ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПАРЕНИЯ, СОДЕРЖАЩЕЕ ИНДИКАТОР УРОВНЯ СОСТАВА
ELECTRONIC VAPING APPARATUS CONTAINING A COMPOSITION LEVEL INDICATOR

Один или более примерных вариантов осуществления относятся к электронным устройствам для парения.
Электронное устройство для вейпинга (парения) содержит нагревательный элемент, который испаряет готовый состав для испарения с получением пара, подлежащего втягиванию через выпускные отверстия электронного устройства для парения. Электронные устройства для парения могут называться электронными устройствами для испарения или электронными устройствами для вейпинга.
Электронное устройство для парения дополнительно содержит блок питания, такой как батарея, расположенный в электронном устройстве для парения. Батарея электрически соединена с нагревательным элементом для подачи питания на нагревательный элемент, таким образом, нагревательный элемент нагревается до температуры, достаточной для преобразования готового состава для испарения в пар. Пар выходит из электронного устройства для парения через мундштук, содержащий по меньшей мере одно выпускное отверстие.
В данном разделе приводится общее описание изобретения, и оно не является полным раскрытием его полного объема или всех его признаков.
По меньшей мере один примерный вариант осуществления относится к электронному устройству для парения.
Электронное устройство для парения содержит испаритель в сборе (также называемый секцией испарителя или картриджем), который содержит нагревательный элемент, резервуар для готового состава для испарения, индикатор уровня готового состава для испарения, содержащий несколько отдельных сегментов, и по меньшей мере один процессор. Резервуар для готового состава для испарения может быть выполнен с возможностью вмещения готового состава для испарения, и по меньшей мере один процессор может быть выполнен с возможностью определения разности между первым коэффициентом заполнения питания, подаваемого на нагревательный элемент, и вторым коэффициентом заполнения питания, подаваемого на нагревательный элемент, и корректировки индикатора на основе определенной разности коэффициентов заполнения.
Дополнительные области применения станут понятны из описания, предусмотренного в данном документе. Настоящее описание и конкретные примеры, приведенные в данном разделе, описывающем сущность изобретения, предназначены лишь для иллюстративных целей и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения.
Графические материалы, описанные в данном документе, предназначены лишь для целей иллюстрирования избранных вариантов осуществления и некоторых возможных вариантов применения и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения.
На фиг. 1 показан примерный вариант осуществления электронного устройства для парения;
на фиг. 2 показан вид в поперечном сечении секции питания примерного электронного устройства для парения;
на фиг. 3 показан вид в поперечном сечении примерного варианта осуществления картриджа электронного устройства для парения;
на фиг. 4A показан примерный вариант осуществления картриджа электронного устройства для парения;
на фиг. 4B показан другой примерный вариант осуществления картриджа электронного устройства для парения;
на фиг. 4C показан еще один примерный вариант осуществления картриджа электронного устройства для парения;
на фиг. 5 показана примерная принципиальная электрическая схема примерного варианта осуществления электронного устройства для парения;
на фиг. 6 представлена примерная схема потока данных, вложенная в блок-схему, показывающую поток данных в электронном устройстве для парения согласно примерному варианту осуществления;
на фиг. 7 представлена схема последовательности операций, показывающая способ инициализации индикатора согласно примерному варианту осуществления;
на фиг. 8 представлена схема последовательности операций, показывающая способ управления индикатором согласно примерному варианту осуществления;
на фиг. 9 представлена схема последовательности операций, показывающая другой способ управления индикатором согласно примерному варианту осуществления;
на фиг. 10 представлена схема последовательности операций, показывающая еще один способ управления индикатором согласно примерному варианту осуществления; и
на фиг. 11 показан способ обновления индикатора картриджа.
Соответствующими ссылочными номерами обозначены соответствующие части по нескольким видам, изображенным на графических материалах.
Примерные варианты осуществления настоящего изобретения будут далее описаны более полно со ссылками на сопроводительные графические материалы.
Примерные варианты осуществления предусмотрены таким образом, чтобы настоящее изобретение было исчерпывающим и его объем был полностью донесен до специалистов в данной области техники. Ряд конкретных подробностей изложен таким образом, чтобы примеры конкретных деталей, устройств и способов обеспечивали исчерпывающее понимание вариантов осуществления настоящего изобретения. Для специалистов в данной области техники будет очевидно, что использование конкретных подробностей необязательно, что примерные варианты осуществления могут быть осуществлены во множестве разных форм и что они не должны рассматриваться как ограничивающие объем настоящего изобретения. В некоторых примерных вариантах осуществления хорошо известные способы, хорошо известные конструкции устройства и хорошо известные технологии подробно не описаны.
Терминология, используемая в данном документе, предназначена лишь для целей описания конкретных примерных вариантов осуществления и не предназначена для ограничения. В контексте данного документа формы единственного числа предназначены для включения также форм множественного числа, если контекст явно не указывает на иное. Термины «содержит», «содержащий», «включающий» и «имеющий» являются инклюзивными и, следовательно, указывают на наличие установленных признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов или деталей, но не исключают наличия или добавления одного или более других признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов, деталей или их групп. Этапы способа, процессы и операции, описанные в данном документе, не должны рассматриваться как требующие их обязательного осуществления в конкретном проиллюстрированном или описанном порядке, если порядок их осуществления не указан конкретным образом. Следует также понимать, что могут использоваться дополнительные или альтернативные этапы.
В случае, если элемент или слой обозначен как «расположенный на», «сцепленный с», «соединенный с», или «связанный с» другим элементом или слоем, он может быть непосредственно расположен на, сцеплен с, соединен с или связан с другим элементом или слоем, или могут присутствовать промежуточные элементы или слои. И наоборот, в случае, если элемент обозначен как «непосредственно расположенный на», «непосредственно сцепленный с», «непосредственно соединенный с» или «непосредственно связанный с» другим элементом или слоем, возможно отсутствие промежуточных элементов или слоев. Другие выражения, используемые для описания взаимосвязи между элементами, должны интерпретироваться аналогичным образом (например, «между» и «непосредственно между», «вблизи» и «в непосредственной близости» и т.п.).
