ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ СИСТЕМА С ДЕТЕКТОРОМ ЗАТЯЖЕК
AEROSOL GENERATING SYSTEM WITH PUFF DETECTOR

Настоящее изобретение относится к генерирующим аэрозоль системам и картриджам для генерирующих аэрозоль систем. Генерирующая аэрозоль система может представлять собой электрическую курительную систему.
Один тип генерирующей аэрозоль системы представляет собой электрическую курительную систему. Электрические курительные системы обычно содержат жидкий образующий аэрозоль субстрат, который испаряют для образования аэрозоля. Электрические курительные системы зачастую содержат источник питания, часть для хранения жидкости, предназначенную для удержания запаса образующего аэрозоль субстрата, и распылитель. Общепринятый тип распылителя, используемого в электрических курительных системах, содержит катушку из нагревательного провода, намотанного вокруг удлиненного фитиля, пропитанного жидким образующим аэрозоль субстратом.
Электрические курительные системы могут иметь детекторы затяжек, такие как микрофоны. Детекторы затяжек обычно расположены в воздушном канале электрической курительной системы и выполнены с возможностью обнаружения воздуха, проходящего по детектору при осуществлении затяжки пользователем.
Было бы желательно создать улучшенный детектор затяжек для генерирующей аэрозоль системы. Было бы желательно сократить количество компонентов генерирующей аэрозоль системы. Было бы желательно снизить сложность и стоимость изготовления генерирующих аэрозоль систем.
В первом аспекте настоящего изобретения предложена генерирующая аэрозоль система, содержащая: часть для хранения жидкости, предназначенную для удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата; первый электрод и второй электрод, расположенный на удалении от первого электрода; и систему управления. Первый электрод и второй электрод расположены таким образом, что по меньшей мере участок части для хранения жидкости расположен между этими первым электродом и вторым электродом. Система управления выполнена с возможностью измерения электрического параметра между первым электродом и вторым электродом и обнаружения затяжек, осуществляемых пользователем на генерирующей аэрозоль системе, на основе измеренного значения электрического параметра. Таким образом обеспечивается возможность оснащения генерирующей аэрозоль системы надежным детектором затяжек. Таким образом обеспечивается возможность обойтись в генерирующих аэрозоль системах без других детекторов затяжек, таких как детекторы затяжек, расположенные в воздушном канале генерирующей аэрозоль системы. Таким образом обеспечивается возможность обойтись в генерирующих аэрозоль системах без дополнительных воздушных каналов для детекторов затяжек.
Пользователь имеет возможность осуществления затяжки на генерирующей аэрозоль системе путем втягивания воздуха через генерирующую аэрозоль систему для вдыхания аэрозоля, генерируемого генерирующей аэрозоль системой. Осуществляемая пользователем затяжка способна привести к изменениям или флуктуациям электрических свойств части для хранения жидкости. Изменения или флуктуации электрических свойств могут быть вызваны флуктуациями давления в части для хранения жидкости во время затяжки. Генерирующая аэрозоль система согласно настоящему изобретению выполнена с возможностью отслеживания электрических свойств части для хранения жидкости. Это достигается путем размещения по меньшей мере участка части для хранения жидкости между первым электродом и вторым электродом и выполнения системы управления с возможностью измерения электрического параметра между первым электродом и вторым электродом. В связи с этим, система управления выполнена с возможностью измерения электрического параметра по меньшей мере на участке части для хранения жидкости. Система управления дополнительно выполнена с возможностью использования результатов измерения электрического параметра для обнаружения затяжек, осуществляемых пользователем на генерирующей аэрозоль системе.
Используемый в данном документе со ссылками на настоящее изобретение термин «электрический параметр» используется для описания любого электрического свойства, параметра или атрибута системы, который поддается количественному представлению путем измерения. Например, подходящие «электрические параметры» включают в себя полное сопротивление, емкость и омическое сопротивление. Система управления может быть выполнена с возможностью измерения по меньшей мере одного из следующего: полное сопротивление, емкость и омическое сопротивление.
Система управления может быть выполнена с возможностью обнаружения затяжек путем обнаружения такого изменения амплитуды электрического параметра, которое превышает заданной порог. Амплитуда флуктуаций измеряемого электрического параметра может быть мала по сравнению с общей амплитудой измеряемого электрического параметра, но она может поддаваться измерению с помощью системы управления. Система управления может быть выполнена с возможностью обнаружения затяжек, если скорость изменения измеряемого электрического параметра превышает заданный порог. Скорость изменения электрического параметра вследствие затяжки может существенно отличаться от средней скорости изменения электрического параметра. Указанные заданные пороги могут быть установлены на заводе перед использованием, или их может установить пользователь.
Система управления может быть выполнена с возможностью определения профиля затяжки, осуществляемой пользователем, на основе измеряемого электрического параметра. Затяжка, осуществляемая пользователем, способна приводить к прогнозируемому изменению или флуктуации измеряемого электрического параметра в зависимости от времени.
Система управления может быть выполнена с возможностью обнаружения двух или более последовательных затяжек, осуществляемых пользователем. Система управления может быть выполнена с возможностью определения среднего времени между последовательными затяжками, осуществляемыми пользователем.
Система управления может быть выполнена с возможностью подачи колебательного измерительного сигнала на первый электрод и второй электрод. Иначе говоря, система управления может быть выполнена с возможностью подачи переменного напряжения на первый и второй электроды. Система управления может быть выполнена с возможностью подачи колебательного измерительного сигнала на первый электрод и второй электрод с заданной частотой. Указанная заданная частота может представлять собой любую частоту, подходящую для измерения электрического параметра между первым электродом и вторым электродом с помощью системы управления. Указанная заданная частота может быть не выше приблизительно 20 МГц или не выше приблизительно 10 МГц. Указанная 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 приблизительно1 МГц.
Неожиданно было обнаружено, что флуктуации измеряемых электрических параметров вследствие затяжек, осуществляемых пользователем, являются максимальными при низких частотах, таких как частоты ниже 1 МГц. Таким образом обеспечивается возможность надежного и точного обнаружения затяжек.
Часть для хранения жидкости способна удерживать жидкий образующий аэрозоль субстрат. Часть для хранения жидкости может также содержать одно или более из следующего: воздух, удерживаемый в части для хранения жидкости, несущий материал для удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата и корпус для удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата. Жидкий образующий аэрозоль субстрат, воздух, несущий материал и корпус могут иметь разные электрические свойства.
Часть для хранения жидкости может содержать электрическую нагрузку. Часть для хранения жидкости может содержать резистивную нагрузку и/или емкостную нагрузку. Резистивная и емкостная нагрузки обеспечивают преимущество, состоящее в возможности их измерения без необходимости в сложных электронных схемах.
Первый и второй электроды могут быть расположены таким образом, чтобы жидкий образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в части для хранения жидкости, был расположен между этими первым и вторым электродами. Первый и второй электроды могут также быть расположены таким образом, чтобы одно или более из следующего: воздух, удерживаемый в части для хранения жидкости, несущий материал и корпус, были расположены между этими первым и вторым электродами. Первый и второй электроды могут быть расположены в контакте с жидким образующим аэрозоль субстратом, удерживаемым в части для хранения жидкости. Первый и второй электроды могут быть расположены в контакте с несущим материалом. Первый и второй электроды могут быть расположены в контакте с корпусом.
Система управления может быть выполнена с возможностью обнаружения затяжек, осуществляемых пользователем на генерирующей аэрозоль системе, путем сравнения. Система управления может быть выполнена с возможностью сравнения измеренного значения электрического параметра с эталонным значением электрическом параметре, сохраненным в системе управления.
Эталонное значение электрического параметра может быть сохранено в памяти системы управления. Эталонное значение электрического параметра может представлять собой значение электрического параметра, измеренное с помощью системы управления и сохраненное в памяти системы управления. Эталонное значение электрического параметра может быть связано с информацией о затяжке. Таким образом обеспечивается возможность надежного обнаружения затяжек. Эталонное значение электрического параметра может представлять собой один или более заданных порогов.
Эталонное значение электрического параметра может представлять собой множество диапазонов эталонного значения электрического параметра. Каждый диапазон эталонного значения электрического параметра может быть связан с затяжкой. Система управления может быть выполнена с возможностью сравнения и определения совпадения измеренного значения электрического параметра с сохраненным диапазоном эталонных значений электрического параметра.
Эталонное значение электрического параметра может быть сохранено в справочной таблице. Справочная таблица может содержать сохраненное эталонное значение электрического параметра и сохраненную информацию о затяжках. Сохраненное эталонное значение электрического параметра может быть связано с сохраненной информацией о затяжках, осуществляемых с использованием жидкого образующего аэрозоль субстрата. Сохраненная информация о затяжках может содержать одно или более из следующего: факт затяжки, амплитуда затяжки, факт начала затяжки, факт окончания затяжки и объем затяжки.
Система управления может быть выполнена с возможностью оповещения пользователя о том, что имеет место затяжка. Система управления может быть выполнена с возможностью оповещения пользователя о том, что имела место затяжка. Система управления может быть выполнена с возможностью подсчета количества обнаруженных затяжек. Система управления может быть выполнена с возможностью оповещения пользователя о подсчитанном количестве обнаруженных затяжек.
Генерирующая аэрозоль система может дополнительно содержать средство для генерирования аэрозоля, выполненное с возможностью приема жидкого образующего аэрозоль субстрата из части для хранения жидкости. Система управления может быть дополнительно выполнена с возможностью подачи питания на средство для генерирования аэрозоля при обнаружении затяжки.
Затяжка может иметь продолжительность. Система управления может быть выполнена с возможностью обнаружения начала затяжки. Начало затяжки способно повлиять на электрические свойства части для хранения жидкости настолько существенно, чтобы обеспечить возможность обнаружения затяжек системой управления. Система управления может быть выполнена с возможностью подачи питания на средство для генерирования аэрозоля при обнаружении начала затяжки. Благодаря подаче питания на средство для генерирования аэрозоля, обеспечивается возможность испарения этим средством для генерирования аэрозоля жидкого образующего аэрозоль субстрата, принимаемого средством для генерирования аэрозоля, и генерирования аэрозоля для вдыхания пользователем. Система управления может быть выполнена с возможностью подачи питания на средство для генерирования аэрозоля в течение остального времени затяжки. Система управления может быть выполнена с возможностью обнаружения конца затяжки. Система управления может быть выполнена с возможностью по существу предотвращения или снижения подачи питания на средство для генерирования аэрозоля при обнаружении конца затяжки. Таким образом обеспечивается возможность снижения потребляемой мощности в генерирующей аэрозоль системе. В результате обеспечивается возможность продления срока службы источника питания генерирующей аэрозоль системы.
Система управления может быть выполнена с возможностью измерения электрического параметра между первым электродом и вторым электродом и обнаружения затяжек, осуществляемых пользователем на генерирующей аэрозоль системе, независимо от функционирования средства для генерирования аэрозоля. Таким образом обеспечивается возможность приведения в действие средства для генерирования аэрозоля системой управления, как только обнаружена затяжка. Таким образом обеспечивается возможность снижения питающей мощности, подаваемой от источника питания на генерирующую аэрозоль систему. В результате обеспечивается возможность сокращения времени работы средства для генерирования аэрозоля за одну затяжку и продления срока службы средства для генерирования аэрозоля.
