СИСТЕМА, ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ, СПОСОБ ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ, УСТРОЙСТВО, ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ, И КАРТРИДЖ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В УСТРОЙСТВЕ, ГЕНЕРИРУЮЩЕМ АЭРОЗОЛЬ Российский патент 2023 года по МПК A24F40/50 

Настоящее изобретение относится к электронным системам, генерирующим аэрозоль, которые функционируют путем нагревания субстрата, образующего аэрозоль. В частности, настоящее изобретение относится к системам и устройствам, использующим расходные материалы, наполненные жидкой композицией, содержащей субстрат, образующий аэрозоль, и к самому расходному материалу. Более конкретно данное изобретение относится к определению уровня заполненности жидкой композицией в расходном материале.

Жидкая композиция, содержащая субстрат, образующий аэрозоль, может называться жидкостью для электронных сигарет. Во многих системах, генерирующих аэрозоль, где применяется жидкость для электронных сигарет, жидкость для электронных сигарет хранится в картридже, размещенном в устройстве, генерирующем аэрозоль, чтобы нагревать жидкость для электронных сигарет с образованием аэрозоля, предназначенного для вдыхания пользователем. Когда картридж размещен в устройстве, генерирующем аэрозоль, жидкость для электронных сигарет обычно не видна пользователю. Поскольку пользователь не может видеть уровень жидкости для электронных сигарет, пользователь может не знать, когда жидкость для электронных сигарет будет почти израсходована. Собственно говоря, жидкость для электронных сигарет может быть израсходована тогда, когда пользователь не имеет запасов жидкости для электронных сигарет, доступных в любой момент, чтобы снова наполнить картридж жидкостью для электронных сигарет, или не имеет доступного заменяющего картриджа. Соответственно, пользователь неожиданно может быть лишен использования системы, генерирующей аэрозоль. Дополнительно, когда картридж израсходован или почти израсходован, может произойти чрезмерное нагревание оставшейся жидкости для электронных сигарет, и это может привести к генерированию нежелательных соединений. По меньшей мере по этим причинам для пользователя может быть желательным знать состояние заполненности жидкостью для электронных сигарет внутри картриджа.

Отслеживание состояния заполненности картриджа, размещенного в устройстве, генерирующем аэрозоль, является затруднительным. Например, картридж отделен от устройства, генерирующего аэрозоль, и часто не имеет электрического источника питания. Дополнительно положение картриджа и устройства, генерирующего аэрозоль, может изменяться, что вызывает перемещение жидкости в картридже. Подобное движение может усложнять измерение в статическом режиме и может создавать препятствия для измерений, осуществляемых в предпочтительных ориентациях. Кроме того, объем жидкости в картридже часто является достаточно малым и может требовать точных датчиков. Дополнительно приведение датчиков в контакт с жидкостью для электронных сигарет может приводить к нежелательному взаимодействию между жидкостью для электронных сигарет и датчиками. Например, жидкость для электронных сигарет может загрязняться материалами в датчике, датчик может испортиться из-за жидкости для электронных сигарет, и датчик может требовать уплотнения, и могут возникать усложнения в связи с этим уплотнением. Подобные факторы могут вызвать повышенные затраты на расходный материал.

В ЕР 3 357 360 А2 описано распыляющее устройство (атомайзер), которое собрано с батарейным узлом для образования электронной сигареты, содержащее узел хранения жидкости для хранения табачной жидкости, узел направления жидкости, соединенный с узлом хранения жидкости и предназначенный для направления табачной жидкости, и нагревательный узел, электрически соединенный с батарейным узлом и предназначенный для распыления табачной жидкости, причем распыляющее устройство дополнительно содержит передатчик сигнала и приемник, причем передатчик сигнала предназначен для передачи сигнала обнаружения, имеющего первую интенсивность, а приемник сигнала предназначен для приема сигнала обнаружения, имеющего вторую интенсивность; и при этом электронная сигарета выполнена с возможностью определения количества табачной жидкости на пути передачи сигнала обнаружения в соответствии с разницей между первой интенсивностью и второй интенсивностью и управления включением/выключением электрического соединения между нагревательным узлом и батарейным узлом в соответствии с определенным количеством табачной жидкости; при этом передатчик сигнала представляет собой передатчик инфракрасного сигнала, а приемник сигнала представляет собой приемник инфракрасного сигнала; или передатчик сигнала представляет собой передатчик ультразвукового сигнала, а приемник сигнала представляет собой приемник ультразвукового сигнала.

Было бы желательно предоставить систему, генерирующую аэрозоль, где применяется жидкость для электронных сигарет, которая способна определять уровень заполненности жидкостью для электронных сигарет в картридже.

Система, генерирующая аэрозоль, может содержать картридж, устройство, генерирующее аэрозоль, выполненное с возможностью размещения картриджа, источник света и детектор. Картридж может содержать отделение для хранения, выполненное с возможностью вмещения жидкой композиции, содержащей субстрат, образующий аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать блок питания и управляющую электронику, функционально соединенную с блоком питания. Источник света может быть функционально соединен с управляющей электроникой и расположен и сориентирован так, чтобы излучать свет в отделение для хранения картриджа. Свет, излучаемый источником света, может быть поглощен жидкой композицией. Детектор может быть функционально соединен с управляющей электроникой и расположен и сориентирован так, чтобы обнаруживать свет, излучаемый источником света.

В некоторых аспектах данное изобретение включает систему, генерирующую аэрозоль, содержащую картридж, устройство, генерирующее аэрозоль, выполненное с возможностью размещения картриджа, источник света и детектор. Картридж содержит отделение для хранения, выполненное с возможностью вмещения жидкой композиции, содержащей субстрат, образующий аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит блок питания и управляющую электронику, функционально соединенную с блоком питания. Источник света функционально соединен с управляющей электроникой и расположен и сориентирован так, чтобы излучать свет в отделение для хранения картриджа. Свет, излучаемый источником света, поглощается жидкой композицией. Детектор функционально соединен с управляющей электроникой и расположен и сориентирован так, чтобы обнаруживать свет, излучаемый источником света. Как источник света, так и детектор выполнены с возможностью смежного размещения с одной и той же стороной отделения для хранения, и поверхность отделения для хранения, расположенная напротив источника света, выполнена с возможностью поглощения света, излучаемого источником света в отделение для хранения.

Управляющая электроника может быть выполнена с возможностью определения уровня заполненности жидкой композицией в отделении для хранения картриджа или может быть выполнена с возможностью передачи данных относительно сигнала, обнаруженного детектором, другому устройству для определения уровня заполненности жидкой композицией в отделении для хранения.

В некоторых аспектах настоящее изобретение может содержать устройство, генерирующее аэрозоль, которое может содержать блок питания, управляющую электронику, функционально соединенную с блоком питания, и резервуар, выполненный с возможностью размещения картриджа, имеющего отделение для хранения, содержащее жидкую композицию, которая содержит субстрат, образующий аэрозоль. Устройство может также содержать источник света и детектор. Источник света может быть функционально соединен с управляющей электроникой и расположен и сориентирован так, чтобы излучать свет в отделение для хранения тары. Детектор может быть функционально соединен с управляющей электроникой и расположен и сориентирован для обнаружения света, излучаемого источником света, после того как свет достигнет отделения для хранения.

В некоторых аспектах настоящее изобретение содержит устройство, генерирующее аэрозоль, которое содержит блок питания, управляющую электронику, функционально соединенную с блоком питания, и резервуар, выполненный с возможностью размещения картриджа, имеющего отделение для хранения, содержащее жидкую композицию, которая содержит субстрат, образующий аэрозоль. Устройство также содержит источник света и детектор. Источник света функционально соединен с управляющей электроникой и расположен и сориентирован так, чтобы излучать свет в отделение для хранения тары (или картриджа). Детектор функционально соединен с управляющей электроникой и расположен и сориентирован для обнаружения света, излучаемого источником света, после того как свет достигнет отделения для хранения. Как источник света, так и детектор выполнены с возможностью смежного размещения с одной и той же стороной отделения для хранения картриджа, когда картридж размещен внутри резервуара, и поверхность отделения для хранения, расположенная напротив источника света, выполнена с возможностью поглощения света, излучаемого источником света в отделение для хранения.

Настоящее изобретение может содержать картридж для применения в устройстве, генерирующем аэрозоль. Картридж может содержать отделение для хранения, предназначенное для вмещения жидкой композиции, которая может содержать субстрат, образующий аэрозоль, источник света, первый контакт, детектор и второй контакт. Источник света может быть расположен и сориентирован так, чтобы излучать свет в отделение для хранения. Первый контакт может быть функционально соединен с источником света. Первый контакт может быть расположен и сориентирован для электрического соединения с соответствующим первым контактом устройства, генерирующего аэрозоль, когда картридж размещен в устройстве, генерирующем аэрозоль. Детектор может быть расположен и сориентирован так, чтобы обнаруживать свет, излучаемый источником света. Второй контакт может быть функционально соединен с детектором. Второй контакт может быть расположен и сориентирован для электрического соединения с соответствующим вторым контактом устройства, генерирующего аэрозоль, когда картридж размещен в устройстве, генерирующем аэрозоль.

