Настоящее изобретение относится к генерирующим аэрозоль системам и картриджам для генерирующих аэрозоль систем. Генерирующая аэрозоль система может представлять собой электрическую курительную систему.
Один тип генерирующей аэрозоль системы представляет собой электрическую курительную систему. Электрические курительные системы обычно содержат жидкий образующий аэрозоль субстрат, который испаряют для образования аэрозоля. Электрические курительные системы зачастую содержат источник питания, часть для хранения жидкости, предназначенную для удержания запаса жидкого образующего аэрозоль субстрата, и распылитель. Общепринятый тип распылителя, используемого в электрических курительных системах, содержит катушку из нагревательного провода, намотанного вокруг удлиненного фитиля, пропитанного жидким образующим аэрозоль субстратом.
Жидкий образующий аэрозоль субстрат потребляется во время использования генерирующей аэрозоль системы и часто требует замены, либо путем повторной заправки части для хранения жидкости, либо путем замены картриджа, содержащего часть для хранения жидкости.
Было бы желательно, чтобы генерирующая аэрозоль система обеспечивала для пользователя точное определение количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости. Было бы желательно, чтобы генерирующая аэрозоль система точно отслеживала количество жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости.
В первом аспекте настоящего изобретения предложена генерирующая аэрозоль система, содержащая: часть для хранения жидкости, предназначенную для удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата; первый электрод и второй электрод, расположенный на удалении от первого электрода; и систему управления. Первый электрод и второй электрод расположены таким образом, что по меньшей мере участок части для хранения жидкости расположен между этими первым электродом и вторым электродом. Система управления выполнена с возможностью измерения электрического параметра между первым электродом и вторым электродом и определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, на основе измеренного значения электрического параметра.
Таким образом обеспечивается возможность точного и надежного определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости.
Используемый в данном документе со ссылками на настоящее изобретение термин «электрический параметр» используется для описания любого электрического свойства, параметра или атрибута системы, который поддается количественному представлению путем измерения. Например, подходящие «электрические параметры» включают в себя ток, напряжение, полное сопротивление, емкость и омическое сопротивление. Система управления может быть выполнена с возможностью измерения по меньшей мере одного из следующего: полное сопротивление, емкость и омическое сопротивление, между первым электродом и вторым электродом.
Используемый в данном документе со ссылками на настоящее изобретение термин «количество» используется для описания массы, объема или пропорциональной доли жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости. Определяемое количество жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, может включать в себя абсолютное или относительное значение. Определяемое количество жидкого образующего аэрозоль субстрата может включать в себя объем, например значение в литрах. Определяемое количество жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, может включать в себя относительную долю или процентную долю, например 1 или 100% показывает, что часть для хранения жидкости является полной, и 0 или 0% показывает, что часть для хранения жидкости является пустой.
Часть для хранения жидкости может быть выполнена с возможностью удержания как жидкого образующего аэрозоль субстрата, так и воздуха. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может иметь электрические свойства, существенно отличающиеся от воздуха. Электрические свойства части для хранения жидкости могут зависеть от количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, и от количества воздуха, удерживаемого в части для хранения жидкости.
Часть для хранения жидкости может также содержать один или более несущих материалов для удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата и/или корпус для удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата. Жидкий образующий аэрозоль субстрат, воздух, несущий материал и корпус могут иметь разные электрические свойства.
Первый и второй электроды могут быть расположены таким образом, чтобы жидкий образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в части для хранения жидкости, был расположен между этими первым и вторым электродами. Первый и второй электроды могут также быть расположены таким образом, чтобы одно или более из следующего: воздух, удерживаемый в части для хранения жидкости, несущий материал и корпус, были расположены между этими первым и вторым электродами. Первый и второй электроды могут быть расположены в контакте с жидким образующим аэрозоль субстратом, удерживаемым в части для хранения жидкости. Первый и второй электроды могут быть расположены в контакте с несущим материалом. Первый и второй электроды могут быть расположены в контакте с корпусом.
Когда часть для хранения жидкости является полной, эта часть для хранения жидкости может удерживать главным образом жидкий образующий аэрозоль субстрат. При использовании жидкий образующий аэрозоль субстрат может расходоваться в части для хранения жидкости и замещаться воздухом. Когда часть для хранения жидкости является пустой, эта часть для хранения жидкости может удерживать главным образом воздух. В случае, если часть для хранения жидкости содержит несущий материал, эта часть для хранения жидкости может удерживать комбинацию из образующего аэрозоль субстрата, воздуха и несущего материала. Часть для хранения жидкости может быть повторно заправлена, в результате чего воздух в этой части для хранения жидкости замещается жидким образующим аэрозоль субстратом. Электрические свойства части для хранения жидкости могут изменяться во время использования по мере того, как изменяется количественное соотношение жидкого образующего аэрозоль субстрата и воздуха, удерживаемых в части для хранения жидкости.
Часть для хранения жидкости может содержать электрическую нагрузку. Часть для хранения жидкости может содержать резистивную нагрузку и/или емкостную нагрузку. Предпочтительно, измерение электрических параметров резистивной и емкостной нагрузок возможно без необходимости в сложных электронных схемах.
Генерирующая аэрозоль система выполнена с возможностью отслеживания электрических свойств части для хранения жидкости. Это достигается путем размещения по меньшей мере участка части для хранения жидкости между первым электродом и вторым электродом и выполнения системы управления с возможностью измерения электрического параметра между первым электродом и вторым электродом. Система управления выполнена с возможностью измерения электрического параметра по меньшей мере на участке части для хранения жидкости. Система управления дополнительно выполнена с возможностью определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, на основе измеренного значения электрического параметра.
Система управления может быть выполнена с возможностью определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, путем вычисления. При вычислении может использоваться измеренное значение электрического параметра. Это может быть предпочтительно, поскольку система управления, возможно, не потребуется для хранения жидкости или восстановления результатов измерения за истекший период времени для осуществления определения.
Электрический параметр, измеряемый с помощью системы управления, может изменяться предсказуемым образом в зависимости от количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости. Например, количество жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, может быть по существу обратно пропорционально омическому сопротивлению, измеряемому с помощью системы управления между первым электродом и вторым электродом. Например, количество жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, может быть по существу пропорционально емкости, измеряемой с помощью системы управления между первым электродом и вторым электродом. Таким образом обеспечивается возможность точного и надежного определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата. Связь между измеряемым электрическим параметром и количеством жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, может зависеть от расположения первого электрода и второго электрода относительно друг друга и части для хранения жидкости.
Система управления может быть выполнена с возможностью определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, путем сравнения. Это может быть предпочтительно, поскольку система управления, возможно, будет способна осуществлять сравнение быстрее, чем вычисление. Система управления может быть выполнена с возможностью сравнения измеренного значения электрического параметра с эталонным значением электрического параметра, сохраненным в системе управления.
Эталонное значение электрического параметра может быть сохранено в памяти системы управления. Эталонное значение электрического параметра может представлять собой значение электрического параметра, измеренное с помощью системы управления и сохраненное в памяти системы управления. Эталонное значение электрического параметра может быть связано с значением количества жидкого образующего аэрозоль субстрата. Таким образом обеспечивается возможность надежного определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости.
Эталонное значение электрического параметра может включать в себя множество диапазонов эталонного значения электрического параметра. Каждый диапазон эталонного значения электрического параметра может быть связан с количеством жидкого образующего аэрозоль субстрата. Система управления может быть выполнена с возможностью сравнения и определения совпадения измеренного значения электрического параметра и сохраненного диапазона эталонного значения электрического параметра.
Эталонное значение электрического параметра может быть сохранено в справочной таблице. Справочная таблица может содержать сохраненное эталонное значение электрического параметра и сохраненное значение количества жидкого образующего аэрозоль субстрата. Сохраненное эталонное значение электрического параметра может быть связано с сохраненным значением количества жидкого образующего аэрозоль субстрата. Сохраненное значение количества жидкого образующего аэрозоль субстрата может включать в себя значение объема и/или значение относительной степени заполнения.
Система управления может быть выполнена с возможностью оповещения пользователя о количестве жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости.
Генерирующая аэрозоль система может дополнительно содержать средство для генерирования аэрозоля, выполненное с возможностью приема жидкого образующего аэрозоль субстрата из части для хранения жидкости. Система управления может быть выполнена с возможностью сравнения определенного ранее количества жидкого образующего аэрозоль субстрата с заданным пороговым количеством, сохраненным в системе управления. Система управления может быть выполнена с возможностью предотвращения работы средства для генерирования аэрозоля в случае, если определенное количество жидкого образующего аэрозоль субстрата составляет меньше заданного порога. Таким образом обеспечивается возможность по существу прерывания или предотвращения работы средства для генерирования аэрозоля в случае, если жидкого образующего аэрозоль субстрата недостаточно для функционирования генерирующей аэрозоль системы надлежащим образом. Например, в случае, если в части для хранения жидкости удерживается недостаточное количество жидкого образующего аэрозоль субстрата, возможно, что этот жидкий образующий аэрозоль субстрат не будет приниматься средством для генерирования аэрозоля. Активация средства для генерирования аэрозоля без достаточного количества образующего аэрозоль субстрата может привести к образованию нежелательных компонентов в аэрозоле. В свою очередь, это может привести к нежелательным ощущениям у пользователя. Например, в случае приема недостаточного количества жидкого образующего аэрозоль субстрата средством для генерирования аэрозоля активация этого средства для генерирования аэрозоля может вызвать нежелательное повышение температуры средства для генерирования аэрозоля, что может привести к повреждению средства для генерирования аэрозоля. Система управления может быть выполнена с возможностью прерывания или предотвращения работы средства для генерирования аэрозоля, если определенное количество жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, составляет меньше заданного порогового количества. Таким образом обеспечивается возможность улучшения ощущений у пользователя и возможность продления срока службы средства для генерирования аэрозоля.
Система управления может быть выполнена с возможностью измерения электрического параметра между первым электродом и вторым электродом и определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, независимо от работы средства для генерирования аэрозоля. Таким образом для системы управления обеспечивается возможность прерывания или предотвращения работы средства для генерирования аэрозоля до того, как это средство для генерирования аэрозоля будет приведено в действие. Таким образом обеспечивается возможность дополнительного продления срока службы средства для генерирования аэрозоля.
Заданное пороговое количество может быть установлено на заводе, или оно может быть установлено пользователем перед первым использованием. Заданное пороговое количество может представлять собой любое подходящее количество. Заданное пороговое количество может составлять от приблизительно 1% до приблизительно 15% от объема части для хранения жидкости, или от приблизительно 3% до 10%, или приблизительно 5%. Например, в случае части для хранения жидкости, выполненной с возможностью удержания приблизительно 2 мл жидкого образующего аэрозоль субстрата, заданное пороговое количество может составлять от приблизительно 0,1 мл до приблизительно 0,3 мл. Заданное пороговое количество может зависеть от объема части для хранения жидкости. Заданное пороговое количество может составлять от приблизительно 0,1 мл до 10 мл, или от приблизительно 0,5 мл до приблизительно 5 мл, или приблизительно 0,5 мл.
Система управления может быть выполнена с возможностью предотвращения работы средства для генерирования аэрозоля любым подходящим способом. Система управления может быть выполнена с возможностью передачи сигнала управления на средство для генерирования аэрозоля для предотвращения его работы. Система управления может быть выполнена с возможностью предотвращения или снижения подачи питания на средство для генерирования аэрозоля.
Система управления может быть выполнена с возможностью прерывания работы средства для генерирования аэрозоля. Система управления может быть выполнена с возможностью обратимого прерывания средства для генерирования аэрозоля. Система управления может быть выполнена с возможностью обеспечения работы средства для генерирования аэрозоля в случае, если определенное количество составляет больше, чем заданное пороговое количество. Система управления может быть выполнена с возможностью необратимого прерывания работы средства для генерирования аэрозоля. Система управления может быть выполнена с возможностью повреждения или разрыва хрупкого соединения между средством для генерирования аэрозоля и источником питания. Это может быть предпочтительно в случае одноразового картриджа генерирующей аэрозоль системы содержащей средство для генерирования аэрозоля, и в случае одноразовой генерирующей аэрозоль системы.
Первый электрод и второй электрод могут быть расположены в любом подходящем месте относительно части для хранения жидкости. Первый электрод и второй электрод могут быть расположены на или в части для хранения жидкости. Первый электрод и второй электрод могут быть расположены в или на корпусе. В случае, если корпус части для хранения жидкости образует полость для удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата, первый электрод и второй электрод могут быть расположены на или в указанной полости.
Генерирующая аэрозоль система может содержать одну или более пар, состоящих из первого и второго электродов. Генерирующая аэрозоль система может содержать две или более пар электродов, расположенных таким образом, чтобы разные участки части для хранения жидкости были расположены между этими первыми и вторыми электродами. Наличие множества пар электродов обеспечивает возможность повышения надежности измерений. Указанные одна или более пар, состоящих из первого и второго электродов, могут содержать участок датчика.
Электроды могут представлять собой электроды любого подходящего типа. Например, подходящие типы электродов включают в себя точечные электроды, кольцевые электроды, пластинчатые электроды или дорожечные электроды. Первый электрод и второй электрод могут представлять собой электроды одного и того же типа. Первый электрод и второй электрод могут представлять собой электроды разных типов.
