоль, содержит часть 22 для хранения жидкости, испаритель 24 и мундштук 26. При сборке системы 10, генерирующей аэрозоль, устанавливается электрическое соединение между устройством 12, генерирующим аэрозоль, и изделием 20, генерирующим аэрозоль, так, чтобы отдельные электрические компоненты системы 10, генерирующей аэрозоль, могли сообщаться друг с другом.
Система 10, генерирующая аэрозоль, определяет путь потока воздуха, от впускного отверстия для воздуха через испаритель 24 к мундштуку 26.
На фиг. 2 показано поперечное сечение, проходящее через часть изделия 20, генерирующего аэрозоль, содержащего часть 22 для хранения жидкости. Часть 22 для хранения жидкости содержит корпус 28, имеющий отверстие 30, через которое жидкий субстрат 31, образующий аэрозоль, доставляется в испаритель. Уровень заполнения в изображенной части 22 для хранения жидкости составляет приблизительно 50 процентов. На фиг. 1-3 система 10, генерирующая аэрозоль, расположена в вертикальном положении с мундштуком 26, направленным вверх. В этой конфигурации в нижней части 32, принадлежащей части 22 для хранения жидкости, предусмотрен датчик 34 давления жидкости. Датчик 34 давления жидкости может быть непроницаемым для жидкости, чтобы находится в контакте с водным жидким субстратом, образующим аэрозоль. Когда датчик 34 давления жидкости находится в контакте с жидким субстратом 31, образующим аэрозоль, давление, измеренное датчиком 34 давления жидкости, выше, чем атмосферное давление окружающей среды. Кроме того, чем выше столбик жидкости над датчиком 34 давления жидкости, тем выше измеренное значение давления. Следовательно, когда изделие 20, генерирующее аэрозоль, находится в вертикальном положении, как изображено на фиг. 1-3, значение давления представляет собой меру для уровня заполнения жидкости в части 22 для хранения жидкости. Датчик 34 давления жидкости находится в электрическом соединении с блоком 16 управления. Блок 16 управления выполнен с возможностью оценки сигнала давления, полученного датчиком 34 давления жидкости. Если этот сигнал давления указывает на то, что часть 22 для хранения жидкости пуста или почти пуста, блок 16 управления предотвращает активацию испарителя 24.
На фиг. 3 показано подробное поперечное сечение системы 10, генерирующей аэрозоль, согласно дополнительному варианту осуществления настоящего изобретения. Общая конструкция этого варианта осуществления аналогична конструкции варианта осуществления, изображенного на фиг. 1. Расположенная сверху часть, представляющая изделие 20, генерирующее аэрозоль, содержит часть 22 для хранения жидкости. И снова, в нижней части, принадлежащей части 22 для хранения жидкости, предусмотрен датчик 34 давления жидкости. Датчик 34 давления жидкости снова соединен с блоком 16 управления.
Система, изображенная на фиг. 3, также содержит датчик затяжки и дополнительно содержит датчик 36 в виде гироскопа. Датчик 18 затяжки и датчик 36 в виде гироскопа оба предусмотрены в части 12 устройства и также оба соединены с блоком 16 управления. Датчик 18 затяжки представляет собой датчик давления, который главным образом используют для определения давления внутри пути потока воздуха, определенного в системе 10, генерирующей аэрозоль. Падение давления в датчике 18 затяжки указывает на затяжку, производимую пользователем, и в качестве реакции системы активируется испаритель 24. Когда в системе 10, генерирующей аэрозоль, не производится затяжка, сигнал давления, полученный от датчика 18 затяжки, соответствует атмосферному давлению окружающей среды. Следовательно, посредством сравнения сигналов давления, полученных от датчика 34 давления жидкости и датчика 18 затяжки, может быть определен уровень заполнения жидким субстратом, образующим аэрозоль. Чем больше разность давлений между этими двумя сигналами давления, тем больше жидкого субстрата, образующего аэрозоль, доступно в части 22 для хранения жидкости.
Датчик 36 в виде гироскопа позволяет блоку 16 управления определять ориентацию системы 10, генерирующей аэрозоль. Часть для хранения жидкости неподвижно удерживается относительно системы 10, генерирующей аэрозоль. Соответственно, ориентация части для хранения жидкости может быть получена из ориентации системы 10, генерирующей аэрозоль.
Как можно легко понять из варианта осуществления, изображенного на фиг. 1 и 3, определенное значение давления также зависит от ориентации части 22 для хранения жидкости. Надежное показание давления может быть получено, если давление определено в случае, когда часть 22 для хранения жидкости находится в правильной вертикальной ориентации, как изображено на фиг. 1-3. С этой целью блок 16 управления сначала обеспечивает правильную ориентацию части 22 для хранения жидкости посредством датчика 36 в виде гироскопа. Когда блок 16 управления обнаружил то, что часть 22 для хранения жидкости находится в правильной ориентации, определение уровня заполнения может быть запущено блоком 16 управления.