УСТРОЙСТВО, ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ, С ОБНАРУЖЕНИЕМ ЗАТЯЖКИ И СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ЗАТЯЖКИ Российский патент 2024 года по МПК A24F40/51 A24F40/57 

Настоящее изобретение относится к электрически нагреваемому устройству, генерирующему аэрозоль, со средством для обнаружения затяжки, которую делает пользователь. Настоящее изобретение также относится к способу обнаружения затяжки, которую делает пользователь при использовании такого устройства, генерирующего аэрозоль.

Электрически нагреваемые устройства, генерирующие аэрозоль, применяемые для генерирования вдыхаемого аэрозоля посредством электрического нагревания субстрата, образующего аэрозоль, в целом известны из уровня техники. Такие устройства могут содержать полость для размещения по меньшей мере части изделия, генерирующего аэрозоль, которое содержит субстрат, образующий аэрозоль, подлежащий нагреванию. Такие устройства дополнительно содержат электрический нагреватель для нагревания субстрата, подлежащего нагреванию, когда изделие размещено в полости. Чтобы обеспечить максимально равномерные ощущения для пользователя, температуру нагревания субстрата следует поддерживать на определенном уровне, когда пользователь делает затяжку. Однако температура нагревания может меняться в процессе потребления, в частности, из-за потока воздуха, который протягивается через систему во время затяжки, которую делает пользователь. По этой причине важно правильно обнаруживать затяжки для обеспечения точного управления процессом нагревания. В целом, обнаружение затяжки можно осуществлять путем измерения падения температуры потока воздуха через приемную полость устройства, когда пользователь делает затяжку. Для этого многие устройства содержат датчик температуры в приемной полости, который расположен непосредственно в проходе для потока воздуха с возможностью мгновенного обнаружения затяжки. Однако такое расположение может ограничивать поток воздуха через устройство. Кроме того, если датчик температуры расположен в приемной полости, он может быть поврежден, в частности, из-за механических воздействий во время очистки полости, во время вставки изделия в полость или извлечения из нее.

В документе US 2018/0333547 А1 описывается ингаляционное устройство для вдыхания испаряемого вещества, включающее в себя возможность измерения для информирования пользователя об определенном количестве вещества, которое было употреблено. Ингаляционное устройство включает в себя входное отверстие, выходное отверстие и канал, расположенный между входным отверстием и выходным отверстием. Устройство дополнительно включает в себя распылитель, расположенный между входом и выходом и выполненный с возможностью превращения неиспаренного вещества в испаренное вещество, при этом поток испаренного вещества проходит дальше по потоку от распылителя к выходному отверстию через канал. Ингаляционное устройство дополнительно включает в себя датчик воздушного потока, расположенный раньше по потоку испаряемого вещества, при этом датчик воздушного потока выполнен с возможностью получения информации о потоке воздуха из впускного отверстия.

Соответственно, было бы желательно обеспечить электрически нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, и способ обнаружения затяжки, обладающие преимуществами по сравнению с решениями предшествующего уровня техники, но без их ограничений. В частности, было бы желательно иметь электрически нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, и способ обнаружения затяжки, которые обеспечивают улучшенное обнаружение затяжки на основании измерений температуры.

В соответствии с настоящим изобретением предложено электрически нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, способного образовывать вдыхаемый аэрозоль при нагревании. Такое устройство содержит приемную полость для размещения с возможностью извлечения по меньшей мере части изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль, подлежащий нагреванию. Устройство дополнительно содержит электрический нагреватель для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, когда изделие размещено в приемной полости. Кроме того, устройство содержит детектор затяжки, содержащий датчик температуры для обнаружения изменения температуры потока воздуха в полости, указывающего на то, что пользователь делает затяжку. Датчик температуры расположен за пределами приемной полости на предварительно заданном расстоянии от тестового участка на внутренней поверхности приемной полости.

В соответствии с настоящим изобретением было установлено, что расположение датчика температуры за пределами полости предотвращает повреждение датчика. В то же время такая компоновка неожиданно все же позволяет обнаруживать затяжку пользователя достаточно быстро, чтобы обеспечить точное управление температурой, несмотря на возможную временную задержку между возникновением падения температуры потока воздуха в полости и его определением в положении датчика температуры за пределами полости. В частности, датчик температуры может быть выполнен с возможностью обнаружения изменения температуры потока воздуха в приемной полости за счет теплопроводности через элемент стенки устройства, который образует по меньшей мере часть приемной полости.

Кроме того, расположение датчика температуры за пределами приемной полости дает возможность упрощения конструкции полости. В частности, нет необходимости в том, чтобы полость содержала какой-либо электрический вывод для присоединения датчика. По этой причине полость может иметь сплошную внутреннюю поверхность. Это также обеспечивает возможность экранирования других частей устройства, генерирующего аэрозоль, например, электронных компонентов, от неблагоприятного влияния влаги в полости, что является преимуществом.

Предпочтительно датчик температуры не сообщается по текучей среде с потоком воздуха в полости, что является полезным по тем же причинам, которые обсуждались выше. То есть датчик температуры не находится в прямом контакте с потоком воздуха через устройство, в частности, через приемную полость. Фактически датчик температуры предпочтительно обнаруживает изменение температуры полости в тестовом участке, которое вызвано изменением температуры потока воздуха, проходящего вдоль внутренней поверхности полости в месте тестового участка.

Предпочтительно датчик температуры может содержать по меньшей мере один терморезистор. По сравнению с другими типами датчиков температуры, например, резистивными датчиками температуры, терморезисторы достигают большей точности в ограниченном диапазоне температуры, что является преимуществом. Терморезисторы также обеспечивают надлежащую температурную характеристику, поскольку сопротивление терморезисторов сильно зависит от температуры, больше, чем в стандартных резисторах. Кроме того, терморезисторы хорошо подходят для точечного детектирования, поскольку они способны обеспечивать высокую точность при измерении температуры в определенной точке. Это особенно полезно для измерения температуры потока воздуха, близкого к тестовому участку на внутренней поверхности приемной полости.

Предпочтительно терморезистор представляет собой терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC). NTC-терморезистор имеет сопротивление, которое уменьшается по мере повышения температуры. NTC-терморезисторы особенно подходят для отслеживания небольших изменений температуры, возникающих во время затяжки, которую делает пользователь. Это обусловлено тем, что сопротивление материала NTC-терморезистора линейно пропорционально температуре при небольших изменениях температуры.

Терморезистор может иметь форму диска, стержня, пластины, шарика или может быть интегрирован в микросхему. Такие формы обеспечивают очень компактную интеграцию терморезистора в устройство, генерирующее аэрозоль. Например, терморезистор может быть интегрирован в элемент стенки приемной полости, как будет более подробно описано ниже.

Терморезистор может содержать по меньшей мере одно из керамического материала, полимерного или полупроводникового материала, например, спеченного оксида металла.

Предварительно заданное расстояние между датчиком температуры и тестовым участком на внутренней поверхности приемной полости может находиться в диапазоне от 0,1 до 2 миллиметров, в частности, от 0,15 до 1 миллиметра, предпочтительно от 0,2 до 0,5 миллиметра. Такие расстояния обеспечивают преимущество в отношении возможности быстро обнаруживать изменения температуры в приемной полости.

Приемная полость может содержать отверстие для вставки, через которое в приемную полость может быть вставлено изделие, генерирующее аэрозоль. В настоящем документе направление, в котором вставляется изделие, генерирующее аэрозоль, обозначается как направление вставки. Предпочтительно направление вставки соответствует направлению, в котором проходит длинная ось, в частности, центральная ось приемной полости.

