СИСТЕМА И СПОСОБ РЕГУЛИРОВКИ ТЕМПЕРАТУРЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ ПОДАЧИ ПАРА
TEMPERATURE ADJUSTMENT SYSTEM AND METHOD FOR AN ELECTRONIC VAPOUR PROVIDING SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству калибровки и способу.
Уровень техники
Электронные системы подачи пара (EVPS), такие как электронные сигареты и другие системы доставки аэрозоля, представляют собой сложные устройства, содержащие источник питания, достаточный для испарения летучего материала, вместе со схемой управления, нагревательным элементом и, как правило, жидкой полезной нагрузкой. Некоторые EVPS также содержат системы связи и/или вычислительные возможности.
При использовании устройство предназначено для доставки пара, содержащего летучий материал, пользователю для затяжки, как правило, путем нагревания участка полезной нагрузки до температуры, достаточной для испарения летучего материала.
Однако некоторые пользователи из-за индивидуальной чувствительности или из-за необычных особенностей затяжки могут обнаружить, что образующийся пар является слишком горячим.
Настоящее изобретение направлено на облегчение или смягчение этой проблемы.
Раскрытие сущности изобретения
В первом аспекте предусмотрена система регулировки температуры для электронной системы подачи пара в соответствии с п.1 формулы изобретения.
В другом аспекте предложен способ регулировки температуры для электронной системы подачи пара в соответствии с п.15 формулы изобретения.
Дополнительные соответствующие аспекты и признаки изобретения определены в прилагаемой формуле изобретения.
Краткое описание чертежей
Варианты осуществления настоящего изобретения будут теперь описаны посредством примера со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
фиг.1 – схематичное представление электронной сигареты в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;
фиг.2 – схематичное представление блока управления электронной сигареты в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;
фиг.3 – схематичное представление процессора электронной сигареты в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;
фиг.4 – схематичное представление электронной сигареты при установлении связи с мобильным терминалом в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;
фиг.5 – схематичное представление картомайзера электронной сигареты;
фиг.6 – схематичное представление испарителя или нагревателя электронной сигареты;
фиг.7 – схематичное представление мобильного терминала в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения; и
фиг.8 – блок-схема последовательности операций способа регулировки температуры для электронной системы подачи пара в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Раскрыты устройство калибровки и способ. В нижеследующем описании представлен ряд конкретных деталей для обеспечения полного понимания вариантов осуществления настоящего изобретения. Однако специалисту в данной области техники очевидно, что эти конкретные детали не должны использоваться для практического применения настоящего изобретения. И наоборот, конкретные детали, известные специалисту в данной области техники, при необходимости опущены для ясности изложения.
Для объяснения предыстории, электронные системы подачи пара, такие как электронные сигареты и другие системы доставки аэрозоля, как правило, содержат резервуар для жидкости, которая испаряется и представляет собой, как правило, никотин (которую иногда называют "е-жидкостью" или "жидкостью для электронных сигарет"). Когда пользователь вдыхает воздух через устройство, то электрический нагреватель (например, резистивный) активируется для испарения небольшого количества жидкости, фактически вырабатывая аэрозоль, которая, вследствие этого, вдыхается пользователем. Жидкость может содержать никотин в растворителе, таком как этанол или вода, вместе с глицерином или пропиленгликолем для содействия образованию аэрозолей, а также может включать в себя один или более дополнительных ароматизаторов. Специалисту в данной области техники будет известно множество различных жидких составов, которые могут использоваться в электронных сигаретах и других подобных устройствах.
Практика вдыхания испаренной жидкости таким способом широко известна как "вейпинг".
Электронная сигарета может иметь интерфейс для поддержки обмена данными с внешними устройствами. Этот интерфейс может использоваться, например, для загрузки параметров управления и/или обновленного программного обеспечения в электронную сигарету из внешнего источника. Альтернативно или дополнительно, интерфейс может использоваться для загрузки данных из электронной сигареты во внешнюю систему. Загруженные данные могут, например, представлять собой параметры использования электронной сигареты, условия отказа и т.д. Как известно специалисту в данной области техники, может осуществляться обмен многих данными между электронной сигаретой и одной или несколькими внешними системами (например, которая может быть другой электронной сигаретой).
В некоторых случаях интерфейс для электронной сигареты устанавливает связь с внешней системой посредством проводного соединения, такого как USB-соединение, с использованием микро, мини или обычного USB-соединения в электронной сигарете. Кроме того, интерфейс для электронной сигареты устанавливает связь с внешней системой посредством беспроводного соединения. Такое беспроводное соединение имеет определенные преимущества по сравнению с проводным соединением. Например, пользователю не требуется никаких дополнительных кабелей для установления такого соединения. Дополнительно, пользователь имеет большую степень мобильности, большую гибкость в установлении соединения и выборе сопрягаемых устройств.
В настоящем описании используется термин "электронная сигарета", однако этот термин может использоваться взаимозаменяемо с электронной системой подачи пара, устройством доставки аэрозоля и другой аналогичной терминологией.
На фиг.1 показано схематичное представление (в разобранном виде) электронной сигареты 10 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения (не в масштабе). Электронная сигарета содержит корпус или блок 20 управления и картомайзера 30. Картомайзер 30 включает в себя резервуар 38 для жидкости, как правило, включающей в себя никотин, нагреватель 36 и мундштук 35. Электронная сигарета 10 имеет продольную или цилиндрическую ось, которая продолжается вдоль центральной линии электронной сигареты от мундштука 35 на одном конце картомайзера 30 до противоположного конца блока 20 управления (обычно называемого наконечником). Эта продольная ось показана на фиг.1 пунктирной линией LA.
Резервуар 38 для жидкости в картомайзере может удерживать жидкость для электронной сигареты непосредственно в жидкой форме или может использовать некоторую абсорбирующую структуру, такую как матрица пеноматериала или хлопчатобумажного материала и т.д., в качестве средства удержания жидкости. Затем жидкость подается из резервуара 38 для доставки в испаритель, содержащий нагреватель 36. Например, жидкость может течь посредством капиллярного действия из резервуара 38 в нагреватель 36 через фитиль (не показан на фиг.1).
В других устройствах жидкость может быть представлена в виде растительного материала или какого-либо другого растительного производного материала (например, в виде твердого материала). В этом случае, жидкость может рассматриваться как представляющая собой летучие вещества в материале, который испаряется при нагревании материала. Следует отметить, что устройства, содержащие этот тип материала, обычно не требуют фитиля для доставки жидкости в нагреватель, а скорее обеспечивают подходящую компоновку нагревателя относительно материала для обеспечения подходящего нагрева.
Следует также отметить, что в равной степени могут быть рассмотрены другие виды доставки полезной нагрузки, отличные от жидкости, например, нагревание твердого материала (такого как обработанный табачный лист) или геля. В таких случаях испаряющиеся летучие вещества обеспечивают активный ингредиент пара/аэрозоля для вдыхания. Следует понимать, что ссылки в данном документе на "жидкость", "жидкость для электронных сигарет" и т.п. в равной степени охватывают другие способы доставки полезной нагрузки, и аналогично ссылки на "резервуар" или тому подобное в равной степени охватывают другие средства хранения, такие как контейнер для твердых материалов.
Блок 20 управления включает в себя перезаряжаемый элемент или аккумуляторную батарею 54 (далее называемой аккумуляторной батареей) для электропитания электронной сигареты 10 и печатную плату (PCB) 28 и/или другой электронный компонент для общего управления электронной сигаретой.
Блок 20 управления и картомайзер 30 отделяются друг от друга, как показано на фиг.1, но при использовании устройства 10 они соединены вместе, например, с помощью винтового соединения или байонетного фитинга. Соединители на картомайзере 30 и блоке 20 управления схематически обозначены на фиг.1 как 31B и 21A соответственно. Это соединение между блоком управления картомайзером и картомайзером обеспечивает механическое и электрическое соединение между ними.