В некоторых аспектах настоящее изобретение содержит картридж для применения в устройстве, генерирующем аэрозоль. Картридж содержит отделение для хранения, предназначенное для вмещения жидкой композиции, которая содержит субстрат, образующий аэрозоль, источник света, первый контакт, детектор и второй контакт. Источник света расположен и сориентирован так, чтобы излучать свет в отделение для хранения. Первый контакт функционально соединен с источником света. Первый контакт расположен и сориентирован для электрического соединения с соответствующим первым контактом устройства, генерирующего аэрозоль, когда картридж размещен в устройстве, генерирующем аэрозоль. Детектор расположен и сориентирован так, чтобы обнаруживать свет, излучаемый источником света. Второй контакт функционально соединен с детектором. Второй контакт расположен и сориентирован для электрического соединения с соответствующим вторым контактом устройства, генерирующего аэрозоль, когда картридж размещен в устройстве, генерирующем аэрозоль. Как источник света, так и детектор выполнены с возможностью смежного размещения с одной и той же стороной отделения для хранения, и поверхность отделения для хранения, расположенная напротив источника света, выполнена с возможностью поглощения света, излучаемого источником света в отделение для хранения.

Различные аспекты или варианты осуществления систем, устройств и картриджей, содержащих жидкие субстраты, образующие аэрозоль, описанные в данном документе, могут обеспечивать одно или более преимуществ над доступными в настоящее время или описанными ранее системами, устройствами и картриджами для устройств, генерирующих аэрозоль. Например, системы, устройства и картриджи настоящего изобретения позволяют пользователю отмечать состояние заполненности жидкой композицией в картридже, даже если жидкость нельзя увидеть. Это позволяет пользователю предвосхищать необходимость в обновлении или замене картриджа и позволяет пользователю обновлять или заменять картридж в подходящее время, когда запасы жидкой композиции или заменяющий картридж находятся под рукой. Дополнительно система может предупреждать пользователя, что картридж израсходован или почти израсходован с тем, чтобы пользователь мог прекратить использование системы до того, как заменяющий картридж будет вставлен, или до того, как запасы жидкости в картридже будут восстановлены, что может служить для предотвращения влияния на пользователя нежелательных соединений, которые могут быть связаны с чрезмерным нагреванием жидкой композиции. Дополнительно или альтернативно система может быть выполнена с возможностью уменьшения температуры нагревателя для предотвращения чрезмерного нагревания, которое может возникнуть вследствие того, что запасы жидкой композиции израсходованы. Эти и другие преимущества будут очевидны специалистам в данной области после прочтения приведенного здесь описания.

Сенсорный аппарат и способы, описанные в данном документе, можно применять с любой подходящей системой, генерирующей аэрозоль, которая генерирует аэрозоль из жидкой композиции, содержащей субстрат, образующий аэрозоль. Термин «генерирующие аэрозоль» изделие, устройство или система относится к изделию, устройству или системе, способным высвобождать летучие соединения из субстрата, образующего аэрозоль, с образованием аэрозоля, который может вдохнуть пользователь. Термин «субстрат, образующий аэрозоль» означает субстрат, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Обычно, чтобы вызвать высвобождение летучих соединений, субстрат нагревают. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой субстрат, который является жидким при температуре окружающей среды, например от приблизительно 15 °C до приблизительно 30 °C. Считается, что жидкие субстраты, образующие аэрозоль, содержат жидкие растворы, суспензии, дисперсии и т. д. Предпочтительно жидкий субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой раствор.

Предпочтительно система, генерирующая аэрозоль, представляет собой удерживаемую рукой систему, имеющую мундштук для вставки в рот пользователя. Система, генерирующая аэрозоль, включает картридж, содержащий отделение для хранения, выполненное с возможностью вмещения жидкой композиции, содержащей субстрат, образующий аэрозоль, и содержит устройство, генерирующее аэрозоль, выполненное с возможностью размещения картриджа. Устройство, генерирующее аэрозоль, или картридж могут содержать мундштук. Предпочтительно картридж содержит мундштук.

Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит блок питания и управляющую электронику, функционально соединенную с блоком питания. Блок питания и управляющая электроника функционально соединены с элементом, генерирующим аэрозоль, который при активации выполнен с возможностью генерирования аэрозоля из жидкой композиции, содержащей субстрат, образующий аэрозоль. Предпочтительно элемент, генерирующий аэрозоль, содержит нагревательный элемент. Предпочтительно нагревательный элемент содержит электрически резистивный нагревательный элемент. Предпочтительно нагревательный элемент содержит проницаемый для жидкости нагревательный элемент, такой как пористый электрически резистивный материал. Предпочтительно нагревательный элемент содержит сетку из электрически резистивных нитей. Сетка может быть по существу плоской или может содержать по существу плоскую часть.

Картридж или устройство может содержать элемент, генерирующий аэрозоль. Если картридж содержит элемент, генерирующий аэрозоль, то элемент, генерирующий аэрозоль, электрически соединен с блоком питания и управляющей электроникой, когда картридж размещен в устройстве, генерирующем аэрозоль. Если устройство, генерирующее аэрозоль, содержит элемент, генерирующий аэрозоль, элемент, генерирующий аэрозоль, электрически соединен с блоком питания и управляющей электроникой и расположен, чтобы вызывать образование аэрозоля из жидкой композиции, когда картридж размещен в устройстве, генерирующем аэрозоль, и элемент, генерирующий аэрозоль, активируется. Устройство предназначено вмещать элемент, генерирующий аэрозоль, когда элемент, генерирующий аэрозоль, может быть прикреплен разъемным образом к устройству, генерирующему аэрозоль.

В системе, генерирующей аэрозоль, образован путь для потока воздуха, который обеспечивает при активации элемента, генерирующего аэрозоль, захват пользователем аэрозоля, образованного из жидкой композиции, в воздух, который протекает через путь для вдыхания, когда пользователь делает затяжку на конце, подносимом ко рту, системы.

Картридж может содержать удерживающий материал, который способен поглощать, хранить или поглощать и хранить жидкую композицию, содержащую субстрат, образующий аэрозоль. Удерживающий материал находится в контакте с жидкой композицией, содержащей субстрат, образующий аэрозоль, и может находиться в контакте с элементом, генерирующим аэрозоль, который может быть частью картриджа или устройства, генерирующего аэрозоль.

Удерживающий материал может содержать капиллярный материал, характеризующийся волокнистой или пористой структурой, которая образует множество небольших отверстий или микроканалов. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может переноситься через капиллярный материал за счет капиллярного действия. Удерживающий материал может содержать множество волокон, нитей или других трубок с узкими отверстиями, которые образуют пучок капилляров. Волокна или нити могут быть в целом выровнены для перемещения жидкой композиции, содержащей субстрат, образующий аэрозоль, от одной поверхности удерживающего материала к поверхности удерживающего материала, которая является в целом противоположной. Альтернативно удерживающий материал может содержать губкообразный или пенообразный материал. Удерживающий материал может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают губчатый или вспененный материал, материалы на основе керамики или графита в виде волокон или спеченных порошков, вспененные металлические или пластмассовые материалы, волокнистые материалы (например, крученые или экструдированные волокна, такие как ацетилцеллюлозные, полиэфирные, связанные полиолефиновые, полиэтиленовые, полипропиленовые волокна, нейлоновые волокна, керамические волокна) и их комбинации. В одном иллюстративном варианте осуществления удерживающий материал содержит полиэтилен высокой плотности (HDPE) или полиэтилентерефталат (PET).

Картридж может содержать удерживающий материал и материал для переноса. Материал для переноса представляет собой материал, который активно передает жидкость от одного конца материала к другому, например, за счет капиллярного действия, такого как фитиль. Удерживающий материал может находиться в контакте с жидкой композицией, содержащей субстрат, образующий аэрозоль, и в контакте с материалом для переноса. Материал для переноса может переносить жидкую композицию от удерживающего материала к элементу, генерирующему аэрозоль.

Материал для переноса может иметь первую поверхность, обращенную к материалу с высокой удерживающей способностью, и противоположную вторую поверхность, обращенную к элементу, генерирующему аэрозоль. Форма по меньшей мере части поверхности материала для переноса может соответствовать форме поверхности элемента, генерирующего аэрозоль, с которым вторая поверхность элемента для переноса может входить в контакт.

Материал для переноса может иметь волокнистую или пористую структуру. Материал для переноса предпочтительно содержит пучок капилляров. Например, материал для переноса может содержать множество волокон или нитей или других трубок с узкими отверстиями. Материал для переноса может быть выполнен главным образом с возможностью переноса жидкости в ортогональном направлении или под прямым углом относительно направления толщины материала для переноса. Материал для переноса может предпочтительно содержать продолговатые волокна так, чтобы капиллярное действие возникало в небольших пространствах или микроканалах между волокнами.