После вставки в приемную полость по меньшей мере часть изделия, генерирующего аэрозоль, еще может выступать наружу через отверстие для вставки. Выступающая наружу часть предпочтительно выполнена с возможностью взаимодействия с пользователем, в частности, с возможностью введения в рот пользователя. Следовательно, во время использования устройства отверстие для вставки может находиться близко к рту. Соответственно, в данном документе секции, расположенные рядом с отверстием для вставки или рядом со ртом пользователя при использовании устройства, обозначаются с идущим перед ними словом «проксимальный». Секции, расположенные дальше, обозначаются с идущим перед ними словом «дистальный».

С учетом этих условных обозначений приемная полость может быть выполнена или расположена в проксимальной части устройства, генерирующего аэрозоль. Отверстие для вставки может быть выполнено или расположено на проксимальном конце устройства, генерирующего аэрозоль, в частности, на проксимальном конце приемной полости.

Аналогичным образом приемная полость может быть образована в виде полости, в частности, в виде продолговатой полости, содержащей дистальную концевую часть и проксимальную концевую часть. Если имеется, отверстие для вставки может быть расположено на проксимальном конце приемной полости. На дистальном конце приемная полость может содержать дно, противоположное отверстию для вставки.

Тестовый участок на внутренней поверхности приемной полости может быть расположен в дистальной концевой части полости. В частности, тестовый участок на внутренней поверхности приемной полости может быть расположен на дне приемной полости или в дистальной концевой части боковой стенки приемной полости. Такое расположение особенно выгодно в конфигурации устройства, при которой поток воздуха через полость проходит через дистальную концевую часть полости. В частности, это относится к случаям, когда поток воздуха входит в изделие, генерирующее аэрозоль, после его размещения в полости, в дистальной концевой части полости. Эти части наиболее чувствительны к изменениям температуры потока воздуха, когда пользователь делает затяжку.

Датчик температуры может быть расположен на или по меньшей мере частично в элементе стенки устройства, который образует по меньшей мере часть приемной полости. Как описано выше, элемент стенки может представлять собой часть боковой стенки или дно приемной полости. В данном документе термин «расположен на элементе стенки устройства», в частности, означает, что датчик температуры расположен на поверхности элемента стенки, противоположной другой поверхности элемента стенки, которая образует по меньшей мере часть внутренней поверхности приемной полости. В этой конфигурации толщина элемента стенки в месте, где расположен датчик температуры, предпочтительно соответствует предварительно заданному расстоянию между датчиком температуры и тестовым участком на внутренней поверхности приемной полости.

Расположение датчика температуры по меньшей мере частично в элементе стенки может быть полезно для уменьшения предварительно заданного расстояния между датчиком температуры и тестовым участком на внутренней поверхности приемной полости и, таким образом, для уменьшения времени реакции, за которое изменение температуры в приемной полости можно обнаружить с помощью датчика температуры. Кроме того, наличие датчика температуры, расположенного по меньшей мере частично в элементе стенки, обеспечивает возможность компактной интеграции датчика температуры в устройство, генерирующее аэрозоль.

В частности, что касается последней конфигурации, датчик температуры может быть расположен в углублении, которое образовано в элементе стенки на стороне, противоположной внутренней поверхности полости. Элемент стенки, содержащий углубление на стороне, противоположной внутренней поверхности полости, в которой по меньшей мере частично расположен датчик температуры, обеспечивает возможность получения компактной конструкции устройства, генерирующего аэрозоль, что является преимуществом.

Предпочтительно датчик температуры прикреплен к поверхности элемента стенки, противоположной внутренней поверхности полости, с помощью теплопроводного соединительного средства, в частности, с помощью теплопроводного клея или теплопроводной прокладки. Предпочтительно теплопроводная прокладка представляет собой клей. Теплопроводный клей или теплопроводная прокладка обеспечивают хороший тепловой контакт между датчиком температуры и элементом стенки и, таким образом, с тестовым участком на внутренней поверхности приемной полости.

Кроме того, теплопроводный клей или теплопроводная прокладка могут быть деформируемыми. Деформируемость позволяет компенсировать технологические отклонения, что является преимуществом.

Теплопроводный клей может представлять собой двухкомпонентную эпоксидную смолу. Теплопроводный клей может содержать металлы, оксиды металлов, диоксид кремния или керамические микросферы.

В качестве альтернативы теплопроводному клею или прокладке теплопроводное средство может содержать термосмазку. Термосмазка может содержать полимеризируемую жидкую матрицу и большие объемные фракции электроизолирующего, но теплопроводного наполнителя. Материалы матрицы могут содержать эпоксидные смолы, силиконы, уретаны и акрилаты. Наполнитель может содержать оксид алюминия, нитрид бора, оксид цинка и алюминий, который применяется все чаще.

Чтобы дополнительно повысить скорость обнаружения изменения температуры в приемной полости при расположении датчика температуры за пределами полости, устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать проводник тепла, который расположен между тестовым участком на внутренней поверхности приемной полости и датчиком температуры. Предпочтительно проводник тепла образует часть внутренней поверхности приемной полости по меньшей мере в положении тестового участка. Еще более предпочтительно проводник тепла проходит вдоль всего (предварительно заданного) расстояния между тестовым участком на внутренней поверхности приемной полости и датчиком температуры. Например, проводник тепла может содержать металлический материал или материал на основе оксида металла, например, нержавеющую сталь, алюминий или медь.

В данном документе термин «теплопроводный» и «проводник тепла» относится к материалу или элементу, содержащему материал, который обладает большей теплопроводностью, чем другие части устройства, которые образуют по меньшей мере часть приемной полости. Проводник тепла может иметь теплопроводность, составляющую по меньшей мере 0,5 Вт/(м·K) [ватт на метр-Кельвин], в частности, по меньшей мере 1 Вт/(м·K), предпочтительно по меньшей мере 4 Вт/(м·К), еще более предпочтительно по меньшей мере 20 Вт/(м·К), наиболее предпочтительно по меньшей мере 100 Вт/(м·К) при измерении при комнатной температуре (20 градусов Цельсия).

В дополнение к датчику температуры детектор затяжки может дополнительно содержать электрическую схему для преобразования выходного сигнала датчика температуры в сигнал, указывающий на изменение температуры потока воздуха в приемной полости. Электрическая схема может содержать по меньшей мере одно из следующего: усилитель напряжения, управляемый током, для преобразования тока в напряжение, усилитель преобразования сигнала, преобразователь несимметричного сигнала в дифференциальный, аналого-цифровой преобразователь и микроконтроллер.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать контроллер, функционально соединенный с детектором затяжки, для определения затяжки, которую делает пользователь, на основании сигналов о температуре, подаваемых датчиком температуры, в частности, на основании сигнала, подаваемого детектором затяжки, который указывает на изменение температуры потока воздуха в приемной полости. Контроллер может быть дополнительно выполнен с возможностью управления общей работой устройства, генерирующего аэрозоль, в частности, процесса нагревания. На основании сигнала, указывающего на изменение температуры, подаваемого детектором затяжки, контроллер может быть, в частности, выполнен с возможностью регулировки управления процессом нагревания для поддержания температуры нагревания на определенном уровне, когда пользователь делает затяжку.

Контроллер и по меньшей мере части детектора затяжки могут быть интегральной частью общей электрической схемы устройства, генерирующего аэрозоль.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать источник питания, предпочтительно батарею, такую как литий-железо-фосфатная батарея. В альтернативном варианте осуществления источник питания может представлять собой устройство аккумулирования заряда другого вида, такое как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке, и он может иметь емкость, которая обеспечивает возможность накопления достаточного количества энергии для одного или более сеансов потребления пользователем. Например, источник питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, равного приблизительно шести минутам, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере источник питания может обладать достаточной емкостью для обеспечения возможности осуществления предварительно заданного количества затяжек или отдельных активаций нагревательного устройства.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха, находящееся в сообщении по текучей среде с приемной полостью. Соответственно, система, генерирующая аэрозоль, может содержать путь для воздуха, проходящий от по меньшей мере одного впускного отверстия для воздуха в приемную полость и возможно далее через субстрат, образующий аэрозоль, внутри изделия и мундштука в рот пользователя.

