СИСТЕМА, ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ, С ПАРАМИ ЭЛЕКТРОДОВ
AEROSOL-GENERATING SYSTEM WITH ELECTRODE PAIRS

Настоящее изобретение относится к электрическим системам, генерирующим аэрозоль, и картриджам для электрических систем, генерирующих аэрозоль.
Электрические системы, генерирующие аэрозоль, как правило, содержат жидкий субстрат, образующий аэрозоль, который распыляется с образованием аэрозоля. Электрические системы, генерирующие аэрозоль, часто содержат блок питания, часть для хранения жидкости для удержания запаса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и распылитель. Обычный тип распылителя, используемый в таких системах, содержит катушку из проволоки нагревателя, намотанную вокруг удлиненного фитиля, пропитанного жидким субстратом, образующим аэрозоль. Другой обычный тип распылителя, используемый в таких системах, содержит нагревательную сетку.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, потребляется во время использования системы, генерирующей аэрозоль, и часто требует замены либо путем повторной заправки части для хранения жидкости, либо путем замены картриджа, содержащего часть для хранения жидкости.
Было бы желательно, чтобы система, генерирующая аэрозоль, предоставляла пользователю точное определение количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости. Было бы желательно, чтобы система, генерирующая аэрозоль, точно отслеживала количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, которое удерживается в части для хранения жидкости.
В первом аспекте настоящего изобретения предусмотрена система, генерирующая аэрозоль, содержащая: часть для хранения жидкости для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, при этом часть для хранения жидкости содержит первую часть, находящуюся в сообщении по текучей среде со второй частью; первую пару электродов, расположенную смежно с первой частью части для хранения жидкости или в ней; вторую пару электродов, расположенную смежно со второй частью части для хранения жидкости или в ней; и систему управления. Система управления выполнена с возможностью: измерения электрической величины (электрических параметров) между первой парой электродов; измерения электрической величины между второй парой электродов; и определения ориентации части для хранения жидкости на основе измерений электрической величины между первой парой электродов и измерений электрической величины между второй парой электродов.
При использовании, когда часть для хранения жидкости не является заполненной жидким субстратом, образующим аэрозоль, и не является не заполненной жидким субстратом, образующим аэрозоль, количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в первой части части для хранения жидкости, и количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого во второй части части для хранения жидкости, может изменяться в зависимости от ориентации части для хранения жидкости. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, удерживаемый в части для хранения жидкости, может перемещаться под действием силы тяжести между первой и второй частями части для хранения жидкости, когда часть для хранения жидкости наклонена или отклонена. Такое перемещение жидкого субстрата, образующего аэрозоль, между первой и второй частями части для хранения жидкости может изменять электрические свойства первой и второй частей части для хранения жидкости. В результате измерения электрических величин между первой и второй парами электродов могут изменяться, когда часть для хранения жидкости наклонена или отклонена. Таким образом, система управления системы, генерирующей аэрозоль, согласно настоящему изобретению может определять ориентацию части для хранения жидкости на основе измерений электрической величины от первой и второй пар электродов.
Обеспечение системы, генерирующей аэрозоль, средствами определения ориентации части для хранения жидкости желательно по нескольким причинам. В частности, точность и надежность расчетов количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживающегося в части для хранения жидкости, могут быть улучшены, если расчет выполняется, когда часть для хранения жидкости находится в определенной ориентации, как более подробно описано далее. В дополнение, некоторые системы, генерирующие аэрозоль, могут лучше генерировать аэрозоль, когда часть для хранения жидкости находится в определенной ориентации, например, когда часть для хранения жидкости расположена по существу горизонтально. В этих системах для системы, генерирующей аэрозоль, может быть целесообразным указывать пользователю то, когда система находится в оптимальной ориентации для генерирования аэрозоля.
Определение ориентации части для хранения жидкости на основе измерений электрического свойства разных частей части для хранения жидкости является особенно целесообразным, поскольку измерения электрических величин частей части для хранения жидкости могут быть использованы для отслеживания множества других аспектов части для хранения жидкости, помимо ориентации. Дополнительные аспекты части для хранения жидкости, которые могут быть определены на основе измерений электрических свойств части для хранения жидкости, включают: количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, идентичность или подлинность жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, и выполнение или невыполнение пользователем затяжки посредством системы, генерирующей аэрозоль. Пары электродов согласно настоящему изобретению позволяют системе, генерирующей аэрозоль, определять ориентацию части для хранения жидкости без необходимости предоставления в системе отдельного датчика наклона, такого как акселерометр.
В контексте настоящего документа со ссылкой на настоящее изобретение термин «ориентация» используется для описания отклонения, наклона или угла части для хранения жидкости. Определенная ориентация части для хранения жидкости может включать абсолютное значение или относительное значение. Определенная ориентация может включать угол, например со значением в градусах или радианах. Определенная ориентация включает указание того, находится ли часть для хранения жидкости в одной или более определенных ориентациях или отклонениях. Определенная ориентация может включать указание того, что часть для хранения жидкости не находится в одной или более определенных ориентациях или отклонениях. В некоторых вариантах осуществления система управления может быть выполнена с возможностью определения того, находится ли часть для хранения жидкости в горизонтальной ориентации, и того, что часть для хранения жидкости не находится в горизонтальной ориентации. В некоторых вариантах осуществления система управления может быть выполнена с возможностью определения того, находится ли часть для хранения жидкости в горизонтальной ориентации, находится ли часть для хранения жидкости в вертикальной ориентации, и того, что часть для хранения жидкости не находится ни в горизонтальной ориентации, ни в вертикальной ориентации.
В контексте настоящего документа со ссылкой на настоящее изобретение подразумевается, что выражение «смежно с или в» включает такие выражения, как: находящийся рядом с, находящийся вблизи, находящийся в непосредственной близости к, находящийся на, находящийся в и находящийся внутри. Например, если часть для хранения жидкости содержит емкость, имеющую стенки, то следует понимать, что первая и вторая пары электродов «находятся смежно с или находятся в» части для хранения жидкости, когда они расположены рядом со стенками емкости или по соседству с ними, когда они примыкают к наружной поверхности стенок емкости или находятся в контакте с ней, когда они прикреплены к наружной поверхности стенок емкости или нанесены на нее, когда они прикреплены к внутренней поверхности стенок или нанесены на нее, когда они образуют одно целое со стенками емкости, и когда они находятся в емкости или внутри нее.
Первая пара электродов может быть расположена относительно первой части части для хранения жидкости таким образом, что первая пара электродов обнаруживает электрические свойства первой части. Иными словами, первая пара электродов может быть расположена в электрической близости с первой частью части для хранения жидкости. Первая пара электродов может быть расположена для обнаружения изменений в электрических свойствах первой части части для хранения жидкости, которые могут происходить вследствие изменения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в первой части.
Подобным образом, вторая пара электродов может быть расположена относительно второй части части для хранения жидкости таким образом, что вторая пара электродов обнаруживает электрические свойства второй части. Иными словами, вторая пара электродов может быть расположена в электрической близости со второй частью части для хранения жидкости. Вторая пара электродов может быть расположена для обнаружения изменений в электрических свойствах второй части части для хранения жидкости, которые могут происходить вследствие изменения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого во второй части.
В контексте настоящего документа со ссылкой на настоящее изобретение термин «электрическая величина» используется для описания какого-либо электрического свойства, параметра или показателя, которые могут быть определены путем измерения. Например, подходящие «электрические величины» включают силу тока, напряжение, импеданс, емкость и сопротивление. Система управления может быть выполнена с возможностью измерения по меньшей мере одного из импеданса, емкости и сопротивления между первой парой электродов и второй парой электродов.
Часть для хранения жидкости может содержать электрическую нагрузку. Часть для хранения жидкости может содержать по меньшей мере одно из резистивной нагрузки и емкостной нагрузки. Преимущественно электрические величины резистивной и емкостной нагрузок могут быть измерены без необходимости в сложных электронных схемах.
Часть для хранения жидкости может быть выполнена с возможностью удержания как жидкого субстрата, образующего аэрозоль, так и воздуха. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может иметь по существу электрические свойства, отличные от свойств воздуха. Электрические свойства первой и второй частей части для хранения жидкости могут зависеть от количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и количества воздуха, удерживаемого в части для хранения жидкости. Часть для хранения жидкости также может содержать один или более материалов носителя для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и корпус для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, воздух, материал носителя и корпус могут иметь разные электрические свойства.
Электрические свойства части для хранения жидкости могут изменяться во время использования, поскольку отношение жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к воздуху, удерживаемому в части для хранения жидкости, изменяется. Когда часть для хранения жидкости заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль, часть для хранения жидкости может удерживать преимущественно жидкий субстрат, образующий аэрозоль. При использовании жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может быть извлечен из части для хранения жидкости и заменен воздухом. Когда часть для хранения жидкости пуста, часть для хранения жидкости может удерживать преимущественно воздух. Если часть для хранения жидкости содержит материал носителя, часть для хранения жидкости может удерживать комбинацию жидкого субстрата, образующего аэрозоль, воздуха и материала носителя. Часть для хранения жидкости может быть заполнена повторно, заменяя воздух в части для хранения жидкости жидким субстратом, образующим аэрозоль.
В некоторых вариантах осуществления система управления может быть выполнена с возможностью определения ориентации части для хранения жидкости на основе сравнения электрической величины, измеренной между первой парой электродов, и электрической величины, измеренной между второй парой электродов. Например, система управления может быть выполнена с возможностью определения ориентации части для хранения жидкости на основе отношения измеренной электрической величины первой части к измеренной электрической величине второй части. В другом примере система управления может быть выполнена с возможностью определения ориентации части для хранения жидкости на основе разницы между измеренной электрической величиной первой части и измеренной электрической величиной второй части.
Система управления может быть выполнена с возможностью определения ориентации части для хранения жидкости на основе сравнения электрической величины, измеренной между первой парой электродов, с одним или более первыми эталонными значениями, сохраненными в системе управления, и сравнения электрической величины, измеренной между второй парой электродов, с одним или более вторыми эталонными значениями, сохраненными в системе управления. Система управления может быть выполнена с возможностью определения ориентации части для хранения жидкости на основе комбинации этих сравнений.
В некоторых вариантах осуществления система управления может быть выполнена с возможностью хранения первого максимального эталонного значения, соответствующего электрической величине, измеренной между первой парой электродов, когда первая часть части для хранения жидкости заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль, и второго максимального эталонного значения, соответствующего электрической величине, измеренной между второй парой электродов, когда вторая часть части для хранения жидкости заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль. Система управления также может быть выполнена с возможностью хранения первого минимального эталонного значения, соответствующего электрической величине, измеренной между первой парой электродов, когда первая часть части для хранения жидкости не заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль, и второго минимального эталонного значения, соответствующего электрической величине, измеренной между второй парой электродов, когда вторая часть части для хранения жидкости не заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль.
Система управления может быть выполнена с возможностью сравнения электрической величины, измеренной между первой парой электродов, с по меньшей мере одним из первых максимальных и минимальных эталонных значений, и сравнения электрической величины, измеренной между второй парой электродов, с по меньшей мере одним из вторых максимальных и минимальных эталонных значений. Система управления может быть выполнена с возможностью определения того, что часть для хранения жидкости заполнена жидким субстратом, генерирующим аэрозоль, когда электрическая величина, измеренная между первой парой электродов, по существу равна первому максимальному эталонному значению, а электрическая величина, измеренная между второй парой электродов, по существу равна второму максимальному эталонному значению. Система управления может быть выполнена с возможностью определения того, что часть для хранения жидкости не заполнена жидким субстратом, генерирующим аэрозоль, когда электрическая величина, измеренная между первой парой электродов, по существу равна первому минимальному эталонному значению, а электрическая величина, измеренная между второй парой электродов, по существу равна второму минимальному эталонному значению. Система управления не может определять ориентацию на основе измерений между первой и второй парой электродов, когда часть для хранения жидкости заполнена или не заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль.
В некоторых определенных вариантах осуществления первая и вторая части части для хранения жидкости могут быть по существу идентичными. Идентичные первая и вторая части могут быть расположены конец к концу вдоль общей центральной продольной оси. Иными словами, первая и вторая части могут располагаться симметрично относительно плоскости между первой и второй частями, перпендикулярными к общей центральной продольной оси. Эта симметрия между первой и второй частями относительно плоскости, перпендикулярной к продольной оси, может позволить системе определять, находится ли часть для хранения жидкости в горизонтальной ориентации, таким образом общая центральная продольная ось расположена по существу горизонтально. Это происходит вследствие того, что количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в первой и второй частях, может быть по существу одинаковым, когда часть для хранения жидкости находится в горизонтальной ориентации.
В этих определенных вариантах осуществления первая и вторая пары электродов также могут быть по существу идентичными и могут располагаться в идентичных конфигурациях относительно их соответствующих частей части для хранения жидкости. Таким образом, электрические величины, измеренные между первой и второй парами электродов, могут быть по существу равными, когда количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в первой и второй частях части для хранения жидкости, по существу равны.
Следовательно, в этих определенных вариантах осуществления система управления может быть выполнена с возможностью определения того, что часть для хранения жидкости находится в горизонтальной ориентации, когда измерения между первой и второй парами электродов по существу равны.
Электрические величины, измеренные между первой и второй парами электродов, также могут быть по существу равными, когда часть для хранения жидкости по существу заполнена или не заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль. Следовательно, система управления может быть выполнена без возможности определения ориентации части для хранения жидкости, если электрические величины, измеренные между первой и второй парами электродов, указывают на то, что часть для хранения жидкости заполнена или не заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль.
Система управления может быть выполнена с возможностью определения ориентации части для хранения жидкости, когда система, генерирующая аэрозоль, включена. Система управления может быть выполнена с возможностью периодического определения ориентации части для хранения жидкости с заданными интервалами. Система управления может быть выполнена с возможностью определения ориентации части для хранения жидкости, когда поступил запрос от пользователя.
В некоторых вариантах осуществления система управления может быть выполнена с возможностью определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, на основе измерений электрической величины между первой парой электродов и измерений электрической величины между второй парой электродов.
В контексте настоящего документа со ссылкой на настоящее изобретение термин «количество» используется для описания массы, доли или пропорции жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости. Определенное количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, может содержать абсолютное или относительное значение. Определенное количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, может иметь объем, например со значением в литрах. Определенное количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, может иметь часть или процентное соотношение, например, 1 или 100%, указывающее на то, что часть для хранения жидкости заполнена, и 0 или 0%, указывающее на то, что часть для хранения жидкости не заполнена.
В некоторых вариантах осуществления система управления может быть выполнена с возможностью определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, при определении того, что часть для хранения жидкости находится в одной или более определенных ориентациях или отклонениях. Это происходит вследствие того, что соотношение между измеренной электрической величиной между первой и второй парами электродов может быть известно только для одной или более определенных ориентаций или отклонений. В одном примере система управления может быть выполнена с возможностью определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, при определении того, что часть для хранения жидкости находится по существу в горизонтальном положении. В другом примере система управления может быть выполнена с возможностью определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, при определении того, что часть для хранения жидкости находится либо в по существу горизонтальном, либо по существу в вертикальном положении. Это может улучшить точность и надежность определения значения количества.