Материал для переноса может быть изготовлен из теплостойкого материала, который имеет температуру термического разложения по меньшей мере 160 °C или выше, как, например, приблизительно 250 °C или выше. Материал для переноса может содержать волокна или нити из хлопка или обработанного хлопка, такого как ацетилированный хлопок. Могут использоваться другие подходящие материалы, такие как, например, волокнистые материалы на основе керамики или графита или материалы, изготовленные из крученых, вытянутых или экструдированных волокон, таких как стекловолокно, ацетилцеллюлоза или любой подходящий теплостойкий полимер. Каждое из волокон материала для переноса может иметь толщину от 10 мкм до 40 мкм и более конкретно от 15 мкм до 30 мкм. Материал для переноса может иметь любые подходящие капиллярность и пористость для его использования с жидкостями, имеющими разные физические свойства. Материал для переноса может переносить жидкую композицию, содержащую субстрат, образующий аэрозоль, за счет капиллярного действия. Жидкая композиция, содержащая субстрат, образующий аэрозоль, может иметь физические свойства, включающие вязкость, поверхностное натяжение, плотность, теплопроводность, точку кипения, давление пара и т. д., которые приспособлены для облегчения переноса жидкой композиции, содержащей субстрат, образующий аэрозоль, через материал для переноса за счет капиллярного действия.

Удерживающий материал или удерживающий материал и материал для переноса при его наличии может быть расположен в отделении для хранения картриджа или может быть внешним относительно отделения для хранения, при условии, что удерживающий материал при его наличии расположен для контакта с жидкой композицией, содержащей субстрат, образующий аэрозоль, расположенный в отделении для хранения. Например, проницаемая для жидкости стенка или проницаемая для жидкости часть стенки может иметь внутреннюю поверхность, которая образует по меньшей мере часть отделения для хранения, и может иметь наружную поверхность, с которой удерживающий материал находится в контакте.

Система, генерирующая аэрозоль, включает сенсорный аппарат для обнаружения объема жидкой композиции в отделении для хранения или для обнаружения уровня заполненности жидкой композицией в отделении для хранения. Сенсорный аппарат содержит источник света и световой детектор. Источник света и детектор функционально соединены с управляющей электроникой и блоком питания устройства, генерирующего аэрозоль. Источник света расположен и сориентирован так, чтобы излучать свет в отделение для хранения картриджа. Детектор расположен и сориентирован так, чтобы обнаруживать свет, излучаемый источником света. Картридж или устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать источник света. Картридж или устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать детектор.

Если картридж содержит источник света, то источник света предпочтительно функционально соединен с блоком питания и управляющей электроникой устройства, генерирующего аэрозоль, когда картридж размещен в устройстве. Например, картридж может содержать внешний электрический контакт, который электрически соединен с источником света. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать соответствующий контакт, который функционально соединен с управляющей электроникой и блоком питания. Когда картридж размещен в устройстве, внешний контакт картриджа может входить в контакт с соответствующим контактом устройства для функционального соединения источника света с управляющей электроникой и блоком питания устройства. Картридж и устройство могут иметь соответствующие признаки для обеспечения необходимой ориентации для достижения контакта между электрическими контактами, когда картридж размещен в устройстве.

Если картридж содержит источник света, то источник света может быть открыт по отношению к внутренней части отделения для хранения или может быть закрыт относительно внутренней части отделения для хранения. Например, картридж может содержать окошко из материала, через который свет от источника света может быть передан внутренней части отделения для хранения.

Если устройство содержит источник света, картридж содержит окошко из материала, через который свет из источника света может быть передан внутренней части отделения для хранения, когда картридж размещен в устройстве. Картридж и устройство могут иметь соответствующие признаки для обеспечения необходимого выравнивания источника света и окошка, когда картридж размещен в устройстве.

Если картридж содержит детектор, то детектор предпочтительно функционально соединен с блоком питания и управляющей электроникой устройства, генерирующего аэрозоль, когда картридж размещен в устройстве. Например, картридж может содержать внешний электрический контакт, который электрически соединен с детектором. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать соответствующий контакт, который функционально соединен с управляющей электроникой и блоком питания. Когда картридж размещен в устройстве, внешний контакт картриджа может входить в контакт с соответствующим контактом устройства для функционального соединения детектора с управляющей электроникой и блоком питания устройства. Картридж и устройство могут иметь соответствующие признаки для обеспечения необходимой ориентации для достижения контакта между электрическими контактами, когда картридж размещен в устройстве.

Если картридж содержит детектор, то детектор может быть открыт по отношению к внутренней части отделения для хранения или может быть закрыт относительно внутренней части отделения для хранения. Например, картридж может содержать окошко из материала, через который свет из отделения для хранения может быть передан детектору, расположенному внешне по отношению к отделению для хранения и смежно с окошком.

Если устройство содержит детектор, то картридж содержит окошко из материала, через который свет из отделения для хранения может быть передан детектору, когда картридж размещен в устройстве. Картридж и устройство могут иметь соответствующие признаки для обеспечения необходимого выравнивания детектора и окошка, когда картридж размещен в устройстве.

Источник света может излучать свет с длиной волны, который поглощается жидкой композицией, содержащей субстрат, образующий аэрозоль. Например, источник света может излучать свет с длиной волны в диапазоне от приблизительно 10 нм до приблизительно 1 мм. Предпочтительно источник света излучает инфракрасный свет. Например, источник света может излучать свет с длиной волны в диапазоне от приблизительно 100 нм до приблизительно 1 мм. Например, источник света может излучать свет с длиной волны от приблизительно 200 нм до приблизительно 25 микрометров или с длиной волны от приблизительно 500 нм до приблизительно 10 микрометров или от приблизительно 700 нм до приблизительно 4 микрометров.

Можно использовать любой подходящий источник света. Например, источник света может быть относительно монохромным или может излучать свет с длиной волны в пределах диапазона. Предпочтительно диапазон длины волны, в пределах которого излучается свет, является узким.

В некоторых вариантах осуществления можно использовать фильтр для ограничения длины волны света, который может проходить через фильтр. Фильтр может представлять собой, например, оптический полосовой фильтр, который позволяет проходить свету в пределах определенного диапазона длин волн и ограничивает прохождение света с длинами волн вне этого диапазона. Фильтр может быть расположен между источником света и внутренней частью отделения для хранения. Когда применяют такой фильтр, источник света может излучать широкий спектр света.

Свет, который проходит от источника света через жидкую композицию в камере для хранения картриджа, может быть многонаправленным, направленным или сфокусированным. Свет может быть сфокусированным любым подходящим образом, как, например, с использованием линз для фокусировки света на определенной точке. Свет можно сделать направленным с использованием источника направленного излучения, такого как светодиод, лазерный диод или коллиматор. В некоторых вариантах осуществления свет может быть сфокусированным и коллимированным или сфокусированным и направленным. Следует понимать, что применение многонаправленного, направленного или сфокусированного света может зависеть от используемой схемы обнаружения. Некоторые примеры схем обнаружения, которые могут быть использованы, обсуждаются более подробно ниже.

Источник света или фильтр может быть выбран на основе длин волн света, который будет поглощен жидкой композицией, содержащей субстрат, образующий аэрозоль. Дополнительно или альтернативно соединение, которое поглощает свет, излучаемый источником света, может быть добавлено к жидкой композиции для обеспечения поглощения жидкой композицией излучаемого света.

Любую подходящую жидкую композицию, содержащую субстрат, образующий аэрозоль, можно применять с системами, описанными в данном документе. Подходящие субстраты, образующие аэрозоль, могут содержать материал растительного происхождения. Например, субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак или табакосодержащий материал, содержащий летучие ароматические соединения табака, которые высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, при нагреве. Дополнительно или альтернативно субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал, не содержащий табака. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Примеры веществ для образования аэрозоля включают многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол, пропиленгликоль и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерина; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы. Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, содержит никотин. Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, является жидким субстратом, образующим аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, содержит глицерин, пропиленгликоль, воду, никотин и необязательно один или несколько ароматизаторов.

Может быть использован любой подходящий детектор. Например, детектор может представлять собой фотодетектор, такой как фотодиод. Детектор выполнен с возможностью обнаружения длины волны света, излучаемого источником света или проходящего через фильтр, если таковой используют. Предпочтительно источник света излучает инфракрасный свет, и он проходит через фильтр, при его наличии, и детектор поглощает инфракрасный свет. Например, детектор может обнаруживать свет с длиной волны в диапазоне от приблизительно 100 нм до приблизительно 1 мм. Например, детектор может обнаруживать свет с длиной волны от приблизительно 200 нм до приблизительно 25 микрометров или с длиной волны от приблизительно 500 нм до приблизительно 10 микрометров или от приблизительно 700 нм до приблизительно 4 микрометров. В некоторых вариантах осуществления детектор способен обнаруживать свет в пределах широкого спектра длин волн, но длина волны света, который достигает детектора, ограничивается источником света и фильтром, при его наличии.

Картридж может содержать световод для направления света, который прошел через жидкую композицию к детектору. Например, картридж может содержать коллиматор, зеркало или другую отражающую поверхность, линзу и т. д. для направления света к детектору. Следует понимать, что использование аппарата для направления света к детектору может зависеть от используемой схемы обнаружения. Некоторые примеры схем обнаружения, которые могут быть использованы, обсуждаются более подробно ниже.