Когда блок управления отсоединяется от картомайзера, электрическое соединение 21А на блоке управления, которое используется для соединения с картомайзером, может также служить в качестве гнезда для подключения зарядного устройства (не показано). Другой конец этого зарядного устройства можно подключить к USB разъему для перезарядки аккумуляторной батареи 54 в блоке управления электронной сигареты. В других вариантах осуществления электронная сигарета может быть снабжена (например) кабелем для прямого соединения между электрическим соединением 21A и USB разъемом.
Блок управления имеет одно или более отверстий для впуска воздуха рядом с печатной платой 28. Эти отверстия соединяются с воздушным проходом через блок управления к воздушному проходу соединителя 21А. Затем он соединяется с помощью воздушного тракта через картомайзер 30 с мундштуком 35. Следует отметить, что нагреватель 36 и резервуар 38 для жидкости выполнены с возможностью обеспечивать воздушный канал между соединителем 31B и мундштуком 35. Этот воздушный канал может продолжаться через центр картомайзера 30 с резервуаром 38 для жидкости, ограниченным кольцевой областью вокруг этого центрального тракта. Альтернативно (или дополнительно), канал воздушного потока может продолжаться между резервуаром 38 для жидкости и внешним корпусом картомайзера 30.
Когда пользователь вдыхает через мундштук 35, воздух втягивается в блок 20 управления через одно или более отверстий для впуска воздуха. Этот воздушный поток (или ассоциированное изменение давления) обнаруживается датчиком, например, датчиком давления, который, в свою очередь, активирует нагреватель 36 для испарения никотиновой жидкости, подаваемой из резервуара 38. Воздушный поток проходит от блока управления в испаритель, где воздушный поток объединяется с парами никотина. Эта комбинация воздушного потока и пара никотина (по сути, аэрозоль) затем проходит через картомайзер 30 и выходит из мундштука 35 для вдыхания пользователем. Картомайзер 30 может отсоединяться от блока управления и удаляться при израсходовании никотиновой жидкости (и затем заменяется другим картомайзером).
Следует понимать, что электронная сигарета 10, показанная на фиг.1, представлена только в качестве примера, и могут быть приняты многие другие реализации. Например, в некоторых реализациях картомайзер 30 разделяется на картридж, содержащий резервуар 38 для жидкости, и отдельную часть испарителя, содержащую нагреватель 36. В этой конфигурации картридж можно удалять после израсходования жидкости в резервуаре 38, но отдельная часть испарителя, содержащая нагреватель 36, сохраняется. Альтернативно, электронная сигарета может быть снабжена картомайзером 30, как показано на фиг.1, либо изготовлена как однокомпонентное (односоставное) устройство, но резервуар 38 для жидкости представляет собой (сменный) картридж. Дополнительные возможные отличия от компоновки, показанной на фиг.1, состоят в том, что нагреватель 36 может быть расположен на противоположном конце картомайзера 30, то есть, между резервуаром 38 для жидкости и мундштуком 35, или же нагреватель 36 расположен вдоль центральной оси LA картомайзера, и резервуар для жидкости имеет форму кольцевой структуры, которая расположена радиально снаружи нагревателя 35.
Специалисту в данной области техники также известно о ряде возможных изменений блока 20 управления. Например, воздушный поток может поступать в блок управления на наконечнике, то есть, на противоположном конце соединителя 21А, в дополнение к или вместо воздушного потока, смежного с PCB 28. В этом случае, поток воздуха обычно втягивается по направлению к картомайзеру вдоль прохода между аккумуляторной батареей 54 и внешней стенкой блока управления. Аналогично, блок управления может содержать печатную плату, расположенную на или около наконечника, например, между аккумуляторной батареей и наконечником. Такая печатная плата может быть предоставлена в дополнение к PCB 28 или вместо нее.
Кроме того, электронная сигарета может быть снабжена разъемом для зарядки на наконечнике или поддерживать операцию заряда через гнездо в другом месте устройства в дополнение или вместо разъема зарядки в точке соединения между картомайзером и блоком управления. (Понятно, что некоторые электронные сигареты предоставляются как, по существу, интегрированные блоки, и в этом случае, пользователь не может отсоединить картомайзер от блока управления). Другие электронные сигареты могут также поддерживать беспроводную (индукционную) зарядку в дополнение к (или вместо) проводной зарядки.
Вышеприведенное обсуждение потенциальных изменений электронной сигареты, показанной на фиг.1, является примером. Специалист в данной области техники знает о дополнительных потенциальных вариациях (и о комбинации вариаций) электронной сигареты 10.
На фиг.2 показано схематичное представление основных функциональных компонентов электронной сигареты 10 (фиг.1) в соответствии с некоторыми вариантами осуществления раскрытия. Следует отметить, что на фиг.2, в первую очередь, проиллюстрированы электрические соединения и функциональные возможности, и описание не предназначено для указания физического размера различных компонентов, а также для подробного описания их физического размещения внутри блока 20 управления или картомайзера 30. В дополнение к этому, будет понятно, что по меньшей мере некоторые из компонентов, показанные на фиг.2, расположенные внутри блока 20 управления, могут быть установлены на печатной плате 28. В качестве альтернативы, один или более таких компонентов могут вместо этого размещаться в блоке управления для работы совместно с печатной платой 28, но физически могут быть не установлены на самой печатной плате. Например, эти компоненты могут быть расположены на одной или более дополнительных печатных платах или могут быть установлены отдельно (например, аккумуляторная батарея 54).
Как показано на фиг.2, картомайзер содержит нагреватель 310, который принимает питание через соединитель 31B. Блок 20 управления включает в себя электрическую розетку или соединитель 21А для соединения с соответствующим соединителем 31B картомайзера 30 (или, возможно, с USB зарядным устройством). Это обеспечивает электрическую связь между блоком 20 управления и картомайзером 30.
Блок 20 управления дополнительно включает в себя блок 61 датчиков, который расположен в или рядом с воздушным трактом, продолжающимся через блок 20 управления от отверстия(ий) для впуска воздуха до выпускного отверстия (до картомайзера 30 через соединитель 21А). Блок датчиков содержит датчик 62 давления и датчик 63 температуры (также в или рядом с этим воздушным трактом). Блок управления дополнительно включает в себя конденсатор 220, процессор 50, переключатель 210 полевого транзистора (FET), аккумуляторную батарею 54 и устройства 59, 58 ввода и вывода.
Управление работой процессора 50 и других электронных компонентов, таких как датчик 62 давления, как правило, осуществляется по меньшей мере частично с помощью программ программного обеспечения, выполняемого в процессоре (или других компонентах). Такие программы программного обеспечения могут храниться в энергонезависимой памяти, такой как ROM, которая может быть интегрирована непосредственно в процессор 50 или может представлять собой отдельный компонент. При необходимости процессор 50 может получить доступ к ROM для загрузки и исполнения отдельных программ программного обеспечения. Процессор 50 также содержит соответствующие соединительные элементы, например, выводы или контактные площадки (плюс соответствующее программное обеспечение управления), для соединения в случае необходимости с другими устройствами в блоке 20 управления, такими как датчик 62 давления.
Одно или более устройств 58 вывода могут обеспечивать видео, аудио и/или тактильный вывод информации. Например, одно или более устройств вывода могут включать в себя громкоговоритель 58, вибратор и/или одну или более лампочек. Лампочки, как правило, выполнены в виде одного или более светоизлучающих диодов (СИД, LED), которые могут иметь одинаковый или разные цвета (или могут быть разноцветными). В случае использования разноцветных СИД разные цвета получают путем переключения разных цветов, например, красных, зеленых или синих СИД, возможно, при разных относительных степенях яркости для придания соответствующего относительного изменения цвета. При совместной установке красных, зеленых и синих СИД возможно предоставить полный набор цветов, в то время как, если предусмотрено только два из трех красных, зеленых и синих СИД, можно получить только соответствующий поддиапазон цветов.