В частности, система управления может быть выполнена с возможностью сравнения измерений электрической величины между первой и второй парами электродов с одним или более эталонными условиями ориентации, сохраненными в системе управления. Одно или более эталонных условий ориентации могут соответствовать одной или более определенным ориентациям или отклонениям части для хранения жидкости. Например, одно эталонное условие ориентации может соответствовать нахождению части для хранения жидкости в горизонтальной ориентации, а другое эталонное условие ориентации может соответствовать нахождению части для хранения жидкости в вертикальной ориентации. Система управления может быть дополнительно выполнена таким образом, что, если измерения электрической величины между первой и второй парами электродов соответствуют одному или более из одного или более эталонных условий ориентации, система управления может определять количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, на основе измерений электрической величины между первой парой электродов и измерений электрической величины между второй парой электродов.
Одно или более эталонных условий ориентации, сохраненных в системе управления, могут, например, включать следующее:
по существу равенство электрических величин, измеренных между первой и второй парами электродов;
нахождение электрических величин, измеренных между первой и второй парами электродов, ниже максимального эталонного значения и выше минимального эталонного значения;
по существу равенство электрической величины, измеренной между одной из пар электродов, с максимальным эталонным значением или минимальным эталонным значением, и по существу нахождение электрической величины, измеренной между другой парой электродов, выше минимального эталонного значения или по существу ниже максимального эталонного значения;
превышение по меньшей мере одной из электрических величин, измеренных между первой и второй парами электродов, заданного порогового значения; и
превышение комбинацией электрических величин, измеренных между первой и второй парами электродов, заданного порогового значения.
Каждое эталонное условие может указывать на то, что часть для хранения жидкости находится в определенной или требуемой ориентации. Определенная или требуемая ориентация может представлять собой ориентацию, при которой может быть выполнено определение количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости. Выбор подходящих эталонных условий может зависеть от геометрических параметров первой и второй частей части для хранения жидкости и первой и второй пар электродов.
Например, в определенном варианте осуществления, описанном выше, система управления может быть выполнена с возможностью:
сравнения электрической величины, измеренной между первой парой электродов, с по меньшей мере одной из первой максимальной эталонной электрической величины и первой минимальной эталонной электрической величины, и определения того, является ли измеренная электрическая величина выше первой минимальной эталонной электрической величины и ниже первой максимальной эталонной электрической величины;
сравнения электрической величины, измеренной между второй парой электродов, с по меньшей мере одной из второй максимальной эталонной электрической величины и второй минимальной эталонной электрической величины, и определения того, является ли измеренная электрическая величина выше второй минимальной эталонной электрической величины и ниже второй максимальной эталонной электрической величины; и
сравнения электрической величины, измеренной между первой парой электродов, и электрической величины, измеренной между второй парой электродов, и определения того, являются ли измеренные электрические величины по существу равными.
Сравнения между измеренными электрическими величинами и эталонными максимальным и минимальным значениями обеспечивают указание того, заполнена ли часть для хранения жидкости жидким субстратом, образующим аэрозоль, или не заполнена. Сравнение между измеренными электрическими величинами первой и второй пар электродов обеспечивает указание ориентации части для хранения жидкости. В этих определенных вариантах осуществления обеспечивают определение того, что часть для хранения жидкости находится в горизонтальной ориентации, когда измеренные электрические величины по существу равны.
Система управления может быть дополнительно выполнена с возможностью определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, если: электрическая величина, измеренная между первой парой электродов, ниже первой максимальной эталонной электрической величины и выше первой минимальной эталонной электрической величины; электрическая величина, измеренная между второй парой электродов, ниже второй максимальной эталонной электрической величины и выше второй минимальной эталонной электрической величины; и электрические величины, измеренные между первой и второй парами электродов, по существу равны. Иными словами, система управления может быть выполнена с возможностью определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, при определении того, что часть для хранения жидкости не является ни пустой, ни заполненной жидким субстратом, образующим аэрозоль, и при определении того, что часть для хранения жидкости находится в горизонтальной ориентации.
В некоторых вариантах осуществления система управления может быть выполнена с возможностью определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в первой части части для хранения жидкости, на основе измерений между первой парой электродов и определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого во второй части части для хранения жидкости, на основе измерений между второй парой электродов. Система управления может быть дополнительно выполнена с возможностью объединения определенного количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в первой части части для хранения жидкости, с определенным количеством жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого во второй части части для хранения жидкости, для определения общего количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости.
В некоторых вариантах осуществления система управления может быть выполнена с возможностью определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, посредством объединения электрических величин, измеренных между первой и второй парами электродов.
В некоторых определенных вариантах осуществления система управления может быть выполнена с возможностью объединения электрической величины, измеренной между первой парой электродов, и электрической величины, измеренной между второй парой электродов, и определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, на основе объединенного значения электрической величины. В этих определенных вариантах осуществления система управления может быть выполнена с возможностью объединения электрических величин, измеренных между первой и второй парами электродов, как будто первая и вторая пары электродов образуют электрические компоненты, последовательно или параллельно соединенные друг с другом. Например, система управления может быть выполнена с возможностью использования первой пары электродов в качестве первого конденсатора и второй пары электродов в качестве второго конденсатора и объединения измеренных электрических величин первого и второго конденсаторов, как если бы первый и второй конденсаторы были параллельно соединены друг с другом.
В других определенных вариантах осуществления первая и вторая пары электродов могут быть соединены друг с другом, и система управления может быть выполнена с возможностью измерения объединенной электрической величины в пределах как первой, так и второй пар электродов. Например, первая пара электродов может образовывать первый конденсатор, а вторая пара электродов может образовывать второй конденсатор, и первый и второй конденсаторы могут быть параллельно соединены друг с другом. Система управления может быть выполнена с возможностью измерения объединенной емкости первого и второго конденсаторов.
Первая и вторая пары электродов могут быть соединены посредством одного или более переключателей, таким образом первая и вторая пары электродов могут выборочно соединяться и разъединяться. Система управления может быть выполнена с возможностью измерения электрической величины между первой парой электродов и электрической величины между второй парой электродов, когда первая и вторая пары электродов разъединены. Система управления может быть выполнена с возможностью измерения объединенной электрической величины в пределах первой и второй пар электродов, когда первая и вторая пары электродов соединены. Система управления может быть выполнена с возможностью управления одним или более переключателями между первой и второй парами электродов.
Система управления может быть выполнена с возможностью определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, посредством вычисления. При вычислении может быть использована информация об электрической величине, полученная в результате измерения между первой и второй парами электродов. Использование вычисления для определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, может быть преимущественным, поскольку для хранения или извлечения архивных данных об измерениях для выполнения определения может система управления может не требоваться.
Электрические величины, измеренные между первой и второй парами электродов, могут изменяться по заданной схеме с количеством жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости. Электрические величины, измеренные между первой парой электродов, могут изменяться по заданной схеме с количеством жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в первой части части для хранения жидкости. Электрические величины, измеренные между второй парой электродов, могут изменяться по заданной схеме с количеством жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого во второй части части для хранения жидкости. В одном примере количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в первой части части для хранения жидкости, может быть по существу обратно пропорциональным сопротивлению, измеренному системой управления между первой парой электродов. В другом примере количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого во второй части части для хранения жидкости, может быть по существу пропорциональным емкости, измеренной системой управления между второй парой электродов.
Система управления может быть выполнена с возможностью определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, посредством сравнения. Использование сравнения для определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, может быть преимущественным, поскольку система управления может выполнять сравнение быстрее, чем вычисление. Система управления может быть выполнена с возможностью сравнения информации об электрической величине, полученной в результате измерения между первой парой электродов, для ссылки на информацию об электрической величине, сохраненную в системе управления. Система управления также может быть выполнена с возможностью сравнения информации об электрической величине, полученной в результате измерения между второй парой электродов, для ссылки на информацию об электрической величине, сохраненную в системе управления. Система управления может быть выполнена с возможностью объединения информации об электрической величине, полученной в результате измерения между первой и второй парами электродов, и сравнения объединенной полученной в результате измерения информации об электрической величине для ссылки на информацию об электрической величине, сохраненную в системе управления.
Информация об эталонной электрической величине может быть сохранена в памяти системы управления. Информация об эталонной электрической величине может представлять собой информацию об электрической величине, полученную в результате измерения посредством системы управления, и сохранена в памяти системы управления. Информация об эталонной электрической величине может быть связана с информацией о количестве жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Эта связь между информацией об эталонной электрической величине и информацией о количестве жидкого субстрата, образующего аэрозоль, может обеспечить надежное определение количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости.
Информация об эталонной электрической величине может содержать множество диапазонов информации об эталонной электрической величине. Каждый диапазон информации об эталонной электрической величине может быть связан с количеством жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Система управления может быть выполнена с возможностью сравнения полученной в результате измерения информации об электрической величине с сохраненными диапазонами информации об эталонной электрической величине и сопоставления полученной в результате измерения информации об электрической величине с сохраненным диапазоном.
Информация об эталонной электрической величине может быть сохранена в таблице поиска. Таблица поиска может содержать сохраненную информацию об эталонной электрической величине и сохраненную информацию о количестве жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Сохраненная информация об эталонной электрической величине может быть связана с сохраненной информацией о количестве жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Сохраненная информация о количестве жидкого субстрата, образующего аэрозоль, может содержать одно или более из информации об объеме и информации о частичной заполненности.
В некоторых вариантах осуществления система управления может быть выполнена с возможностью определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, на основе измерений электрической величины между первой парой электродов, измерений электрической величины между второй парой электродов и определенной ориентации части для хранения жидкости.
Электрическая величина, измеренная между первой парой электродов, может отличаться для данного количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в первой части части для хранения жидкости, в зависимости от ориентации части для хранения жидкости. Подобным образом, электрическая величина, измеренная между второй парой электродов, может отличаться для данного количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого во второй части части для хранения жидкости, в зависимости от ориентации части для хранения жидкости. Соответственно система управления может быть выполнена с возможностью учета ориентации части для хранения жидкости при определении количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости. Если количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, определяется за счет вычисления, система управления может быть выполнена с возможностью упорядочивания полученной в результате измерения информации об электрической величине или преобразования полученной в результате измерения информации об электрической величине посредством математической функции на основе определенной ориентации, или добавления или вычитания значения смещения из полученной в результате измерения информации об электрической величине на основе определенной ориентации. Если количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, определяется посредством сравнения, система управления может связывать сохраненную информацию об эталонной электрической величине с сохраненной информацией об эталонной ориентации. Система управления может быть выполнена с возможностью сравнения определенной ориентации с информацией об эталонной ориентации и сравнения полученной в результате измерения информации об электрической величине с информацией об эталонной электрической величине, связанной с совпадающей информацией об эталонной ориентации.
В некоторых вариантах осуществления система управления может быть выполнена с возможностью определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, когда система, генерирующая аэрозоль, включена. Система управления может быть выполнена с возможностью периодического определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, с заданными интервалами. Система управления может быть выполнена с возможностью определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, когда поступил запрос от пользователя.
В некоторых вариантах осуществления система, генерирующая аэрозоль, может содержать средство для генерирования аэрозоля, выполненное для вмещения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости. В этих вариантах осуществления, как правило, целесообразно, чтобы средство для генерирования аэрозоля вмещало жидкий субстрат, образующий аэрозоль, из части для хранения жидкости с определенной скоростью, таким образом средство для генерирования аэрозоля стабильно смачивается жидким субстратом, образующим аэрозоль. Активация средства для генерирования аэрозоля, когда средство для генерирования аэрозоля вмещает недостаточное количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, может привести к генерированию нежелательных компонентов, содержащих аэрозоль, или нежелательному росту температуры средства для генерирования аэрозоля, что может повредить средство для генерирования аэрозоля.
Система управления может быть выполнена с возможностью сравнения полученной в результате измерения информации об электрической величине из по меньшей мере одной из первой и второй пар электродов с информацией о заданной пороговой электрической величине, сохраненной в системе управления. Сохраненная информация о заданной пороговой электрической величине может быть связана с заданным пороговым значением количества. Система управления может быть выполнена с возможностью предотвращения работы средства для генерирования аэрозоля, когда сравнение указывает на то, что количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, находится ниже заданного порогового значения количества.
В некоторых вариантах осуществления система управления может быть выполнена с возможностью сравнения определенного количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, с заданным пороговым значением количества. Система управления может быть выполнена с возможностью предотвращения работы средства для генерирования аэрозоля, когда определенное количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, находится ниже заданного порогового значения количества.
Предотвращение работы средства для генерирования аэрозоля, когда полученная в результате измерения информация об электрической величине указывает на то, что количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, находится ниже порогового значения количества, может по существу деактивировать или ограничить работу средства для генерирования аэрозоля, когда в нем содержится недостаточное количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для действия системы, генерирующей аэрозоль, заданным образом. Это может улучшить ощущения пользователя и продлить срок службы средства для генерирования аэрозоля.
Заданное пороговое значение количества может быть установлено на заводе или пользователем перед первым использованием. Заданное пороговое значение количества может представлять собой любое подходящее количество. Например, заданное пороговое значение количества может составлять от приблизительно 1% до приблизительно 15% объема части для хранения жидкости, или от приблизительно 3% до 10%, или приблизительно 5%. Например, в случае части для хранения жидкости, выполненной с возможностью удержания приблизительно 2 мл жидкого субстрата, образующего аэрозоль, заданное пороговое значение количества может составлять от приблизительно 0,1 мл до приблизительно 0,3 мл. Заданное пороговое значение количества может зависеть от площади поперечного сечения средства для генерирования аэрозоля и объема части для хранения жидкости. Например, средство для генерирования аэрозоля может представлять собой нагреватель, и для нагревателя с большой площадью поперечного сечения может требоваться большее количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, чем для нагревателя с небольшой площадью поперечного сечения, для работы при требуемой температуре. Таким образом, система, генерирующая аэрозоль, имеющая больший нагреватель, может иметь большее минимальное пороговое количество, чем система, генерирующая аэрозоль, имеющая меньший нагреватель. Заданное пороговое значение количества может составлять от приблизительно 0,1 мл до 10 мл, или от приблизительно 0,5 мл до приблизительно 5 мл, или приблизительно 0,5 мл.
Система управления может быть выполнена с возможностью предотвращения работы средства для генерирования аэрозоля любым подходящим способом. Система управления может быть выполнена с возможностью отправки сигнала управления на средство для генерирования аэрозоля для предотвращения работы. Система управления может быть выполнена с возможностью предотвращения или ограничения подачи энергии на средство для генерирования аэрозоля.
Система управления может быть выполнена с возможностью деактивации средства для генерирования аэрозоля. Система управления может быть выполнена с возможностью обратимой деактивации средства для генерирования аэрозоля. Система управления может быть выполнена с возможностью активации средства для генерирования аэрозоля, если определенное количество выше заданного порогового количества. Система управления может быть выполнена с возможностью необратимой деактивации средства для генерирования аэрозоля. Система управления может быть выполнена с возможностью разрушения или разламывания хрупкого соединения между средством для генерирования аэрозоля и блоком питания. Это может являться преимущественным для одноразового картриджа системы, генерирующей аэрозоль, содержащей средство для генерирования аэрозоля, и для одноразовой системы, генерирующей аэрозоль.