Электроды могут иметь любую подходящую форму. Например, электроды могут быть: квадратными, прямоугольными, криволинейными, дугообразными, кольцевыми, спиральными или винтовыми. Электроды могут быть по существу цилиндрическими. Электроды могут содержать одну или более секций, которые являются по существу линейными, нелинейными, плоскими или неплоскими. Электроды могут быть жесткими. Таким образом обеспечивается возможность сохранения жидкости электродами своей формы. Электроды могут быть гибкими. Таким образом обеспечивается возможность адаптации формы электродов к форме части для хранения жидкости. Электроды могут быть выполнены с возможностью адаптации их формы к форме корпуса части для хранения жидкости.
Электроды могут иметь длину, ширину и толщину. Длина электродов может быть существенно больше, чем ширина электродов. Иначе говоря, электроды могут быть удлиненными. Толщина электродов может быть существенно меньше, чем длина и ширина электродов. Иначе говоря, электроды могут быть тонкими. Тонкие электроды и удлиненные электроды могут иметь большее отношение площади поверхности к объему. Таким образом обеспечивается возможность повышения чувствительности измерений.
Электроды могут содержать любой подходящий материал. Электроды могут содержать любой подходящий электропроводный материал. Подходящие электропроводные материалы включают в себя металлы, сплавы, электропроводную керамику и электропроводные полимеры. Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «электропроводный материал» относится к материалу, у которого объемное удельное сопротивление при 20°С составляет менее чем приблизительно 1×10-5 Ом, обычно от приблизительно 1×10-5 Ом до приблизительно 1×10-9 Ом. Указанные материалы могут включать в себя золото и платину. Электроды могут быть покрыты пассивирующим слоем. Электроды могут содержать или быть покрыты материалом, который является по существу нереактивным, так что он не вступает в реакцию с жидким образующим аэрозоль субстратом и не загрязняет его. Электроды могут содержать прозрачный или полупрозрачный материал. Например, подходящий прозрачный материал может представлять собой оксид индия и олова (Indium Tin Oxide, ITO).
Электроды могут быть расположены в любой подходящей компоновке относительно части для хранения жидкости. Электроды могут быть расположены в части для хранения жидкости. Первый электрод и второй электрод могут быть расположены с противоположных сторон части для хранения жидкости. Первый электрод и второй электрод могут быть расположены на противоположных концах части для хранения жидкости. В случае, если часть для хранения жидкости содержит несущий материал, электроды могут быть расположены в контакте с этим несущим материалом. В случае если часть для хранения жидкости содержит корпус, первый и/или второй электроды могут быть расположены на корпусе или в контакте с ним. Первый и второй электроды могут быть по существу цилиндрическими. Первый электрод может быть расположен таким образом, чтобы по существу окружать второй электрод. Первый и второй электроды могут быть расположены концентрично вокруг общей оси.
Первый электрод и/или второй электрод могут быть расположены на подложке. Подложка может содержать электроизоляционный материал. В случае, если часть для хранения жидкости содержит корпус, подложка может быть выполнена отдельно от корпуса. Подложка может быть расположена на корпусе. Подложка может образовывать участок корпуса. Подложка может содержать такой же материал, что и корпус. Подложка может содержать материал, отличный от материала корпуса.
Подложка может содержать любой подходящий электроизоляционный материал. Например, подходящие электроизоляционные материалы включают в себя стекла, пластмассы и керамические материалы. Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «электроизоляционный материал» относится к материалу, объемное удельное сопротивление которого при 20°С составляет более чем приблизительно 1×106 Ом, обычно от приблизительно 1×109 Ом до приблизительно 1×1021 Ом.
Электроды могут быть закреплены на подложке. Электроды могут быть закреплены на подложке с помощью любых подходящих средств. Например, электроды могут быть закреплены на подложке с помощью вяжущего материала, такого как адгезив. Электроды могут быть нанесены на подложку с помощью любого подходящего способа нанесения. Электроды могут быть вытравлены в подложке.
Второй электрод может быть расположен на удалении от первого электрода. Таким образом обеспечивается возможность по существу предотвращения непосредственного контакта между первым электродом и вторым электродом. Промежуток между первым электродом и вторым электродом может быть постоянным по длине первого электрода и второго электрода. В случае, если первый электрод и второй электрод расположены с противоположных сторон части для хранения жидкости, указанный промежуток может быть приблизительно равен ширине части для хранения жидкости. Промежуток между первым электродом и вторым электродом может составлять от приблизительно 1 мкм до приблизительно 1 мм, или от приблизительно 1 мкм до приблизительно 500 мкм, или от приблизительно 10 мкм до приблизительно 100 мкм.
Второй электрод может по существу повторять форму первого электрода. Таким образом обеспечивается возможность сохранения жидкости постоянного промежутка между первым и вторым электродами по длине первого и второго электродов. Второй электрод может быть расположен по существу параллельно первому электроду.
Первый электрод и второй электрод могут быть встречно-гребенчатыми. Первый электрод может содержать множество выступов и промежутков, и второй электрод может содержать множество выступов и промежутков. Выступы первого электрода могут проходить внутрь промежутков второго электрода, а выступы второго электрода могут проходить внутрь промежутков первого электрода. Встречно-гребенчатая структура электродов обеспечивает возможность минимизации промежутка между электродами. Таким образом обеспечивается возможность повышения чувствительности измерений.
Выступы первого и второго электродов могут быть по существу линейными. Выступы первого электрода могут проходит по существу в первом направлении, а выступы второго электрода могут проходить по существу во втором направлении. Первый и второй электроды могут быть расположены таким образом, чтобы первое направление было по существу параллельно второму направлению. Выступы могут быть по существу нелинейными. Выступы могут быть криволинейными или дугообразными. Например, подходящий датчик, содержащий встречно-гребенчатые электроды, может представлять собой датчик типа DRP-G-IDEPT10 от компании DropSens™.
Генерирующая аэрозоль система может содержать средство для генерирования аэрозоля, содержащее один или более генерирующих аэрозоль элементов. Указанные один или более генерирующих аэрозоль элементов могут содержать один или более нагревательных элементов. Указанные один или более генерирующих аэрозоль элементов могут содержать один или более вибрационных элементов. В случае, если средство для генерирования аэрозоля содержит один или более генерирующих аэрозоль элементов, по меньшей мере один из этих генерирующих аэрозоль элементов может содержать один из указанных электродов. Благодаря тому, что один из указанных электродов образован как часть средства для генерирования аэрозоля, обеспечивается возможность сокращения количества компонентов, требующихся для изготовления генерирующей аэрозоль системы.
Система управления может содержать электрическую схему. Электрическая схема может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор. Электрическая схема может содержать дополнительные электронные компоненты. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью регулирования подачи питания на первый электрод и второй электрод.
Система управления может быть выполнена с возможностью управления или регулирования подачи питания на первый электрод и второй электрод. Система управления может быть выполнена с возможностью управления или регулирования подачи питания на средство для генерирования аэрозоля. Первая система управления может быть выполнена с возможностью управления или регулирования подачи питания на первый электрод и второй электрод, а вторая система управления может быть выполнена с возможностью управления или регулирования подачи питания на средство для генерирования аэрозоля.
Питание может подаваться непрерывно на первый электрод и второй электрод. Питание может подаваться на первый электрод и второй электрод после активации системы. Питание может подаваться на первый электрод и второй электрод в виде импульсов электрического тока. Питание может подаваться на первый электрод и второй электрод с перерывами, например от затяжки к затяжке.
Система управления может быть выполнена с возможностью подачи колебательного измерительного сигнала на первый электрод и второй электрод. Иначе говоря, система управления может быть выполнена с возможностью подачи переменного напряжения на первый и второй электроды. Система управления может быть выполнена с возможностью подачи колебательного измерительного сигнала на первый электрод и второй электрод с заданной частотой. Указанная заданная частота может представлять собой любую частоту, подходящую для измерения электрического параметра между первым электродом и вторым электродом с помощью системы управления. Указанная заданная частота может быть не выше приблизительно 20 МГц или не выше приблизительно 10 МГц. Указанная заданная частота может составлять от приблизительно 10 кГц до приблизительно 10 МГц, или от приблизительно 10 кГц до приблизительно 1 МГц, или от приблизительно 100 кГц до приблизительно1 МГц.
Система управления может быть выполнена с возможностью определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости при включении генерирующей аэрозоль системы. Система управления может быть выполнена с возможностью определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, периодически через заданные интервалы. Система управления может быть выполнена с возможностью определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, по запросу пользователя.
Генерирующая аэрозоль система может содержать источник питания. Генерирующая аэрозоль система может содержать источник питания, выполненный с возможностью подачи питания на систему управления, первый электрод, второй электрод и средство для генерирования аэрозоля. Средство для генерирования аэрозоля может содержать единственный источник питания. Средство для генерирования аэрозоля может содержать первый источник питания, выполненный с возможностью подачи питания на первый электрод и второй электрод, и второй источник питания, выполненный с возможностью подачи питания на средство для генерирования аэрозоля.
Жидкие образующие аэрозоль субстраты могут иметь разные составы с разными электрическими свойствами. Система управления может быть выполнена с возможностью идентификации жидкого образующего аэрозоль субстрата в части для хранения жидкости. Система управления может быть выполнена с возможностью коррекции определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, на основе определенной идентичности. Иначе говоря, система управления может быть выполнена с возможностью внесения поправки на состав жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости.
Система управления может содержать любые подходящие средства для измерения электрического параметра между первым электродом и вторым электродом. Например, система управления может содержать мостовую схему, выполненную с возможностью измерения электрического параметра между первым электродом и вторым электродом. Мостовая схема может представлять собой любую подходящую мостовую схему, известную из уровня техники, такую как мост Уитстона или мост Вина. Система управления может содержать LCR-измеритель.
Электрический параметр, измеряемый с помощью системы управления, может представлять собой полное сопротивление. Полное сопротивление между первым электродом и вторым электродом может зависеть от состава жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости.
Полное сопротивление может быть измерено непосредственно с помощью системы управления. Полное сопротивление может быть вычислено. Например, полное сопротивление может быть вычислено на основе результатов измерения амплитуды напряжения и тока между указанными электродами и результатов измерения разности фаз между током и напряжением. Количество жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, может быть вычислено на основе измеренного или вычисленного полного сопротивления.
Электрический параметр, измеряемый с помощью системы управления, может представлять собой омическое сопротивление. Омическое сопротивление между первым электродом и вторым электродом может зависеть от количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости. Например, омическое сопротивление может повышаться с уменьшением количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости. Удельное сопротивление между первым электродом и вторым электродом может зависеть от количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости. Участок части для хранения жидкости, расположенный между первым и вторым электродами, может содержать резистивную нагрузку.
Омическое сопротивление может быть измерено. Это может быть полезно в случае, если жидкий образующий аэрозоль субстрат содержит проводящие материалы.
Омическое сопротивление может быть вычислено. Например, омическое сопротивление может быть вычислено на основе результатов измерения амплитуды напряжения и тока между электродами и разности фаз между напряжением и током. Омическое сопротивление может быть вычислено на основе результатов измерения полного сопротивления. Количество жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, может быть вычислено на основе измеренного или вычисленного омического сопротивления.
Электрический параметр, измеряемый с помощью системы управления, может представлять собой емкость. Это может быть полезно в случае, если образующий аэрозоль субстрат содержит диэлектрические материалы.
Емкость между первым электродом и вторым электродом может зависеть от количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости. Например, емкость может снижаться по мере снижения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости. Диэлектрическая проницаемость между первым электродом и вторым электродом может зависеть от количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости. Участок части для хранения жидкости, расположенный между первым электродом и вторым электродом, может содержать емкостную нагрузку. Первый электрод и второй электрод могут образовывать конденсатор. Первый электрод может образовывать первую обкладку конденсатора, а второй электрод может образовывать вторую обкладку конденсатора. Жидкий образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в части для хранения жидкости, может образовывать часть диэлектрика конденсатора. Емкостная нагрузка между первым электродом и вторым электродом может иметь емкость в диапазоне пикофарад (пФ). Таким образом обеспечивается возможность быстрой зарядки и разрядки конденсатора и возможность быстрых измерений емкости.
Емкость может быть измерена. Например, система управления может содержать средства для измерения времени зарядки и разрядки конденсатора, содержащего первый и второй электроды. Система управления может содержать таймерную схему, такую как таймерная схема 555, и она может быть выполнена с возможностью определения емкости на основе частоты выходного сигнала таймерной схемы.
Емкость может быть вычислена. Например, емкость может быть вычислена на основе результатов измерения амплитуды напряжения и тока и разности фаз между напряжением и током. Емкость может быть вычислена на основе результатов измерения полного сопротивления. Количество жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, может быть вычислено на основе измеренной или вычисленной емкости.
Электрический параметр, измеряемый с помощью системы управления, может зависеть от размера первого и второго электродов и от расстояния между первым и вторым электродами. Например, емкость представляет собой функцию расстояния между первой и второй обкладками конденсатора и формы и размера первой и второй обкладок конденсатора. Для обеспечения того, чтобы изменение измеряемого электрического параметра не было результатом изменения формы первого и второго электродов или расстояния между ними, первый и второй электроды могут быть жесткими, и они могут быть прикреплены к жесткой подложке или корпусу. Обкладки конденсатора могут содержать твердые металлические пластины или тонкие металлические листы, прикрепленные к поддерживающей подложке. Поддерживающая подложка может быть расположена между обкладками конденсатора для образования участка диэлектрика между обкладками конденсатора. Подложка может быть расположена с внешней стороны обкладок конденсатора.