Предпочтительно впускное отверстие для воздуха выполнено в положении отверстия для вставки приемной полости, используемого для вставки изделия в полость. Когда изделие размещено в полости, воздух может быть втянут в приемную полость по краю отверстия для вставки и далее через проход для потока воздуха, образованный между внешней окружностью изделия, генерирующего аэрозоль, и по меньшей мере одной или более частями внутренней поверхности приемной полости.

Приемная полость может содержать множество выступов, проходящих внутрь приемной полости. Предпочтительно выступы указанного множества расположены на расстоянии друг от друга таким образом, что проход для потока воздуха образуется между соседними выступами, то есть интервалами (свободным пространством) между соседними выступами,

Кроме того, выступы указанного множества могут быть выполнены с возможностью контакта с по меньшей мере частью изделия, генерирующего аэрозоль, для удерживания изделия, генерирующего аэрозоль, в приемной полости.

По меньшей мере один, в частности, каждый из множества выступов может содержать ребро, может быть выполнен в виде ребра или может представлять собой ребро. Предпочтительно указанные одно или более ребер проходят в направлении длинной оси, в частности, центральной оси приемной полости. Предпочтительно длинная ось приемной полости соответствует направлению вставки, по которому изделие, генерирующее аэрозоль, может быть вставлено в приемную полость.

Ребра могут быть симметрично расположены вокруг длинной оси, в частности, центральной оси. В частности, ребра могут быть расположены на равном расстоянии вокруг длинной оси, в частности центральной оси. Любая из этих конфигураций является полезной для улучшенного управления потоком воздуха в устройстве. Как описано выше, термин «проходящий вдоль направления длинной оси, в частности, центральной оси» включает как прохождение параллельно центральной оси, так и прохождение в общем направлении центральной оси, которое может отклоняться от центральной оси (например, на от 2 до 5 градусов), но все еще лежать в соответствующей общей плоскости с центральной осью. Последнее относится, в частности, к по существу сужающейся, например, конической форме или форме усеченного конуса приемной полости, как дополнительно указано ниже.

Одно или более ребер могут иметь по существу треугольную форму поперечного сечения. В альтернативном варианте осуществления одно или более ребер могут иметь по существу прямоугольную, по существу трапециевидную, по существу полуовальную форму или по существу полукруглую форму поперечного сечения.

Одно или более ребер могут содержать контактную поверхность, которая предпочтительно адаптирована к форме соответствующей части изделия, генерирующего аэрозоль, с которой контактная поверхность контактирует при вставке изделия в приемную полость.

По меньшей мере один, в частности, каждый из множества выступов может быть скошенным или может содержать по меньшей мере один скос. Предпочтительно соответствующие выступы могут быть скошены со стороны, обращенной к отверстию для вставки приемной полости, или могут содержать по меньшей мере один скос, обращенный к отверстию для вставки приемной полости. Это облегчает вставку изделия в приемную полость, что является преимуществом. Аналогичным образом соответствующие выступы могут быть скошены со стороны, обращенной от отверстия для вставки приемной полости, или могут содержать по меньшей мере один скос, обращенный от отверстия для вставки приемной полости. Это облегчает извлечение изделия из приемной полости, что является преимуществом.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать один или более концевых ограничителей, расположенных в приемной полости, в частности, на дистальном конце приемной полости. Один или более концевых ограничителей предпочтительно выполнены с возможностью ограничения глубины вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в приемную полость. В частности, один или более концевых ограничителей могут быть выполнены с возможностью предотвращения примыкания изделия, генерирующего аэрозоль, к внутренней поверхности приемной полости на дистальном конце приемной полости, противоположном отверстию для вставки приемной полости на проксимальном конце приемной полости. Таким образом, один или более концевых ограничителей обеспечивают свободное пространство в дистальной части приемной полости, создавая возможность свободного течения воздуха между дистальным концом приемной полости и дальним концом изделия, генерирующего аэрозоль, когда изделие размещено в приемной полости, что является преимуществом. Один или более концевых ограничителей могут содержать контактную поверхность, с которой может контактировать изделие, генерирующее аэрозоль, в частности, дистальный конец изделия, генерирующего аэрозоль, когда изделие размещено в приемной полости.

Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать множество отдельных концевых ограничителей, например, три концевых ограничителя, которые расположены в приемной полости, в частности, на дистальном конце приемной полости.

Концевые ограничители указанного множества могут быть симметрично расположены вокруг длинной оси, в частности, центральной оси приемной полости. В частности, концевые ограничители указанного множества могут быть расположены на равном расстоянии вокруг длинной оси, в частности, центральной оси приемной полости. Как описано выше, это обеспечивает возможность свободного течения воздуха вокруг концевых ограничителей и изделия, размещенного в приемной полости.

Электрический нагреватель устройства, генерирующего аэрозоль, может представлять собой индукционный нагреватель. Индукционный нагреватель может содержать индукционный источник, содержащий индуктор, который выполнен с возможностью генерирования переменного, в частности, высокочастотного электромагнитного поля в приемной полости. Указанное переменное, в частности, высокочастотное, электромагнитное поле может иметь частоту в диапазоне от 500 кГц (килогерц) до 30 МГц (мегагерц), в частности, от 5 МГц до 15 МГц, предпочтительно, от 5 МГц до 10 МГц. После вставки изделия в приемную полость переменное электромагнитное поле используется для индукционного нагревания токоприемника, который находится в тепловом контакте или в тепловой близости с субстратом, образующим аэрозоль, подлежащим нагреванию. Индуктор может быть расположен таким образом, чтобы окружать по меньшей мере часть приемной полости или по меньшей мере часть внутренней поверхности приемной полости, соответственно. Например, индуктор может представлять собой катушку индуктивности, например, спиральную катушку, расположенную внутри боковой стенки приемной полости. Индуктор может быть расположен таким образом, чтобы окружать только дистальную часть внутренней поверхности приемной полости. Аналогичным образом индуктор может быть расположен таким образом, чтобы окружать по меньшей мере среднюю осевую часть внутренней поверхности приемной полости, причем средняя осевая часть расположена между дистальной частью и проксимальной частью внутренней поверхности приемной полости.

В альтернативном варианте осуществления нагреватель может представлять собой резистивный нагреватель, содержащий резистивный нагревательный элемент. Резистивный нагревательный элемент выполнен с возможностью нагреваться при протекании через него электрического тока за счет омического сопротивления или резистивной нагрузки резистивного нагревательного элемента. Например, резистивный нагревательный элемент может содержать по меньшей мере одно из резистивной нагревательной проволоки, резистивной нагревательной дорожки, резистивной нагревательной ленты или резистивной нагревательной сетки. При использовании устройства резистивный нагревательный элемент находится в тепловом контакте или в тепловой близости с субстратом, образующим аэрозоль, подлежащим нагреву.

В целом, приемная полость может иметь любую подходящую форму. В частности, форма приемной полости может соответствовать форме изделия, генерирующего аэрозоль, которое размещают в ней. Предпочтительно приемная полость может иметь по существу цилиндрическую форму или сужающуюся форму, например, по существу коническую форму или по существу форму усеченного конуса.