В некоторых вариантах осуществления система управления может быть выполнена с возможностью обратимого предотвращения работы средства для генерирования аэрозоля на основе определенной ориентации части для хранения жидкости. Это может гарантировать, что система, генерирующая аэрозоль, генерирует аэрозоль только в оптимальных условиях.
В некоторых вариантах осуществления система управления может быть выполнена с возможностью предотвращения работы средства для генерирования аэрозоля на основе определенного количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, и определенной ориентации части для хранения жидкости.
Часть для хранения жидкости может иметь любые подходящие форму и размер. Например, часть для хранения жидкости может иметь поперечное сечение по существу круглой, эллиптической, квадратной, прямоугольной или треугольной формы. Часть для хранения жидкости может быть по существу трубчатой или цилиндрической. Часть для хранения жидкости может иметь длину и ширину или диаметр. Длина части для хранения жидкости может быть больше, чем ширина или диаметр части для хранения жидкости. Иными словами, часть для хранения жидкости может быть продолговатой. Часть для хранения жидкости может иметь центральную продольную ось. Поперечное сечение части для хранения жидкости может быть по существу постоянным вдоль центральной продольной оси. Иными словами, форма и размер поперечного сечения части для хранения жидкости могут быть по существу постоянными вдоль длины части для хранения жидкости. Часть для хранения жидкости может иметь одну или более степеней вращательной симметрии относительно центральной продольной оси. Часть для хранения жидкости может иметь кольцевую форму. Часть для хранения жидкости может иметь кольцевую форму и может содержать центральный проход. Центральный проход может проходить в направлении центральной продольной оси.
Первая часть части для хранения жидкости также может иметь любые подходящие форму и размер. Например, форма поперечного сечения первой части может быть по существу круглой, эллиптической, квадратной, прямоугольной или треугольной. Первая часть может быть по существу трубчатой или цилиндрической. Первая часть может быть продолговатой. Первая часть может иметь центральную продольную ось. Поперечное сечение первой части может быть по существу постоянным вдоль продольной оси. Поперечное сечение первой части может быть по существу постоянным вдоль длины первой части. Первая часть может иметь кольцевую форму. Первая часть может иметь кольцевую форму и может содержать центральный проход.
Вторая часть части для хранения жидкости также может иметь любые подходящие форму и размер. Например, форма поперечного сечения второй части может быть по существу круглой, эллиптической, квадратной, прямоугольной или треугольной. Вторая часть может быть по существу трубчатой или цилиндрической. Вторая часть может быть продолговатой. Вторая часть может иметь центральную продольную ось. Поперечное сечение второй части может быть по существу постоянным вдоль центральной продольной оси. Поперечное сечение второй части может быть по существу постоянным вдоль длины второй части. Вторая часть может иметь кольцевую форму. Вторая часть может иметь кольцевую форму и может содержать центральный проход.
Первая и вторая части части для хранения жидкости могут не перекрываться. Первая и вторая части части для хранения жидкости могут быть расположены конец к концу. Первая и вторая части части для хранения жидкости могут иметь общую ось. Первая и вторая части части для хранения жидкости могут иметь общую центральную продольную ось.
В некоторых определенных вариантах осуществления первая часть части для хранения жидкости представляет собой первую половину части для хранения жидкости, а вторая часть части для хранения жидкости представляет собой вторую половину части для хранения жидкости.
В некоторых дополнительных определенных вариантах осуществления первая часть части для хранения жидкости и вторая часть части для хранения жидкости по существу идентичны. Иными словами, форма и размер первой и второй частей могут быть одинаковыми.
Часть для хранения жидкости может содержать корпус или емкость, выполненные с возможностью удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Емкость может содержать первый конец, второй конец и одну или более боковых стенок, проходящих между первым концом и вторым концом. Первый конец, второй конец и боковые стенки могут быть образованы как одно целое. Первый конец, второй конец и боковые стенки могут быть отдельными элементами, которые прикреплены друг к другу или прикреплены друг к другу. Емкость может быть жесткой. В контексте настоящего документа термин «жесткая емкость» используется для обозначения емкости, которая является самонесущей. Емкость может содержать одну или более гибких стенок. Гибкие стенки могут быть выполнены с возможностью приспосабливания к объему жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости. Емкость может быть образована из любого подходящего материала. Емкость может быть образована из по существу непроницаемого для жидкости материала. Емкость может содержать прозрачную или светопроницаемую часть, таким образом жидкий субстрат, образующий аэрозоль, удерживаемый в части для хранения жидкости, может быть виден пользователю через прозрачную или светопроницаемую часть емкости.
В некоторых вариантах осуществления электроды первой пары электродов могут быть расположены таким образом, что по меньшей мере часть первой части части для хранения жидкости расположена между электродами. Электроды первой пары электродов могут быть расположены на противоположных сторонах первой части. Если часть для хранения жидкости представляет собой кольцевую часть для хранения жидкости, имеющую центральный проход, один из электродов первой пары электродов может быть расположен на внешней стороне первой части, а другой из первой пары электродов может быть расположен на внутренней стороне первой части, смежной с центральным проходом или находящейся в нем.
В некоторых вариантах осуществления электроды второй пары электродов могут быть расположены таким образом, что по меньшей мере часть второй части части для хранения жидкости расположена между электродами. Электроды второй пары электродов могут быть расположены на противоположных сторонах второй части. Если часть для хранения жидкости представляет собой кольцевую часть для хранения жидкости, имеющую центральный проход, один из электродов второй пары электродов может быть расположен на внешней стороне второй части, а другой из второй пары электродов может быть расположен на внутренней стороне второй части, смежной с центральным проходом или находящейся в нем.
В некоторых вариантах осуществления, если электроды одной из пар электродов расположены с частью части для хранения жидкости, расположенной между электродами, пара электродов может образовывать конденсатор, и часть жидкого субстрата, образующего аэрозоль, между электродами может образовывать диэлектрик конденсатора. Диэлектрические свойства части части для хранения жидкости между парой электродов могут изменяться вместе с количеством жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части хранения жидкости.
В некоторых вариантах осуществления электроды первой пары электродов могут быть расположены без части части для хранения жидкости, расположенной между электродами. Электроды первой пары электродов могут быть расположены на одинаковых сторонах первой части части для хранения жидкости. В некоторых вариантах осуществления электроды второй пары электродов могут быть расположены без части второй части части для хранения жидкости, расположенной между электродами. Электроды второй пары электродов могут быть расположены на одинаковых сторонах второй части части для хранения жидкости.
В некоторых вариантах осуществления, если электроды одной из первой и второй пар электродов расположены без части части для хранения жидкости, расположенной между электродами, пара электродов может образовывать встречно-гребенчатый или встречно-штыревой датчик. Встречно-гребенчатый датчик может образовывать систему емкостных датчиков, например встречно-штыревой или встречно-гребенчатый датчика, который может обнаруживать электрические свойства среды, смежной с датчиком, за счет использования эффектов краевого электрического поля.
Встречно-гребенчатый датчик содержит пару встречно-гребенчатых электродов. Каждый электрод пары встречно-гребенчатых электродов содержит множество электрически соединенных выступов, выступающих частей, или штырей, и зазоры, или пространства, между штырями. Штыри могут быть электрически соединены основной дорожкой или гребнем. Штыри и зазоры каждого встречно-гребенчатого электрода могут быть расположены в виде регулярного или периодического расположения. Пара встречно-гребенчатых электродов может быть расположена на плоскости или поверхности, и штыри каждого из электродов могут проходить в пространства между штырями другого электрода.
Первая пара электродов может представлять собой встречно-гребенчатые электроды. Первая пара электродов может образовывать встречно-гребенчатый датчик. Вторая пара электродов может представлять собой встречно-гребенчатые электроды. Вторая пара электродов может образовывать встречно-гребенчатый датчик. Если часть для хранения жидкости содержит емкость, каждая пара встречно-гребенчатых электродов может быть расположена на поверхности емкости. Каждая пара встречно-гребенчатых электродов может быть расположена на поверхности платформы. Каждая пара встречно-гребенчатых электродов может быть предусмотрена на поверхности гибкой платформы, которая по существу окружает часть для хранения жидкости.
Штыри каждого встречно-гребенчатого электрода могут иметь длину, ширину и толщину. Длина штырей каждого встречно-гребенчатого электрода может быть по существу больше ширины и толщины штырей. Иными словами, штыри каждого встречно-гребенчатого электрода могут быть по существу продолговатыми. Штыри каждого встречно-гребенчатого электрода могут быть по существу линейными. Штыри каждого встречно-гребенчатого электрода могут проходить по существу в одном направлении. Штыри каждого встречно-гребенчатого электрода могут быть по существу нелинейными. Например, штыри каждого встречно-гребенчатого электрода могут быть по существу изогнутыми или дугообразными.
Штыри каждого встречно-гребенчатого электрода могут быть по существу идентичными. Зазоры между штырями каждого встречно-гребенчатого электрода могут быть по существу идентичными. Штыри и зазоры каждого встречно-гребенчатого электрода могут быть расположены в виде регулярного расположения, при котором между каждым последующим штырем предусмотрено пространство или зазор. Расстояние между последующими штырями каждого встречно-гребенчатого электрода может называться пространственной длиной волны λ или шириной зазора электрода.
Один из электродов пары встречно-гребенчатых электродов может представлять собой приводной электрод, снабжаемый колебательным напряжением. Другой электрод может представлять собой измерительный электрод, который измеряет электрическое краевое поле, сгенерированное приводным электродом. Электрическое краевое поле, сгенерированное приводным электродом, содержит электрическое краевое поле вследствие наличия рассеянных электрических полей на кромках штырей приводного электрода, который содержит компонент, выходящий за пределы плоскости или поверхности, на которой расположены встречно-гребенчатые электроды, в направлении, по существу перпендикулярном плоскости или поверхности. Соответственно электрическое краевое поле, сгенерированное приводным электродом, проходит в материал, расположенный над электродами или смежно с ними. Иными словами, встречно-штыревой датчик, расположенный на стороне части для хранения жидкости, согласно настоящему изобретению может применять пространственно-периодический электрический потенциал на часть для хранения жидкости с той стороны.
Электрические свойства материала, расположенного над встречно-гребенчатым датчиком или смежно с ним, могут воздействовать на электрическое краевое поле, сгенерированное приводным электродом. Например, диэлектрическая проницаемость материала, расположенного над встречно-гребенчатым датчиком или смежно с ним, может воздействовать на сгенерированное электрическое краевое поле. Следовательно, измерительный электрод встречно-гребенчатого датчика может обнаруживать изменения в электрических свойствах материала, расположенного над электродами или смежно с ними.
Электрический элемент экранирования может быть предусмотрен на одной стороне платформы или поверхности, таким образом встречно-гребенчатый датчик может реагировать на изменения в электрических свойствах материала, смежного только с одной стороной датчика. Электрический элемент экранирования может быть предусмотрен для электродов на противоположной поверхности платформы. Электрический элемент экранирования может содержать лист или сетку из электропроводящего материала, который проходит под или над противоположной поверхностью к электродам. Лист или сетка из электропроводящего материала могут быть заземлены. Лист или сетка могут быть электрически соединены с повторителем напряжения, который электрически соединен с встречно-гребенчатыми электродами. Это расположение может по существу устранить любую паразитную емкость, созданную элементом экранирования, что может улучшить чувствительность встречно-гребенчатого датчика.
TM
Примером подходящего встречно-гребенчатого датчика может быть датчик типа DRP-G-IDEPT10 от DropSens.
Глубина проникания электрического краевого поля, сгенерированного приводным электродом, в материал, расположенный над или смежно с датчиком, как правило, пропорциональна расстоянию между смежными штырями приводного и измерительного электродов. Иными словами, глубина проникания сгенерированного электрического краевого поля пропорциональна ширине зазора (λ) встречно-гребенчатых электродов. Глубина проникания не зависит от частоты периодического управляющего сигнала.
В целом, глубина проникания сгенерированного электрического краевого поля возрастает по мере увеличения ширины зазора λ встречно-гребенчатых электродов. Было обнаружено, что, как правило, глубина проникания составляет приблизительно одну треть от ширины зазора λ. Для эффективного определения присутствия или отсутствия жидкого субстрата, образующего аэрозоль, может быть необходимо достижение минимальной глубины проникания в часть для хранения жидкости.
Подходящая примерная глубина проникания для сгенерированного электрического краевого поля в часть для хранения жидкости может составлять приблизительно 1 мм. Электроды могут быть расположены на наружной поверхности боковой стенки части для хранения жидкости. Толщина боковой стенки может составлять приблизительно 1 мм. В этом случае потребуется глубина проникания, составляющая приблизительно 2 мм, что соответствует ширине зазора λ, составляющей приблизительно 6 мм. В других случаях боковая стенка части для хранения жидкости и платформа, на которой установлены электроды, могут быть расположены между электродами и частью для хранения жидкости. Комбинированная толщина боковой стенки и платформы может составлять приблизительно 2 мм. В этом случае потребуется глубина проникания, составляющая 3 мм, что соответствует ширине зазора λ, составляющей приблизительно 9 мм. Ширина зазора λ электродов может составлять от приблизительно 0,5 мм до приблизительно 15 мм, или от приблизительно 1 мм до приблизительно 12 мм, или от приблизительно 2 мм до приблизительно 10 мм.
Относительно небольшая глубина проникания электрического краевого поля, сгенерированного встречно-гребенчатыми электродами, как правило, означает, что встречно-гребенчатые электроды, смежные с частью для хранения жидкости, имеют тенденцию определять присутствие или отсутствие жидкого субстрата, образующего аэрозоль, только на поверхностях или стенках части для хранения жидкости. По-другому обстоит дело с парами электродов, расположенными на противоположных сторонах части для хранения жидкости, с частью части для хранения жидкости, расположенной между ними, которые измеряют средние электрические свойства части части для хранения жидкости, расположенной между ними. В результате измерения от встречно-гребенчатых электродов, расположенных смежно с частью для хранения жидкости, имеют тенденцию указывать пропорцию или часть поверхности части для хранения жидкости, которая смачивается жидким субстратом, образующим аэрозоль. Пропорция или часть поверхности боковых стенок, которая покрыта жидким субстратом, образующим аэрозоль, для данного количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и данной ориентации части для хранения жидкости зависит от формы части для хранения жидкости. В этих вариантах осуществления поперечное сечение части для хранения жидкости является предпочтительно постоянным вдоль центральной продольной оси. В определенных вариантах осуществления часть для хранения жидкости может быть по существу цилиндрической.
В целом, чувствительность встречно-гребенчатых датчиков увеличивается по мере увеличения количества штырей, предусмотренных на паре встречно-гребенчатых электродов. Следовательно, для данного размера части для хранения жидкости, чем меньше ширина зазора электродов, тем большее количество штырей может быть предусмотрено на каждом электроде и тем больше чувствительность датчика.