Генерирующая аэрозоль система может дополнительно содержать эталонный датчик, содержащий первый и второй эталонные электроды, расположенные таким образом, что участок части для хранения жидкости располагается между указанными первым и вторым эталонными электродами. Часть для хранения жидкости может быть выполнена с возможностью поддержания постоянного количества жидкого образующего аэрозоль субстрата на эталонном датчике. Количество жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, может определяться относительно результатов измерения электрического параметра, измеренного на эталонном датчике.
Часть для хранения жидкости может иметь любые подходящие форму и размер. Например, часть для хранения жидкости может быть по существу цилиндрической. Поперечное сечение части для хранения жидкости может быть, например, по существу круглым, эллиптическим, квадратным или прямоугольным.
Часть для хранения жидкости может содержать корпус. Корпус может содержать основание и одну или более боковых стенок, проходящих от основания. Основание и указанные одна или более боковых стенок могут быть образованы как единое целое. Основание и указанные одна или более боковых стенок могут представлять собой отдельные элементы, которые присоединены или прикреплены друг к другу. Корпус может представлять собой жесткий корпус. В контексте данного документа термин «жесткий корпус» используется для обозначения корпуса, который является самонесущим. Жесткий корпус части для хранения жидкости может обеспечивать механическую поддержку средства для генерирования аэрозоля. Часть для хранения жидкости может содержать одну или более гибких стенок. Гибкие стенки могут быть выполнены с возможностью адаптации к объему жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости. Корпус части для хранения жидкости может содержать любой подходящий материал. Часть для хранения жидкости может содержать материал, по существу непроницаемый для текучей среды. Корпус части для хранения жидкости может содержать прозрачный или полупрозрачный участок, так что жидкий образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в части для хранения жидкости, может быть виден пользователю через корпус.
Часть для хранения жидкости может быть выполнена таким образом, чтобы образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в этой части для хранения жидкости, был защищен от окружающего воздуха. Часть для хранения жидкости может быть выполнена таким образом, чтобы образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в этой части для хранения жидкости, был защищен от света. Таким образом обеспечивается возможность снижения риска порчи субстрата и возможность поддержания высокого уровня гигиены.
Часть для хранения жидкости может быть по существу герметизирована. Часть для хранения жидкости может содержать одно или более выпускных отверстий для вытекания жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, из этой части для хранения жидкости к средству для генерирования аэрозоля. Часть для хранения жидкости может содержать одно или более полуоткрытых впускных отверстий. Таким образом обеспечивается возможность поступления окружающего воздуха в часть для хранения жидкости. Указанные одно или более полуоткрытых впускных отверстий могут представлять собой полупроницаемые мембраны или обратные клапаны, проницаемые в такой степени, чтобы допускать втекание окружающего воздуха внутрь части для хранения жидкости, и непроницаемые в такой степени, чтобы по существу предотвращать вытекание воздуха и жидкости, находящихся внутри части для хранения жидкости, из этой части для хранения жидкости. Указанные одно или более полуоткрытых отверстий могут обеспечивать возможность прохождения воздуха внутрь части для хранения жидкости при определенных условиях.
Часть для хранения жидкости может содержать по меньшей мере один канал для удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата. Указанный по меньшей мере один канал может быть выполнен таким образом, чтобы на жидкий образующий аэрозоль субстрат действовали капиллярные силы. Капиллярная сила, действующая на жидкий образующий аэрозоль субстрат способна поддерживать уровень жидкого образующего аэрозоль субстрата по существу перпендикулярно по меньшей мере одной из боковых стенок части для хранения жидкости и первому и второму электродам. Один размер указанного канала может быть меньше заданного значения таким образом, чтобы на жидкий образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в части для хранения жидкости, действовали капиллярные силы. Указанный размер указанных одного или более каналов может представлять собой ширину указанных одного или более каналов. Указанное заданное значение может быть меньше приблизительно 3 мм, меньше приблизительно 2 мм, меньше приблизительно 0,5 мм или меньше приблизительно 0,25 мм.
Часть для хранения жидкости может содержать образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в этой части для хранения жидкости. Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «образующий аэрозоль субстрат» обозначает субстрат способный выделять летучие соединения, которые способны образовывать аэрозоль. Летучие соединения способны выделяться в результате нагрева образующего аэрозоль субстрата. Летучие соединения способны выделяться в результате перемещения образующего аэрозоль субстрата через каналы вибрационного элемента.
Образующий аэрозоль субстрат может быть жидким. Образующий аэрозоль субстрат может быть жидким при комнатной температуре. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать как жидкие, так и твердые компоненты. Образующий аэрозоль субстрат может содержать никотин. Никотиносодержащий жидкий образующий аэрозоль субстрат может представлять собой матрицу из никотиновой соли. Образующий аэрозоль субстрат может содержать материал растительного происхождения. Образующий аэрозоль субстрат может содержать табак. Образующий аэрозоль субстрат может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие ароматические соединения табака, которые выделяются из образующего аэрозоль субстрата при нагреве. Образующий аэрозоль субстрат может содержать гомогенизированный табачный материал. Образующий аэрозоль субстрат может содержать материал, не содержащий табака. Образующий аэрозоль субстрат может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения.
Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля представляет собой любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые в ходе использования способствуют образованию плотного и устойчивого аэрозоля и при рабочей температуре системы по существу устойчивы к термической деградации. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны из уровня техники и включают в себя, но без ограничения, многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин, сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как глицерол моно-, ди- или триацетат, и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Вещества для образования аэрозоля могут представлять собой многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы.
Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать воду, растворители, этанол, растительные экстракты и натуральные или искусственные ароматы. Образующий аэрозоль субстрат может дополнительно содержать одно или более веществ для образования аэрозоля. Примеры подходящих веществ для образования аэрозоля включают в себя глицерин и пропиленгликоль.
Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать никотин и по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля представляет собой глицерин. Вещество для образования аэрозоля может представлять собой пропиленгликоль. Вещество для образования аэрозоля может содержать как глицерин, так и пропиленгликоль. Концентрация никотина в жидком образующем аэрозоль субстрате может составлять от приблизительно 0,5% до приблизительно 10%, например приблизительно 2%.
Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать смесь диэлектрических материалов, каждый из которых характеризуется отдельной диэлектрической постоянной (k). Основные составляющие жидкого образующего аэрозоль субстрата при комнатной температуре (приблизительно 20°C) могут включать в себя: глицерин (k ~ 42), пропиленгликоль (k ~ 32), воду (k ~ 80), воздух (k ~ 1), никотин и ароматизаторы. В случае, если жидкий образующий аэрозоль субстрат образует диэлектрический материал, электрический параметр, измеряемый с помощью системы управления, может представлять собой емкость.
Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать смесь электропроводных материалов. В случае, если жидкий образующий аэрозоль субстрат образует электропроводный материал, электрический параметр, измеряемый с помощью системы управления, может представлять собой омическое сопротивление.
Часть для хранения жидкости может содержать несущий материал внутри корпуса для удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может быть адсорбирован или иным образом загружен на несущий материал. Жидкий образующий аэрозоль субстрат, абсорбированный в материале, может распространяться по несущему материалу или просачиваться через него, и изменение насыщения несущего материала влияет на весь объем несущего материала. Таким образом обеспечивается возможность размещения первого и второго электродов в контакте с участком несущего материала для обнаружения изменений электрического параметра всего объема несущего материала. В результате обеспечивается возможность измерения с помощью системы управления электрического параметра всей части для хранения жидкости.
Несущий материал может быть изготовлен из любого подходящего абсорбционного материала, например вспененного металлического или пластмассового материала, полипропилена, терилена, нейлоновых волокон или керамики. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может удерживаться в несущем материале перед использованием генерирующей аэрозоль системы. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может выделяться в несущий материал во время использования. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может выделяться в несущий материал непосредственно перед использованием. Например, жидкий образующий аэрозоль субстрат может быть обеспечен в капсуле. Оболочка капсулы способна плавиться при нагреве посредством нагревательных средств и выделять жидкий образующий аэрозоль субстрат в несущий материал. Капсула может содержать твердое вещество в комбинации с жидкостью.
Жидкий образующий аэрозоль субстрат может удерживаться в капиллярном материале. Капиллярный материал представляет собой материал, который активно транспортирует жидкость от одного конца материала к другому. Это может быть полезно, поскольку капиллярный материал способен втягивать образующий аэрозоль субстрат к конкретному месту внутри части для хранения жидкости, независимо от ориентации этой части для хранения жидкости. Таким образом обеспечивается возможность облегчения размещения первого и второго электродов для точного и надежного определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости.
Капиллярный материал может быть выполнен с возможностью транспортировки образующего аэрозоль субстрата к средствам для генерирования аэрозоля. Капиллярный материал может быть выполнен с возможностью транспортировки образующего аэрозоль субстрата к сусцепторному элементу. Капиллярный материал может иметь волоконную структуру. Капиллярный материал может иметь губчатую структуру. Капиллярный материал может содержать пучок капилляров. Капиллярный материал может содержать множество волокон. Капиллярный материал может содержать множество прядей. Капиллярный материал может содержать трубки с узким каналом. Волокна, пряди и трубки с узким каналом могут быть в целом выровнены для транспортировки жидкости к распылителю. Капиллярный материал может содержать комбинацию волокон, прядей и трубок с узким каналом. Капиллярный материал может содержать губкообразный материал. Капиллярный материал может содержать пенообразный материал. Структура капиллярного материала может образовывать множество небольших каналов или трубок, через которые жидкость может транспортироваться за счет капиллярного действия.
Капиллярный материал может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают в себя губчатый или вспененный материал, материалы на основе керамики или графита в виде волокон или спеченных порошков, вспененные металлические или пластмассовые материалы, волоконный материал, например, выполненный из крученых или экструдированных волокон, таких как ацетилцеллюлозные, полиэфирные или связанные полиолефиновые, полиэтиленовые, териленовые или полипропиленовые волокна, нейлоновые волокна или керамика. Капиллярный материал может иметь любые подходящие капиллярность и пористость для его использования с жидкостями, имеющими разные физические свойства. Жидкий образующий аэрозоль субстрат имеет такие физические свойства, включая, но без ограничения, вязкость, поверхностное натяжение, плотность, теплопроводность, температуру кипения и давление пара, которые обеспечивают возможность транспортировки жидкости через капиллярный материал за счет капиллярного действия.
Средство для генерирования аэрозоля может быть расположены с возможностью приема образующего аэрозоль субстрата из части для хранения жидкости. Средство для генерирования аэрозоля может представлять собой распылитель. Средство для генерирования аэрозоля может содержать один или более генерирующих аэрозоль элементов. Средство для генерирования аэрозоля может быть выполнены с возможностью испарения принимаемого образующего аэрозоль субстрата с использованием тепла. Средство для генерирования аэрозоля может содержать нагревательные средства для испарения принимаемого генерирующего аэрозоль субстрата. Указанные один или более генерирующих аэрозоль элементов могут представлять собой нагревательные элементы. Средство для генерирования аэрозоля может быть выполнены с возможностью испарения принимаемого образующего аэрозоль субстрата с использованием ультразвуковых вибраций. Средство для генерирования аэрозоля может содержать ультразвуковой преобразователь. Указанные один или более генерирующих аэрозоль элементов могут содержать один или более вибрационных элементов.
Средство для генерирования аэрозоля может содержать нагревательные средства, выполненные с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата. Нагревательные средства могут содержать один или более нагревательных элементов. Указанные один или более нагревательных элементов могут быть расположены надлежащим образом для наиболее эффективного нагрева принимаемого образующего аэрозоль субстрата. Указанные один или более нагревательных элементов могут быть расположены с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата, главным образом, за счет проводимости. Указанные один или более нагревательных элементов могут быть расположены по существу в непосредственном контакте с образующим аэрозоль субстратом. Указанные один или более нагревательных элементов могут быть расположены с возможностью передачи тепла на образующий аэрозоль субстрат посредством одного или более теплопроводных элементов. Указанные один или более нагревательных элементов могут быть расположены с возможностью передачи тепла в окружающий воздух, втягиваемый через генерирующую аэрозоль систему во время использования, что обеспечивает возможность нагрева образующего аэрозоль субстрата за счет конвекции. Указанные один или более нагревательных элементов могут быть расположены с возможностью нагрева окружающего воздуха перед его втягиванием через образующий аэрозоль субстрат. Указанные один или более нагревательных элементов могут быть расположены с возможностью нагрева окружающего воздуха после его втягивания через образующий аэрозоль субстрат.
Нагревательные средства могут представлять собой электрические нагревательные средства или электрический нагреватель. Электрический нагреватель может содержать один или более электрических нагревательных элементов. Указанные один или более электрических нагревательных элементов могут содержать электрорезистивный материал. Подходящие электрорезистивные материалы могут включать в себя полупроводники, такие как легированная керамика, электрически «проводящая» керамика (такая как, например, дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композитные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала.
Указанные один или более электрических нагревательных элементов могут иметь любую подходящую форму. Например, указанные один или более электрических нагревательных элементов могут иметь форму одного или более нагревательных лезвий. Указанные один или более электрических нагревательных элементов могут иметь форму оболочки или субстрата имеющих разные электропроводные части, или форму одной или более электрорезистивных металлических трубок.
Часть для хранения жидкости может содержать один или более одноразовых нагревательных элементов. Указанные один или более электрических нагревательных элементов могут представлять собой одну или более нагревательных игл или стержней, которые проходят через образующий аэрозоль субстрат. Указанные один или более электрических нагревательных элементов могут содержать один или более гибких листов материала. Электрические нагревательные средства могут содержать одну или более нагревательных проволок или нитей, например, проволок из Ni-Cr, платины, вольфрама или проволок из сплавов, или нагревательных пластин. Указанные один или более нагревательных элементов могут быть нанесены внутри или снаружи на жесткий несущий материал.