Хотя термины «первый», «второй», «третий» и т.п. могут использоваться в данном документе для описания различных элементов, деталей, областей, слоев или секций, эти элементы, детали, области, слои или секции не должны ограничиваться данными терминами. Эти термины могут использоваться лишь для того, чтобы отличить один элемент, деталь, область, слой или секцию от другого элемента, детали, области, слоя или секции. Такие термины как «первый», «второй» и другие числовые термины, при их использовании в данном документе, не подразумевают последовательность или порядок, если контекст однозначно не указывает на иное. Следовательно, первые элемент, деталь, область, слой или секция, описанные ниже, могут именоваться вторыми элементом, деталью, областью, слоем или секцией без отступления от идей, изложенных в примерных вариантах осуществления.
Термины относительного пространственного расположения, такие как «внутренний», «внешний», «под», «ниже», «нижний», «над», «верхний» и т.п., могут использоваться в данном документе для облегчения описания при раскрытии связи одного элемента или признака с другим элементом или признаком, изображенными на фигурах. Термины относительного пространственного расположения могут быть предназначены для окружения разных ориентаций устройства во время эксплуатации или работы в дополнение к ориентации, изображенной на фигурах. Например, если устройство на фигурах перевернуто, то элементы, описанные как расположенные «под» другими элементами или признаками или «ниже» них, окажутся ориентированными «над» другими элементами или признаками. Следовательно, термин «ниже» может окружать расположение как выше, так и ниже. Устройство может быть ориентировано иным образом (повернуто на 90 градусов или расположено с другими ориентациями), и определения относительного пространственного расположения, используемые в настоящем документе, интерпретируют соответствующим образом.
Готовый состав для испарения представляет собой материал или комбинацию материалов, которые могу быть превращены в пар. Например, готовый состав для испарения может представлять собой жидкий, твердый или гелеобразный состав, включая, но без ограничения: воду, гранулы, растворители, активные ингредиенты, этанол, растительные экстракты, натуральные или искусственные ароматы или вещества для образования пара, такие как глицерин и пропиленгликоль. Заявка на патент США № 14/602099 (публикация № 2015/0313275), заявка на патент США № 14/333212 (публикация № 2015/0020823) и заявка на патент США № 13/756 127 (публикация № 2013/0192623), которые включены в настоящий документ посредством ссылки во всей своей полноте, раскрывают примеры смесей составов.
Готовый состав для испарения может содержать никотин или может не содержать никотина. Готовый состав для испарения может содержать одно или более табачных ароматизирующих веществ. Готовый состав для испарения может содержать одно или более ароматизирующих веществ, которые являются отдельными от одного или более табачных ароматизирующих веществ.
В некоторых примерных вариантах осуществления готовый состав для испарения, который содержит никотин, может также содержать одну или более кислот. Одна или более из кислот могут представлять собой одну или более из пировиноградной кислоты, муравьиной кислоты, щавелевой кислоты, гликолевой кислоты, уксусной кислоты, изовалериановой кислоты, валериановой кислоты, пропионовой кислоты, октановой кислоты, молочной кислоты, левулиновой кислоты, сорбиновой кислоты, яблочной кислоты, винной кислоты, янтарной кислоты, лимонной кислоты, бензойной кислоты, олеиновой кислоты, аконитовой кислоты, масляной кислоты, коричной кислоты, каприновой кислоты, 3,7-диметил-6-октановой кислоты, 1-глутаминовой кислоты, гептановой кислоты, капроновой кислоты, 3-капроновой кислоты, транс-2-капроновой кислоты, изомасляной кислоты, лауриновой кислоты, 2-метилбутановой кислоты, 2-метилвалериановой кислоты, миристиновой кислоты, нонановой кислоты, пальмитиновой кислоты, 4-пентеновой кислоты, фенилуксусной кислоты, 3-фенилпропионовой кислоты, хлористоводородной кислоты, фосфорной кислоты, серной кислоты и их комбинаций.
Готовый состав для испарения также или вместо этого может представлять собой готовый состав для диспергирования, при этом состав может испаряться или может не испаряться, но также или вместо этого может диспергироваться.
На фиг. 1 показан примерный вариант осуществления электронного устройства 10 для парения (вейпинга).
На фиг. 1 показана иллюстрация электронного устройства 10 для парения (вейпинга) в сборе согласно примерному варианту осуществления. Устройство 10 может содержать две основные секции: картридж 20 и секцию 30 питания. Альтернативно, устройство 10 может содержать более двух секций, или устройство 10 может представлять собой одну секцию, выполненную за одно целое. Секция 30 питания может являться многоразовой, или альтернативно секция 30 питания может являться одноразовой. Картридж 20 может являться многоразовым, или альтернативно картридж 20 может являться одноразовым. Секции 20/30 могут быть соединены одна с другой при помощи резьбовых соединений (не показаны). Альтернативно, секции 20/30 могут быть соединены одна с другой при помощи других конструкций, таких как одно или более из соединения плотной посадкой, скобы, прессовой посадки, хомута, зажима или т.п. Картридж 20 выполнен с возможностью нагрева готового состава для испарения для генерирования пара.
На фиг. 2 показано изображение вида в сечении секции 30 питания электронного устройства 10 для парения, показанного на фиг. 1 (и, в частности, вида в сечении по линии А-А на фиг. 1), согласно примерному варианту осуществления. Секция 30 питания обеспечивает питание для картриджа20. Как упомянуто выше, секция 30 питания может представлять собой многоразовую секцию электронного устройства для парения. В этом случае многоразовая секция может быть выполнена с возможностью перезарядки при помощи внешнего зарядного устройства. Альтернативно, секция 30 питания может представлять собой одноразовую секцию электронного устройства для парения, и тогда секция 30 питания может быть использована только до тех пор, пока не будет израсходована энергия из блока 60 питания (описан ниже).