Первый электрод и второй электрод могут быть расположены в любом подходящем месте относительно части для хранения жидкости. Первый электрод и второй электрод могут быть расположены на или в части для хранения жидкости. Первый электрод и второй электрод могут быть расположены в или на корпусе. В случае, если корпус части для хранения жидкости образует полость для удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата, первый электрод и второй электрод могут быть расположены на или в указанной полости.
Генерирующая аэрозоль система может содержать одну или более пар, состоящих из первого и второго электродов. Генерирующая аэрозоль система может содержать две или более пар электродов, расположенных таким образом, чтобы разные участки части для хранения жидкости были расположены между этими первыми и вторыми электродами. Наличие множества пар электродов обеспечивает возможность повышения надежности измерений. Указанные одна или более пар, состоящих из первого и второго электродов, могут содержать участок датчика.
Электроды могут представлять собой электроды любого подходящего типа. Например, подходящие типы электродов включают в себя точечные электроды, кольцевые электроды, пластинчатые электроды или дорожечные электроды. Первый электрод и второй электрод могут представлять собой электроды одного и того же типа. Первый электрод и второй электрод могут представлять собой электроды разных типов.
Электроды могут иметь любую подходящую форму. Например, электроды могут быть: квадратными, прямоугольными, криволинейными, дугообразными, кольцевыми, спиральными или винтовыми. Электроды могут быть по существу цилиндрическими. Электроды могут содержать одну или более секций, которые являются по существу линейными, нелинейными, плоскими или неплоскими. Электроды могут быть жесткими. Таким образом обеспечивается возможность сохранения электродами своей формы. Электроды могут быть гибкими. Таким образом обеспечивается возможность адаптации формы электродов к форме части для хранения жидкости. Электроды могут быть выполнены с возможностью адаптации их формы к форме корпуса части для хранения жидкости.
Электроды могут иметь длину, ширину и толщину. Длина электродов может быть существенно больше, чем ширина электродов. Иначе говоря, электроды могут быть удлиненными. Толщина электродов может быть существенно меньше, чем длина и ширина электродов. Иначе говоря, электроды могут быть тонкими. Тонкие электроды и удлиненные электроды могут иметь большее отношение площади поверхности к объему. Таким образом обеспечивается возможность повышения чувствительности измерений.
-5
-5
-9
Электроды могут содержать любой подходящий материал. Электроды могут содержать любой подходящий электропроводный материал. Подходящие электропроводные материалы включают в себя металлы, сплавы, электропроводную керамику и электропроводные полимеры. Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «электропроводный материал» относится к материалу, у которого объемное удельное сопротивление при 20°С составляет менее чем приблизительно 1×10 Ом, обычно от приблизительно 1×10 Ом до приблизительно 1×10 Ом. Указанные материалы могут включать в себя золото и платину. Электроды могут быть покрыты пассивирующим слоем. Электроды могут содержать или быть покрыты материалом, который является по существу нереактивным, так что он не вступает в реакцию с жидким образующим аэрозоль субстратом и не загрязняет его. Электроды могут содержать прозрачный или полупрозрачный материал. Например, подходящий прозрачный материал может представлять собой оксид индия и олова (Indium Tin Oxide, ITO).
Электроды могут быть расположены в любой подходящей компоновке относительно части для хранения жидкости. Электроды могут быть расположены в части для хранения жидкости. Первый электрод и второй электрод могут быть расположены с противоположных сторон части для хранения жидкости. Первый электрод и второй электрод могут быть расположены на противоположных концах части для хранения жидкости. В случае, если часть для хранения жидкости содержит несущий материал, электроды могут быть расположены в контакте с этим несущим материалом. В случае, если часть для хранения жидкости содержит корпус, первый и/или второй электроды могут быть расположены на корпусе или в контакте с ним. Первый и второй электроды могут быть по существу цилиндрическими. Первый электрод может быть расположен таким образом, чтобы по существу окружать второй электрод. Первый и второй электроды могут быть расположены концентрично вокруг общей оси.
Первый электрод и/или второй электрод могут быть расположены на подложке. Подложка может содержать электроизоляционный материал. В случае, если часть для хранения жидкости содержит корпус, подложка может быть выполнена отдельно от корпуса. Подложка может быть расположена на корпусе. Подложка может образовывать участок корпуса. Подложка может содержать такой же материал, что и корпус. Подложка может содержать материал, отличный от материала корпуса.
6
9
21
Подложка может содержать любой подходящий электроизоляционный материал. Например, подходящие электроизоляционные материалы включают в себя стекла, пластмассы и керамические материалы. Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «электроизоляционный материал» относится к материалу, объемное удельное сопротивление которого при 20°С составляет более чем приблизительно 1×10 Ом, обычно от приблизительно 1×10 Ом до приблизительно 1×10 Ом.
Электроды могут быть закреплены на подложке. Электроды могут быть закреплены на подложке с помощью любых подходящих средств. Например, электроды могут быть закреплены на подложке с помощью вяжущего материала, такого как адгезив. Электроды могут быть нанесены на подложку с помощью любого подходящего способа нанесения. Электроды могут быть вытравлены в подложке.
Второй электрод может быть расположен на удалении от первого электрода. Таким образом обеспечивается возможность по существу предотвращения непосредственного контакта между первым электродом и вторым электродом. Промежуток между первым электродом и вторым электродом может быть постоянным по длине первого электрода и второго электрода. В случае, если первый электрод и второй электрод расположены с противоположных сторон части для хранения жидкости, указанный промежуток может быть приблизительно равен ширине части для хранения жидкости. Промежуток между первым электродом и вторым электродом может составлять от приблизительно 1 мкм до приблизительно 1 мм, или от приблизительно 1 мкм до приблизительно 500 мкм, или от приблизительно 10 мкм до приблизительно 100 мкм.
Второй электрод может по существу повторять форму первого электрода. Таким образом обеспечивается возможность сохранения постоянного промежутка между первым и вторым электродами по длине первого и второго электродов. Второй электрод может быть расположен по существу параллельно первому электроду.
Первый электрод и второй электрод могут быть встречно-гребенчатыми. Первый электрод может содержать множество выступов и промежутков, и второй электрод может содержать множество выступов и промежутков. Выступы первого электрода могут проходить внутрь промежутков второго электрода, а выступы второго электрода могут проходить внутрь промежутков первого электрода. Встречно-гребенчатая структура электродов обеспечивает возможность минимизации промежутка между электродами. Таким образом обеспечивается возможность повышения чувствительности измерений.
TM
Выступы первого и второго электродов могут быть по существу линейными. Выступы первого электрода могут проходит по существу в первом направлении, а выступы второго электрода могут проходить по существу во втором направлении. Первый и второй электроды могут быть расположены таким образом, чтобы первое направление было по существу параллельно второму направлению. Выступы могут быть по существу нелинейными. Выступы могут быть криволинейными или дугообразными. Например, подходящий датчик, содержащий встречно-гребенчатые электроды, может представлять собой датчик типа DRP-G-IDEPT10 от компании DropSens.
Генерирующая аэрозоль система может содержать средство для генерирования аэрозоля, содержащее один или более генерирующих аэрозоль элементов. Указанные один или более генерирующих аэрозоль элементов могут содержать один или более нагревательных элементов. Указанные один или более генерирующих аэрозоль элементов могут содержать один или более вибрационных элементов. В случае, если средство для генерирования аэрозоля содержат один или более генерирующих аэрозоль элементов, по меньшей мере один из этих генерирующих аэрозоль элементов может содержать один из указанных электродов. Благодаря тому, что один из указанных электродов образован как часть средства для генерирования аэрозоля, обеспечивается возможность сокращения количества компонентов, требующихся для изготовления генерирующей аэрозоль системы.
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 подачи питания на первый электрод и второй электрод.
Система управления может быть выполнена с возможностью управления или регулирования подачи питания на первый электрод и второй электрод. Система управления может быть выполнена с возможностью управления или регулирования подачи питания на средство для генерирования аэрозоля. Первая система управления может быть выполнена с возможностью управления или регулирования подачи питания на первый электрод и второй электрод, а вторая система управления может быть выполнена с возможностью управления или регулирования подачи питания на средство для генерирования аэрозоля.
Питание может подаваться непрерывно на первый электрод и второй электрод. Питание может подаваться на первый электрод и второй электрод после активации системы. Питание может подаваться на первый электрод и второй электрод в виде импульсов электрического тока.
Система управления может быть выполнена с возможностью обнаружения затяжек на генерирующей аэрозоль системе после активации системы. Система управления может быть выполнена с возможностью непрерывного обнаружения затяжек на генерирующей аэрозоль системе. Система управления может быть выполнена с возможностью обнаружения затяжек на генерирующей аэрозоль системе периодически через заданные интервалы.
Генерирующая аэрозоль система может содержать источник питания. Генерирующая аэрозоль система может содержать источник питания, выполненный с возможностью подачи питания на систему управления, первый электрод, второй электрод и средство для генерирования аэрозоля. Средство для генерирования аэрозоля может содержать единственный источник питания. Средство для генерирования аэрозоля может содержать первый источник питания, выполненный с возможностью подачи питания на первый электрод и второй электрод, и второй источник питания, выполненный с возможностью подачи питания на средство для генерирования аэрозоля.
Во время использования жидкий образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в части для хранения жидкости, потребляется и замещается воздухом. Жидкие образующие аэрозоль субстраты обычно имеют электрические свойства, существенно отличающиеся от воздуха. Следовательно, количество жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, способно влиять на электрические свойства части для хранения жидкости. Это способно повлиять на измерение электрического параметра между первым электродом и вторым электродом и на обнаружение затяжек на генерирующей аэрозоль системе. Система управления может быть выполнена с возможностью определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости. Система управления может быть выполнена с возможностью регулирования обнаружения затяжек на основе количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости. Иначе говоря, система управления может быть выполнена с возможностью внесения поправки на количество жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости.
Состав жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, способен влиять на измерение электрического параметра и на обнаружение затяжек на генерирующей аэрозоль системе. Система управления может быть выполнена с возможностью определения идентичности жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости. Система управления может быть выполнена с возможностью регулирования обнаружения затяжек на основе количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости. Иначе говоря, система управления может быть выполнена с возможностью внесения поправки на состав жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости.
Система управления может содержать любые подходящие средства для измерения электрического параметра между первым электродом и вторым электродом. Например, система управления может содержать мостовую схему, выполненную с возможностью измерения электрического параметра между первым электродом и вторым электродом. Мостовая схема может представлять собой любую подходящую мостовую схему, известную из уровня техники, такую как мост Уитстона или мост Вина. Система управления может содержать LCR-измеритель.
Электрический параметр, измеряемый с помощью системы управления, может представлять собой полное сопротивление. Полное сопротивление между первым электродом и вторым электродом может зависеть от состава жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости.
