ЕМКОСТНОЙ ДАТЧИК, УСТРОЙСТВА, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ ЕМКОСТНОЙ ДАТЧИК, И СПОСОБЫ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК A24F47/00 

Область техники

[0001] Настоящее описание в основном относится к емкостному датчику для измерения изменений емкости, устройству, использующему емкостной датчик, и способу управления устройством.

Уровень техники

[0002] Благодаря более высокой чувствительности емкостные датчики и оптические датчики могут использоваться как альтернатива механическим датчикам.

[0003] Обычный емкостной датчик включает в себя постоянно заряженную мембрану, которая образует конденсатор с металлической пластиной. Данный тип датчика чувствителен к влажности, влаге, протечкам жидкости, грязи и другим факторам воздействия окружающей среды, которые могут вызвать поломку из-за короткого замыкания или разрядки обеих сторон мембраны. Дополнительно, для постоянной зарядки мембраны, к мембране необходимо приложить напряжение около 10000 В, что делает такой датчик дорогостоящим и сложным в изготовлении и неподходящим для многих применений.

[0004] Таким образом, требуется отказоустойчивый, экономичный и относительно простой в изготовлении емкостной датчик.

Сущность изобретения

[0005] В одном варианте осуществления обеспечен емкостной датчик. Емкостной датчик включает в себя первую проводящую пластину и вторую проводящую пластину, причем первая проводящая пластина и вторая проводящая пластина выполнены с возможностью образования цепи конденсаторов, имеющей емкость; и чувствительный к давлению элемент, присоединенный к первой проводящей пластине, и выполненный с возможностью перемещать первую проводящую пластину на основе разности давлений для изменения емкости цепи конденсаторов. В одном аспекте, первая проводящая пластина является перемещаемой, а вторая проводящая пластина является неподвижной.

[0006] В альтернативном варианте осуществления вторая проводящая пластина емкостного датчика, описанная ранее, содержит первую проводящую поверхность и вторую проводящую поверхность, образующие первый конденсатор, первая проводящая поверхность образует второй конденсатор с первой проводящей пластиной, и вторая проводящая поверхность образует третий конденсатор с первой проводящей пластиной. Выходной сигнал емкостного датчика обеспечен на основе первого, второго и третьего конденсаторов, описанных ранее.

Краткое описание чертежей

[0007] Фиг. 1 - блок схема, иллюстрирующая цепь в электронной сигарете в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

[0008] Фиг. 2 - вид емкостного датчика в перспективе в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

[0009] Фиг. 3a-3c - вид с пространственным разделением деталей емкостного датчика 20, показанного на Фиг. 2.

[0010] Фиг. 4 - чертеж, иллюстрирующий цепь 40 конденсаторов в конденсаторе 20, показанном на Фиг. 2.

[0011] Фиг. 5a - поперечное сечение части емкостного датчика 20 показанного на Фиг. 2.

[0012] Фиг. 5b - поперечное сечение части емкостного датчика 20 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

[0013] Фиг. 6 - вид спереди второй проводящей пластины 302, показанной на Фиг. 3a-3c.

[0014] Фиг. 7 - продольное сечение гофрированной мембраны 25, показанной на Фиг. 3a-3c.

[0015] Фиг. 8a - вид спереди детали 206 для ослабления воздуха, показанной на Фиг. 3a-3c.

[0016] Фиг. 8b - вид сзади детали 206 для ослабления воздуха, показанной на Фиг. 3a-3c.

[0017] Фиг. 8c - поперечное сечение детали 206 для ослабления воздуха, показанной на Фиг. 3a-3c.

[0018] Фиг. 9 - вид сверху болта 305a, показанного на Фиг. 3a-3c.

[0019] Фиг. 10 - развернутый вид емкостного датчика в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

[0020] Фиг. 11 - развернутый вид емкостного датчика в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

[0021] Фиг. 12 - блок схема последовательности операций способа управления электронным устройством в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

Подробное описание

[0022] Дальнейшее описание обеспечивает подробности для глубокого понимания и предоставляет описание различных примеров методики. Специалисту в данной области техники понятно, что методика может быть осуществлена без всех подробностей, описанных в данном документе. Чтобы избежать чрезмерного усложнения описания примеров методики, в некоторых случаях известные структуры и функции не показаны или не описаны подробно.

[0023] Предполагается, что терминология, используемая в описании, представленном далее, будет интерпретироваться самым широким приемлемым образом, даже если она используется в сочетании с подробным описанием некоторых примеров методики. Хотя некоторые термины могут быть далее акцентированы, любая терминология, которую следует истолковывать любым ограниченным способом, будет открыто и конкретно определена в качестве таковой в данном разделе подробного описания.