Выходной сигнал устройства вывода может использоваться для сигнализации пользователю различных условий или состояний работы электронной сигареты, например, предупреждения о разряде аккумуляторной батареи. Различные выходные сигналы могут использоваться для сигнализации различных состояний или условий. Например, если устройство 58 вывода является громкоговорителем, различные состояния или условия могут быть представлены тональными или звуковыми сигналами разного тона и/или продолжительности и/или путем предоставления нескольких таких сигналов или тонов. В качестве альтернативы, если устройство 58 вывода включает в себя одну или более лампочек, различные состояния или условия могут быть представлены с использованием разных цветов, импульсов света или непрерывного освещения, разных длительностей импульсов и т.д. Например, одна индикаторная лампочка может быть использована для отображения предупреждения о низком уровне заряда аккумуляторной батареи, в то время как другая индикаторная лампочка может использоваться для указания низкого уровня заполнения резервуара 58 для жидкости. Понятно, что данная электронная сигарета может включать в себя устройства вывода для поддержки нескольких различных режимов вывода (аудио, видео) и т.д.
Одно или более устройств 59 ввода могут быть представлены в различных формах. Например, Одно или более устройств ввода могут быть реализованы в виде кнопки на внешней стороне электронной сигареты, например, как механические, электрические или емкостные (сенсорные) датчики. Некоторые устройства могут поддерживать процесс продувки электронной сигареты в качестве механизма ввода (такой продув может быть обнаружен датчиком 62 давления, который затем будет также действовать как устройство 59 ввода) и/или соединение/отсоединение картомайзера 30 и блока 20 управления в качестве другой формы механизма ввода. Опять же, очевидно, что данная электронная сигарета может включать в себя устройство 59 ввода для поддержки множества различных режимов ввода.
Как отмечено выше, электронная сигарета 10 обеспечивает воздушный тракт от отверстия для впуска воздуха через электронную сигарету, мимо датчика 62 давления и нагревателя 310 в картомайзере 30 до мундштука 35. Таким образом, когда пользователь вдыхает воздух через мундштук электронной сигареты, процессор 50 обнаруживает такую операцию вдоха на основании информации от датчика 62 давления. В ответ на такое обнаружение, CPU подает питание от аккумуляторной батареи 54 на нагреватель, который, таким образом, нагревает и испаряет никотин из жидкости из резервуара 38 для жидкости для вдыхания пользователем.
В конкретной реализации, показанной на фиг.2, FET 210 установлен между аккумуляторной батареей 54 и соединителем 21А. Этот FET 210 действует как переключатель. Процессор 50 соединен с затвором полевого транзистора для управления переключателем, тем самым, позволяя процессору включать и выключать питание нагревателя 310 от аккумуляторной батареи 54 в соответствии с состоянием обнаруженного потока воздуха. Понятно, что ток нагревателя может быть относительно большим, например, в диапазоне 1-5 Ампер, и, следовательно, должен использоваться соответствующий FET 210 для поддержки такого процесса управления током (аналогично для любой другой формы переключателя, который может использоваться вместо FET 210).
С целью более точного управления величиной энергии, подаваемой от аккумуляторной батареи 54 к нагревателю 310, может быть использована схема широтно-импульсной модуляции (PWM). Функционирование PWM схемы основываться на периоде повторения, например, 1 мс. В течение каждого такого периода переключатель 210 включается на часть периода и выключается в оставшейся части периода. Это параметризуется рабочим циклом, при котором рабочий цикл 0 указывает, что переключатель выключен для всех периодов (то есть фактически, постоянно выключен), рабочий цикл 0,33 указывает, что переключатель включен на треть каждого периода, рабочий цикл 0,66 указывает, что переключатель включен в течение двух третей каждого периода, и рабочий цикл 1 означает, что полевой транзистор включен для каждого периода (то есть фактически, постоянно включен). Понятно, что описание приведено только в качестве примерных установочных параметров для рабочего цикла, и при необходимости могут использоваться промежуточные значения.
Использование PWM обеспечивает эффективную мощность нагревателя, которая определяется номинальной доступной мощностью (на основе выходного напряжения аккумуляторной батареи и сопротивления нагревателя), умноженной на продолжительность рабочего цикла. Процессор 50 может, например, использовать рабочий цикл 1 (то есть, полную мощность) в момент начала вдоха, чтобы как можно быстрее поднять температуру нагревателя 310 до требуемой рабочей температуры. При достижении требуемой рабочей температуры, процессор 50 может затем уменьшить продолжительность рабочего цикла до некоторого подходящего значения для подачи на нагреватель 310 требуемой рабочей мощности.
Как показано на фиг.2, процессор 50 включает в себя интерфейс 55 связи для установления беспроводной связи, в частности, для поддержки связи Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE).
При необходимости нагреватель 310 может использоваться в качестве антенны для использования интерфейсом 55 связи для передачи и приема информации по беспроводной связи. Одна из причин этого состоит в том, что блок 20 управления может иметь металлический корпус 202, тогда как часть картомайзера 30 может иметь пластиковый корпус 302 (в виду того, что картомайзер 30 является одноразовым, тогда как блок 20 управления используется постоянно и, следовательно, является выгодным аспектом). Металлический корпус действует как экран или барьер, который может влиять на работу антенны, расположенную внутри самого блока 20 управления. Однако использование нагревателя 310 в качестве антенны для обеспечения беспроводной связи может предотвратить появление эффекта металлического экранирования из-за пластикового корпуса картомайзера, но без добавления дополнительных компонентов или усложнения конструкции (или стоимости) картомайзера. В качестве альтернативы может быть предусмотрена отдельная антенна (не показана) или может использоваться часть металлического корпуса.
Если нагреватель используется в качестве антенны, то, как показано на фиг.2, процессор 50, в частности, интерфейс 55 связи, может быть соединен с линией питания от аккумуляторной батареи 54 к нагревателю 310 (через соединитель 31B) с помощью конденсатора 220. Эта емкостная связь возникает ниже по потоку от переключателя 210, поскольку беспроводная связь может работать, когда нагреватель не запитан для нагрева (как более подробно описано ниже). Следует принимать во внимание, что конденсатор 220 помогает предотвратить подачу питания от аккумуляторной батареи 54 на нагреватель 310, отводящий питание в процессор 50.
Следует отметить, что емкостная связь может быть реализована с использованием более сложной LC цепи (индуктор-конденсатор), которая также может обеспечивать согласование сопротивления с выходом интерфейса 55 связи. (Как известно специалисту в данной области техники, это согласование сопротивления может помогать поддерживать надлежащую передачу сигналов между интерфейсом 55 связи и нагревателем 310, действующим в качестве антенны, вместо отвода питания обратно по соединению).
В некоторых реализациях процессор 50 и интерфейс связи реализуются с использованием микросхемы Dialog DA14580, изготовленной предприятием Dialog Semiconductor PLC, находящимся в Reading, Великобритания. Дополнительная информация (и спецификация) этой микросхемы доступна на сайте http://www.dialog-semiconductor.com/products/bluetooth-smart/smartbond-da14580.
На фиг.3 представлен высокоуровневый и упрощенный вид микросхемы 50, включающей в себя интерфейс 55 связи для поддержки связи Bluetooth с низким энергопотреблением. Этот интерфейс включает в себя, в частности, радио приемопередатчик 520 для выполнения модуляции и демодуляции сигнала и т.д., аппаратные средства 512 уровня линии связи и усовершенствованное средство 511 шифрования (128 бит). Выход радио приемопередатчика 520 соединен с антенной (например, нагревателем 310, действующим как антенна, через емкостную связь 220 и соединители 21A и 31B).
Остальная часть процессора 50 включает в себя ядро 530 универсального процессора, RAM 531, ROM 532, блок 533 однократного программирования (ОТР), систему 560 ввода/вывода общего назначения (для связи с другими компонентами на печатной плате 28), блок 540 управления электропитанием и мостовую схему 570 для подключения двух шин. Программные инструкции, хранящиеся в ROM 532 и/или OTP блоке 533, могут быть загружены в RAM 531 (и/или в память, предоставленную как часть ядра 530) для выполнения одним или несколькими процессорами в ядре 530. Эти программные инструкции предписывают процессору 50 осуществлять различные описанные в данном документе функциональные возможности, такие как сопряжение с блоком 61 датчиков, и, соответственно, управлять работой нагревателя. Следует отметить, что хотя устройство, показанное на фиг.3, действует как интерфейс 55 связи, а также как контроллер общего назначения для электронной системы 10 подачи пара, в других вариантах осуществления эти две функции могут быть разделены между двумя или более различными устройствами (микросхемами), например, одна микросхема может служить в качестве интерфейса 55 связи, а другая микросхема является контроллером общего назначения для электронной системы 10 подачи пара.