Полное сопротивление может быть измерено непосредственно с помощью системы управления. Полное сопротивление может быть вычислено. Например, полное сопротивление может быть вычислено на основе результатов измерения амплитуды напряжения и тока между указанными электродами и результатов измерения разности фаз между током и напряжением. Затяжка на генерирующей аэрозоль системе может быть обнаружена на основе измеренного или вычисленного полного сопротивления.
Электрический параметр, измеряемый с помощью системы управления, может представлять собой омическое сопротивление. Омическое сопротивление между первым электродом и вторым электродом может зависеть от состава жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости. Удельное сопротивление между первым электродом и вторым электродом может зависеть от жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости. Участок части для хранения жидкости, расположенный между первым электродом и вторым электродом, может содержать резистивную нагрузку.
Омическое сопротивление между первым электродом и вторым электродом может быть измерено. Это может быть полезно в случае, если жидкий образующий аэрозоль субстрат содержит проводящие материалы.
Омическое сопротивление может быть вычислено. Например, омическое сопротивление может быть вычислено на основе результатов измерения амплитуды напряжения и тока и разности фаз между напряжением и током. Омическое сопротивление может быть определено на основе результатов измерения полного сопротивления между первым электродом и вторым электродом. Затяжка на генерирующей аэрозоль системе может быть обнаружена на основе измеренного или вычисленного омического сопротивления.
Электрический параметр, измеряемый системой управления, может представлять собой емкость. Это может быть полезно в случае, если образующий аэрозоль субстрат содержит диэлектрические материалы.
Емкость между первым электродом и вторым электродом может зависеть от состава жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости. Диэлектрическая проницаемость между первым электродом и вторым электродом может зависеть от состава жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости. Участок части для хранения жидкости, расположенный между первым электродом и вторым электродом, может содержать емкостную нагрузку. Первый электрод и второй электрод могут образовывать конденсатор. Первый электрод может образовывать первую обкладку конденсатора, а второй электрод может образовывать вторую обкладку конденсатора. Жидкий образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в части для хранения жидкости, может образовывать часть диэлектрика конденсатора. Емкостная нагрузка между первым электродом и вторым электродом может иметь емкость в диапазоне пикофарад (пФ). Таким образом обеспечивается возможность быстрой зарядки и разрядки конденсатора и возможность быстрых измерений емкости.
Емкость может быть измерена. Например, система управления может содержать средства для измерения времени зарядки и разрядки конденсатора, содержащего первый и второй электроды. Система управления может содержать таймерную схему, такую как таймерная схема 555, и она может быть выполнена с возможностью определения емкости на основе частоты выходного сигнала таймерной схемы.
Емкость может быть вычислена. Например, емкость может быть вычислена на основе результатов измерения амплитуды напряжения и тока между первой и второй обкладками конденсатора и разности фаз между напряжением и током. Емкость может быть вычислена на основе результатов измерения полного сопротивления. Затяжка на генерирующей аэрозоль системе может быть обнаружена на основе измеренной или вычисленной емкости.
Электрический параметр, измеряемый с помощью системы управления, может зависеть от размера первого и второго электродов и от расстояния между первым и вторым электродами. Например, емкость представляет собой функцию расстояния между первой и второй обкладками конденсатора и формы и размера первой и второй обкладок конденсатора. Для обеспечения того, чтобы изменение измеряемого электрического параметра не было результатом изменения формы первого и второго электродов или расстояния между ними, первый и второй электроды могут быть жесткими, и они могут быть прикреплены к жесткой подложке или корпусу. Обкладки конденсатора могут содержать твердые металлические пластины или тонкие металлические листы, прикрепленные к поддерживающей подложке. Поддерживающая подложка может быть расположена между обкладками конденсатора для образования участка диэлектрика между обкладками конденсатора. Подложка может быть расположена с внешней стороны обкладок конденсатора.
Часть для хранения жидкости может иметь любые подходящие форму и размер. Например, часть для хранения жидкости может быть по существу цилиндрической. Поперечное сечение части для хранения жидкости может быть, например, по существу круглым, эллиптическим, квадратным или прямоугольным.
Часть для хранения жидкости может содержать корпус. Корпус может содержать основание и одну или более боковых стенок, проходящих от основания. Основание и указанные одна или более боковых стенок могут быть образованы как единое целое. Основание и указанные одна или более боковых стенок могут представлять собой отдельные элементы, которые присоединены или прикреплены друг к другу. Корпус может представлять собой жесткий корпус. В контексте данного документа термин «жесткий корпус» используется для обозначения корпуса, который является самонесущим. Жесткий корпус части для хранения жидкости может обеспечивать механическую поддержку средства для генерирования аэрозоля. Часть для хранения жидкости может содержать одну или более гибких стенок. Гибкие стенки могут быть выполнены с возможностью адаптации к объему жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости. Корпус части для хранения жидкости может содержать любой подходящий материал. Часть для хранения жидкости может содержать материал, по существу непроницаемый для текучей среды. Корпус части для хранения жидкости может содержать прозрачный или полупрозрачный участок, так что жидкий образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в части для хранения жидкости, может быть виден пользователю через корпус.
Часть для хранения жидкости может быть выполнена таким образом, чтобы образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в этой части для хранения жидкости, был защищен от окружающего воздуха. Часть для хранения жидкости может быть выполнена таким образом, чтобы образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в этой части для хранения жидкости, был защищен от света. Таким образом обеспечивается возможность снижения риска порчи субстрата и возможность поддержания высокого уровня гигиены.
Часть для хранения жидкости может быть по существу герметизирована. Часть для хранения жидкости может содержать одно или более выпускных отверстий для вытекания жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, из этой части для хранения жидкости к генерирующим аэрозоль средствам. Часть для хранения жидкости может содержать одно или более полуоткрытых впускных отверстий. Таким образом обеспечивается возможность поступления окружающего воздуха в часть для хранения жидкости. Указанные одно или более полуоткрытых впускных отверстий могут представлять собой полупроницаемые мембраны или обратные клапаны, проницаемые в такой степени, чтобы допускать втекание окружающего воздуха внутрь части для хранения жидкости, и непроницаемые в такой степени, чтобы по существу предотвращать вытекание воздуха и жидкости, находящихся внутри части для хранения жидкости, из этой части для хранения жидкости. Указанные одно или более полуоткрытых отверстий могут обеспечивать возможность прохождения воздуха внутрь части для хранения жидкости при определенных условиях.
Часть для хранения жидкости может содержать по меньшей мере один канал для удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата. Указанный по меньшей мере один канал может быть выполнен таким образом, чтобы на жидкий образующий аэрозоль субстрат действовали капиллярные силы. Капиллярная сила, действующая на жидкий образующий аэрозоль субстрат, способна поддерживать уровень жидкого образующего аэрозоль субстрата по существу перпендикулярно по меньшей мере одной из боковых стенок части для хранения жидкости и первому и второму электродам. Один размер указанного канала может быть меньше заданного значения таким образом, чтобы на жидкий образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в части для хранения жидкости, действовали капиллярные силы. Указанный размер указанных одного или более каналов может представлять собой ширину указанных одного или более каналов. Указанное заданное значение может быть меньше приблизительно 3 мм, меньше приблизительно 2 мм, меньше приблизительно 0,5 мм или меньше приблизительно 0,25 мм.
Часть для хранения жидкости может содержать образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в этой части для хранения жидкости. Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «образующий аэрозоль субстрат» обозначает субстрат, способный выделять летучие соединения, которые способны образовывать аэрозоль. Летучие соединения способны выделяться в результате нагрева образующего аэрозоль субстрата. Летучие соединения способны выделяться в результате перемещения образующего аэрозоль субстрата через каналы вибрационного элемента.
Образующий аэрозоль субстрат может быть жидким. Образующий аэрозоль субстрат может быть жидким при комнатной температуре. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать как жидкие, так и твердые компоненты. Образующий аэрозоль субстрат может содержать никотин. Никотиносодержащий жидкий образующий аэрозоль субстрат может представлять собой матрицу из никотиновой соли. Образующий аэрозоль субстрат может содержать материал растительного происхождения. Образующий аэрозоль субстрат может содержать табак. Образующий аэрозоль субстрат может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие ароматические соединения табака, которые выделяются из образующего аэрозоль субстрата при нагреве. Образующий аэрозоль субстрат может содержать гомогенизированный табачный материал. Образующий аэрозоль субстрат может содержать материал, не содержащий табака. Образующий аэрозоль субстрат может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения.
Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля представляет собой любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и устойчивого аэрозоля и при рабочей температуре системы по существу устойчивы к термической деградации. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны из уровня техники и включают в себя, но без ограничения, многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин, сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как глицерол моно-, ди- или триацетат, и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Вещества для образования аэрозоля могут представлять собой многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы.
Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать воду, растворители, этанол, растительные экстракты и натуральные или искусственные ароматизаторы. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать одно или более веществ для образования аэрозоля. Примеры подходящих веществ для образования аэрозоля включают в себя глицерин и пропиленгликоль.
Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать никотин и по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля может представлять собой глицерин. Вещество для образования аэрозоля может представлять собой пропиленгликоль. Вещество для образования аэрозоля может содержать как глицерин, так и пропиленгликоль. Концентрация никотина в жидком образующем аэрозоль субстрате может составлять от приблизительно 0,5% до приблизительно 10%, например приблизительно 2%.
Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать смесь диэлектрических материалов, каждый из которых характеризуется отдельной диэлектрической постоянной (k). Основные составляющие жидкого образующего аэрозоль субстрата при комнатной температуре (приблизительно 20 °C) могут включать в себя: глицерин (k ~ 42), пропиленгликоль (k ~ 32), воду (k ~ 80), воздух (k ~ 1), никотин и ароматизаторы. В случае, если жидкий образующий аэрозоль субстрат образует диэлектрический материал, электрический параметр, измеряемый с помощью системы управления, может представлять собой емкость.
Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать смесь электропроводных материалов. В случае, если жидкий образующий аэрозоль субстрат образует электропроводный материал, электрический параметр, измеряемый с помощью системы управления, может представлять собой омическое сопротивление.
Часть для хранения жидкости может содержать несущий материал, расположенный внутри корпуса и предназначенный для удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может быть адсорбирован или иным образом загружен на несущий материал. Жидкий образующий аэрозоль субстрат, абсорбированный в материале, может распространяться по несущему материалу или просачиваться через него, и изменения насыщения несущего материала влияют на весь объем несущего материала. Таким образом обеспечивается возможность размещения первого и второго электродов в контакте с участком несущего материала для обнаружения изменений электрического параметра всего объема несущего материала. В результате обеспечивается возможность измерения с помощью системы управления электрического параметра всей части для хранения жидкости.
Несущий материал может быть изготовлен из любого подходящего абсорбционного материала, например вспененного металлического или пластмассового материала, полипропилена, терилена, нейлоновых волокон или керамики. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может удерживаться в несущем материале перед использованием генерирующей аэрозоль системы. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может выделяться в несущий материал во время использования. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может выделяться в несущий материал непосредственно перед использованием. Например, жидкий образующий аэрозоль субстрат может быть обеспечен в капсуле. Оболочка указанной капсулы может плавиться при нагреве посредством нагревательных средств и выделять жидкий образующий аэрозоль субстрат в несущий материал. Капсула может заключать в себе твердое вещество в комбинации с жидкостью.
