Настоящее изобретение относится к системе, генерирующей аэрозоль, (системе для генерирования аэрозоля) которая распыляет субстрат, образующий аэрозоль, содержащий никотин, для генерирования аэрозоля. В частности, настоящее изобретение относится к системе, генерирующей аэрозоль (системе для генерирования аэрозоля), содержащей датчик проводимости. Настоящее изобретение также относится к устройству, генерирующему аэрозоль (устройству для генерирования аэрозоля), содержащему датчик проводимости и картридж, содержащий датчик проводимости.
Широко используются системы, генерирующие аэрозоль (системы для генерирования аэрозоля), такие как электронные сигареты, которые работают путем нагревания жидкого состава для генерирования аэрозоля для вдыхания пользователями. Как правило, эти системы содержат часть для хранения жидкости, удерживающую жидкий состав, нагреватель для испарения жидкого состава, фитиль, который перемещает жидкость из части для хранения жидкости к нагревателю, блок питания и управляющую электронику. Некоторые из этих систем содержат часть для хранения жидкости, выполненную с возможностью повторной заправки. Некоторые из этих систем содержат часть в виде устройства и заменяемый картридж. В некоторых системах часть в виде устройства содержит блок питания и управляющую электронику, а картридж содержит часть для хранения жидкости, удерживающую жидкий состав, нагреватель для испарения жидкого состава и фитиль, который перемещает жидкость из части для хранения жидкости к нагревателю.
В системах, содержащих повторно заправляемую часть для хранения жидкости, жидкие составы, имеющие разные композиции, могут быть введены в часть для хранения жидкости при повторной заправке части для хранения жидкости. Подобным образом в системах, содержащих часть в виде устройства и заменяемый картридж, разные картриджи могут содержать жидкие составы, имеющие разные композиции. В частности, разные жидкие составы могут содержать разные количества или концентрации никотина. Соответственно, аэрозоль, генерируемый из одного конкретного жидкого состава, может содержать другие количество или концентрацию никотина, чем аэрозоль, генерируемый из другого жидкого состава.
В документе WO 2015/015431 A1 описывается генератор ароматизированного пара, используемый для электронного курительного аппарата, содержащий корпус; удерживающий жидкость материал, который заполнен, пропитан или погружен в ароматизированную жидкость и помещен внутрь корпуса; электрический нагреватель для нагрева удерживающего жидкость материала для образования ароматизированного пара; и датчик для отслеживания условий пропитывания или влажности удерживающего жидкость материала и для подачи сигналов для определения того факта исчерпана ли или почти исчерпана ароматизированная жидкость в удерживающем жидкость материале.
В документе US 2018/177229 A9 описывается картридж для системы генерации аэрозоля, который включает в себя часть хранения жидкости, выполненную с возможностью хранения подложки, образующей жидкий аэрозоль. Часть для хранения жидкости включает в себя одну или более гибких стенок и выполнена с возможностью изменения по меньшей мере одного из формы и размера части для хранения жидкости при изменении объема образующей жидкий аэрозоль подложки, удерживаемой в части для хранения жидкости. Картридж включает в себя датчик, выполненный с возможностью обнаружения данных о физическом свойстве. Данные относятся по меньшей мере к одному из соответствующей формы и соответствующего размера участка для хранения жидкости, так что объем образующей жидкий аэрозоль подложки, удерживаемой в участке для хранения жидкости, может быть определен на основе измеренных данных.
Было бы желательно, чтобы система, генерирующая аэрозоль, могла оценивать концентрацию никотина в жидком составе. Было бы также желательно, чтобы система, генерирующая аэрозоль, могла управлять концентрацией никотина в аэрозолях, генерируемых из разных жидких составов. Было бы также желательно иметь возможность стандартизировать изготовление системы, генерирующей аэрозоль, независимо от субстрата, образующего аэрозоль, который будет применяться с системой, генерирующей аэрозоль.