[0024] Емкостные датчики для измерения изменения емкости, устройства, использующие емкостной датчик, и способы управления устройством описаны в данном документе. Как будет понятно из вариантов осуществления, описанных далее, емкостные датчики, описанные в данном документе, могут использоваться любым подходящим электронным устройством, включая, но не ограничиваясь этим, электронные устройства для курения (например, электронные сигареты, электронные сигары, электронные трубки, электронные кальяны и другие подходящие заменители сигарет), дыхательные устройства (например, респираторы и распылители), микрофоны и тому подобное.

[0025] Емкостной датчик обычно обнаруживает и преобразует изменения давления в электрические характеристики, такие как емкость или изменение емкости, показываемые датчиком. Изменение емкости датчика может инициировать выходной сигнал, посылаемый или регистрируемый одним или более присоединенными компонентами в электронном устройстве, таком как описано ранее. В результате, электронное устройство, использующее такой емкостной датчик, может работать на основе его выходного сигнала.

[0026] В одном варианте осуществления электронное устройство может быть электронным устройством для курения, таким как электронная сигарета, которая включает в себя емкостной датчик и блок управления, связанный с емкостным датчиком. Блок управления (или "контроллер") принимает и осуществляет управление, по меньшей мере частично, на основе выходного сигнала емкостного датчика. Когда блок управления принимает выходной сигнал от емкостного датчика, блок управления может послать другой выходной сигнал другому присоединенному компоненту, чтобы включить или выключить упомянутый компонент. В одном варианте осуществления присоединенным компонентом, принимающим выходной сигнал контроллера, может быть распылитель. Распылитель может включать в себя нагревательный элемент для испарения никотинового раствора при вдохе пользователя. В данном случае распылитель также действует как испаритель. В другом случае распылитель может быть отдельным компонентом нагревательного элемента, заставляющего никотиновый раствор испаряться независимо от распылителя. Термин "распылитель" и "распыление", используемые в данном документе, включают в себя оба типа распылителей: те, которые включают в себя нагревательный элемент и действуют как испаритель, и те, которые имеют отдельный нагревательный элемент для испарения раствора, как описано ранее.

[0027] Теперь обратимся к чертежам, где на Фиг. 1 показана блок схема, иллюстрирующая электронную цепь 10, которую можно обнаружить в электронном устройстве, таком как электронная сигарета, в соответствии с одним вариантом осуществления. В качестве источника энергии для цепи 10 может использоваться источник 16 питания, такой как элемент питания. Блок 14 управления может быть выполнен с возможностью управлять распылителем 12 на основе выходного сигнала емкостного датчика 20. В одном варианте осуществления второй сигнал может быть послан на распылитель блоком управления, как отклик на выходной сигнал емкостного датчика, для начала или остановки процесса распыления или испарения. В некоторых аспектах, когда пользователь делает вдох через воздуховыпускное отверстие или мундштук (не показан) электронного устройства для курения, разность давлений, возникающая в результате вдоха, может обнаруживаться емкостным датчиком 20 в виде изменения емкости, которое затем инициирует выходной сигнал, передаваемый блоку управления. Соответственно, вторым управляющим сигналом блок 14 управления активирует или включает распылитель 12, для распыления или испарения раствора (например, никотинового раствора), хранящегося в электронном устройстве для курения. В ином случае, электронное устройство для курения может иметь одну или более электрических цепей, что отличается от того, что показано на Фиг. 1. Например, емкостной датчик 20 может посылать выходной сигнал непосредственно на распылитель (не показан). Дополнительно, в электронном устройстве для курения могут присутствовать дополнительные компоненты включая, но не ограничиваясь этим, экран отображения для контроля, перезаряжаемый компонент, дополнительный блок управления или монтажную плату, испаряющий компонент, нагревательный компонент, накачивающий компонент и светодиодный компонент.

[0028] В другом варианте осуществления емкостной датчик 20 может быть выполнен с возможностью обеспечивать переменные выходные сигналы, коррелирующие с глубиной вдоха пользователя (например, чем глубже вдох, тем сильнее выходной сигнал, и наоборот). Переменные выходные сигналы дают в качестве результата соответствующий уровень распыления распылителем 12, чтобы имитировать обычную сигарету.