Поскольку жидкая композиция поглощает свет, излучаемый источником света, количества света, которое достигает детектора, может быть уменьшено относительно количества света, которое передается источником света. Уменьшение света, обнаруженного источником света, будет пропорциональным объему жидкой композиции в отделении для хранения картриджа.

В случае жидкой композиции, содержащей субстрат, образующий аэрозоль, который может, как предназначено, содержать известные или относительно неизменные концентрации соединений, поглощение света жидкой композицией должно быть пропорциональным к длине пути света через жидкую композицию в резервуаре для хранения. Соответственно, если в отделении для хранения находится больше жидкой композиции, то должно быть поглощено больше света и меньше должно достичь детектора.

Детектор может быть расположен и сориентирован относительно источника света для обнаружения света, который отражается от поверхности раздела жидкость-воздух внутри отделения для хранения картриджа. В таких ориентациях свет может проходить от источника света через жидкую композицию к поверхности раздела жидкость-воздух и обратно через жидкую композицию к детектору. Это может увеличить длину пути, который свет проходит для достижения детектора, и, таким образом, может увеличить чувствительность системы. В некоторых вариантах осуществления детектор расположен и сориентирован относительно источника света для обнаружения света, который проходит через жидкую композицию и через поверхность раздела жидкость-воздух.

Детектор может быть расположен и сориентирован любым подходящим образом относительно источника света при условии, что свет, излучаемый источником света, может достичь детектора. Детектор может быть расположен смежно с противоположной стороной отделения для хранения относительно источника света или может быть расположен смежно с той же стороной, что и источник света. Если отраженный сигнал был обнаружен детектором, источник света и детектор могут быть расположены смежно с одной и той же стороной. Детектор может быть расположен около или на той же стороне отделения для хранения, что и источник света. Как источник света, так и детектор могут быть расположены около или на одной и той же стороне отделения для хранения. Как источник света, так и детектор могут быть расположены вблизи от одной и той же стороны отделения для хранения.

Отделение для хранения имеет длину, проходящую от нижней части отделения для хранения до верхней части отделения для хранения. «Нижняя часть» отделения для хранения может представлять собой поверхность отделения для хранения, которая является самой удаленной от конца, подносимого ко рту, системы. Источник света может быть расположен смежно с верхней частью или нижней частью отделения для хранения, и детектор может быть расположен смежно с верхней частью или нижней частью отделения для хранения. Когда источник света и детектор расположены смежно с противоположной верхней и нижней сторонами отделения для хранения, картридж предпочтительно содержит световод для направления света к детектору.

Отделение для хранения содержит периферийную боковую стенку, которая проходит от нижней части к верхней части отделения для хранения. Когда источник света и детектор расположены смежно с противоположной верхней и нижней сторонами отделения для хранения, внутренняя поверхность боковой стенки предпочтительно отражает свет, излучаемый источником света или проходящий через фильтр, при его наличии.

Источник света и детектор могут быть смежно расположены с боковой стенкой отделения для хранения между верхней частью и нижней частью отделения для хранения.

Система может содержать множество источников света и множество детекторов, каждый из которых функционально соединен, когда размещен на устройстве, или может быть функционально соединен, когда размещен на картридже, с блоком питания и управляющей электроникой устройства, генерирующего аэрозоль. Положение и ориентация множества источников света и детекторов может варьироваться. В некоторых вариантах осуществления источники света расположены и сориентированы смежно с одной поверхностью, такой как верхняя или нижняя поверхность, и детекторы расположены и сориентированы смежно с той же поверхностью или противоположной поверхностью. В некоторых вариантах осуществления источники света и детекторы расположены вокруг периферии камеры для хранения, как, например, по боковой стенке. Положение источников света и детекторов вокруг периферии может быть изменено.

Внутренняя поверхность отделения для хранения картриджа может отражать или поглощать свет, излучаемый источником света или проходящий через фильтр, при его наличии. Внутренняя поверхность отделения для хранения предпочтительно отражает свет, если необходимо достичь полного обнаружения света или практически полного обнаружения света. Когда необходимо полное обнаружение света или практически полное обнаружение света, источник света или источники света могут быть многонаправленными. Когда необходимо полное обнаружение света или практически полное обнаружение света, система может включать множество детекторов. Дополнительно или альтернативно система может включать световод для направления света к детектору или детекторам.

Если источник света и детектор расположены смежно с одной и той же стороны отделения для хранения и выполнены с возможностью обнаружения поглощения жидкой композицией путем отражения, то поверхность отделения для хранения, противоположная источнику света, предпочтительно поглощает свет, излучаемый источником света или проходящий через фильтр, при его наличии. Сигнал, принятый детектором, когда жидкая композиция заполняет отделение для хранения, может быть относительно низким, может повышаться по мере расходования жидкой композиции и может достигать по сути ноля, когда отделение для хранения пустое, поскольку свет может быть поглощен противоположной поверхностью и, таким образом, может обратно не отражаться к детектору. Источник света и детектор могут быть расположены смежно с одной и той же стороны отделения для хранения, когда картридж размещен в устройстве, генерирующем аэрозоль.

Для устройства и картриджа, размещенного в устройстве, может быть желательным находиться в конкретной ориентации, когда источник света и детектор активируются для определения объема жидкой композиции в камере для хранения. Для облегчения определения ориентации устройства и картриджа, размещенного в устройстве, устройство может содержать инерциальный датчик, функционально соединенный с блоком питания и управляющей электроникой. Может применяться любой подходящий инерциальный датчик. Например, инерциальный датчик может представлять собой акселерометр, гироскоп или акселерометр и гироскоп. Предпочтительно инерциальный датчик представляет собой одноосный акселерометр, ось которого проходит вдоль продольной оси отделения для хранения. Такой акселерометр может быть использован как инклинометр, когда он измеряет значение ускорения из-за силы тяжести. Когда акселерометр измеряет значение 1 г вдоль своей оси, отделение для хранения следует ориентировать в вертикальном положении с нижней частью, находящейся внизу. Такие ориентации могут быть предпочтительны, когда источник света и детектор расположены смежно с верхней или нижней поверхностями резервуара для хранения.

Входной сигнал от инерциального датчика может быть использован при определении угла наклона устройства, который может быть использован при определении объема жидкой композиции в отделении для хранения на основе угла наклона, может быть использован для определения, какую пару источников света и детекторов активировать, и т. д.

Устройство может содержать дисплей или может быть выполнено с возможностью передачи информации другому устройству, такому как компьютер или мобильный смартфон, для отображения. Дисплей может оповещать пользователя ориентировать устройство в конкретной ориентации перед определением объема или уровня заполненности жидкой композицией в отделении для хранения. Например, дисплей может инструктировать пользователя располагать устройство в вертикальной ориентации с нижней частью, находящейся внизу, или может инструктировать пользователя располагать устройство в основании, выполненном с возможностью ориентирования устройства в вертикальной ориентации с нижней частью, находящейся внизу. Если устройство содержит инерциальный датчик, то источник света и детектор могут быть активированы, как только устройство будет правильно ориентировано. Дополнительно или альтернативно устройство может содержать устройство ввода, функционально соединенное с управляющей электроникой, которое позволяет пользователю указать, что устройство правильно ориентировано и что можно начать измерение объема или уровня заполненности.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления система включает один источник света и один детектор, расположенный смежно с нижней частью отделения для хранения. Устройство или картридж могут содержать источник света и детектор. Устройство и отделение для хранения, размещенное в устройстве, предпочтительно ориентированы в вертикальной ориентации с нижней частью, находящейся внизу, когда источник света и детектор активируются для измерения объема или уровня заполненности жидкой композицией в резервуаре для хранения. Предпочтительно источник света, детектор и поверхность раздела жидкость-воздух жидкой композиции в отделении для хранения, которая может отражать свет от источника света к детектору, ориентированы в трехпараметрическом соотношении. Устройство предпочтительно содержит инерциальный датчик или способно оповещать пользователя располагать устройство в вертикальной ориентации с нижней частью, находящейся внизу. Как только вертикальная ориентация с нижней частью, находящейся внизу, обнаружена или зафиксирована, источник света и детектор могут быть активированы. Количество света, принятое детектором, может быть использовано управляющей электроникой для определения объема жидкости в отделении для хранения или уровня заполненности отделения для хранения. Верхняя внутренняя поверхность отделения для хранения предпочтительно поглощает свет, излучаемый из отделения для хранения. Например, верхняя внутренняя поверхность может быть черной.

Сигнал, принятый детектором, когда жидкая композиция заполняет отделение для хранения, может быть относительно низким благодаря абсорбции света жидкой композицией, может повышаться по мере расходования жидкой композиции и может достигать по сути ноля, когда отделение для хранения пустое, поскольку свет может быть поглощен противоположной поверхностью и, таким образом, может обратно не отражаться к детектору.