В настоящем изобретении может быть необходимо, чтобы встречно-гребенчатые электроды имели ширину зазора, которая равна или больше минимальной ширины зазора для генерирования электрического краевого поля с глубиной проникания, достаточной для достижения части для хранения жидкости. Соответственно в настоящем изобретении чувствительность встречно-гребенчатого датчика имеет тенденцию снижаться по мере уменьшения размера части для хранения жидкости, по мере уменьшения количества штырей, предусмотренных на каждом электроде, а не по мере уменьшения размера ширины зазора. Однако чувствительность пары электродов, расположенной на противоположных сторонах части для хранения жидкости, когда часть части для хранения жидкости расположена между электродами, может увеличиваться по мере уменьшения размера части для хранения жидкости. Это происходит вследствие того, что чувствительность электродов к изменениям в электрических свойствах материала между электродами может увеличиваться по мере уменьшения расстояния между электродами. Следовательно, в настоящем изобретении размер части для хранения жидкости может определять наиболее подходящий тип датчика. В целом, встречно-гребенчатые датчики могут быть более подходящими для систем, имеющих большие части для хранения жидкости, а электроды, расположенные с частями части для хранения жидкости между электродами, могут быть более подходящими для систем, имеющих меньшие части для хранения жидкости.
Электроды каждой пары электродов, как правило, разнесены или отделены друг от друга. Это расстояние или разделение может по существу предотвращать непосредственный электрический контакт между электродами пары электродов. Расстояние, разделение или зазор между электродами может быть одинаковым вдоль длин электродов.
Если пара электродов расположена на противоположных сторонах части для хранения жидкости, расстояние между электродами может равняться приблизительно ширине части для хранения жидкости. Например, в этом случае расстояние между электродами пары электродов может составлять от приблизительно 0,5 мм до приблизительно 3 мм, или от приблизительно 0,5 мм до приблизительно 2 мм, или от приблизительно 0,5 мм до приблизительно 1,5 мм.
Если пара электродов не расположена на противоположных сторонах части для хранения жидкости, расстояние между электродами может быть меньше. Например, в этом случае расстояние между электродами пары электродов может составлять от приблизительно 25 мкм до приблизительно 500 мкм, или от приблизительно 25 мкм до приблизительно 200 мкм, или от приблизительно 25 мкм до приблизительно 100 мкм.
Электроды первой и второй пары электродов могут быть электродами любого подходящего типа. Например, подходящие типы электродов включают плоские электроды и путевые электроды. Каждый электрод первой пары электродов может представлять собой электрод того же типа или электрод другого типа. Каждый электрод второй пары электродов может представлять собой электрод того же типа или электрод другого типа.
Электроды могут иметь любую подходящую форму. Например, электроды могут иметь квадратную, прямоугольную, изогнутую, дугообразную, круглую, спиральную или спиралеобразную форму. Электроды могут содержать одну или более секций, которые являются по существу линейными, нелинейными, плоскими или неплоскими. Электроды могут быть жесткими. Жесткость может обеспечивать сохранение электродами своей формы и их разнесение друг от друга. Электроды могут быть гибкими. Гибкость может обеспечивать соответствие электродами форме части для хранения жидкости. Электроды могут быть выполнены с возможностью соответствия форме корпуса части для хранения жидкости.
Электроды могут иметь длину, ширину или толщину. Длина электродов может быть по существу больше ширины электродов. Иными словами, электроды могут быть удлиненными. Толщина электродов может быть по существу меньше длины и ширины электродов. Иными словами, электроды могут быть тонкими. Тонкие электроды и удлиненные электроды могут иметь больший коэффициент отношения площади поверхности к объему, что может улучшить точность измерений электрической величины.
-5
-5
-9
Электроды могут содержать любой подходящий материал. Электроды могут содержать любой подходящий электропроводящий материал. Подходящие электропроводящие материалы включают: металлы, сплавы, электропроводящую керамику и электропроводящие полимеры. В контексте настоящего документа относительно настоящего изобретения электропроводящий материал относится к материалу, имеющему объемное удельное сопротивление при 20°C меньше, чем приблизительно 1×10 Ом·м, как правило, от приблизительно 1×10 Ом·м до приблизительно 1×10 Ом·м. Электропроводящие материалы могут, в частности, включать по меньшей мере одно из меди, золота и платины. Электропроводящие материалы могут включать теплопроводные краски, когда электроды напечатаны на части для хранения жидкости. Подходящие теплопроводные краски могут содержать серебро для обеспечения электропроводности. Электроды могут быть покрыты пассивирующим слоем. Электроды могут содержать материал, который является в достаточной мере инертным, или могут быть покрыты им, чтобы не реагировать с жидким субстратом, образующим аэрозоль, или не загрязнять его. Электроды могут содержать прозрачный или полупрозрачный материал. Например, подходящий прозрачный материал может быть оксидом индия и олова (ITO).
Электроды первой пары электродов могут быть по существу идентичны. Электроды второй пары электродов могут быть по существу идентичны. Первая пара электродов может быть по существу идентична второй паре электродов. Все электроды могут быть по существу идентичны.
Первая пара электродов может быть расположена в любом подходящем месте относительно первой части части для хранения жидкости. Вторая пара электродов может быть расположена в любом подходящем месте относительно второй части части для хранения жидкости. Первая пара электродов и вторая пара электродов могут не перекрывать друг друга. Если первая и вторая части части для хранения жидкости расположены конец к концу вдоль общей центральной продольной оси, первая и вторая пары электродов могут не перекрывать друг друга вдоль общей центральной продольной оси.
Первая пара электродов может проходить по существу в направлении длины первой части части для хранения жидкости. Первая пара электродов может проходить по существу по длине первой части части для хранения жидкости. Если первая часть части для хранения жидкости представляет собой первую половину части для хранения жидкости, первая пара электродов может проходить по существу половину длины части для хранения жидкости. Первая пара электродов может быть расположена на стороне первой части. Первая пара электродов может быть расположена на одной или более сторонах первой части. Первая пара электродов может по существу окружать первую часть. Первая пара электродов может по существу проходить вокруг первой части. Если первая пара электродов по существу окружает первую часть и проходит по существу по длине первой части, первая пара электродов может образовывать трубчатую гильзу, которая по существу проходит вокруг первой части.
Вторая пара электродов может проходить по существу в направлении длины второй части части для хранения жидкости. Вторая пара электродов может проходить по существу по длине второй части части для хранения жидкости. Если вторая часть части для хранения жидкости представляет собой вторую половину части для хранения жидкости, вторая пара электродов может проходить по существу половину длины части для хранения жидкости. Вторая пара электродов может быть расположена на стороне второй части. Вторая пара электродов может быть расположена на двух или более сторонах второй части. Вторая пара электродов может по существу окружать вторую часть. Вторая пара электродов может по существу проходить вокруг второй части. Если вторая пара электродов по существу окружает вторую часть и проходит по существу по длине второй части, вторая пара электродов может образовывать трубчатую гильзу, которая по существу проходит вокруг второй части.
Один или более электродов первой и второй пар электродов могут быть расположены в части для хранения жидкости. Один или более электродов могут быть расположены в непосредственном контакте с жидким субстратом, образующим аэрозоль, удерживаемым в части для хранения жидкости. Если материал носителя предусмотрен в части для хранения жидкости, один или более электродов могут быть расположены в контакте с материалом носителя. Один или более электродов первой пары электродов могут быть расположены в первой части части для хранения жидкости. Один или более электродов второй пары электродов могут быть расположены во второй части части для хранения жидкости. Если электрод расположен внутри части для хранения жидкости или в любом месте, в котором электрод вероятно встретится с жидкостью или влагой, электрод может быть защищен или экранирован от жидкости или влаги, например за счет покрытия из гидрофобного материала.
Если часть для хранения жидкости содержит емкость для удержания части для хранения жидкости, один или более электродов могут быть расположены в емкости или на ней. Один или более электродов могут быть предусмотрены на наружной поверхности емкости. Один или более электродов могут быть предусмотрены на внутренней поверхности емкости. Электроды могут образовывать одно целое с емкостью.
Один или более электродов могут быть расположены на платформе. Каждый электрод может быть расположен на отдельной платформе. Первая пара электродов может быть расположена на первой платформе. Вторая пара электродов может быть расположена на второй платформе. Первая и вторая пары электродов могут быть расположены на одной платформе.
Одна или более платформ могут быть расположены на одной или более сторонах части для хранения жидкости. Одна или более платформ могут по существу окружать часть для хранения жидкости. Если часть для хранения жидкости содержит емкость, одна или более платформ могут быть предусмотрены в емкости или на ней. Одна или более платформ могут быть расположены на одной или более сторонах емкости. Одна или более платформ могут по существу окружать емкость. Одна или более платформ могут быть отделены от емкости. Одна или более платформ могут быть прикреплены к емкости. Одна или более платформ могут образовывать одно целое с емкостью. Одна или более платформ могут содержать тот же материал, что и емкость. Одна или более платформ могут содержать материал, отличный от материала емкости.
Одна или более платформ могут быть жесткими. Одна или более платформ могут быть гибкими. Одна или более гибких платформ могут огибать две или более сторон части для хранения жидкости. Одна или более гибких платформ могут по существу окружать часть для хранения жидкости.
6
9
21
Одна или более платформ могут быть образованы из электроизоляционного материала. Одна или более платформ могут содержать любой подходящий электроизоляционный материал. Например, подходящие электроизоляционные материалы включают стекло пластмассу и керамические материалы. Особенно подходящие материалы включают полиимид и полиэфир. В контексте настоящего документа относительно настоящего изобретения электроизоляционный материал относится к материалу, имеющему объемное удельное сопротивление при 20°C более чем приблизительно 1×10 Ом·м, как правило, от приблизительно 1×10 Ом·м до приблизительно 1×10 Ом·м.
В некоторых вариантах осуществления одна или более платформ могут быть выполнены из гидрофобного материала. Платформа может быть покрыта гидрофобным покрытием.
Одна или более платформ могут представлять собой печатные платы. Электроды могут содержать электропроводные дорожки, напечатанные на поверхности одной или более печатных плат. Одна или более печатных плат могут представлять собой гибкие печатные платы.
Электроды могут быть нанесены на поверхность емкости или платформы. Электроды могут быть нанесены на поверхность емкости или платформы посредством любого подходящего способа нанесения, такого как печать, покрытие и распыление. Электроды могут быть прикреплены к поверхности емкости или платформы. Электроды могут быть прикреплены к поверхности емкости или платформы посредством любого подходящего средства, например, посредством клея. Электроды могут быть протравлены в емкости или платформе.
Система, генерирующая аэрозоль, может быть предусмотрена с более чем одной первой парой электродов и более чем одной второй парой электродов. В некоторых вариантах осуществления система может содержать: две или более первых пар электродов, расположенных смежно с первой частью части для хранения жидкости или в ней; и две или более вторых пар электродов, расположенных смежно со второй частью части для хранения жидкости или в ней. В этих вариантах осуществления система управления может быть выполнена с возможностью: измерения электрической величины между каждой первой парой электродов; измерения электрической величины между каждой второй парой электродов; и определения ориентации части для хранения жидкости на основе измерений электрической величины между первыми парами электродов и измерений электрической величины между вторыми парами электродов.
Обеспечение системы более чем одной первой парой электродов и более чем одной второй парой электродов может увеличить точность определения ориентации части для хранения жидкости. Обеспечение системы более чем одной первой и второй парами электродов может позволить системе определять, находится ли часть для хранения жидкости в более чем одной определенной ориентации. Например, система управления может быть выполнена с возможностью определения того, находится ли часть для хранения жидкости в горизонтальной ориентации, и находится ли часть для хранения жидкости в вертикальной ориентации.
Система управления может содержать электрическую схему. Электрическая схема может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор. Электрическая схема может содержать дополнительные электронные компоненты. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью регулирования или управления напряжением, подаваемым на первую пару электродов и вторую пару электродов.
Система управления может быть выполнена с возможностью управления или регулирования напряжения, подаваемого на по меньшей мере одну из первой пары электродов и по меньшей мере одну из второй пары электродов. Система управления может быть выполнена с возможностью управления или регулирования подачи питания на средство для генерирования аэрозоля.
Напряжение может подаваться непрерывно на по меньшей мере одну из первой пары электродов и по меньшей мере одну из второй пары электродов. Напряжение может подаваться на первую пару электродов и вторую пару электродов после активации системы. Напряжение может подаваться на по меньшей мере одну из первой пары электродов и по меньшей мере одну из второй пары электродов в виде импульсов электрического тока. Напряжение может подаваться на по меньшей мере одну из первой пары электродов и по меньшей мере одну из второй пары электродов с перерывами, например от затяжки к затяжке.
Система управления может быть выполнена с возможностью подачи периодического сигнала измерения на по меньшей мере одну из первой пары электродов и по меньшей мере одну из второй пары электродов. Иными словами, система управления может быть выполнена с возможностью подачи переменного напряжения на по меньшей мере одну из первой пары электродов и по меньшей мере одну из второй пары электродов. Система управления может быть выполнена с возможностью подачи периодического сигнала измерения на по меньшей мере одну из первой пары электродов и по меньшей мере одну из вторых пар электродов с заданной частотой. Заданная частота может являться любой подходящей частотой системы управления для измерения электрической величины между первой парой электродов и между второй парой электродов. Заданная частота может быть равна или меньше приблизительно 20 МГц или равна или меньше приблизительно 10 МГц. Заданная частота может составлять от приблизительно 10 кГц до приблизительно 10 МГц, или от приблизительно 10 кГц до приблизительно 1 МГц, или от приблизительно 100 кГц до приблизительно 1 МГц. Система управления может быть выполнена с возможностью подачи одинакового периодического сигнала измерения на первую и вторую пары электродов. Система управления может быть выполнена с возможностью подачи разных периодических сигналов измерения на первую и вторую пары электродов.
Жидкие субстраты, образующие аэрозоль, могут содержать разные композиции с разными электрическими свойствами. Система управления может быть выполнена с возможностью распознавания наличия жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения, на основе измерений электрической величины между первой и второй парами электродов. Система управления может быть выполнена с возможностью регулировки определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, на основе определенной идентификационной информации. Иными словами, система управления может быть выполнена с возможностью уравновешивания количества композиции жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости.
Система управления может содержать любые подходящие средства для измерения электрической величины между первой и второй парами электродов. Подходящие средства включают: один или более резистивно-емкостных интеграторов, одну или более мостовых схем, один или более осцилляторов и одну или более схем, коммутируемых конденсатором, которые используют усилители. Эти схемы, коммутируемые конденсатором, могут быть выполнены в режимах усиления или объединения.
Электрическая величина, которую необходимо измерить, может являться любой подходящей электрической величиной. Например, электрическая величина, которую необходимо измерить, может являться одним или более из напряжения, силы тока, импеданса, сопротивления и емкости. В определенных вариантах осуществления электрическая величина, которую необходимо измерить, может являться емкостью.
Электрическая величина, которую необходимо измерить системой управления, может являться емкостью. Изменение емкости может быть особенно выражено, когда жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержит диэлектрические материалы.
Емкость между первой парой электродов может зависеть от количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в первой части части для хранения жидкости. Емкость между второй парой электродов может зависеть от количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого во второй части части для хранения жидкости.
Например, первая пара электродов может образовывать конденсатор, и первая часть части для хранения жидкости может образовывать диэлектрик конденсатора. Первая часть может иметь емкостную нагрузку, и проницаемость первой части может зависеть от количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости. Емкость между первой парой электродов может уменьшаться по мере уменьшения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в первой части. Емкостная нагрузка первой части может иметь емкость в пикофарадном (пФ) диапазоне. Это может обеспечить быстрое время зарядки и разрядки конденсатора, а также обеспечить быстрые измерения емкости. Подобное расположение и конфигурация могут применяться ко второй паре электродов и второй части части для хранения жидкости.