[0029] На Фиг. 2 показан внешний вид в перспективе емкостного датчика 20 в соответствии с вариантом осуществления раскрытия. Емкостной датчик 20 содержит корпус 200 и компоненты или элементы (не показаны), содержащиеся внутри и/или защищенные корпусом 200. Могут быть образованы отверстия 212, чтобы позволить проводам и другим подходящим соединениям (не показаны) выйти из корпуса 200 для подсоединения к другим компонентам в цепи (например, к блоку 14 управления и источнику 16 питания). На внешней стенке корпуса 200 могут быть образованы пазы 210 для размещения проводов, выходящих из отверстий 212, чтобы отпала необходимость в увеличении радиального размера электронной сигареты для размещения проводов внутри корпуса электронного устройства для курения. Пазы 210 могут распространяться сквозь одну или более деталей корпуса 200. Корпус 200 может включать в себя колпачок 202. Колпачок 202 может быть выполнен с возможностью защищать внутренние компоненты или элементы внутри корпуса 200 от поломки.

[0030] Корпус 200 дополнительно включает в себя опорную деталь 204, деталь 206 для ослабления воздуха и соединительную деталь 208. Опорная деталь 204 может быть выполнена с возможностью удерживать элементы внутри емкостного датчика 20, который будет дополнительно описан далее со ссылкой на Фиг. 3a-3c. В варианте осуществления опорная деталь 204 присоединена к колпачку 202 и к детали 206 для ослабления воздуха замковыми соединениями, причем замковые соединения 214 могут быть усилены с помощью клея или любого другого подходящего адгезивного материала. В другом варианте осуществления деталь 206 для ослабления воздуха присоединена к соединительной детали 208 посредством болта 305a или другого подходящего соединительного элемента, как показано на Фиг. 3a-3c.

[0031] В некоторых вариантах осуществления колпачок 202, опорная деталь 204 и деталь 206 для ослабления воздуха могут быть изготовлены из любого подходящего пластмассового материала, включая, но не ограничиваясь этим, полиэтилен, полиэтилен высокой плотности, полиэтилен низкой плотности, полипропилен, полистирол, ударопрочного полистирол, поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, политетрафторэтилен, полиамид, каучук, биопластик, сложного полиэфир, полиэтилентерефталат, акрилонитрил-бутадиен-стирол, поликарбонат и полиуретан. В других вариантах осуществления соединительная деталь 208 может быть изготовлена из любого подходящего электропроводящего материала (например, меди, серебра, алюминия, золота, графита, солей, проводящих полимеров, стали и плазмы) или может быть изготовлена из подходящего неэлектропроводящего материала, такого как пластик.

[0032] Как показано на Фиг 3a-3c, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления емкостной датчик может включать в себя первую проводящую пластину 301 (или "перемещаемую пластину"). В одном аспекте первая проводящая пластина 301 является перемещаемой, как описано подробно далее. Первая проводящая пластина 301 может быть изготовлена из алюминия, меди, золота, серебра или любого другого материала, подходящего для такого конденсатора, как плоский конденсатор. Центральное отверстие 3010 может быть образовано на первой проводящей пластине 301 и использовано для соединений с другими компонентами конденсатора, такими как центральный выступ 3030 чувствительного к давлению элемента, который дополнительно описан далее.

[0033] Емкостной датчик данного варианта осуществления также включает в себя вторую проводящую пластину 302, которая включает в себя первую проводящую поверхность 3021, окруженную второй проводящей поверхностью 3022. В одном аспекте, вторая проводящая пластина 302 является стационарной или постоянной. Между первой 3021 и второй 3022 проводящими поверхностями образуется пространство, чтобы две поверхности на второй проводящей пластине 302 образовали первый конденсатор.

[0034] Емкость (C) конденсатора, имеющего две проводящие пластины или поверхности, определяется уравнением (1):

,

где ε - электрическая проницаемость среды между двумя проводящими пластинами или поверхностями, такой как воздух, S - площадь поверхности перекрывающихся участков двух проводящих пластин или поверхностей, и d - расстояние между двумя проводящими пластинами или поверхностями.

[0035] Таким образом, выбирая d и диаметры первой и второй проводящих поверхностей 3021 и 3022, емкость первого конденсатора (c₁) может быть ограничена малой или пренебрежимо малой емкостью, по необходимости. Дополнительно, поскольку первая и вторая проводящие поверхности являются частью единой второй проводящей пластины, первый конденсатор является внутренним (или "нерегулируемым").

[0036] Дополнительно, первая проводящая пластина 3010 образует с первой проводящей поверхностью 3021 второй проводящей пластины 302 второй конденсатор, имеющей емкость c₂. Первая проводящая пластина 3010 также образует со второй проводящей поверхностью 3022 второй проводящей пластины 302 третий конденсатор, имеющий емкость c₃ .