В некоторых реализациях процессор 50 может быть выполнен с возможностью предотвращать передачу данных по беспроводной связи, когда нагреватель используется для испарения жидкости из резервуара 38. Например, беспроводная связь может быть приостановлена, прекращена или не инициирована, когда переключатель 210 включен. И наоборот, если продолжается передача данных по беспроводной связи, то активация нагревателя может быть предотвращена, например, посредством игнорирования обнаружения потока воздуха из блока 61 датчиков и/или отключением переключателя 210 для отключения подачи электропитания на нагреватель 310 во время передачи данных посредством беспроводной связи.
Одной из причин для предотвращения одновременной работы нагревателя 310 как для нагрева, так и для беспроводной связи, в некоторых вариантах осуществления является необходимость предотвращения возможных помех от PWM управления нагревателя. Процесс PWM управления выполняется с использованием своей собственной частоты (основанной на частоте повторения импульсов), хотя обычно намного ниже частоты, используемой для беспроводной связи, и эти две частоты могут потенциально мешать друг другу. В некоторых ситуациях, такие помехи могут на практике не вызывать каких-либо сбоев в работе, и одновременная работа нагревателя 310 как для нагрева, так и для беспроводной связи может быть разрешена (если это необходимо). Это может быть обеспечено, например, посредством использования таких способов, как соответствующий выбор уровней сигнала и/или PWM частоты, обеспечение подходящей фильтрации и т.д.
На фиг.4 показано схематичное представление, иллюстрирующее связь Bluetooth с низким энергопотреблением между электронной сигаретой 10 и приложением (app), работающим на смартфоне 400 или другом подходящем устройстве мобильной связи (таком как планшет, ноутбук, смарт-часы и т.д.). Такие сообщения могут использоваться для широкого спектра целей, например, для обновления программного обеспечения на электронной сигарете 10, для извлечения данных об использовании и/или диагностики электронной сигареты 10, для сброса установочных параметров или разблокировки электронной сигареты 10, для управления настройками электронной сигареты и т.д.
В общих чертах, когда электронная сигарета 10 включается, например, с помощью устройства 59 ввода или, возможно, путем соединения картомайзера 30 с блоком 20 управления, то этот факт может инициировать Bluetooth связь с низким энергопотреблением. Если эта исходящая связь принимается смартфоном 400, тогда смартфон 400 запрашивает установление соединения с электронной сигаретой 10. Электронная сигарета может уведомить об этом запросе пользователя через устройство 58 вывода и может находиться в режиме ожидания до момента, когда пользователь примет или отклонит запрос через устройство 59 ввода. Предполагая, что запрос принят, электронная сигарета 10 может установить связь со смартфоном 400. Следует отметить, что электронная сигарета может хранить информацию идентификатора смартфона 400 и автоматически принимать будущие запросы на соединение из этого смартфона. Как только соединение установлено, смартфон 400 и электронная сигарета 10 работают в режиме клиент-сервер, причем смартфон работает как клиент, который инициирует и отправляет запросы на электронную сигарету, которая поэтому работает как сервер (и при необходимости отвечает на соответствующие запросы).
Линия связи Bluetooth с низким энергопотреблением (также известная как Bluetooth Smart ) реализует стандарт IEEE 802.15.1 и работает на частоте 2,4-2,5 ГГц, что соответствует длине волны приблизительно 12 см, скорость передачи данных до 1 Мбит/с, время установления соединения составляет менее 6 мс и средняя потребляемая мощность может быть очень низкой, порядка 1 мВт или меньше. Расстояние установления связи Bluetooth с низким энергопотреблением может составлять до 50 м. Однако для ситуации, показанной на фиг.4, электронная сигарета 10 и смартфон 400, как правило, принадлежат одному и тому же человеку и, следовательно, будут находиться на гораздо более близком расстоянии друг к другу, например, 1м. Дополнительную информацию о связи Bluetooth с низким энергопотреблением можно найти на сайте http://www.bluetooth.com/Pages/Bluetooth-Smart.aspx
Очевидно, что электронная сигарета 10 может поддерживать другие протоколы связи для связи со смартфоном 400 (или любым другим соответствующим устройством). Такие другие протоколы связи могут быть вместо или в дополнение к связи Bluetooth с низким энергопотреблением. Примеры таких других протоколов связи включают в себя связь Bluetooth (а не вариант связи с низким энергопотреблением), смотри, например, www.bluetooth.com, связь ближнего радиуса действия (NFC), согласно ISO 13157 и Wi-Fi. NFC связь работает на гораздо более низких длинах волн, чем связь Bluetooth (13,56 МГц) и, как правило, имеет гораздо более короткий диапазон, скажем <0,2 м. Однако этот короткий диапазон по-прежнему совместим с большинством сценариев использования, как показано на фиг.4. Между тем для установления связи между электронной сигаретой 10 и удаленным устройством могут использоваться стандарты связи WiFi с низким энергопотреблением, такие как IEEE802.11ah, IEEE802.11v или аналогичные. В каждом случае подходящий набор микросхем для осуществления связи может быть установлен на печатную плату 28 либо как часть процессора 50, либо как отдельный компонент. Специалист в данной области техники будет знать другие протоколы беспроводной связи, которые могут использоваться в электронной сигарете 10.
На фиг.5 показан схематичный вид с пространственным разделением деталей примерного картомайзера 30 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Картомайзер имеет внешний пластиковый корпус 302, мундштук 35 (который может быть выполнен как часть корпуса), испаритель 620, полую внутреннюю трубку 612 и разъем 31B для крепления к блоку управления. Тракт воздушного потока через картомайзер 30 начинается с отверстия для впуска воздуха через соединитель 31В, затем через внутреннюю часть испарителя 625 и полую трубку 612 и, наконец, через мундштук 35. Картомайзер 30 удерживает жидкость в кольцевой области между (1) пластмассовым корпусом 302 и (2) испарителем 620 и внутренней трубкой 612. Соединитель 31В снабжен уплотнением 635, которое помогает удерживать жидкость в этой области и предотвращать утечку.
На фиг.6 показан схематичный вид с пространственным разделением деталей испарителя 620 картомайзера 30, показанного на фиг.5. Испаритель 620 имеет, по существу, цилиндрический корпус (лоток), образованный из двух компонентов 627A, 627B, каждый из которых имеет, по существу, полукруглое сечение. Когда они собраны, края компонентов 627A, 627B не полностью упираются друг в друга (по меньшей мере не по всей их длине), а скорее остается небольшой зазор 625 (как показано на фиг.5). Этот зазор позволяет жидкости из внешнего резервуара вокруг испарителя и трубки 612 проникать внутрь испарителя 620.
На фиг.6 показан один из компонентов 627B испарителя, поддерживающий нагреватель 310. Предусмотрены два разъема 631A, 631B для подачи электропитания (и сигнала беспроводной связи) на испаритель 310. В частности, эти разъемы 631A, 631B подключают нагреватель к соединителю 31B и оттуда к блоку 20 управления. (Следует отметить, что разъем 631A соединен с контактной площадкой 632A на дальнем конце испарителя 620 от соединителя 31B электрическим соединением, которое проходит под нагревателем 310 и которое не видно на фиг.6).
Нагреватель 310 содержит нагревательный элемент, образованный из спеченого материала из металлического волокна и обычно выполнен в виде листового или пористого проводящего материала (такого как сталь). Однако будет понятно, что могут использоваться другие пористые проводящие материалы. Общее сопротивление нагревательного элемента в примере на фиг.6 составляет приблизительно 1 Ом. Однако будет понятно, что могут быть выбраны другие значения сопротивления, например, с учетом имеющегося напряжения аккумуляторной батареи и требуемых характеристик рассеивания температуры/мощности нагревательного элемента. В этом отношении соответствующие характеристики могут быть выбраны в соответствии с требуемыми характеристиками выработки аэрозоля (пара) для устройства в зависимости от интересующей исходной жидкости.