Жидкий образующий аэрозоль субстрат может удерживаться в капиллярном материале. Капиллярный материал представляет собой материал, который активно транспортирует жидкость от одного конца материала к другому. Это может быть полезно, поскольку капиллярный материал способен втягивать образующий аэрозоль субстрат к конкретному месту внутри части для хранения жидкости, независимо от ориентации этой части для хранения жидкости. Таким образом обеспечивается возможность облегчения размещения первого и второго электродов для точного и надежного обнаружения затяжек на генерирующей аэрозоль системе.
Капиллярный материал может быть выполнен с возможностью транспортировки образующего аэрозоль субстрата к средствам для генерирования аэрозоля. Капиллярный материал может иметь волокнистую структуру. Капиллярный материал может иметь губчатую структуру. Капиллярный материал может содержать пучок капилляров. Капиллярный материал может содержать множество волокон. Капиллярный материал может содержать множество прядей. Капиллярный материал может содержать трубки с узким каналом. Волокна, пряди и трубки с узким каналом могут быть в целом выровнены для транспортировки жидкости к распылителю. Капиллярный материал может содержать комбинацию волокон, прядей и трубок с узким каналом. Капиллярный материал может содержать губкообразный материал. Капиллярный материал может содержать пенообразный материал. Структура капиллярного материала может образовывать множество мелких каналов или трубок, через которые обеспечивается возможность транспортировки жидкости за счет капиллярного действия.
Капиллярный материал может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают в себя губчатый или вспененный материал, материалы на основе керамики или графита в виде волокон или спеченных порошков, вспененные металлические или пластмассовые материалы, волокнистый материал, например, выполненный из крученых или экструдированных волокон, таких как ацетилцеллюлозные, полиэфирные или связанные полиолефиновые, полиэтиленовые, териленовые или полипропиленовые волокна, нейлоновые волокна или керамика. Капиллярный материал может иметь любые капиллярность и пористость, подходящие для его использования с жидкостями, имеющими разные физические свойства. Жидкий образующий аэрозоль субстрат имеет такие физические свойства, включая, но без ограничения, вязкость, поверхностное натяжение, плотность, теплопроводность, температуру кипения и давление пара, которые обеспечивают возможность транспортировки жидкости через капиллярный материал за счет капиллярного действия.
Средство для генерирования аэрозоля может быть выполнены с возможностью приема образующего аэрозоль субстрата из части для хранения жидкости. Средство для генерирования аэрозоля может представлять собой распылитель. Средство для генерирования аэрозоля может содержать один или более генерирующих аэрозоль элементов. Средство для генерирования аэрозоля может быть выполнены с возможностью испарения принимаемого образующего аэрозоль субстрата с использованием тепла. Средство для генерирования аэрозоля может содержать нагревательные средства для испарения принимаемого жидкого образующего аэрозоль субстрата. Указанные один или более генерирующих аэрозоль элементов могут представлять собой нагревательные элементы. Средство для генерирования аэрозоля может быть выполнены с возможностью испарения принимаемого образующего аэрозоль субстрата с использованием ультразвуковых вибраций. Средство для генерирования аэрозоля может содержать ультразвуковой преобразователь. Указанные один или более генерирующих аэрозоль элементов могут содержать один или более вибрационных элементов.
Средство для генерирования аэрозоля может содержать нагревательные средства, выполненные с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата. Нагревательные средства могут содержать один или более нагревательных элементов. Указанные один или более нагревательных элементов могут быть расположены надлежащим образом для наиболее эффективного нагрева принимаемого образующего аэрозоль субстрата. Указанные один или более нагревательных элементов могут быть расположены с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата, главным образом, за счет проводимости. Указанные один или более нагревательных элементов могут быть расположены по существу в непосредственном контакте с образующим аэрозоль субстратом. Указанные один или более нагревательных элементов могут быть расположены с возможностью передачи тепла на образующий аэрозоль субстрат посредством одного или более теплопроводных элементов. Указанные один или более нагревательных элементов могут быть расположены с возможностью передачи тепла в окружающий воздух, втягиваемый через генерирующую аэрозоль систему во время использования, благодаря чему обеспечивается возможность нагрева образующего аэрозоль субстрата за счет конвекции. Указанные один или более нагревательных элементов могут быть расположены с возможностью нагрева окружающего воздуха перед его втягиванием через образующий аэрозоль субстрат. Указанные один или более нагревательных элементов могут быть расположены с возможностью нагрева окружающего воздуха после его втягивания через образующий аэрозоль субстрат.
Нагревательные средства могут представлять собой электрические нагревательные средства или электрический нагреватель. Электрический нагреватель может содержать один или более электрических нагревательных элементов. Указанные один или более электрических нагревательных элементов могут содержать электрорезистивный материал. Подходящие электрорезистивные материалы могут включать в себя полупроводники, такие как легированная керамика, электрически «проводящая» керамика (например такая, как дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композитные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала.
Указанные один или более электрических нагревательных элементов могут иметь любую подходящую форму. Например, указанные один или более электрических нагревательных элементов могут иметь форму одного или более нагревательных лезвий. Указанные один или более электрических нагревательных элементов могут иметь форму оболочки или субстрата, имеющих различные электропроводные части, или форму одной или более электрорезистивных металлических трубок.
Часть для хранения жидкости может содержать один или более одноразовых нагревательных элементов. Указанные один или более электрических нагревательных элементов могут представлять собой одну или более нагревательных игл или стержней, которые проходят через образующий аэрозоль субстрат. Указанные один или более электрических нагревательных элементов могут содержать один или более гибких листов материала. Электрические нагревательные средства могут содержать одну или более нагревательных проволок или нитей, например проволок из Ni-Cr, платины, вольфрама или проволок из сплавов, или нагревательные пластины. Указанные один или более нагревательных элементов могут быть нанесены внутри или снаружи на жесткий несущий материал.
Указанные один или более нагревательных элементов могут содержать один или более теплоотводов или тепловых резервуаров. Указанные один или более теплоотводов или тепловых резервуаров могут содержать материал, способный поглощать и сохранять тепло и затем с течением времени отдавать тепло для нагрева образующего аэрозоль субстрата.
Нагревательные средства могут быть по существу плоскими, чтобы обеспечивать возможность простого изготовления. В контексте данного документа термин «по существу плоский» означает «образованный в одной плоскости и не обернутый вокруг чего-либо и иным образом не приспособленный для сопряжения с криволинейной или иной неплоской формой». Плоские нагревательные средства обеспечивают возможность легкого манипулирования ими во время изготовления и обеспечивают прочную конструкцию.
Нагревательные средства могут представлять собой средства того типа, который описан в EP-B1-2493342. Например, нагревательные средства могут содержать одну или более электропроводных дорожек на электроизоляционной подложке. Электроизоляционная подложка может содержать любой подходящий материал, и она может представлять собой материал, который способен выдерживать высокие температуры (свыше 300°C) и резкие изменения температуры. Примером подходящего материала является полиимидная пленка, такая как Kapton.
Нагревательные средства могут содержать средства для нагрева небольшого количества жидкого образующего аэрозоль субстрата за один раз. Средства для нагрева небольшого количества жидкого образующего аэрозоль субстрата за один раз могут включать в себя, например, жидкостной канал, сообщающийся с жидким образующим аэрозоль субстратом. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может вытесняться внутрь указанного жидкостного канала под действием капиллярной силы. Указанный по меньшей мере один нагреватель может быть расположен таким образом, чтобы при использовании нагревалось лишь небольшое количество жидкого образующего аэрозоль субстрата внутри жидкостного канала, а не жидкость внутри корпуса. Нагревательные средства могут содержать катушку, по существу окружающую по меньшей мере участок жидкостного канала.
Нагревательные средства могут содержать индукционные нагревательные средства. Индукционные нагревательные средства более подробно описаны ниже в отношении картриджа.
Средство для генерирования аэрозоля может содержать один или более вибрационных элементов и один или более активаторов, расположенных с возможностью возбуждения вибраций в одном или более вибрационных элементах. Указанные один или более вибрационных элементов могут содержать множество каналов, через которые обеспечивается возможность прохождения образующего аэрозоль субстрата с его распылением. Указанные один или более активаторов могут содержать один или более пьезоэлектрических преобразователей.
Средство для генерирования аэрозоля может содержать один или более капиллярных фитилей для транспортировки жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, к одному или более элементам средства для генерирования аэрозоля. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может иметь такие физические свойства, включая вязкость, которые обеспечивают возможность транспортировки жидкости через указанные один или более капиллярных фитилей за счет капиллярного действия. Указанные один или более капиллярных фитилей могут иметь любые свойства вышеописанных структур, относящихся к капиллярному материалу.
Указанные один или более капиллярных фитилей могут быть расположены с возможностью контакта с жидкостью, удерживаемой в части для хранения жидкости. Указанные один или более капиллярных фитилей могут проходить внутрь части для хранения жидкости. В этом случае, при использовании обеспечивается возможность транспортировки жидкости из части для хранения жидкости к указанным одному или более элементам средства для генерирования аэрозоля за счет капиллярного действия в одном или более капиллярных фитилях. Указанные один или более капиллярных фитилей могут иметь первый конец и второй конец. Первый конец может проходить внутрь части для хранения жидкости с целью втягивания жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, внутрь средства для генерирования аэрозоля. Второй конец может проходить внутрь воздушного канала генерирующей аэрозоль системы. Второй конец может содержать один или более генерирующих аэрозоль элементов. Первый конец и второй конец могут проходить внутрь части для хранения жидкости. Указанные один или более генерирующих аэрозоль элементов могут быть расположены на центральном участке фитиля между первым и вторым концами. Во время использования, при активации указанных одного или более генерирующих аэрозоль элементов жидкий образующий аэрозоль субстрат в указанных одном или более капиллярных фитилях испаряется на указанных одном или более генерирующих аэрозоль элементах и вокруг них.
Средство для генерирования аэрозоля может содержать одну или более нагревательных проволок или нитей, окружающих участок указанных одного или более капиллярных фитилей. Нагревательная проволока или нить может поддерживать окруженный ею участок указанных одного или более капиллярных фитилей.
При использовании средства для генерирования аэрозоля испаряемый образующий аэрозоль субстрат может смешиваться с воздушным потоком и переноситься в нем через воздушный канал генерирующей аэрозоль системы. Капиллярные свойства указанных одного или более капиллярных фитилей, в сочетании со свойствами жидкого субстрата, способны обеспечивать, чтобы во время нормального использования, когда имеется достаточное количество образующего аэрозоль субстрата, фитиль всегда был пропитан жидким образующим аэрозоль субстратом в области, где находятся средство для генерирования аэрозоля.