[0037] В некоторых вариантах осуществления комбинация первого, второго и третьего конденсаторов может быть проиллюстрирована, как цепь 40 конденсаторов на Фиг. 4. В одном аспекте, первая проводящая поверхность 3021 заземлена и вторая проводящая поверхность 3022 связана с блоком управления 14, чтобы блок 14 управления принимал выходной сигнал емкостного датчика 20. В альтернативном аспекте, первая проводящая поверхность 3021 может быть присоединена к блоку управления 14, а вторая проводящая поверхность 3022 может быть заземлена. В одном варианте осуществления блок 14 управления заряжает вторую проводящую поверхность 3022 для обнаружения любого изменения емкости цепи 40 конденсаторов. В качестве альтернативы, цепь 40 конденсаторов может заряжаться любым другим подходящим способом, известным в данной области.

[0038] Как кратко обсуждалось ранее, размер и расстояние между первой и второй проводящей поверхностями 3021 и 3022 таковы, что внутренняя емкость c_x в цепи 40 конденсаторов может быть пренебрежимо малой по сравнению с c₂ и c₃. Это позволяет легче обнаружить изменение емкости конденсатора 40. Обнаружение и расчет изменения емкости в цепи 40 конденсаторов будет дополнительно описано далее.

[0039] Обращаясь к Фиг. 3a и Фиг. 6, вторая проводящая пластина 302 снабжена двумя выступами 3020, которые соответствуют двум опорным пазам 2040, образованным на опорной детали 204 корпуса 200. За счет размещения выступов 3020 в пазах 2040, вторая проводящая пластина 302 не вращается по отношению к другим компонентам. В одном аспекте, колпачок 202 дополнительно выполнен с возможностью прижимать вторую проводящую пластину 302 к опорной детали 204, чтобы, в конечном счете, прикрепить вторую проводящую пластину 302 к корпусу 200. В одном варианте осуществления выступы 3020 являются частью первой и второй проводящих поверхностей 3021 и 3022, соответственно. Первая проводящая поверхность 3021 может соединяться проводом с выступом 3020 и вторая проводящая поверхность 3022 может соединяться проводом с выступом 3020. В одном варианте осуществления первая проводящая поверхность 3021 соединена с первым проводом 604, а вторая проводящая поверхность 3022 соединена со вторым проводом 602.

[0040] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления емкостной датчик обнаруживает изменения давления, используя систему датчиков давления. Система датчиков давления может включать в себя чувствительный к давлению элемент 303, который может быть образован чувствительной к давлению мембраной, такой как мембрана, показанная на Фиг. 5a-5b и 7 ("мембрана"). В одном варианте осуществления центральный выступ 3030 образован в центре мембраны 303 и продолжается через центральное отверстие во второй проводящей пластине 302 к первой проводящей пластине 301. Центральный выступ 3030 может быть вставлен в сквозное отверстие 3010 и прикреплен к первой проводящей пластине 301 любым подходящим адгезивом или клеем. В одном аспекте, первую проводящую пластину 301 можно прикрепить к мембране 303, используя быстросохнущий адгезив с последующим укреплением соединения путем использования прочного клея или адгезива.

[0041] В некоторых вариантах осуществления пользователь может выполнить вдох через мундштук электронного устройства для курения, что вызовет разность давлений. Разность давлений образуется посредством установления относительного отрицательного давления с одной стороны чувствительной к давлению мембраны 303 ("стороны отрицательного давления"). В одном аспекте, сторона отрицательного давления чувствительной к давлению мембраны показана, как правая часть чувствительной к давлению мембраны, проиллюстрированной на Фиг. 3a. Поскольку мембрана 303 воздухонепроницаема или практически воздухонепроницаема с двух своих сторон, мембрана 303 деформируется в сторону отрицательного давления, притягивая первую проводящую пластину 301 ко второй проводящей пластине 302. Так, обращаясь к уравнению (1), c₂ и c₃ увеличиваются благодаря уменьшению расстояния между проводящими пластинами второго и третьего конденсаторов, что приводит к увеличению емкости цепи 40 конденсаторов, что может быть обнаружено блоком 14 управления. В одном варианте осуществления блок 14 управления сравнивает данное увеличение с предельным значением емкости. Если увеличение емкости цепи конденсаторов превышает предельное значение емкости, распылитель 12 будет отключен.

[0042] Как обсуждалось ранее, на Фиг. 4 показана цепь 40 конденсаторов, включающая в себя второй и третий конденсаторы, соединенные последовательно. Поскольку первый конденсатор может быть выполнен с возможностью иметь пренебрежимо малую емкость по сравнению со вторым и третьим конденсатором, c₁ исключается из расчета емкости цепи конденсаторов. Общая емкость c цепи конденсаторов, таким образом, определяется уравнением (2):

[0043] Таким образом, увеличение емкости цепи 40 конденсаторов определяется уравнением (3):

[0044] Если эффективная площадь между первой проводящей поверхностью 3021 и первой проводящей пластиной 301 равна эффективной площади между второй проводящей поверхностью 3022 и первой проводящей пластиной 301, путем подстановки уравнения (1) в уравнение (3) выражение для Δc можно привести к уравнению (4):

Δc=0,5Δc₂ или Δc=0,5 Δc₃

где Δc₂ равно Δc в данном варианте осуществления. Как описано ранее, c₂ и c₃ значительно больше, чем c_x, таким образом, Δc существенно выше, чем c_l и будет зарегистрирована блоком 14 управления.