Указанные один или более нагревательных элементов могут содержать один или более теплоотводов или тепловых резервуаров. Указанные один или более теплоотводов или тепловых резервуаров могут содержать материал, способный абсорбировать и сохранять тепло и затем с течением времени выделять тепло для нагрева образующего аэрозоль субстрата.
Нагревательные средства могут быть по существу плоскими, чтобы обеспечивать возможность простого изготовления. В контексте данного документа термин «по существу плоский» означает «образованный в одной плоскости и не обернутый вокруг чего-либо и иным образом не приспособленный для сопряжения с криволинейной или иной неплоской формой». Плоские нагревательные средства обеспечивают возможность легкого манипулирования ими во время изготовления и обеспечивают прочную конструкцию.
Нагревательные средства могут представлять собой средства того типа, который описан в EP-B1-2493342. Например, нагревательные средства могут содержать одну или более электропроводных дорожек на электроизоляционном субстрате. Электроизоляционный субстрат может содержать любой подходящий материал, и он может представлять собой материал, который способен выдерживать высокие температуры (свыше 300°C) и резкие изменения температуры. Примером подходящего материала является полиимидная пленка, такая как Kapton®.
Нагревательные средства могут содержать средства для нагрева малого количества жидкого образующего аэрозоль субстрата за один раз. Средства для нагрева малого количества образующего аэрозоль субстрата за один раз могут включать в себя, например, жидкостной канал, сообщающийся с жидким образующим аэрозоль субстратом. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может вытесняться внутрь указанного жидкостного канала под действием капиллярной силы. Указанный по меньшей мере один нагреватель может быть расположен таким образом, чтобы при использовании нагревалось лишь небольшое количество жидкого образующего аэрозоль субстрата внутри указанного жидкостного канала, а не жидкость внутри корпуса. Нагревательные средства могут содержать катушку, по существу окружающую по меньшей мере участок жидкостного канала.
Нагревательные средства могут представлять собой индукционные нагревательные средства. Индукционные нагревательные средства более подробно описаны ниже в отношении картриджа.
Средство для генерирования аэрозоля может содержать один или более вибрационных элементов и один или более активаторов, расположенных с возможностью возбуждения вибраций в указанных одном или более вибрационных элементах. Указанные один или более вибрационных элементов могут содержать множество каналов, через которые обеспечивается возможность прохождения образующего аэрозоль субстрата с его испарением. Указанные один или более активаторов могут содержать один или более пьезоэлектрических преобразователей.
Средство для генерирования аэрозоля может содержать один или более капиллярных фитилей для транспортировки жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, к указанным одному или более элементам средства для генерирования аэрозоля. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может иметь такие физические свойства, включая вязкость, которые обеспечивают возможность передачи жидкости через указанные один или более капиллярных фитилей за счет капиллярного действия. Указанные один или более капиллярных фитилей могут иметь любые свойства вышеописанных структур, относящихся к капиллярному материалу.
Указанные один или более капиллярных фитилей могут быть расположены с возможностью контакта с жидкостью, удерживаемой в части для хранения жидкости. Указанные один или более капиллярных фитилей могут проходить внутрь части для хранения жидкости. В этом случае при использовании обеспечивается возможность транспортировки жидкости из части для хранения жидкости к указанным одному или более элементам средства для генерирования аэрозоля за счет капиллярного действия в указанных одном или более капиллярных фитилях. Указанные один или более капиллярных фитилей могут иметь первый конец и второй конец. Первый конец может проходить внутрь части для хранения жидкости с целью втягивания жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, в средство для генерирования аэрозоля. Второй конец может проходить внутрь воздушного канала генерирующей аэрозоль системы. Второй конец может содержать один или более генерирующих аэрозоль элементов. Первый конец и второй конец могут проходить внутрь части для хранения жидкости. Один или более элементов, генерирующих аэрозоль, могут быть расположены в центральной части фитиля между первым и вторым концами. В ходе использования, при активации указанных одного или более генерирующих аэрозоль элементов жидкий образующий аэрозоль субстрат в указанных одном или более капиллярных фитилях испаряется на указанных одном или более генерирующих аэрозоль элементах и вокруг них. Испаренный образующий аэрозоль субстрат может смешиваться с воздушным потоком и переноситься в нем через воздушный канал генерирующей аэрозоль системы.
Средство для генерирования аэрозоля может содержать одну или более нагревательных проволок или нитей, окружающих участок указанных одного или более капиллярных фитилей. Нагревательная проволока или нить может поддерживать окруженный ею участок указанных одного или более капиллярных фитилей.
В случае, если в части для хранения жидкости удерживается достаточное количество жидкого образующего аэрозоль субстрата, обеспечивается возможность увлажнения указанных одного или более капиллярных фитилей жидким образующим аэрозоль субстратом. Иначе говоря, влажный капиллярный фитиль может содержать, главным образом, капиллярный материал и жидкий образующий аэрозоль субстрат. В случае, если в части для хранения жидкости удерживается недостаточное количество жидкого образующего аэрозоль субстрата, указанные один или более капиллярных фитилей могут быть сухими. Иначе говоря, сухой капиллярный фитиль может содержать, главным образом, капиллярный материал и воздух. Влажный капиллярный фитиль может иметь электрические свойства, отличные от сухого капиллярного фитиля.
Капиллярные свойства указанных одного или более капиллярных фитилей, в сочетании со свойствами жидкого субстрата, способны обеспечивать, чтобы при нормальном использовании, когда имеется достаточное количество образующего аэрозоль субстрата, фитиль всегда был увлажнен жидким образующим аэрозоль субстратом в области нахождения средства для генерирования аэрозоля. В случае, если указанные один или более капиллярных фитилей являются сухими, эти один или более капиллярных фитилей неспособны доставлять устойчивое количество жидкого образующего аэрозоль субстрата к средству для генерирования аэрозоля. Активация средства для генерирования аэрозоля в состоянии, когда указанные один или более капиллярных фитилей являются сухими, способна привести к генерированию нежелательных компонентов указанными средством для генерирования аэрозоля.
По меньшей мере участок указанных одного или более капиллярных фитилей может быть расположен между первым электродом и вторым электродом. Первый электрод и второй электрод могут быть выполнены с возможностью измерения электрического параметра указанных одного или более капиллярных фитилей. Система управления может быть выполнена с возможностью определения того, увлажнены ли указанные один или более капиллярных фитилей жидким образующим аэрозоль субстратом, или указанные один или более капиллярных фитилей являются сухими, на основе измеренного значения электрического параметра. Система управления дополнительно может быть выполнена с возможностью по существу предотвращения или торможения работы средства для генерирования аэрозоля в случае, если определено, что указанные один или более капиллярных фитилей являются сухими. Таким образом обеспечивается возможность по существу предотвращения или ослабления генерирования нежелательных компонентов в результате активации средства для генерирования аэрозоля, когда указанные один или более капиллярных фитилей являются сухими.
Генерирующая аэрозоль система может содержать один или более источников питания. Источник питания может представлять собой батарею. Батарея может представлять собой литиевую батарею, например, литий-кобальтовую, литий-железо-фосфатную, литий-титанатную или литий-полимерную батарею. Батарея может представлять собой никель-металлогидридную батарею или никель-кадмиевую батарею. Источник питания может представлять собой другой вид устройства накопления заряда, такой как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке и быть выполнен с возможностью осуществления множества циклов зарядки и разрядки. Источник питания может иметь емкость, которая обеспечивает возможность накопления энергии, достаточной для одного или более сеансов курения; например, источник питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, приблизительно равного шести минутам, что соответствует типовому времени, затрачиваемому на выкуривание обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В еще одном примере источник питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности осуществления предварительно заданного количества затяжек или отдельных активаций нагревательных средств и активатора.
Генерирующая аэрозоль система может содержать систему управления, выполненную с возможностью управления средством для генерирования аэрозоля. Система управления, выполненная с возможностью управления средством для генерирования аэрозоля, может представлять собой систему управления, выполненную с возможностью определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости. Система управления, выполненная с возможностью управления средством для генерирования аэрозоля, может отличаться от системы управления, выполненной с возможностью определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости. Система управления, выполненная с возможностью управления средством для генерирования аэрозоля, может содержать компоненты, аналогичные системе управления, выполненной с возможностью определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости.
Генерирующая аэрозоль система может содержать датчик температуры, связанный с системой управления. Датчик температуры может быть расположен смежно с частью для хранения жидкости. Датчик температуры может представлять собой термопару. По меньшей мере один элемент средства для генерирования аэрозоля может использоваться системой управления для получения информации, относящейся к температуре. Температурно-зависимые резистивные свойства указанного по меньшей мере одного элемента могут быть известны, и они могут использоваться для определения температуры указанного по меньшей мере одного элемента способом, известным специалистам. Система управления может быть выполнена с возможностью учета влияния температуры на электрическую нагрузку части для хранения жидкости с использованием результатов измерения температуры от датчика температуры. Например, в случае, если участок части для хранения жидкости, расположенный между первым и вторым электродами, содержит емкостную нагрузку, система управления может быть выполнена с возможностью учета изменений диэлектрических свойств части для хранения жидкости из-за изменений температуры.
Генерирующая аэрозоль система может содержать детектор затяжек, связанный с электронным блоком управления. Детектор затяжек может быть выполнен с возможностью определения осуществления пользователем затяжки на мундштуке. Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью управления подачей питания на средство для генерирования аэрозоля в зависимости от входного сигнала от детектора затяжек.
Система управления может содержать датчик наклона. Датчик наклона может быть выполнен с возможностью измерения ориентации части для хранения жидкости. Генерирующая аэрозоль система может содержать систему управления, выполненную с возможностью приема измеренного параметра ориентации от датчика наклона и определения ориентации части для хранения жидкости. Система управления может быть выполнена с возможностью определения того, является ли жидкий образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в части для хранения жидкости, по существу перпендикулярным первому электроду и второму электроду, путем определения ориентации части для хранения жидкости. Система управления может быть выполнена с возможностью обнаружения затяжек, осуществляемых пользователем на генерирующей аэрозоль системе, когда жидкий образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в части для хранения жидкости, по существу перпендикулярен первому и второму электродам, например когда определено, что часть для хранения жидкости расположена вертикально.
На жидкий образующий аэрозоль субстрат могут действовать силы гравитации и ускорения, что приводит к перемещению жидкого образующего аэрозоль субстрата в другие секции части для хранения жидкости. При условии, что вся часть для хранения жидкости расположена между первым и вторым электродами, обеспечивается возможность предотвращения влияния на измерение указанного электрического параметра.
Генерирующая аэрозоль система может содержать пользовательское устройство ввода, такое как переключатель или кнопка. Таким образом обеспечивается возможность включения системы пользователем. С помощью переключателя или кнопки могут активироваться средство для генерирования аэрозоля. С помощью переключателя или кнопки может инициироваться генерирование аэрозоля. С помощью переключателя или кнопки может осуществляться подготовка электронного блока управления к ожиданию входного сигнала от детектора затяжек.
Генерирующая аэрозоль система может содержать оповещающие средства для оповещения пользователя об определенном количестве жидкого образующего аэрозоль субстрата. Оповещающие средства могут содержать один или более световых индикаторов, таких как светодиоды (light emitting diodes, LED), дисплей, такой как ЖК-дисплей, и динамик или звуковой сигнализатор. Система управления может быть выполнена с возможностью оповещения пользователя об определенном количества жидкого образующего аэрозоль субстрат с помощью указанных оповещающих средств. Система управления может быть выполнена с возможностью зажигания указанных одного или более световых индикаторов, отображения количества на дисплее или эмиссии звуков посредством динамика или звукового сигнализатора.
Генерирующая аэрозоль система может содержать корпус. Корпус может быть удлиненным. Корпус может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают в себя металлы, сплавы, пластмассы или композитные материалы, содержащие один или более из таких материалов, или термопласты, подходящие для применения в пищевой или фармацевтической промышленности, например полипропилен, полиэфирэфиркетон (PEEK) и полиэтилен. Материал может быть легким и нехрупким.
Корпус может содержать полость для размещения источника питания. Корпус может содержать мундштук. Мундштук может содержать по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха и по меньшей мере одно выпускное отверстие для воздуха. Мундштук может содержать более чем одно впускное отверстие для воздуха. Одно или более впускных отверстий для воздуха обеспечивают возможность снижения температуры аэрозоля перед его доставкой пользователю и возможность снижения концентрации аэрозоля перед его доставкой пользователю.
Генерирующая аэрозоль система может быть портативной. Генерирующая аэрозоль система может иметь размер, сопоставимый с размером обычной сигары или сигареты. Генерирующая аэрозоль система может иметь общую длину от приблизительно 30 мм до приблизительно 150 мм. Генерирующая аэрозоль система может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 мм до приблизительно 30 мм.
Генерирующая аэрозоль система может представлять собой электрическую курительную систему. Генерирующая аэрозоль система может представлять собой электронную сигарету или сигару.
Генерирующая аэрозоль система может содержать основной модуль и картридж. Основной модуль содержит систему управления. Картридж содержит часть для хранения жидкости, предназначенную для удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата. Основной модуль может быть выполнен с возможностью съемного размещения в нем картриджа. Первый электрод и второй электрод могут быть расположены таким образом, чтобы участок части для хранения жидкости в картридже располагался между первым электродом и вторым электродом при размещении картриджа в основном модуле.
