УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ИСПАРИТЕЛЕМ Российский патент 2016 года по МПК A24F47/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к общей области электронных испарителей. Более конкретно, изобретение касается управления электрическими испарителями.

Уровень техники

Нижеследующее описание уровня техники может содержать идеи, открытия, концепции или изложения, а также ассоциации с изложениями, неизвестные в соответствующих областях техники до появления настоящего изобретения, но предлагаемые в соответствии с изобретением. Некоторые из таких вкладов в изобретение могут быть явно обозначены ниже, в то время как другие такие вклады в изобретение станут ясны из контекста.

В последние годы производилась разработка электронных испарителей. Одно из применений таких испарителей состоит в имитации курения. Электронные испарители содержат нагревательный элемент, выполненный с возможностью испарения определенного вещества, обычно жидкого вещества, вдыхаемого затем пользователем. Испарители содержат источник питания для нагревательного элемента и управляющий элемент какого-либо типа для управления процессом испарения.

Ощущения от использования электронных испарителей зависят от компонентов и процесса управления работой компонентов испарителя. Выбор вдыхаемого вещества естественным образом важен с точки зрения ощущений пользователя. Использование жидкостей с разными ароматами дает разные результаты. Кроме того, ощущения пользователя в сильной степени зависят от выбора типа нагревательного элемента и уровня мощности, подаваемой на нагревательный элемент. Было отмечено, что наилучшие результаты могут быть получены при максимальном поддержании постоянной мощности питания нагревательного элемента.

Раскрытие изобретения

В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения предлагается устройство по п. 1 формулы изобретения.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается способ по п. 9 формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Ниже следует описание вариантов осуществления настоящего изобретения, представленных исключительно в качестве примера со ссылками на прилагаемые чертежи. На чертежах:

Фиг. 1 иллюстрирует пример электрического испарителя.

Фиг. 2 иллюстрирует другой пример электрического испарителя.

На фиг. 3 и 4 представлены блок-схемы, иллюстрирующие варианты осуществления изобретения.

Осуществление изобретения

Описанные ниже варианты осуществления изобретения представлены в качестве примера. Хотя в некоторых местах описания могут содержаться ссылки на «один из» или «некоторые из» вариантов осуществления, это не всегда означает, что каждая такая ссылка относится к одним и тем же варианту или вариантам осуществления, или что данная характеристика применима лишь к одному варианту осуществления. Отдельные характеристики разных вариантов осуществления также могут быть использованы в сочетаниях, тем самым образуя другие варианты осуществления.

Электрические испарители используются для потребления или вдыхания веществ. Как правило, такие вещества представляют собой жидкости, нагреваемые нагревательным элементом, содержащим резистор. Электрическое питание подают на нагревательный элемент, который испаряет требуемое вещество для его вдыхания.

На фиг. 1 представлен пример электрического испарителя 100. Испаритель 100 по фиг. 1 содержит аккумуляторный отсек 102 и жидкостный отсек 104, содержащий нагревательный элемент 106 и нагреваемую жидкость 108. Жидкостный отсек 104, как правило, выполнен с возможностью отсоединения от аккумуляторного отсека 102. Жидкостный отсек 104 и аккумуляторный отсек 102 соединены посредством электрического соединения 110. Электрический испаритель 100 может содержать одну или более кнопок 112 и дисплей 114.

Пользователь может заменять жидкостные отсеки 104, содержащие нагревательный элемент 106. Кроме того, предусмотрена возможность замены нагревательного элемента 106 жидкостного отсека 104. Электрические характеристики нагревательных элементов могут быть различными. Например, если нагревательный элемент содержит проволочный резистор, электрическое сопротивление такого резистора может быть различным. Характерное значение электрического сопротивления нагревательного элемента составляет от 0,3 до 10 Ом. Величина электрического сопротивления влияет на ощущения пользователя от использования электронного испарителя 100. В продаже имеются устройства, позволяющие пользователю выбрать подходящую мощность, подаваемую на нагревательный элемент при использовании электронного испарителя. Однако такие устройства обладают некоторыми недостатками. Как правило, пользователю предоставляется возможность управления мощностью в пределах заданного диапазона. Например, испаритель может позволять пользователю выбирать мощность от 5 до 15 Вт. Такие решения не учитывают электрических характеристик нагревательного элемента. Таким образом, пользователь может выбрать такую мощность, которая приведет к сгоранию нагревательного элемента.