Генерирующая аэрозоль система может содержать один или более источников питания. Источник питания может представлять собой батарею. Батарея может представлять собой литиевую батарею, например, литий-кобальтовую, литий-железо-фосфатную, литий-титанатную или литий-полимерную батарею. Батарея может представлять собой никель-металлогидридную батарею или никель-кадмиевую батарею. Источник питания может представлять собой другой вид устройства накопления заряда, такой как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке и быть выполнен с возможностью осуществления множества циклов зарядки и разрядки. Источник питания может иметь емкость, которая обеспечивает возможность накопления энергии, достаточной для одного или более сеансов курения; например, источник питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, приблизительно равного шести минутам, что соответствует типовому времени, затрачиваемому на выкуривание обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В еще одном примере источник питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности осуществления предварительно заданного количества затяжек или отдельных активаций нагревательных средств и активатора.
Генерирующая аэрозоль система 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 обнаружения затяжек, осуществляемых пользователем на генерирующей аэрозоль системе. Система управления, выполненная с возможностью управления средством для генерирования аэрозоля, может отличаться от системы управления, выполненной с возможностью обнаружения затяжек, осуществляемых пользователем на генерирующей аэрозоль системе. Система управления, выполненная с возможностью управления средством для генерирования аэрозоля, может содержать компоненты, сходные с компонентами системы управления, выполненной с возможностью обнаружения затяжек, осуществляемых пользователем на генерирующей аэрозоль системе.
Генерирующая аэрозоль система может содержать датчик температуры, имеющий связь с системой управления. Датчик температуры может быть смежным с частью для хранения жидкости. Датчик температуры может представлять собой термопару. По меньшей мере один элемент средства для генерирования аэрозоля может использоваться системой управления для получения информации, относящейся к температуре. Температурно-зависимые резистивные свойства указанного по меньшей мере одного элемента могут быть известны, и они могут использоваться для определения температуры указанного по меньшей мере одного элемента способом, известным специалистам. Система управления может быть выполнена с возможностью учета или компенсации влияния температуры на электрическую нагрузку между первым электродом и вторым электродом с использованием результатов измерения температуры от датчика температуры. Например, в случае, если участок части для хранения жидкости между первым и вторым электродами содержит емкостную нагрузку, система управления может быть выполнена с возможностью учета изменений диэлектрических свойств части для хранения жидкости из-за изменений температуры.
Система управления может содержать датчик наклона. Датчик наклона может быть выполнен с возможностью измерения ориентации части для хранения жидкости. Генерирующая аэрозоль система может содержать систему управления, выполненную с возможностью приема измеренного параметра ориентации от датчика наклона и определения ориентации части для хранения жидкости. Система управления может быть выполнена с возможностью определения того, является ли жидкий образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в части для хранения жидкости, по существу перпендикулярным первому электроду и второму электроду, путем определения ориентации части для хранения жидкости. Система управления может быть выполнена с возможностью обнаружения затяжек, осуществляемых пользователем на генерирующей аэрозоль системе, когда жидкий образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в части для хранения жидкости, по существу перпендикулярен первому и второму электродам, например когда определено, что часть для хранения жидкости расположена вертикально.
На жидкий образующий аэрозоль субстрат могут действовать силы гравитации и ускорения, что приводит к перемещению жидкого образующего аэрозоль субстрата в другие секции части для хранения жидкости. При условии, что вся часть для хранения жидкости расположена между первым и вторым электродами, обеспечивается возможность предотвращения влияния на измерение указанного электрического параметра.
Генерирующая аэрозоль система может содержать пользовательское устройство ввода, такое как переключатель или кнопка. Таким образом обеспечивается возможность включения системы пользователем. С помощью переключателя или кнопки могут активироваться средство для генерирования аэрозоля. С помощью переключателя или кнопки может инициироваться генерирование аэрозоля. С помощью переключателя или кнопки может осуществляться подготовка электронного блока управления к ожиданию входного сигнала от детектора затяжек.
Генерирующая аэрозоль система может содержать оповещающие средства для оповещения пользователя об осуществлении затяжки. Оповещающие средства могут содержать один или более световых индикаторов, таких как светодиоды (light emitting diodes, LED), дисплей, такой как ЖК-дисплей, и динамик или звуковой сигнализатор. Система управления может быть выполнена с возможностью оповещения пользователя о том, что имела место затяжка, с помощью указанных оповещающих средств. Система управления может быть выполнена с возможностью зажигания указанных одного или более световых индикаторов в зависимости от определенной крепости жидкого образующего аэрозоль субстрата, и с возможностью отображения типа крепости жидкого образующего аэрозоль субстрата на дисплее или эмиссии звуков посредством динамика или звукового сигнализатора для оповещения о результате распознавания того, является жидкий образующий аэрозоль субстрат разрешенным или неразрешенным.
Генерирующая аэрозоль система может содержать корпус. Корпус может быть удлиненным. Корпус может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают в себя металлы, сплавы, пластмассы или композитные материалы, содержащие один или более из таких материалов, или термопласты, подходящие для применения в пищевой или фармацевтической промышленности, например полипропилен, полиэфирэфиркетон (PEEK) и полиэтилен. Материал может быть легким и нехрупким.
Корпус может содержать полость для размещения источника 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. Мундштук может содержать более чем одно впускное отверстие для воздуха. Одно или более впускных отверстий для воздуха обеспечивают возможность снижения температуры аэрозоля перед его доставкой пользователю и возможность снижения концентрации аэрозоля перед его доставкой пользователю.
Генерирующая аэрозоль система может быть портативной. Генерирующая аэрозоль система может иметь размер, сопоставимый с размером обычной сигары или сигареты. Генерирующая аэрозоль система может иметь общую длину от приблизительно 30 мм до приблизительно 150 мм. Генерирующая аэрозоль система может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 мм до приблизительно 30 мм.
Генерирующая аэрозоль система может представлять собой электрическую курительную систему. Генерирующая аэрозоль система может представлять собой электронную сигарету или сигару.
Генерирующая аэрозоль система содержит основной модуль и картридж. Основной модуль содержит систему управления. Картридж содержит часть для хранения жидкости, предназначенную для удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата. Основной модуль может быть выполнен с возможностью съемного размещения картриджа. Первый электрод и второй электрод могут быть расположены таким образом, чтобы участок части для хранения жидкости в картридже располагался между первым электродом и вторым электродом при размещении картриджа в основном модуле.
Основной модуль может содержать один или более источников питания. Основной модуль может содержать средство для генерирования аэрозоля.
Картридж может содержать средство для генерирования аэрозоля. В случае, если картридж содержит средство для генерирования аэрозоля, этот картридж может именоваться «картомайзером».
Генерирующая аэрозоль система может содержать генерирующий аэрозоль компонент, содержащий средство для генерирования аэрозоля. Генерирующий аэрозоль компонент может быть отдельным от основного модуля и картриджа. Генерирующий аэрозоль компонент может быть съемно размещен в основном модуле и/или картридже.
Основной модуль может содержать первый электрод и второй электрод. Картридж может содержать первый электрод и второй электрод. Основной модуль может содержать один из электродов - первый электрод или второй электрод. Картридж может содержать один из электродов - первый электрод или второй электрод. Благодаря размещению одного из электродов - первого электрода или второго электрода - на основном модуле и размещению другого из электродов - первого электрода или второго электрода - на картридже, обеспечивается возможность идентификации картриджа. Иначе говоря, наличие или отсутствие электрода на картридже может использоваться для распознавания того, является ли картридж, размещенный в основном модуле, подлинным или аутентичным картриджем от производителя данного основного модуля. Тип электрода или результаты измерений между электродом основного модуля и электродом картриджа также могут использоваться для идентификации типа картриджа, размещенного в основном модуле, или типа жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости этого картриджа. Система управления может быть выполнена с возможностью определения наличия или отсутствия электрода в картридже. Система управления может быть выполнена с возможностью определения идентичности картриджа на основе наличия или отсутствия электрода в картридже. Система управления может также быть выполнена с возможностью определения того, правильно ли размещен картридж в основном модуле, на основе наличия или отсутствия электрода в картридже.
Средство для генерирования аэрозоля может содержать нагревательные средства, по существу такие же, что и описанные выше в отношении первого аспекта настоящего изобретения. Нагревательные средства могут представлять собой индукционные нагревательные средства, так что электрические контакты между картриджем и основным модулем отсутствуют. Основной модуль может содержать катушку индуктивности и источник питания, выполненный с возможностью подачи высокочастотного колебательного тока на катушку индуктивности. Картридж может содержать сусцепторный элемент, расположенный с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата. В контексте данного документа термин «высокочастотный колебательный ток» обозначает колебательный ток с частотой от 10 кГц до 20 МГц.
Картридж может быть съемно присоединен к основному модулю. Картридж может быть снят с основного модуля в случае израсходования образующего аэрозоль субстрата. Картридж предпочтительно является одноразовым. Тем не менее, картридж может быть многоразовым и иметь возможность повторной заправки жидким образующим аэрозоль субстратом. Картридж может быть сменным в основном модуле. Основной модуль может быть многоразовым.
Картридж может быть изготовлен дешевым, надежным и воспроизводимым способом. В контексте данного документа термин «съемно присоединен» означает, что обеспечивается возможность взаимного соединения и разъединения картриджа и основного модуля без значительного повреждения основного модуля и картриджа.
Картридж может иметь простую конструкцию. Картридж может иметь корпус, внутри которого удерживается жидкий образующий аэрозоль субстрат. Корпус картриджа может представлять собой жесткий корпус. Корпус может содержать материал, который является непроницаемым для жидкости.
Картридж может содержать крышку. Крышка может иметь возможность отрыва перед присоединением картриджа к основному модулю. Крышка может быть прокалываемой.
Основной модуль может содержать полость для размещения картриджа. Основной модуль может содержать полость для размещения источника питания.
Основной модуль может содержать средство для генерирования аэрозоля. Основной модуль может содержать одну или более систем управления генерирующей аэрозоль системы. Основной модуль может содержать источник питания. Источник питания может быть съемно присоединен к основному модулю.
Основной модуль 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 чем одно впускное отверстие для воздуха.
Основной модуль может содержать прокалывающий элемент для прокалывания крышки картриджа. Мундштук может содержать прокалывающий элемент. Мундштук может содержать по меньшей мере один первый канал, проходящий между указанным по меньшей мере одним впускным отверстием для воздуха и дальним концом прокалывающего элемента. Мундштук может содержать по меньшей мере один второй канал, проходящий между дальним концом прокалывающего элемента и указанным по меньшей мере одним выпускным отверстием для воздуха. Мундштук может быть расположен таким образом, чтобы при использовании, когда пользователь осуществляет затяжку на мундштуке, воздух проходил по воздушному тракту, проходящему от указанного по меньшей мере одного впускного отверстия для воздуха через указанный по меньшей мере один первый канал, участок картриджа и указанный по меньшей мере один второй канал, и выходил из указанного по меньшей мере одного выпускного отверстия. Таким образом обеспечивается возможность улучшения протекания воздушного потока через основной модуль для облегчения доставки аэрозоля пользователю.