Емкость может быть измерена. Например, система управления может содержать средство для измерения времени зарядки и разрядки конденсаторов, образованных первой и второй парами электродов. Система управления может содержать схему-таймер, такую как схема-таймер 555, или любую электронную схему, частота генерации которой зависит от емкости, и может быть выполнена с возможностью определения емкости на основе частоты выходного сигнала схемы-таймера.
Емкость может быть вычислена. Например, емкость может быть вычислена на основе измерений величины напряжения и тока, а также разности фаз между напряжением и током. Емкость может быть вычислена на основе измерений импеданса. Количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, может быть вычислено на основе измеренной или вычисленной емкости.
Ориентация части для хранения жидкости может быть определена на основе измеренной или вычисленной емкости. Количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, может быть определено на основе измеренной или вычисленной емкости.
Часть для хранения жидкости может содержать субстрат, образующий аэрозоль, удерживаемый в части для хранения жидкости. В контексте настоящего документа со ссылкой на настоящее изобретение субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой субстрат, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения могут быть высвобождены путем нагревания субстрата, образующего аэрозоль. Летучие соединения могут быть высвобождены путем перемещения субстрата, образующего аэрозоль, через проходы вибрационного элемента.
Субстрат, образующий аэрозоль, может быть жидким. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть жидким при комнатной температуре. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать как жидкие, так и твердые компоненты. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержащий никотин, может представлять собой матрицу из никотиновой соли. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные вкусоароматические соединения, которые высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, при нагреве. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный табачный материал. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал, не содержащий табака. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать одно или более веществ для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля представляет собой любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которое при использовании способствует образованию плотного и устойчивого аэрозоля, и которое является по существу стойким к термической деградации при рабочей температуре системы. Примеры подходящих веществ для образования аэрозоля включают глицерин и пропиленгликоль. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны из уровня техники и включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как глицеринмоно-, ди- или триацетат; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать воду, растворители, этанол, растительные экстракты, натуральные или искусственные ароматизаторы.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин и по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля может представлять собой глицерин или пропиленгликоль. Вещество для образования аэрозоля может содержать как глицерин, так и пропиленгликоль. Концентрация никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль, может составлять от приблизительно 0,5% до приблизительно 10%, например приблизительно 2%.
r
r
r
r
r
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать смесь диэлектрических материалов, каждый из которых характеризуется отдельной диэлектрической постоянной (ε). Основные составляющие жидкого субстрата, образующего аэрозоль, при комнатной температуре приблизительно 20°C могут включать: глицерин (ε ~ 42), пропиленгликоль (ε ~ 32), вода (ε ~ 80), воздух (ε ~ 1), никотин и ароматизаторы. Если жидкий субстрат, образующий аэрозоль, образует диэлектрический материал, электрическая величина, которую необходимо измерить системой управления, может являться емкостью.
Часть для хранения жидкости может содержать материал носителя для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Если часть для хранения жидкости содержит емкость, материал носителя может быть расположен внутри емкости. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может быть абсорбирован или иным образом загружен на материал носителя. Материал носителя может быть изготовлен из любого подходящего абсорбирующего корпуса материала, например из вспененного металлического или пластмассового материала, полипропилена, терилена, нейлоновых волокон или керамики. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть удержан в материале носителя до использования системы, генерирующей аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может выделяться внутрь материала носителя во время использования. Например, жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может быть предоставлен в капсуле.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать средство для генерирования аэрозоля. Средство для генерирования аэрозоля может быть выполнено для вмещения субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости. Средство для генерирования аэрозоля может представлять собой распылитель. Средство для генерирования аэрозоля может быть выполнено с возможностью распыления принятого субстрата, образующего аэрозоль, за счет нагрева. Средство для генерирования аэрозоля может содержать нагревательное средство для испарения принимаемого жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Средство для генерирования аэрозоля может быть выполнено с возможностью распыления принятого субстрата, образующего аэрозоль, за счет использования ультразвуковых вибраций. Средство для генерирования аэрозоля может содержать ультразвуковой преобразователь.
Средство для генерирования аэрозоля может содержать один или более элементов, генерирующих аэрозоль. Один или более элементов, генерирующих аэрозоль, могут представлять собой нагревательные элементы. Один или более элементов, генерирующих аэрозоль, могут содержать один или более вибрационных элементов.
Средство для генерирования аэрозоля может содержать нагревательное средство, выполненное с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Нагревательное средство может представлять собой любое подходящее нагревательное средство. Нагревательное средство может содержать один или более нагревательных элементов. Один или более нагревательных элементов могут быть выполнены для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, главным образом за счет проводимости. Один или более нагревательных элементов могут быть расположены по существу в непосредственном контакте с субстратом, образующим аэрозоль. Один или более нагревательных элементов могут быть выполнены для передачи тепла на субстрат, образующий аэрозоль, посредством одного или более теплопроводных элементов. Один или более нагревательных элементов могут быть выполнены для передачи тепла в окружающий воздух, который втягивается через систему, генерирующую аэрозоль, во время использования, что может нагревать субстрат, образующий аэрозоль, посредством конвекции. Один или более нагревательных элементов могут быть выполнены для нагрева окружающего воздуха до его втягивания через субстрат, образующий аэрозоль. Один или более нагревательных элементов могут быть выполнены для нагрева окружающего воздуха после его втягивания через субстрат, образующий аэрозоль.
Нагревательное средство может представлять собой электрическое нагревательное средство или электрический нагреватель. Электрический нагреватель может содержать один или более электрических нагревательных элементов. Один или более электрических нагревательных элементов могут содержать электрически резистивный материал. Подходящие электрически резистивные материалы могут включать: полупроводники, такие как легированная керамика, электрически «проводящая» керамика (такая как, например, дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композиционные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Один или более электрических нагревательных элементов могут иметь любую подходящую форму. Например, один или более электрических нагревательных элементов может иметь форму одного или более нагревательных лезвий, одной или более нагревательных игл или стержней, одной или более нагревательных проволок или нитей накала. Один или более электрических нагревательных элементов могут содержать один или более гибких листов материала. Один или более электрических нагревательных элементов могут быть размещены в жестком материале носителя или на нем.
Нагревательное средство может содержать индукционное нагревательное средство. Индукционные нагревательные средства более подробно описаны ниже относительно картриджа. Нагревательное средство может содержать один или более радиаторов или тепловых резервуаров. Нагревательное средство может содержать средство для нагрева небольшого количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, за один раз.
Средство для генерирования аэрозоля может содержать один или более вибрационных элементов и один или более исполнительных элементов, выполненных для возбуждения вибраций в одном или более вибрационных элементах. Один или более вибрационных элементов могут содержать множество проходов, через которые может проходить субстрат, образующий аэрозоль, и распыляться. Один или более исполнительных элементов могут содержать один или более пьезоэлектрических преобразователей.
Средство для генерирования аэрозоля может содержать один или более капиллярных фитилей для транспортировки жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, к одному или более элементам средства для генерирования аэрозоля. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может иметь физические свойства, включая вязкость, которые делают возможным перемещение жидкости через один или более капиллярных фитилей за счет капиллярного действия.
Средство для генерирования аэрозоля может содержать одну или более нагревательных проволок или нитей накала, охватывающих часть одного или более капиллярных фитилей. Нагревательная проволока или нить накала может поддерживать охватываемую часть одного или более капиллярных фитилей. Капиллярные свойства одного или более капиллярных фитилей в сочетании со свойствами жидкого субстрата могут гарантировать, что при нормальном использовании, когда имеется достаточное количество субстрата, образующего аэрозоль, фитиль всегда пропитывается жидким субстратом, образующим аэрозоль, в области средства для генерирования аэрозоля. Когда один или более капиллярных фитилей высыхают, один или более капиллярных фитилей не могут регулярно доставлять жидкий субстрат, образующий аэрозоль, на средство для генерирования аэрозоля.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать блок питания. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать блок питания, выполненный для подачи питания на систему управления, первую пару электродов, вторую пару электродов и средство для генерирования аэрозоля. Средство для генерирования аэрозоля может содержать единый блок питания. Средство для генерирования аэрозоля может содержать первый блок питания, выполненный для подачи питания на первую и вторую пары электродов, и второй блок питания, выполненный с возможностью подачи питания на средство для генерирования аэрозоля.
Блок питания может представлять собой блок питания постоянного тока. Блок питания может представлять собой батарею. Батарея может представлять собой батарею на основе лития, например, литий-кобальтовую, литий-железо-фосфатную, литий-титановую или литий-полимерную батарею. Батарея может представлять собой никель-металлогидридную батарею или никель-кадмиевую батарею. Блок питания может представлять собой другой тип устройства накопления заряда, такой как конденсатор. Блок питания может нуждаться в перезарядке и быть выполнен с возможностью осуществления множества циклов зарядки и разрядки. Блок питания может иметь емкость, позволяющую накапливать достаточно энергии для одного или более сеансов пользователя; например, блок питания может иметь достаточную емкость для того, чтобы обеспечить непрерывное генерирование аэрозоля в течение периода, составляющего приблизительно шесть минут, что соответствует обычному времени, затрачиваемому на выкуривание обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере блок питания может иметь достаточную емкость, чтобы сделать возможным осуществление заданного количества затяжек или отдельных активаций нагревательного средства и исполнительного элемента.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать систему управления, выполненную с возможностью управления средством для генерирования аэрозоля. Система управления, выполненная с возможностью управления средством для генерирования аэрозоля, может представлять собой систему управления, выполненную с возможностью определения ориентации части для хранения жидкости.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать датчик температуры, находящийся в связи с системой управления. Датчик температуры может располагаться смежно с частью для хранения жидкости. Датчик температуры может находиться в тепловой близости к части для хранения жидкости. Датчик температуры может представлять собой термопару. По меньшей мере один элемент из средства для генерирования аэрозоля может быть использован системой управления для предоставления информации, относящейся к температуре. Могут быть известны температурозависимые резистивные свойства по меньшей мере одного элемента, и они используются для определения температуры по меньшей мере одного элемента способом, известным специалисту в данной области техники. Система управления может быть выполнена с возможностью учета воздействия температуры на электрическую нагрузку части для хранения жидкости с помощью измерений температуры с датчика температуры. Например, если части части для хранения жидкости, расположенные между первой и второй парами электродов, имеют емкостную нагрузку, система управления может быть выполнена с возможностью учета изменений в электрических свойствах жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, вследствие изменений температуры.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать детектор затяжки, соединенный с системой управления. Детектор затяжки может быть выполнен с возможностью обнаружения осуществления пользователем затяжки на мундштуке. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере одна из первой и второй пар электродов может быть использована в качестве детектора затяжки.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать пользовательское устройство ввода, такое как переключатель или кнопка. Пользовательское устройство ввода может предоставлять пользователю возможность включения и выключения системы.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать сигнальные средства для указания определенной ориентации жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Система управления может быть выполнена с возможностью активации сигнальных средств, когда, как определено, ориентация части для хранения жидкости подходит для выполнения пользователем затяжки на системе, генерирующей аэрозоль. Система управления может быть выполнена с возможностью активации сигнальных средств, когда, как определено, ориентация части для хранения жидкости подходит для определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости.
Система, генерирующая аэрозоль, также может содержать сигнальные средства для указания пользователю определенного количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости. Система управления может быть выполнена с возможностью активации сигнальных средств после определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости.
Сигнальные средства могут содержать один или более из источников света, таких как светоизлучающие диоды (LED), дисплея, такого как жидкокристаллический дисплей, средств звуковой индикации, таких как динамик или зуммер, и вибрационных средств. Система управления может быть выполнена с возможностью зажигания одного или более из источников света, демонстрирования на дисплее по меньшей мере одного из ориентации и количества, выдачи звуков посредством динамика или зуммера и вибрации вибрационным средством.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать корпус. Корпус может быть продолговатым. Корпус может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают в себя металлы, сплавы, пластики или композитные материалы, содержащие один или более таких материалов, или термопластичные материалы, подходящие для применения в пищевой или фармацевтической промышленности, например, полипропилен, полиэфирэфиркетон (ПЭЭК) и полиэтилен. Материал может быть легким и нехрупким.
Корпус может содержать полость для размещения части для хранения жидкости. В некоторых вариантах осуществления корпус может содержать полость для размещения картриджа, содержащего часть для хранения жидкости, как описано более подробно ниже. Корпус может содержать полость для размещения блока питания. Корпус может содержать мундштук. Мундштук может содержать по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха и по меньшей мере одно выпускное отверстие для воздуха.
Система, генерирующая аэрозоль, может быть портативной. Система, генерирующая аэрозоль, может иметь размер, сопоставимый с размером обычной сигары или сигареты. Система, генерирующая аэрозоль, может иметь общую длину, составляющую от приблизительно 30 мм до приблизительно 150 мм. Система, генерирующая аэрозоль, может иметь внешний диаметр, составляющий от приблизительно 5 мм до приблизительно 30 мм.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать основной блок и картридж. Основной блок может содержать систему управления. Картридж может содержать часть для хранения жидкости для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Основной блок может быть выполнен с возможностью размещения картриджа с возможностью отделения.
В некоторых вариантах осуществления система, генерирующая аэрозоль, может содержать картридж, содержащий часть для хранения жидкости, и основной блок, содержащий систему управления и полость для размещения картриджа. Первая пара электродов может быть расположена либо в картридже, либо в полости основного блока, и вторая пара электродов может быть расположена либо в картридже, либо в полости основного блока.
Если первая пара электродов расположена в полости основного блока, первая пара электродов может быть расположена таким образом, что первая часть части для хранения жидкости картриджа расположена смежно с первой парой электродов, когда картридж размещен в полости. Если вторая пара электродов расположена в полости основного блока, вторая пара электродов может быть расположена таким образом, что вторая часть части для хранения жидкости картриджа расположена смежно со второй парой электродов, когда картридж размещен в полости.
Основной блок может содержать один или более блоков питания.
В некоторых вариантах осуществления основной блок может содержать средство для генерирования аэрозоля. В других вариантах осуществления картридж может содержать средство для генерирования аэрозоля. Если картридж содержит средство для генерирования аэрозоля, картридж могут называть «картомайзером». В других вариантах осуществления система, генерирующая аэрозоль, может содержать компонент для генерирования аэрозоля, содержащий средство для генерирования аэрозоля. Компонент для генерирования аэрозоля может представлять собой компонент, отдельный от основного блока и картриджа. Компонент для генерирования аэрозоля может быть размещен с возможностью отделения по меньшей мере в одном из основного блока и картриджа.
Если основной блок содержит по меньшей мере одну из первой и второй пар электродов, система управления может быть выполнена с возможностью идентификации или аутентификации картриджа. Иными словами, система управления может быть выполнена с возможностью определения наличия или отсутствия пары электродов на картридже, что может быть использовано для проверки того, является ли картридж, размещенный в основном блоке, неподдельным или подлинным картриджем от производителя основного блока. Измерения между по меньшей мере одной из первой и второй пар электродов также могут быть использованы для идентификации или аутентификации картриджа, размещенного в основном блоке. Система управления также может быть выполнена с возможностью определения того, размещен ли картридж в основном блоке правильно, на основе присутствия или отсутствия пары электродов на картридже или на основе измерений электрических величин между первой и второй парами электродов.