Рассмотрим пример эксплуатации электрического испарителя с учетом фиг. 2 и 3. Вариант осуществления изобретения начинается с этапа 300. Электрический испаритель 100 содержит контроллер 200, управляющий работой испарителя. Испаритель может содержать память 202, функционально соединенную с контроллером 200. В некоторых вариантах осуществления память и контроллер могут быть скомбинированы.

На этапе 302 память конфигурируется с сохранением в ней таблицы, содержащей значения сопротивления и принятое по умолчанию значение мощности для каждого из значений сопротивления. Значения мощности могут быть определены заранее, например, на основе экспериментальной формулы или эмпирических данных.

Как показано на фиг. 1, электрический испаритель 100 содержит жидкостный отсек 104, содержащий нагревательный элемент 106. Как правило, жидкостный отсек 104 выполнен съемным. Нагревательный элемент 106 содержит проволочный резистор. В соответствии с одним из вариантов осуществления электрический испаритель содержит токочувствительный усилитель 204, соединенный с нагревательным элементом 104. Электрический испаритель содержит аккумулятор 206, который обеспечивает электропитание, необходимое для устройства. Электрический испаритель может дополнительно содержать модуль 208 контроллера мощности, который может быть выполнен с возможностью управления мощностью, подаваемой с аккумулятора 206 на нагревательный модуль 104, и токочувствительный усилитель 204. Модуль 208 контроллера мощности может работать под управлением контроллера 200. В соответствии с одним из вариантов осуществления модуль 208 контроллера мощности выполнен в конфигурации повышающе-понижающего контроллера. Повышающе-понижающий контроллер выполнен с возможностью управления мощностью, подаваемой на нагрузку, так, что она либо больше, либо меньше мощности, отдаваемой аккумулятором источника.

Как видно по ссылочным обозначениям, представленным на фиг. 1, на практике нагревательный модуль 104 представляет собой то же самое, что жидкостный отсек. Таким образом, нагревательный модуль 104 содержит нагревательный элемент 106 и жидкость 108, которая будет нагреваться и испаряться для вдыхания пользователем.

Электрический нагреватель 100 дополнительно содержит интерфейс 210 пользователя, который может быть выполнен, например, с использованием одной или более кнопок и дисплея. В соответствии с одним из вариантов осуществления одна из кнопок может быть выделена для запуска операции испарения. В соответствии с одним из вариантов осуществления еще часть кнопок может быть предусмотрена для управления операцией испарения. Кнопки могут быть выполнены в виде нажимных кнопок, сенсорной панели или других элементов по любым другим существующим технологиям.

На этапе 304 контроллер конфигурируется для получения через интерфейс 210 пользователя входящего сигнала от пользователя. Такой входящий сигнал может представлять собой команду на запуск операции испарения.

На этапе 306 контроллер конфигурируется для измерения сопротивления нагревательного модуля 104. Измерение может быть произведено путем подачи команды модулю контроллера мощности и токочувствительному усилителю. Контроллер 200 может сконфигурировать контроллер 208 мощности для выдачи заданного напряжения на нагревательный модуль. Токочувствительный усилитель может измерить ток (а также напряжение) и отправить измерения в контроллер. Контроллер может вычислить сопротивление нагревательного модуля по формуле R=U/I, где U - напряжение, а I - ток.

На этапе 308 контроллер конфигурируется для считывания принятого по умолчанию значения напряжения, соответствующего определенному таким образом сопротивлению, из памяти 202.