При использовании пользователь имеет возможность вставки картриджа, описанного выше в данном документе, внутрь полости основного модуля, описанной выше в данном документе. Пользователь имеет возможность прикрепления мундштука к корпусу основного модуля, который способен прокалывать картридж своим прокалывающим участком. Пользователь имеет возможность активации основного модуля путем нажатия переключателя или кнопки. Пользователь имеет возможность осуществления затяжки на мундштуке для втягивания воздуха внутрь основного модуля через указанные одно или более впускных отверстий для воздуха. Воздух может проходить через часть средства для генерирования аэрозоля, захватывая испаренный образующий аэрозоль субстрат, и выходить из основного модуля через выпускное отверстие для воздуха в мундштуке для вдыхания пользователем.
Может быть обеспечен комплект частей, содержащий картридж и основной модуль, по существу такие же, что и вышеописанные. Генерирующая аэрозоль система согласно первому аспекту настоящего изобретения может быть образована путем объединения картриджа, средства для генерирования аэрозоля и основного модуля. Компоненты указанного комплекта частей могут быть разъемно соединены. Компоненты указанного комплекта частей могут быть взаимозаменяемыми. Компоненты указанного комплекта частей могут быть одноразовыми. Компоненты указанного комплекта частей могут быть многоразовыми.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения, предложен основной модуль для генерирующей аэрозоль системы согласно первому аспекту настоящего изобретения. Основной модуль содержит систему управления и первый электрод и/или второй электрод.
Может быть предусмотрен картридж для генерирующей аэрозоль системы согласно первому аспекту настоящего изобретения. Картридж может содержать: часть для хранения жидкости; и первый электрод и/или второй электрод. Картридж может содержать корпус для удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата в части для хранения жидкости.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения, предложен способ обнаружения затяжек, осуществляемых пользователем на генерирующей аэрозоль системе, включающий в себя этапы, на которых: удерживают жидкий образующий аэрозоль субстрат в части для хранения жидкости генерирующей аэрозоль системы; размещают по меньшей мере участок части для хранения жидкости между первым электродом и вторым электродом; измеряют электрический параметр между первым электродом и вторым электродом; и обнаруживают затяжки, осуществляемые пользователем на генерирующей аэрозоль системе, на основе измеренного значения электрического параметра.
Способ имеет все преимущества, описанные в отношении первого и второго аспектов настоящего изобретения. Признаки, такие как часть для хранения жидкости, первый электрод и второй электрод, могут быть такими же, что и описанные применительно к первому и второму аспектам настоящего изобретения.
Этап обнаружения затяжек, осуществляемых пользователем на генерирующей аэрозоль системе, может включать в себя этап, на котором сравнивают измеренное значение электрического параметра с эталонным значением электрического параметра. Эталонное значение электрического параметра может представлять собой значение электрического параметра, заранее измеренное с помощью системы управления. Эталонное значение электрического параметра может быть сохранено в памяти генерирующей аэрозоль системы. Эталонное значение электрического параметра может быть сохранено в справочной таблице.
Эталонное значение электрического параметра может быть измерено с помощью системы управления в ходе калибровочной процедуры. Калибровочная процедура может осуществляться для заполнения справочной таблицы. В ходе калибровочной процедуры жидкий образующий аэрозоль субстрат может быть загружен в часть для хранения жидкости, и на генерирующей аэрозоль системе могут быть осуществлены затяжки, имеющие стандартные профиль и длительность. Может быть измерен электрический параметр между первым электродом и вторым электродом, и могут быть измерены флуктуации, соответствующие затяжкам. Абсолютная или относительная амплитуда флуктуаций электрического параметра, вызванных затяжками, может быть сохранена в справочной таблице в памяти системы управления и связана в этой справочной таблице с обнаружением затяжек.
Калибровочная процедура может быть осуществлена на заводе перед отправкой генерирующей аэрозоль системы. Калибровочная процедура может быть осуществлена пользователем перед первым использованием генерирующей аэрозоль системы.
Способ эксплуатации генерирующей аэрозоль системы может включать в себя этапы, на которых: удерживают жидкий образующий аэрозоль субстрат в части для хранения жидкости генерирующей аэрозоль системы; размещают по меньшей мере участок части для хранения жидкости между первым электродом и вторым электродом; измеряют электрический параметр между первым электродом и вторым электродом; обнаруживают затяжку, осуществляемую пользователем на генерирующей аэрозоль системе, на основе измеренного значения электрического параметра; и подают питание на средство для генерирования аэрозоля генерирующей аэрозоль системы при обнаружении затяжки, осуществляемой пользователем.
Признаки, описанные применительно к одному аспекту настоящего изобретения, могут быть применены также и к другим аспектам настоящего изобретения. Признаки, описанные применительно к способу, могут быть применены к генерирующей аэрозоль системе, а признаки, соответствующие генерирующей аэрозоль системе, могут быть применены к способу.
Настоящее изобретение будет далее описано исключительно на примерах, со ссылками на сопроводительные графические материалы, на которых:
на фиг. 1 показана схематичная иллюстрация примера генерирующей аэрозоль системы;
на фиг. 2 показана часть для хранения жидкости для генерирующей аэрозоль системы согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 3 показана часть для хранения жидкости для генерирующей аэрозоль системы согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 4 показана часть для хранения жидкости для генерирующей аэрозоль системы согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 5 показана часть для хранения жидкости для генерирующей аэрозоль системы согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 6 показана часть для хранения жидкости для генерирующей аэрозоль системы согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 7 показан датчик, содержащий встречно-гребенчатые первый и второй электроды, согласно настоящему изобретению;
на фиг. 8 показан датчик, содержащий встречно-гребенчатые первый и второй электроды, согласно настоящему изобретению;
на фиг. 9 показана часть для хранения жидкости для генерирующей аэрозоль системы согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 10 показана часть для хранения жидкости для генерирующей аэрозоль системы согласно седьмому варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 11 показана часть для хранения жидкости для генерирующей аэрозоль системы согласно восьмому варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 12 показана принципиальная электрическая схема для генерирующей аэрозоль системы согласно настоящему изобретению;
на фиг. 13 показана принципиальная электрическая схема для генерирующей аэрозоль системы согласно настоящему изобретению.
на фиг. 14 показана принципиальная электрическая схема для генерирующей аэрозоль системы согласно настоящему изобретению.
На фиг. 1 показана схематичная иллюстрация генерирующей аэрозоль системы. Фиг. 1 является схематичным по своей природе, и изображенные компоненты представлены не в масштабе, ни по-отдельности, ни по отношению друг к другу. Генерирующая аэрозоль система содержит основной модуль 100, который предпочтительно является многоразовым, в сочетании с картриджем 200, который предпочтительно является одноразовым. Генерирующая аэрозоль система, показанная на фиг. 1, представляет собой электрическую курительную систему.
Основной модуль 100 содержит основной корпус 101. Указанный корпус имеет по существу круглую цилиндрическую форму, и его продольная длина составляет приблизительно 100 мм, а внешний диаметр составляет приблизительно 20 мм, что сравнимо с обычной сигарой. Основной модуль 100 содержит электрический источник питания в виде литий-ион-фосфатной батареи 102 и систему управления в виде электронного блока 104 управления. Основной корпус 101 образует также полость 112, внутри которой размещается картридж 200.
Основной модуль 100 содержит также мундштучную часть 120, содержащую выпускное отверстие 124. В данном примере мундштучная часть соединена с основным корпусом 101 с помощью шарнирного соединения, однако может использоваться любой тип соединения, такой как защелкивающееся или винтовое соединение. Одно или более впускных отверстий 122 для воздуха образовано между мундштучной частью 120 и основным корпусом 101 при нахождении мундштучной части в закрытом положении, как показано на фиг. 1.
Внутри мундштучной части находится плоская спиральная катушка 110 индуктивности. Катушка 110 образована путем штамповки или вырезания спиральной катушки из листа меди. Катушка 110 расположена между впускными отверстиями 122 для воздуха и выпускным отверстием 124 для воздуха таким образом, что воздух, втягиваемый через впускные отверстия 122 к выпускному отверстию 124, проходит через указанную катушку.
Картридж 200 (показан схематично на фиг. 1) содержит жесткий корпус 204, образующий часть 201 для хранения жидкости. Часть 201 для хранения жидкости заключает в себе жидкий образующий аэрозоль субстрат (не показан). Корпус 204 картриджа 200 является непроницаемым для текучей среды, но имеет открытый конец, покрытый проницаемым сусцепторным элементом 210. Проницаемый сусцепторный элемент 210 содержит ферритную сетку, содержащую ферритную сталь. Образующий аэрозоль субстрат способен образовывать мениски в пустотах сетки. Когда картридж 200 соединен с основным модулем и размещен в полости 112, сусцепторный элемент 210 располагается смежно с плоской спиральной катушкой 110. Картридж 200 может содержать шпоночные элементы для обеспечения невозможности его вставки внутрь основного модуля вверх ногами.
При использовании пользователь осуществляет затяжку на мундштучной части 120 для втягивания воздуха через впускные отверстия 122 для воздуха внутрь мундштучной части 120 и его вывода из выпускного отверстия 124 в рот пользователя. Основной модуль содержит датчик 106 затяжек в виде микрофона в качестве части электронного блока 104 управления. Небольшой поток воздуха втягивается через впускное отверстие 121 датчика и проходит мимо микрофона 106 вверх внутрь мундштучной части 120 при осуществлении пользователем затяжки на мундштучной части. При обнаружении затяжки электронный блок управления подает высокочастотный колебательный ток на катушку 110. В результате генерируется колебательное магнитное поле, как показано пунктирными линиями на фиг. 1. Также активируется светодиод 108 для оповещения о том, что основной модуль активирован. Колебательное магнитное поле проходит через сусцепторный элемент, индуцируя вихревые токи в этом сусцепторном элементе. Сусцепторный элемент нагревается в результате нагрева джоулевым теплом и в результате потерь на гистерезис, достигая температуры, достаточной для испарения образующего аэрозоль субстрата вблизи сусцепторного элемента. Испаренный образующий аэрозоль субстрат захватывается воздухом, протекающим от впускных отверстий для воздуха к выпускному отверстию для воздуха, и охлаждается с образованием аэрозоля внутри мундштучной части перед поступлением в рот пользователя. Электронный блок управления подает колебательный ток на указанную катушку в течение заданного времени, в данном примере - в течение пяти секунд, после обнаружения затяжек и затем выключает ток до тех пор, пока не будет обнаружена новая затяжка.
Картридж 200 имеет круглую цилиндрическую форму, и сусцепторный элемент перекрывает круглый открытый конец корпуса картриджа. Очевидно, что возможны и другие конфигурации. Например, сусцепторный элемент может представлять собой полоску из стальной сетки 220, которая перекрывает прямоугольное отверстие в корпусе 204 картриджа.
Пример генерирующей аэрозоль системы, показанный на фиг. 1, основан на индукционном нагреве. Другие примеры подходящих индукционных нагревательных элементов и пояснение работы индукционных нагревательных систем приведены в WO 2015/177046 A1.
