ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ СИСТЕМА С ДАТЧИКОМ КАЧЕСТВА ВОЗДУХА
AEROSOL GENERATING SYSTEM WITH AIR QUALITY SENSOR

Настоящее изобретение относится к генерирующей аэрозоль системе, генерирующему аэрозоль устройству генерирующей аэрозоль системы и зарядному блоку генерирующей аэрозоль системы.
Известны генерирующие аэрозоль системы, содержащие генерирующее аэрозоль устройство, выполненное с возможностью размещения в нем образующего аэрозоль субстрата и генерирования аэрозоля из образующего аэрозоль субстрата. Такие системы в целом выполнены с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата с помощью нагревательного узла для генерирования аэрозоля, который может вдыхаться пользователем системы. Некоторые системы выполнены с возможностью генерирования аэрозоля из твердого образующего аэрозоль субстрата, обычно содержащего табак. Твердый образующий аэрозоль субстрат может быть обернут вместе с фильтром и другими элементами с образованием стержня, схожего с обычной сигаретой. Другие системы выполнены с возможностью генерирования аэрозоля из жидкого образующего аэрозоль субстрата, обычно содержащего никотин. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может быть заключен в одноразовом картридже, который также может содержать нагревательный элемент, питаемый мощностью от генерирующего аэрозоль устройства для нагрева и испарения субстрата.
Генерирующие аэрозоль системы могут использоваться в различных окружающих условиях. Окружающие условия вблизи системы могут влиять на аэрозоль, генерируемый генерирующей аэрозоль системой. Например, влажность вблизи системы, имеющей твердый образующий аэрозоль субстрат, может влиять на содержание влаги в твердом образующем аэрозоль субстрате, что может изменять состав аэрозоля, генерируемого из субстрата. Окружающие условия вблизи системы могут также влиять на восприятие пользователем аэрозоля, генерируемого системой.
Было бы желательно создать такую генерирующую аэрозоль систему, которая была бы способна генерировать стабильный аэрозоль в различных окружающих условиях. Было бы также желательно создать такую генерирующую аэрозоль систему, которая была бы выполнена с возможностью адаптации для использования в различных окружающих условиях.
Согласно настоящему изобретению, предложена генерирующая аэрозоль система, содержащая: генерирующее аэрозоль устройство; датчик качества окружающего воздуха; и контроллер. Генерирующее аэрозоль устройство содержит: кожух, имеющий камеру для размещения образующего аэрозоль субстрата; и нагревательную компоновку для нагрева образующего аэрозоль субстрата при размещении этого образующего аэрозоль субстрата в указанной камере. Датчик качества окружающего воздуха выполнен с возможностью определения свойств окружающего воздуха вблизи системы, и контроллер соединен с датчиком качества окружающего воздуха и выполнен с возможностью приема показаний по качеству окружающего воздуха от датчика качества окружающего воздуха и выдачи сигнала качества окружающего воздуха на основе одного или более показаний датчика качества окружающего воздуха.
Как преимущество, авторами настоящего изобретения было выяснено, что окружающая среда вблизи генерирующей аэрозоль системы может влиять на ощущения пользователя от генерирования аэрозоля. Например, изменения влажности окружающей среды могут влиять на свойства образующего аэрозоль субстрата и могут требовать регулирования температуры нагревательного узла с целью генерирования стабильного аэрозоля независимо от окружающей среды, в которой используется генерирующая аэрозоль система. Соответственно, благодаря отслеживанию свойств окружающего воздуха вблизи системы, обеспечивается возможность улучшения ощущений пользователя от генерирования аэрозоля.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления предложена генерирующая аэрозоль система, содержащая генерирующее аэрозоль устройство, в свою очередь содержащее: кожух, имеющий камеру для размещения образующего аэрозоль субстрата, расположенную на ближнем конце устройства; нагревательную компоновку для нагрева образующего аэрозоль субстрата при размещении этого образующего аэрозоль субстрата в указанной камере; датчик качества окружающего воздуха, выполненный с возможностью определения свойств окружающего воздуха вблизи системы и расположенный на дальнем конце устройства, противоположном ближнему концу; и контроллер, соединенный с датчиком качества окружающего воздуха и выполненный с возможностью приема показаний по качеству окружающего воздуха от датчика качества окружающего воздуха и с возможностью вывода сигнала качества окружающего воздуха на основе одного или более показаний датчика качества окружающего воздуха.
Данная компоновка датчика качества окружающего воздуха обеспечивает преимущество, состоящее в возможности размещения датчика качества окружающего воздуха на максимально возможном удалении от генерирующей аэрозоль части устройства в камере и нагревательном узле. Это обеспечивает возможность снижения вероятности того, что аэрозоль, генерируемый генерирующим аэрозоль устройством, сможет влиять на показания по качеству окружающего воздуха от датчика качества окружающего воздуха.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления предложена генерирующая аэрозоль система, содержащая генерирующее аэрозоль устройство и зарядный блок. Генерирующее аэрозоль устройство содержит: кожух, имеющий камеру для размещения образующего аэрозоль субстрата; нагревательную компоновку для нагрева образующего аэрозоль субстрата при размещении этого образующего аэрозоль субстрата в указанной камере; и источник питания, размещенный в кожухе. Зарядный блок содержит: схему передачи мощности, предназначенную для передачи мощности на источник питания генерирующего аэрозоль устройства; датчик качества окружающего воздуха, выполненный с возможностью определения свойств окружающего воздуха вблизи системы; и контроллер, соединенный с датчиком качества окружающего воздуха и выполненный с возможностью приема показаний по качеству окружающего воздуха от датчика качества окружающего воздуха и с возможностью вывода сигнала качества окружающего воздуха на основе одного или более показаний датчика качества окружающего воздуха.
Благодаря обеспечению датчика качества окружающего воздуха в зарядном блоке генерирующей аэрозоль системы, а не в генерирующем аэрозоль устройстве, обеспечивается преимущество, состоящее в возможности размещения датчика качества окружающего воздуха на еще большем удалении от генерирующей аэрозоль части системы в камере и нагревательном узле генерирующего аэрозоль устройства. Это обеспечивает возможность дополнительного снижения вероятности того, что аэрозоль, генерируемый генерирующим аэрозоль устройством, сможет влиять на показания по качеству окружающего воздуха от датчика качества окружающего воздуха.
В контексте данного документа термин «окружающий воздух» используется для обозначения воздуха в окружающей среде вокруг системы. Иначе говоря, термин «окружающий воздух» используется для обозначения воздуха, непосредственно окружающего систему. Термин «окружающий воздух» не предназначен для охвата смеси воздуха и аэрозоля внутри камеры устройства, когда образующий аэрозоль субстрат размещен в указанной камере и нагревается с помощью нагревательного узла для генерирования аэрозоля.
В контексте данного документа термин «датчик качества окружающего воздуха» используется для обозначения датчика, который выполнен с возможностью определения одного или более свойств окружающего воздуха вблизи системы. В особо предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения датчик качества окружающего воздуха выполнен с возможностью определения одного или более из следующего: угарного газа; летучих органических соединений; влажности, в частности относительной влажности; диоксида углерода; тонкодисперсных твердых частиц; диоксида азота; диоксида углерода; давления; и никотина.
Датчик качества окружающего воздуха может содержать один или более датчиков газа для определения присутствия одного или более газов в окружающей среде вокруг системы. В частности, указанные один или более датчиков газа могут быть выполнены с возможностью определения концентрации одного или более газов в окружающем воздухе вокруг системы. Предпочтительно, указанные один или более датчиков газа могут быть выполнены с возможностью определения одного или более из следующего: угарного газа; летучих органических соединений; диоксида углерода; диоксида азота; дикислорода; и никотина. Предпочтительно, генерирующая аэрозоль система содержит датчик качества окружающего воздуха, выполненный с возможностью определения угарного газа в окружающем воздухе вокруг системы.
Указанные один или более датчиков воздуха могут представлять собой датчики любого подходящего типа. Подходящие типы датчиков газа включают: электрохимические датчики газа, такие как химически чувствительные полевые транзисторы; химически чувствительные резистивные датчики; датчики на основе структуры металл-оксид-полупроводник (МОП); каталитические датчики (пеллисторы); датчики на основе массива микрокантилеверов; датчики на поверхностно-акустических волнах (ПАВ); фотоионизационные детекторы (ФИД); и инфракрасные датчики.
Некоторые примеры подходящих датчиков газа, которые доступны в настоящее время, включают: SGP30 и SGPC3 от компании Sensirion AG; CDM7160-C00 и TGS2602 от компании FIGARO USA., INC; и MiCS-VZ-89TE от компании SGX Sensortech Limited.
Датчик качества окружающего воздуха может содержать один или более датчиков для определения летучих органических соединений (ЛОС). В контексте данного документа термин «органическое соединение» обозначает любое соединение, содержащее по меньшей мере элементарный углерод и одно или более из следующего: водород, галогены, кислород, серу, фосфор, кремний или азот, за исключением оксидов углерода и неорганических карбонатов и бикарбонатов. В контексте данного документа термин «летучее органическое соединение (ЛОС)» обозначает любое органическое соединение, имеющее при 293,15 Кельвина (K) давление пара 0,01 килопаскаля (кПа) или более, или имеющее соответствующую летучесть при конкретных условиях использования. Определения «органического соединения» и «летучего органического соединения», используемые в данном документе, взяты из директивы 2010/75/EU Европейского парламента и Совета Европы от 24 ноября 2010 года относительно промышленных выбросов (комплексное предотвращение и контроль загрязнений).
Указанные один или более датчиков летучих органических соединений могут представлять собой датчики любого подходящего типа. Например, подходящие датчики ЛОС включают: электрохимические датчики газа, такие как химически чувствительные полевые транзисторы; химически чувствительные резистивные датчики; датчики на основе структуры металл-оксид-полупроводник (МОП); каталитические датчики (пеллисторы); датчики на основе массива микрокантилеверов; датчики на поверхностно-акустических волнах (ПАВ); фотоионизационные детекторы (ФИД); и инфракрасные датчики.
Некоторые иллюстративные подходящие датчики VOC, доступные в настоящее время, включают: SGP30 и SGPC3 от компании Sensirion AG; TGS2602 от компании FIGARO USA., INC; и MiСS-VZ-89TE от компании SGX Sensortech Limited.
Датчик качества окружающего воздуха может содержать один или более датчиков влажности. В контексте данного документа термин «влажность» может относиться к абсолютной влажности, относительной влажности или удельной влажности. В контексте данного документа термин «абсолютная влажность» относится к массе водяного пара в единичном объеме воздуха, и она может быть выражена в граммах на кубический метр. В контексте данного документа термин «относительная влажность» относится к соотношению фактической плотности пара и плотности насыщенного пара при заданной температуре, и она может быть выражена в процентах. Иначе говоря, термин «относительная влажность» относится к отношению парциального давления водяного пара в смеси при заданной температуре к равновесному давлению водяного пара над плоской поверхностью чистой воды при заданной температуре. В контексте данного документа термин «удельная влажность» относится к отношению массы водяного пара к общей массе смеси водяного пара и воздуха, и она может быть выражена в граммах пара на килограмм воздуха.