Аналогичным образом приемная полость может иметь любое подходящее поперечное сечение, если смотреть в плоскости, перпендикулярной длинной оси приемной полости или перпендикулярной направлению вставки изделия. В частности, поперечное сечение приемной полости может соответствовать форме изделия, генерирующего аэрозоль, которое размещают в ней. Предпочтительно приемная полость имеет по существу круглое поперечное сечение. В альтернативном варианте осуществления приемная полость может иметь по существу эллиптическое поперечное сечение, по существу овальное поперечное сечение, по существу квадратное поперечное сечение, по существу прямоугольное поперечное сечение, по существу треугольное поперечное сечение или по существу многоугольное поперечное сечение. В настоящем документе вышеуказанные формы и поперечные сечения предпочтительно относятся к форме или поперечному сечению приемной полости без учета каких-либо выступов.

Приемная полость может быть образована в виде модуля приемной полости, в частности, в виде трубчатой гильзы, которая может быть вставлена в основной элемент устройства, генерирующего аэрозоль. Это обеспечивает возможность модульной сборки устройства, генерирующего аэрозоль, что является преимуществом.

В альтернативном варианте осуществления по меньшей мере часть приемной полости может быть образована за единое целое с основным элементом. За счет обеспечения по меньшей мере части приемной полости как части основного элемента количество частей, необходимых для получения устройства, генерирующего аэрозоль, может быть уменьшено.

Настоящее изобретение также относится к системе, генерирующей аэрозоль, содержащей устройство, генерирующее аэрозоль, согласно настоящему изобретению, описанное в данном документе. Система дополнительно содержит изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее по меньшей мере один субстрат, образующий аэрозоль, нагреваемый указанным устройством, причем по меньшей мере часть изделия выполнена с возможностью размещения с возможностью извлечения или размещается с возможностью извлечения в приемной полости устройства.

Изделие, генерирующее аэрозоль, может представлять собой расходную часть, в частности, предназначенную для однократного использования. Изделие, генерирующее аэрозоль, может представлять собой табачное изделие. В частности, изделие может представлять собой стержнеобразное изделие, предпочтительно цилиндрическое стержнеобразное изделие, которое может напоминать обычные сигареты.

Изделие может содержать один или более из следующих элементов: первый опорный элемент, элемент субстрата, второй опорный элемент, охлаждающий элемент и фильтрующий элемент. Предпочтительно изделие, генерирующее аэрозоль, содержит по меньшей мере первый опорный элемент, второй опорный элемент и элемент субстрата, расположенный между первым опорным элементом и вторым опорным элементом.

Все вышеупомянутые элементы могут быть расположены последовательно вдоль длинной оси изделия в указанном выше порядке, при этом первый опорный элемент предпочтительно расположен на дистальном конце изделия, а фильтрующий элемент предпочтительно расположен на проксимальном конце изделия. Каждый из вышеупомянутых элементов может быть по существу цилиндрическим. В частности, все элементы могут иметь одинаковую внешнюю форму поперечного сечения. В дополнение, указанные элементы могут быть окружены наружной оберткой таким образом, чтобы удерживать вместе указанные элементы и сохранять требуемую круглую форму сечения стержнеобразного изделия. Предпочтительно обертка изготовлена из бумаги.

В данном документе термин «субстрат, образующий аэрозоль» относится к субстрату, способному выделять летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль при нагревании. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть твердым или жидким субстратом, образующим аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные вкусоароматические соединения, которые выделяются из субстрата при нагреве. В альтернативном варианте осуществления или дополнительно субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал, не являющийся табаком. Субстрат, образующий аэрозоль, может дополнительно содержать вещество для образования аэрозоля. Примерами подходящих веществ для образования аэрозоля являются глицерин и пропиленгликоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может также содержать другие добавки и ингредиенты, такие как никотин или вкусоароматические вещества. В частности, жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать воду, растворители, этанол, растительные экстракты и натуральные или искусственные вкусоароматические вещества. Субстрат, образующий аэрозоль, также может представлять собой пастообразный материал, саше из пористого материала, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, или, например, рассыпной табак, смешанный с гелеобразующим средством или клейким средством, который может содержать обычное вещество для образования аэрозоля, такое как глицерин, и который впоследствии спрессован или сформован в виде штранга.

Элемент субстрата предпочтительно содержит по меньшей мере один субстрат, образующий аэрозоль, подлежащий нагреванию. В случае, если система, генерирующая аэрозоль, основана на индукционном нагреве, элемент субстрата может дополнительно содержать токоприемник, который находится в тепловом контакте или в тепловой близости с субстратом, образующим аэрозоль. В данном документе термин «токоприемник» относится к элементу, содержащему материал, который способен индукционно нагреваться внутри переменного электромагнитного поля. Это может быть результатом по меньшей мере одного из потерь на гистерезис или вихревых токов, индуцированных в токоприемнике, в зависимости от электрических и магнитных свойств материала токоприемника.

По меньшей мере один из первого опорного элемента и второго опорного элемента может содержать центральный проход для воздуха. Предпочтительно по меньшей мере один из первого опорного элемента и второго опорного элемента может содержать полую трубку из ацетилцеллюлозы. В альтернативном варианте осуществления первый опорный элемент может использоваться для того, чтобы покрывать и защищать торец дистального конца элемента субстрата.

Элемент для охлаждения аэрозоля представляет собой элемент, имеющий большую площадь поверхности и низкое сопротивление затяжке, например, от 15 до 20 мм вод. ст. При использовании аэрозоль, образованный летучими соединениями, выделяющимися из элемента субстрата, втягивается через элемент для охлаждения аэрозоля перед переносом к проксимальному концу изделия, генерирующего аэрозоль.

Фильтрующий элемент предпочтительно служит в качестве мундштука или части мундштука вместе с элементом для охлаждения аэрозоля. В настоящем документе термин «мундштук» относится к части изделия, через которую аэрозоль выходит из изделия, генерирующего аэрозоль.

Дополнительные признаки и преимущества системы, генерирующей аэрозоль, и изделия, генерирующего аэрозоль, согласно настоящему изобретению уже были описаны выше в отношении устройства, генерирующего аэрозоль, и применимы в равной мере.

В соответствии с настоящим изобретением также предложен способ обнаружения затяжки, которую делает пользователь при использовании устройства, генерирующего аэрозоль, в частности, устройства, генерирующего аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением и описанным в данном документе. Способ включает этапы:

получения множества сигналов о температуре от датчика температуры с предварительно заданной частотой обнаружения, при этом каждый из множества сигналов о температуре указывает на температуру потока воздуха в полости устройства, генерирующего аэрозоль;

применения шумоподавляющей фильтрации ко множеству полученных сигналов о температуре с получением множества отфильтрованных сигналов о температуре;

формирования выборки из множества отфильтрованных сигналов о температуре с предварительно заданной частотой дискретизации с получением выборки отфильтрованных сигналов о температуре;

вычисления производной по времени для указанной выборки отфильтрованных сигналов о температуре с получением производной по времени сигналов о температуре;

обнаружения затяжки, которую делает пользователь, путем определения изменения производной по времени сигналов о температуре.

Этап применения шумоподавляющей фильтрации ко множеству полученных сигналов о температуре облегчает точное определение производной по времени, а затем точное определение изменения производной по времени, что является преимуществом.

Обычно на множество полученных сигналов о температуре могут влиять различные типы шума, в частности высокоуровневые шумы и низкоуровневые шумы. Высокоуровневый шум - это шум с высокой амплитудой. Напротив, низкоуровневый шум - это шум с низкой амплитудой. В одном варианте осуществления «высокоуровневый шум» представляет собой шум, создаваемый электромагнитным полем (которое воздействует на датчик температуры), то есть электромагнитным полем, присутствующим в устройстве, например, при активации катушки индуктивности, то есть, когда на нее подают переменный ток. В одном варианте осуществления «низкоуровневый шум» представляет собой шум, присутствующий в системе в отсутствие электромагнитного поля, то есть, например, когда на катушку индуктивности не подается переменный ток. В этом отношении было установлено, что для множества полученных сигналов о температуре может потребоваться применение различных типов фильтров для подавления различных типов шума. В частности, было установлено, что различные типы фильтров можно применять параллельно ко множеству полученных сигналов о температуре.