Основной блок и картридж могут содержать средство индукционного нагрева. Основной блок может содержать индукционную катушку, а блок питания выполнен с возможностью подачи высокочастотного колебательного тока на индукционную катушку. Картридж может содержать элемент токоприемника, расположенный так, чтобы нагревать субстрат, образующий аэрозоль. В контексте настоящего документе под высокочастотным колебательным током понимают колебательный ток, частота которого составляет от 10 кГц до 20 МГц. Средство индукционного нагрева может позволить системе не использовать электрические контакты между картриджем и основным блоком.
Картридж может быть соединен с основным блоком с возможностью отделения. В контексте настоящего документа термин «соединен с возможностью отделения» используется для обозначения того, что картридж и основной блок могут соединяться и отсоединяться друг от друга без значительного повреждения как основного блока, так и картриджа. Картридж может отсоединяться от полости основного блока, когда субстрат, образующий аэрозоль, израсходован. Картридж может быть одноразовым. Картридж может быть многоразовым, и картридж может быть выполнен с возможностью повторной заправки жидким субстратом, образующим аэрозоль. Картриджи могут быть заменены в полости основного блока. Основной блок может быть многоразовым.
Картридж может иметь корпус или емкость, внутри которых удерживается жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Емкость может быть жесткой. Емкость может быть выполнена из материала, непроницаемого для жидкости. Картридж или емкость могут иметь крышку. Крышка может быть выполнена с возможностью снятия перед присоединением картриджа к основному блоку. Крышка может быть прокалываемой. Основной блок может содержать прокалывающий элемент для прокалывания крышки картриджа, когда картридж соединен с основным блоком.
Основной блок может содержать мундштук. Мундштук может содержать по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха и по меньшей мере одно выпускное отверстие для воздуха. Мундштук может содержать более одного впускного отверстия для воздуха. Мундштук может содержать прокалывающий элемент.
Во втором аспекте настоящего изобретения предоставлен основной блок для системы, генерирующей аэрозоль, согласно первому аспекту настоящего изобретения. Основной блок содержит: полость для размещения картриджа, содержащего часть для хранения жидкости; первую пару электродов, расположенную в первой части полости, таким образом первая пара электродов расположена смежно с первой частью части для хранения жидкости картриджа, когда картридж размещен в полости; вторую пару электродов, расположенную во второй части полости, таким образом вторая пара электродов расположена смежно со второй частью части для хранения жидкости картриджа, когда картридж размещен в полости; и систему управления.
В третьем аспекте настоящего изобретения предоставлена система управления для системы, генерирующей аэрозоль, согласно первому аспекту настоящего изобретения. Система управления выполнена с возможностью: измерения электрической величины между первой парой электродов; измерения электрической величины между второй парой электродов; и определения ориентации части для хранения жидкости на основе измерений электрической величины между первой парой электродов и измерений электрической величины между второй парой электродов.
В четвертом аспекте настоящего изобретения предоставлен картридж для системы, генерирующей аэрозоль, согласно первому аспекту настоящего изобретения. Картридж содержит часть для хранения жидкости, первую пару электродов и вторую пару электродов.
В частности, картридж может содержать часть для хранения жидкости, имеющую первую часть и вторую часть. Первая часть части для хранения жидкости может иметь центральную продольную ось, и поперечное сечение первой части части для хранения жидкости может быть по существу постоянным вдоль центральной продольной оси. Вторая часть части для хранения жидкости может иметь центральную продольную ось, и поперечное сечение второй части части для хранения жидкости может быть по существу постоянным вдоль центральной продольной оси. Первая часть и вторая часть могут быть расположены по существу конец к концу. Первая часть и вторая часть могут быть расположены конец к концу вдоль общей центральной продольной оси. Первая часть и вторая часть могут быть по существу идентичными. Первая часть может представлять собой первую половину части для хранения жидкости, а вторая часть может представлять собой вторую половину части для хранения жидкости. Часть для хранения жидкости может быть по существу цилиндрической. Часть для хранения жидкости может быть по существу продолговатой.
Первая часть может иметь длину, и первая пара электродов может проходить по существу по длине первой части. Вторая часть может иметь длину, и вторая пара электродов может проходить по существу по длине второй части.
В пятом аспекте настоящего изобретения предоставлен способ определения ориентации части для хранения жидкости системы, генерирующей аэрозоль, содержащей: часть для хранения жидкости для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, при этом часть для хранения жидкости содержит первую часть, находящуюся в сообщении по текучей среде со второй частью; первую пару электродов, расположенную смежно с первой частью части для хранения жидкости или в ней; и вторую пару электродов, расположенную смежно со второй частью части для хранения жидкости или в ней. Способ включает:
измерение электрической величины между первой парой электродов;
измерение электрической величины между второй парой электродов; и
определение ориентации части для хранения жидкости на основе измерений электрической величины между первой парой электродов и измерений электрической величины между второй парой электродов.
В шестом аспекте настоящего изобретения предоставлен способ определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости системы, генерирующей аэрозоль, содержащей: часть для хранения жидкости, имеющую первую часть и вторую часть, первую пару электродов, расположенную смежно с первой частью части для хранения жидкости или в ней, и вторую пару электродов, расположенную смежно со второй частью части для хранения жидкости или в ней, при этом способ включает:
измерение электрической величины между первой парой электродов;
измерение электрической величины между второй парой электродов;
сравнение электрических величин, измеренных между первой и второй парами электродов, с одним или более эталонными условиями ориентации; и
при совпадении определенной ориентации с одним или более эталонными условиями ориентации - определение количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, на основе измерений электрической величины между первой и второй парами электродов.
Эталонные условия ориентации могут включать: сравнение электрической величины, измеренной между первой парой электродов, с одним или более первыми эталонными значениями электрической величины; сравнение электрической величины, измеренной между второй парой электродов, с одним или более первыми эталонными значениями электрической величины; и сравнение электрической величины, измеренной между первой парой электродов, и электрической величины, измеренной между второй парой электродов.
Информация о первой эталонной электрической величине может включать первую максимальную эталонную электрическую величину, которая соответствует измерению электрической величины между первой парой электродов, когда первая часть части для хранения жидкости заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль, и первую минимальную эталонную электрическую величину, которая соответствует измерению электрической величины между первой парой электродов, когда первая часть части для хранения жидкости не заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль. Подобным образом, информация о второй эталонной электрической величине может включать вторую максимальную эталонную электрическую величину, соответствующую измерению электрической величины между второй парой электродов, когда вторая часть части для хранения жидкости заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль, и вторую минимальную эталонную электрическую величину, соответствующую измерению электрической величины между второй парой электродов, когда вторая часть части для хранения жидкости не заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль.
Определение количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, может включать объединение электрической величины, измеренной между первой парой электродов, и электрической величины, измеренной между второй парой электродов. В некоторых вариантах осуществления определение количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, может дополнительно включать вычисление количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, за счет использования объединенных измерений. В некоторых вариантах осуществления определение количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, может дополнительно включать сравнение объединенных измерений с информацией об эталонной электрической величине, связанной с информацией об эталонном количестве, для определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости.
В некоторых вариантах осуществления первая пара электродов может образовывать первый конденсатор, а вторая пара электродов может образовывать второй конденсатор. В этих вариантах осуществления способ может включать:
измерение емкости первого конденсатора;
измерение емкости второго конденсатора;
сравнение измеренной емкости первого конденсатора с первым эталонным максимальным значением и первым эталонным минимальным значением;
сравнение измеренной емкости второго конденсатора со вторым эталонным максимальным значением и вторым эталонным минимальным значением;
определение того, является ли одно или более следующих условий верным:
измеренные емкости первого и второго конденсаторов по существу равны;
измеренная емкость первого конденсатора по существу равна первому максимальному эталонному значению, а измеренная емкость второго конденсатора по существу равна второму минимальному эталонному значению или превышает его; и
измеренная емкость первого конденсатора по существу равна первому минимальному эталонному значению или превышает его, а измеренная емкость второго конденсатора по существу равна второму минимальному эталонному значению; и
при определении того, что одно или более условий являются верными, обеспечивают:
вычисление суммы измеренных емкостей первого и второго конденсаторов; и
определение количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, на основе вычисленной суммы измеренных емкостей.
Следует понимать, что признаки, описанные относительно первого аспекта настоящего изобретения, также могут быть применены к другим аспектам настоящего изобретения. Признаки, описанные в отношении системы, генерирующей аэрозоль, могут быть применены к основному блоку согласно второму аспекту настоящего изобретения, системе управления согласно третьему аспекту настоящего изобретения и картриджу согласно четвертому аспекту настоящего изобретения и наоборот. Признаки, описанные в отношении системы, генерирующей аэрозоль, также могут быть применены к способам согласно пятому и шестому аспектам настоящего изобретения и наоборот.
Далее настоящее изобретение будет описано лишь на примере, со ссылками на сопроводительные графические материалы, где:
на фиг. 1 показано схематическое изображение иллюстративной системы, генерирующей аэрозоль, согласно настоящему изобретению;
на фиг. 2 показан вид в перспективе картриджа согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, который подходит для использования в системе, генерирующей аэрозоль, по фиг. 1;
на фиг. 3 показан схематический поперечный разрез картриджа по фиг. 2 через центральную продольную ось A-A;
на фиг. 4 показан вид в плане картриджа по фиг. 2;
на фиг. 5 показана пара встречно-гребенчатых электродов из датчика картриджа по фиг. 2;
на фиг. 6 показано схематическое изображение датчика картриджа по фиг. 2 в развернутом виде;
на фиг. 7 показано схематическое изображение датчика в развернутом виде согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 8a, 8b, 8c и 8d показаны схематические изображения картриджа по фиг. 2, удерживающего разные количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в неперевернутой вертикальной и горизонтальной ориентациях;
на фиг. 9 показан стандартизованный график смоченной поверхности стенок части для хранения жидкости и количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости картриджа по фиг. 2;
на фиг. 10a, 10b и 10c показаны схематические изображения картриджа по фиг. 2, удерживающего разные количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в отклоненной или наклонной ориентации;
на фиг. 11a и 11b показаны вид в плане и вид в перспективе соответственно дополнительного варианта осуществления картриджа согласно настоящему изобретению, который подходит для использования в системе, генерирующей аэрозоль, по фиг. 1;
на фиг. 12a, 12b и 12c показаны вид в плане, схематическое изображение спереди и схематическое изображение сзади соответственно дополнительного варианта осуществления картриджа согласно настоящему изобретению, который подходит для использования в системе, генерирующей аэрозоль, по фиг. 1;
на фиг. 13 показан вид в плане датчика в развернутом виде согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 14 показано схематическое изображение пары встречно-гребенчатых электродов согласно альтернативному варианту осуществления настоящего изобретения; и
на фиг. 15a, 15b и 15c показаны вид в плане, схематическое изображение спереди и схематическое изображение сзади соответственно дополнительного варианта осуществления картриджа согласно настоящему изобретению, который подходит для использования в системе, генерирующей аэрозоль, по фиг. 1.
На фиг. 1 показано схематическое изображение иллюстративной системы, генерирующей аэрозоль. Изображение на фиг. 1 является по сути схематическим, а компоненты необязательно показаны в масштабе либо по отдельности, либо по отношению друг к другу. Система, генерирующая аэрозоль, содержит основной блок 100, который предпочтительно является многоразовым, в сочетании с картриджем 200, который предпочтительно является одноразовым. Система, генерирующая аэрозоль, показанная на фиг. 1, представляет собой электрическую курительную систему.
Основной блок 100 содержит корпус 101. Корпус 101 имеет по существу круглоцилиндрическую форму и продольную длину, составляющую приблизительно 100 мм, и наружный диаметр, составляющий приблизительно 20 мм, сопоставимые с размером обычной сигары. Основной блок 100 содержит электрический блок питания в виде литий-ион-фосфатной батареи 102 и систему управления в виде электронной схемы 104 управления. Корпус 101 также образует полость 112, в которой размещен картридж 200.
Основной блок 100 также содержит мундштучную часть 120, содержащую выпускное отверстие 124. Мундштучная часть соединена с основным корпусом 101 посредством шарнирного соединения в этом примере, но может использоваться любой тип соединения, такой как защелкивающееся соединение или завинчивающееся соединение. Одно или более впускных отверстий 122 для воздуха предусмотрены между мундштучной частью 120 и основным корпусом 101, когда мундштучная часть находится в закрытом положении, как показано на фиг. 1.
В пределах мундштучной части находится плоская спиральная индукционная катушка 110. Катушка 110 образована путем штампования или вырезания спиральной катушки из листа меди. Катушка 110 расположена между впускными отверстиями 122 для воздуха и выпускным отверстием 124 для воздуха, таким образом воздух, втягивающийся через впускные отверстия 122 к выпускному отверстию 124, проходит через катушку.
Картридж 200 (показанный схематически на фиг. 1) содержит жесткий корпус 204, образующий часть 201 для хранения жидкости. Часть 201 для хранения жидкости содержит жидкий субстрат, образующий аэрозоль (не показан). Корпус 204 картриджа 200 является непроницаемым для жидкости, но имеет открытый конец, покрытый проницаемым токоприемным элементом 205. Проницаемый токоприемный элемент 205 содержит ферритовую сетку, содержащую ферритную сталь. Субстрат, образующий аэрозоль, может образовывать мениск в промежутках сетки. Когда картридж 200 сцеплен с основным блоком и размещен в полости 112, токоприемный элемент 205 размещен смежно с плоской спиральной катушкой 110. Картридж 200 может содержать элементы крепления для обеспечения того, чтобы он не мог быть вставлен в основной блок в перевернутом положении.
При использовании пользователь делает затяжку на мундштучной части 120 для втягивания воздуха через впускные отверстия 122 для воздуха в мундштучную часть 120 и из выпускного отверстия 124 в рот пользователя. Основной блок содержит датчик 106 затяжки в виде микрофона в качестве части электронной схемы 104 управления. Небольшой поток воздуха втягивается через впускное отверстие 121 датчика мимо микрофона 106 и поднимается вверх в мундштучную часть 120, когда пользователь делает затяжку на мундштучной части. При обнаружении затяжки электронная схема управления подает высокочастотный периодический ток на катушку 110. Это генерирует колебательное магнитное поле, как показано пунктирными линиями на фиг. 1. Также активируется светодиод 108 для указания включенного состояния основного блока. Колебательное магнитное поле проходит через токоприемный элемент, индуцируя вихревые токи в токоприемном элементе. Токоприемный элемент нагревается в результате нагрева джоулевым теплом и в результате потерь на гистерезис, достигая температуры, достаточной для испарения субстрата, образующего аэрозоль, вблизи токоприемного элемента. Испаренный субстрат, образующий аэрозоль, захватывается воздухом, движущимся от впускных отверстий для воздуха к выпускному отверстию для воздуха, и охлаждается с образованием аэрозоля в пределах мундштучной части перед попаданием в рот пользователя. Электронная схема 104 управления подает колебательный ток на катушку в течение заданного периода времени, в данном примере в течение пяти секунд, после обнаружения затяжки и затем выключает ток до обнаружения новой затяжки.