Указанные один или более датчиков влажности могут представлять собой датчики любого подходящего типа. Например, подходящие датчики влажности включают: емкостные датчики влажности; резистивные датчики влажности; и датчики влажности на основе теплопроводности.
Некоторые примеры подходящих датчиков влажности, доступных в настоящее время, включают: датчики влажности SHT3x, SHTW2, SHTC3 и SHT7x от компании Sensirion AG.
Указанные один или более датчиков влажности могут быть объединены с одним или более датчиками температуры. В частности, если указанные один или более датчиков влажности выполнены с возможностью определения относительной влажности воздуха вблизи генерирующей аэрозоль системы, то указанные один или более датчиков влажности также содержат датчик температуры. Указанные один или более датчиков температуры могут представлять собой датчики температуры любого подходящего типа, такие как: датчики температуры с запрещенной зоной; резистивные детекторы температуры (РДТ); термопары; термисторы, в частности термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (ОТК); и полупроводниковые датчики температуры.
Датчик качества окружающего воздуха может содержать один или более датчиков, выполненных с возможностью определения тонкодисперсных твердых частиц в окружающем воздухе вблизи генерирующей аэрозоль системы. В контексте данного документа термин «тонкодисперсные твердые частицы» относится к частицам, находящимся во взвешенном состоянии в окружающем воздухе вблизи генерирующей аэрозоль системы. В частности, твердые частицы содержит вдыхаемые частицы с диаметрами, которые в целом составляют 10 микрометров и менее (PM10), и тонкодисперсные вдыхаемые частицы с диаметрами, которые в целом составляют 2,5 микрометра и менее (PM2.5).
Более конкретно, в контексте данного документа тонкодисперсный материал содержит PM10, относящиеся в твердым частицам, которые проходят через селективный по размеру вход с 50%-й эффективностью задержания при аэродинамическом диаметре 10 мкм. Эталонный способ взятия проб и определения PM10 описан в EN 12341:1999 «Качество воздуха - Определение доли PM10 во взвешенных твердых частицах - Эталонный способ и процедура полевых испытаний для демонстрации эквивалентности способов определения эталонному способу». В контексте данного документа тонкодисперсные твердые частицы также включают РМ2.5, относящиеся к твердым частицам, проходящим через селективный по размеру вход с 50%-й эффективностью задержания при аэродинамическом диаметре 2.5 мкм. Эталонный способ отбора образцов и измерения PM2.5 является аналогичным описанному в EN 14907:2005 «Стандартный гравиметрический метод измерения для определения доли частиц PM2,5 в взвешенном состоянии». Определения PM10 и PM2.5, используемые в данном документе, взяты из Директивы 2008/50/EC Европейского парламента и Совета Европы от 21 мая 2008 года по качеству окружающего воздуха и очистке воздуха для Европы.
Указанные один или более датчиков тонкодисперсных твердых частиц могут представлять собой датчики твердых частиц любого подходящего типа, такие как: резистивные датчики твердых частиц; термофоретические датчики твердых частиц; и датчики твердых частиц на основе лазера, использующие рассеяние светового излучения.
Датчик качества окружающего воздуха может содержать один или более датчиков давления окружающей среды. Показания по давлению окружающей среды могут быть особенно полезными в сочетании с показаниями по влажности и температуре, поскольку сочетание показаний по влажности, температуре и давлению обеспечивает возможность повышения достоверности определения влажности.
Указанные один или более датчиков давления окружающей среды могут представлять собой датчики давления любого подходящего типа, такие как: емкостные датчики давления; пьезоэлектрические датчики давления; и пьезорезистивные датчики давления. Указанные один или более датчиков давления могут представлять собой датчики абсолютного давления или датчики разности давлений.
Указанные один или более датчиков качества окружающего воздуха могут содержать по меньшей мере одно из следующего: электрохимический датчик; химически чувствительный резистивный датчик; датчик на основе структуры металл-оксид-полупроводник (МОП); каталитический датчик; и масс-спектрометр.
Указанные один или более датчиков качества окружающего воздуха могут представлять собой электромеханические устройства. Указанные один или более датчиков качества воздуха могут представлять собой любое из следующего: механическое устройство, оптическое устройство, оптико-механическое устройство; и датчик на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС). Предпочтительно, указанные один или более датчиков качества окружающего воздуха представляют собой датчики на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС).
Указанные один или более датчиков качества окружающего воздуха могут состоять из датчика газа. Указанные один или более датчиков качества окружающего воздуха могут состоять из датчика газа, выполненного с возможностью определения угарного газа. Указанные один или более датчиков качества окружающего воздуха могут состоять из датчика газа, выполненного с возможностью определения углекислого газа. Указанные один или более датчиков качества окружающего воздуха могут состоять из датчика газа, выполненного с возможностью определения никотина. Указанные один или более датчиков качества окружающего воздуха могут состоять из датчика газа, выполненного с возможностью определения угарного газа, и датчика газа, выполненного с возможностью определения углекислого газа. Указанные один или более датчиков качества окружающего воздуха могут состоять из датчика газа, выполненного с возможностью определения угарного газа, и датчика газа, выполненного с возможностью определения никотина. Указанные один или более датчиков качества окружающего воздуха могут состоять из датчика газа, выполненного с возможностью определения углекислого газа, и датчика газа, выполненного с возможностью определения никотина. Указанные один или более датчиков качества окружающего воздуха могут состоять из датчика газа, выполненного с возможностью определения угарного газа, датчика газа, выполненного с возможностью определения углекислого газа, и датчика газа, выполненного с возможностью определения никотина.
Указанные один или более датчиков качества окружающего воздуха могут состоять из датчика для определения ЛОС. Указанные один или более датчиков качества окружающего воздуха могут состоять из датчика газа и датчика для определения ЛОС. Указанные один или более датчиков качества окружающего воздуха могут состоять из датчика для определения тонкодисперсных твердых частиц. Указанные один или более датчиков качества окружающего воздуха могут состоять из датчика газа и датчика для определения тонкодисперсных твердых частиц. Указанные один или более датчиков качества окружающего воздуха могут состоять из датчика газа, датчика для определения ЛОС и датчика для определения тонкодисперсных твердых частиц.
Указанные один или более датчиков качества окружающего воздуха могут состоять из датчика газа и датчика влажности. Указанные один или более датчиков качества окружающего воздуха могут состоять из датчика газа и датчика влажности, содержащего датчик окружающей температуры. Указанные один или более датчиков качества окружающего воздуха могут состоять из датчика влажности и датчика давления. Указанные один или более датчиков качества окружающего воздуха могут состоять из датчика влажности, содержащего датчик окружающей температуры, и датчика давления. Указанные один или более датчиков качества окружающего воздуха могут состоять из датчика газа, датчика влажности и датчика давления. Указанные один или более датчиков качества окружающего воздуха могут состоять из датчика газа, датчика влажности, содержащего датчик окружающей температуры, и датчика давления.
Генерирующая аэрозоль система содержит контроллер. Контроллер представляет собой электрическую схему, соединенную с датчиком качества окружающего воздуха. Контроллер выполнен с возможностью приема показаний по качеству окружающего воздуха от датчика качества окружающего воздуха и с возможностью вывода сигнала качества окружающего воздуха на основе одного или более показаний датчика качества окружающего воздуха.
Контроллер может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор, микроконтроллер или специализированную интегральную схему (ASIC) или другую электронную схему, выполненную с возможностью обеспечения управления. Контроллер может содержать дополнительные электронные компоненты. В некоторых вариантах осуществления контроллер может содержать датчик качества окружающего воздуха.
Предпочтительно, в некоторых вариантах осуществления генерирующее аэрозоль устройство может содержать датчик качества окружающего воздуха. В некоторых вариантах осуществления генерирующее аэрозоль устройство может содержать контроллер. В некоторых вариантах осуществления датчик качества окружающего воздуха может быть расположен на или в кожухе устройства. В некоторых вариантах осуществления контроллер может быть расположен на или в кожухе устройства. Размещение датчика качества окружающего воздуха на или в кожухе генерирующего аэрозоль устройства обеспечивает преимущество, состоящее в возможности гарантирования того, что показания по качеству окружающего воздуха будут репрезентативными для окружающей среды вблизи устройства. В такой компоновке датчик качества окружающего воздуха находится в той же самой окружающей среде, что и камера устройства, нагревательный узел и образующий аэрозоль субстрат, размещенный в указанной камере.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления датчик качества окружающего воздуха расположен внутри кожуха устройства. В этих предпочтительных вариантах осуществления кожух устройства может содержать по меньшей мере одно отверстие для обеспечения возможности поступления окружающего воздуха в кожух и достижения им датчика качества окружающего воздуха. Указанное отверстие может быть расположено смежно или рядом с датчиком качества окружающего воздуха. В некоторых вариантах осуществления кожух может содержать первое отверстие для обеспечения возможности поступления окружающего воздуха в кожух и достижения им датчика качества окружающего воздуха и второе отверстие для обеспечения возможности выхода окружающего воздуха из кожуха. Может быть образован канал потока воздуха, проходящий через кожух от первого отверстия вдоль датчика качества окружающего воздуха до второго отверстия. Указанный канал потока воздуха обеспечивает возможность протекания окружающего воздуха вдоль датчика качества окружающего воздуха.
Датчик качества окружающего воздуха не расположен в камере для размещения образующего аэрозоль субстрата или в ее окрестности. Датчик качества окружающего воздуха не расположен в камере для размещения образующего аэрозоль субстрата или в ее окрестности, поскольку аэрозоль, генерируемый генерирующей аэрозоль системой, генерируется в указанной камере и в ее окрестности. Следовательно, воздух в камере для размещения образующего аэрозоль субстрата и в ее окрестности в целом не является репрезентативным для окружающего воздуха вокруг системы.
Датчик качества окружающего воздуха может быть расположен на расстоянии от камеры для размещения образующего аэрозоль субстрата. В некоторых вариантах осуществления генерирующее аэрозоль устройство является удлиненным и имеет продольную ось, и датчик качества окружающего воздуха расположен на расстоянии вдоль указанной продольной оси от камеры для размещения образующего аэрозоль субстрата.
В некоторых вариантах осуществления генерирующее аэрозоль устройство может содержать ближний конец и дальний конец, противоположный ближнему концу. В контексте данного документа термины «ближний» и «дальний» используются для описания относительных положений компонентов или частей компонентов генерирующих аэрозоль устройств и зарядных блоков. Камера устройства может быть расположена на ближнем конце устройства. Датчик качества окружающего воздуха может быть расположен на дальнем конце устройства. Такая компоновка обеспечивает преимущество, состоящее в возможности размещения датчика качества окружающего воздуха на максимально возможном удалении от генерирующей аэрозоль части устройства в указанной камере и нагревательном узле. Это обеспечивает возможность снижения вероятности того, что генерируемый устройством аэрозоль сможет влиять на показания по качеству окружающего воздуха от датчика качества окружающего воздуха.
Датчик качества окружающего воздуха может быть по существу изолирован от генерирующих аэрозоль областей генерирующего аэрозоль устройства. Например, датчик качества окружающего воздуха может быть по существу изолирован от камеры генерирующего аэрозоль устройства. Если зарядный блок содержит датчик качества окружающего воздуха и камеру для размещения генерирующего аэрозоль устройства, то этот датчик качества окружающего воздуха может быть по существу изолирован от указанной камеры для размещения генерирующего аэрозоль устройства. Иначе говоря, датчик качества окружающего воздуха может быть по существу изолирован от генерирующего аэрозоль устройства при размещении генерирующего аэрозоль устройства в камере зарядного блока.