Соответственно, этап применения шумоподавляющей фильтрации может включать параллельное применение первого фильтра и второго фильтра к полученным сигналам о температуре с получением первого множества отфильтрованных сигналов о температуре и второго множества отфильтрованных сигналов о температуре, при этом первый фильтр представляет собой фильтр высокоуровневых шумов, а второй фильтр представляет собой фильтр низкоуровневых шумов.

Соответственно, формирование выборки из множества отфильтрованных сигналов о температуре может включать формирование выборки из первого и второго множества отфильтрованных сигналов о температуре с предварительно заданной частотой дискретизации с получением первой выборки отфильтрованных сигналов о температуре и второй выборки отфильтрованных сигналов о температуре, соответственно.

Соответственно, вычисление производной по времени для указанной выборки отфильтрованных сигналов о температуре может включать вычисление соответствующей производной по времени для первой выборки отфильтрованных сигналов о температуре и для второй выборки отфильтрованных сигналов о температуре с получением первой производной по времени и второй производной по времени, соответственно, а затем получение комбинированной производной по времени, причем комбинированная производная по времени задается соответствующей первой производной по времени для периодов эксплуатации, когда устройство, генерирующее аэрозоль, находится в состоянии рабочего цикла с низкой нагрузкой или в состоянии регулирования питания, и при этом комбинированная производная по времени задается соответствующей второй производной по времени для периодов эксплуатации, когда устройство, генерирующее аэрозоль, находится в состоянии рабочего цикла с высокой нагрузкой.

Соответственно, обнаружение затяжки, которую делает пользователь, может включать обнаружение затяжки, которую делает пользователь, путем определения изменения комбинированной производной по времени.

В данном случае понятно, что устройство, генерирующее аэрозоль, может находиться в нескольких различных состояниях, предпочтительно трех состояниях: состоянии рабочего цикла с низкой нагрузкой, состоянии регулирования питания и состоянии рабочего цикла с полной нагрузкой. Состояние регулирования питания является рабочим состоянием, в котором питание регулируется для обеспечения сохранения целевой температуры токоприемника. В состоянии рабочего цикла с низкой нагрузкой устройство, генерирующее аэрозоль, находится в состоянии эксплуатации, в котором электрический нагреватель получает питание, в частности, в импульсном режиме, с рабочим циклом менее 30 процентов, в частности, не более 25 процентов, предпочтительно не более 20 процентов, более предпочтительно не более 15 процентов. Аналогично, в состоянии рабочего цикла с высокой нагрузкой устройство, генерирующее аэрозоль, находится в состоянии эксплуатации, в котором электрический нагреватель получает питание, в частности, в импульсном режиме, с рабочим циклом по меньшей мере 30 процентов, в частности, по меньшей мере 40 процентов, предпочтительно по меньшей мере 50 процентов.

Предпочтительно, фильтр высокоуровневых шумов представляет собой один из фильтра нижних частот или медианного фильтра. Предпочтительно фильтр низкоуровневых шумов представляет собой один из фильтра с бесконечной импульсной характеристикой, фильтра с конечной импульсной характеристикой, фильтра «минимум-максимум» (фильтра «мин.-макс.»). В одном варианте осуществления фильтр «мин.-макс.» представляет собой фильтр, в котором минимальное значение в выборке складывается с максимальным значением в выборке, и сумма делится на 2.

Как упоминалось выше, применение двух различных типов фильтров параллельно к полученным сигналам о температуре позволяет оптимизировать качество сигнала в отношении различных аспектов.

Например, фильтр медианного типа полезно использовать для глобального подавления шумов сигнала. Медианная фильтрация является хорошо известной методикой обработки сигнала и, соответственно, не требует дополнительного описания в данном документе. Основная идея медианного фильтра заключается в том, чтобы проходить по сингалу от значения к значению, заменяя каждое значение медианой соседних значений.

В отличие от этого фильтр с бесконечной импульсной характеристикой используется для сглаживания переходов сигнала между различными периодами эксплуатации, в частности, между периодами эксплуатации, когда на электрический нагреватель подается питание, то есть он находится во включенном состоянии, и периодами эксплуатации, когда на электрический нагреватель не подается питание, то есть он находится в выключенном состоянии. В целом, фильтры с бесконечной импульсной характеристикой тоже хорошо известны из области обработки сигналов и, соответственно, их нет нужды подробно обсуждать здесь.

Этап формирования выборки из множества отфильтрованных сигналов о температуре, в частности, первого и второго множества отфильтрованных сигналов о температуре, с предварительно заданной частотой дискретизации позволяет сократить время, необходимое для вычислений, и, таким образом, экономить вычислительные ресурсы, что является преимуществом. Для этого предварительно заданную частоту дискретизации выбирают таким образом, чтобы она была меньше или ниже предварительно заданной частоты обнаружения. Предпочтительно предварительно заданная частота дискретизации представляет собой диапазон от 1 на 100 миллисекунд до 1 на 50 миллисекунд. То есть выборка отфильтрованных сигналов о температуре, в частности, первая выборка отфильтрованных сигналов о температуре и вторая выборка отфильтрованных сигналов о температуре, учитывает только соответствующий сигнал о температуре, в частности, соответствующий первый и второй отфильтрованный сигнал о температуре, с периодичностью от 50 до 100 миллисекунд.

Предварительно заданная частота дискретизации предпочтительно лежит в диапазоне от 1 на 1 миллисекунду до 1 на 10 миллисекунд. То есть сигналы о температуре считываются датчиком температуры или их получают от датчика температуры с периодичностью от 1 миллисекунды до 100 миллисекунд.

Расчет соответствующей производной по времени для выборки отфильтрованных сигналов о температуре, в частности, первой выборки отфильтрованных сигналов о температуре и второй выборки отфильтрованных сигналов о температуре может быть осуществлен, например, путем определения отношения разностей между каждыми двумя последовательными отфильтрованными сигналами о температуре в выборке отфильтрованных сигналов о температуре. Отношение разностей между двумя последовательными отфильтрованными сигналами о температуре представляет собой отношение разности между двумя последовательными отфильтрованными сигналами о температуре к разности интервала времени между двумя последовательными отфильтрованными сигналами о температуре. В данном случае временной интервал между двумя последовательными отфильтрованными сигналами о температуре является величиной, обратной частоте дискретизации. Соответственно, отношение разностей представляет собой меру средней скорости изменения отфильтрованных сигналов о температуре в течение временного интервала, соответствующего величине, обратной частоте дискретизации. Для больших частот дискретизации, т. е. для коротких временных интервалов между двумя последовательными сигналами в выборке отфильтрованных сигналов о температуре, предел отношения разностей является, таким образом, мгновенной скоростью изменения.

Этап определения изменения производной по времени, в частности, комбинированной производной по времени, предпочтительно включает определение знака изменения производной по времени, в частности, комбинированной производной по времени.

Предпочтительно этап определения изменения производной по времени, в частности, комбинированной производной по времени, включает применение конечного автомата. В настоящем документе термин «конечный автомат» обозначает модель устройства, генерирующего аэрозоль, имеющую фиксированный набор состояний, в которых может находиться устройство, генерирующее аэрозоль (в конкретный момент устройство может находиться только в одном состоянии), и включающую набор переходов, то есть предварительно заданных изменений от одного состояния к другому в ответ на некоторый внешний входной сигнал. Предпочтительно конечный автомат используют для анализа больших вариаций комбинированной производной по времени, для устранения остаточного шума и в итоге обнаружения начала и конца затяжки, которую делает пользователь.