Основной участок нагревательного элемента, как правило, имеет прямоугольную форму с длиной (то есть, в направлении между соединителем 31В и контактом 632А) приблизительно 20 мм и шириной приблизительно 8 мм. Толщина листа, содержащего нагревательный элемент в этом примере, составляет приблизительно 0,15 мм.
Как можно видеть на фиг.6, в основном прямоугольный основной участок нагревательного элемента имеет щели 311, продолжающиеся внутрь от каждой более длинных сторон. Эти щели 311 зацепляют штыри 312, предусмотренные компонентом 627B корпуса испарителя, тем самым помогая удерживать положение нагревательного элемента относительно компонентов 627A, 627B корпуса.
Щели продолжаются внутрь примерно приблизительно на 4,8 мм и имеют ширину приблизительно 0,6 мм. Продолжающиеся внутрь щели 311 отделены друг от друга приблизительно на 5,4 мм с каждой стороны нагревательного элемента, причем проходящие внутрь щели от противоположных сторон, смещены друг от друга приблизительно на половину этого расстояния. Следствием этого расположения щелей является то, что поток тока вдоль нагревательного элемента фактически вынужден следовать по извилистому пути, что приводит к концентрации тока и электрической мощности вокруг концов щелей. Наличие различных значений плотности тока и мощности в разных местах нагревательного элемента означает, что формируются области с относительно высокой плотностью тока, которые становятся более горячими, чем области с относительно низкой плотностью тока. Это фактически обеспечивает наличие у нагревательного элемента диапазона различных температур и градиентов температуры, что может быть желательным в контексте систем обеспечения аэрозоля. Это связано с тем, что различные компоненты исходной жидкости могут испаряться при разных температурах, и поэтому обеспечение нагревательного элемента диапазоном температур может одновременно испарять несколько различных компонентов в исходной жидкости.
Нагреватель 310, показанный на фиг.6, имеющий, по существу, плоскостную форму, удлиненную в одном направлении, хорошо подходит для работы в качестве антенны. В сочетании с металлическим корпусом 202 блока управления, нагреватель 310 формирует приблизительную дипольную установку, которая обычно имеет физический размер того же порядка величины, что и длина волны связи Bluetooth с низким энергопотреблением, то есть величина в несколько сантиметров (что допускается, как для нагревателя 310, так и для металлического корпуса 202) с длиной волны приблизительно 12 см.
Хотя на фиг.6 показана одна форма и конфигурация нагревателя 310 (нагревательного элемента), специалист в данной области будет знать различные другие возможности. Например, нагреватель может быть выполнен в виде катушки или какой-либо другой конфигурации резистивной проволоки. Другая возможность заключается в том, что нагреватель имеет форму трубки, содержащую жидкость, которая должна испаряться (например, какая-либо форма табачного продукта). В этом случае, трубка может использоваться в основном для доставки тепловой энергии из места выработки (например, катушкой или другим нагревательным элементом) к жидкости, подлежащей испарению. В этом случае, трубка по-прежнему действует как нагреватель в отношении нагреваемой жидкости. Такие конфигурации, возможно, снова могут быть использованы в качестве антенны для поддержки конфигураций беспроводной связи.
Как было отмечено ранее, соответствующая электронная сигарета 10 может устанавливать связь с устройством 400 мобильной связи, например, путем группирования устройств, использующих протокол связи Bluetooth  с низким энергопотреблением.
Следовательно, можно обеспечить дополнительные функциональные возможности электронной сигареты и/или системы, содержащей электронную сигарету и смартфон, путем предоставления подходящих программных инструкций (например, в виде приложения) для запуска на смартфоне.
На фиг.7 проиллюстрирован типичный смартфон 400, содержащий центральный процессор (CPU) (410). CPU может взаимодействовать с компонентами смартфона либо посредством прямых соединений, либо через I/O мостовую схему 414 и/или шину 430, если это применимо.
В примере, показанном на фиг.7, CPU напрямую взаимодействует с памятью 412, которая может содержать постоянную память, такую как, например, память Flash  для хранения операционной системы и приложений (приложений), и энергозависимую память, такую как RAM для хранения данных, которые используются CPU. Как правило, постоянная и энергозависимая память формируются физически отдельными блоками (не показаны). Дополнительно, память может отдельно содержать внешнюю память, такую как microSD карта, а также информацию подписчика в модуле информации абонента (SIM) (не показан).
Смартфон может также содержать блок 416 обработки графики (GPU). Графический процессор может напрямую взаимодействовать с CPU или через I/O мост или может быть частью CPU. GPU может совместно использовать RAM с процессором, или может иметь собственную выделенную RAM (не показана) и может быть подключен к дисплею 418 мобильного телефона. Дисплей обычно представляет собой жидкокристаллический (LCD) или органический светодиодный (OLED) дисплей, но может быть любой подходящей технологией отображения, такой как электронные чернила. Необязательно, GPU может также использоваться для управления одним или несколькими громкоговорителями 420 смартфона.
В качестве альтернативы, громкоговоритель может быть подключен к CPU через I/O мост и шину. Другие компоненты смартфона могут быть аналогичным образом подключены через шину, включая сенсорную поверхность 432, такую как емкостная сенсорная поверхность, наложенная на экран в целях обеспечения сенсорного ввода устройства, микрофон 434 для приема речи от пользователя, одну или более камер 436 для захвата изображений, блок 438 глобальной системы определения местоположения (GPS) для получения оценочного географического положения смартфонов и средство 440 беспроводной связи.
В свою очередь, средство 440 беспроводной связи может содержать несколько отдельных систем беспроводной связи, придерживающих различные стандарты и/или протоколы, такие как связь Bluetooth (стандартные или низкоэнергетические варианты), ближнюю связь и Wi-Fi, как описано ранее, а также телефонную связь, основанную на коммуникациях 2G, 3G и/или 4G.
Как правило, системы получают электропитание от аккумуляторной батареи (не показана), которая может заряжаться через разъем питания (не показан), который, в свою очередь, может быть частью линии передачи данных, такой как USB (не показан).
Очевидно, что разные смартфоны могут включать в себя различные функции (например, компас или зуммер) и могут опускать некоторые из перечисленных выше функций (например, сенсорную поверхность).
Таким образом, в более общем случае, в варианте осуществления настоящего изобретения соответствующее удаленное устройство, такое как смартфон 400, будет содержать CPU и память для хранения и запуска приложения, и средство беспроводной связи, выполненное с возможностью инициировать и поддерживать беспроводную связь с электронной сигаретой 10. Однако следует принять во внимание, что удаленным устройством может быть устройство, которое обладает такими возможностями, как планшет, ноутбук, смарт-ТВ или т.п.
В варианте осуществления настоящего изобретения система регулировки температуры для электронной системы подачи пара (EVPS) 10 (такой как электронная сигарета) содержит мундштук 35, при необходимости содержащий датчик 63 температуры, термически связанный с проточным каналом для пара, вдыхаемого пользователем. EVPS также содержит датчик 62 для обнаружения по меньшей мере одного параметра воздушного потока внутри электронной сигареты, при необходимости также внутри мундштука и, как правило, между мундштуком и нагревателем EVPS. Система также содержит пользовательский интерфейс (418, 432), выполненный с возможностью приема указания пользователя относительно того, что затяжка электронной сигаретой была слишком горячей, и процессор (50, 410), выполненный с возможностью изменения по меньшей мере первого аспекта процесса выработки пара для снижения температуры пара в мундштуке на основе данных датчика температуры и по меньшей мере одного параметра датчика воздушного потока.
Следовательно, во время работы, если пользователь сигнализирует, что данная затяжка является слишком горячей, например, нажав кнопку (не показана) на EVPS или взаимодействуя с сенсорным экраном на связанном устройстве, как описано ниже в данном документе, то система регулировки температуры использует по меньшей мере один параметр воздушного потока и при необходимости данные температуры, чтобы уменьшить вероятность повторения события путем регулировки по меньшей мере одного рабочего параметра EVPS и/или путем информирования пользователя о том, как адаптировать свое собственное поведение в качестве дополнительного компонента всей ингаляционной системы.