В некоторых случаях когда в отделении для хранения остается небольшой объем жидкой композиции, сигнал, передающийся от источника света, может не достигать детектора из-за того, что угол отражения является слишком большим. В таких случаях сигнал, обнаруженный детектором, может быть аналогичным сигналу пустого отделения для хранения. То есть сигнал может по сути достигать ноля. Система может запускать комплементарный процесс в таких случаях для проверки того, является ли отделение для хранения пустым, или того, остается ли в отделении для хранения небольшой объем жидкой композиции. Комплементарный процесс включает предоставление команд пользователю изменить положение устройства на вертикальную ориентацию с нижней частью, находящейся вверху, что приведет к тому, что любая оставшаяся жидкость будет расположена в верхней части отделения для хранения, которое будет ориентировано в нижней части. Источник света и детектор могут быть активированы. Если небольшой объем жидкой композиции находится в отделении для хранения, то некоторое количество света будет отражаться от поверхности раздела воздух-жидкость и возвращаться к детектору, который получит сигнал. Если в отделении для хранения не остается жидкой композиции, то свет будет поглощен верхней частью отделения для хранения, и по сути сигнал не будет улавливаться путем обнаружения. Таким образом, если сигнал обнаружен комплементарным процессом, может быть сделано определение, что небольшой объем жидкой композиции остается в отделении для хранения, и если комплементарный процесс не обнаружил сигнала, может быть сделано определение, что в отделении для хранения не остается жидкой композиции.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления система содержит множество источников света и детекторов, которые чередующимся образом расположены вокруг периферии отделения для хранения. Например, если отделение для хранения является цилиндрическим, то источники света и детекторы могут образовать кольцо вокруг периферии отделения для хранения. Несколько колец чередующихся источников света и детекторов могут быть расположены вокруг периферии отделения для хранения. Схема обнаружения предпочтительно основана на отражении света из источника света от поверхности раздела жидкость-воздух к детектору. В некоторых вариантах осуществления управляющая электроника выполнена с возможностью обнаружения пары источника света и детектора, которые погружены в жидкую композицию в отделении для хранения. Источники света могут быть последовательно активированы, пока свет, принятый детекторами, измеряется для идентификации источника света и по меньшей мере одного детектора, которые ориентированы так, что свет проходит через жидкую композицию перед достижением детектора. Если свет не проходит через жидкую композицию, количество света, достигающее детектора, будет больше, чем количество света, которое достигает детектора, когда свет проходит через жидкую композицию, благодаря поглощению света жидкой композицией. Один или нескольких обнаруженных сигналов, указывающих, что свет проходит через жидкую композицию, могут быть использованы для определения объема жидкой композиции в отделении для хранения или уровня заполненности жидкой композицией в отделении для хранения.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления система включает источник света, расположенный смежно с нижней частью или верхней частью отделения для хранения, и детектор, расположенный смежно с нижней частью отделения для хранения, при этом источник света и детектор расположены смежно с противоположными поверхностями. Устройство предпочтительно содержит инерциальный датчик или способно оповещать пользователя располагать устройство в вертикальной ориентации с нижней частью, находящейся внизу. Как только вертикальная ориентация с нижней частью, находящейся внизу, обнаружена или зафиксирована, источник света и детектор могут быть активированы. Количество света, принятое детектором, может быть использовано управляющей электроникой для определения объема жидкости в отделении для хранения или уровня заполненности отделения для хранения. Элемент, генерирующий аэрозоль, может быть расположен вдоль и внешне относительно боковой стенки отделения для хранения в таких конфигурациях, что элемент, генерирующий аэрозоль, не нарушает передачу света через отделение для хранения от верхней части к нижней части или от нижней части к верхней части. Элемент, генерирующий аэрозоль, может образовывать часть боковой стенки отделения для хранения. Элемент, генерирующий аэрозоль, и часть боковой стенки, вдоль которой расположен элемент, генерирующий аэрозоль, предпочтительно являются проницаемыми для жидкой композиции в отделении для хранения. Например, элемент, генерирующий аэрозоль, может быть пористым. Предпочтительно элемент, генерирующий аэрозоль, содержит нагревательный элемент. Картридж может содержать канал между элементом, генерирующим аэрозоль, и стенкой картриджа, которая может образовывать часть пути для потока воздуха, для доставки аэрозоля пользователю для вдыхания.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления система включает источник света, расположенный смежно с нижней частью или верхней частью отделения для хранения, и детектор, расположенный смежно с нижней частью отделения для хранения, при этом источник света и детектор расположены смежно с противоположными поверхностями. Система может содержать несколько источников света на одной стороне и несколько детекторов на другой стороне. Предпочтительно внутренняя поверхность отделения для хранения отражает свет, излучаемый источником света или источниками света. Картридж может содержать световод для направления света к детектору или детекторам. Дополнительно или альтернативно источник света или источники света могут быть многонаправленными. Элемент, генерирующий аэрозоль, может быть расположен вдоль и внешне относительно боковой стенки отделения для хранения в таких конфигурациях, что элемент, генерирующий аэрозоль, не нарушает передачу света через отделение для хранения от верхней части к нижней части или от нижней части к верхней части. Элемент, генерирующий аэрозоль, может образовывать часть боковой стенки отделения для хранения. Элемент, генерирующий аэрозоль, и часть боковой стенки, вдоль которой расположен элемент, генерирующий аэрозоль, предпочтительно являются проницаемыми для жидкой композиции в отделении для хранения. Например, элемент, генерирующий аэрозоль, может быть пористым. Предпочтительно элемент, генерирующий аэрозоль, содержит нагревательный элемент. Картридж может содержать канал между элементом, генерирующим аэрозоль, и стенкой картриджа, которая может образовывать часть пути для потока воздуха, для доставки аэрозоля пользователю для вдыхания.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления система включает источник света и детектор, расположенный смежно с нижней частью отделения для хранения. Устройство или картридж могут содержать источник света и детектор. Система может содержать множество источников света и множество детекторов, расположенных смежно с нижней частью отделения для хранения. Устройство предпочтительно может содержать инерциальный датчик или может быть способным оповещать пользователя располагать устройство в вертикальной ориентации с нижней частью, находящейся внизу. Как только вертикальная ориентация с нижней частью, находящейся внизу, обнаружена или зафиксирована, источник света и детектор могут быть активированы. Верхняя внутренняя поверхность отделения для хранения предпочтительно поглощает свет, излучаемый из отделения для хранения. Управляющая электроника может быть выполнена с возможностью одновременной активации всех источников света и может быть выполнена с возможностью одновременного принятия входного сигнала от всех детекторов.

Независимо от того, как свет излучается и обнаруживается, сигнал, обнаруженный детектором, может быть оценен на основании законов поглощения, калибровки, используя известные объемы жидкой композиции, имея известные компоненты с известной концентрацией, или на основании законов поглощения и калибровки, используя известные объемы жидкой композиции, имея известные компоненты с известной концентрацией. Управляющая электроника может содержать запоминающее устройство, в котором таблица соответствия соотносит принятый сигнал с уровнем жидкой композиции. Дополнительно или альтернативно управляющая электроника может содержать передатчик для предоставления информации относительно обнаруженного сигнала или сигналов внешнему устройству, такому как компьютер или мобильный смартфон, для определения уровня заполненности жидкостью.

Управляющая электроника устройства, генерирующего аэрозоль, может быть предусмотрена в любом подходящем виде и может, например, содержать контроллер или запоминающее устройство и контроллер. Контроллер может содержать одно или более из следующего: машину состояний на основе специализированной интегральной схемы (ASIC), цифровой процессор сигналов, вентильную матрицу, микропроцессор или эквивалентную дискретную либо интегрированную логическую схему. Управляющая электроника может содержать запоминающее устройство, которое хранит команды, приводящие к выполнению одним или более компонентами схемы функции или аспекта управляющей электроники. Функции, свойственные управляющей электронике, в настоящем изобретении могут быть осуществлены как одно или более из программного обеспечения, программно-аппаратного обеспечения и аппаратного обеспечения.

Далее ссылка будет сделана на графические материалы, на которых показан один или более аспектов, описанных в настоящем изобретении. Однако будет понятно, что другие аспекты, не изображенные на графических материалах, попадают в рамки объема и сущности настоящего изобретения. Одинаковые номера, используемые на фигурах, относятся к одинаковым компонентам, этапам и т. п. Однако будет понятно, что использование номера для обозначения компонента на заданной фигуре не предназначено для ограничения компонента на другой фигуре, отмеченного тем же номером. Кроме того, использование разных номеров для обозначения компонентов на разных фигурах не предназначено для указания того, что компоненты под разными номерами не могут быть одинаковыми с компонентами, обозначенными другими номерами, или подобными им. Фигуры представлены с целью иллюстрации, а не ограничения. Схематические изображения, представленные на фигурах, не обязательно выполнены в масштабе.

На фиг.1 представлено схематическое изображение примера системы, генерирующей аэрозоль.

На фиг.2 представлено схематическое изображение увеличенного вида отделения для хранения и нагревательного узла варианта осуществления картриджа для применения в системе, генерирующей аэрозоль.

На фиг.3 представлено схематическое изображение примера картриджа и источника света и детектора устройства, генерирующего аэрозоль.

На фиг.4A представлено схематическое изображение примера картриджа и устройства, генерирующего аэрозоль, выполненного с возможностью размещения картриджа.

На фиг.4B представлено схематическое изображение, иллюстрирующее поперечное сечение картриджа и источников света и детекторов устройства, генерирующего аэрозоль, по фиг.4A в горизонтальной ориентации.