Основной модуль может содержать один или более источников питания. Основной модуль может содержать средство для генерирования аэрозоля.
Картридж может содержать средство для генерирования аэрозоля. В случае, если картридж содержит средство для генерирования аэрозоля, этот картридж может именоваться «картомайзером».
Генерирующая аэрозоль система может содержать генерирующий аэрозоль компонент, содержащий средство для генерирования аэрозоля. Генерирующий аэрозоль компонент может быть отдельным от основного модуля и картриджа. Генерирующий аэрозоль компонент может быть съемно размещен в основном модуле и/или картридже.
Основной модуль может содержать первый электрод и второй электрод. Картридж может содержать первый электрод и второй электрод. Основной модуль может содержать один из электродов - первый электрод или второй электрод. Картридж может содержать один из электродов - первый электрод или второй электрод. Благодаря размещению одного из электродов - первого электрода или второго электрода - на основном модуле и размещению другого из электродов - первого электрода или второго электрода - на картридже, обеспечивается возможность идентификации картриджа. Иначе говоря, наличие или отсутствие электрода на картридже может использоваться для распознавания того, является ли картридж, размещенный в основном модуле, подлинным или аутентичным картриджем от производителя данного основного модуля. Тип электрода или результаты измерений между электродом основного модуля и электродом картриджа также могут использоваться для идентификации типа картриджа, размещенного в основном модуле, или типа жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости этого картриджа. Система управления может быть выполнена с возможностью определения наличия или отсутствия электрода в картридже. Система управления может быть выполнена с возможностью определения идентичности картриджа на основе наличия или отсутствия электрода в картридже. Система управления может также быть выполнена с возможностью определения того, правильно ли размещен картридж в основном модуле, на основе наличия или отсутствия электрода в картридже.
Средство для генерирования аэрозоля может содержать нагревательные средства, по существу такие же, что и описанные выше в отношении первого аспекта настоящего изобретения. Нагревательные средства могут представлять собой индукционные нагревательные средства, так что электрические контакты между картриджем и основным модулем отсутствуют. Основной модуль может содержать катушку индуктивности и источник питания, выполненный с возможностью подачи высокочастотного колебательного тока на катушку индуктивности. Картридж может содержать сусцепторный элемент, расположенный с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата. В контексте данного документа термин «высокочастотный колебательный ток» обозначает колебательный ток с частотой от 10 кГц до 20 МГц.
Картридж может быть съемно присоединен к основному модулю. Картридж может быть снят с основного модуля в случае израсходования образующего аэрозоль субстрата. Картридж предпочтительно является одноразовым. Тем не менее, картридж может быть многоразовым и иметь возможность повторной заправки жидким образующим аэрозоль субстратом. Картридж может быть сменным в основном модуле. Основной модуль может быть многоразовым.
Картридж может быть изготовлен дешевым, надежным и воспроизводимым способом. В контексте данного документа термин «съемно присоединен» означает, что обеспечивается возможность взаимного соединения и разъединения картриджа и основного модуля без значительного повреждения основного модуля и картриджа.
Картридж может иметь простую конструкцию. Картридж может иметь корпус, внутри которого удерживается жидкий образующий аэрозоль субстрат. Корпус может представлять собой жесткий корпус. Корпус может содержать материал, который является непроницаемым для жидкости.
Картридж может содержать крышку. Крышка может иметь возможность отрыва перед присоединением картриджа к основному модулю. Крышка может быть прокалываемой.
Основной модуль может содержать полость для размещения картриджа. Основной модуль может содержать полость для размещения источника питания.
Основной модуль может содержать средство для генерирования аэрозоля. Основной модуль может содержать одну или более систем управления генерирующей аэрозоль системы. Основной модуль может содержать источник питания. Источник питания может быть съемно присоединен к основному модулю.
Основной модуль может содержать мундштук. Мундштук может содержать по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха и по меньшей мере одно выпускное отверстие для воздуха. Мундштук может содержать более чем одно впускное отверстие для воздуха.
Основной модуль может содержать прокалывающий элемент для прокалывания крышки картриджа. Мундштук может содержать прокалывающий элемент. Мундштук может содержать по меньшей мере один первый канал, проходящий между указанным по меньшей мере одним впускным отверстием для воздуха и дальним концом прокалывающего элемента. Мундштук может содержать по меньшей мере один второй канал, проходящий между дальним концом прокалывающего элемента и указанным по меньшей мере одним выпускным отверстием для воздуха. Мундштук может быть расположен таким образом, чтобы при использовании, когда пользователь осуществляет затяжку на мундштуке, воздух проходил по воздушному тракту, проходящему от указанного по меньшей мере одного впускного отверстия для воздуха через указанный по меньшей мере один первый канал, участок картриджа и указанный по меньшей мере один второй канал, и выходил из указанного по меньшей мере одного выпускного отверстия. Таким образом обеспечивается возможность улучшения протекания воздушного потока через основной модуль для облегчения доставки аэрозоля пользователю.
При использовании пользователь имеет возможность вставки картриджа, описанного выше в данном документе, внутрь полости основного модуля, описанного выше в данном документе. Пользователь имеет возможность прикрепления мундштука к корпусу основного модуля, который способен прокалывать картридж своим прокалывающим участком. Пользователь имеет возможность активации основного модуля путем нажатия переключателя или кнопки. Пользователь имеет возможность осуществления затяжки на мундштуке для втягивания воздуха внутрь основного модуля через указанные одно или более впускных отверстий для воздуха. Воздух может проходить через часть средства для генерирования аэрозоля, захватывая испаренный образующий аэрозоль субстрат, и выходить из основного модуля через выпускное отверстие для воздуха в мундштуке для вдыхания пользователем.
Может быть обеспечен комплект частей, содержащий картридж и основной модуль, по существу такие же, что и вышеописанные. Генерирующая аэрозоль система согласно первому аспекту настоящего изобретения может быть образована путем объединения картриджа, средства для генерирования аэрозоля и основного модуля. Компоненты указанного комплекта частей могут быть разъемно соединены. Компоненты указанного комплекта частей могут быть взаимозаменяемыми. Компоненты указанного комплекта частей могут быть одноразовыми. Компоненты указанного комплекта частей могут быть многоразовыми.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения, предложен основной модуль для генерирующей аэрозоль системы согласно первому аспекту настоящего изобретения. Основной модуль содержит систему управления; и первый электрод и/или второй электрод.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения, предложен картридж для генерирующей аэрозоль системы согласно первому аспекту настоящего изобретения. Картридж содержит: часть для хранения жидкости; п первый электрод и/или второй электрод. Картридж может содержать корпус для удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата в части для хранения жидкости. Картридж может содержать средство для генерирования аэрозоля, выполненное с возможностью приема жидкого образующего аэрозоль субстрата из части для хранения жидкости.
Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения, предложен способ определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости генерирующей аэрозоль системы, включающий в себя этапы, на которых: удерживают жидкий образующий аэрозоль субстрат в части для хранения жидкости генерирующей аэрозоль системы; размещают по меньшей мере участок части для хранения жидкости между первым электродом и вторым электродом; измеряют электрический параметр между первым электродом и вторым электродом; и определяют количество жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, на основе измеренного значения электрического параметра.
Способ имеет все преимущества, описанные в отношении первого, второго и третьего аспектов настоящего изобретения. Признаки, такие как часть для хранения жидкости, первый электрод и второй электрод, могут быть такими же, что и описанные применительно к первому, второму и третьему аспектам настоящего изобретения.
Этап определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, может включать в себя этап, на котором сравнивают измеренное значение электрического параметра с эталонным значением электрического параметра. Эталонное значение электрического параметра может представлять собой значение электрического параметра, заранее измеренное с помощью системы управления. Эталонное значение электрического параметра может быть сохранено в памяти генерирующей аэрозоль системы. Эталонное значение электрического параметра может быть сохранено в справочной таблице.
Эталонное значение электрического параметра может быть измерено с помощью системы управления в ходе калибровочной процедуры. Калибровочная процедура может осуществляться для заполнения справочной таблицы. В ходе калибровочной процедуры заданные количества жидкого образующегог аэрозоль субстрата могут быть загружены в часть для хранения жидкости. Может быть измерен электрический параметр между первым электродом и вторым электродом, когда известные количества жидкого образующего аэрозоль субстрата загружены в часть для хранения жидкости. Измеренное значение электрического параметра может быть сохранено в справочной таблице и связано в этой справочной таблице с известным количеством жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости во время измерения.
Калибровочная процедура может быть осуществлена на заводе перед отправкой генерирующей аэрозоль системы. Калибровочная процедура может быть осуществлена пользователем перед первым использованием генерирующей аэрозоль системы.
Способ предотвращения работы средства для генерирования аэрозоля генерирующей аэрозоль системы может включать в себя этапы, на которых: удерживают жидкий образующий аэрозоль субстрат в части для хранения жидкости генерирующей аэрозоль системы; размещают по меньшей мере участок части для хранения жидкости между первым электродом и вторым электродом; измеряют электрический параметр между первым электродом и вторым электродом; сравнивают определенное количество жидкого образующего аэрозоль субстрата с заданным пороговым количеством; и предотвращают работу средства для генерирования аэрозоля в случае, если определенное количество жидкого образующего аэрозоль субстрата меньше заданного порогового количества. Таким образом обеспечивается возможность предотвращения или торможения работы средства для генерирования аэрозоля, если эти средство для генерирования аэрозоля являются сухими.
Признаки, описанные применительно к одному аспекту настоящего изобретения, могут быть применены также и к другим аспектам настоящего изобретения. Признаки, описанные применительно к способу, могут быть применены к генерирующей аэрозоль системе, а признаки, соответствующие генерирующей аэрозоль системе, могут быть применены к способу.
Настоящее изобретение будет дополнительно описано исключительно на примерах, со ссылками на сопроводительные графические материалы, на которых:
на фиг. 1 показана схематичная иллюстрация примера генерирующей аэрозоль системы;
на фиг. 2 показана часть для хранения жидкости для генерирующей аэрозоль системы согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 3 показана часть для хранения жидкости для генерирующей аэрозоль системы согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 4 показана часть для хранения жидкости для генерирующей аэрозоль системы согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 5 показана часть для хранения жидкости для генерирующей аэрозоль системы согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 6 показана часть для хранения жидкости для генерирующей аэрозоль системы согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 7 показан датчик, содержащий встречно-гребенчатые первый и второй электроды, согласно настоящему изобретению;
на фиг. 8 показан датчик, содержащий встречно-гребенчатые первый и второй электроды, согласно настоящему изобретению;
на фиг. 9 показана часть для хранения жидкости для генерирующей аэрозоль системы согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 10 показана часть для хранения жидкости для генерирующей аэрозоль системы согласно седьмому варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 11 показана часть для хранения жидкости для генерирующей аэрозоль системы согласно восьмому варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 12 показана принципиальная электрическая схема для генерирующей аэрозоль системы согласно настоящему изобретению; и
на фиг. 13 показан график зависимости измеренных значений емкости и омического сопротивления от времени, согласно настоящему изобретению.
На фиг. 1 показана схематичная иллюстрация генерирующей аэрозоль системы. Фиг. 1 является схематичным по своей природе, и изображенные компоненты представлены не в масштабе, ни по-отдельности, ни по отношению друг к другу. Генерирующая аэрозоль система содержит основной модуль 100, который предпочтительно является многоразовым, в сочетании с картриджем 200, который предпочтительно является одноразовым. Генерирующая аэрозоль система, показанная на фиг. 1, представляет собой электрическую курительную систему.
Основной модуль 100 содержит корпус 101. Корпус имеет по существу круглую цилиндрическую форму, и его продольная длина составляет приблизительно 100 мм, а внешний диаметр составляет приблизительно 20 мм, что сравнимо с обычной сигарой. Основной модуль 100 содержит электрический источник питания в виде литий-ион-фосфатной батареи 102 и систему управления в виде электронного блока 104 управления. Корпус 101 образует также полость 112, внутри которой размещается картридж 200.
Основной модуль 100 содержит также мундштучную часть 120, содержащую выпускное отверстие 124. В данном примере мундштучная часть соединена с основным корпусом 101 с помощью шарнирного соединения, однако может использоваться любой тип соединения, такой как защелкивающееся или винтовое соединение. Одно или более впускных отверстий 122 для воздуха образовано между мундштучной частью 120 и основным корпусом 101 при нахождении мундштучной части в закрытом положении, как показано на фиг. 1.
Внутри мундштучной части находится плоская спиральная катушка 110 индуктивности. Катушка 110 образована путем штамповки или вырезания спиральной катушки из листа меди. Катушка 110 расположена между впускными отверстиями 122 для воздуха и выпускным отверстием 124 для воздуха таким образом, что воздух, втянутый через впускные отверстия 122 к выпускному отверстию 124, проходит через указанную катушку.
Картридж 200 (показан схематично на фиг. 1) содержит жесткий корпус 204, образующий часть 201 для хранения жидкости. Часть 201 для хранения жидкости заключает в себе жидкий образующий аэрозоль субстрат (не показан). Корпус 204 картриджа 200 является непроницаемым для текучей среды, но имеет открытый конец, покрытый проницаемым сусцепторным элементом 210. Проницаемый сусцепторный элемент 210 содержит ферритную сетку, содержащую ферритную сталь. Образующий аэрозоль субстрат способен образовывать мениски в пустотах сетки. Когда картридж 200 соединен с основным модулем и размещен в полости 112, сусцепторный элемент 210 располагается смежно с плоской спиральной катушкой 110. Картридж 200 может содержать шпоночные элементы для обеспечения невозможности его вставки внутрь основного модуля вверх ногами.