[0045] На Фиг. 5a показано поперечное сечение системы датчиков давления емкостного датчика 20 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, в которых вторая проводящая пластина 302 дополнительно включает в себя основание 500, и первая и вторая проводящие поверхности 3021 и 3022 установлены на основании 500. Как видно на Фиг. 5a, сечение чувствительной к давлению мембраны 303 имеет форму "w" или "m" и основание центрального выступа 3030 простирается от верхней точки на "w" или "m". Как описано ранее, верх центрального выступа 3030 прикреплен к отверстию в первой проводящей пластине 30. На Фиг. 5a также проиллюстрирована емкость между первым, вторым и третьим конденсаторами (c₁, c₂ и c₃ , соответственно). Когда пользователь делает вдох, мембрана 303 деформируется из-за разности давлений, образующейся с двух сторон мембраны 303, как обсуждалось ранее. Деформация мембраны приводит к уменьшению расстояния между первой проводящей пластиной 301 и либо первой, либо второй проводящими поверхностями 3021 и 3022 второй проводящей пластины. Соответственно, блок 14 управления обнаруживает увеличение емкости цепи 40 конденсаторов.

[0046] На Фиг. 5b показано поперечное сечение системы датчиков давления в соответствии с другим вариантом осуществления. В данном варианте осуществления в результате вдоха пользователя, расстояние между первой проводящей пластиной 301 и первой и второй проводящими поверхностями 3021 и 3022 увеличивается за счет образования отрицательного давления и деформации чувствительной к давлению мембраны 303. Соответственно, блок 14 управления может обнаруживать уменьшение емкости цепи 40 конденсаторов.

[0047] Обратимся к Фиг. 3a и 7, где мембрана 303 сделана воздухонепроницаемой путем уплотнения или герметизации внешнего края 3032 мембраны 303 между опорной деталью 204 и стопором 304. В некоторых вариантах осуществления стопор 304 позволяет воздушному потоку проходить, и выполнен с возможностью ограничивать деформацию мембраны 303. В одном варианте осуществления со ссылкой на Фиг. 3c, на стопоре 304 образовано перекрестие 3040, образующее четыре воздушных канала 3041, через которые воздушный поток в емкостном датчике вызывает изменение давления к стороне изменения давления мембраны 303. В одном варианте осуществления стопор 304 и опорная деталь 204 имеют форму, при которой стопор 304 прочно закреплен в опорной детали 204 силами трения между внешней стенкой стопора 304 и внутренней стенкой опорной детали 204. Как показано на Фиг. 7, внешний край 3032 чувствительной к давлению мембраны 303 может иметь такую форму, при которой чувствительная к давлению мембрана 303 может быть надежно прикреплена зажимом или другим способом, прикрепляя опорную деталь 204 к стопору 304. В этом случае предотвращается прохождение воздуха с одной стороны мембраны 303 на другую.

[0048] На Фиг. 8a показан вид спереди детали 206 для ослабления воздуха, показанной на Фиг. 3a-3c. На Фиг. 8b показан вид сзади детали 206 для ослабления воздуха и на Фиг. 8c показано сечение по длине детали 206 для ослабления воздуха. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления между стороной отрицательного давления чувствительной к давлению мембраны 303, и деталью 206 для ослабления воздуха образуется полость. Когда пользователь делает вдох, воздух вытягивается через сквозное отверстие 804 в направлении 800, вызывая в полости изменение давления (например, относительного отрицательного давления). Под давлением окружающего воздуха новый воздух поступает в сигарету через одно или более впускных отверстий для воздуха электронного устройства для курения. Однако приток может ослабляться каналом 808 ослабления воздуха. Другими словами, приток воздуха для компенсации разности давлений, вызванной вдохом, задерживается каналом 808 ослабления воздуха. Чем сильнее вдох пользователя, тем больше воздуха требуется для компенсации разности давлений, и тем дольше выполняется компенсация, тем самым увеличивая время распыления. С другой стороны, чем слабее вдох, тем меньше воздуха нужно для компенсации разности давлений, и тем меньше времени выполняется компенсация, тем самым сокращая период распыления.