Изоляция датчика качества окружающего воздуха от генерирующих аэрозоль областей генерирующего аэрозоль устройства обеспечивает возможность гарантирования того, что аэрозоль, генерируемый генерирующей аэрозоль системой, не вступит в контакт с датчиком качества окружающего воздуха.
Генерирующая аэрозоль система может содержать первый канал потока воздуха, через который воздух втягивается в генерирующую аэрозоль систему, проходит через генерирующую аэрозоль область системы и выходит из генерирующей аэрозоль системы к пользователю. Такой канал потока воздуха обеспечивает возможность вовлечения аэрозоля, генерируемого генерирующей аэрозоль системой, в поток воздуха, проходящий через первый канал потока воздуха, и его доставки пользователю через указанный первый канал потока воздуха. Первый канал потока воздуха может содержать камеру генерирующего аэрозоль устройства. Датчик качества окружающего воздуха может быть по существу изолирован от первого канала потока воздуха.
Датчик качества окружающего воздуха может быть по существу изолирован от генерирующих аэрозоль областей генерирующего аэрозоль устройства любым подходящим способом. Например, между датчиком качества окружающего воздуха и первым каналом потока воздуха могут быть расположены одна или более газонепроницаемых перегородок. Например, датчик качества окружающего воздуха может быть расположен на противоположном конце генерирующего аэрозоль устройства относительно камеры генерирующего аэрозоль устройства. Например, датчик качества окружающего воздуха может быть расположен во втором канале потока воздуха генерирующей аэрозоль системы, причем этот второй канал потока воздуха по существу изолирован от первого канала потока воздуха.
Если датчик качества окружающего воздуха обеспечен в зарядном блоке, имеющем камеру для размещения генерирующего аэрозоль устройства, то этот датчик качества окружающего воздуха может быть расположен снаружи указанной камеры для размещения генерирующего аэрозоль устройства. Датчик качества окружающего воздуха может быть расположен на противоположном конце зарядного блока относительно камеры для размещения образующего аэрозоль субстрата.
В предпочтительных вариантах осуществления генерирующее аэрозоль устройство содержит источник питания, выполненный с возможностью подачи мощности на нагревательный узел. Предпочтительно, источник питания представляет собой источник питания постоянного тока. Источник питания может быть расположен внутри кожуха устройства. Обычно источник питания представляет собой батарею, такую как литий-железо-фосфатная батарея. Тем не менее, в некоторых вариантах осуществления источник питания может представлять собой устройство накопления заряда другого типа, такое как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке, и он может иметь емкость, обеспечивающую возможность накопления достаточного количества энергии для одной или более операций, осуществляемых пользователем, например одного или более сеансов генерирования аэрозоля. Например, источник питания может иметь достаточную емкость для обеспечения возможности непрерывного нагрева образующего аэрозоль субстрата 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 заданного количества затяжек или отдельных активаций нагревательного узла.
Предпочтительно, генерирующее аэрозоль устройство может также содержать схему управления питанием, соединенную с источником питания и нагревательным узлом. Схема управления питанием выполнена с возможностью управления подачей мощности от источника питания на нагревательный узел. Схема управления питанием представляет собой электрическую схему, которая выполнена с возможностью регулирования подачи тока на нагревательный узел. Подача тока на нагревательный узел может осуществляться непрерывно после активации устройства, или она может осуществляться прерывисто, например от затяжки к затяжке.
Схема управления питанием может быть выполнена с возможностью регулирования мощности, подаваемой от источника питания на нагревательный узел, любым подходящим способом. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления схема управления питанием может быть выполнена с возможностью подачи мощности от источника питания на нагревательный узел в виде импульсного сигнала мощности. В этих предпочтительных вариантах осуществления схема управления питанием может быть выполнена с возможностью регулирования мощности, подаваемой на нагревательный узел, с использованием частотной модуляции или широтно-импульсной модуляции импульсного сигнала мощности.
Если генерирующее аэрозоль устройство содержит контроллер, то схема управления питанием может представлять собой часть контроллера, или она может представлять собой отдельную электрическую схему, соединенную с контроллером. Если схема управления питанием соединена с контроллером, то эта схема управления питанием выполнена с возможностью приема сигнала качества окружающего воздуха от контроллера и управления подачей мощности от источника питания на нагревательный узел на основе указанного сигнала качества окружающего воздуха. Таким образом, контроллер может быть выполнен с возможностью регулирования мощности, подаваемой на нагревательный узел, на основе одного или более показаний по качеству окружающего воздуха.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления схема управления питанием представляет собой часть контроллера. В этих предпочтительных вариантах осуществления контроллер может быть выполнен с возможностью регулирования мощности, подаваемой от источника питания на нагревательный узел, на основе одного или более показаний по качеству окружающего воздуха. В этих вариантах осуществления схема управления питанием может выдавать сигнал качества окружающего воздуха в виде сигнала мощности на нагревательный узел.
Контроллер может быть выполнен с возможностью снижения мощности, подаваемой на нагревательный узел, если показания по качеству окружающего воздуха указывают на то, что качество окружающего воздуха удовлетворяет одному или более заданным условиям по качеству окружающего воздуха. Например, контроллер может быть выполнен с возможностью снижения мощности, подаваемой на нагревательный узел, если показания по качеству окружающего воздуха превышают заданный порог. Снижение мощности, подаваемой на нагревательный узел, обеспечивает возможность уменьшения количества аэрозоля, генерируемого системой.
В некоторых вариантах осуществления схема управления может быть выполнена с возможностью повышения мощности, подаваемой от источника питания на нагревательный узел, если показания по качеству окружающего воздуха указывают на то, что качество окружающего воздуха удовлетворяет определенному условию по качеству воздуха или превышает определенный порог качества.
В иллюстративном варианте осуществления контроллер может быть выполнен с возможностью повышения мощности, подаваемой от источника питания на нагревательный узел, если сигнал качества окружающего воздуха указывает на то, что влажность выше определенного порога влажности. Контроллер может быть выполнен с возможностью повышения мощности, подаваемой от источника питания на нагревательный узел в течение начального заданного периода времени, так что любая дополнительная влага в субстрате, обусловленная влажностью, испаряется перед тем, как пользователь начнет сеанс генерирования аэрозоля. В еще одном примере варианта осуществления контроллер может быть выполнен с возможностью снижения мощности, подаваемой от источника питания на нагревательный узел, если сигнал качества окружающего воздуха указывает на то, что концентрация одного или более газов, таких как угарный газ и углекислый газ, превышает заданный порог концентрации.
Контроллер может быть выполнен с возможностью хранения одного или более заданных условий по качеству окружающего воздуха или порогов качества окружающего воздуха. Контроллер может быть выполнен с возможностью хранения одного или более заданных условий качества окружающего воздуха или порогов качества окружающего воздуха в памяти контроллера. Указанные одно или более заданных условий по качеству окружающего воздуха или порогов качества окружающего воздуха могут храниться в справочной таблице.
Любые подходящие условия по качеству или пороги качества окружающего воздуха могут храниться в памяти контроллера.
Подходящие пороги концентрации угарного газа (CO) могут включать: по меньшей мере 1 часть на миллион (ч./млн.), по меньшей мере 5 ч./млн., по меньшей мере 10 ч./млн., по меньшей мере 20 ч./млн., по меньшей мере 30 ч./млн., по меньшей мере 40 ч./млн., по меньшей мере 50 ч./млн., по меньшей мере 60 ч./млн., по меньшей мере 70 ч./млн., по меньшей мере 80 ч./млн., по меньшей мере 90 ч./млн., по меньшей мере 100 ч./млн., по меньшей мере 150 ч./млн. и по меньшей мере 200 ч./млн. угарного газа в окружающем воздухе.
Подходящее пороги концентрации твердых частиц PM2.5 могут включать: по меньшей мере 5 микрограмм на кубический метр, по меньшей мере 7 микрограмм на кубический метр, по меньшей мере 10 микрограмм на кубический метр, по меньшей мере 12 микрограмм на кубический метр, по меньшей мере 15 микрограмм на кубический метр, по меньшей мере 20 микрограмм на кубический метр и по меньшей мере 25 микрограмм на кубический метр и по меньшей мере 30 микрограмм на кубический метр частиц PM2.5 в окружающем воздухе. Подходящие пороги концентрации твердых частиц PM10 могут включать: по меньшей мере 10 микрограмм на кубический метр, по меньшей мере 15 микрограмм на кубический метр, по меньшей мере 20 микрограмм на кубический метр, по меньшей мере 25 микрограмм на кубический метр, по меньшей мере 30 микрограмм на кубический метр, по меньшей мере 40 микрограмм на кубический метр, по меньшей мере 50 микрограмм на кубический метр и по меньшей мере 60 микрограмм на кубический метр частиц РМ10 в окружающем воздухе.
Подходящие пороги концентрации диоксида азота (NO2) могут включать: по меньшей мере 20 микрограмм на кубический метр, по меньшей мере 25 микрограмм на кубический метр, по меньшей мере 30 микрограмм на кубический метр, по меньшей мере 35 микрограмм на кубический метр, по меньшей мере 40 микрограмм на кубический метр, по меньшей мере 45 микрограмм на кубический метр, по меньшей мере 50 микрограмм на кубический метр, по меньшей мере 60 микрограмм на кубический метр, по меньшей мере 100 микрограмм на кубический метр, по меньшей мере 150 микрограмм на кубический метр и по меньшей мере 200 микрограмм на кубический метр диоксида азота в окружающем воздухе.
Подходящие пороги концентрации углекислого газа (CO2) могут включать: по меньшей мере 350 ч./млн., по меньшей мере 500 ч./млн., по меньшей мере 750 ч./млн., по меньшей мере 1000 ч./млн., по меньшей мере 1500 ч./млн., по меньшей мере 2000 ч./млн., по меньшей мере 3000 ч./млн., по меньшей мере 4000 ч./млн., по меньшей мере 5000 ч./млн., по меньшей мере 5000 ч./млн. и по меньшей мере 6000 ч./млн. углекислого газа в окружающем воздухе.
В первом примере, в некоторых вариантах осуществления схема управления может быть выполнена с возможностью снижения мощности, подаваемой от источника питания на нагревательный узел, если определено, что концентрация угарного газа в окружающем воздухе составляет по меньшей мере 1 ч./млн. В этих вариантах осуществления схема управления может быть также выполнена с возможностью предотвращения подачи мощности от источника питания на нагревательный узел, если определено, что концентрация угарного газа в окружающем воздухе составляет по меньшей мере 70 ч./млн.
Во втором примере, в некоторых вариантах осуществления схема управления может быть выполнена с возможностью снижения мощности, подаваемой от источника питания на нагревательный узел, если определено, что концентрация диоксида азота в окружающем воздухе составляет по меньшей мере 25 ч./млн. В этих вариантах осуществления схема управления может быть дополнительно выполнена с возможностью предотвращения подачи мощности от источника питания на нагревательный узел, если определено, что концентрация углекислого газа в окружающем воздухе составляет по меньшей мере 150 ч./млн.