При использовании пользователь осуществляет затяжку на мундштучной части 120 для втягивания воздуха через впускные отверстия 122 для воздуха внутрь мундштучной части 120 и его вывода из выпускного отверстия 124 в рот пользователя. Основной модуль содержит датчик 106 затяжек в виде микрофона в качестве части электронного блока 104 управления. Небольшой поток воздуха втягивается через впускное отверстие 121 датчика и проходит мимо микрофона 106 вверх внутрь мундштучной части 120 при осуществлении пользователем затяжки на мундштучной части. При обнаружении затяжки электронный блок управления подает высокочастотный колебательный ток на катушку 110. В результате генерируется колебательное магнитное поле, как показано пунктирными линиями на фиг. 1. Также активируется светодиод 108 для оповещения о том, что основной модуль активирован. Колебательное магнитное поле проходит сквозь сусцепторный элемент, индуцируя вихревые токи в этом сусцепторном элементе. Сусцепторный элемент нагревается в результате нагрева джоулевым теплом и в результате потерь на гистерезис, достигая температуры, достаточной для испарения образующего аэрозоль субстрата вблизи сусцепторного элемента. Испаренный образующий аэрозоль субстрат захватывается воздухом, протекающим от впускных отверстий для воздуха к выпускному отверстию для воздуха, и охлаждается с образованием аэрозоля внутри мундштучной части перед поступлением в рот пользователя. Электронный блок управления подает колебательный ток на указанную катушку в течение заданного времени, в данном примере - в течение пяти секунд, после обнаружения затяжек и затем выключает ток до тех пор, пока не будет обнаружена новая затяжка.
Картридж 200 имеет круглую цилиндрическую форму, и сусцепторный элемент перекрывает круглый открытый конец корпуса картриджа. Очевидно, что возможны и другие конфигурации. Например, сусцепторный элемент может представлять собой полоску из стальной сетки 220, которая перекрывает прямоугольное отверстие в корпусе 204 картриджа.
Пример генерирующей аэрозоль системы, показанный на фиг. 1, основан на индукционном нагреве. Другие примеры подходящих индукционных нагревательных элементов и пояснение работы индукционных нагревательных систем приведены в WO 2015/177046 A1.
Очевидно, что генерирующая аэрозоль система может содержать и другие типы средства для генерирования аэрозоля. Например, средство для генерирования аэрозоля может представлять собой другое средство для генерирования аэрозоля, выполненное с возможностью испарения жидкого образующего аэрозоль субстрата под действием тепла. Средство для генерирования аэрозоля может содержать один или более резистивных нагревательных элементов. Средство для генерирования аэрозоля может также представлять собой средство для генерирования аэрозоля, выполненное с возможностью испарения жидкого образующего аэрозоль субстрата под действием вибраций. Средство для генерирования аэрозоля может содержать один или более вибрационных элементов и активаторов.
На фиг. 2-12 показано несколько примеров картриджей для основных модулей генерирующих аэрозоль систем, например для основного модуля, показанного на фиг. 1. Картриджи, показанные на фиг. 2-12, содержат части для хранения жидкости и электродные компоновки согласно настоящему изобретению.
Картридж 300, показанный на фиг. 2, содержит по существу круглый цилиндрический корпус 301, имеющий закрытый конец и по существу открытый конец. Корпус является жестким и по существу непроницаемым для текучей среды и образует часть для хранения жидкости, которая выполнена с возможностью удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата (не показан), либо находящегося в свободном состоянии, либо удерживаемого в несущем материале. Поверх открытого конца корпуса 302 размещены генерирующие аэрозоль элементы 301. В данном варианте осуществления генерирующие аэрозоль элементы содержат сусцептор в виде ферритной сетки. На внутренней поверхности корпуса 301 внутри части для хранения жидкости расположен датчик 303. Датчик содержит первый электрод 304 и второй электрод 305. Первый и второй электроды 304, 305 являются по существу идентичными и содержат дугообразные металлические пластины, расположенные с противоположных сторон корпуса 301. Каждый электрод 304, 305 проходит в окружном направлении приблизительно на половину окружности внутренней поверхности корпуса 301 и вытянут по существу на длину корпуса 301 от открытого конца до закрытого конца. Электроды 304, 305 расположены на корпусе с зазором между боковыми сторонами указанных пластин для обеспечения отсутствия электропроводного взаимодействия между электродами 304, 305. Такая компоновка обеспечивает возможность измерения датчиком 303 электрических параметров всей части для хранения жидкости.
Электрические контакты (не показаны) проходят через корпус от внешней поверхности до внутренней поверхности каждой из указанных пластин. При размещении картриджа 300 в полости основного модуля, контакты картриджа 300 комплементарным образом примыкают к контактам, расположенным в полости основного модуля, для электрического соединения датчика 303 с источником питания и системой управления основного модуля.
Картридж 310, показанный на фиг. 3, имеет конструкцию, по существу аналогичную картриджу 300, показанному на фиг. 2. Картридж 310 содержит по существу круглый цилиндрический корпус 311, образующий часть для хранения жидкости, и генерирующий аэрозоль элемент 312, расположенный поверх открытого конца. Картридж 300 содержит датчик 313, расположенный вокруг внешней поверхности части для хранения жидкости. Датчик 313 содержит первый электрод 314 и второй электрод 315. Первый и второй электроды 314, 315 являются по существу идентичными и содержат медные кольца, окружающие внешнюю поверхность корпуса 311. Первый электрод 314, 315 расположен в направлении открытого конца корпуса 311, а второй электрод 315 расположен в направлении закрытого конца, так что датчик 313 выполнен с возможностью измерения электрических параметров всей части для хранения жидкости.
Картридж 320, показанный на фиг. 4, имеет конструкцию, по существу аналогичную картриджу 310, показанному на фиг. 3. Картридж 320 содержит по существу круглый цилиндрический корпус 321, имеющий открытый конец и закрытый конец, и генерирующий аэрозоль элемент 322, расположенный поверх открытого конца. Картридж 320 содержит датчик 323, содержащий первый электрод 324, имеющий кольцевой электрод, расположенный на внутренней поверхности корпуса 321, и второй электрод, содержащий генерирующий аэрозоль элемент 322.
Картридж 330, показанный на фиг. 5, имеет конструкцию, по существу аналогичную картриджам 300, 310 и 320, показанным на фиг. 2, 3 и 4. Картридж 330 содержит по существу круглый цилиндрический корпус 331, имеющий открытый конец и закрытый конец, и генерирующий аэрозоль элемент 332, расположенный поверх открытого конца. Картридж 330 содержит датчик 333, расположенный на внутренней поверхности корпуса 321. Датчик 333 содержит первый электрод 334 и второй электрод 335. Первый и второй электроды 334, 335 представляют собой точечные электроды, проходящие через противоположные стороны корпуса 331 в одном и том же месте по длине корпуса 331. Таким образом минимизируется расстояние между электродами и обеспечивается возможность повышения чувствительности датчика 333. В случае, если в части для хранения жидкости размещен несущий материал, точечные электроды 334, 335 могут быть расположены в контакте с этим несущим материалом. Жидкий образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в части для хранения жидкости, распространяется через несущий материал. Изменение количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, влияет на насыщение несущего материала и на изменение электрических параметров несущего материала. Таким образом с помощью точечных электродов 334, 335 обеспечивается возможность измерения электрических параметров всей части для хранения жидкости.
Картридж 340, показанный на фиг. 5, имеет конструкцию, по существу аналогичную картриджам 300, 310, 320 и 330, показанным на фиг. 2, 3, 4 и 5. Картридж 340 содержит по существу круглый цилиндрический корпус 341, имеющий открытый конец и закрытый конец, и генерирующий аэрозоль элемент 342, расположенный поверх открытого конца. Картридж 340 содержит датчик 343, расположенный на внутренней поверхности корпуса 341. Датчик 343 содержит первый и второй электроды (не показаны), расположенные на подложке. Подложка содержит электроизоляционный полимерный лист, имеющий форму и размеры, аналогичные одному из электродов 304, 305 картриджа 300, показанного на фиг. 2. Подложка приклеена к внутренней поверхности корпуса 343 и является достаточно гибкой для адаптации к форме корпуса 343.
Пример размещения первого и второго электродов на подложке, такой как подложка датчика 343, показан на фиг. 7. Датчик 343' содержит первый электрод 344' и второй электрод 345', которые являются встречно-гребенчатыми. Оба электрода 344', 345' являются по существу идентичными и содержат линейную основную дорожку и множество линейных выступов, проходящих от основной дорожки в направлении, по существу перпендикулярном основной дорожке. Каждый электрод 344', 345' содержит 125 выступов, каждый из которых имеет длину LP приблизительно 6760 мкм и ширину WP приблизительно 10 мкм. Смежные выступы отделены друг от друга промежутками, ширина WI которых составляет приблизительно 30 мкм.
Основная дорожка первого электрода 344'и основная дорожка второго электрода 345' расположены параллельно на подложке на расстоянии приблизительно 6780 мкм. Первый электрод 344'расположен таким образом, что его выступы 346' обращены ко второму электроду 345' и расположены внутри промежутков второго электрода 345'. Второй электрод 345' расположен таким образом, что его выступы 347'обращены к первому электроду 344'и расположены внутри промежутков первого электрода 344'. В данной компоновке обеспечивается постоянный зазор, составляющий приблизительно 10 мкм, между первым электродом 344' и вторым электродом 345' по всей длине электродов 344', 345'.
Еще один пример компоновки первого и второго электродов на подложке, такой как подложка датчика 343, показан на фиг. 8. Датчик 343ʺ содержит первый электрод 344ʺ и второй электрод 345ʺ, которые являются встречно-гребенчатыми. Каждый электрод 344ʺ, 345ʺ содержит линейную основную дорожку и множество пар дугообразных выступов, проходящих в противоположных направлениях от основной дорожки. Каждый электрод 344ʺ, 345ʺ содержит 50 пар дугообразных выступов. Каждый выступ имеет ширину приблизительно 10 мкм. Каждая пара выступов образует неполную окружность, которая не замкнута на самом дальнем конце от основной дорожки. Смежные пары выступов отделены друг от друга промежутками, имеющими ширину приблизительно 30 мкм. Самый дальний выступ второго электрода 345ʺ содержит полную окружность.
Основная дорожка первого электрода 344ʺ и основная дорожка второго электрода 345ʺ расположены с коаксиальным выравниванием на указанной подложке параллельно этой подложке таким образом, что выступы 346ʺ первого электрода 344ʺ расположены внутри промежутков второго электрода 345ʺ, а выступы 347ʺ второго электрода 345ʺ расположены внутри промежутков первого электрода 344ʺ. Самый дальний выступ первого электрода 344ʺ по существу окружает самый дальний выступ второго электрода 345ʺ. В данной компоновке обеспечивается постоянный зазор, составляющий приблизительно 10 мкм, между первым электродом 344' и вторым электродом 345' по всей длине электродов 344', 345'
Картридж 350, показанный на фиг. 9, содержит жесткий корпус 351, образующий часть для хранения жидкости. Корпус 351 содержит по существу плоские боковые стороны. Внутренний объем корпуса 301 является достаточно узким для того, чтобы на жидкий образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в части для хранения жидкости, действовали капиллярные силы. Датчик 353 содержит первый пластинчатый электрод 354 и второй пластинчатый электрод 355, расположенные с противоположных сторон части для хранения жидкости. Электроды 354, 355 образуют по существу параллельные электродные пластины, имеющие длину приблизительно от 25 мм до 30 мм и ширину приблизительно от 5 мм до 7 мм. Это соответствует площади поверхности от приблизительно 25 мм х 5 мм до приблизительно 30 мм х 7 мм. Расстояние между первым и вторым электродами 344, 345 составляет от приблизительно 2 мм до приблизительно 3 мм.
Картридж 350 дополнительно содержит средство для генерирования аэрозоля в виде фитиля 352, проходящего от конца части для хранения жидкости, и нагревательную катушку 358, намотанную вокруг фитиля 352 на дальнем конце. При использовании катушка 358 нагревает фитиль 352 и происходит испарение жидкого образующего аэрозоль субстрата в фитиле 352. В результате происходит втягивание жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, к фитильному концу части для хранения жидкости. Капиллярные силы, обусловленные малым расстоянием между первым и вторым электродами 354, 355, не позволяют свободно перемещаться жидкому образующему аэрозоль субстрату, удерживаемому в части для хранения жидкости. В результате жидкий образующий аэрозоль субстрат накапливается на фитильном конце части для хранения жидкости, и эта часть для хранения жидкости может быть условно разделена на две секции: первую секцию 38А, которая направлена к фитильному концу и заполняется жидким образующим аэрозоль субстратом, и вторую секцию 38В, которая противоположна фитильному концу и заполняется воздухом. По мере потребления жидкого образующего аэрозоль субстрата при использовании, вторая секция 38В, заполняемая воздухом, увеличивается в размере, а первая секция 38А, заполняемая жидким образующим аэрозоль субстратом, уменьшается в размере.