Секция 30 питания не ограничена батареей в качестве блока питания; она может представлять собой любой другой блок питания. Блок 60 питания может представлять собой литий-ионную батарею или один из ее вариантов, например литий-ионную полимерную батарею, литий-железо-фосфатную батарею и т.п. В качестве альтернативы, блок питания может представлять собой никель-металлогидридную батарею, никель-кадмиевую батарею, литий-марганцевую батарею, литий-кобальтовую батарею или топливный элемент. Электронное устройство для парения может использоваться взрослым вейпером до израсходования энергии в блоке питания или, в случае литий-полимерной батареи, до достижения минимального уровня отсечки напряжения.
Дополнительно со ссылкой на фиг. 2, секция 30 питания содержит первую соединительную часть 40a, датчик 55 давления, блок 60 питания и контроллер 70 в оболочке 202 кожуха. Оболочка 202 кожуха может быть образована из пластика и может необязательно содержать покрытие из металла (например, алюминия), хотя могут быть использованы и другие подходящие материалы. Контроллер 70 может представлять собой процессор, микропроцессор, контроллер, специализированную интегральную схему (ASIC) или другое подобное аппаратное обеспечение.
Контроллер 70 может быть соединен с датчиком 55 давления, который выполнен с возможностью обнаружения падения давления воздуха внутри электронного устройства для парения и инициирования приложения напряжения от секции 30 питания к нагревательному элементу в картридже 20, когда картридж 20 соединен с секцией 30 питания.
Когда секция 30 питания соединена с картриджем 20, блок 60 питания электрически соединен с нагревательным элементом картриджа 20 при обнаружении при помощи датчика 55 давления отрицательного давления, прилагаемого взрослым вейпером, в картридже 20 и/или секции 30 питания. Воздух втягивается в основном в центральный проход для воздуха картриджа через мундштук электронного устройства 10 для парения. Примерные варианты осуществления не ограничиваются электронными устройствами для парения, использующими датчик давления для активации парения. Точнее, примерные варианты осуществления также применимы к электронным устройствам для парения, которые могут приводиться в действие другими способами, как, например, при помощи нажимной кнопки, емкостной кнопки или т. п.
Первая соединительная часть 40a может представлять собой охватывающий соединитель, выполненный с возможностью соединения с охватываемым соединителем на другом элементе электронного устройства для парения, таким как картридж 20 электронного устройства 10 для парения (см. фиг. 3 и 4A-4C). Альтернативно, первая соединительная часть 40a может представлять собой охватываемый соединитель, выполненный с возможностью соединения с охватывающим соединителем на другой секции электронного устройства для парения. Вторая соединительная часть 40b может представлять собой охватываемый соединитель, выполненный с возможностью соединения с охватывающим соединителем на другом элементе электронного устройства для парения, таким как секция 30 питания электронного устройства 10 для парения (см. фиг. 3 и 4A-4C). Альтернативно, вторая соединительная часть 40b может представлять собой охватывающий соединитель, выполненный с возможностью соединения с охватываемым соединителем на другой секции электронного устройства для парения. Дальние концы соединителей 40a/40b могут определять резьбы (не показаны), которые могут быть выполнены с возможностью сопряжения с резьбами (не показаны) на другой секции электронного устройства для парения.
На фиг. 3 показан вид в сечении примерного варианта осуществления картриджа 20 электронного устройства 10 для парения. Как и в случае секции 30 питания, вместе с объектом настоящего изобретения могут быть использованы разные картриджи или секции.
Как показано на фиг. 3, картридж 20 содержит кожух 402 и индикатор 320 с мундштучным концом 315 и соединительным концом 305. Кожух 402 может быть образован из металла (например, нержавеющей стали), хотя могут быть использованы и другие подходящие материалы.
Картридж 20 нагревает готовый состав для испарения, содержащийся внутри картриджа 20, для генерирования пара, способного втягиваться через многопортовую вставку 50 в мундштучном конце 315. В заявке на патент США № 13/741254 (публикация № 2013/0192619), которая включена в данный документ посредством ссылки во всей своей полноте, раскрыта примерная многопортовая мундштучная вставка для распределения.
Картридж 20 содержит внутреннюю трубку 414, резервуар 416 для готового состава для испарения, предназначенный для хранения или вмещения готового состава для испарения, и впускное отверстие 418 картриджа. Внутренняя трубка 414 образует проход, который расположен в целом соосно с кожухом 402 внутри него. Резервуар 416 для готового состава для испарения может быть заключен во внешнем кольцевом пространстве между кожухом 402 и внутренней трубкой 414.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления резервуар 416 содержит готовый состав для испарения и, необязательно, среду для хранения (например, волокнистую среду), выполненную с возможностью распределения и/или регулирования потока готового состава для испарения в резервуаре. Например, среда для хранения может представлять собой обертку из марли вокруг внутренней трубки. Среда для хранения содержит наружную обертку из марли, окружающую внутреннюю обертку из марли из такого же или другого материала. В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления среда для хранения резервуара 416 выполнена из глиноземной керамики в форме свободных частиц, разрыхленных волокон или тканых или нетканых волокон, или альтернативно среда для хранения выполнена из целлюлозного материала, такого как хлопковый или марлевый материал, или из полимерного материала, такого как полиэтилентерефталат, в форме пучка разрыхленных волокон.
Волокна среды для хранения могут иметь диаметр в диапазоне от приблизительно 6 микрон до приблизительно 15 микрон (например, от приблизительно 8 микрон до приблизительно 12 микрон или от приблизительно 9 микрон до приблизительно 11 микрон). Среда для хранения может представлять собой спеченный, пористый или вспененный материал. Кроме того, волокна могут иметь размер, исключающий возможность их вдыхания, и могут иметь поперечное сечение, которое имеет Y-образную форму, крестообразную форму, форму клевера или любую другую подходящую форму. В некоторых примерных вариантах осуществления резервуар 416 для готового состава для испарения может представлять собой наполненную емкость, не имеющую какой-либо среды для хранения и содержащую только готовый состав для испарения.