Дополнительные признаки и преимущества способа согласно настоящему изобретению были описаны в отношении устройства и системы, генерирующих аэрозоль, и применимы в той же степени.

Настоящее изобретение будет дополнительно описано, исключительно в качестве примера, со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых:

на Фиг. 1 схематически изображен в разрезе иллюстративный вариант осуществления устройства, генерирующего аэрозоль, согласно настоящему изобретению;

на Фиг. 2 схематически изображен модуль приемной полости устройства согласно Фиг. 1 в перспективе вместе с введенным в него изделием, генерирующим аэрозоль;

на Фиг. 3 схематически изображен в перспективе в поперечном разрезе модуль приемной полости и изделие, генерирующее аэрозоль, согласно Фиг. 2;

на Фиг. 4 схематически изображен модуль приемной полости устройства согласно Фиг. 2 без введенного в него изделия, генерирующего аэрозоль;

на Фиг. 5 схематически изображена в поперечном разрезе приемная полость согласно Фиг. 4 без изделия, генерирующего аэрозоль;

на Фиг. 6 схематически изображен блок чувствительных элементов, используемый в устройстве, генерирующем аэрозоль, согласно Фиг. 1; и

на Фиг. 7 схематически изображен иллюстративный вариант осуществления способа обнаружения затяжки, которую делает пользователь, в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг. 1 схематически изображен иллюстративный вариант осуществления устройства 200, генерирующего аэрозоль, согласно настоящему изобретению. Устройство 200, генерирующее аэрозоль, имеет продолговатую форму и содержит основной элемент 210 и модуль 220 приемной полости. Модуль 220 полости содержит приемную полость 221 для размещения по меньшей мере части изделия 2, генерирующего аэрозоль. Модуль 220 приемной полости вставлен в углубление 230, образованное в проксимальной части 211 основного элемента 210. В дистальной части 212 основной корпус 210 содержит источник 250 питания и контроллер 260 для подачи питания и управления работой устройства 200. Вместе устройство 200, генерирующее аэрозоль, и изделие 2, генерирующее аэрозоль, образуют систему, генерирующую аэрозоль, согласно настоящему изобретению.

В проксимальной части 211 основного элемента 210, которая образует полость 230, устройство, генерирующее аэрозоль, содержит индуктор 240. В данном варианте осуществления индуктор 240 представляет собой спиральную катушку, расположенную вокруг приемной полости 221. Индуктор 240 является частью индукционного нагревателя, который питается и управляется источником 250 питания и контроллером 260. При использовании устройства 200 индуктор 240 генерирует переменное электромагнитное поле в приемной полости 221 для индукционного нагревания субстрата, образующего аэрозоль, содержащегося в изделии 2, когда последнее размещено в приемной полости 221.

На Фиг. 2, Фиг. 3 и Фиг. 4 показаны различные аспекты модуля 220 приемной полости с изделием 2, генерирующем аэрозоль, и без него. Как можно видеть, модуль 220 приемной полости представляет собой удлиненную гильзу, содержащую отверстие 15 для вставки, через которое изделие 2, генерирующее аэрозоль, может быть по меньшей мере частично вставлено в приемную полость 221. Направление вставки изделия 2, генерирующего аэрозоль, по существу проходит вдоль центральной оси 201 приемной полости 221. Приемная полость 221 изготовлена из PEEK (полиэфирэфиркетона). Приемная полость 221 имеет по существу цилиндрическую форму с по существу круглым поперечным сечением, имеющим диаметр приблизительно 15 миллиметров.

В соответствии с формой приемной полости 221, изделие 2, генерирующее аэрозоль, имеет форму по существу цилиндрического стержня. Как показано на Фиг. 1 и Фиг. 3, изделие 2 содержит пять элементов, расположенных последовательно вдоль длинной оси изделия 2: первый опорный элемент 25, элемент 24 субстрата, второй опорный элемент 23, содержащий центральный проход 26 для воздуха, охлаждающий элемент 22 и фильтрующий элемент 21. Первый опорный элемент 25 расположен на дистальном конце изделия 2, а фильтрующий элемент 21 расположен на проксимальном конце изделия 2. Каждый из вышеупомянутых элементов 21, 22, 23, 24, 25 является по существу цилиндрическим, при этом все они имеют одинаковую внешнюю форму поперечного сечения. Кроме того, указанные элементы окружены наружной оберткой таким образом, чтобы удерживать вместе указанные элементы и сохранять требуемую круглую форму сечения стержнеобразного изделия 2. Предпочтительно обертка изготовлена из бумаги. Первый опорный элемент 25 используется для того, чтобы покрывать и защищать дистальный торец элемента 24 субстрата. Элемент 24 субстрата содержит по меньшей мере один субстрат, образующий аэрозоль, подлежащий нагреванию. Кроме того, элемент 24 субстрата дополнительно содержит токоприемник (не показан), который находится в тепловом контакте с субстратом, образующим аэрозоль. Таким образом, при активации индуктора 240 токоприемник нагревается за счет вихревых токов или потерь на гистерезис, которые вызваны переменным электромагнитным полем, в зависимости от магнитных и электрических свойств материала токоприемника. Токоприемник нагревается до достижения температуры, достаточной для испарения субстрата, образующего аэрозоль. Выделяемый материал может быть захвачен потоком воздуха, проходящим через изделие 2 от первого опорного элемента 25 через элемент 24 субстрата, второй опорный элемент 23 и охлаждающий элемент 22 к фильтрующему элементу 21. По ходу этого пути испаренный материал охлаждается с образованием аэрозоля перед тем, как выйти через фильтрующий элемент 21 на проксимальном конце изделия 2.

На Фиг. 5 более подробно показан модуль 220 приемной полости и приемная полость 221, соответственно. Приемная полость 221 содержит внутреннюю поверхность 16, которая содержит множество первых и вторых выступов 10, 17. Как видно на Фиг. 1 и Фиг. 3, когда изделие 2 размещено в полости 221, первый опорный элемент 25 находится в контакте с первыми выступами 10, и второй опорный элемент 23 находится в контакте со вторыми выступами 17. В отличие от этого субстрат 24 никак не контактирует с внутренней поверхностью 16 нагревательной полости 221. Это приводит к общему снижению тепловых потерь за счет прямого переноса тепла от изделия 2, генерирующего аэрозоль, к внутренней поверхности 16, что является преимуществом. Кроме того, также снижаются нежелательные эффекты увлажнения изделия вследствие образования конденсата в полости 221. В данном варианте осуществления первые и вторые выступы 10, 17 выполнены в виде ребер, проходящих вдоль направления, параллельного центральной оси 201. Ребра расположены симметрично вокруг центральной оси 201 и расположены на равном расстоянии друг от друга. Расстояние между соседними ребрами находится в диапазоне от 1,3 до 1,5 миллиметра. Что касается прохождения по длине, каждое ребро является скошенным или содержит соответствующий скос на обоих концах, а именно, со стороны, обращенной к отверстию 15 для вставки, и с противоположной стороны, обращенной от отверстия 15 для вставки. Скосы облегчают вставку и извлечение изделия 2, генерирующего аэрозоль, в приемную полость 221 и из нее, что является преимуществом. Кроме того, каждое ребро имеет постоянную протяженность по высоте по всей длине. В данном варианте осуществления высота находится в диапазоне от 0,4 до 0,5 миллиметра при измерении в радиальном направлении к центральной оси 201.

Первые выступы 10 и вторые выступы 17 образуют линию, то есть каждый из первых выступов 10 выровнен с соответствующим одним из вторых выступов 17, если смотреть в направлении, параллельном центральной оси 201. За счет этого промежутки (свободное пространство) между соседними первыми выступами 10 и между соседними вторыми выступами 17 образуют многоканальный проход 12 для потока воздуха, который проходит от отверстия 15 для вставки на проксимальном конце 4 приемной полости 221 до донной части приемной полости 221 на ее дистальном конце 5, что является преимуществом.