Картридж 360, показанный на фиг. 10, содержит по существу круглый цилиндрический корпус 361, содержащий проходящий через него центральный воздушный канал. Часть для хранения жидкости образована между корпусом 361 и центральным воздушным каналом и содержит кольцевое тело из несущего материала. Картридж 360 содержит средство для генерирования аэрозоля в виде фитиля 362, проходящего поперек указанного воздушного канала, и нагревательную катушку 368, расположенную в указанном воздушном канале и намотанную вокруг фитиля 362. Картридж 360 содержит датчик 363, содержащий первый электрод 364 и второй электрод 365, расположенные с противоположных сторон фитиля. При использовании катушка 368 нагревает фитиль 362 и происходит испарение жидкого образующего аэрозоль субстрата в фитиле 362. В результате жидкий образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в несущем материале, втягивается в фитиль и происходит изменение насыщения фитиля 362 и несущего материала. По мере изменения насыщения изменяется электрическая нагрузка между электродами 364, 365.
Картридж 370, показанный на фиг. 11, имеет конструкцию и компоновку, аналогичные картриджу 360, показанному на фиг. 10. Картридж 370 содержит датчик 373, содержащий первый пластинчатый электрод 374 круглой цилиндрической формы, расположенный вокруг внутренней поверхности кольцевого тела из несущего материала, и второй пластинчатый электрод 375 круглой цилиндрической формы, расположенный вокруг внешней поверхности указанного тела из несущего материала. Первый и второй электроды 375, 374 образуют концентричные круглые цилиндрические пластины, связанные с внутренней и внешней поверхностями кольцевого тела из несущего материала. При использовании указанная катушка нагревает фитиль и происходит испарение жидкого образующего аэрозоль субстрата в фитиле, в результате чего происходит втягивание в фитиль жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в несущем материале. В результате этого изменяется насыщение несущего материала, что приводит к изменению электрической нагрузки между электродами 374, 375.
На фиг. 12 показана принципиальная электрическая схема, содержащая схему 401 датчика и схему 402 системы управления, для генерирующей аэрозоль системы согласно настоящему изобретению. Схема 401 датчика содержит датчик 403, соединенный последовательно с резистором R, и специализированный источник питания датчика, предназначенный для подачи переменного напряжения заданной частоты на датчик 403. Схема 402 системы управления содержит электронный блок управления, содержащий контроллер 404 и память 405. Электронный блок управления соединен с источником 406 питания.
В других вариантах осуществления (не показаны) датчик 403 может быть соединен с источником 406 питания, который может быть выполнен с возможностью подачи питания на схему 401 датчика и схему 402 системы управления. Источник 406 питания может быть также выполнен с возможностью подачи питания на средство для генерирования аэрозоля генерирующей аэрозоль системы, а схема 402 системы управления может быть выполнена с возможностью управления работой средства для генерирования аэрозоля.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения генерирующая аэрозоль система содержит один из картриджей, показанных на фиг. 2-12. При использовании генерирующая аэрозоль система включается в результате активации переключателя пользователем, и система управления генерирующей аэрозоль системы подает колебательный измерительный сигнал на первый и второй электроды. Система управления принимает значение полного сопротивления от первого и второго электродов и сравнивает измеренное значение полного сопротивления с эталонным значением полного сопротивления, сохраненным в справочной таблице в памяти системы управления. Система управления определяет совпадение измеренного значения полного сопротивления с сохраненным эталонным значением полного сопротивления в справочной таблице. Сохраненное эталонное значение полного сопротивления связано со значением количества. Система управления оповещает пользователя о количестве, связанном с совпавшим сохраненным эталонным значением омического сопротивления, путем отображения определенного количества на ЖК-дисплее генерирующей аэрозоль системы.
На фиг. 13 показан пример экспериментальных данных, характеризующих измеренное омическое сопротивление 501 и измеренную емкость 502 в зависимости от времени для примера генерирующей аэрозоль системы согласно настоящему изобретению.
Экспериментальные данные, показанные на фиг. 13, были получены с использованием части для хранения жидкости и электродной компоновки, показанных на фиг. 5, причем часть для хранения жидкости представляла собой по существу круглую цилиндрическую часть для хранения жидкости, имеющую первый и второй точечные электроды в виде медных проволок, расположенных в центральном, в направлении длины, месте части для хранения жидкости. Часть для хранения жидкости содержала несущий материал, содержащий пену из смеси полипропилена и полиэтилена (РР-РЕ) с длинноцепочечным разветвлением, которая постепенно насыщалась жидким образующим аэрозоль субстратом. Электроды находились в непосредственном контакте с несущим материалом.
На первый и второй электроды подавалось переменное напряжение с амплитудой 2 В и частотой 1 МГц, и с помощью LCR-измерителя измерялись омическое сопротивление 501 и емкость 502 между первым и вторым электродами. В течение первого периода времени 503, между приблизительно 0-й и приблизительно 20-й секундами, часть для хранения жидкости не содержала жидкого образующего аэрозоль субстрата. Как показано на фиг. 13, омическое сопротивление 501 и емкость 502 оставались по существу постоянными в течение этого периода. В течение второго периода времени 504, между приблизительно 20-й и приблизительно 40-й секундами, происходило постепенное заполнение части для хранения жидкости жидким образующим аэрозоль субстратом. Как показано на фиг. 13, омическое сопротивление 501 снижалось, а емкость 502 повышалась по мере увеличения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата в части для хранения жидкости в течение этого периода времени. В течение третьего периода времени 505, после приблизительно 40-й секунды, несущий материал был полностью насыщен жидким образующим аэрозоль субстратом. Как показано на фиг. 13, омическое сопротивление 501 и емкость 502 сохранялись по существу постоянными в течение этого периода.
Данная процедура могла быть осуществлена во время калибровки генерирующей аэрозоль системы. В ходе калибровочной процедуры заданные количества жидкого образующего аэрозоль субстрата могли вводиться внутрь части для хранения жидкости, и могло измеряться по меньшей мере одно из следующего: индуктивность, омическое сопротивление или емкость. Результаты измерений могли быть сохранены в справочной таблице в памяти системы управления, и каждый результат измерения мог быть связан с заданным количеством жидкого образующего аэрозоль субстрата.
В еще одном примере эксплуатации генерирующей аэрозоль системы согласно настоящему изобретению с использованием иллюстративных данных, показанных на фиг. 13, система управления генерирующей аэрозоль системы принимает измеренное значение омического сопротивления от первого и второго электродов. Принятое значение омического сопротивления соответствует омическому сопротивлению приблизительно 7,4×105 Ом. Система управления сравнивает измеренное значение омического сопротивления с эталонным значением омического сопротивления, сохраненным в справочной таблице. Справочная таблица содержит сохраненное эталонное значение омического сопротивления, составляющее 7,4×105 Ом, которое связано с сохраненным значением количества, составляющим 0 миллилитров. Система управления определяет совпадение измеренного значения омического сопротивления с сохраненным эталонным значением омического сопротивления, составляющим 7,4×105 Ом, и отображает связанное сохраненное количество, составляющее 0 мл, для пользователя на ЖК-дисплее генерирующей аэрозоль системы.
В некоторых вариантах осуществления, в случае определения того, что часть для хранения жидкости удерживает 0 мл (т.е. часть для хранения жидкости является пустой), система управления может предотвращать подачу питания от источника питания на средство для генерирования аэрозоля генерирующей аэрозоль системы. Система управления может быть выполнена с возможностью продолжения предотвращения подачи питания на генерирующую аэрозоль систему до тех пор, пока определяемое количество жидкого образующего аэрозоль субстрата не достигнет или не превысит заданное пороговое количество.
Очевидно, что связь между измеренными омическим сопротивлением, емкостью и полным сопротивлением с одной стороны и количеством жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, с другой, будет зависеть от типа и относительного расположения электродов в части для хранения жидкости.
В некоторых вариантах осуществления система управления может определять количество жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, периодически через заданные интервалы. В других вариантах осуществления система управления может определять количество жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, по запросу пользователя, например при нажатии пользователем переключателя на корпусе генерирующей аэрозоль системы.
В некоторых вариантах осуществления система управления может быть выполнена с возможностью определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, путем вычисления. Например, система управления может быть выполнена с возможностью измерения емкости. Указанный датчик может содержать по существу плоские первую и вторую обкладки конденсатора, имеющие площадь А поверхности. Вторая обкладка конденсатора может быть расположена по существу параллельно первой обкладке конденсатора, на расстоянии d от первой обкладки конденсатора. Часть для хранения жидкости может быть расположена между первой и второй обкладками конденсатора (см. фиг. 9).
В данном примере измеренная емкость С связана с площадью А поверхности первой и второй обкладок конденсатора, и с расстоянием d, как показано в уравнении 1.
Уравнение 1
С - измеренная емкость, k - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика между первой и второй обкладками конденсатора, ε0 - диэлектрическая проницаемость вакуума, А - площадь поверхности первой и второй обкладок конденсатора, и d - расстояние между первой и второй обкладками конденсатора. Измеренная емкость С, диэлектрическая проницаемость ε0 вакуума, площадь А поверхности первой и второй обкладок конденсатора и расстояние d между первой и второй обкладками конденсатора известны. Известные значения могут использоваться для определения относительной диэлектрической проницаемости k диэлектрика.
При комбинировании диэлектриков можно предположить, что средняя диэлектрическая величина может быть получена путем умножения объемной доли каждого компонента на его соответствующий диэлектрический параметр и суммирования полученных значений.
Поскольку диэлектрические постоянные жидкого образующего аэрозоль субстрата, воздуха и несущего материала известны, обеспечивается возможность вычисления объемной доли жидкого образующего аэрозоль субстрата. Поскольку общий объем V части для хранения жидкости тоже известен, обеспечивается также возможность вычисления объема жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости.
Например, жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать смесь в соотношении 50:50 растительного глицерина VG (k ~ 42) и пропиленгликоля PG (k ~ 32) (при пренебрежимо малых количествах никотина и ароматизатора). Общая средняя диэлектрическая постоянная kAFS жидкого образующего аэрозоль субстрата составляет 37, как показано в уравнении 2.
Уравнение 2
В некоторых вариантах осуществления часть для хранения жидкости не содержит несущего материала. В этих вариантах осуществления диэлектрик между первой и второй обкладками конденсатора содержит жидкий образующий аэрозоль субстрат, воздух или комбинацию жидкого образующего аэрозоль субстрата и воздуха. Общая средняя диэлектрическая постоянная между первым электродом и вторым электродом в состоянии, когда часть для хранения жидкости заполнена жидким образующим аэрозоль субстратом (k ~ 37) составляет 37. При использовании, когда половина жидкого образующего аэрозоль субстрата потреблена и замещена воздухом (k ~ 1), общая средняя диэлектрическая постоянная kHALF между первым электродом и вторым электродом составляет приблизительно 19, как показано в уравнении 3.
Уравнение 3
Когда весь жидкий образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в части для хранения жидкости, потреблен и замещен воздухом (k ~ 1), общая средняя диэлектрическая постоянная kEMPTY между первым электродом и вторым электродом составляет приблизительно 1.
В других вариантах осуществления часть для хранения жидкости содержит несущий материал, и этот несущий материал пропитан жидким образующим аэрозоль субстратом (k ~ 37). Несущий материал может представлять собой гомогенную пропиленовую пену (k ~ 2,2), которая способна абсорбировать массу образующего аэрозоль субстрата, равную утроенному весу пены. В этих вариантах осуществления, когда несущий материал полностью насыщен жидким образующим аэрозоль субстратом и воздух в указанной пене отсутствует, общая средняя диэлектрическая постоянная kFULL между первым электродом и вторым электродом составляет приблизительно 28, как показано в уравнении 4.
Уравнение 4
При использовании, когда половина жидкого образующего аэрозоль субстрата потреблена и замещена воздухом (k ~ 1), общая средняя диэлектрическая постоянная kHALF между первым электродом и вторым электродом составляет приблизительно 5, как показано в уравнении 5.
Уравнение 5
Когда весь жидкий образующий аэрозоль субстрат, удерживаемый в части для хранения жидкости, потреблен и замещен воздухом, общая средняя диэлектрическая постоянная kEMPTY между первым электродом и вторым электродом составляет приблизительно 1,3, как показано в уравнении 6.
Уравнение 6
Объемная доля жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, может быть вычислена на основе общей средней диэлектрической постоянной, определенной на основе измеренной емкости и известных диэлектрических постоянных жидкого образующего аэрозоль субстрата, воздуха и несущего материала, удерживаемых в части для хранения жидкости.
Объемная доля жидкого образующего аэрозоль субстрата может отображаться для пользователя в виде количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости. Объем жидкого образующего аэрозоль субстрата может отображаться для пользователя.
Очевидно, что разные геометрические параметры конденсатора будут требовать разных вычислений для определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости.
Например, часть для хранения жидкости может быть расположена между двумя обкладками конденсатора, которые образованы в виде концентричных цилиндров (см. датчик, показанный на фиг. 11). Часть для хранения жидкости образует кольцевой цилиндр между первой и второй обкладками конденсатора. Внутренняя обкладка конденсатора имеет радиус а, внешняя обкладка конденсатора имеет радиус b и каждая из обкладок конденсатора имеет длину L. Измеренная емкость С связана с внутренним и внешним радиусами a, b и длиной L обкладок конденсатора, как показано в уравнении 7.
Уравнение 7
Длина L обкладок конденсатора, внутренний и внешний диаметры a, b и диэлектрическая проницаемость ε0 вакуума известны. Общая средняя относительная диэлектрическая проницаемость k между первым электродом и вторым электродом может быть определена на основе измеренной, и объемная доля жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, может быть вычислена с использованием известных значений относительной диэлектрической проницаемости жидкого образующего аэрозоль субстрата, воздуха и несущего материала, которые могут удерживаться в части для хранения жидкости.
Очевидно, что аналогичные вычисления могут быть осуществлены для других геометрических параметров датчика.