В некоторых вариантах осуществления схема управления питанием может быть выполнена с возможностью подачи постоянной средней мощности на нагревательный узел в течение сеанса генерирования аэрозоля. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления схема управления питанием выполнена с возможностью подачи мощности от источника питания на нагревательный узел с заданным профилем мощности, который изменяется во времени в течение сеанса генерирования аэрозоля. Например, схема управления питанием может быть выполнена с возможностью постепенного повышения мощности, подаваемой на нагревательный узел, от начальной мощности до рабочей мощности в течение периода времени предварительного нагрева и последующего поддержания мощности, подаваемой на нагревательный узел, на уровне постоянной средней мощности. Схема управления питанием может быть выполнена с возможностью повышения мощности, подаваемой на нагревательный узел, от начальной мощности до мощности предварительного нагрева в течение начального периода времени предварительного нагрева и с возможностью последующего снижения мощности до рабочей мощности, которая меньше, чем мощность предварительного нагрева. Схема управления питанием может быть выполнена с возможностью снижения мощности, подаваемой на нагревательный узел, с течением времени в течение периода работы, когда генерируется аэрозоль.
Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи нормального профиля мощности на нагревательный узел, если показания по качеству окружающего воздуха от датчика качества окружающего воздуха указывают на то, что качество окружающего воздуха находится в пределах нормального диапазона.
Контроллер может быть выполнен с возможностью повышения мощности, подаваемой на нагревательный узел в течение периода времени предварительного нагрева, если датчик качества окружающего воздуха содержит датчик влажности, и показания по качеству окружающего воздуха указывают на то, что влажность окружающего воздуха выше заданного порога влажности. Таким образом обеспечивается возможность более быстрого повышения температуры образующего аэрозоль субстрата во влажной окружающей среде для испарения любого дополнительного количества воды в субстрате, обусловленного влажной окружающей средой, в течение периода времени предварительного нагрева. Например, контроллер может быть выполнен с возможностью повышения мощности, подаваемой на нагревательный узел в течение начального периода времени предварительного нагрева, для повышения температуры нагревательного узла до уровня, приблизительно на 10 градусов превышающего нормальную температуру предварительного нагрева. Это обеспечивает возможность того, что по истечении периода времени предварительного нагрева система будет генерировать аэрозоль, который соответствует аэрозолю, генерируемому в менее влажной окружающей среде. Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи нормальной рабочей мощности на нагревательный узел по истечении периода времени предварительного нагрева.
Контроллер может быть выполнен с возможностью снижения мощности, подаваемой на нагревательный узел в течение периода работы, для уменьшения объема аэрозоля, генерируемого генерирующей аэрозоль системой, если датчик качества окружающего воздуха содержит датчик угарного газа, и показания по качеству окружающего воздуха указывают на то, что уровень угарного газа выше заданного порога угарного газа.
В некоторых вариантах осуществления контроллер может быть выполнен с возможностью отслеживания мощности, подаваемой на нагревательный узел в течение сеанса генерирования аэрозоля, и с возможностью поддержания целевого профиля мощности, подаваемой на нагревательный узел. Контроллер может быть выполнен с возможностью регулирования целевого профиля мощности на основе одного или более показаний датчика качества окружающего воздуха.
В некоторых вариантах осуществления контроллер может быть выполнен с возможностью отслеживания другого свойства схемы управления питанием или нагревательного узла, такого как сопротивление нагревательного узла, в течение сеанса генерирования аэрозоля, и с возможностью регулирования мощности, подаваемой на нагревательный узел, для поддержания целевого значения или профиля указанного свойства нагревательного узла. Например, схема управления может быть выполнена с возможностью отслеживания сопротивления нагревательного узла и с возможностью регулирования мощности, подаваемой на нагревательный узел, для поддержания целевого профиля сопротивления нагревательного узла. Схема управления может быть выполнена с возможностью регулирования указанного целевого профиля на основе одного или более показаний датчика качества окружающего воздуха.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления схема управления питанием выполнена с возможностью сравнения показаний по качеству окружающего воздуха от датчика качества окружающего воздуха с заданным условием по качеству окружающего воздуха. Указанное заданное условие по качеству окружающего воздуха может представлять собой заданный порог или заданный диапазон. Указанное заданное условие по качеству окружающего воздуха может храниться в памяти контроллера. Контроллер может быть также быть выполнен с возможностью по существу предотвращения или уменьшения подачи мощности от источника питания на нагревательный узел в случае, если одно или более показаний по качеству окружающего воздуха не удовлетворяют указанным заданным условиям по качеству окружающего воздуха. Иначе говоря, контроллер может быть выполнен с возможностью прекращения подачи мощности от источника питания на нагревательный узел в случае, если одно или более показаний по качеству окружающего воздуха находятся вне заданного диапазона или превышают заданный порог. Это обеспечивает преимущество, состоящее в возможности гарантирования того, что пользователь не будет испытывать нежелательных ощущений от генерирования аэрозоля, обусловленных окружающей средой.
Например, датчик качества окружающего воздуха может содержать датчик угарного газа, и контроллер может быть выполнен с возможностью предотвращения подачи мощности на нагревательный узел в случае, если одно или более показаний датчика качества окружающего воздуха указывают на то, что концентрация угарного газа в окружающем воздухе выше заданного порога концентрации угарного газа.
В некоторых одном вариантах осуществления система также содержит зарядный блок. Зарядный блок содержит схему передачи мощности, предназначенную для передачи мощности на источник питания генерирующего аэрозоль устройства. Схема передачи мощности может представлять собой схему любого подходящего типа.
Схема передачи мощности может содержать проводную схему передачи мощности. В этих вариантах осуществления зарядный блок содержит электрический соединитель, и генерирующее аэрозоль устройство содержит комплементарный электрический соединитель, выполненный с возможностью электрического взаимодействия с электрическим соединителем зарядного блока.
Схема передачи мощности может содержать беспроводную схему передачи мощности. В этих вариантах осуществления зарядный блок может содержать первую катушку индуктивности, и генерирующее аэрозоль устройство может содержать вторую катушку индуктивности, выполненную с возможностью связи с первой катушкой индуктивности для передачи мощности между первой катушкой индуктивности и второй катушкой индуктивности.
В некоторых вариантах осуществления зарядный блок может содержать датчик качества окружающего воздуха. В этих вариантах осуществления зарядный блок может содержать контроллер. Датчик качества окружающего воздуха может быть расположен на или в зарядном блоке. Контроллер может быть расположен на или в зарядном блоке. Предпочтительно, размер зарядного блока может быть больше, чем размер генерирующего аэрозоль устройства, благодаря чему в зарядном блоке возможно обеспечение датчика качества окружающего воздуха большего размера с включением большего количества датчиков по сравнению с генерирующим аэрозоль устройством.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления зарядный блок представляет собой зарядный корпус, имеющий камеру для размещения генерирующего аэрозоль устройства. Камера может быть выполнена по размерам и форме с возможностью размещения в ней генерирующего аэрозоль устройства.
Зарядный корпус предпочтительно содержит источник питания, размещенный в указанном кожухе. Предпочтительно, источник питания представляет собой источник питания постоянного тока. Обычно источник питания представляет собой батарею, такую как литий-железо-фосфатная батарея. Тем не менее, в некоторых вариантах осуществления источник питания может представлять собой устройство накопления заряда другого типа, такое как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке, и он может иметь емкость, которая обеспечивает возможность хранения достаточного количества энергии для многократной, например 10- или 20-кратной, зарядки источника питания генерирующего аэрозоль устройства.
Зарядный блок может также содержать схему передачи мощности, размещенную в указанном кожухе. Схема передачи мощности может быть выполнена с возможностью передачи мощности от источника питания зарядного корпуса на источник питания генерирующего аэрозоль устройства при размещении генерирующего аэрозоль устройства в камере зарядного корпуса.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления датчик качества окружающего воздуха расположен внутри кожуха зарядного корпуса. В этих предпочтительных вариантах осуществления кожух зарядного корпуса может содержать по меньшей мере одно отверстие для обеспечения возможности поступления окружающего воздуха в кожух и достижения им датчика качества окружающего воздуха. Указанное отверстие может быть расположено смежно или рядом с датчиком качества окружающего воздуха. В некоторых вариантах осуществления кожух может содержать первое отверстие для обеспечения возможности поступления окружающего воздуха в кожух и достижения им датчика качества окружающего воздуха и второе отверстие для обеспечения возможности выхода окружающего воздуха из кожуха. Может быть образован канал потока воздуха, проходящий через кожух от первого отверстия вдоль датчика качества окружающего воздуха до второго отверстия. Указанный канал потока воздуха обеспечивает возможность протекания окружающего воздуха вдоль датчика качества окружающего воздуха.
Датчик качества окружающего воздуха не расположен в камере для размещения генерирующего аэрозоль устройства или в ее окрестности. Датчик качества окружающего воздуха не расположен в камере для размещения генерирующего аэрозоль устройства или в ее окрестности, поскольку воздух в камере для размещения генерирующего аэрозоль устройства и в ее окрестности в целом не является репрезентативным для окружающего воздуха вокруг системы.
Датчик качества окружающего воздуха может быть расположен на расстоянии от камеры для размещения генерирующего аэрозоль устройства.
В некоторых вариантах осуществления зарядный корпус может содержать ближний конец и дальний конец, противоположный ближнему концу. Камера зарядного корпуса может быть открыта на ближнем конце зарядного корпуса. Камера зарядного корпуса может быть закрыта на ближнем конце зарядного корпуса. Датчик качества окружающего воздуха может быть расположен на дальнем конце зарядного корпуса. Такая компоновка обеспечивает преимущество, состоящее в возможности размещения датчика качества окружающего воздуха на как можно большем удалении от генерирующей аэрозоль части генерирующего аэрозоль устройства при размещении генерирующего аэрозоль устройства в камере зарядного корпуса. Это обеспечивает возможность снижения вероятности того, что генерируемый устройством аэрозоль сможет влиять на показания по качеству окружающего воздуха от датчика качества окружающего воздуха.
В некоторых особо предпочтительных вариантах осуществления оба из генерирующего аэрозоль устройства и зарядного блока могут содержать датчик качества окружающего воздуха. Генерирующее аэрозоль устройство может содержать первый датчик качества окружающего воздуха, и зарядный блок может содержать второй датчик качества окружающего воздуха.
В тех вариантах осуществления, в которых генерирующая аэрозоль система содержит зарядный корпус, и генерирующее аэрозоль устройство содержит датчик качества окружающего воздуха, контроллер может быть выполнен с возможностью предотвращения определения показаний по качеству окружающего воздуха датчиком качества окружающего воздуха генерирующего аэрозоль устройства при размещении генерирующего аэрозоль устройства в камере зарядного корпуса. Это может быть полезно, поскольку воздух внутри камеры зарядного корпуса может не быть репрезентативным для окружающего воздуха вблизи системы. Это может быть особенно применимо к случаю, когда генерирующее аэрозоль устройство выполнено с возможностью осуществления, при своем размещении в зарядном корпусе, цикла очистки, включающего подачу мощности на нагревательный узел для выжигания остатков в камере устройства посредством пиролиза.