[0049] Эффект ослабления или описанная ранее задержка продлевает время распыления, поскольку изменение емкости в результате отрицательного давления, вызванного вдохом, продолжает посылать выходной сигнал блоку управления пока разность давлений компенсируется притоком воздуха, как описано ранее. Траектория притока показана пунктирной линией на Фиг. 8b и воздух входит в полость через отверстие 806 в направлении 810.

[0050] В различных вариантах осуществления канал 808 ослабления воздуха может распространяться в поперечное сечение емкостного датчика 20, на наружную стенку корпуса 200 или на различающиеся участки обоих, чтобы часть канала находилась на наружной стенке корпуса 200 или в поперечном сечении емкостного датчика 20.

[0051] В некоторых вариантах осуществления внешний край 8040 первого сквозного отверстия 804 пригнан ко второму сквозному отверстию 2080 в соединительной детали 208 и может быть в него вставлен. Соответственно, истекание в основном происходит сквозь полый болт 305a. Болт 305a выходит из второго сквозного отверстия 2080 и гайка 305b может использоваться для фиксации болта 305a, чтобы связать деталь 206 для ослабления воздуха с соединительной деталью 208. В одном варианте осуществления одно или более электронных соединений могут быть электрически присоединены к соединительной детали 208 для установления электрических соединений в сигарете.

[0052] На Фиг. 9 показан вид сверху болта 305a на Фиг. 3a-3c. Как показано, болт 305a является полым и, следовательно, позволяет воздуху выходить через его центр из электронного устройства для курения после вдоха пользователя. В некоторых вариантах осуществления при вдохе пользователя воздух вытягивается из полости сквозь данный полый болт 305a, чтобы понизить давление со стороны изменения давления мембраны 303. Обратимся к Фиг. 8a и 9, где сформирована выемка 802 в детали 206 для ослабления воздуха, чтобы вмещать и, таким образом, предотвращать вращение болта 305a по отношению к детали 206 для ослабления воздуха. В данном варианте осуществления форма болта 305a и углубление 802 является правильным шестиугольником. Однако верх болтового элемента может иметь любую подходящую форму, предотвращающую вращение по отношению к детали для ослабления воздуха, включая, но не ограничиваясь шестиугольной (как показано), треугольной, квадратной, прямоугольной, восьмиугольной, пятиугольной и эллиптической.

[0053] На Фиг. 10 показан развернутый вид емкостного датчика в соответствии с другими вариантами осуществления. Такой емкостной датчик имеет вторую проводящую пластину 102, которая содержит первую проводящую поверхность 1020 и вторую проводящую поверхность 1022, расположенные рядом. Центральный выступ 3030 чувствительной к давлению мембраны продолжается через пространство между первой и второй проводящей поверхностями 1020 и 1022 для соединения с первой проводящей пластиной 301. Внутренний конденсатор, который похож на описанный ранее первый конденсатор, имеет емкость c₄ и образуется между первой и второй проводящей поверхностями 1020 и 1022. Второй конденсатор с емкостью c₅ образуется первой проводящей пластиной 301 и первой проводящей поверхностью 1020, и третий конденсатор с емкостью c₆ образуется первой проводящей пластиной 301 и второй проводящей поверхностью 1022. В другом варианте осуществления первая и вторая проводящие поверхности 1020 и 1022 соединены проводами 103 и 104, соответственно, для обеспечения выходного сигнала емкостного датчика. В дополнение к полукругам, показанным на Фиг. 10, первая и вторая проводящие поверхности 1020 и 1022 могут иметь другие формы, такие как полукольца. Дополнительно, первая и вторая проводящие поверхности 1020 и 1022 могут быть установлены на основании, похожем на вариант осуществления описанный на Фиг. 5a-5b.

[0054] Если первая проводящая пластина 301 находится под углом или наклонена по отношению ко второй проводящей пластине 302, которая включает в себя первую проводящую поверхность 1020 и вторую проводящую поверхность 1022, расположенные рядом, (Фиг. 10), одна из c₅ и c₆ увеличивается, а другая уменьшается. Наоборот, если первая проводящая пластина 301 находится под углом или наклонена по отношению ко второй проводящей пластине 302, которая включает в себя первую проводящую поверхность 3021, окруженную второй проводящей поверхностью 3022 (Фиг. 6), в варианте осуществления, показанном на Фиг. 3a-3c, обе, и с₂, и с₃ увеличиваются или уменьшаются одинаково или практически одинаково, поскольку площадь поверхности, которая обеспечивает каждую емкость (с₂ и c₃), является одинаковой или практически одинаковой на обеих сторонах наклонной пластины 301. Таким образом, по сравнению с вариантом осуществления, описанным на Фиг. 10, вариант осуществления, описанный на Фиг. 3a-3c, является менее чувствительным к наклону первой проводящей пластины 301, что повышает точность изменения емкости.