Мундштучный конец 315 содержит многопортовую вставку 50, которая может содержать выпускные отверстия 408, сообщающиеся по текучей среде с внутренней трубкой 414, которая проходит к аноду 452 второй соединительной части 40b. Анод 452 может содержать сквозное отверстие 454, которое сообщается по текучей среде с внутренней трубкой 414 на одном конце и сообщается по текучей среде с впускными отверстиями для воздуха (не показаны) на противоположном конце.
В по меньшей мере некоторых примерных вариантах осуществления картридж 20 может дополнительно содержать нагревательный элемент 420, фитиль 422 и выводы 424a и 424b электрода, которые предусмотрены для электрического соединения нагревательного элемента 420 (альтернативно называемого «нагревателем») с блоком питания, когда картридж 20 соединен с блоком питания, таким как секция 30 питания.
Когда картридж 20 соединен с секцией 30 питания, блок 60 питания может быть функционально подключен к нагревательному элементу 420 для приложения напряжения к нагревательному элементу 420. Кроме того, блок 60 питания подает питание на контроллер на печатной плате 72, как более подробно будет описано ниже.
На фиг. 4A-4C показаны примерные варианты осуществления картриджей. Как показано на фиг. 4A, картридж 20a содержит индикатор 320 для отображения количества жидкости, оставшейся в резервуаре 416 картриджа 20. Отображаемое количество может быть аналогично количеству жидкости, оставшейся в резервуаре 416. В одном примере полностью снабженный питанием индикатор 320 может представлять полностью заполненный резервуар. Альтернативно полностью снабженный питанием индикатор 320 может представлять полностью опустошенный резервуар. Например, в конфигурации данного примерного варианта осуществления, если готовый состав для испарения в картридже 20 израсходован, индикатор 320 может быть настроен как полностью снабженный питанием. В другой конфигурации данного примерного варианта осуществления, если картридж 20a заполнен готовым составом для испарения, индикатор 320 может быть настроен как полностью снабженный питанием. В другой конфигурации данного примерного варианта осуществления, если картридж 20a заполнен частично, индикатор 320 может быть настроен как частично снабженный питанием. Контроллер 70 управляет питанием, доставляемым в индикатор 320, в соответствии с количеством готового состава для испарения в резервуаре.
На фиг. 4A картридж 20a показан как содержащий многопортовую вставку 50 на мундштучном конце 315, вторую соединительную часть 40b на соединительном конце 305 и кожух 402. Индикатор 320 расположен на поверхности картриджа 20a в продольном направлении. Индикатор 320 может иметь продолговатую форму и проходить в продольном направлении вдоль продольной оси картриджа 20a. В этом примере индикатор 320 показан как единый дисплей; однако варианты осуществления не должны ограничиваться этим примером. Индикатор 320 может быть выполнен с возможностью отображения аналогового представления количества жидкости, оставшейся в картридже 20a. Кроме того, индикатор 320 может содержать несколько отдельных индикаторов, каждый из которых может быть выполнен с возможностью получения питания независимо от других отдельных индикаторов. Количество отдельных индикаторов, получающих питание, может быть аналогично количеству готового состава для испарения, оставшегося в картридже 20a.
На фиг. 4B показан другой примерный вариант осуществления картриджа.
Как показано на фиг. 4B, картридж 310 аналогичен картриджу 20a за исключением того, что картридж 310 содержит индикатор 312 на своем конце. Индикатор 312 может охватывать всю окружность картриджа 310, частично охватывать окружность картриджа 310 или прерывисто охватывать окружность картриджа 310. Согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления, индикатор 312 выполнен с возможностью отображения нескольких отдельных сегментов 312a индикатора 312, при этом отдельные сегменты 312a выполнены так, что каждый из них независимо получает напряжение из секции 30 питания, когда картридж 310 соединен с секцией 30 питания. Каждый из отдельных сегментов 312a может быть снабжен питанием одновременно с остальными отдельными сегментами, но независимо от них. Например, отдельный сегмент 312a изображен как получающий питание, а второй отдельный сегмент 312b изображен как не получающий питание. Отдельные сегменты более подробно описаны ниже.
Для определения порядка, в котором отдельные сегменты могут снабжаться питанием, могут использоваться различные способы, которые не будут подробно обсуждаться в данном документе. Индикатор 312 выполнен с возможностью предоставления показателя того, сколько готового состава для испарения остается в резервуаре картриджа. Принцип работы индикатора будет более подробно описан ниже.
Со ссылкой на фиг. 4С, картридж 330 аналогичен картриджу 20a за исключением того, что картридж 330 содержит индикатор 322. Индикатор 322 может являться цельным и может содержать заряженный материал 322а и незаряженный материал 322b.
Индикатор 322 выполнен с возможностью предоставления аналогового представления количества готового состава для испарения, оставшегося в картридже 330. Индикатор 322 может представлять собой электронную бумагу («электронные чернила»), органический светодиод («OLED»), светодиод и т.п. и не ограничивается этим. Индикатор 322 может иметь единую конструкцию, выполненную с возможностью отображения аналогового представления готового состава для испарения, оставшегося в резервуаре. Альтернативно или дополнительно, индикатор 322 может представлять собой несколько отдельных сегментов 322а и 322b индикатора. В случае нескольких отдельных сегментов индикатора количество снабжаемых питанием отдельных сегментов отражает количество готового состава для испарения в картридже.
Сегменты 322a, 322b индикатора могут быть расположены в виде столбца в продольном направлении вдоль картриджа, столбцов световых индикаторов, имеющих форму точек, штрихов или другую форму, расположенных в рядах по окружности вдоль картриджа, или т. п. Форма сегмента индикатора несколько колец, отдельные объекты разной формы, такие как квадраты, круги, овалы, цветы, звезды, трапеции, прямоугольники или т.п. Ниже более подробно описан принцип работы индикатора 322.