Согласно настоящему изобретению предоставляется система, генерирующая аэрозоль, содержащая: часть для хранения жидкости, предназначенная для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль; распылитель, находящийся в сообщении по текучей среде с частью для хранения жидкости; датчик проводимости; блок питания; и управляющую электронику. Датчик проводимости содержит по меньшей мере два электрода и расположен с возможностью измерения электропроводности жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости. Управляющая электроника выполнена с возможностью: управления подачей питания из блока питания на распылитель для распыления жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости; и управления подачей питания из блока питания на электроды датчика проводимости, при этом подача питания на датчик проводимости производится в виде переменного напряжения. Управляющая электроника дополнительно выполнена с возможностью: приема одного или более измерений, указывающих проводимость жидкого субстрата, образующего аэрозоль, с датчика проводимости; и определения концентрации никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль, на основе одного или более измерений с датчика проводимости.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать три основных составляющих, обычно, никотин, вещество для образования аэрозоля и воду. Преимущественно авторы настоящего изобретения поняли, что электропроводность жидкого субстрата, образующего аэрозоль, может предоставить указание на концентрацию никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль. В частности, авторы настоящего изобретения поняли, что изготовитель устройства, генерирующего аэрозоль, может также изготавливать или продавать фирменные жидкие субстраты, образующие аэрозоль, имеющие разные концентрации никотина, и что обеспечение устройства, генерирующего аэрозоль, датчиком проводимости может позволить устройству определять, какой фирменный жидкий субстрат, образующий аэрозоль, помещен в устройство, на основе электропроводности субстрата, образующего аэрозоль.
Как используется в данном документе, термин «субстрат, образующий аэрозоль» относится к субстрату, который может высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения могут высвобождаться посредством нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Летучие соединения могут высвобождаться посредством перемещения субстрата, образующего аэрозоль, через проходы вибрационного элемента.
Субстрат, образующий аэрозоль, является жидким субстратом, образующим аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать смесь жидких и твердых компонентов. Субстрат, образующий аэрозоль, содержит никотин. Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, содержит соль никотина. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные вкусоароматические соединения, которые высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, при нагреве. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал, не содержащий табак. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный табачный материал. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля представляет собой любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и устойчивого аэрозоля и которые по существу являются устойчивыми к термической деградации при рабочей температуре системы. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в данной области и включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерола; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Предпочтительными веществами для образования аэрозоля являются многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и наиболее предпочтительно глицерин. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления никотин присутствует в форме соли никотина. В некоторых особенно предпочтительных вариантах осуществления соль никотина может быть единственным электролитом, присутствующим в жидком субстрате, образующем аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления концентрация никотинового электролита может быть существенно выше, чем концентрация других электролитов в жидком субстрате, образующем аэрозоль. Соответственно, может быть возможным пренебречь влиянием изменения концентрации других компонентов жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на электропроводность субстрата.
Изготовитель жидких субстратов, образующих аэрозоль, может изготавливать разные фирменные субстраты, образующие аэрозоль, имеющие разные концентрации никотина. Для изменения концентрации никотина в субстрате, образующем аэрозоль, изготовитель может увеличить или уменьшить количество никотина в заданном количестве субстрата путем, наоборот, уменьшения или увеличения количества растворителя, такого как вода, в заданном количестве субстрата. Например, изготовитель может произвести субстрат, образующий аэрозоль, с низким содержанием никотина, содержащий первое количество никотина и первое количество воды для заданного количестве субстрата, и субстрат, образующий аэрозоль, с высоким содержанием никотина, содержащий второе количество никотина, большее, чем первое количество никотина, и второе количество воды, меньшее, чем первое количество воды, для заданного количестве субстрата. Субстрат, образующий аэрозоль, с низким содержанием никотина может иметь более низкую концентрацию никотина, чем субстрат, образующий аэрозоль, с высоким содержанием никотина. Субстрат, образующий аэрозоль, с низким содержанием никотина может иметь первую электропроводность, и субстрат, образующий аэрозоль, с высоким содержанием никотина может иметь вторую электропроводность, большую, чем первая электропроводность. Разница между первой электропроводностью и второй электропроводностью может увеличиваться с температурой.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, обычно может иметь электропроводность при 20 градусах Цельсия от приблизительно 1 микросименс на сантиметр до приблизительно 500 микросименс на сантиметр и предпочтительно электропроводность при 20 градусах Цельсия от приблизительно 1 микросименс на сантиметр до приблизительно 400 микросименс на сантиметр. Предпочтительно датчик проводимости подходит для измерения величин электропроводности субстратов, образующих аэрозоль, в этих диапазонах.