Использование принятого по умолчанию значения обеспечивает защиту нагревательного модуля. Возможность непреднамеренного повреждения нагревательного модуля исключена. В известных решениях, когда нагревательный модуль, требующий высокого напряжения, заменяют на модуль, требующий низкого напряжения, на вновь установленный модуль может быть случайно подано чрезмерно высокое напряжение, что приводит к его повреждению. Кроме того, использование проверенных принятых по умолчанию значений позволяет немедленно обеспечить получение пользователем положительного результата.

Одно из преимуществ конструкции электронного испарителя по настоящему изобретению состоит в том, что применение контроллера мощности позволяет использовать широкий диапазон напряжений или мощностей, которые могут быть поданы на нагревательный модуль.

На шаге 310 контроллер конфигурируется для подачи модулю 208 контроллера мощности команды на подачу принятого по умолчанию напряжения на нагревательный модуль.

В соответствии с одним из вариантов осуществления контроллер может быть выполнен с возможностью измерения мощности, подаваемой на нагревательный модуль 104, сравнения измеренной мощности с определенной мощностью и управления источником питания на основании сравнения. На этапе 312 токочувствительный усилитель производит измерение. Контроллер может сравнить измерение с требуемым значением на этапе 314 и по мере необходимости скорректировать напряжение на этапе 316. Данную процедуру можно выполнять через заданные промежутки времени или несколько раз после запуска процедуры испарения.

В соответствии с одним из вариантов осуществления пользователь может регулировать мощность, подаваемую на нагревательный модуль, вручную при помощи интерфейса 210 пользователя. Например, пользователю может быть предоставлена возможность регулирования напряжения, подаваемого на нагревательный модуль, с шагом 0,1 В. Фиг. 4 иллюстрирует данный пример. На этапе 400 контроллер 200 обнаруживает указание пользователем функции повышения напряжения. Эта возможность может быть осуществлена, например, с использованием кнопки повышения напряжения. На этапе 402 контроллер подает модулю контроллера мощности команду на повышение напряжения, подаваемого на нагревательный модуль, на 0,1 В. Могут быть предусмотрены определенные минимальные и максимальные предельные значения, за которые пользователь не сможет выйти.

Таблица 1 иллюстрирует пример данных, сохраняемых в памяти 202. В памяти могут быть сохранены значения сопротивления и соответствующие им принятые по умолчанию значения напряжения или мощности. Кроме того, для каждого значения сопротивления могут быть сохранены минимальное и максимальное значения напряжения или мощности.

В памяти 202 также может быть сохранено измеренное текущее значение сопротивления. В случае использования одного и того же нагревательного модуля значения мощности или напряжения, выбранные пользователем, могут быть использованы повторно. Однако в случае замены нагревательного модуля, при котором происходит изменение сопротивления, контроллер 200 может обнаруживать такое изменение и выбирать принятое по умолчанию значение мощности или напряжения для определенного таким образом сопротивления.

В соответствии с одним из вариантов осуществления пользователю предоставляется возможность выбора любого значения напряжения или мощности из заранее определенного диапазона, например от 2 до 8,2 В. В этом режиме работы измеренное значение сопротивления нагревательного модуля не имеет эффекта.

Контроллер 200 может быть осуществлен в виде электронного цифрового компьютера, который может содержать оперативную память (ОЗУ), центральный процессор (ЦПУ) и системный генератор тактовых импульсов. ЦПУ может содержать набор регистров, модуль арифметической логики и модуль управления. Работой модуля управления управляет последовательность программных команд, передаваемых в ЦПУ из ОЗУ. Модуль управления может содержать некоторое количество микрокоманд для выполнения базовых операций. Реальная реализация микрокоманд может быть различной и зависит от конструкции ЦПУ. Программные команды могут быть закодированы на языке программирования, который может представлять собой язык программирования высокого уровня, например С, Java и т.д., или язык программирования низкого уровня, например, язык машинных кодов или язык ассемблера. Электронный цифровой компьютер также может иметь операционную систему, которая может обеспечивать системное обслуживание компьютерной программы, содержащей программные команды.

Для специалиста в данной области должно быть очевидно, что по мере дальнейшего развития технологий возможно появление различных вариантов применения концепции изобретения. Настоящее изобретение и варианты его осуществления не ограничены вышеописанными примерами, но могут быть отличны от них в пределах сущности изобретения, определенной пунктами формулы изобретения.