Однако следует также понимать, что от пользователя не следует ожидать, что он будет достаточно хорошо осведомлен о температуре пара в точке измерения в EVPS, чтобы иметь возможность устанавливать там целевую температуру, которая оказала бы существенное влияние на проблему горячей затяжки и не оказывала бы негативного воздействия на процесс испарения. Более того, такая целевая температура может не подходить для всех обстоятельств.
Таким образом, варианты осуществления настоящего изобретения не устанавливают заданную целевую температуру и в этом случае реализуют обратную связь для поддержания этой температуры во время затяжки.
Скорее, система полагается на данные об окружающей среде и указание того, что данная затяжка была слишком горячей, чтобы определять настройки для последующих условий окружающей среды, которые должны избегать того, чтобы последующие затяжки считались слишком горячими.
Следует принимать во внимание, что электронная система подачи пара (EVPS) будет нагревать полезную нагрузку (будь то жидкость или гель для испарения или продукт на основе табака для негорючего нагрева с целью высвобождения летучих веществ), что приводит к образованию пара, который является комбинацией окружающего воздуха и аэрозолированной полезной нагрузки (в данном документе термин "аэрозолированный" рассматривается как общий термин для любой полезной нагрузки или производной полезной нагрузки, смешанной с воздушным потоком либо посредством испарения, выделения летучих веществ, либо с помощью любого другого подходящего механизма). В результате температура пара будет выше температуры окружающей среды.
В хорошо спроектированной EVPS проточный канал между нагревателем и мундштуком будет иметь достаточную длину для того, чтобы пар достигал мундштука при температуре, которая удобна для последующей затяжки типичными пользователями.
Однако следует понимать, что эта конструкция может быть основана на определенных предположениях, которые не всегда верны. Эти предположения могут относиться к условиям окружающей среды, в которых используется EVPS, или к тому, как непосредственно сам пользователь взаимодействует с устройством.
Условия окружающей среды, которые могут влиять на температуру пара в мундштуке, могут включать в себя, например, влажность окружающего воздуха (так как вода имеет более высокую теплоемкость, чем воздух и, следовательно, может удерживать и передавать больше тепла от нагревателя; при этом высокая доля воды в воздухе может привести к более высокой теплоемкости пара и, следовательно, к большей передаче тепла пользователю).
Аналогичным образом, температура окружающего воздуха может значительно варьироваться по всему земному шару, составляя 0° или ниже в некоторых странах и одновременно более 40° в других. Можно понять, что введение идентичных количеств идентичной горячей аэрозолированной полезной нагрузки в такой разный окружающий воздух приведет к различной общей температуре пара у мундштука.
Между тем расход воздуха может изменяться в зависимости от высоты и, в частности, из-за мгновенного направления ветра по отношению к отверстиям для впуска воздуха EVPS. Следует понимать, что при постоянной скорости нагрева более низкий расход воздуха приведет к пропорционально большей аэрозолированной полезной нагрузке на единицу объема воздуха внутри EVPS. В результате средняя температура этого единичного объема воздуха будет пропорционально выше и, следовательно, может по-прежнему иметь неудовлетворительную температуру у мундштука и/или, аналогичным образом, может иметь более высокую теплоемкость из-за увеличения доли аэрозолированной полезной нагрузки, которая может переноситься пользователю.
Между тем непосредственно давление воздуха может быть разделено на две составляющие: статическое давление воздуха, относящееся, например, к высоте и погоде, может указывать плотность воздуха и, следовательно, может влиять на количество переносимого тепла. Между тем динамическое давление воздуха в контексте EVPS является функцией расхода воздуха, причем более быстрый воздушный поток связан с падением давления воздуха, Как правило, диапазон изменения статического давления воздуха будет небольшим по сравнению с падением давления воздуха из-за воздушного потока. Очевидно также то, что изменение давления из-за воздушного потока может быть откалибровано или сопоставлено со статическим давлением воздуха, и поэтому динамический компонент может быть извлечен и измерен отдельно. Таким образом, будет понятно, что расход воздуха можно использовать в качестве показателя динамического давления и наоборот.
В этом случае падение динамического давления воздуха, связанное с увеличением расхода воздуха, как правило, является хорошим фактором, так как он распределяет аэрозолированную полезную нагрузку по большему объему воздуха. И наоборот, падение статического давления воздуха снижает плотность окружающего воздуха и может также, соответственно, снизить температуру испарения полезной нагрузки, что означает, что при идентичном нагреве может быть создано большее количество аэрозолированной полезной нагрузки и смешано с меньшим количеством воздуха, что опять же приведет к большей потенциальной передаче тепла пользователю.
Также будет понятно, что динамическое давление воздуха или аналогично расход воздуха может быть функцией профиля вдыхания непосредственно пользователя; если, например, пользователь сначала резко затягивается EVPS, чтобы создать расход воздуха или динамическое падение давления, достаточное для запуска нагрева полезной нагрузки, но затем делает только легкую затяжку (то, что можно назвать точечным неглубоким вдохом), расход воздуха падает и динамическое давление возрастает, и разовая доза горячей аэрозолированной полезной нагрузки может быть доставлена в относительно небольшой объем воздуха, создавая горячую затяжку, как только она достигнет пользователя.
Таким образом, когда пользователь указывает посредством пользовательского интерфейса, что затяжка была слишком горячей, в вариантах осуществления настоящего изобретения система регулировки температуры может предполагать то, что-либо фактор окружающей среды отклонился от ожидаемых допустимых значений, либо профиль вдыхания пользователя требует корректировки.
В вариантах осуществления настоящего изобретения процессор может определить то, является ли фактор окружающей среды вероятным фактором. Таким образом, в ответ на полученное указание от пользователя о том, что затяжка EVPS была слишком горячей, процессор может быть выполнен с возможностью определения того, отклоняется ли разница по меньшей мере в одном параметре воздушного потока от ожидаемого значения на заданную величину, и если это так, процессор может быть выполнен с возможностью изменения по меньшей мере первого аспекта процесса выработки пара с учетом по меньшей мере одного параметра воздушного потока.
Как обсуждалось выше, по меньшей мере одним параметром воздушного потока может быть влажность, и если она выше ожидаемого значения на заданную величину (например, уровень влажности выше заданных допустимых значений, когда может ожидаться большее количество скрытой теплоты) для хранения за счет комбинации влажного воздуха и аэрозолированной полезной нагрузки), то процессор может быть выполнен с возможностью изменения одного или более параметров из: эффективной температуры нагрева нагревателя EVPS и эффективной площади отверстия для впуска воздуха EVPS.
Аналогичным образом, по меньшей мере одним параметром воздушного потока может быть температура окружающего воздуха перед нагревом, и если она выше ожидаемого значения на заданную величину (например, на уровне, превышающем заданные допустимые значения, когда можно ожидать, что дополнительный вклад фиксированного уровня тепла в существующую температуру превысит пороговый уровень), процессор выполнен с возможностью изменения одного или более параметров из: эффективной температуры нагрева нагревателя EVPS и эффективной площади отверстия для впуска воздуха EVPS.
Аналогичным образом, по меньшей мере одним параметром воздушного потока может быть статическое давление воздуха, и если оно ниже ожидаемого значения на заданную величину (например, на уровне, где плотности воздуха может быть недостаточно для усреднения тепла горячей аэрозолированной полезной нагрузки, или когда температура испарения полезной нагрузки упадет до такой степени, что будет образовано слишком много горячей аэрозолированной полезной нагрузки для стандартной величины нагрева), процессор выполнен с возможностью изменения одного или более параметров из: эффективной температуры нагрева нагревателя EVPS и эффективной площади отверстия для впуска воздуха EVPS.
В каждом случае изменение может принимать форму процессора, выполненного с возможностью увеличения эффективной площади отверстия для впуска воздуха EVPS, например, за счет уменьшения сужения по умолчанию на пути воздушного потока с помощью исполнительного механизма, тем самым увеличивая поперечное сечение воздушного потока или, аналогичным образом, открытие дополнительного канала для впуска воздуха, например, с помощью клапана или аналогичного исполнительного механизма.
Альтернативно или дополнительно, в каждом случае изменение может принимать форму процессора, выполненного с возможностью снижения эффективной температуры нагрева нагревателя EVPS на заданную величину, при этом результирующая эффективная температура нагрева нагревателя остается выше температуры испарения полезной нагрузки EVPS.