Картридж 200 имеет круглоцилиндрическую форму, и токоприемный элемент перекрывает круглый открытый конец корпуса картриджа. Следует понимать, что возможны другие конфигурации. Например, токоприемный элемент может быть полосой стальной сетки 220, которая перекрывает прямоугольное отверстие в корпусе 204 картриджа.
Иллюстративная система, генерирующая аэрозоль, показанная на фиг. 1, основывается на индукционном нагреве. Дополнительные примеры подходящих индукционных нагревательных элементов и объяснение работы индукционных нагревательных систем описаны в документе WO 2015/177046 A1.
Следует понимать, что система, генерирующая аэрозоль, может содержать другие типы средств для генерирования аэрозоля. Например, средство для генерирования аэрозоля может содержать другое средство для генерирования аэрозоля, выполненное с возможностью распыления жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в результате нагрева. Средство для генерирования аэрозоля может содержать один или более резистивных нагревательных элементов. Средство для генерирования аэрозоля также может содержать средство для генерирования аэрозоля, выполненное с возможностью распыления жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в результате вибрации. Средство для генерирования аэрозоля может содержать один или более вибрационных элементов и исполнительных элементов.
На фиг. 2 показан картридж 200 согласно варианту осуществления настоящего изобретения, который подходит для использования с основным блоком 100 по фиг. 1. Картридж 200 имеет корпус, который, как правило, образует круглоцилиндрическую емкость 204, образующую часть 201 для хранения жидкости для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Емкость 204 содержит первый конец, второй конец, имеющий токоприемник 205 и трубчатую боковую стенку, проходящую между первым и вторым концами. Емкость 204 имеет полную вращательную симметрию относительно центральной продольной оси A-A.
Следует понимать, что в других вариантах осуществления настоящего изобретения в картридже может быть не предоставлен токоприемник. Вместо этого в картридже может быть предоставлен другой подходящий тип средства для генерирования аэрозоля. Например, в картридже может быть предоставлен резистивный нагреватель, который может быть физически и электрически соединен с блоком питания основного блока посредством электрических контактов на картридже и дополнительных электрических контактов в полости основного блока. Электрические контакты картриджа могут входить в контакт с электрическими контактами основного блока, когда картридж размещен в полости основного блока. В других вариантах осуществления настоящего изобретения основной блок может содержать средство для генерирования аэрозоля, и картридж может не содержать любую часть средства для генерирования аэрозоля.
Датчик 300 окружает цилиндрическую емкость 204 и проходит почти по всей длине емкости 204, по существу покрывая трубчатую боковую стенку. Датчик 300 по существу образует круглоцилиндрическую гильзу, которая по существу окружает боковую стенку емкости 204.
Датчик 300 показан более подробно на фиг. 3-6. Датчик 300, как правило, содержит гибкую печатную плату 310, первую пару электродов 320, вторую пару электродов 330 и элемент 340 экранирования.
Гибкая печатная плата 310 имеет, как правило, прямоугольную форму, при этом ее ширина приблизительно равна длине емкости 204 картриджа 200, а длина приблизительно равна окружности емкости 204. Гибкая печатная плата 310 может быть свернута, согнута или изогнута вокруг боковой стенки емкости 204 для образования плотно посаженной гильзы по окружности емкости 204, которая по существу покрывает боковую стенку.
В этом варианте осуществления гибкая печатная плата 310 прикреплена к наружной поверхности боковой стенки емкости 204 посредством слоя клея (не показан). Прикрепление гибкой печатной платы к емкости 204 обеспечивает то, что плотное соединение между датчиком 300 и емкостью 204 остается неизменным, и относительное расположение пар электродов 320, 330 и части 201 для хранения жидкости остается неизменным. Следует понимать, что может быть использовано любое другое подходящее крепежное средство, такое как зажим или другие типы креплений. В некоторых вариантах осуществления датчик 300 и емкость 204 могут быть скреплены вместе посредством посадки с натягом или фрикционной посадки. Следует также понимать, что в других вариантах осуществления датчик 300 может не быть прикреплен к емкости 204, таким образом емкость 204 может быть извлечена из датчика 300. В этих вариантах осуществления датчик может быть свернут вокруг цилиндрической трубки, внутренний диаметр которой достаточный для вмещения емкости 204. Цилиндрическая трубка может по существу предотвращать повреждение датчика при вставке в емкость 204 и извлечении из нее.
Первая и вторая пары электродов 320, 330 напечатаны на поверхности гибкой печатной платы 310, а электрический элемент 340 экранирования напечатан на противоположной поверхности гибкой печатной платы 310.
Как показано на фиг. 3 и 6, печатная плата 310 условно разделена на две половины вдоль своей длины, и каждая пара электродов 320, 330 проходит по одной из половин поверхности гибкой печатной платы 310. Первая и вторая пары электродов 320, 330 не перекрываются, таким образом первая пара электродов 320 проходит по первой половине поверхности печатной платы 310, а вторая пара электродов 330 проходит по второй половине печатной платы 310.
1
2
Как показано на фиг. 3, часть 201 для хранения жидкости условно разделена на две идентичные части: первую часть 220 и вторую часть 230. Первая часть 220 представляет собой первую половину части 201 для хранения жидкости, а вторая часть 230 представляет собой вторую половину части для хранения жидкости. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, удерживаемый в части 201 для хранения жидкости, может перемещаться между первой частью 220 и второй частью 230. Каждая часть 220, 230 имеет по существу круглоцилиндрический объем, имеющий центральную продольную ось. Первая и вторая части 220, 230 расположены конец к концу вдоль общей центральной продольной оси A-A. Первая и вторая части 220, 230 расположены по существу симметрично относительно плоскости, которая проходит между первой и второй частями 220, 230, и перпендикулярно общей центральной продольной оси A-A. Первая часть 220 проходит от первого конца емкости 204 к плоскости и имеет длину L, и вторая часть 230 проходит от второго конца емкости 204 к плоскости и имеет длину L.
Как показано на фиг. 3 и 4, датчик 300 расположен вокруг емкости 204, таким образом первая и вторая пары электродов 320, 330 обращены к емкости 204, а элемент 340 экранирования обращен от емкости 204. Иными словами, первая и вторая пары электродов расположены смежно с боковой стенкой емкости 204. Первая пара электродов 320 расположена по существу вокруг первой части 220, а вторая пара электродов 330 расположена по существу вокруг второй части 230. Таким образом, первая пара электродов 320 может измерять электрические свойства первой части 220, а вторая пара электродов может измерять электрические свойства второй части 230.
Первая пара электродов 320 образует встречно-гребенчатый датчик. Иными словами, первая пара электродов представляет собой встречно-гребенчатые электроды, как показано на фиг. 3 и 4. Первая пара электродов 320 содержит приводной электрод 321 и измерительный электрод 325.
Приводной электрод 321 содержит соединитель 322 для соединения датчика с системой управления основного блока 100, основную дорожку или гребень 323, соединенный с соединителем 322, и множество выступов или штырей 324, проходящих от основной дорожки 323. Основная дорожка 323 и штыри 324 образуют гребнеобразную структуру с регулярным или периодическим расположением. Регулярный интервал между штырями 324 вдоль основной дорожки 323 предусматривает зазоры 329 между последующими или смежными штырями 324. Расстояние между центральными линиями последующих или смежных штырей 324 называется шириной зазора λ электрода 321.
S
D
Измерительный электрод 325 также содержит соединитель 326, основную дорожку или гребень 327, соединенный с соединителем 325, и множество выступов или штырей 328, проходящих от основной дорожки 323. Основная дорожка 327 и штыри 328 образуют гребнеобразную структуру, подобную структуре приводного электрода 321. Ширина зазора λ измерительного электрода 325 равна ширине зазора λ приводного электрода 321.
Приводной электрод 321 и измерительный электрод 325 расположены на поверхности печатной платы 310, таким образом основные дорожки 323, 327 проходят по существу в направлении длины платы 310, а штыри 324, 328 проходят по существу в направлении ширины платы 310. Штыри 324 приводного электрода 321 проходят к основной дорожке 327 измерительного электрода 325, а штыри 328 измерительного электрода 325 проходят к основной дорожке 323 приводного электрода 321. Штыри 324 приводного электрода 321 проходят в зазоры 329 между смежными штырями 328 измерительного электрода 325, а штыри 328 измерительного электрода проходят в зазоры 329 между смежными штырями 324 приводного электрода 321. Таким образом, приводной электрод 321 и измерительный электрод 325 являются встречно-гребенчатыми. Длина и ширина штырей 324, 328 приводного и измерительного электродов 321, 325 выбраны с возможностью предоставления по существу постоянного зазора или пространства между приводным и измерительным электродами 321, 325 вдоль длины электродов. Первая пара встречно-гребенчатых электродов 320 покрывает по существу первую половину поверхности печатных плат 310.
Вторая пара электродов 330 также представляет собой встречно-гребенчатые электроды, которые образуют встречно-гребенчатый датчик. Вторая пара электродов 330 по существу идентична первой паре электродов 320.
Вторая пара электродов 330 содержит приводной электрод 331, имеющий соединитель 332, по существу линейную основную дорожку 333 и по существу линейные штыри 334, проходящие от основной дорожки 333. Вторая пара электродов 330 также содержит измерительный электрод 335, имеющий соединитель 336, по существу линейную основную дорожку 337 и по существу линейные штыри 338, проходящие от основной дорожки 337.
Вторая пара электродов 330 расположена на плате 310, как и первая пара электродов 320, но по существу покрывает вторую половину поверхности платы 310, а не первую половину.
Элемент 340 экранирования предусмотрен на другой поверхности печатной платы 310. Элемент экранирования содержит электрически проводящую сетку, которая напечатана на другой поверхности платы 310, по существу напротив первой и второй пар электродов 320, 330. Проводящая сетка электрически соединена с заземлением посредством соединителя 342.
На фиг. 7 показан датчик 400 согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. Датчик, показанный на фиг. 7, содержит печатную плату 410 и первую и вторую пары встречно-гребенчатых электродов 420, 430, которые идентичны печатной плате 310 и первой и второй парам встречно-гребенчатых электродов 320, 330 датчика 300. Однако датчик 400 имеет другую конфигурацию элемента 440 экранирования. Элемент 440 экранирования содержит первую проводящую сетку 444, проходящую над первой половиной другой поверхности платы, непосредственно напротив первой пары электродов 420. Первая сетка 444 содержит соединитель 445, который электрически соединен с измерительным электродом 428 первой пары электродов 420. Элемент 440 экранирования также содержит вторую проводящую сетку 447, проходящую над второй половиной другой поверхности платы, непосредственно напротив второй пары электродов 430. Вторая сетка 447 содержит соединитель 448, который электрически соединен с измерительным электродом 438 второй пары электродов 430. Первая проводящая сетка 444 и вторая проводящая сетка 447 не соединены электрически. Эта конфигурация устраняет эффекты любой паразитной емкости между первой и второй парами электродов и элементом экранирования.
Возвращаясь к датчику 300 по фиг. 6, соединители 322, 326, 332, 337 могут быть электрически соединены с системой управления основного блока, такого как основной блок 100. Система управления может содержать любое подходящее средство для измерения емкости между первой парой электродов 320 и для измерения емкости между второй парой электродов 330. В этом варианте осуществления схема управления содержит усилитель мощности, коммутируемый конденсатором, или интегратор. Средство для измерения емкости хорошо известно из уровня техники и не будет подробно описано в настоящем документе.
Система управления может быть запрограммирована на определение ориентации части для хранения жидкости на основе измерений емкости между первой парой электродов 320 и измерений емкости между второй парой электродов 330. В частности, система управления может быть запрограммирована на определение того, находится ли часть 201 для хранения жидкости в горизонтальной ориентации за счет использования измерений емкости между первой и второй парами электродов 320, 330.
На фиг. 8a показан картридж 200, заполненный жидким субстратом, образующим аэрозоль, и находящийся в неперевернутой вертикальной ориентации. Считается, что картридж 200 находится в вертикальной ориентации, когда центральная продольная ось A-A является по существу вертикальной. По определению картридж 200 является неперевернутым, когда первая часть 220 расположена непосредственно под второй частью 230. На фиг. 8b показан картридж 200, не заполненный жидким субстратом, образующим аэрозоль, и находящийся в горизонтальной ориентации. Считается, что картридж 200 находится в горизонтальной ориентации, когда центральная продольная ось A-A является по существу горизонтальной.
Когда часть 201 для хранения жидкости заполнена или не заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль, невозможно измерить ориентацию части для хранения жидкости за счет измерений между первой и второй парами электродов 320, 330. Это происходит из-за того, что отношение воздуха и жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в первой и второй частях 220, 230 части 201 для хранения жидкости, не изменяется при изменении ориентации части для хранения жидкости.
Когда часть 201 для хранения жидкости заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль, емкость, измеренная между первой парой электродов 320, равна максимальному эталонному значению, и емкость, измеренная между второй парой электродов 330, равна максимальному эталонному значению. Когда часть 201 для хранения жидкости не заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль, емкость, измеренная между первой парой электродов 320, равна минимальному эталонному значению, и емкость, измеренная между второй парой электродов 330, равна минимальному эталонному значению.
На фиг. 8c показан картридж 200, наполовину заполненный жидким субстратом, образующим аэрозоль, и находящийся в неперевернутой вертикальной ориентации. На фиг. 8d показан картридж 200, наполовину заполненный жидким субстратом, образующим аэрозоль, и находящийся в горизонтальной ориентации. На фиг. 8c и 8d четко показано, что хотя количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части 201 для хранения жидкости, одинаковое на обеих фигурах, количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в первой и второй частях 220, 230 части 201 для хранения жидкости, изменяется со сменой ориентации части 201 для хранения жидкости.
Когда часть 201 для хранения жидкости находится в вертикальном и неперевернутом положении, как показано на фиг. 8c, первая часть 220 заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль, а вторая часть 230 пуста. Когда часть 201 для хранения жидкости находится в горизонтальном положении, как показано на фиг. 8d, первая часть 220 наполовину заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль, и вторая часть 230 наполовину заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль.
Система управления может быть запрограммирована на определение горизонтальной ориентации части 201 для хранения жидкости, когда емкости, измеренные между первой и второй парами электродов 320, 330, по существу равны, когда емкости, измеренные между первой и второй парами электродов 320, 330, меньше максимального эталонного значения, сохраненного в системе управления, и когда емкости, измеренные между первой и второй парами электродов 320, 330, больше минимального эталонного значения, сохраненного в системе управления.
Максимальный эталонное значение может соответствовать измерению емкости первой или второй пар электродов, когда часть 201 для хранения жидкости заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль. Минимальное эталонное значение может соответствовать измерению емкости первой или второй пар электродов, когда часть 201 для хранения жидкости не заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль. В этом варианте осуществления, поскольку первая и вторая части 220 и 230 по существу идентичны, максимальные эталонные значения могут быть одинаковыми для первой и второй пар электродов, и минимальные эталонные значения могут быть одинаковыми для первой и второй пар электродов. Однако следует понимать, что в других вариантах осуществления первая и вторая пары электродов могут иметь разные максимальное и минимальное эталонные значения.