Соответственно, при приложении отрицательного давления к фильтрующему элементу 21 изделия 2, генерирующего аэрозоль, размещенного в приемной полости 221, например, когда пользователь делает затяжку, воздух (см. также стрелки на Фиг. 5) втягивается в приемную полость 221 по краю отверстия 15 для вставки и далее вдоль многоканального прохода для потока воздуха в донную часть на дистальном конце 4 приемной полости 221. Там поток воздуха попадает в изделие 2, генерирующее аэрозоль, через первый опорный элемент 25 и далее проходит через элемент 24 субстрата, второй опорный элемент 23, элемент 22 для охлаждения аэрозоля и фильтрующий элемент 21, где он окончательно выходит из изделия 2. В элементе 24 субстрата испаренный материал из субстрата, образующего аэрозоль, захватывается потоком воздуха, а затем охлаждается на его дальнейшем пути через второй опорный элемент 23, элемент 22 для охлаждения аэрозоля и фильтрующий элемент 21, с образованием аэрозоля.

Для обеспечения возможности надлежащего перенаправления потока воздуха в изделие 2, генерирующее аэрозоль, в донной части приемной полости 221 устройство 200, генерирующее аэрозоль, содержит три концевых ограничителя 14, которые расположены на дистальном конце 5 приемной полости 221. Концевые ограничители 14 выполнены с возможностью ограничения глубины вставки изделия 2 в приемную полость 221 и, таким образом, предотвращения примыкания изделия 2 к донной поверхности приемной полости 221. Это показано на Фиг. 1.

Как указано выше, важно правильно обнаруживать затяжки для обеспечения точного управления процессом нагревания. Для этого устройство, генерирующее аэрозоль, в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержит детектор затяжки, который содержит датчик 71 температуры для обнаружения изменения температуры потока воздуха в приемной полости, указывающего на то, что пользователь делает затяжку. Как видно на Фиг. 5, датчик 71 температуры расположен за пределами приемной полости 221 на предварительно заданном расстоянии от тестового участка 13 на внутренней поверхности приемной полости 221. В данном варианте осуществления тестовый участок 13 расположен в дистальной концевой части полости 221, противоположной отверстию 15 для вставки. В этом положении поток воздуха через приемную полость 221 уже предварительно нагрет за счет прохождения по внешней окружности нагреваемого элемента 24 субстрата изделия 2, генерирующего аэрозоль. Это облегчает измерение изменения температуры воздуха, когда пользователь делает затяжку, что является преимуществом.

В данном варианте осуществления датчик 71 температуры представляет собой терморезистор, в частности, терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC). Терморезисторы особенно полезны для измерения небольших изменений температуры.

Как также видно на Фиг. 5, датчик 71 температуры расположен в элементе 18 стенки, который образует донную часть приемной полости 221. Для размещения датчика 71 температуры элемент стенки содержит углубление 19 на стороне, противоположной внутренней поверхности 16 полости 221, в которой расположен датчик 71 температуры.

Предварительно заданное расстояние между датчиком 71 температуры и тестовым участком 13 на внутренней поверхности 16 приемной полости 221 может находиться в диапазоне от 0,1 миллиметра до 2 миллиметров, в частности, от 0,15 до 1 миллиметра, предпочтительно от 0,2 до 0,5 миллиметра. Такие расстояния обеспечивают преимущество в отношении возможности быстро обнаруживать изменения температуры в приемной полости 221.

Датчик 71 температуры прикреплен к поверхности углубления 19 в элементе 18 стенки, противоположной внутренней поверхности полости, с помощью теплопроводной прокладки 72, которая обеспечивает хороший тепловой контакт с элементом 18 стенки и, таким образом, хорошую теплопроводность между тестовым участком 13 и датчиком 71 температуры. В данном варианте осуществления термопрокладка 72 представляет собой теплопроводный клей, который является деформируемым. Деформируемость позволяет компенсировать технологические отклонения, что является преимуществом.

Датчик 71 температуры и термопрокладка 72 являются частью блока 70 чувствительных элементов. Блок 70 чувствительных элементов подробно показан на Фиг. 6. Блок 70 чувствительных элементов содержит опорный основной элемент 73, к которому прикреплен датчик 71 температуры и термопрокладка 72 и который служит для установки блока 70 чувствительных элементов на модуле 220 приемной полости. Как показано на Фиг. 5, модуль 220 приемной полости содержит гнездовое 11 углубление, которое расположено в донной части модуля 220 приемной полости и которое выполнено с возможностью размещения в нем блока 70 чувствительных элементов. Для надежного удержания блока 70 чувствительных элементов в гнездовом углублении 11 опорный основной элемент 73 может содержать одно или более защелкивающихся соединительных элементов, которые входят в зацепление с соответствующими защелкивающимися соединительными элементами в гнездовом углублении 11 при вставке блока 70 чувствительных элементов в гнездовое углубление 11.

Блок 70 чувствительных элементов дополнительно содержит электрические соединительные элементы для функционального соединения датчика 71 температуры с электрической схемой детектора затяжки (не показана) для преобразования выходного сигнала датчика 71 температуры в сигнал, указывающий на температуру, в частности изменение температуры потока воздуха в приемной полости 221. Электрическая схема детектора затяжки может быть интегральной частью контроллера 26. На основании сигнала, указывающего на изменение температуры, подаваемого детектором затяжки, контроллер 260 может регулировать управление процессом нагревания для поддержания температуры нагревания субстрата в изделии 2 на определенном уровне, когда пользователь делает затяжку.

На Фиг. 7 схематически показан иллюстративный вариант осуществления способа обнаружения затяжки, которую делает пользователь при использовании устройства, генерирующего аэрозоль, в частности устройства, генерирующего аэрозоль, согласно настоящему изобретению и показанного на Фиг. 1. На первом этапе, показанном на 300, способ включает получение множества сигналов о температуре от датчика температуры, в частности, датчика 71 температуры устройства 200. Каждый из множества сигналов о температуре указывает на температуру потока воздуха в полости 221 устройства 200, генерирующего аэрозоль. Сигналы о температуре получают с предварительно заданной частотой обнаружения, которая может находиться в диапазоне от 1 на 1 миллисекунду до 1 на 10 миллисекунд, в частности, в диапазоне от 1 на 2 миллисекунды до 1 на 5 миллисекунд.

Затем, как показано на 311 и 312, способ в соответствии с настоящим вариантом осуществления включает параллельное применение первого фильтра и второго фильтра к полученным сигналам температуры. Параллельная фильтрация дает первое множество отфильтрованных сигналов о температуре и второе множество отфильтрованных сигналов о температуре. В данном варианте осуществления первый фильтр представляет собой фильтр медианного типа, используемый для уменьшения шума сигнала. В отличие от этого, второй фильтр представляет собой фильтр с бесконечной импульсной характеристикой, используемый для сглаживания переходов сигнала между периодами эксплуатации, когда на электрический нагреватель подается питание, то есть он находится во включенном состоянии, и периодами эксплуатации, когда на электрический нагреватель не подается питание, то есть он находится в выключенном состоянии.

Затем, как показано на 321 и 322, выборку из первого и второго множеств отфильтрованных сигналов о температуре формируют с использованием предварительно заданной частоты дискретизации, с получением первой выборки отфильтрованных сигналов о температуре и второй выборки отфильтрованных сигналов о температуре, соответственно. Выборка используется для сокращения времени, необходимого для вычислений, и, таким образом, для экономии вычислительных ресурсов, что является преимуществом. Предпочтительно предварительно заданная частота дискретизации представляет собой диапазон от 1 на 100 миллисекунд до 1 на 50 миллисекунд.