[0055] На Фиг. 11 показано поперечное сечение емкостного датчика в соответствии с другим вариантом осуществления. В данном варианте осуществления вторая проводящая пластина 112 имеет единую проводящую поверхность с отверстием 1120. Чтобы обеспечивать контакт с первой проводящей пластиной 301, центральный выступ 3030 чувствительной к давлению мембраны 303 продолжается через отверстие 1120. Конденсатор с емкостью c₇ образован первой проводящей пластиной 301 и второй проводящей пластиной 112. В данном варианте осуществления для обеспечения выходного сигнала емкостного датчика обе, и первая проводящая пластина 301, и вторая проводящая пластина 112 соединены проводами 113 и 114, соответственно.

[0056] Емкостные датчики в соответствии с вариантами осуществления, описанными в данном документе, являются надежными в отношении протечек жидкости, влаги, пыли или других негативных факторов, которые увеличивают вероятность поломки емкостных датчиков в известном уровне техники. Например, если никотиновый раствор, хранящийся в электронном устройстве для курения, попадает в цепь 40 конденсаторов, цепь 40 конденсаторов продолжит работать. Протечка жидкости может изменять внутреннюю емкость цепи 40, но цепь 40 может продолжать обеспечивать измеряемые изменения емкости (например, Δc). К тому же, емкостные датчики, описанные в данном документе, не нуждаются в поляризованных компонентах, таких как постоянно заряженная мембрана, описанная в уровне техники, поскольку протечка жидкости и/или пыль может не вызывать поломку емкостных датчиков из-за короткого замыкания.

[0057] В альтернативном варианте осуществления выходной сигнал емкостного датчика может изменяться путем регулировки площади поверхности, при этом вместо регулировки расстояния между первым и вторым узлами, первая проводящая пластина и вторая проводящая пластина перекрывают друг друга. Обратимся, например, к Фиг. 11, где центральный выступ 3030 может быть связан с первой проводящей пластиной 301 с помощью, например, блока (не показан), который преобразует осевое перемещение центрального выступа 3030 в радиальное перемещение первой проводящей пластины 301. Таким образом, когда пользователь делает вдох, изменяется площадь поверхности, на которой первая проводящая пластина 301 и вторая проводящая пластина 112 перекрывают друг друга. Выходной сигнал емкостного датчика изменится соответствующим образом и может обнаруживаться блоком 14 управления. В другом аспекте, блок может перемещаться с помощью узла зубчатой передачи.

[0058] В другом варианте осуществления изменение площади может выполняться путем преобразования осевого перемещения центрального выступа 3030 во вращение первой проводящей пластины 301, например, с помощью, узла зубчатой передачи или блока.

[0059] В другом варианте осуществления первая проводящая пластина, приводимая в движение чувствительным к давлению элементом, может включать в себя первую и вторую проводящие поверхности. Путем перемещения первой и второй проводящих поверхностей по отношению ко второй проводящей пластине, выходной сигнал емкостного датчика может изменяться и обнаруживаться блоком 14 управления.

[0060] На Фиг. 12 показана блок схема последовательности операций способа 120 управления электронным устройством, которое использует емкостной датчик в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

[0061] В блоке 122 выходной сигнал генерируется емкостным датчиком, как описано ранее и проиллюстрировано емкостным датчиком 20 на Фиг. 1. В блоке 124, блок управления, связанный с емкостным датчиком, принимает выходной сигнал. В одном варианте осуществления электронное устройство является электронным устройством для курения, таким как электронная сигарета, которая включает в себя распылитель 12, блок 14 управления и источник 16 питания, как показано на Фиг. 1. В блоке 126, блок управления работает на основе, по меньшей мере, частично, принятого выходного сигнала емкостного датчика. В варианте осуществления блок 14 управления обнаруживает изменение емкости на основе выходного сигнала емкостного датчика 20 и управляет распылением, выполняемым распылителем 12.

[0062] В другом варианте осуществления электронное устройство в блоке 126 может быть микрофоном, и блок управления контролирует коэффициент усиления в усилителе для управления уровнем звука на основе изменения емкости, происходящего в результате действия звуковой волны. Если пользователь говорит или поет громко, мембрана в микрофоне сильно вибрирует, что приводит к значительному изменению емкости. С другой стороны, если пользователь говорит или поет тихо, мембрана вибрирует слабо, что приводит к незначительному изменению емкости.