Аналогичные вычисления могут быть осуществлены для определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, с использованием результатов измерения других электрических параметров. Например, количество жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, может быть определено на основе результатов измерения омического сопротивления между первым электродом и вторым электродом. Общее среднее удельное электрическое сопротивление (ρ) между первым электродом и вторым электродом может быть вычислено на основе результатов измерения омического сопротивления между первым и вторым электродами. В случае примера плоского пластинчатого электрода, показанного выше на фиг. 9, может быть измерено омическое сопротивление R между первым электродом и вторым электродом, и общее среднее удельное сопротивление ρ между первым электродом и вторым электродом может быть вычислено, например, с использванием закона Пулье, как показано в уравнении 8.
Уравнение 8
Измеренное омическое сопротивление R, расстояние d между первым и вторым электродами и площадь А поверхности первого и второго электродов известны и могут использоваться для определения общего среднего удельного сопротивления ρ между первым электродом и вторым электродом. Объемная доля жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, может быть определена с использованием известных значений удельного электрического сопротивления жидкого образующего аэрозоль субстрата, воздуха и несущего материала способом, аналогичным используемому для вычисления объемной доли на основе известных значений удельного сопротивления, как показано выше в уравнениях 2-6.
В других вариантах осуществления система управления может быть выполнена с возможностью вычисления количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, на основе измеренных значений электрического параметра, путем условного разделения част для хранения жидкости на две секции - первую секцию, заполненную жидким образующим аэрозоль субстратом, и вторую секцию, заполненную воздухом.
Например, генерирующая аэрозоль система может содержать датчик, содержащий конденсатор, имеющий первую и вторую обкладки конденсатора. Первая и вторая обкладки конденсатора могут быть по существу плоскими и иметь площадь А поверхности. Вторая обкладка конденсатора может быть расположена по существу параллельно первой обкладке конденсатора, на расстоянии d от первой обкладки конденсатора. Вся часть для хранения жидкости может быть расположена между первой и второй обкладками конденсатора (см. фиг. 9).
Система управления может быть выполнена с возможностью условного разделения конденсатора на два параллельно соединенных конденсатора: первый конденсатор, имеющий емкость C1, и второй конденсатор, имеющий емкость C2. Таким образом обеспечивается возможность условного разделения части для хранения жидкости на две секции, из которых первая секция, заполняемая жидким образующим аэрозоль субстратом, расположена между обкладками первого конденсатора, а вторая секция, заполняемая воздухом, расположена между обкладками второго конденсатора.
Измеряемая емкость С представляет собой общую емкость первого и второго конденсаторов. Она вычисляется путем суммирования емкостей C1, C2 первого и второго конденсаторов. Путем суммирования емкостей первого и второго конденсаторов C1, C2 может быть вычислена общая емкость С, как показано в уравнении 9.
Уравнение 9
По мере потребления жидкого образующего аэрозоль субстрата в части для хранения жидкости, площадь A1 поверхности первого конденсатора уменьшается, а площадь A2 поверхности второго конденсатора увеличивается. Общая площадь А поверхности первой и второй обкладок конденсатора остается постоянной, и она представляет собой сумму площадей поверхности первого и второго конденсаторов. Уравнение 9 может быть преобразовано для определения площади A1 поверхности первого конденсатора, которая может быть вычислена с использованием известных значений общей площади А поверхности конденсатора, расстояния d между первой и второй обкладками конденсатора, диэлектрической проницаемости k1 жидкого образующего аэрозоль субстрата и диэлектрической проницаемости k2 воздуха. Объем V1 первой секции, который представляет собой объем жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, может быть определен путем умножения площади A1 поверхности первой секции на расстояние d между обкладками конденсатора.
В еще одном варианте осуществления (не показан) часть для хранения жидкости расположена между двумя обкладками конденсатора, которые образованы в виде концентрических цилиндров (см., например, фиг. 11). Первая, внутренняя обкладка конденсатора имеет радиус а, а вторая, внешняя обкладка конденсатора имеет радиус b. Часть для хранения жидкости образует кольцевой цилиндр между первой и второй обкладками конденсатора.
Система управления выполнена с возможностью условного разделения конденсатора на два параллельно соединенных конденсатора: первый конденсатор, перекрывающий секцию части для хранения жидкости, удерживающую жидкий образующий аэрозоль субстрат и имеющую длину L1, и второй конденсатор, перекрывающий секцию части для хранения жидкости, удерживающую воздух и имеющую длину L2. По мере потребления образующего аэрозоль субстрата в части для хранения жидкости, длина L1первой секции уменьшается, а длина L2 второй секции увеличивается. Общая длина L первой и второй обкладок конденсатора остается постоянной.
Путем суммирования емкости С1 первого конденсатора и емкости С2 второго конденсатора может быть вычислена общая емкость С, которая представляет собой измеряемую емкость, как показано в уравнении 10.
Уравнение 10
Уравнение 10 может быть преобразовано для определения длины L1 первой секции, которая может быть вычислена с использованием известных значений общей длины L первой и второй обкладок конденсатора, радиуса а первой обкладки конденсатора, радиуса b второй обкладки конденсатора, диэлектрической проницаемости k1 жидкого образующего аэрозоль субстрата и диэлектрической проницаемости k2 воздуха. Объем V1 первой секции, который соответствует объему жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, может быть определен путем умножения длины L1 первой секции на площадь кольцевой поверхности между первой и второй обкладками конденсатора, как показано в уравнении 11.
Уравнение 11
Очевидно, что система управления может быть выполнена с возможностью осуществления аналогичных вычислений для других геометрических параметров датчика и для других измеряемых электрических параметров.
Например, в случае, если система управления выполнена с возможностью измерения омического сопротивления между первым электродом и вторым электродом, эта система управления может быть выполнена с возможностью условного разделения первого и второго электродов на два параллельно соединенных резистора. Часть для хранения жидкости также может быть условно разделена на две секции, из которых первая секция заполняется жидким образующим аэрозоль субстратом и перекрыта первым резистором, а вторая секция заполняется воздухом и перекрыта вторым резистором. Измеренное омическое сопротивление представляет собой общее омическое сопротивление первого и второго резисторов. Поскольку первый и второй резисторы соединены параллельно, общее омическое сопротивление представляет собой величину, обратную сумме величины, обратной омическому сопротивлению первого резистора, и величины, обратной омическому сопротивлению второго резистора. Объем первой секции, заполняемой жидким образующим аэрозоль субстратом, может быть вычислен с использованием измеренного омического сопротивления и путем подстановки известных параметров первого и второго резисторов в закон Пулье (см. уравнение 8).
Для повышения точности вычисления с использованием условного разделения электродов и части для хранения жидкости, поверхность жидкого образующего аэрозоль субстрата может удерживаться по существу перпендикулярно первой и второй обкладкам конденсатора при осуществлении измерений электрического параметра. Это может быть достигнуто путем оснащения части для хранения жидкости по меньшей мере одним каналом, достаточно узким для того, чтобы на жидкий образующий аэрозоль субстрата, удерживаемый в части для хранения жидкости, действовали капиллярные силы. Это может быть также достигнуто путем оснащения части для хранения жидкости датчиком наклона и выполнения системы управления с возможностью определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, на основе результатов измерения электрического параметра, когда часть для хранения жидкости ориентирована надлежащим образом.
Осевидно, что в других вариантах осуществления (не показаны) картриджи, описанные применительно к фиг. 2-12, могут представлять собой не картриджи в строгом смысле этого слова, а неотъемлемые части генерирующих аэрозоль систем, таких как система, показанная на фиг. 1. Очевидно также, что основной модуль может быть оснащен датчиками, такими как пары электродов, показанных на фиг. 2-12, выполненными с возможностью измерения электрических параметров частей для хранения жидкости в картриджах, размещаемых в основных модулях
Следует понимать, что признаки, описанные для одного варианта осуществления, могут быть применены и в других вариантах осуществления. В частности, очевидно, что картриджи и генерирующие аэрозоль системы согласно настоящему изобретению могут содержать более чем одно средство для определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, а также более чем одну пару, состоящую из первого и второго электродов.
Изобретение относится к генерирующая аэрозоль системе, которая содержит часть для хранения жидкости, предназначенную для удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата; первый электрод и второй электрод, расположенный на удалении от первого электрода, причем по меньшей мере участок части для хранения жидкости расположен между первым электродом и вторым электродом; средство для генерирования аэрозоля, содержащее один или более генерирующих аэрозоль элементов, причем по меньшей мере один из этих генерирующих аэрозоль элементов содержит один электрод из первого электрода и второго электрода; и систему управления, выполненную с возможностью: измерения электрического параметра между первым электродом и вторым электродом, и определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, на основе измеренного значения электрического параметра. Технический результат заключается в обеспечении точного и надежного определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 13 ил.
1. Генерирующая аэрозоль система, содержащая:
часть для хранения жидкости, предназначенную для удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата;
первый электрод и второй электрод, расположенный на удалении от первого электрода, причем по меньшей мере участок части для хранения жидкости расположен между первым электродом и вторым электродом;
средство для генерирования аэрозоля, содержащее один или более генерирующих аэрозоль элементов, причем по меньшей мере один из этих генерирующих аэрозоль элементов содержит один электрод из первого электрода и второго электрода; и
систему управления, выполненную с возможностью:
измерения электрического параметра между первым электродом и вторым электродом, и
определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, на основе измеренного значения электрического параметра.
2. Генерирующая аэрозоль система по п. 1, в которой система управления выполнена с возможностью определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, путем сравнения измеренного значения электрического параметра с эталонным значением электрического параметра, сохраненным в системе управления.
3. Генерирующая аэрозоль система по п. 1 или 2, дополнительно содержащая средство для генерирования аэрозоля, выполненное с возможностью приема жидкого образующего аэрозоль субстрата из части для хранения жидкости, причем система управления дополнительно выполнена с возможностью:
сравнения определенного количества жидкого образующего аэрозоль субстрата с заданным пороговым количеством, сохраненным в системе управления; и
предотвращения работы средства для генерирования аэрозоля, если определенное количество жидкого образующего аэрозоль субстрата меньше, чем заданное пороговое количество.
4. Генерирующая аэрозоль система по любому из предыдущих пунктов, в которой первый электрод и второй электрод расположены на подложке из электроизоляционного материала.
5. Генерирующая аэрозоль система по любому из предыдущих пунктов, в которой первый электрод и второй электрод являются встречно-гребенчатыми.
6. Генерирующая аэрозоль система по любому из предыдущих пунктов, в которой система управления дополнительно выполнена с возможностью подачи колебательного измерительного сигнала на первый электрод и второй электрод.
7. Генерирующая аэрозоль система по любому из предыдущих пунктов, в которой электрический параметр, предназначенный для измерения с помощью системы управления, представляет собой полное сопротивление между первым электродом и вторым электродом.
8. Генерирующая аэрозоль система по любому из пп. 1-6, в которой электрический параметр, предназначенный для измерения с помощью системы управления, представляет собой омическое сопротивление между первым электродом и вторым электродом.
9. Генерирующая аэрозоль система по любому из пп. 1-6, в которой электрический параметр, измеряемый с помощью системы управления, представляет собой емкость между первым электродом и вторым электродом.
10. Генерирующая аэрозоль система по любому из предыдущих пунктов, содержащая:
картридж, содержащий часть для хранения жидкости; и
основной модуль, содержащий систему управления,
причем основной модуль выполнен с возможностью съемного размещения в нем картриджа; и при размещении картриджа в основном модуле первый электрод и второй электрод располагаются таким образом, что участок части для хранения жидкости картриджа располагается между первым электродом и вторым электродом.
11. Генерирующая аэрозоль система по п. 10, в которой
картридж содержит средство для генерирования аэрозоля, первый электрод и второй электрод, или
основной модуль содержит средство для генерирования аэрозоля, первый электрод и второй электрод, или
картридж содержит один электрод из первого электрода и второго электрода, а основной модуль содержит другой электрод из первого электрода и второго электрода.
12. Основной модуль для генерирующей аэрозоль системы по п. 10, в котором:
основной модуль содержит:
систему управления;
средство для генерирования аэрозоля, содержащее указанные один или более генерирующих аэрозоль элементов; и
первый электрод и второй электрод;
основной модуль выполнен с возможностью съемного размещения в нем картриджа, имеющего часть для хранения жидкости; и
при съемном размещении картриджа, имеющего часть для хранения жидкости, в основном модуле, первый электрод и второй электрод расположены таким образом, что участок части для хранения жидкости картриджа располагается между этими первым электродом и вторым электродом.
13. Способ определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости генерирующей аэрозоль системы, содержащей средство для генерирования аэрозоля, содержащее один или более генерирующих аэрозоль элементов, согласно которому:
удерживают жидкий образующий аэрозоль субстрат в части для хранения жидкости генерирующей аэрозоль системы;
размещают по меньшей мере участок части для хранения жидкости между первым электродом и вторым электродом, причем по меньшей мере один из генерирующих аэрозоль элементов содержит один из электродов - первый электрод или второй электрод;
измеряют электрический параметр между первым электродом и вторым электродом; и
определяют количество жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, на основе измеренного значения электрического параметра.
| Способ устройства силосов для кормов | 1928 |
|
SU12481A1 |
| ВСАСЫВАЮЩАЯ НАСАДКА ЭЛЕКТРОННОЙ СИГАРЕТЫ | 2011 |
|
RU2573948C2 |
| WO 2014159982 A1, 02.10.2014 | |||
| WO 2014120479 A1, 07.08.2014. | |||