На фиг.5 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее секцию частей устройства, генерирующего аэрозоль, и картриджа, размещенного в устройстве.

На фиг.6 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее секцию частей устройства, генерирующего аэрозоль, и картриджа, размещенного в устройстве.

На фиг.7 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее часть картриджа, содержащего источники света и детекторы и отделение для хранения.

На фиг.8 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее часть картриджа, содержащего источник света и детектор и отделение для хранения.

На фиг.9 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее часть картриджа, содержащего источники света и детекторы и отделение для хранения.

На фиг.10 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее часть картриджа, содержащего источник света и детектор и отделение для хранения.

Обратимся теперь к фиг.1, на которой система 1, генерирующая аэрозоль, включает два основных компонента, картридж 100 и устройство 300, генерирующее аэрозоль. Картридж 100 проходит от конца 101, подносимого ко рту, к соединительному концу 115. Картридж 100 разъемно соединен с соответствующим соединительным концом 315 устройства 300, генерирующего аэрозоль. Устройство 300, генерирующее аэрозоль, содержит кожух 305, в котором расположены блок питания, такой как батарея 310, и управляющая электроника 320 и любая связанная электронная схема (например, электрические проводники и контакты, проходящие через кожух). Система 1, генерирующая аэрозоль, может быть портативной и может иметь размер, сравнимый с традиционным курительным изделием, таким как сигара или сигарета.

Картридж 100 содержит кожух 105, содержащий элемент, генерирующий аэрозоль, который в этом случае содержит нагреватель в сборе 120, содержащий электрически резистивный нагревательный элемент, и отделение 103 для хранения, в котором содержится жидкая композиция, содержащая субстрат 131, образующий аэрозоль. Когда картридж 100 размещен в устройстве 300, генерирующем аэрозоль, как, например, когда картридж 100 соединен с устройством 300, генерирующем аэрозоль, как описано на фиг.1, элемент-нагреватель функционально соединен с управляющей электроникой 320 и блоком 310 питания, так что элемент-нагреватель может быть активирован для нагревания жидкой композиции 131. Нагреватель в сборе 120 может содержать материал с высокой удерживающей способностью и материал для переноса (не показан), где материал с высокой удерживающей способностью находится в контакте с жидкой композицией 131 и материал для переноса находится в контакте с материалом с высокой удерживающей способностью и нагревательным элементом.

Проход для потока воздуха (не показан) проходит через картридж 100 от впускного отверстия для воздуха (не показано), образованного на стороне кожуха 105, вдоль нагревателя в сборе 120 и от нагревателя в сборе 120 до отверстия мундштука, образованного на конце 101, подносимом ко рту, кожуха 105.

Система выполнена таким образом, что пользователь имеет возможность осуществления затяжки или втягивания на конце 101, подносимом ко рту, картриджа 100 для втягивания аэрозоля из системы 1. Когда система 1 активируется, управляющая электроника 320 контролирует подачу электропитания от батареи 310 на картридж 100. Управляющая электроника 320 может содержать датчик потока воздуха (не показан) и может подавать электропитание на нагревательный элемент нагревателя в сборе 120, когда пользователь осуществляет затяжку на картридже 100, как определено датчиком потока воздуха. Альтернативно система 1 может быть активирована путем нажатия на кнопку или другим подобным образом. Когда система 1 активирована, то активируется нагревательный элемент нагревателя в сборе 120, нагревая, таким образом, материал для переноса, который проводит жидкий субстрат 131, образующий аэрозоль, от материала с высокой удерживающей способностью к элементу-нагревателю. Элемент-нагреватель 120 нагревает жидкий субстрат 131, образующий аэрозоль, и генерирует пар, который вовлекается в поток воздуха, проходящий через проход для потока воздуха. Пар охлаждается внутри потока воздуха в проходе с образованием аэрозоля, который затем втягивается в рот пользователя через отверстие на конце 101, подносимом ко рту.

Картридж 100 содержит источник 160 света и световой детектор 165, проходящие в отделение 103 для хранения смежно с нижней частью отделения 103 для хранения. Источник 160 света и световой детектор 165 могут быть закрыты относительно внутренней части картриджа 100. Источник 160 света и световой детектор 165 электрически соединены с управляющей электроникой 320 и блоком 310 питания, когда картридж 100 размещен в устройстве 300 через контакты (не показаны). Управляющая электроника 320 выполнена с возможностью активации источника 160 света, который расположен сориентированным, чтобы излучать свет в отделение 130 для хранения, и выполнена с возможностью принятия сигнала от детектора 165, который расположен и выполнен с возможностью обнаружения света, излучаемого источником 160 света, который отражается от поверхности 173 раздела жидкость-воздух, образованной между жидкой композицией 131 и воздухом 170 в отделении 103 для хранения. Картридж 100 содержит элементы 162, 167 блокировки света для предотвращения прямолинейной передачи света, излучаемого источником 160 света, детектору 167. Стенки, образующие отделение 130 для хранения или кожух 150 картриджа, являются непроницаемыми для света, так что свет снаружи не нарушает сенсорную систему обнаружения света.

Отделение 103 для хранения выполнено в такой форме, что между источником 160 света, поверхностью 173 раздела жидкость-воздух и детектором 165 образуется равнобедренный треугольник, когда устройство 300 ориентировано таким образом, что отделение 103 для хранения расположено в вертикальной ориентации с нижней частью, находящейся внизу (как описано на фиг. 1). В вариантах осуществления, изображенных на фиг. 1, внутренняя поверхность отделения 103 для хранения предпочтительно поглощает свет, излучаемый источником 160 света. Например, внутренняя поверхность отделения 103 для хранения может быть черной. Однако, если внутренняя поверхность отделения 103 для хранения отражает излучаемый свет, ожидается, что сенсорная система будет надлежащим образом функционировать.

На фиг. 2 представлен увеличенный вид отделения 103 для хранения картриджа. Отделение 103 для хранения имеет продольную ось A, нижнюю внутреннюю поверхность 182, верхнюю внутреннюю поверхность 184 и боковую стенку 186, проходящую от нижней части 182 к верхней части 184. Жидкая композиция 131, содержащая субстрат, генерирующий аэрозоль, содержится в отделении 103 для хранения и находится в сообщении с нагревательным узлом 120. Между жидкой композицией 131 и воздухом 170 образована поверхность 173 раздела жидкость-воздух в отделении 103 для хранения.

Источник 160 света и световой детектор 165 проходят в отделение 103 для хранения смежно с нижней поверхностью 182. Как проиллюстрировано, свет, излучаемый источником 160 света, может отражаться от поверхности 173 раздела жидкость-воздух вдоль продольной оси A для того, чтобы быть направленным к детектору 165. Путь отраженного света образует равнобедренный треугольник с источником 160 света и детектором 165 в качестве основания и двумя сторонами 11, 12 равной длины. Длина пути, который проходит свет, должна быть пропорциональной свету, поглощенному жидкой композицией 131, и сигналу, обнаруженному детектором 165.

На фиг. 3 изображены некоторые компоненты варианта осуществления картриджа и устройства. Картридж содержит кожух 105, который образует конец 101, подносимый ко рту, и содержит отделение 103 для хранения. Жидкая композиция 131, содержащая субстрат, образующий аэрозоль, размещена в отделении 130 для хранения. Между жидкой композицией 131 и воздухом 170 образована поверхность 173 раздела жидкость-воздух в отделении 103 для хранения. Отделение 103 для хранения включает первое окошко 108 и второе окошко 109 смежно с нижней частью. Первое 108 и второе 109 окошки являются прозрачными для света, излучаемого источником 165 света. Источник 165 света и детектор 160 являются частью устройства, генерирующего аэрозоль. Когда картридж размещен в устройстве, источник 165 света расположен и сориентирован для передачи света в отделение 103 для хранения через первое окошко 108, и детектор 165 расположен и сориентирован для обнаружения излучаемого света, который проходит через второе окошко 109. Детектор 165 расположен для обнаружения света, который отражается от поверхности 173 раздела жидкость-воздух.

Нагреватель в сборе 120 находится ниже нижней части отделения 103 для хранения. Однако нагреватель в сборе может быть расположен в любом другом подходящем месте.

На фиг. 4A проиллюстрирована система, которая содержит картридж 100 и устройство 300, генерирующее аэрозоль, выполненное с возможностью размещения картриджа 100. Устройство 300, генерирующее аэрозоль, содержит кольца 169 чередующихся источников 160 света и детекторов 165 таким образом, что, когда картридж 100 размещен в устройстве 300, кольца 169 чередующихся источников 160 света и детекторов 165 окружают периферию отделения 103 для хранения картриджа 100. Картридж 100 включает нагреватель в сборе 120, который функционально соединен с блоком питания и управляющей электроникой устройства 300, когда картридж 100 размещен в устройстве 300. Картридж 100 образует конец 101, подносимый ко рту, для вставки в рот пользователя. Жидкая композиция 131, содержащая субстрат, образующий аэрозоль, размещена в отделении 103 для хранения. Между жидкой композицией 131 и воздухом 170 образована поверхность 173 раздела жидкость-воздух в отделении 103 для хранения. Боковые стенки или их части являются прозрачными для света, излучаемого источниками 160 света, для обеспечения проникновения света от источников 160 света в отделение 103 для хранения и для обеспечения выхода излучаемого света из отделения 103 для хранения для достижения детекторов 165. Источники света предпочтительно являются многонаправленными.