Заданная величина может относиться к указанию пользователя и может быть либо фиксированной (например, с шагом 10 градусов Цельсия для каждого принятого указания), либо пропорциональной скользящей шкале дискомфорта, когда пользовательский интерфейс для пользователя обеспечивает такой ввод (например, команды "подтверждено", "слишком горячо" или "слишком горячо" могут привести к различному снижению температуры).
Альтернативно или дополнительно, заданная величина может относиться к степени, на которую один или каждый параметр воздушного потока отклоняется от ожидаемых норм, основанных на заданных соотношениях (например, определенных эмпирически). Другими словами, процессор может быть выполнен с возможностью снижения эффективной температуры нагрева нагревателя на величину, зависящую от разницы между обнаруженной и ожидаемой величиной по меньшей мере одного параметра воздушного потока.
Таким образом, например, эффективная температура нагревателя может быть снижена на величину, соответствующую степени, при которой температура окружающей среды превышает заданный порог. При необходимости, если пользователь указывает сильную неблагоприятную реакцию, соответствие может быть взвешено с помощью этого указания, чтобы дополнительно снизить температуру (или, что эквивалентно, может быть снижен заданный порог). Можно предусмотреть аналогичные соотношения для ожидаемого порога влажности и порога статического давления воздуха.
Если проводится измерение нескольких параметров воздушного потока, можно рассчитать многомерные решения; следовательно, например, высокая влажность может частично компенсироваться высоким статическим давлением воздуха. Между тем низкое статическое давление воздуха позволяет снизить температуру нагревателя до еще более низкой температуры из-за более низкой температуры испарения в ответ на превышение одного из других параметров.
Кроме того, будет также понятно, что, когда термодатчик встроен в мундштук EVPS, может быть получено прямое показание температуры пара, которое пользователь считает как горячая затяжка. Можно установить температуру по умолчанию, которая, как было установлено эмпирически, считается слишком высокой для пользователей, и ее можно использовать для запуска виртуального указания пользователя "горячая затяжка". Аналогичным образом, средняя температура, при которой пользователь указывает на горячую затяжку, может устанавливаться с течением времени (например, в ответ на последние N указаний, при необходимости игнорируя самое низкое значение), и она может аналогичным образом использоваться для запуска виртуального указания пользователя "горячая затяжка", например, если обнаруженная температура выше этой средней температуры на заданную величину. Кроме того, будет также понятно, что это показание температуры может использоваться для определения эффективности действий по смягчению, описанных в данном документе, и при необходимости для обеспечения обратной связи для достижения смягчающего действия, например, для снижения температуры пара в мундштуке на M градусов от температуры, при которой была указана горячая затяжка.
Процессор может быть выполнен с возможностью снижения эффективной температуры нагрева нагревателя EVPS посредством одного или более из: снижения температуры нагревателя напрямую; изменения рабочего цикла нагревателя (например, если нагреватель или схема источника питания являются фиксированными, таким образом, можно изменить эффективную температуру); и снижения температуры предварительного нагрева нагревателя (когда нагревателю требуется конечное время для достижения и, возможно, превышения температуры испарения, снижение уровня предварительного нагрева позволяет сократить время, в течение которого нагреватель находится при максимальной температуре). Очевидно, что можно использовать любую подходящую комбинацию таких способов.
В дополнение к влажности, температуре окружающей среды и статическому давлению, которые можно предположить, что они относятся к окружающей среде, существует также расход воздуха или динамическое давление воздуха, которые могут быть связаны с окружающей средой (например, из-за ветра), но, как правило, возникают из-за поведения при вдыхании пользователя.
В любом случае, как и в случае с другими факторами окружающей среды, если по меньшей мере одним параметром воздушного потока является расход воздуха, и если он ниже ожидаемого значения на заданную величину, то процессор может быть аналогичным образом выполнен с возможностью изменения одного или более параметров из: эффективной температуры нагрева нагревателя EVPS; и эффективной площади отверстия для впуска воздуха EVPS, аналогично тому, как описано ранее в данном документе.
Аналогичным образом, если по меньшей мере один параметр воздушного потока представляет собой динамическое давление воздуха, и если оно превышает ожидаемое значение на заданную величину (например, из-за недостаточного воздушного потока, при необходимости с учетом текущего статического давления воздуха), то процессор выполнен с возможностью изменения одного или более параметров, выбранных из списка, включающего в себя: эффективную температуру нагрева нагревателя EVPS; и эффективную площадь отверстия для впуска воздуха EVPS, аналогично тому, как описано ранее в данном документе.
В вариантах осуществления настоящего изобретения датчик (либо тот, который используется для любой из вышеперечисленных функций датчика, либо отдельный датчик) может при необходимости обнаруживать мгновенные расходы воздуха или их косвенные значения, такие как динамическое давление воздуха или, возможно, воздух/температуру пара, которая будет изменяться в зависимости от расхода воздуха над нагревателем.
Затем процессор может быть выполнен с возможностью мгновенного изменения эффективной температуры нагрева нагревателя EVPS в ответ на эти данные датчика. Таким образом, когда расход воздуха падает, при возможном повышении температуры вдыхаемого воздуха нагреватель может также снизить свою температуру (за пределами рабочего диапазона) с целью компенсации, допуская некоторое замедление нагрева.
Кроме того, процессор может быть выполнен с возможностью моделирования профиля вдыхания пользователя на основе мгновенных расходов воздуха, обнаруженных датчиком во время вдыхания, причем профиль вдыхания указывает расход воздуха во время действия вдыхания, выполняемого пользователем.
Другими словами, используя данные, определяющие расход воздуха, или нечто аналогичное, как описано выше, процессор может построить одну или более моделей шаблона или шаблонов вдыхания пользователя. Если такая модель показывает, что вдох может быть таким, что приведет к низкому расходу воздуха по меньшей мере во время части действия вдыхания, процессор может предвидеть горячую затяжку и изменить по меньшей мере первый аспект процесса выработки пара, как описано ранее в данном документе, в ответ на профиль вдыхания.
Таким образом, пользователь, который, например, сначала резко вдохнул, и затем начал медленно или неглубоко вдыхать, вызовет активацию нагревателя, а затем медленное протекание через него, что может привести к горячей затяжке. Такая горячая затяжка, в свою очередь, может также зависеть от других факторов, измеряемых датчиками, если они предусмотрены, таких как температура окружающей среды, статическое давление окружающей среды и/или влажность, и они могут быть включены в модель, или могут быть созданы отдельные модели, где любой из этих используемых параметров превышает заданное пороговое отклонение от ожидаемого значения.
Таким образом, если пользователь указывает, что происходит горячая затяжка, это может быть связано с профилем вдыхания. Кроме того, пользователь предоставляет несколько указаний горячих затяжек в процессе использования, при этом подсчет, гистограмма или другой показатель силы взаимодействия могут быть предоставлены в связи с профилем вдыхания, тем самым определяя профили вдыхания, которые особенно проблематичны для пользователя.
В любом случае, когда пользователь инициирует вдыхание, которое, по-видимому, соответствует профилю вдыхания, связанному с горячей затяжкой, процессор может предпринять смягчающие действия во время процесса выработки, как описано ранее в данном документе, например, путем изменения каналов воздушного потока или поведения нагревателя, поэтому уменьшается вероятность того, что оставшаяся часть действия вдыхания пользователя приведет к горячей затяжке.
Однако, если для изменения процесса выработки пара, либо в ответ на профиль вдыхания, либо в ответ на указание пользователя относительно того, что текущие условия окружающей среды приводят к горячей затяжке, как описано ранее в данном документе, процессор вычисляет изменение эффективной температуры для нагревателя, которая будет ниже температуры испарения полезной нагрузки EVPS, затем система уведомляет пользователя. Другими словами, если указания пользователя о горячих затяжках нельзя устранить доступными средствами в пределах нормальных рабочих параметров EVPS, система регулировки температуры уведомит пользователя. Затем пользователь может решить либо не использовать EVPS до тех пор, пока условия окружающей среды не изменятся (например, до тех пор, пока он не выйдет из ветреной, горячей или влажной окружающей среды), либо может решить продолжить использование устройства, зная и принимая, что горячие затяжки возможны, но были сведены к минимуму, насколько это позволяет система.