В некоторых вариантах осуществления генерирующая аэрозоль система также содержит дисплей, соединенный или выполненный с возможностью соединения с контроллером. Дисплей может быть выполнен с возможностью приема сигнала качества окружающего воздуха от контроллера и отображения информации о качестве окружающего воздуха на основе сигнала качества окружающего воздуха.
Благодаря обеспечению такого дисплея обеспечивается возможность повышения полезности и эффективности взаимодействия пользователя с системой управления. Например, в некоторых вариантах осуществления система может быть выполнена таким образом, чтобы пользователь имел возможность изменения одной или более настроек устройства, таких как температура, до которой нагревается нагревательный узел, и продолжительность нагрева, с тем, чтобы пользователь имел возможность изменения ощущений от генерирования аэрозоля. В этих вариантах осуществления, благодаря обеспечению дисплея, выполненного с возможностью отображения информации о качестве окружающего воздуха, пользователь имеет возможность быстрого и легкого определения потенциальных настроек, которые могут быть отрегулированы для обеспечения того, чтобы система удовлетворяла его конкретным требованиям к ощущениям от генерирования аэрозоля.
Указанный дисплей предпочтительно представляет собой устройство с сенсорным экраном, дополнительно выполненное с возможностью приема входных сигналов от пользователя. Предпочтительно, сенсорный экран выполнен с возможностью обеспечения возможности регулирования пользователем одной или более настроек генерирующего аэрозоль устройства.
Дисплей может представлять собой дисплей любого подходящего типа, например жидкокристаллический (ЖК) дисплей или светодиодный дисплей. В некоторых вариантах осуществления система может содержать графический пользовательский интерфейс (ГПИ). Графический пользовательский интерфейс может содержать сенсорный экран.
Вывод сигнала качества окружающего воздуха контроллером на дисплей может включать рекомендуемые действия для пользователя, соответствующие указанным одному или более показаниям по качеству окружающего воздуха. Например, если показания по качеству окружающего воздуха указывают на низкое качество окружающего воздуха, например на концентрацию тонкодисперсных твердых частиц выше заданного порога, сигнал качества окружающего воздуха может включать рекомендуемое действие по открыванию окна или перемещению в новое место перед началом сеанса генерирования аэрозоля. Рекомендуемое действие может отображаться на дисплее для просмотра пользователем.
В предпочтительных вариантах осуществления, содержащих зарядный корпус, этот зарядный корпус содержит дисплей, соединенный или выполненный с возможностью соединения с контроллером, а также выполненный с возможностью приема сигнала качества окружающего воздуха от контроллера и с возможностью отображения информации о качестве окружающего воздуха на основе указанного сигнала качества окружающего воздуха.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления генерирующая аэрозоль система может также содержать сигнализатор о качестве окружающего воздуха. В этих вариантах осуществления контроллер может быть выполнен с возможностью вывода сигнала качества окружающего воздуха на сигнализатор о качестве окружающего воздуха при определенных условиях. Например, контроллер может быть выполнен с возможностью сравнения одного или более показаний по качеству окружающего воздуха от датчика качества окружающего воздуха с одним или более заданными порогами или заданными условиями. Контроллер может быть также выполнен с возможностью вывода сигнала качества окружающего воздуха на указанный сигнализатор для активации сигнализатора, если результат сравнения указывает на то, что указанные одно или более показаний по качеству окружающего воздуха превышают заданный порог или не удовлетворяют заданным условиям.
Генерирующее аэрозоль устройство может содержать сигнализатор. В вариантах осуществления, содержащих зарядный блок, этот зарядный блок может содержать сигнализатор. Оба из зарядного блока и генерирующего аэрозоль устройства могут содержать сигнализатор. Зарядный блок и генерирующее аэрозоль устройство могут иметь сигнализаторы одинакового типа. Зарядный блок и генерирующее аэрозоль устройство, могут иметь сигнализаторы разных типов.
Сигнализатор может представлять собой сигнализатор любого подходящего типа. В некоторых вариантах осуществления сигнализатор может представлять собой визуальный сигнализатор, такой как один или более светодиодов, или конкретное сообщение, отображаемое на дисплее системы. В некоторых вариантах осуществления сигнализатор может представлять собой звуковой сигнализатор, такой как зуммер или динамик.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления контроллер выполнен с возможностью передачи сигнала качества окружающего воздуха по каналу связи с внешним устройством или сервером. Внешнее устройство может представлять собой любое подходящее внешнее устройство, такое как персональный компьютер, ноутбук, планшетный компьютер или смартфон. Внешний сервер может представлять собой удаленный сервер. В некоторых вариантах осуществления система может быть выполнена с возможностью связи с облачным сервером через Интернет.
Канал связи предпочтительно пригоден для передачи потока данных между генерирующей аэрозоль системой и внешним устройством или сервером. Канал связи может быть пригоден для передачи потока данных от генерирующей аэрозоль системы на внешнее устройство или сервер. Канал связи может быть пригоден для передачи потока данных от внешнего устройства или сервера на генерирующую аэрозоль систему. Предпочтительно, канал связи пригоден для двухсторонней передачи потока данных от генерирующей аэрозоль системы на внешнее устройство или сервер и от внешнего устройства или сервера на генерирующую аэрозоль систему.
В некоторых вариантах осуществления канал связи представляет собой проводной канал связи. В некоторых вариантах осуществления канал связи представляет беспроводной канал связи. Предпочтительно, канал связи функционирует согласно стандарту интерфейса. Стандарт интерфейса представляет собой стандарт, который описывает одну или более функциональных характеристик, таких как преобразование кодов, назначение линий или совместимость с протоколом, или физических характеристик, таких как электрические, механические или оптические характеристики, необходимых для обеспечения возможности обмена информацией между двумя или более системами или частями оборудования. Примеры подходящих стандартов интерфейса для канала связи включают, без ограничения, семейство стандартов Recommended Standard 232 (RS-232); Universal Serial Bus (USB); Bluetooth; FireWire (торговая марка компании Apple, Inc. для ее интерфейса IEEE 1394); IrDA (Infrared Data Association - стандарт связи для ближнего обмена данными с помощью инфракрасного света); Zigbee (спецификация на основе стандарта IEEE 802.15.4 для беспроводных персональных сетей); и другие стандарты Wi-Fi.
Предпочтительно, контроллер содержит интерфейс связи, например такой, как по меньшей мере телеметрическая схема и антенна, для двухсторонней связи с другими внешними устройствами, такими как серверы, сетевые устройства, персональные компьютеры, другие генерирующие аэрозоль системы, имеющие интерфейсы связи, и тому подобные, и с другими сетями, такими как Интернет и тому подобное. Более конкретно, данные и команды могут передаваться и приниматься во время восходящей или нисходящей телеметрии между устройством генерирующей аэрозоль системой и другими внешними устройствами и/или сетями с использованием указанного интерфейса связи. В по меньшей мере одном варианте осуществления указанный интерфейс связи представляет собой беспроводной интерфейс, использующий один или более протоколов беспроводной (например, радиочастотной) передачи данных, например таких, как Bluetooth, WI-FI, любой протокол в ультравысокочастотном диапазоне (УВЧ), любой протокол в сверхвысокочастотном диапазоне (СВЧ), низкочастотные протоколы и т.д.
В некоторых вариантах осуществления генерирующее аэрозоль устройство содержит контроллер, имеющий интерфейс связи. В некоторых вариантах осуществления, содержащих зарядный блок, этот зарядный блок содержит контроллер, имеющий интерфейс связи. В некоторых вариантах осуществления генерирующее аэрозоль устройство содержит первый контроллер, имеющий первый интерфейс связи, и зарядный блок содержит второй контроллер, имеющий второй интерфейс связи.
В некоторых вариантах осуществления контроллер выполнен с возможностью передачи сигнала качества воздуха от генерирующего аэрозоль устройства на зарядный блок по каналу связи. В некоторых вариантах осуществления контроллер выполнен с возможностью передачи сигнала качества воздуха от зарядного блока на генерирующее аэрозоль устройство по каналу связи. В некоторых вариантах осуществления канал связи пригоден для двухсторонней передачи потока данных между генерирующим аэрозоль устройством, и зарядным блоком. В некоторых вариантах осуществления генерирующее аэрозоль устройство содержит первый контроллер, имеющий первый интерфейс связи, зарядный блок содержит второй контроллер, имеющий второй интерфейс связи, и указанные первый и второй контроллеры выполнены с возможностью передачи сигнала качества окружающего воздуха по каналу связи между первым и вторым интерфейсами связи. Предпочтительно, канал связи пригоден для двухсторонней передачи потока данных между генерирующим аэрозоль устройством и зарядным блоком.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления контроллер генерирующей аэрозоль системы может быть выполнен с возможностью передачи сигнала качества окружающего воздуха на внешнее устройство, такое как смартфон пользователя, с использованием протокола ближней связи, такого как Bluetooth, и указанное внешнее устройство может быть выполнено с возможностью передачи сигнала качества окружающего воздуха на внешний сервер, такой как облачный сервер, через сеть, такую как Интернет.
Внешнее устройство или сервер могут быть выполнены с возможностью хранения данных, передаваемых от генерирующей аэрозоль системы. Внешнее устройство или сервер могут быть выполнены с возможностью анализа данных, передаваемых от генерирующей аэрозоль системы. В некоторых вариантах осуществления контроллер генерирующей аэрозоль системы может содержать дополнительные датчики, и он может быть выполнен с возможностью сбора дополнительных данных, таких как данные об использовании генерирующей аэрозоль системы и данные о географическом местоположении. Контроллер может также быть выполнен с возможностью передачи указанных дополнительных данных на внешнее устройство или сервер, и внешнее устройство или сервер могут быть выполнены с возможностью анализа данных о качестве окружающего воздуха в сочетании с дополнительными данными, такими как данные об использовании и данные о местоположении.
Генерирующее аэрозоль устройство содержит нагревательный узел для нагрева образующего аэрозоль субстрата, размещенного в камере устройства. Нагревательный узел может представлять собой любой подходящий нагревательный узел.
Нагревательный узел может содержать один или более нагревательных элементов. В частности, нагревательный узел может содержать один или более резистивных нагревательных элементов. Если образующий аэрозоль субстрат представляет собой твердый субстрат, то указанные один или более нагревательных элементов могут представлять собой внутренние нагревательные элементы, выполненные с возможностью проникновения в образующий аэрозоль субстрат. Указанные один или более нагревательных элементов могут представлять собой внешние нагревательные элементы, выполненные с возможностью расположения на образующем аэрозоль субстрате или в его окрестности. Нагревательный узел может содержать один или более внутренних нагревательных элементов и один или более внешних нагревательных элементов.
Указанные один или более нагревательных элементов могут проходить в камеру для размещения образующего аэрозоль субстрата. Указанные один или более нагревательных элементов могут для удобства быть выполнены в виде иглы, штыря, стержня или лезвия, которые могут быть вставлены в образующий аэрозоль субстрат при размещении этого образующего аэрозоль субстрата в указанной камере.