Изобретение относится к области электронных испарителей, а именно, к области управления электрическими испарителями. Контроллер электронного испарителя отличается тем, что выполнен с возможностью сохранения таблицы, содержащей значения сопротивления и значение мощности для каждого из значений сопротивления; измерения сопротивления нагревательного элемента нагревательного модуля электронного испарителя; определения значения мощности для измеренного сопротивления на основании сохраненной таблицы; и управления источником питания с обеспечением подачи на нагревательный элемент нагревательного модуля определенной таким образом мощности. Техническим результатом изобретения является усовершенствование электронного испарителя. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил., 1табл.

1. Контроллер (200) электронного испарителя (100), отличающийся тем, что выполнен с возможностью: сохранения (302) таблицы, содержащей значения сопротивления и значение мощности для каждого из значений сопротивления; измерения (306) сопротивления нагревательного элемента (106) нагревательного модуля (104) электронного испарителя (100); определения (308) значения мощности для измеренного сопротивления на основании сохраненной таблицы; и управления (310) источником (206) питания с обеспечением подачи на нагревательный элемент (106) нагревательного модуля (104) определенной таким образом мощности.

2. Контроллер (200) по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно выполнен с возможностью определения сопротивления нагревательного элемента (106) через заданные промежутки времени и корректировки мощности, подаваемой на нагревательный элемент (106), в случае изменения сопротивления.

3. Контроллер (200) по п. 1 или 2, отличающийся тем, что дополнительно выполнен с возможностью предотвращения подачи питания на нагревательный модуль (104) в случае выхода измеренного сопротивления за пределы заданного диапазона.

4. Контроллер (200) по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно выполнен с возможностью обнаружения (304) входящего сигнала пользователя и измерения (306) сопротивления нагревательного элемента (106) после подобного обнаружения.

5. Контроллер (200) по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно выполнен с возможностью измерения (312) мощности, подаваемой на нагревательный элемент (106), сравнения (314) измеренной мощности с определенной мощностью и управления (316) источником (206) питания на основании указанного сравнения.

6. Контроллер (200) по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно выполнен с возможностью управления (402) источником (206) питания с обеспечением увеличения или уменьшения мощности, подаваемой на нагревательный модуль (104), на основании входящего сигнала (400) пользователя.

7. Контроллер (200) по п. 1, отличающийся тем, что мощность, подаваемая на нагревательный модуль (104), ограничена и лежит ниже заданной максимальной мощности и выше заданной минимальной мощности.

8. Электронный испаритель (100), отличающийся тем, что содержит контроллер (200) по любому из пп. 1-7.

9. Способ управления электронным испарителем (100), отличающийся тем, что включает: сохранение (302) таблицы, содержащей значения сопротивления и значение мощности для каждого из значений сопротивления; измерение (306) сопротивления нагревательного элемента (106) нагревательного модуля (104) электронного испарителя (100); определение (308) значения мощности для измеренного сопротивления на основании сохраненной таблицы; и управление (310) источником (206) питания с обеспечением подачи на нагревательный элемент (106) нагревательного модуля (104) определенной таким образом мощности.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что дополнительно включает определение сопротивления нагревательного элемента (106) через заданные промежутки времени и корректировку мощности, подаваемой на нагревательный элемент (106), в случае изменения сопротивления.

11. Способ по п. 9, отличающийся тем, что дополнительно включает предотвращение подачи питания на нагревательный модуль (104) в случае выхода измеренного сопротивления за пределы заданного диапазона.

12. Способ по любому из пп. 9-11, отличающийся тем, что дополнительно включает обнаружение (304) входящего сигнала пользователя и измерение (306) сопротивления нагревательного элемента (106) после подобного обнаружения.

13. Способ по любому из пп. 9-11, отличающийся тем, что дополнительно включает измерение (312) мощности, подаваемой на нагревательный элемент (106), сравнение (314) измеренной мощности с определенной мощностью и управление (316) источником (206) питания на основании указанного сравнения.