Уведомление может принимать любую подходящую форму, такую как предупредительный световой сигнал, звуковой сигнал или тактильная обратная связь, такая как вибрация, встроенная в EVPS, в качестве альтернативы, когда EVPS обменивается данными с удаленным устройством, таким как мобильный телефон, планшетный компьютер или т.п., уведомление может быть предоставлено через такое устройство снова, например, в форме предупредительного светового сигнала, звукового сигнала или тактильной обратной связи, или в форме сообщения, отображаемого на дисплее мобильного телефона. Такой дисплей может предоставлять полезную информацию, такую как вероятный источник горячей затяжки, являющийся одним или несколькими факторами окружающей среды, как описано выше, или из-за аспекта профиля вдыхания пользователя; в этом последнем случае пользователь может попробовать вдохнуть другим способом.
Следует понимать, что если EVPS обменивается данными с удаленным устройством, таким как мобильный телефон, то процессор может быть расположен в этом удаленном устройстве, и, следовательно, система регулировки температуры будет состоять как из EVPS, так и из удаленного устройства. В этом случае данные датчиков и т.п. могут передаваться из EVPS, но последующий анализ может выполняться мобильным телефоном с последующими командами для изменения одного или более аспектов процесса выработки пара, передаваемых обратно в EVPS из мобильного телефона. Аналогичным образом, профили вдыхания и т.п. могут быть собраны в мобильном телефоне и сохранены в нем. Такие профили и другие связанные данные об окружающей среде и других рабочих параметрах, связанных с горячими затяжками, в свою очередь, могут быть связаны с учетной записью пользователя, так что соответствующая информация может быть доступна с разных телефонов или других удаленных устройств (например, приборной панели автомобиля с поддержкой Bluetooth) тогда, когда зарегистрированный пользователем EVPS соединяется с ними.
Наконец, хотя приведенное выше описание предполагает, что процессор вносит корректировки в процесс выработки пара в ответ на уведомление о горячей затяжке, альтернативно или дополнительно, процессор может предоставить инструкции пользователю относительно того, как можно внести изменения в настройки EVPS, чтобы снизить вероятность возникновения горячей затяжки. Это может быть случай, когда такое изменение не может автоматически выполняться EVPS; например, отверстие для впуска воздуха может вручную передвигаться пользователем, но не управляться процессором из-за отсутствия исполнительного механизма в EVPS; тем не менее, процессор может информировать пользователя с помощью пользовательского интерфейса о необходимости отрегулировать отверстие для впуска воздуха.
Аналогичным образом, другие параметры можно регулировать, но без непосредственно управления процессором; например, в случае, когда пользователь установил аккумуляторную батарею с нестандартным током, это может привести к тому, что EVPS будет выделять больше тепла, чем предполагалось; при этом процессор может обнаружить такой высокий ток и сообщить пользователю, что аккумуляторная батарея является нестандартной и является причиной горячих затяжек. Аналогичным образом, процессор может предложить альтернативную модификацию EVPS, такую как использование более длинного мундштука, где такой мундштук является взаимозаменяемым, поэтому у пара больше времени для смешивания и охлаждения между нагревателем и ртом пользователя.
Снова аналогичным образом, процессор может обеспечивать обратную связь в отношении того, как пользователь может регулировать свой профиль вдыхания, чтобы снизить вероятность горячей затяжки, например, путем иллюстрации расхода воздуха при вдыхании пользователя и предложения относительно того, где во время вдыхания можно увеличить расход воздуха или, соответственно, уменьшить начальный расход воздуха, если он используется для установки температуры нагрева. Процессор может предоставить инструкцию, например, для отслеживания мгновенного расхода воздуха по одному или нескольким шаблонам вдыхания, предназначенным для уменьшения количества случаев горячей затяжки, например, посредством равномерного вдыхания с умеренным расходом воздуха.
Как показано также на фиг.8, способ регулировки температуры для электронной системы подачи пара (EVPS) содержит:
на первом этапе s810 получение данных датчика воздушного потока от датчика, способного обнаруживать по меньшей мере один параметр воздушного потока в EVPS, как описано ранее в данном документе;
на втором этапе s820 обнаружение того, принято ли от пользователя указание о том, что затяжка EVPS была слишком горячей, как описано ранее в данном документе; и если это так
на третьем этапе s830 изменение по меньшей мере первого аспекта процесса выработки пара для снижения температуры пара в мундштуке на основе данных датчика по меньшей мере одного параметра воздушного потока, как описано ранее в данном документе.
Для специалиста в данной области техники будет очевидно, что изменения в вышеупомянутом способе, соответствующие работе различных вариантов осуществления устройства, как описано и заявлено в данном документе, рассматриваются в пределах объема настоящего изобретения, включая, но не ограничиваясь ими:
- обнаружение того, отклоняется ли разница по меньшей мере в одном параметре воздушного потока от ожидаемого значения на заданную величину, и если да, изменение по меньшей мере первого аспекта процесса выработки пара в зависимости по меньшей мере от одного параметра воздушного потока;
- по меньшей мере один параметр воздушного потока содержит скорость воздушного потока, и если она ниже ожидаемого значения на заданную величину, способ содержит этап изменения одного или более параметров, выбранных из списка, включающего в себя эффективную температуру нагрева нагревателя EVPS и эффективную площадь отверстия для впуска воздуха EVPS;
- по меньшей мере один параметр воздушного потока содержит один или более параметров, выбранных из списка, включающего в себя динамическое давление воздуха, влажность и температуру окружающего воздуха до нагрева, и каждый параметр превышает ожидаемое значение на соответствующую заданную величину, способ содержит этап изменения одного или более параметров, выбранных из списка, включающего в себя эффективную температуру нагрева нагревателя EVPS и эффективную площадь отверстия для впуска воздуха EVPS;
- этап изменения аспекта процесса выработки пара содержит снижение эффективной температуры нагрева нагревателя EVPS с помощью одной или более операций, выбранных из списка, включающего в себя снижение температуры нагревателя, изменение рабочего цикла нагревателя и снижение температуры предварительного нагрева нагревателя;
- если эффективная температура нагрева нагревателя должна быть снижена до температуры ниже температуры испарения полезной нагрузки VPS, уведомление пользователя;
- определение мгновенного расхода воздуха и мгновенного изменения эффективной температуры нагрева нагревателя VPS в ответ на мгновенный расход воздуха;
- моделирование профиля вдыхания пользователя на основе мгновенного расхода воздуха во время затяжки, причем профиль вдыхания указывает расход воздуха во время действия затяжки пользователем и изменение по меньшей мере первого аспекта процесса выработки пара в зависимости от профиля вдыхания; и
- этапы получения данных датчика температуры и данных датчика воздушного потока, выполняемые в EVPS, при этом способ содержит этап передачи данных датчика температуры и данных датчика воздушного потока в удаленный процессор, выполненный с возможностью вычисления изменения по меньшей мере первого аспекта процесса выработки пара.
Следует принять во внимание, что вышеупомянутые способы могут выполняться на традиционных аппаратных средствах, подходящим образом адаптированном в соответствии с инструкцией программного обеспечения или путем добавления или замены специализированных аппаратных средств.
Таким образом, требуемая адаптация к существующим частям традиционного эквивалентного устройства может быть реализована в виде компьютерного программного продукта, содержащего исполняемые процессором инструкции, хранящиеся на невременном машиночитаемом носителе информации, таком как гибкий диск, оптический диск, жесткий диск, PROM, RAM, флэш-память или любой комбинации этих или других носителей информации, или реализованных в аппаратных средствах как ASIC (специализированная интегральная схема) или FPGA (программируемая пользователем вентильная матрица) или другая конфигурируемая схема, подходящая для использования при адаптации традиционного эквивалентного устройства. Отдельно, такая компьютерная программа может передаваться посредством сигналов данных в сети, такой как Ethernet, беспроводная сеть, Интернет или любая комбинация этих или других сетей.