Указанные один или более нагревательных элементов могут содержать электрически резистивный материал. Подходящие электрически резистивные материалы включают, без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электрически «проводящую» керамику (например такую, как дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композитные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композитные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры подходящих сплавов металлов включают нержавеющую сталь, константан, никель-, кобальт-, хром-, алюминий-, титан-, цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец- и железосодержащие сплавы, а также жаропрочные сплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal, сплавы на основе железа и алюминия и сплавы на основе железа, марганца и алюминия. Timetal представляет собой зарегистрированный товарный знак компании Titanium Metals Corporation, 1999 Broadway Suite 4300, Денвер, Колорадо. В композитных материалах электрически резистивный материал может быть при необходимости встроен в изоляционный материал, инкапсулирован в него или покрыт им, или наоборот, в зависимости от кинетики переноса энергии и требуемых внешних физико-химических свойств. Указанные один или более нагревательных элементов могут содержать металлическую травленую фольгу, изолированную между двумя слоями инертного материала. В этом случае инертный материал может содержать Kapton, полностью полиимидную фольгу или слюдяную фольгу. Kapton представляет собой зарегистрированный товарный знак компании E.I. du Pont de Nemours and Company, 1007 Market Street, Уилмингтон, Делавэр 19898, США. Гибкий нагревательный элемент данного типа может соответствовать форме указанной камеры, и он может проходить вокруг периферии указанной камеры.
Электрический нагревательный элемент может быть выполнен с использованием металла, имеющего определенную зависимость между температурой и удельным сопротивлением. В таких вариантах осуществления металл может быть выполнен в виде дорожки между двумя слоями подходящих изоляционных материалов. Электрический нагревательный элемент, выполненный таким образом, может использоваться как в качестве нагревателя, так и в качестве датчика температуры.
В некоторых вариантах осуществления нагревательный узел может представлять собой индукционный нагревательный узел. В этих вариантах осуществления в указанной камере вместе с образующим аэрозоль субстратом может быть расположен токоприемник. В некоторых вариантах осуществления токоприемник может представлять собой часть генерирующего аэрозоль устройства. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления токоприемник содержится в генерирующем аэрозоль изделии или картридже, содержащем образующий аэрозоль субстрат.
В контексте данного документа термин «токоприемный элемент» (или сусцепторный элемент, «susceptor element») обозначает проводящий элемент, который нагревается под действием переменного магнитного поля. Это может быть результатом создаваемых в токоприемном элементе вихревых токов и/или потерь на гистерезис.
Генерирующее аэрозоль устройство может содержать катушку индуктивности, окружающую по меньшей мере часть указанной камеры. В этих вариантах осуществления схема управления питанием генерирующего аэрозоль устройства может быть выполнена с возможностью генерирования флуктуирующего электромагнитного поля внутри указанной камеры. Предпочтительно, катушка индуктивности, источник питания и схема управления питанием могут быть способны генерировать флуктуирующее электромагнитное поле с частотой от 1 до 30 МГц, например от 2 до 10 МГц, например от 5 до 7 МГц. Предпочтительно, источник питания, схема управления питанием и катушка индуктивности способны генерировать флуктуирующее электромагнитное поле, у которого напряженность поля (Н-поля) составляет от 1 до 5 кА/м, например от 2 до 3 кА/м, например приблизительно 2,5 кА/м.
Генерирующее аэрозоль устройство содержит кожух. Кожух содержит камеру для размещения образующего аэрозоль субстрата. Кожух имеет ближний конец и дальний конец. Камера может быть расположена на ближнем конце устройства.
Кожух устройства может быть удлиненным. Предпочтительно, кожух устройства имеет цилиндрическую форму. Кожух устройства может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают металлы, сплавы, пластмассы или композитные материалы, содержащие один или более из таких материалов, или термопластичные материалы, пригодные для применения в пищевой или фармацевтической промышленности, например, полипропилен, полиэфирэфиркетон (PEEK) и полиэтилен. Предпочтительно, материал является легким и нехрупким.
Предпочтительно, генерирующее аэрозоль устройство является портативным. Генерирующее аэрозоль устройство может иметь длину от приблизительно 70 миллиметров до приблизительно 120 миллиметров. Генерирующее аэрозоль устройство может представлять собой устройство, удерживаемое в руке. Иначе говоря, генерирующее аэрозоль устройство может быть выполнено по размеру и форме с возможностью удержания в руке пользователя.
В вариантах осуществления, содержащих зарядный корпус, кожух зарядного корпуса может быть выполнен из материала, схожего с материалом генерирующего аэрозоль устройства. Камера зарядного корпуса выполнена с возможностью размещения генерирующего аэрозоль устройства. Предпочтительно, зарядный корпус является портативным. Зарядный корпус может представлять собой корпус, удерживаемый в руке. Иначе говоря, зарядный корпус может быть выполнен по размеру и форме с возможностью удержания в руке пользователя.
Генерирующее аэрозоль устройство выполнено с возможностью взаимодействия с образующим аэрозоль субстратом для генерирования аэрозоля.
В контексте данного документа образующий аэрозоль субстрат представляет собой субстрат, способный выделать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения могут выделяться в результате нагрева образующего аэрозоль субстрата.
Образующий аэрозоль субстрат может представлять собой твердый образующий аэрозоль субстрат. Твердый образующий аэрозоль субстрат может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие ароматические соединения табака, которые выделяются из субстрата при нагреве. Образующий аэрозоль субстрат может также содержать вещество для образования аэрозоля, которое способствует образованию плотного и стабильного аэрозоля. Примерами подходящих веществ для образования аэрозоля являются глицерин и пропиленгликоль.
Твердый образующий аэрозоль субстрат может содержать, например, одно или более из следующего: порошок, гранулы, зерна, кусочки, тонкие трубки, полоски или листы, содержащие одно или более из следующего: травяные листья, табачные листья, фрагменты табачных жилок, восстановленный табак, гомогенизированный табак, экструдированный табак и расширенный табак. В контексте данного документа термин «гомогенизированный табак» относится к материалу, полученному в результате агломерации табака в виде частиц. Гомогенизированный табак может иметь форму листа. Содержание вещества для образования аэрозоля в гомогенизированном табачном материале может составлять более чем 5% в пересчете на сухой вес. Образующий аэрозоль субстрат может содержать собранный гофрированный лист гомогенизированного табачного материала. В контексте данного документа термин «гофрированный лист» обозначает лист, имеющий множество по существу параллельных складок или гофров. Твердый образующий аэрозоль субстрат может присутствовать в рассыпной форме, или он может быть обеспечен в подходящей емкости или отделении картриджа.
Образующий аэрозоль субстрат может представлять собой жидкий образующий аэрозоль субстрат. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать никотин. Жидкий образующий аэрозоль субстрат, содержащий никотин, может представлять собой матрицу из никотиновой соли. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать табак. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные ароматические соединения табака, которые выделяются из образующего аэрозоль субстрата при нагреве. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать одно или более веществ для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля представляет собой любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые при использовании способствует образованию плотного и стабильного аэрозоля и являются по существу стойкими к термическому разложению при рабочей температуре системы. Примеры подходящих веществ для образования аэрозоля включают глицерин и пропиленгликоль. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать воду, растворители, этанол, растительные экстракты и натуральные или искусственные ароматизаторы.
Образующий аэрозоль субстрат может содержать гель. При комнатной температуре гель может иметь стабильные размер и форму и не быть текучим. Гель может представлять собой термообратимый гель. Это означает, что гель становится текучей средой при нагреве до температуры плавления и снова превращается в гель при температуре гелеобразования. Температура гелеобразования предпочтительно равна или выше комнатной температуре при атмосферном давлении. Температура плавления предпочтительно превышает температуру гелеобразования. Предпочтительно, температура плавления геля составляет выше 50 градусов по Цельсию, или 60 градусов по Цельсию, или 70 градусов по Цельсию, более предпочтительно выше 80 градусов по Цельсию. Температура плавления в контексте данного документа означает температуру, при которой гель больше не является твердым и начинает течь. Предпочтительно, гель содержит агар или агарозу или альгинат натрия. Гель может содержать геллановую камедь. Гель может содержать смесь материалов. Гель может содержать воду.
Образующий аэрозоль субстрат может иметь температуру испарения от приблизительно 70 градусов по Цельсию до приблизительно 230 градусов по Цельсию. Генерирующая аэрозоль система может быть выполнена с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата до средней температуры от приблизительно 60°C до приблизительно 240°C.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения, предложено генерирующее аэрозоль устройство, содержащее: кожух, имеющий камеру для размещения образующего аэрозоль субстрата; и нагревательную компоновку для нагрева образующего аэрозоль субстрата при его размещении в указанной камере. Генерирующее аэрозоль устройство также содержит: датчик качества окружающего воздуха, выполненный с возможностью определения свойств окружающего воздуха вблизи устройства; и контроллер, соединенный с датчиком качества окружающего воздуха и выполненный с возможностью приема показаний по качеству окружающего воздуха от датчика качества окружающего воздуха и с возможностью вывода сигнала качества окружающего воздуха на основе одного или более показаний датчика качества окружающего воздуха.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения, предложен зарядный корпус для генерирующей аэрозоль системы, содержащий: кожух, содержащий камеру для размещения генерирующего аэрозоль устройства; и схему передачи мощности, выполненную с возможностью передачи мощности на источник питания генерирующего аэрозоль устройства при размещении этого генерирующего аэрозоль устройства в указанной камере. Зарядный корпус также содержит: датчик качества окружающего воздуха, выполненный с возможностью определения свойств окружающего воздуха вблизи зарядного корпуса; и контроллер, соединенный с датчиком качества окружающего воздуха и выполненный с возможностью приема показаний по качеству окружающего воздуха от датчика качества окружающего воздуха и с возможностью вывода сигнала качества окружающего воздуха на основе одного или более показаний датчика качества окружающего воздуха.
Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения, предложен способ работы генерирующей аэрозоль системы, содержащей нагревательный узел и датчик качества окружающего воздуха, причем способ включает этапы, на которых: определяют свойства окружающего воздуха вблизи системы с использованием датчика качества окружающего воздуха; и управляют подачей мощности на нагревательный узел на основе одного или более показаний по качеству окружающего воздуха от датчика качества окружающего воздуха.
Во избежание сомнений, признаки, описанные выше в отношении одного аспекта настоящего изобретения, могут быть применимы также к другим аспектам настоящего изобретения. В частности, любой признак, описанный в отношении первого аспекта, может быть в равной степени применим ко второму, третьему и четвертому аспектам, любой признак, описанный в отношении второго аспекта, может быть в равной степени применим к первому, третьему и четвертому аспектам, любой признак, описанный в отношении третьего аспекта, может быть в равной степени применим к первому, второму и четвертому аспектам, и любой признак, описанный в отношении четвертого аспекта, может быть в равной степени применим к первому, второму и третьему аспектам.
Варианты осуществления настоящего изобретения далее будут описаны исключительно на примерах со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
на Фиг. 1 показан зарядный корпус, имеющий датчик качества окружающего воздуха, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;
на Фиг. 2 показано генерирующее аэрозоль устройство, имеющее датчик качества окружающего воздуха, согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;
на Фиг. 3 показано генерирующее аэрозоль устройство по Фиг. 2, размещенное внутри зарядного корпуса по Фиг. 1, и зарядный корпус, осуществляющий связь с внешним облачным сервером, согласно аспекту настоящего изобретения; и
на Фиг. 4 показана иллюстративная логическая схема, с возможностью следования которой выполнен контроллер генерирующего аэрозоль устройства по Фиг. 2.