Очевидно, что генерирующая аэрозоль система может содержать и другие типы средства для генерирования аэрозоля. Например, средство для генерирования аэрозоля может представлять собой другие средство для генерирования аэрозоля, выполненное с возможностью испарения жидкого образующего аэрозоль субстрата под действием тепла. Средство для генерирования аэрозоля может содержать один или более резистивных нагревательных элементов. Средство для генерирования аэрозоля может также представлять собой средство для генерирования аэрозоля, выполненное с возможностью испарения жидкого образующего аэрозоль субстрата под действием вибраций. Средство для генерирования аэрозоля может содержать один или более вибрационных элементов и активаторов.
Генерирующие аэрозоль системы согласно настоящему изобретению содержат первые электроды и вторые электроды, расположенные на удалении от первых электродов, причем участки частей для хранения жидкости расположены между указанными первыми электродами и вторыми электродами. Системы управления выполнены с возможностью измерения электрического параметра между первыми электродами и вторыми электродами и обнаружения затяжек, осуществляемых пользователем на генерирующей аэрозоль системе, на основе измеренного значения электрического параметра. Благодаря этому, генерирующие аэрозоль системы согласно настоящему изобретению не требуют дополнительных детекторов затяжки, таких как детектор 106 затяжки в генерирующей аэрозоль системе 100, показанной на фиг. 1.
На фиг. 2-12 показано несколько примеров картриджей для основных модулей генерирующих аэрозоль систем, например для основного модуля, показанного на фиг. 1. Картриджи, показанные на фиг. 2-12, содержат части для хранения жидкости и электродные компоновки согласно настоящему изобретению.
Картридж 300, показанный на фиг. 2, содержит по существу круглый цилиндрический корпус 301, имеющий закрытый конец и по существу открытый конец. Корпус является жестким и по существу непроницаемым для текучей среды и образует часть для хранения жидкости, которая выполнена с возможностью удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата (не показан), либо находящегося в свободном состоянии, либо удерживаемого в несущем материале. Поверх открытого конца корпуса 301 размещены генерирующие аэрозоль элементы 302. В данном варианте осуществления генерирующие аэрозоль элементы содержат сусцептор в виде ферритной сетки. На внутренней поверхности корпуса 301 внутри части для хранения жидкости расположен датчик 303. Датчик содержит первый электрод 304 и второй электрод 305. Первый и второй электроды 304, 305 являются по существу идентичными и содержат дугообразные металлические пластины, расположенные с противоположных сторон корпуса 301. Каждый электрод 304, 305 проходит в окружном направлении приблизительно на половину окружности внутренней поверхности корпуса 301 и вытянут по существу на длину корпуса 301 от открытого конца до закрытого конца. Электроды 304, 305 расположены на корпусе с зазором между боковыми сторонами указанных пластин для обеспечения отсутствия электропроводного взаимодействия между электродами 304, 305. Такая компоновка обеспечивает возможность измерения датчиком 303 электрических параметров всей части для хранения жидкости.
Электрические контакты (не показаны) проходят через корпус от внешней поверхности до внутренней поверхности каждой из указанных пластин. При размещении картриджа 300 в полости основного модуля, контакты картриджа 300 комплементарным образом примыкают к контактам, расположенным в полости основного модуля, для электрического соединения датчика 303 с источником питания и системой управления основного модуля.
Картридж 310, показанный на фиг. 3, имеет конструкцию, по существу аналогичную картриджу 300, показанному на фиг. 2. Картридж 310 содержит по существу круглый цилиндрический корпус 311, образующий часть для хранения жидкости, и генерирующий аэрозоль элемент 312, расположенный поверх открытого конца. Картридж 300 содержит датчик 313, расположенный вокруг внешней поверхности части для хранения жидкости. Датчик 313 содержит первый электрод 314 и второй электрод 315. Первый и второй электроды 314, 315 являются по существу идентичными и содержат медные кольца, окружающие внешнюю поверхность корпуса 311. Первый электрод 314, 315 расположен в направлении открытого конца корпуса 311, а второй электрод 315 расположен в направлении закрытого конца, так что датчик 313 выполнен с возможностью измерения электрических параметров всей части для хранения жидкости.
Картридж 320, показанный на фиг. 4, имеет конструкцию, по существу аналогичную картриджу 310, показанному на фиг. 3. Картридж 320 содержит по существу круглый цилиндрический корпус 321, имеющий открытый конец и закрытый конец, и генерирующий аэрозоль элемент 322, расположенный поверх открытого конца. Картридж 320 содержит датчик 323, содержащий первый электрод 324, имеющий кольцевой электрод, расположенный на внутренней поверхности корпуса 321, и второй электрод, имеющий генерирующий аэрозоль элемент 322.
Картридж 330, показанный на фиг. 5, имеет конструкцию, по существу аналогичную картриджам 300, 310 и 320, показанным на фиг. 2, 3 и 4. Картридж 330 содержит по существу круглый цилиндрический корпус 331, имеющий открытый конец и закрытый конец, и генерирующий аэрозоль элемент 332, расположенный поверх открытого конца. Картридж 330 содержит датчик 333, расположенный на внутренней поверхности корпуса 321. Датчик 333 содержит первый электрод 334 и второй электрод 335. Первый и второй электроды 334, 335 представляют собой точечные электроды, проходящие через противоположные стороны корпуса 331 в одном и том же месте по длине корпуса 331. Таким образом минимизируется расстояние между электродами и обеспечивается возможность повышения чувствительности датчика 333. В случае, если в части для хранения жидкости размещен несущий материал, точечные электроды 334, 335 могут быть расположены в контакте с этим несущим материалом. Жидкий образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в части для хранения жидкости, распространяется через несущий материал. Изменение количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, влияет на насыщение несущего материала и на изменение электрических параметров несущего материала. Таким образом обеспечивается возможность измерения электрических параметров всей части для хранения жидкости с помощью точечных электродов 334, 335.
Картридж 340, показанный на фиг. 5, имеет конструкцию, по существу аналогичную картриджам 300, 310, 320 и 330, показанным на фиг. 2, 3, 4 и 5. Картридж 340 содержит по существу круглый цилиндрический корпус 341, имеющий открытый конец и закрытый конец, и генерирующий аэрозоль элемент 342, расположенный поверх открытого конца. Картридж 340 содержит датчик 343, расположенный на внутренней поверхности корпуса 341. Датчик 343 содержит первый и второй электроды (не показаны), расположенные на подложке. Подложка содержит электроизоляционный полимерный лист, имеющий форму и размеры, аналогичные одному из электродов 304, 305 картриджа 300, показанного на фиг. 2. Подложка приклеена к внутренней поверхности корпуса 343 и является достаточно гибкой для адаптации к форме корпуса 343.
P
P
I
Пример размещения первого и второго электродов на подложке, такой как подложка датчика 343, показан на фиг. 7. Датчик 343' содержит первый электрод 344' и второй электрод 345', которые являются встречно-гребенчатыми. Оба электрода 344', 345' являются по существу идентичными и содержат линейную основную дорожку и множество линейных выступов, проходящих от основной дорожки в направлении, по существу перпендикулярном основной дорожке. Каждый электрод 344', 345' содержит 125 выступов, каждый из которых имеет длину L приблизительно 6760 мкм и ширину W приблизительно 10 мкм. Смежные выступы отделены друг от друга промежутками, ширина W которых составляет приблизительно 30 мкм.
Основная дорожка первого электрода 344'и основная дорожка второго электрода 345' расположены параллельно на подложке на расстоянии приблизительно 6780 мкм. Первый электрод 344'расположен таким образом, что его выступы 346' обращены ко второму электроду 345' и расположены внутри промежутков второго электрода 345'. Второй электрод 345' расположен таким образом, что его выступы 347'обращены к первому электроду 344'и расположены внутри промежутков первого электрода 344'. В данной компоновке обеспечивается постоянный зазор, составляющий приблизительно 10 мкм, между первым электродом 344' и вторым электродом 345' по всей длине электродов 344', 345'.
Еще один пример компоновки первого и второго электродов на подложке, такой как подложка датчика 343, показан на фиг. 8. Датчик 343ʺ содержит первый электрод 344ʺ и второй электрод 345ʺ, которые являются встречно-гребенчатыми. Каждый электрод 344ʺ, 345ʺ содержит линейную основную дорожку и множество пар дугообразных выступов, проходящих в противоположных направлениях от основной дорожки. Каждый электрод 344ʺ, 345ʺ содержит 50 пар дугообразных выступов. Каждый выступ имеет ширину приблизительно 10 мкм. Каждая пара выступов образует неполную окружность, которая не замкнута на самом дальнем конце от основной дорожки. Смежные пары выступов отделены друг от друга промежутками, имеющими ширину приблизительно 30 мкм. Самый дальний выступ второго электрода 345ʺ содержит полную окружность.
Основная дорожка первого электрода 344ʺ и основная дорожка второго электрода 345ʺ расположены с коаксиальным выравниванием на указанной подложке параллельно этой подложке таким образом, что выступы 346ʺ первого электрода 344ʺ расположены внутри промежутков второго электрода 345ʺ, а выступы 347ʺ второго электрода 345ʺ расположены внутри промежутков первого электрода 344ʺ. Самый дальний выступ первого электрода 344ʺ по существу окружает самый дальний выступ второго электрода 345ʺ. В данной компоновке обеспечивается постоянный зазор, составляющий приблизительно 10 мкм, между первым электродом 344' и вторым электродом 345' по всей длине электродов 344', 345'
Картридж 350, показанный на фиг. 9, содержит жесткий корпус 351, образующий часть для хранения жидкости. Корпус 351 содержит по существу плоские боковые стороны. Внутренний объем корпуса 301 является достаточно узким для того, чтобы на жидкий образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в части для хранения жидкости, действовали капиллярные силы. Датчик 353 содержит первый пластинчатый электрод 354 и второй пластинчатый электрод 355, расположенные с противоположных сторон части для хранения жидкости. Электроды 354, 355 образуют по существу параллельные электродные пластины, имеющие длину приблизительно от 25 мм до 30 мм и ширину приблизительно от 5 мм до 7 мм. Это соответствует площади поверхности от приблизительно 25 мм х 5 мм до приблизительно 30 мм х 7 мм. Расстояние между первым и вторым электродами 344, 345 составляет от приблизительно 2 мм до приблизительно 3 мм.
Картридж 350 дополнительно содержит средство для генерирования аэрозоля в виде фитиля 352, проходящего от конца части для хранения жидкости, и нагревательную катушку 358, намотанную вокруг фитиля 352 на дальнем конце. При использовании катушка 358 нагревает фитиль 352 и происходит испарение жидкого образующего аэрозоль субстрата в фитиле 352. В результате происходит втягивание жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, к фитильному концу части для хранения жидкости. Капиллярные силы, обусловленные малым расстоянием между первым и вторым электродами 354, 355, не позволяют свободно перемещаться жидкому образующему аэрозоль субстрату, удерживаемому в части для хранения жидкости. В результате жидкий образующий аэрозоль субстрат накапливается на фитильном конце части для хранения жидкости, и эта часть для хранения жидкости может быть условно разделена на две секции: первую секцию 38А, которая направлена к фитильному концу и заполняется жидким образующим аэрозоль субстратом, и вторую секцию 38В, которая противоположна фитильному концу и заполняется воздухом. По мере потребления жидкого образующего аэрозоль субстрата при использовании, вторая секция 38В, заполняемая воздухом, увеличивается в размере, а первая секция 38А, заполняемая жидким образующим аэрозоль субстратом, уменьшается в размере.