На фиг. 5 показана блок-схема контроллера 70 согласно примерному варианту осуществления. На фиг. 6 более подробно показано схематическое изображение варианта осуществления схемы 515 управления индикатором и схемы 515 управления нагревателем.
Как показано на фиг. 5, контроллер 70 содержит микропроцессор 502, машиночитаемый носитель 505 данных, схему 515 управления индикатором, схему 517 управления нагревателем, схему 520 управления зарядом, блок 510 управления батареей (BMU) и датчик 55 давления на печатной плате 72. В одном примерном варианте осуществления различные компоненты контроллера 70 и микропроцессора 502 взаимодействуют с использованием интерфейса межсоединений интегральных микросхем (I2C). В по меньшей мере некоторых примерных вариантах осуществления печатная плата 72 дополнительно содержит интерфейс 530 ввода/вывода внешнего устройства для внешнего устройства 528. Интерфейс 530 I/O может представлять собой, например, интерфейс Bluetooth.
Контроллер 70 управляет функциями секции 30 питания, а также всего электронного устройства 10 для парения, такими как управление нагревательным элементом 420, взаимодействие с внешним зарядным устройством 540 и отслеживание давления внутри электронного устройства 10 для парения с целью определения того, приложил ли взрослый вейпер отрицательное давление. Контроллер 70 может представлять собой аппаратное обеспечение, программно-аппаратное обеспечение, аппаратное обеспечение, исполняющее программное обеспечение, или любую их комбинацию. Например, контроллер 70 может представлять собой одно или более центральных процессорных устройств (CPU), цифровые сигнальные процессоры (DSP), одну или более схем, интегральные схемы специального назначения (ASIC), программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA), компьютеры или т.п., настроенные как машины специального назначения для выполнения функций контроллера 70.
Например, если контроллер 70 представляет собой процессор, исполняющий программное обеспечение, контроллер 70 исполняет команды, хранящиеся на машиночитаемом носителе 505 данных, для настройки контроллера 70 как машины специального назначения.
Как раскрыто в настоящем документе, термин «машиночитаемый носитель данных» или «энергонезависимый машиночитаемый носитель данных» может представлять одно или несколько устройств для хранения данных, включая постоянное запоминающее устройство (ROM), оперативное запоминающее устройство (RAM), магнитное RAM, память на магнитных сердечниках, носители данных на магнитных дисках, оптические носители данных, устройства флэш-памяти и другие материальные машиночитаемые носители для хранения информации. Термин «машиночитаемый носитель данных» может включать, но без ограничения, съемные или несъемные устройства хранения, оптические устройства хранения и различные другие носители, способные хранить, содержать или переносить команды и/или данные.
Как показано на фиг. 5, блок 60 питания подает напряжение VBAT на внутреннюю схему управления, например на микропроцессор 502, схему 515 управления индикатором, схему 517 управления нагревателем, датчик 55 давления и схему 520 управления зарядом. На основе напряжения VBAT и данных из микропроцессора 502, переданных в схему 515 управления индикатором, индикатор 312 генерирует световой сигнал или ряд световых сигналов и отображает количество готового состава для испарения в резервуаре.
Схема 515 управления индикатором и схема 520 управления зарядом находятся под управлением микропроцессора 502 и передают данные в микропроцессор/принимают данные из микропроцессора 502.
Схема 517 управления нагревателем выполнена с возможностью управления напряжением, подаваемым на нагревательный элемент 420, на основе сигнала широтно-импульсной модуляции и сигнала включения, принимаемых из микропроцессора 502. Например, когда микропроцессор 502 обнаруживает, что картридж 20 и секция 30 питания соединены, схема 517 управления нагревателем выполнена с возможностью отслеживания напряжения на нагревательном элементе 420 и тока через нагревательный элемент 420. Схема 517 управления нагревателем выполнена с возможностью передачи информации об отслеживаемых напряжении и токе через нагревательный элемент 420 обратно в микропроцессор 502. Микропроцессор 502 выполнен с возможностью последующего регулирования сигнала широтно-импульсной модуляции на основе информации со схемы 517 управления нагревателем. Этот принцип работы будет более подробно описан ниже со ссылкой на фиг. 6 и 7.
BMU 510 отслеживает напряжение VBAT, генерируемое блоком 60 питания. Если напряжение VBAT находится в пределах заданного диапазона (например, от 2,5 В до 4,3 В), BMU 510 подает напряжение VBAT на микропроцессор 502. Если напряжение VBAT не находится в пределах заданного диапазона, BMU 510 прекращает подачу питания на микропроцессор 502.
Микропроцессор 502 содержит регулятор напряжения для преобразования напряжения VBAT в подаваемое напряжение VDD. Микропроцессор 502 подает напряжение VDD на датчик 55 давления, индикатор 312 и нагреватель 420.
Датчик 55 давления может представлять собой датчик микроэлектромеханической системы (MEMS). Микропроцессор 502 использует датчик 55 давления MEMS, содержащий пьезоэлектрический элемент 550, для определения того, приложил ли взрослый вейпер отрицательное давление к электронному устройству 10 для парения. Когда микропроцессор 502 обнаруживает, что взрослый вейпер прилагает отрицательное давление, микропроцессор 502 управляет схемой 517 управления нагревателем, чтобы начать процесс нагрев для создания нагревательным элементом 420 пара путем испарения готового состава для испарения. Датчик 55 давления, как правило, установлен на конце устройства и вставлен в уплотнитель, который изолирует одну сторону датчика от другой стороны датчика. Датчик 55 давления MEMS может представлять собой, например, барометрический датчик давления низкого напряжения MS5637-02BA03. Вместо датчика МЕМS или в дополнение к датчику МЕМS может быть использован датчик потока воздуха.