Затем, как показано на 331 и 332, способ включает этап вычисления соответствующей производной по времени для каждой из первой выборки отфильтрованных сигналов о температуре и второй выборки отфильтрованных сигналов о температуре. Соответственно, этапы 331 и 332 дают первую производную по времени и вторую производную по времени. Этот этап может быть реализован, например, путем определения отношения разностей между каждыми двумя последовательными отфильтрованными сигналами о температуре для каждой из первой и второй выборок отфильтрованных сигналов о температуре.

Затем, как показано на 340, способ включает этап генерирования комбинированной производной по времени. Для периодов эксплуатации, когда устройство, генерирующее аэрозоль, находится в состоянии рабочего цикла с низкой нагрузкой или в состоянии регулирования мощности, комбинированная производная по времени задается соответствующей первой производной. В отличие от этого для периодов эксплуатации, когда устройство, генерирующее аэрозоль, находится в состоянии цикла высокой нагрузки, комбинированная производная по времени задается соответствующей второй производной по времени.

Наконец, как показано на 350, способ включает этап обнаружения затяжки, которую делает пользователь, путем определения резкого изменения комбинированной производной по времени. Этот этап может включать определение знака изменения комбинированной производной по времени. Для этого анализируют комбинированную производную по времени, в частности, в отношении больших вариаций. Предпочтительно анализ комбинированной производной по времени может включать применение конечного автомата, в частности, для удаления остаточного шума и в итоге обнаружения начала и конца затяжки, которую делает пользователь.

Изобретение относится к устройству, генерирующему аэрозоль, с обнаружением затяжки и способу обнаружения затяжки. Техническим результатом является обеспечение улучшенного обнаружения затяжки на основании измерений температуры. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит приемную полость для размещения с возможностью извлечения по меньшей мере части изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль. Также устройство включает электрический нагреватель для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, при размещении изделие в приемной полости. Также устройство включает детектор затяжки, содержащий датчик температуры для обнаружения изменения температуры потока воздуха в приемной полости. Детектор затяжки указывает на то, что пользователь совершает затяжку. Датчик температуры расположен за пределами приемной полости на предварительно заданном расстоянии от тестового участка на внутренней поверхности приемной полости и выполнен с возможностью обнаружения изменения температуры полости в тестовом участке. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Электрически нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, способного образовывать вдыхаемый аэрозоль при нагревании, причем указанное устройство содержит:

приемную полость для размещения с возможностью извлечения по меньшей мере части изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль;

электрический нагреватель для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, при размещении изделия в приемной полости;

детектор затяжки, содержащий датчик температуры для обнаружения изменения температуры потока воздуха в приемной полости, указывающего на тот факт, что пользователь совершает затяжку, при этом датчик температуры расположен за пределами приемной полости на предварительно заданном расстоянии от тестового участка на внутренней поверхности приемной полости и выполнен с возможностью обнаружения изменения температуры полости в тестовом участке, которое вызвано изменением температуры потока воздуха, проходящего вдоль внутренней поверхности полости в месте тестового участка, при осуществлении пользователем затяжки.

2. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 1, отличающееся тем, что датчик температуры не находится в сообщении по текучей среде с потоком воздуха в полости.

3. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что датчик температуры содержит по меньшей мере один терморезистор.

4. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что предварительно заданное расстояние между датчиком температуры и тестовым участком находится в диапазоне от 0,1 миллиметра до 2 миллиметров.

5. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что тестовый участок расположен в дистальной концевой части полости.

6. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что датчик температуры расположен на или по меньшей мере частично в элементе стенки устройства, который образует по меньшей мере часть приемной полости.

7. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 6, отличающееся тем, что элемент стенки содержит углубление на стороне, противоположной внутренней поверхности полости, в котором датчик температуры расположен по меньшей мере частично.

8. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из пп. 6 или 7, отличающееся тем, что датчик температуры прикреплен к поверхности элемента стенки, противоположной внутренней поверхности полости, с помощью теплопроводной прокладки.

9. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, содержащее проводник тепла, расположенный между тестовым участком на внутренней поверхности полости и датчиком температуры.

10. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, содержащее контроллер, функционально связанный с детектором для определения затяжки, которую совершает пользователь, на основании сигналов о температуре, подаваемых датчиком температуры.

11. Способ обнаружения затяжки, которую совершает пользователь при использовании устройства, генерирующего аэрозоль, в частности устройства, генерирующего аэрозоль, согласно любому из предыдущих пунктов, причем указанный способ включает в себя этапы, на которых:

получают множества сигналов о температуре от датчика температуры с предварительно заданной частотой обнаружения, при этом каждый из множества сигналов о температуре указывает на температуру потока воздуха в полости устройства, генерирующего аэрозоль;

применяют шумоподавляющую фильтрацию ко множеству полученных сигналов о температуре с получением множества отфильтрованных сигналов о температуре;

формируют выборку из множества отфильтрованных сигналов о температуре с предварительно заданной частотой дискретизации с получением выборки отфильтрованных сигналов о температуре;

вычисляют производную по времени для указанной выборки отфильтрованных сигналов о температуре с получением производной по времени сигналов о температуре;

обнаруживают затяжку, которую совершает пользователь, путем определения изменения производной по времени сигналов о температуре.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что

применение шумоподавляющей фильтрации включает в себя параллельное применение первого фильтра и второго фильтра к полученным сигналам о температуре с получением первого множества отфильтрованных сигналов о температуре и второго множества отфильтрованных сигналов о температуре, при этом первый фильтр представляет собой фильтр высокоуровневых шумов, а второй фильтр представляет собой фильтр низкоуровневых шумов; и при этом

формирование выборки из множества отфильтрованных сигналов о температуре включает в себя формирование выборки из первого и второго множества отфильтрованных сигналов о температуре с предварительно заданной частотой дискретизации с получением первой выборки отфильтрованных сигналов о температуре и второй выборки отфильтрованных сигналов о температуре, соответственно; и при этом

вычисление производной по времени для указанной выработки отфильтрованных сигналов о температуре включает в себя вычисление соответствующей производной по времени для первой выборки отфильтрованных сигналов о температуре и для второй выборки отфильтрованных сигналов о температуре с получением первой производной по времени и второй производной по времени, соответственно, а затем получение комбинированной производной по времени, причем комбинированная производная по времени задается соответствующей первой производной по времени для периодов эксплуатации, при нахождении устройства, генерирующего аэрозоль, в состоянии рабочего цикла с низкой нагрузкой или в состоянии регулирования питания, и при этом комбинированная производная по времени задается соответствующей второй производной по времени для периодов эксплуатации, когда устройство, генерирующее аэрозоль, находится в состоянии рабочего цикла с высокой нагрузкой; и при этом

обнаружение затяжки, которую совершает пользователь, включает в себя обнаружение затяжки, которую совершает пользователь, путем определения изменения комбинированной производной по времени.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что фильтр высокоуровневых шумов представляет собой фильтр низких частот или медианный фильтр; и при этом фильтр низкоуровневых шумов представляет собой фильтр с бесконечными импульсными характеристиками, фильтр с конечными импульсными характеристиками, фильтр «мин.-макс.».

14. Способ по любому из пп. 11-13, отличающийся тем, что предварительно заданная частота обнаружения находится в диапазоне от 1 на 1 миллисекунду до 1 на 10 миллисекунд, и при этом предварительно заданная частота дискретизации находится в диапазоне от 1 на 100 миллисекунд до 1 на 50 миллисекунд.

15. Способ по любому из пп. 11-14, отличающийся тем, что определение изменения производной по времени или комбинированной производной по времени включает в себя применение конечного автомата.