Картридж 360, показанный на фиг. 10, содержит по существу круглый цилиндрический корпус 361, содержащий проходящий через него центральный воздушный канал. Часть для хранения жидкости образована между корпусом 361 и центральным воздушным каналом и содержит кольцевое тело из несущего материала. Картридж 360 содержит средство для генерирования аэрозоля в виде фитиля 362, проходящего поперек указанного воздушного канала, и нагревательную катушку 368, расположенную в указанном воздушном канале и намотанную вокруг фитиля 362. Картридж 360 содержит датчик 363, содержащий первый электрод 364 и второй электрод 365, расположенные с противоположных сторон фитиля. При использовании катушка 368 нагревает фитиль 362 и происходит испарение жидкого образующего аэрозоль субстрата в фитиле 362. В результате жидкий образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в несущем материале, втягивается в фитиль и происходит изменение насыщения фитиля 362 и несущего материала. По мере изменения насыщения изменяется электрическая нагрузка между электродами 364, 365.
Картридж 370, показанный на фиг. 11, имеет конструкцию и компоновку, аналогичные картриджу 360, показанному на фиг. 10. Картридж 370 содержит датчик 373, содержащий первый пластинчатый электрод 374 круглой цилиндрической формы, расположенный вокруг внутренней поверхности кольцевого тела из несущего материала, и второй пластинчатый электрод 375 круглой цилиндрической формы, расположенный вокруг внешней поверхности указанного тела из несущего материала. Первый и второй электроды 375, 374 образуют концентричные круглые цилиндрические пластины, связанные с внутренней и внешней поверхностями кольцевого тела из несущего материала. При использовании указанная катушка нагревает фитиль и происходит испарение жидкого образующего аэрозоль субстрата в фитиле, в результате чего происходит втягивание в фитиль жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в несущем материале. В результате этого изменяется насыщение несущего материала, что приводит к изменению электрической нагрузки между электродами 374, 375.
На фиг. 12 показана принципиальная электрическая схема, содержащая схему 401 датчика и схему 402 системы управления, для генерирующей аэрозоль системы согласно настоящему изобретению. Схема 401 датчика содержит датчик 403, соединенный последовательно с резистором R, и специализированный источник питания датчика, предназначенный для подачи переменного напряжения заданной частоты на датчик 403. Схема 402 системы управления содержит электронный блок управления, содержащий контроллер 404 и память 405. Электронный блок управления соединен с источником 406 питания.
В других вариантах осуществления (не показаны) датчик 403 может быть соединен с источником 406 питания, который может быть выполнен с возможностью подачи питания на схему 401 датчика и схему 402 системы управления. Источник 406 питания может быть также выполнен с возможностью подачи питания на средство для генерирования аэрозоля генерирующей аэрозоль системы, а схема 402 системы управления может быть выполнена с возможностью управления работой средства для генерирования аэрозоля.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения генерирующая аэрозоль система содержит один из картриджей, показанных на фиг. 2-12. При использовании генерирующая аэрозоль система включается в результате активации переключателя пользователем, и система управления генерирующей аэрозоль системы подает колебательный измерительный сигнал с частотой приблизительно 100 кГц на первый и второй электроды. Система управления принимает значение полного сопротивления от первого и второго электродов и определяет скорость изменения значения полного сопротивления на основе двух или более последовательных результатов измерения полного сопротивления. Система управления сравнивает определенную скорость изменения с первой заданной пороговой скоростью изменения, сохраненной в памяти системы управления. В случае, если определенная скорость изменения полного сопротивления превышает первый заданный порог, система управления определяет начало осуществления затяжки пользователем и подает питание на средство для генерирования аэрозоля генерирующей аэрозоль системы. Наряду с этим, активируется светодиод для оповещения пользователя об активации средства для генерирования аэрозоля.
В процессе подачи питания от системы управления на средство для генерирования аэрозоля, система управления продолжает измерять полное сопротивление и определять скорость изменения полного сопротивления. Однако в процессе подачи питания от системы управления на средство для генерирования аэрозоля, система управления сравнивает определенную скорость изменения со вторым заданным порогом. В случае, если определенная скорость изменения превышает второй заданный порог, система управления определяет окончание осуществления затяжки пользователем и прекращает подачу питания на средство для генерирования аэрозоля и светодиод.
На фиг. 13 показан пример экспериментальных данных, характеризующих измеренное омическое сопротивление 501 и измеренную емкость 502 в зависимости от времени для примера генерирующей аэрозоль системы согласно настоящему изобретению.
Экспериментальные данные, показанные на фиг. 13, были получены с использованием картриджа, содержащего часть для хранения жидкости и электродную компоновку по фиг. 5. Картридж содержал по существу круглую цилиндрическую часть для хранения жидкости, удерживающую несущий материал, содержащий пену из смеси полиэтилена и полипропилена (РР-РЕ) с длинноцепочечным разветвлением, которая была насыщена жидким образующим аэрозоль субстратом. Средство для генерирования аэрозоля, содержащее ферритную сетку, в которой диаметр проволоки составляет приблизительно 25 мкм, а ширина отверстий - приблизительно 39 мкм, были размещены на одном конце картриджа для приема жидкого образующего аэрозоль субстрата из части для хранения жидкости. Датчик, содержащий противолежащие первый и второй точечные электроды в виде медных проволок, был размещен в центральном по длине месте части для хранения жидкости. Первый и второй точечные электроды находились в непосредственном контакте с несущим материалом. Кроме того, к картриджу на том конце, где располагались средство для генерирования аэрозоля, был прикреплен мундштук.
На датчик подавалось переменное напряжение с амплитудой 2 В и частотой 100 кГц, и с помощью LCR-измерителя измерялись омическое сопротивление 501 и емкость 502. Производилась подача питания для нагрева средства для генерирования аэрозоля с целью испарения жидкого образующего аэрозоль субстрата, принимаемого указанной сеткой, и на мундштуке с помощью аналитической машины осуществлялись регулярные серии затяжек с частотой 2 затяжки в минуту. Каждая затяжка имела прямоугольный профиль, объем 55 мл и длительность 3 сек.
На фиг. 13 показаны регулярные флуктуации как измеряемого омического сопротивления 501, так и емкости 502 на первом и втором электродах. Флуктуации происходили с частотой приблизительно 2 флуктуации в минуту. Иначе говоря, флуктуации соответствовали затяжкам на генерирующей аэрозоль системе. Омическое сопротивление 501 резко повышалось от начального омического сопротивления и постепенно снижалось приблизительно до начального сопротивления в течение периода 503, составляющего приблизительно 30 секунд. Флуктуации имеют регулярные величину и профиль, и их можно использовать для определения начала и окончания затяжки. Емкость 502 показывает кратковременное повышение в виде острого пика в начале периода 503, что может использоваться для обнаружения затяжек.
На фиг. 14 показан пример экспериментальных данных, характеризующих измеренное омическое сопротивление 601 и измеренную емкость 602 в зависимости от времени, для примера генерирующей аэрозоль системы согласно настоящему изобретению.
Экспериментальные данные, показанные на фиг. 14, были получены с использованием картриджа, содержащего по существу круглую цилиндрическую часть для хранения жидкости, удерживающую несущий материал, содержащий пену из смеси полипропилена и полиэтилена (РР-РЕ) с длинноцепочечным разветвлением, которая была насыщена жидким образующим аэрозоль субстратом. Средство для генерирования аэрозоля, содержащее ферритную сетку, в которой диаметр проволоки составляет приблизительно 25 мкм, а ширина отверстий - приблизительно 39 мкм, были размещены на одном конце картриджа для приема жидкого образующего аэрозоль субстрата из части для хранения жидкости. Датчик, содержащий встречно-гребенчатые первый и второй электроды, показанные на фиг. 7, был размещен на конце картриджа, противоположном генерирующим аэрозоль средствам. Первый и второй электроды находились в непосредственном контакте с несущим материалом. Кроме того, к картриджу на том конце, где расположены средство для генерирования аэрозоля, был прикреплен мундштук.
На датчик подавалось переменное напряжение с амплитудой 1 В и частотой 100 кГц, и с помощью LCR-измерителя измерялись омическое сопротивление 601 и емкость 602 датчика. Производилась подача питания для нагрева средства для генерирования аэрозоля с целью испарения жидкого образующего аэрозоль субстрата, принимаемого указанной сеткой, и на мундштуке с помощью аналитической машины осуществлялись регулярные серии затяжек с частотой 2 затяжки в минуту. Каждая затяжка имела прямоугольный профиль, объем 55 мл и длительность 3 сек.
На фиг. 14 показаны регулярные флуктуации как измеряемого омического сопротивления 601, так и емкости 602 на первом и втором электродах. Флуктуации происходили с частотой приблизительно 2 флуктуации в минуту. Иначе говоря, флуктуации соответствовали затяжкам на генерирующей аэрозоль системе. Омическое сопротивление 601 резко повышалось от начального омического сопротивления и постепенно снижалось приблизительно до начального омического сопротивления в течение периода 603, составляющего приблизительно 30 секунд. Флуктуации имеют регулярные величину и профиль, и их можно использовать для определения начала и окончания затяжки. Емкость 602 показывает небольшое уменьшение емкости в начале периода 503 и возвращается к начальной емкости, что может использоваться для обнаружения затяжки.
Аналогичные процедуры могут быть выполнены во время калибровки генерирующей аэрозоль системы, причем на генерирующей аэрозоль системе могут быть осуществлены заданные серии затяжек, и изменение по меньшей мере одного из следующего: индуктивность, омическое сопротивление или емкость, может быть измерено и связано с обнаружением затяжки. Результаты такой калибровочной процедуры могут быть сохранены в памяти системы управления генерирующего аэрозоль субстрата.
Очевидно, что связь между полным сопротивлением, омическим сопротивлением и емкостью между первым и вторым электродами с одной стороны и флуктуациями, обусловленными осуществлением затяжек, с другой будет зависеть от типа электродов и их местоположения относительно части для хранения жидкости.
Очевидно, что в других вариантах осуществления (не показаны) картриджи, описанные применительно к фиг. 2-12, могут представлять собой не картриджи в строгом смысле этого слова, а скорее неотъемлемые части генерирующих аэрозоль систем, таких как генерирующая аэрозоль система по п. 1. Очевидно также, что основные модули могут быть оснащены датчиками, такими как показанные на фиг. 2-12 пары из первого и второго электродов, выполненными с возможностью измерения электрических параметров, характеризующих часть для хранения жидкости в картриджах, размещенных в основных модулях.
Следует понимать, что признаки, описанные в отношении одного варианта осуществления, могут быть применены и в других вариантах осуществления. В частности, очевидно, что картриджи и генерирующие аэрозоль системы согласно настоящему изобретению могут содержать более чем одно средство для обнаружения затяжек, осуществляемых пользователем на генерирующей аэрозоль системе, например более чем одну пару, состоящую из первого и второго электродов.