На фиг.4B устройство и картридж расположены горизонтально так, что поверхность 173 раздела жидкость-воздух, образованная между жидкой композицией 131 и воздухом 170 в отделении 103 для хранения, проходит параллельно продольной оси отделения 103 для хранения. В этой конфигурации некоторые источники 160 света и детекторы 165 находятся выше уровня жидкой композиции 131, а некоторые находятся ниже жидкой композиции 131. Источники 160 света могут быть последовательно активированы, пока обнаруживается свет на детекторах 165 для идентификации по меньшей мере одной пары источников 160 света и детектора 165, которые находятся ниже уровня жидкой композиции 131, на основе сигнала, принятого детектором. Одна или более таких пар могут быть использованы для определения уровня заполненности или объема жидкой композиции 131 в отделении 103 для хранения. Следует понимать, что уровень заполненности или объем жидкой композиции могут быть также обнаружены, когда устройство и картридж находятся в разных ориентациях, с использованием аналогичных процессов.

На фиг. 5 картридж 100 размещен в устройстве 300, генерирующем аэрозоль. Устройство 300 имеет кожух 305, который образует полость для вмещения картриджа 100. Картридж 100 содержит отделение 130 для хранения и нагреватель в сборе 120. Нагреватель в сборе 120 расположен вдоль боковой стенки отделения 103 для хранения так, что нагреватель в сборе 120 не нарушает передачу света через отделение 103 для хранения от нижней части к верхней части отделения 103 для хранения. Жидкая композиция 131, содержащая субстрат, образующий аэрозоль, расположена в отделении 103 для хранения, и поверхность 173 раздела жидкость-воздух образована между жидкой композицией 131 и воздухом 170 в отделении 103 для хранения.

Между нагревательным элементом 120 и кожухом 305 устройства 300, генерирующего аэрозоль, образован переход 400. Переход 400 образует часть пути протекания воздуха, чтобы перенести аэрозоль пользователю для вдыхания.

Источник 160 света и детектор 165 расположены снаружи отделения 103 для хранения. Соответственно, отделение для хранения содержит прозрачные части в верхней части и нижней части для обеспечения прохождения света, излучаемого источником 160 света, через отделение 130 для хранения для достижения детектора 165.

На фиг. 6 устройство 300, генерирующее аэрозоль, и картридж 100 являются аналогичными изображенным и обсуждаются относительно фиг. 5, при этом аналогичные компоненты обозначены аналогичными числами. На фиг. 6 картридж 100 содержит световоды 460 и 465. Световод 460 в нижней части отделения 103 для хранения выполнен с возможностью направлять свет, излучаемый источником 160 света, на всю нижнюю поверхность картриджа в направлении, в целом параллельном продольной оси отделения для хранения. Световод 460 в целом является параболическим и отражает свет так, что свет от источника 160 света, который наталкивается на поверхность световода 460, отражается в целом параллельно длине картриджа 100. Световод 465 в верхней части отделения 103 для хранения выполнен с возможностью направления по существу всего света, переданного детектору 165 через верхнюю часть отделения 103 для хранения. Световод 465 в целом является параболическим, и свет, который сталкивается с поверхностью световода 465, отражен по направлению к детектору 165. В некоторых примерах (не показаны) детектор может быть расположен во внутреннем центре параболического световода, который отражает свет к центру для обнаружения, или вблизи него.

Устройство 300, генерирующее аэрозоль, может содержать инерциальный датчик для определения ориентации, чтобы охарактеризовать общую амплитуду сигнала в зависимости от соотношения уровня заполненности или объема для более точного определения объема или уровня заполненности жидкой композицией 131 в отделении 103 для хранения. На фиг. 7 картридж содержит множество источников 160 света и детекторов 165, расположенных смежно с нижней частью отделения 103 для хранения в чередующейся манере. Наличие источников 160 света и детекторов 165 на одной и той же стороне картриджа обеспечивает более практичный дизайн, поскольку он ограничивает электронные компоненты одной стороной. Детекторы 165 расположены и сориентированы для обнаружения света, который отражается от поверхности 173 раздела жидкость-воздух, образованной между жидкой композицией 131, содержащей субстрат, образующий аэрозоль, и воздухом 170 в отделении 103 для хранения. Для ясности свет показан как излучаемый только двумя источниками 160 света, но его может излучать любое количество источников света. Сигнал, принятый всеми детекторами 165, может быть просуммирован для определения уровня заполненности или объема жидкой композиции 131. В виде суммы сигнал, обнаруженный детекторами 165, обеспечивает простой путь для определения объема жидкости, если известна ориентация. Однако данные, принятые детекторами 165, могут быть оценены другим образом для определения объема жидкости.

На фиг. 8 картридж содержит источник 160 света и детектор 165, расположенные смежно с нижней частью отделения 103 для хранения. Между источником 160 света и детектором 165 расположена разделительная стенка 169. Детектор 165 расположен и сориентирован для обнаружения света, который отражается от поверхности 173 раздела жидкость-воздух, образованной между жидкой композицией 131, содержащей субстрат, образующий аэрозоль, и воздухом 170 в отделении 103 для хранения. Внутренние поверхности отделения для хранения отражают свет, излучаемый источником света. Картридж на фиг. 8 имеет преимущество простоты. Только один источник 160 света имеет широкий угол излучения и только один детектор 165. С большим углом излучения для детектора 165 является возможным принимать сигналы в любой ориентации с только одним источником 160 света. Кроме того, источник 160 света и детектор 165 находятся на одной и той же стороне устройства, что также упрощает дизайн.

На фиг. 9 картридж содержит множество источников 160 света, расположенных смежно с нижней частью отделения 103 для хранения, и множество детекторов 165, расположенных смежно с верхней частью отделения 103 для хранения. Детекторы 165 расположены и сориентированы для обнаружения света, излучаемого источниками 160 света через отделение 103 для хранения от нижней части к верхней части. Для известной ориентации существует взаимосвязь между суммой всех принятых сигналов и объемом заполненности жидкостью. Картридж на фиг. 9 выполнен с возможностью измерения сигнала света, переданного через поверхность 173 раздела жидкость-воздух, что может быть приемлемым, если устройство окружает верхнюю часть и нижнюю часть картриджа.

На фиг. 10 картридж содержит источник 160 света, расположенный смежно с нижней частью отделения 103 для хранения, и содержит детектор 165, расположенный смежно с верхней частью отделения 103 для хранения. Детектор 165 расположен и сориентирован для обнаружения света, излучаемого источником 160 света через отделение 103 для хранения от нижней части к верхней части. Источник света является многонаправленным. Внутренние поверхности отделения 103 для хранения отражают свет, излучаемый источником 160 света. Для известной ориентации существует взаимосвязь между суммой всех принятых сигналов и объемом заполненности жидкостью. Картридж на фиг. 10 выполнен с возможностью измерения сигнала света, переданного через поверхность 173 раздела жидкость-воздух, что может быть приемлемым, если устройство окружает верхнюю часть и нижнюю часть картриджа.

Все научные и технические термины, используемые в настоящем документе, имеют значения, обычно используемые в данной области техники, если не указано иное. Приведенные в настоящем документе определения предназначены для облегчения понимания определенных терминов, часто используемых в настоящем документе.

Используемые в данном описании и прилагаемой формуле изобретения формы единственного числа охватывают варианты осуществления, содержащие обозначаемые объекты во множественном числе, если в содержании явно не указано иное.

Используемый в данном описании и прилагаемой формуле изобретения термин «или», как правило, используется в значении, включающем «и/или», если в содержании явно не указано иное.

Используемые в данном документе слова «иметь», «имеющий», «включать», «включающий», «содержать», «содержащий» или т. п. используются в своем широком смысле и, как правило, означают «включающий, но без ограничения». Будет понятно, что выражения «состоящий по существу из», «состоящий из» и т. п. относятся к категории «содержащий» и т. п.

Слова «предпочтительный» и «предпочтительно» относятся к вариантам осуществления настоящего изобретения, которые могут обеспечить определенные преимущества при определенных обстоятельствах. Однако другие варианты осуществления также могут быть предпочтительными при тех же или других обстоятельствах. Кроме того, раскрытие одного или более предпочтительных вариантов осуществления не означает, что другие варианты осуществления не являются полезными, и не предназначено для исключения других вариантов осуществления из объема настоящего изобретения, в том числе формулы изобретения.

Любое направление, упомянутое в данном документе, такое как «верх», «низ», «левый», «правый», «верхний», «нижний», и другие направления или ориентации описаны в данном документе для ясности и краткости и не предназначены для ограничения фактического устройства или системы. Устройства и системы, описанные в данном документе, могут быть использованы в разных направлениях и ориентациях.

Варианты осуществления, приведенные в качестве примера выше, не являются ограничивающими. Специалистам в данной области техники будут очевидны и другие варианты осуществления, соответствующие вышеописанным вариантам осуществления.