На Фиг. 1 показано схематическое изображение зарядного блока для генерирующей аэрозоль системы согласно первому аспекту настоящего изобретения. Зарядный блок, показанный на Фиг. 1, представляет собой зарядный корпус 100. Зарядный корпус 100 представляет собой портативный корпус, имеющий кожух 102, который выполнен по форме и размеру с возможностью его захвата рукой пользователя и с возможностью размещения в кармане одежды пользователя. Кожух 102 в целом представляет собой прямоугольный параллелепипед, имеющий длину приблизительно 20 мм, ширину приблизительно 50 мм и высоту приблизительно 110 мм.
Кожух 102 содержит камеру 104 для размещения генерирующего аэрозоль устройства. Камера 104 открыта на ближнем конце кожуха 102 для размещения генерирующего аэрозоль устройства и закрыта на дальнем конце кожуха 102, противоположном ближнему концу. К ближнему концу кожуха 102 посредством шарнира поворотно прикреплена крышка 105, выполненная с возможностью закрывания открытого конца камеры 104 при повороте в закрытое положение и открывания открытого конца камеры 104 при повороте в открытое положение.
Внутри кожуха 102 размещен источник 106 питания в виде литий-ионной батареи с емкостью приблизительно 2900 миллиампер-часов (мA-ч).
На закрытом дальнем конце камеры 104 для размещения генерирующего аэрозоль устройства расположен электрический соединитель 108. Электрический соединитель 108 соединен с источником 106 питания и выполнен с возможностью электрического соединения с соответствующим электрическим соединителем генерирующего аэрозоль устройства, когда оно полностью размещено в камере 104.
Внутри кожуха 102 также размещен контроллер 110. Контроллер 110 соединен с источником 106 питания и с электрическим соединителем 108 и выполнен с возможностью управления подачей мощности от источника 106 питания на электрический соединитель 108.
Контроллер 110 и электрический соединитель 108 выполнены с возможностью подачи электрической мощности на генерирующее аэрозоль устройство, размещенное в камере 104, а также с возможностью связи с генерирующим аэрозоль устройством для передачи данных на генерирующее аэрозоль устройство и для приема данных от генерирующего аэрозоль устройства.
Контроллер 110 содержит микропроцессор (не показан), а также интерфейс 112 связи, который в данном варианте осуществления содержит телеметрическую схему и антенну для двухсторонней связи с внешним устройством или сервером. В данном варианте осуществления интерфейс 112 связи представляет собой беспроводной интерфейс, использующий протокол Bluetooth для связи с внешним устройством или сервером. Обычно интерфейс 112 связи выполнен с возможностью связи со смартфоном пользователя.
Согласно настоящему изобретению, внутри кожуха 102 корпуса 100 также размещен датчик 116 качества окружающего воздуха. В данном варианте осуществления датчик 116 качества окружающего воздуха состоит из множества датчиков качества воздуха, включая: датчики газа для определения концентрации угарного газа (CO) и концентрации летучего органического соединения (ЛОС); датчик тонкодисперсных твердых частиц; датчик влажности, выполненный с возможностью определения относительной влажности окружающего воздуха вокруг корпуса, включая температуру окружающего воздуха; и датчик давления окружающей среды. Следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления датчик 116 качества окружающего воздуха может также содержать дополнительные датчики газа для определения: концентрации диоксида азота (NO2); концентрации углекислого газа (CO2); и концентрации кислорода (O2).
Предпочтительно, датчик 116 качества окружающего воздуха расположен со стороны дальнего конца кожуха 102, противоположного открытому концу камеры 104 и крышке 105 на ближнем конце, с противоположной стороны кожуха 102 относительно камеры 104. В данной компоновке датчик 116 качества окружающего воздуха находится на максимально возможном удалении от генерирующего аэрозоль устройства, размещенного в камере 104. Такая компоновка является предпочтительной, поскольку генерирующее аэрозоль устройство, вставляемое в корпус 100, могло было использовано незадолго до этого, и оно по-прежнему может генерировать небольшое количество аэрозоля при его вставке в корпус. В этой ситуации аэрозоль, генерируемый устройством, может повлиять на показания датчика 116 по качеству окружающего воздуха, если окружающий воздух, принимаемый датчиком 116, содержит аэрозоль, генерируемый устройством. В дополнение, генерирующее аэрозоль устройство может быть выполнено с возможностью осуществления процедуры очистки при вставке в камеру, что может включать подачу сравнительно высокой мощности на нагреватель для выжигания нежелательных остатков путем пиролиза. Продукты пиролиза также могут влиять на показания датчика 116 по качеству окружающего воздуха, если окружающий воздух, принимаемый датчиком 116, содержит некоторые из продуктов пиролиза.
В кожухе вблизи датчика 116 качества окружающего воздуха обеспечено первое отверстие 118. Первое отверстие 118 выполнено с возможностью обеспечения того, чтобы окружающий воздух вблизи корпуса мог поступать в кожух 102 и достигать датчика 116 качества окружающего воздуха. В кожухе 102 вблизи датчика 116 качества окружающего воздуха обеспечено также второе отверстие 120. Второе отверстие 120 выполнено с возможностью обеспечения того, чтобы окружающий воздух, принимаемый датчиком 116 качества окружающего воздуха, мог выходить из кожуха 102. Таким образом образован воздушный канал 122, проходящий через кожух 102 от первого отверстия 118 вдоль датчика 116 качества окружающего воздуха до второго отверстия 120.
Контроллер 110 корпуса 100 соединен с датчиком 116 качества окружающего воздуха и выполнен с возможностью приема показаний по качеству окружающего воздуха от датчика 116 качества окружающего воздуха. Контроллер 110 выполнен с возможностью периодического получения показаний от датчика 116 качества окружающего воздуха. Показания датчика 116 качества окружающего воздуха содержат информацию, включающую: концентрацию угарного газа в окружающем воздухе; концентрацию летучего органического соединения в окружающем воздухе; концентрацию тонкодисперсных твердых частиц в окружающем воздухе; относительную влажность окружающего воздуха, включая температуру; и давление окружающего воздуха. Следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления показания датчика качества окружающего воздуха могут включать дополнительную информацию, в том числе: концентрацию углекислого газа; концентрацию диоксида азота; и концентрацию кислорода.
Контроллер 110 также выполнен с возможностью вывода сигнала качества окружающего воздуха на основе одного или более показаний датчика 116 качества окружающего воздуха.
Контроллер 110 выполнен с возможностью вывода первого сигнала качества окружающего воздуха на основе одного или более показаний датчика качества окружающего воздуха, на интерфейс 112 связи. Интерфейс 112 связи выполнен с возможностью передачи сигнала качества окружающего воздуха на смартфон пользователя по каналу связи с использованием протокола Bluetooth.
Предусмотрено, что в смартфоне пользователя может храниться программа для анализа информации о качестве окружающего воздуха, содержащейся в первом сигнале качества окружающего воздуха. В некоторых вариантах осуществления программа, хранящаяся в смартфоне пользователя, может не быть выполнена с возможностью анализа данных, принимаемых в составе первого сигнала качества окружающего воздуха, и вместо этого она может быть выполнена с возможностью передачи данных или сигнала на внешний сервер, такой как облачный сервер, для анализа.
Зарядный корпус 100 также содержит графический дисплей 124 на внешней поверхности кожуха 102. Контроллер 110 также выполнен с возможностью вывода второго сигнала качества окружающего воздуха на основе одного или более показаний датчика качества окружающего воздуха, на дисплей 124. Дисплей 124 выполнен с возможностью отображения информации о качестве окружающего воздуха, содержащейся во втором сигнале качества окружающего воздуха, таким образом, чтобы пользователь имел возможность приема информации о текущем качестве воздуха вблизи зарядного блока 100 от самого этого зарядного блока 100.
На Фиг. 2 показано схематическое изображение генерирующего аэрозоль устройства 200 согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Генерирующее аэрозоль устройство 200, показанное на Фиг. 2, представляет собой устройство, выполненное с возможностью размещения в нем генерирующего аэрозоль изделия (не показано), содержащего твердый образующий аэрозоль субстрат и фильтр, обернутые вместе в виде стержня, схожего с обычной сигаретой. Генерирующее аэрозоль устройство 200 представляет собой портативное устройство, которое выполнено с возможностью его удержания в руке пользователя. Генерирующее аэрозоль устройство 200 содержит кожух 202, который является в целом цилиндрическим и имеет длину приблизительно 90 мм и диаметр приблизительно 14 мм, подобно обычной сигаре. Кожух 202 устройства 200 имеет форму и размеры, которые в целом являются комплементарными форме и размерам камеры 104 зарядного корпуса 100, показанного на Фиг. 1. Таким образом, устройство 200 выполнено с возможностью его размещения в камере 104 зарядного корпуса 100.
На ближнем конце кожуха 202 устройства 200 обеспечена открытая камера 204 для размещения образующего аэрозоль субстрата генерирующего аэрозоль изделия. В камеру 204 проходит нагревательный узел 206 в виде резистивного нагревательного лезвия или штыря для проникновения в образующий аэрозоль субстрат генерирующего аэрозоль изделия, размещенного в камере 204.
В кожухе 202 размещен источник 208 питания в виде литий-ионной батареи с емкостью приблизительно 120 миллиампер-часов.
Внутри кожуха 202 также размещен контроллер 210. Контроллер 210 содержит микропроцессор (не показан). Контроллер 210 соединен с нагревательным узлом 206 и источником 208 питания и выполнен с возможностью управления подачей мощности от источника 208 питания на нагревательный узел 206.
На дальней торцевой поверхности кожуха 202, противоположной камере 204, расположен электрический соединитель 212. Источник 208 питания и контроллер 210 соединены с электрическим соединителем 212. Электрический соединитель 212 расположен и выполнен с возможностью электрического соединения с электрическим соединителем 108 на дальнем конце камеры 104 в кожухе 102 корпуса 100 при размещении устройства 200 в камере 104 корпуса 100. Таким образом, при размещении устройства 200 в камере 104 корпуса 100 электрический соединитель 108 корпуса 100 электрически соединяется с электрическим соединителем 212 устройства 200. Контроллер 110 корпуса 100 выполнен с возможностью подачи мощности от источника 106 питания в корпусе 100 на источник 208 питания в устройстве 200 для зарядки источника 208 питания в устройстве 200, если электрический соединитель 108 корпуса 100 и электрический соединитель 212 устройства 200 электрически соединены, Контроллер 210 выполнен с возможностью управления подачей мощности от электрического соединителя 212 на источник 208 питания для зарядки источника 208 питания. Благодаря этому контроллер 210 имеет возможность защиты источника 208 питания устройства 200 от перезарядки.
Контроллер 110 корпуса 100 и контроллер 210 устройства 200 выполнены также с возможностью двухсторонней связи через электрически соединенные электрические соединители 108, 212.