Как показано на фиг. 6, схема управления нагревателем предусматривает схему 605 отслеживания напряжения, соединенную с микропроцессором 502 при помощи интерфейса 601а, и при этом схема 605 отслеживания напряжения соединена с нагревательным элементом 420 при помощи интерфейса 602а. Схема 610 отслеживания тока соединена с микропроцессором 502 при помощи интерфейса 601b, и при этом схема 610 отслеживания тока соединена с нагревательным элементом 420 при помощи интерфейса 602b. Схема 615 импульсной модуляции соединена с микропроцессором 502 при помощи интерфейса 601c, и при этом схема 615 импульсной модуляции соединена с нагревательным элементом 420 при помощи интерфейса 602c. Схема 515 управления индикатором соединена с микропроцессором 502 при помощи интерфейса 601d, и при этом схема 515 управления индикатором соединена с по меньшей мере одним из возможных нескольких сегментов 312 индикатора при помощи интерфейса 602d. Схема 515 управления индикатором соединена со схемой 517 управления нагревателем при помощи интерфейса 603. Схема 515 управления индикатором соединена с отдельным сегментом или отдельными сегментами. Интерфейсы 601a, 601b и 601c могут представлять собой один или более контактных разъемов.
Схема 517 управления нагревателем содержит схему 605 отслеживания напряжения и схему 610 отслеживания тока. Схема 517 управления нагревателем также содержит схему 615 импульсной модуляции. Следует понимать, что схема 517 управления нагревателем может также содержать другие схемы, но эти другие схемы были опущены для краткости. Схема 605 отслеживания напряжения может представлять собой детектор напряжения. Схема 610 отслеживания тока может представлять собой детектор тока.
На фиг. 7 показан способ инициализации. Способ инициализации может быть активирован по меньшей мере одним из нескольких разных способов. Например, в некоторых примерных вариантах осуществления способ инициализации может быть активирован при соединении картриджа с секцией питания. В других примерных вариантах осуществления способ инициализации может быть активирован, когда взрослый вейпер прилагает к картриджу отрицательное давление. В дополнительных примерных вариантах осуществления способ инициализации может быть активирован, когда электронное устройство для парения выводится из нерабочего положения. Для примера, примерный вариант осуществления, показанный на фиг. 7, будет описан со ссылкой на схемы, показанные на фиг. 5 и 6.
Способ инициализации приводит к применению коэффициента заполнения для блока питания к нагревательному элементу 420. Например, микропроцессор 502 получает требуемое питание из носителя 505 данных. Требуемое питание может представлять собой проектный параметр, определенный экспериментально и предварительно сохраненный изготовителем на носителе 505 данных.
Со ссылкой на фиг. 7, на этапе S710 контроллер 70 при помощи блока 710 управления батареей, который может представлять собой аналого-цифровой преобразователь, измеряет напряжение блока 60 питания. На этапе S720 контроллер 70 определяет коэффициент заполнения на основе измеренного напряжения. На этапе S730 контроллер 70 применяет этот коэффициент заполнения к нагревательному элементу 720. Определение и применение коэффициента заполнения будет более подробно разъяснено ниже со ссылкой на фиг. 8. Хотя примерные варианты осуществления описаны со ссылкой на способ, показанный на фиг. 7, может быть использован любой известный способ инициализации. Заявка на патент США №15/191778, включенная в данный документ посредством ссылки во всей своей полноте, представляет пример другого способа инициализации, который может быть использован с примерными вариантами осуществления.
На фиг. 8 показана схема последовательности операций способа управления индикатором согласно примерному варианту осуществления.
начальное
начальное
начальное
Со ссылкой на фиг. 8, на этапе S800 контроллер 70 извлекает значение сопротивления для нагревательного элемента 420 из носителя 505 данных. Значение сопротивления может быть сохранено на носителе 505 данных при изготовлении электронного устройства для парения. На этапе S805 контроллер 70 определяет текущий коэффициент заполнения на основе напряжения батареи. Например, микропроцессор 502 получает требуемое питание из носителя 505 данных. Требуемое питание может представлять собой проектный параметр, определенный экспериментально и предварительно сохраненный изготовителем на носителе 505 данных. В одном примерном варианте осуществления требуемое питание может составлять 3,9 Вт. Микропроцессор 502 также получает с носителя 505 данных начальное сопротивление R. Начальное сопротивление R представляет собой допустимое сопротивление нагревателя 420. Начальное сопротивление R может представлять собой проектный параметр, определенный экспериментально и предварительно сохраненный изготовителем на носителе 505 данных. В одном примере начальное сопротивление может составлять приблизительно 3,5 Ом. Микропроцессор 502 использует измеренное напряжение батареи, требуемое питание и начальное сопротивление для определения коэффициента заполнения (DR) (или отношения длительности импульса к периоду повторения) согласно следующему уравнению:
n-1
BAT
где DR представляет собой коэффициент заполнения, определяемый по уравнению (1), и V представляет собой измеренное напряжение батареи.
n-1
прилагаемое
Например, на этапе S807 контроллер 70 определяет питание, прилагаемое к нагревательному элементу 420, на основе текущего коэффициента заполнения DR. Микропроцессор 502 может вычислять прилагаемое питание (Питание) с использованием следующего уравнения:
выборочное
выборочный
где V - измеренное напряжение, и I - измеренный ток через нагревательный элемент 420.
n
На этапе S810 контроллер 70 определяет новый коэффициент заполнения DR для использования при приложении питания к нагревательному элементу 420. Например, микропроцессор 502 определяет новый коэффициент заполнения согласно следующему уравнению:
Дополнительные способы определения коэффициента заполнения описаны в заявке на патент США №15/191778, которая включена в данный документ посредством ссылки во всей своей полноте.
Возвращаясь, например, к фиг. 6, схема 605 отслеживания напряжения осуществляет выборку фильтрованного (например, среднего) напряжения на нагревательном элементе 420, и схема 610 отслеживания тока осуществляет выборку фильтрованного (например, среднего) тока через нагревательный элемент 420. Контроллер 70 принимает измеренное значение напряжения из схемы 605 измерения напряжения и измеренное значение тока из схемы 610 измерения тока. Как будет понятно, эти и другие измеренные значения, принятые контроллером 70, могут подвергаться аналого-цифровому преобразованию. Контроллер 70 может сохранять измеренное напряжение и измеренный ток на носителе 505 данных.