[0063] Если из контекста явно не следует иное, везде в описании и в формуле изобретения слова "содержит", "имеющий", "включает в себя" и тому подобные и родственные им должны быть истолкованы в объединяющем, а не в исключающем или исчерпывающем смысле, то есть в смысле "включающий, но не ограничивающий". Используемый в данном документе термин "соединенный", "связанный" или любой их вариант означает соединение или связь, прямую или скрытую, между двумя или более элементами; связь соединений между элементами может быть физической, логической или их сочетанием. Дополнительно, слова "в данном документе", "ранее", "далее" или слова аналогичного значения, если они используются в данной заявке, должны давать ссылку на данную заявку в целом, а не на какую-либо отдельную часть данной заявки. Где позволяет контекст, слова в вышеуказанном Подробном Описании, использующие единственную или множественную ссылку, могут также включать единственную или множественную ссылку, соответственно. Слово "или" со ссылкой на список из одного или более пунктов, охватывает все следующие интерпретации слова: любой из пунктов в списке, все пункты в списке и любая комбинация пунктов в списке. Термин "на основе" не является исключительным и эквивалентен термину "по меньшей мере, частично, на основе" и включает в себя на основе дополнительных факторов независимо от того, описаны ли дополнительные факторы в данном документе или нет. Термин "перемещать" включает осевое перемещение, радиальное перемещение, вращение или любую их комбинацию.

[0064] Вышеописанное Подробное Описание вариантов осуществления системы не предназначено быть исчерпывающим или ограничивать устройство точной формой, раскрытой ранее. В то время как конкретные варианты осуществления и примеры для сигареты или картриджа описаны ранее для иллюстративных целей, различные эквивалентные модификации возможны в объеме системы, как понятно специалистам в данной области техники. Кроме того, любые конкретные цифры, упомянутые в данном документе, являются лишь примерами. Альтернативные варианты осуществления и реализации могут использовать различные значения или диапазоны.

Изобретение относится к электронному устройству для курения, которое содержит блок (14) управления, электрически соединенный с источником (16) питания, датчиком (20) и распылителем (12), причем блок (14) управления активирует распылитель (12) в ответ на сигнал от датчика (20); при этом упомянутое электронное устройство для курения включает в себя одно или более впускных отверстий для воздуха и выпускное отверстие; деталь (206) для ослабления воздуха, имеющую канал (808) ослабления воздуха и сквозное отверстие (804), причем приток воздуха через впускные отверстия для воздуха втекает в первый конец канала (808) ослабления воздуха в течение вдоха пользователя на выпускном отверстии, и при этом второй конец канала ослабления воздуха соединен с полостью, и при этом приток воздуха задерживается упомянутым каналом ослабления. Технический результат заключается в обеспечении возможности ослабления поступления воздуха. 7 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Электронное устройство для курения, содержащее:

блок (14) управления, электрически соединенный с источником (16) питания, датчиком (20) и распылителем (12), причем блок (14) управления активирует распылитель (12) в ответ на сигнал от датчика (20);

при этом упомянутое электронное устройство для курения включает в себя одно или более впускных отверстий для воздуха и выпускное отверстие;

деталь (206) для ослабления воздуха, имеющую канал (808) ослабления воздуха и сквозное отверстие (804), причем приток воздуха через впускные отверстия для воздуха втекает в первый конец канала (808) ослабления воздуха в течение вдоха пользователя на выпускном отверстии, и при этом второй конец канала ослабления воздуха соединен с полостью, и при этом приток воздуха задерживается упомянутым каналом ослабления.

2. Электронное устройство для курения по п. 1, в котором канал ослабления воздуха содержит круговой канал, образованный на первой стороне детали для ослабления воздуха, при этом сквозное отверстие (804) проходит через деталь для ослабления воздуха от первой стороны до второй стороны детали для ослабления воздуха.

3. Электронное устройство для курения по п. 1, в котором канал ослабления воздуха продолжается вокруг сквозного отверстия (804).

4. Электронное устройство для курения по п. 1, в котором канал ослабления воздуха включает в себя внешний круговой канал вокруг внутреннего кругового канала, соосного со сквозным отверстием.

5. Электронное устройство для курения по п. 4, в котором деталь для ослабления воздуха имеет цилиндрическую внешнюю боковую стенку и радиальное впускное отверстие канала через упомянутую цилиндрическую боковую стенку, ведущее в канал ослабления воздуха.

6. Электронное устройство для курения по п. 1, в котором полость расположена на первой стороне детали для ослабления воздуха и в котором канал ослабления воздуха расположен на второй стороне детали для ослабления воздуха, противоположной упомянутой первой стороне, и при этом упомянутая первая сторона является стороной отрицательного давления.

7. Электронное устройство для курения по п. 1, в котором полость расположена между мембраной (303) и деталью для ослабления воздуха.

8. Электронное устройство для курения по п. 1, дополнительно включающее в себя жидкий раствор, хранящийся в упомянутом устройстве, для подачи в распылитель для создания пара.