Согласно настоящему изобретению, датчик 214 качества окружающего воздуха размещен внутри кожуха 202 устройства 200. В этом варианте осуществления датчик 214 качества окружающего воздуха содержит несколько датчиков качества воздуха, включая: датчик газа для определения концентрации угарного газа (CO) в окружающем воздухе вокруг устройства 200; и датчик влажности, выполненный с возможностью определения относительной влажности окружающего воздуха вокруг устройства 200, включая температуру окружающего воздуха. Датчик 214 качества окружающего воздуха генерирующего аэрозоль устройстве 200 содержит меньшее количество датчиков, чем датчик 116 качества окружающего воздуха зарядного корпуса 100, поскольку размер генерирующего аэрозоль устройства 200 значительно меньше размера зарядного корпуса 100, и ограниченное пространство внутри кожуха 202 генерирующего аэрозоль устройства 200 ограничивает количество и тип датчиков, которые могут быть обеспечены в датчике 214 качества окружающего воздуха генерирующего аэрозоль устройства 200.
Предпочтительно, датчик 214 качества окружающего воздуха расположен со стороны дальнего конца кожуха 202 на противоположном конце устройства 200 относительно камеры 204, расположенной на ближнем конце. В такой компоновке датчик 214 качества окружающего воздуха находится на максимально возможном удалении от нагревательного узла 206 и аэрозоля, генерируемого устройством 200. Такая компоновка является предпочтительной, поскольку аэрозоль, генерируемый генерирующим аэрозоль устройством, может влиять на показания датчика 214 по качеству окружающего воздуха, если окружающий воздух, принимаемый датчиком 214 качества окружающего воздуха, содержит аэрозоль, генерируемый устройством 200.
В кожухе 202 вблизи датчика 214 качества окружающего воздуха обеспечено первое отверстие 216. Первое отверстие 216 выполнено с возможностью обеспечения того, чтобы окружающий воздух вблизи устройства мог поступать в кожух 202 и достигать датчика 214 качества окружающего воздуха. В кожухе 202 вблизи датчика 214 качества окружающего воздуха обеспечено также второе отверстие 218. Второе отверстие 218 выполнено с возможностью обеспечения того, чтобы окружающий воздух, принимаемый датчиком 214 качества окружающего воздуха, мог выходить из кожуха 202. Через кожух 202 образован канал 220 потока воздуха, проходящий от первого отверстия 216 вдоль датчика 214 качества окружающего воздуха до второго отверстия 218.
Контроллер 210 устройства 200 соединен с датчиком 214 качества окружающего воздуха и выполнен с возможностью приема показаний по качеству окружающего воздуха от датчика 214 качества окружающего воздуха. Контроллер 210 также выполнен с возможностью вывода сигнала качества окружающего воздуха на основе одного или более показаний датчика 214 качества окружающего воздуха.
Контроллер 210 выполнен с возможностью вывода сигнала качества окружающего воздуха на основе одного или более показаний датчика 214 качества окружающего воздуха. В частности, контроллер 210 выполнен с возможностью управления подачей мощности от источника 208 питания на нагревательный узел 206 на основе одного или более показаний по качеству окружающего воздуха от датчика 214 качества окружающего воздуха, как описано более подробно ниже со ссылкой на Фиг. 4.
Контроллер 210 может быть выполнен с возможностью сохранения показаний по качеству окружающего воздуха от датчика 214 качества окружающего воздуха в памяти (не показана) до тех пор, пока устройство 200 не будет размещено в зарядном корпусе 100. Контроллер 210 может быть выполнен с возможностью передачи сохраненных показаний по качеству окружающего воздуха на контроллер 110 зарядного корпуса 100 при размещении устройства 200 в камере 104 зарядного корпуса 100.
На Фиг. 3 показано схематическое изображение генерирующего аэрозоль устройства 200 по Фиг. 2, размещенного в камере 104 зарядного корпуса 100 по Фиг. 1.
Контроллер 210 генерирующего аэрозоль устройства 200 выполнен с возможностью связи с контроллером 110 зарядного корпуса 100 через электрически соединенные электрические соединители 108, 212 при размещении генерирующего аэрозоль устройства 200 в корпусе 100. В частности, контроллер 210 устройства 200 выполнен с возможностью передачи сохраненных показаний по качеству окружающего воздуха на контроллер 110 корпуса 100.
Контроллер 210 устройства 200 также выполнен с возможностью определения размещения устройства 200 в зарядном корпусе 100 либо путем опроса контроллера 110 корпуса 100, либо путем определения того, что осуществляется зарядка источника 208 питания. Контроллер 210 устройства 200 также выполнен с возможностью прекращения определения показаний по качеству окружающего воздуха в то время, когда устройство 200 размещено в камере 104 корпуса 100. Контроллер 210 выполнен с возможностью прекращения определения показаний по качеству окружающего воздуха в то время, когда устройство 200 размещено в камере 104, поскольку воздух внутри камеры 104 может не быть репрезентативным для окружающего воздуха вблизи системы. Разница между качеством воздуха в камере 104 корпуса 100 и качеством окружающего воздуха вблизи системы может быть особенно большой, если контроллер 210 устройства 200 выполнен с возможностью осуществления операции очистки, такой как подача мощности на нагревательный узел для выжигания остатков путем пиролиза при размещении устройства 200 в камере 104 корпуса 100.
На Фиг. 3 также показан контроллер 110 зарядного корпуса 100, осуществляющий связь со смартфоном 300 пользователя по беспроводному каналу связи с использованием протокола Bluetooth.
Контроллер 110 зарядного корпуса 100 выполнен с возможностью периодической передачи первого сигнала качества окружающего воздуха на смартфон 300 пользователя через интерфейс 112 связи. Контроллер 110 также выполнен с возможностью передачи сигнала качества окружающего воздуха, принятого от контроллера 210 генерирующего аэрозоль устройства 200, на смартфон 300 пользователя по беспроводному каналу связи через интерфейс 112 связи.
В данном варианте осуществления смартфон пользователя выполнен с возможностью сохранения принятых данных о качестве окружающего воздуха, содержащихся в принятых сигналах качества окружающего воздуха, и с возможностью периодической передачи сохраненных данных о качестве окружающего воздуха на внешний облачный сервер через Интернет. Данные о качестве окружающего воздуха могут анализироваться облачным сервером, например, путем сравнения данных о качестве окружающего воздуха с ретроспективными данными о качестве окружающего воздуха. Смартфон пользователя может быть также выполнен с возможностью передачи информации о географическом местоположении на внешний облачный сервер вместе с данными о качестве окружающего воздуха, так что обеспечивается возможность составления географической карты качества воздуха облачным сервером.
На Фиг. 4 показана иллюстративная блок-схема способа, с возможностью осуществления которого выполнен контроллер 210 генерирующего аэрозоль устройства 200 по Фиг. 2. Иначе говоря, на Фиг. 4 показан иллюстративный способ работы генерирующего аэрозоль устройством, содержащего датчик качества окружающего воздуха, согласно настоящему изобретению.
Контроллер 210 выполнен с возможностью приема, на первом этапе 401, показаний по качеству окружающего воздуха от датчика 214 качества окружающего воздуха. В данном варианте осуществления показания по качеству окружающего воздуха включают показания по концентрации угарного газа и показания по относительной влажности.
Контроллер 210 выполнен с возможностью сравнения, на втором этапе 403, показаний по концентрации угарного газа с минимальным пороговым значением концентрации угарного газа, хранящимся в справочной таблице в памяти контроллера 210.
Контроллер 210 выполнен с возможностью сравнения, на третьем этапе 405, результата определения концентрации угарного газа с предварительно заданным максимальным пороговым значением концентрации угарного газа, сохраненным в справочной таблице в памяти контроллера 210, если на втором этапе 403 определено, что концентрация угарного газа выше заданного минимального порога.
Контроллер 210 выполнен с возможностью предотвращения, на четвертом этапе 407, подачи мощности от источника 208 питания на нагревательный узел 206, если на третьем этапе 405 определено, что концентрация угарного газа выше заданного порога концентрации угарного газа. Иначе говоря, контроллер 210 выполнен с возможностью предотвращения работы устройства 200, если уровень угарного газа в окружающем воздухе выше заданного максимального порога.
В некоторых вариантах осуществления генерирующее аэрозоль устройство 200 может быть оснащено сигнализатором, например визуальным сигнализатором, таким как светодиод, или звуковым сигнализатором, таким как зуммер, и контроллер 210 может быть выполнен с возможностью передачи тревожного сигнала на сигнализатор для активации сигнализатора, если контроллером 210 определено, что измеренная концентрация угарного газа выше заданного максимального порога концентрации угарного газа.
Контроллер 210 выполнен с возможностью подачи, на пятом этапе 409, пониженного профиля мощности на нагревательный узел 206, если на третьем этапе 405 определено, что концентрация угарного газа ниже заданного максимального порога концентрации угарного газа, так что обеспечивается возможность создания устройством меньшего объема аэрозоля, чем при нормальных условиях, когда концентрация угарного газа в окружающем воздухе ниже заданного минимального порога. Пониженный профиль мощности хранится в справочной таблице в памяти контроллера 210.
Контроллер 210 выполнен с возможностью сравнения, на шестом этапе 411, показания по относительной влажности с заданным пороговым значением влажности, хранящимся в справочной таблице в памяти контроллера 210, если на втором этапе 403 определено, что концентрация угарного газа ниже заданного минимального порога концентрации угарного газа.
Контроллер 210 выполнен с возможностью подачи стандартного профиля мощности на нагревательный узел 206 для поддержания стандартного профиля температуры нагревательного узла 206 для генерирования стандартного аэрозоля для потребления пользователем, если на шестом этапе 411 определено, что относительная влажность ниже заданного порога влажности. Стандартный профиль мощности хранится в справочной таблице в памяти контроллера 210.
Контроллер 210 выполнен с возможностью подачи повышенного профиля мощности на нагревательный узел 206 в течение начального периода предварительного нагрева, так что температура нагревательного узла 206 повышается до более высокой температуры, чем при стандартном профиле мощности в течение периода предварительного нагрева, для испарения любой дополнительной влаги, которая может присутствовать в субстрате вследствие влажности, если на шестом этапе 411 определено, что относительная влажность выше заданного порога влажности. Повышенный профиль мощности хранится в справочной таблице в памяти контроллера 210.
Таким образом, контроллер 210 генерирующего аэрозоль устройства 200 выполнен с возможностью управления подачей мощности на нагревательный узел 206 на основе показаний по качеству окружающего воздуха от датчика качества окружающего воздуха.
В данном варианте осуществления контроллер 210 выполнен с возможностью получения показаний от датчика 214 качества окружающего воздуха перед подачей мощности на нагревательный узел 206. В результате этого получение показаний по качеству окружающего воздуха имеет место до начала генерирования аэрозоля. Это дополнительно снижает вероятность того, что окружающий воздух, контролируемый датчиком 214 качества окружающего воздуха устройства 200, будет содержать аэрозоль, генерируемый генерирующим аэрозоль устройством 200. В дополнение, благодаря тому, что до начала генерирования аэрозоля будут анализироваться лишь необходимые показания по качеству окружающего воздуха, контроллер имеет возможность сведения к минимуму использования ресурсов процессора при определении качества окружающего воздуха для сеанса генерирования аэрозоля, благодаря чему снижается мощность, необходимая для работы устройства, и продлевается срок службы батареи.
Вышеописанные примеры вариантов осуществления являются иллюстративными, а не ограничивающими. В свете рассмотренных выше примеров вариантов осуществления, специалистам в данной области техники должны быть теперь очевидны и другие варианты осуществления, соответствующие вышеописанным примерам вариантов осуществления.