Группа изобретений относися к аэрозольгенерирующим системам. Система включает картридж, содержащий отделение для хранения, выполненное с возможностью вмещения жидкой композиции, содержащей субстрат, образующий аэрозоль, устройство, генерирующее аэрозоль, выполненное с возможностью размещения картриджа и содержащее блок питания и управляющую электронику, функционально соединенную с блоком питания. Источник света функционально соединен с управляющей электроникой и расположен так, чтобы излучать свет в отделение для хранения картриджа. Свет, излучаемый источником света, поглощается жидкой композицией. Детектор функционально соединен с управляющей электроникой и расположен так, чтобы обнаруживать свет, излучаемый источником света. Источник света и детектор расположены смежно с одной и той же стороной отделения для хранения. Поверхность отделения для хранения, расположенная напротив источника света, выполнена с возможностью поглощения света, излучаемого источником света в отделение для хранения. Обеспечивается возможность определения уровня заполненности жидкостью картриджа с целью замены или обновления картриджа и преодоления негативных последствий использования устройства при отсутствии жидкости или недостаточном ее количестве 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Система, генерирующая аэрозоль, содержащая:

картридж, содержащий отделение для хранения, выполненное с возможностью вмещения жидкой композиции, содержащей субстрат, образующий аэрозоль;

устройство, генерирующее аэрозоль, выполненное с возможностью размещения картриджа, при этом устройство, генерирующее аэрозоль, содержит блок питания и управляющую электронику, функционально соединенную с блоком питания;

источник света, функционально соединенный с управляющей электроникой и расположенный и сориентированный так, чтобы излучать свет в отделение для хранения картриджа, при этом свет, излучаемый источником света, поглощается жидкой композицией; и

детектор, функционально соединенный с управляющей электроникой и расположенный и сориентированный так, чтобы обнаруживать свет, излучаемый источником света,

при этом как источник света, так и детектор расположены смежно с одной и той же стороной отделения для хранения, и при этом поверхность отделения для хранения, расположенная напротив источника света, выполнена с возможностью поглощения света, излучаемого источником света в отделение для хранения.

2. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 1, отличающаяся тем, что управляющая электроника выполнена с возможностью определения уровня заполненности жидкой композицией в отделении для хранения картриджа или управляющая электроника выполнена с возможностью передачи данных относительно сигнала, обнаруженного детектором, внешнему устройству для определения уровня заполненности жидкой композицией в отделении для хранения.

3. Система, генерирующая аэрозоль, по п.1 или 2,

отличающаяся тем, что картридж содержит источник света и детектор,

при этом устройство, генерирующее аэрозоль, содержит источник света и детектор;

при этом картридж содержит источник света и устройство, генерирующее аэрозоль, содержит детектор; или

при этом картридж содержит детектор и устройство, генерирующее аэрозоль, содержит источник света.

4. Система, генерирующая аэрозоль, по п.3,

отличающаяся тем, что, когда картридж содержит источник света, картридж дополнительно содержит внешний электрический контакт, функционально соединенный с источником света, и при этом устройство, генерирующее аэрозоль, содержит контакт, функционально соединенный с управляющей электроникой, при этом контакт изделия, генерирующего аэрозоль, и внешний электрический контакт картриджа выполнены с возможностью электрического соединения, когда картридж размещен в устройстве, генерирующем аэрозоль; и

при этом, когда картридж содержит детектор, картридж дополнительно содержит внешний электрический контакт, функционально соединенный с детектором, и при этом устройство, генерирующее аэрозоль, содержит контакт, функционально соединенный с управляющей электроникой, при этом контакт изделия, генерирующего аэрозоль, и внешний электрический контакт картриджа выполнены с возможностью электрического соединения, когда картридж размещен в устройстве, генерирующем аэрозоль.

5. Система, генерирующая аэрозоль, по п.3 или 4,

отличающаяся тем, что, когда устройство, генерирующее аэрозоль, содержит источник света, картридж содержит окошко из материала, прозрачного для света, при этом материал проходит от внутренней поверхности отделения для хранения к внешней поверхности картриджа, при этом источник света выровнен с окошком, когда картридж размещен в устройстве, генерирующем аэрозоль; и

при этом, когда устройство, генерирующее аэрозоль, содержит детектор, картридж содержит окошко из материала, прозрачного для света, при этом материал проходит от внутренней поверхности отделения для хранения к внешней поверхности картриджа, при этом детектор выровнен с окошком, когда картридж размещен в устройстве, генерирующем аэрозоль.

6. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что отделение для хранения картриджа имеет длину, проходящую от нижней части отделения для хранения к верхней части отделения для хранения, при этом источник света и детектор расположены смежно с нижней частью отделения для хранения.

7. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что отделение для хранения картриджа имеет длину, проходящую от нижней части отделения для хранения к верхней части отделения для хранения, при этом одно из источника света и детектора смежно расположено с нижней частью отделения для хранения, и другое из источника света и детектора расположено смежно с верхней частью отделения для хранения.

8. Система, генерирующая аэрозоль, по п.7, отличающаяся тем, что детектор содержит световод, выполненный с возможностью направления света внутри отделения для хранения к поверхности детектора.

9. Система, генерирующая аэрозоль, по п.7 или 8, отличающаяся тем, что отделение для хранения содержит боковую стенку, проходящую от нижней части к верхней части отделения для хранения, при этом внутренняя поверхность боковой стенки отражает свет, излучаемый источником света.

10. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что отделение для хранения имеет боковую стенку, проходящую от нижней части отделения для хранения к верхней части отделения для хранения, при этом источник света и детектор расположены смежно с боковой стенкой между верхней частью и нижней частью отделения для хранения.

11. Система, генерирующая аэрозоль, по п.10, отличающаяся тем, что источник света представляет собой один из множества источников света и детектор представляет собой один из множества детекторов, при этом каждый из источников света и детекторов функционально соединен с управляющей электроникой, при этом множество источников света и детекторов расположены вокруг периферии отделения для хранения по существу поперечно к продольной оси отделения для хранения.

12. Система, генерирующая аэрозоль, по п.11, отличающаяся тем, что управляющая электроника выполнена с возможностью обнаружения пары источника света и детектора, которые погружены в жидкую композицию в отделении для хранения.

13. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что дополнительно содержит датчик положения, функционально соединенный с управляющей электроникой.

14. Система, генерирующая аэрозоль, по п.13, отличающаяся тем, что управляющая электроника выполнена с возможностью определения уровня заполненности жидкой композицией в отделении для хранения картриджа на основании данных от детектора и от датчика положения.

15. Система, генерирующая аэрозоль, по п.13 или 14, отличающаяся тем, что управляющая электроника выполнена с возможностью активации источника света и детектора, когда датчик положения указывает, что устройство находится в предварительно определенной ориентации.

16. Способ применения системы, генерирующей аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, включающий этап изменения положения устройства, генерирующего аэрозоль, на вертикальную ориентацию с нижней частью, находящейся вверху, с обеспечением таким образом устройству, генерирующему аэрозоль, возможности проверить, является ли отделение для хранения пустым или остается ли в отделении для хранения небольшой объем жидкой композиции.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что включает предоставление команд пользователю для запуска этапа изменения положения устройства, генерирующего аэрозоль.

18. Устройство, генерирующее аэрозоль, которое содержит:

блок питания;

управляющую электронику, функционально соединенную с блоком питания;

резервуар, выполненный с возможностью размещения картриджа, имеющего отделение для хранения, которое содержит жидкую композицию, содержащую субстрат, образующий аэрозоль;

источник света, функционально соединенный с управляющей электроникой и расположенный и сориентированный так, чтобы излучать свет в отделение для хранения картриджа; и

детектор, функционально соединенный с управляющей электроникой и расположенный и сориентированный так, чтобы обнаруживать свет, излучаемый источником света, после того как свет достигнет отделения для хранения;

при этом как источник света, так и детектор выполнены с возможностью смежного размещения с одной и той же стороной отделения для хранения картриджа, когда картридж размещен внутри резервуара, и при этом поверхность отделения для хранения, расположенная напротив источника света, выполнена с возможностью поглощения света, излучаемого источником света в отделение для хранения.

19. Картридж для применения в устройстве, генерирующем аэрозоль, содержащий:

отделение для хранения для вмещения жидкой композиции, содержащей субстрат, образующий аэрозоль;

источник света, расположенный и сориентированный так, чтобы излучать свет в отделение для хранения;

первый контакт, функционально соединенный с источником света, при этом первый контакт расположен и сориентирован для электрического соединения с соответствующим первым контактом устройства, генерирующего аэрозоль, когда картридж размещен в устройстве, генерирующем аэрозоль;

детектор, расположенный и сориентированный для обнаружения света, излучаемого источником света; и

второй контакт, функционально соединенный с детектором, при этом второй контакт расположен и сориентирован для электрического соединения с соответствующим вторым контактом устройства, генерирующего аэрозоль, когда картридж размещен в устройстве, генерирующем аэрозоль;

при этом как источник света, так и детектор расположены смежно с одной и той же стороной отделения для хранения и при этом поверхность отделения для хранения, расположенная напротив источника света, выполнена с возможностью поглощения света, излучаемого источником света в отделение для хранения.