Как упомянуто выше, пары встречно-гребенчатых электродов генерируют электрическое поле, которое имеет ограниченную глубину проникания. В результате, пары встречно-гребенчатых электродов имеют тенденцию определять присутствие или отсутствие жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на боковой стенке части для хранения жидкости. Пропорция или часть поверхности боковых стенок, которая покрыта жидким субстратом, образующим аэрозоль, для данного количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, зависит от формы части для хранения жидкости.
Часть 201 для хранения жидкости является по существу цилиндрической и образуется цилиндрической емкостью 204. На фиг. 9 показано соотношение между стандартизированной поверхностью, покрытой жидким субстратом, образующим аэрозоль (т.е. 0 не соответствует ни одной из поверхностей, покрытых жидкостью, а 1 соответствует всем поверхностям, покрытым жидкостью), и стандартизированным количеством жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости (т.е. 0 соответствует части для хранения жидкости, не заполненной жидкостью, а 1 соответствует части для хранения жидкости, заполненной жидкостью), для цилиндрической части 201 для хранения жидкости.
Как показано на фиг. 9, когда часть для хранения жидкости находится в вертикальном положении, соотношение между смоченными поверхностями и количеством жидкости в части для хранения жидкости является линейным 252. Это происходит вследствие того, что поперечное сечение части для хранения жидкости является постоянным вдоль центральной продольной оси. На фиг. 9 также показано, что, когда часть для хранения жидкости находится в горизонтальном положении, соотношение между смоченными поверхностями и количеством жидкости в части для хранения жидкости не является линейным. Соотношение между смоченными поверхностями и количеством жидкости в части для хранения жидкости может быть известно для части для хранения жидкости, когда часть для хранения жидкости находится в горизонтальной и вертикальной ориентациях. Эти соотношения могут быть известны и могут быть сохранены в памяти системы управления, таким образом система управления может использовать соотношения для точного определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, при определении того, что часть для хранения жидкости находится либо в горизонтальной, либо в вертикальной ориентации.
Когда часть для хранения жидкости не находится ни в вертикальной, ни в горизонтальной ориентации, соотношение между смоченными поверхностями и количеством жидкости в части для хранения жидкости может быть неизвестно и может находиться в пределах области 256 графика по фиг. 9. В результате, определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, могут быть менее точным, если определение выполнено, когда часть для хранения жидкости не находится в горизонтальной или вертикальной ориентации.
На фиг. 10a, 10b и 10c показан картридж 200 в отклоненной или наклонной ориентации, т.е. ни в горизонтальном, ни в вертикальном положении. На фиг. 10a показана часть для хранения жидкости, удерживающая небольшое количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на фиг. 10b показана часть для хранения жидкости, наполовину заполненная жидким субстратом, образующим аэрозоль, и на фиг. 10c показана часть для хранения жидкости, которая заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль, больше чем наполовину.
В ориентациях, показанных на фиг. 10a, 10b и 10c, соотношение между смоченными поверхностями части для хранения жидкости и количеством, удерживаемым в части для хранения жидкости, находится в пределах области 256 графика по фиг. 9. Таким образом, невозможно определить количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, за счет использования соотношений 252, 254, показанных на графике по фиг. 9.
Система управления может быть запрограммирована на определение того, что часть для хранения жидкости не находится в горизонтальной ориентации, поскольку при сравнении измерения емкости первой пары электродов и измерения емкости второй пары электродов не равны.
В ситуации, представленной на фиг. 10a, система управления может быть запрограммирована на определение того, что часть для хранения жидкости содержит небольшое количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, поскольку емкость второй пары электродов 330 указывает, что вторая часть 230 является не заполненной, а емкость первой пары электродов 320 указывает, что первая часть 220 не является ни заполненной жидким субстратом, образующим аэрозоль, ни пустой. В этом случае система управления может быть запрограммирована на указание пользователю того, что количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, является низким, и что часть для хранения жидкости необходимо повернуть в горизонтальную ориентацию, таким образом может быть выполнено определение количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости. В частности, для небольшого количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, точность определения значительно выше, когда часть для хранения жидкости находится в горизонтальной ориентации, чем когда часть для хранения жидкости находится в вертикальной ориентации. Это происходит из-аз того, что площадь смоченной поверхности намного больше, когда часть для хранения жидкости расположена горизонтально, чем когда часть для хранения жидкости расположена вертикально.
Когда часть для хранения жидкости повернута в горизонтальную ориентацию и определение количества жидкости в части для хранения жидкости выполнено, система управления может быть запрограммирована на предотвращение работы системы, генерирующей аэрозоль, если определенное количество находится ниже заданного порогового значения, как правило, в диапазоне от 1 процента до 5 процентов от объема части для хранения жидкости.
В ситуациях, продемонстрированных на фиг. 10b и 10c, система управления может быть выполнена с возможностью определения того, что часть для хранения жидкости по меньшей мере наполовину заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль, поскольку емкости второй пары электродов указывают, что вторая часть 230 не является ни заполненной жидким субстратом, образующим аэрозоль, ни пустой. В частности, в ситуации, продемонстрированной на фиг. 10c, система управления может быть выполнена с возможностью определения того, что часть для хранения жидкости практически заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль, поскольку емкость первой пары электродов указывает, что первая часть 220 заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль.
На фиг. 11a и 11b показан картридж 200 согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. Картридж 200 идентичен картриджу 200 по фиг. 2-10 и содержит датчик 500. Датчик 500 по существу подобен датчикам 300 и 400, описанным выше, но содержит две пары первых электродов 521, 522 и две пары вторых электродов 531, 532. Одна из пар первых электродов 521 окружает по существу половину окружности первой части 220 части 201 для хранения жидкости, а другая из пар первых электродов 522 окружает по существу другую половину первой части 220 части 201 для хранения жидкости. Подобным образом, одна из пар вторых электродов 531 окружает по существу половину окружности второй части 230 части 201 для хранения жидкости, а другая из пар первых электродов 532 окружает по существу другую половину второй части 230 части 201 для хранения жидкости.
Предоставление отдельных датчиков или отдельных пар встречно-гребенчатых электродов по разным сторонам первой и второй частей 220, 230 части для хранения жидкости может позволить системе управления обеспечивать улучшенное определение того, находится ли часть для хранения жидкости в вертикальной ориентации. Это расположение датчиков может позволить системе управления определять, когда часть 201 для хранения жидкости находится в горизонтальной ориентации и когда часть для хранения жидкости находится в вертикальной ориентации.
Когда сумма емкостей первых пар электродов 521, 522 равна сумме емкостей между вторыми парами электродов 531, 532, часть 201 для хранения жидкости может быть определена как находящаяся в горизонтальной ориентации.
Когда емкость первой пары электродов 521 на первой стороне части 201 для хранения жидкости равна емкости второй пары электродов 531 на первой стороне части 201 для хранения жидкости, и емкость первой пары электродов 522 на второй стороне части 201 для хранения жидкости равна емкости второй пары электродов 532 на второй стороне части 201 для хранения жидкости, часть для хранения жидкости находится в вертикальной ориентации.
Система управления основного блока, такого как основной блок 100, может быть выполнена с возможностью объединения емкостей, измеренных между каждой из первых пар электродов, и объединения емкостей, измеренных между каждой из вторых пар электродов. Система управления может быть выполнена с возможностью определения того, что часть для хранения жидкости находится в горизонтальной ориентации, если объединенные емкости первых пар электродов по существу равны объединенным емкостям вторых пар электродов.
Система управления может быть выполнена с возможностью сравнения емкостей, измеренных между каждой из первых пар электродов, и сравнения емкостей, измеренных между каждой из вторых пар электродов. Система управления может быть выполнена с возможностью определения того, что часть для хранения жидкости находится в вертикальной ориентации, если емкости первых пар электродов по существу равны, и если емкости вторых пар электродов по существу равны.
Система управления может быть дополнительно выполнена с возможностью определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, если система управления определяет, что часть для хранения жидкости находится либо в горизонтальной ориентации, либо в вертикальной ориентации. Это может повысить надежность определения.
В некоторых вариантах осуществления основной блок содержит сигнальные средства для обеспечения пользователю визуального, звукового или тактильного указателя. Система управления может быть выполнена с возможностью предоставления пользователю указателя в разное время, например, при определении того, что часть для хранения жидкости находится в горизонтальной ориентации, при определении того, что часть для хранения жидкости находится в негоризонтальной ориентации, и когда определенное количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, достигает порогового значения или ниже него. В некоторых вариантах осуществления основной блок может предотвращать дальнейшее генерирование аэрозоля при определении того, что количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, достигает порогового значения или ниже него.
В некоторых вариантах осуществления система управления может быть выполнена с возможностью подсчета числа затяжек, осуществленных пользователем на системе, генерирующей аэрозоль, и может быть выполнена с возможностью регулирования определенного значения количества на основе определенного числа затяжек.
Следует понимать, что часть для хранения жидкости может иметь любую другую подходящую форму. Подходящие формы представляют собой формы, имеющие постоянное поперечное сечение вдоль центральной продольной оси части для хранения жидкости. Например, часть для хранения жидкости может иметь поперечное сечение круглой, треугольной или прямоугольной формы.
На фиг. 12a, 12b и 12c показан картридж 200 согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. Картридж 200 идентичен картриджу 200 по фиг. 2-10 и содержит датчик 600. Датчик 600 по существу подобен датчику 500, описанному выше, но содержит четыре пары первых электродов 621, 622, 623, 624 и четыре пары вторых электродов 631, 632, 633, 634. Каждая из пар первых электродов 621, 622, 623, 624 окружает по существу четверть окружности первой части части 201 для хранения жидкости. Подобным образом, каждая из пар вторых электродов 631, 632, 633, 634 окружает по существу четверть окружности второй части части 201 для хранения жидкости. Это расположение может дополнительно улучшить определение ориентации части для хранения жидкости посредством обеспечения системы управления дополнительными указателями об определенных местах на поверхностях емкости 204, смоченных жидким субстратом, образующим аэрозоль.
На фиг. 13 показан датчик 700 согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. Датчик 700 выполнен с возможностью расположения смежно с частью для хранения жидкости, содержащей емкость, которая имеет по существу форму прямоугольного параллелепипеда. Датчик 700 содержит печатную плату, имеющую четыре участка, соединенных на центральной части и расположенных по существу в крестообразной форме. Каждый из участков предназначен для покрытия боковой стенки кубовидной емкости.
Датчик 700 содержит четыре первые пары встречно-гребенчатых электродов 721, 722, 723, 724 и четыре вторые пары встречно-гребенчатых электродов 731, 732, 733, 734. Каждый участок печатной платы содержит первую пару встречно-гребенчатых электродов, расположенных в направлении дальнего конца участка, и вторую пару встречно-гребенчатых электродов, расположенных в направлении ближнего конца участка, по направлению к центральной части. Таким образом, первая пара встречно-гребенчатых электродов и вторая пара встречно-гребенчатых электродов будут расположены с каждой боковой поверхности кубовидной емкости части для хранения жидкости.
Для установки датчика 700 на кубовидной емкости части для хранения жидкости центральная секция платы может быть расположена на конце части для хранения жидкости, и каждый участок платы может быть сложен или изогнут на боковую стенку емкости. Эта конфигурация может быть относительно недорогой для производства и может обеспечивать улучшенное положение первой пары электродов с первой частью части для хранения жидкости и вторых пар электродов со второй частью части для хранения жидкости.
На фиг. 14 показано другое расположение пары встречно-гребенчатых электродов 800, которое может подходить для использования в настоящем изобретении. Пара встречно-гребенчатых электродов 800 содержит приводной электрод и измерительный электрод. Каждый электрод содержит по существу линейную основную дорожку или гребень и множество пар дугообразных выступов или штырей. Пары дугообразных штырей разнесены с равным интервалом вдоль основной дорожки и проходят в противоположных направлениях от основной дорожки. Каждая пара штырей образует незавершенный круг, который не соединяется на дальнем конце. Смежные пары выступов разнесены зазорами, определяющими ширину зазоров электродов. Пары дугообразных штырей приводного электрода расположены в зазорах между парами дугообразных штырей измерительного электрода, таким образом штыри приводного и измерительного электродов являются встречно-гребенчатыми.
На фиг. 15a, 15b и 15c показан картридж 200 согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. Картридж 200 идентичен картриджу 200 по фиг. 2-10 и содержит датчик 900. Датчик 900 по существу подобен датчику 600, описанному выше со ссылкой на фиг. 12. Однако датчик 900 не содержит пары встречно-гребенчатых электродов.
Датчик 900 содержит две первые пары электродов 921, 922, 923, 924 и две вторые пары электродов 931, 932, 933, 934. Как упомянуто выше, в этом варианте осуществления первая и вторая пары электродов не являются встречно-гребенчатыми электродами, а являются плоскими электродами, расположенными на противоположных сторонах части 201 для хранения жидкости емкости 204, таким образом часть части для хранения жидкости расположена между каждой из пар электродов.
Каждый электрод 921, 922, 931, 932 имеет изогнутую плоскость, которая проходит приблизительно половину длины емкости 204 и окружает приблизительно четверть окружности емкости 204. Каждый из первых плоских электродов 921, 922, 923, 924 окружает по существу четверть окружности первой части части 201 для хранения жидкости. Подобным образом, каждый из вторых плоских электродов 931, 932, 933, 934 окружает по существу четверть окружности второй части части 201 для хранения жидкости.
Каждый электрод 921, 922, 931, 932 содержит изогнутую плоскость, которая проходит приблизительно половину длины емкости 204 и окружает приблизительно четверть окружности емкости 204. Первые пары электродов 921, 922, 923, 924 по существу окружают первую часть 220 части 201 для хранения жидкости, а вторые пары электродов 931, 932, 933, 934 по существу окружают вторую часть 230 части 201 для хранения жидкости. Таким образом, первая часть 220 части 201 для хранения жидкости расположена между первыми парами электродов 921, 922, 923, 924, а вторая часть 230 части 201 для хранения жидкости расположена между вторыми парами электродов 931, 932, 933, 934.
Каждая первая пара электродов может образовывать первый конденсатор, и первая часть 220 части 201 для хранения жидкости может образовывать диэлектрик первых конденсаторов. Подобным образом, каждые вторые пары электродов могут образовывать второй конденсатор, и вторая часть 230 части 201 для хранения жидкости может образовывать диэлектрик второго конденсатора.
Система управления может определять ориентацию части 201 для хранения жидкости на основе измерений емкости первых пар электродов и измерений емкости вторых пар электродов подобным образом с системами управления, описанными выше, за счет определения ориентации части для хранения жидкости на основе измерений электрических величин пар встречно-гребенчатых электродов.
Следует понимать, что в других вариантах осуществления картриджи, описанные в отношении фиг. 1-15, могут быть не картриджами, а скорее могут быть неотъемлемыми частями основных блоков, таких как основной блок, показанный на фиг. 1.
Следует понимать, что любые признаки, описанные выше для одного варианта осуществления, могут быть также представлены в любых других вариантах осуществления. В частности, следует понимать, что картриджи и основные блоки согласно настоящему изобретению могут содержать одну или более первых пар электродов и одну или более вторых пар электродов. Следует также понимать, что размер и форма частей для хранения жидкости и первой и второй пар электродов могут изменяться.