Контроллер 70 сохраняет на носителе 505 данных новый коэффициент заполнения. Контроллер 70 продолжает прилагать питание к нагревательному элементу 420, однако делает это в соответствии с новым коэффициентом заполнения. Например, микропроцессор 502 управляет схемой 615 модуляции питания для обеспечения сигнала с широтно-импульсной модуляцией питания для нагревательного элемента 420 в соответствии с новым коэффициентом заполнения.
порог
порог
порог
порог
На этапе S820 контроллер 70 определяет разность между текущим коэффициентом заполнения и новым коэффициентом заполнения для извлечения разности коэффициентов заполнения (ΔDR). Затем на этапе S830 контроллер извлекает из носителя 505 пороговое значение разности коэффициентов заполнения ΔDR. Контроллер 70 сравнивает ΔDR с ΔDR на этапе S840. Например, если контроллер 70 определяет, что ΔDR меньше ΔDR, контроллер 70 будет возвращаться на этап S800. С другой стороны, если контроллер 70 определяет, что ΔDR больше ΔDR, контроллер 70 на этапе S850 управляет индикатором на основе ΔDR. Этап S850 будет более подробно обсужден ниже.
n-1
n
Как будет понятно, на следующей итерации коэффициент заполнения DR приравнивается новому коэффициенту заполнения DR из предыдущей итерации. Однако если приложение отрицательного давления завершилось, способ завершается.
В одном примерном варианте осуществления продолжительность цикла для способа инициализации и продолжительность цикла для одной итерации способа замкнутого управления питанием могут быть приравнены. Однако примерные варианты осуществления не ограничиваются этими способами, имеющими равное время начала. В одном примерном варианте осуществления продолжительность цикла может составлять приблизительно 60-80 мс. Однако примерные варианты осуществления не ограничиваются этими значениями.
Как будет понятно, способ, показанный на фиг. 7-8, повторяется во время каждого приложения отрицательного давления. В одном примерном варианте осуществления после первого приложения отрицательного давления начальное сопротивления может быть определено на основе последнего измеренного значения напряжения на нагревательном элементе 420, деленного на последнее измеренное значение тока, приложенного к нагревательному элементу 420.
В альтернативном варианте осуществления способ, показанный на фиг. 7, 8, может быть основан на требуемом напряжении для приложения к нагревательному элементу 420 вместо требуемого питания. Требуемое напряжение может представлять собой проектный параметр, определенный экспериментально и предварительно сохраненный изготовителем на носителе 505 данных. Например, вместо определения нового коэффициента заполнения согласно уравнению (3) новый коэффициент заполнения можно определить согласно представленному ниже уравнению (4):
альтернативном варианте осуществления способ, показанный на фиг. 7-8, может быть основан на требуемом токе для приложения к нагревательному элементу 420 вместо требуемого питания. Требуемый ток может представлять собой проектный параметр, определенный экспериментально и предварительно сохраненный изготовителем на носителе 505 данных. Например, вместо определения нового коэффициента заполнения согласно уравнению (3) новый коэффициент заполнения можно определить согласно представленному ниже уравнению (5):
мин
мин
мин
На фиг. 9 показана схема последовательности операций, на которой изображен способ 850 управления индикатором, показанный на фиг. 8. На этапе S905 ΔDR, определенный выше на этапе S820, используется или непосредственно после его определения, или извлекается из носителя 505 данных. На этапе S910, из носителя 505 данных извлекается ΔDR. ΔDR, например, представляет собой контрольное значение, в соответствии с которым выполняется изменение индикатора. Поэтому на этапе S915 ΔDR сравнивают с ΔDR для определения соответствия контрольному значению.
мин
мин
Если ΔDR меньше ΔDR, способ возвращается к началу. С другой стороны, если ΔDR больше ΔDR, контроллер 70 изменяет питание, подаваемое на отдельные сегменты, на единичное положительное/отрицательное приращение. Например, единица может быть эквивалентна обеспечению питанием нового отдельного сегмента 312a индикатора 312. Какое-либо соотношение между коэффициентом заполнения и единицей положительного/отрицательного приращения может быть определено изготовителем. Например, коэффициент заполнения, составляющий двадцать пять процентов, может вызывать направление питания во все отдельные сегменты 312a. Кроме того, коэффициент заполнения, составляющий семьдесят пять процентов, может вызывать направление питания в один отдельный сегмент (или ни в один из отдельных сегментов). Кроме того, коэффициент заполнения величиной пятьдесят процентов может вызывать направление питания в половину отдельных сегментов.
мин
В виду способа, описанного в данном документе, понятно, что при определении того, что ΔDR больше ΔDR, контроллер 70 будет уменьшать питание, подаваемое на отдельный сегмент.
На этапе S920 при приращении питания счетчик положительных/отрицательных приращений увеличивается на единицу. На этапе S925 сумма положительных/отрицательных приращений, например сумма всех положительных или отрицательных приращений, происходивших с момента подключения картриджа, сохраняется на носителе 505 данных. Позднее, после завершения сеанса парения и перед инициализацией нового сеанса парения, итоговый счетчик положительных/отрицательных приращений извлекается для определения того, питание скольких отдельных сегментов должен обеспечить контроллер для нового сеанса парения. Например, если на картридже 20 имеется десять отдельных сегментов, и счетчик положительных/отрицательных приращений имеет значение пять, то питанием могут быть снабжены пять отдельных сегментов.
Дополнительный примерный вариант осуществления показан на фиг. 10. На фиг. 10 показан способ обновления индикатора картриджа, содержащего статический индикатор, такой как электронная бумага, после корректировки индикатора, прекращения подачи питания к секции индикатора и восстановления подачи питания к отдельному сегменту. На этапе S1005 контроллер 70 получает сумму (I) положительных/отрицательных приращений из носителя 505 данных. На этапе S1010 контроллер 70 определяет, изменился ли коэффициент заполнения. Если не изменился, способ возвращается на этап S1005 и повторяется. С другой стороны, если коэффициент заполнения изменился, на этапе S1015 контроллер 70 увеличивает или уменьшает питание, подаваемое на индикатор на основе вышеописанного нового коэффициента заполнения.
В некоторых примерных вариантах осуществления контроллер 70 может применять коэффициент заполнения 100% питания, подаваемого на нагревательный элемент 420, в течение краткого промежутка времени (например, лишь несколько миллисекунд). Это может происходить при прикреплении многопортовой вставки 50 или при первом приложении отрицательного давления. Контроллер 70 измеряет напряжение и ток через нагревательный элемент 420 и определяет сопротивление нагревательного элемента 420. Если это сопротивление находится за пределами требуемого диапазона, то многопортовая вставка 50 идентифицируется как неработоспособная, и в эту многопортовую ставку 50 питание в дальнейшем подаваться не будет. Требуемый диапазон может представлять собой проектный параметр, определенный экспериментально и сохраненный на носителе 505 данных. Например, требуемый диапазон может составлять приблизительно 2-5 Ом. Контроллер 70 может быть выполнен с возможностью пренебрежения любыми коэффициентами заполнения за пределами определенного диапазона. Например, могут быть пропущены коэффициенты заполнения, составляющие сто процентов, и коэффициенты заполнения, составляющие десять процентов.
Дополнительный примерный вариант осуществления показан на фиг. 11. На фиг. 11 показан способ 1150 обновления индикатора картриджа на основе соотношения между коэффициентом заполнения и величиной питания, прилагаемого к индикатору.
На носителе 505 данных может быть сохранена (например, во время изготовления) справочная таблица. Справочная таблица может содержать матрицу соотношений, в которой величина питания, прилагаемого к индикатору, соотнесена с конкретным коэффициентом заполнения. Значения в матрице соотношений могут быть определены экспериментально до изготовления электронного устройства 10 для парения. Альтернативно, матрица соотношений может быть загружена на носитель 505 данных после изготовления.
При изменении коэффициента заполнения величина питания, подаваемого на индикатор, также изменяется. Например, как показано на фиг. 11, на этапе S1155 микропроцессор 502 получает текущий коэффициент заполнения с носителя 505 данных. На этапе S1160 микропроцессор 502 определяет, изменился ли коэффициент заполнения, на основе способа, описанного выше со ссылкой на фиг. 8 и 9. Если микропроцессор 502 определяет, что коэффициент заполнения не изменился, способ возвращается на этап S1155. На этапе S1165 микропроцессор 502 получает из справочной таблицы на носителе 505 данных питание, подлежащее приложению к индикатору, на основе текущего коэффициента заполнения. На этапе 1170 микропроцессор 502 обновляет индикатор путем корректировки питания, подаваемого на индикатор.
НАЧАЛЬНОЕ
Как было упомянуто выше, в электронных устройствах для парения согласно примерным вариантам осуществления могут содержаться разные готовые составы для испарения. Согласно по меньшей мере некоторым примерным вариантам осуществления начальное сопротивление (R) может изменяться в зависимости от типа готового состава для испарения, содержащегося в электронном устройстве для парения. В электронном устройстве для парения может содержаться справочная таблица готовых составов для испарения. Справочная таблица готовых составов для испарения может содержать информацию о готовом составе для испарения конкретного типа.
НАЧАЛЬНОЕ
В некоторых примерных вариантах осуществления носитель 505 данных контроллера 70 в секции 30 питания может содержать справочную таблицу, которая содержит информацию о разных готовых составах для испарения. Например, готовый состав для испарения первого типа может иметь сопротивление, которое отличается от сопротивления готового состава для испарения второго типа. При помощи, например, RFID, EPROM, резистора и т.п. картридж 20 может быть выполнен с возможностью связи с процессором 502 для сообщения типа содержащегося в нем готового состава для испарения. Процессор 502 может извлекать сопротивление R из справочной таблицы на носителе 505 данных для использования при определении уровня жидкости, как описано в данном документе.
НАЧАЛЬНОЕ
В других примерных вариантах осуществления процессор 502 может определять R, когда информация о готовом составе для испарения не включена в справочную таблицу. Например, картридж 20 может содержать данные, которые являются показателем сопротивления конкретного готового состава для испарения в картридже 20. Процессор 502 может быть выполнен с возможностью извлечения (например, непосредственно) из картриджа 20 данных, относящихся к сопротивлению конкретного готового состава для испарения в картридже, и определения уровня жидкости, соответственно. В указанных других вариантах осуществления данные, относящиеся к сопротивлению конкретного готового состава для испарения, могут храниться в аппаратном обеспечении, таком как EPROM, или могут быть воплощены в резисторе, имеющем конкретное значение сопротивления, в картридже 20 для указания процессору 502 сопротивления готового состава для испарения внутри картриджа 20.
Например, в некоторых примерных вариантах осуществления процессор 502 может извлекать значение сопротивления из EPROM в картридже 20 и может использовать это извлеченное значение сопротивления для определения уровня жидкости, как описано выше.
Альтернативно в других примерных вариантах осуществления картридж 20 может содержать идентификационный резистор, имеющий значение сопротивления, которое обеспечивает возможность определения процессором 502 уровня жидкости, как описано в данном документе. Например, процессор 502 может прилагать к идентификационному резистору напряжение для определения значения сопротивления идентификационного резистора, а затем, как описано в данном документе, процессор 502 может определять уровень жидкости на основе определенного значения сопротивления.
Вышеизложенное описание вариантов осуществления было приведено для иллюстративных и описательных целей. Оно не предусмотрено как исчерпывающее или ограничивающее изобретение. Отдельные элементы или признаки конкретного варианта осуществления в целом не ограничены этим конкретным вариантом осуществления, но при возможности являются взаимозаменяемыми и могут быть использованы в выбранном варианте осуществления, даже если это не показано или не описано отдельно. Они также могут иметь множество вариаций. Такие вариации не должны рассматриваться как выходящие за пределы изобретения, и все подобные модификации предназначены для включения в объем настоящего изобретения.