Датчик проводимости может быть датчиком любого подходящего типа для измерения электропроводности жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в системе.
Датчик проводимости может быть расположен в любом подходящем месте в системе, генерирующей аэрозоль. Датчик проводимости может быть расположен в части для хранения жидкости. Датчик проводимости может быть расположен на или вокруг части для хранения жидкости. Датчик проводимости может быть расположен на распылителе или вокруг него. Датчик проводимости может быть расположен между частью для хранения жидкости и распылителем. В некоторых вариантах осуществления датчик проводимости представляет собой отдельный от распылителя компонент. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления распылитель содержит датчик проводимости. В этих предпочтительных вариантах осуществления распылитель может содержать один или более элементов и по меньшей мере один из электродов датчика проводимости содержит элемент распылителя.
Электроды датчика проводимости могут иметь любую подходящую форму. Например, электроды могут быть катушечными электродами, кольцевыми электродами или сетчатыми электродами, содержащими множество нитей. В некоторых вариантах осуществления электроды могут быть расположены с возможностью вступать в контакт с жидким субстратом, образующим аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления электроды могут быть расположены так, что электроды не вступают в контакт с жидким субстратом, образующим аэрозоль. Другими словами, электроды могут быть изолированы от жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
В некоторых первых предпочтительных вариантах осуществления датчик проводимости содержит два электрода. Датчик проводимости согласно этим первым предпочтительным вариантам осуществления можно назвать двухточечным датчиком проводимости.
Два электрода могут быть разнесены так, что между электродами формируется полость. Например, два электрода могут быть разнесены на расстояние от приблизительно 1 миллиметра до приблизительно 20 миллиметров. Как используется в данном документе, термин «полость» относится к любому подходящему зазору или пространству между двумя электродами, включая как двумерное пространство между двумя полностью плоскими электродами, расположенными в одной плоскости, так и трехмерное пространство между двумя электродами. Два электрода могут быть расположены так, что жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может находиться в полости между электродами. Предпочтительно два электрода расположены в контакте с жидким субстратом, образующим аэрозоль, из части для хранения жидкости. Два электрода могут быть расположены так, что два электрода электрически изолированы друг от друга, когда жидкий субстрат, образующий аэрозоль, не находится в полости между электродами.
В этих первых предпочтительных вариантах осуществления управляющая электроника может быть выполнена с возможностью подачи питания из блока питания на электроды в виде переменного напряжения. Управляющая электроника может также быть выполнена с возможностью принимать с электродов одно или более измерений, указывающих проводимость жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
В этих первых предпочтительных вариантах осуществления, когда жидкий субстрат, образующий аэрозоль, находится в полости между электродами, приложение переменного напряжения к двум электродам может вызвать протекание переменного тока между двумя электродами через жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в полости между электродами. Управляющая электроника может быть выполнена с возможностью измерения тока между двумя электродами. Управляющая электроника может быть выполнена с возможностью измерения напряжения между двумя электродами. Одно или более из измеренных тока и напряжения могут быть использованы для определения электропроводности жидкого субстрата, образующего аэрозоль, находящегося в полости между двумя электродами.
В этих первых предпочтительных вариантах осуществления управляющая электроника может быть выполнена с возможностью подачи переменного напряжения на датчик проводимости с частотой от приблизительно 1 кГц до приблизительно 500 кГц.
В некоторых вторых предпочтительных вариантах осуществления датчик проводимости содержит четыре электрода. Датчик проводимости согласно этим вторым предпочтительным вариантам осуществления можно называть четырехточечным датчиком проводимости.
Датчик проводимости может содержать два внутренних электрода и два внешних электрода. Два внешних электрода могут быть разнесены так, что между двумя внешними электродами формируется внешняя полость. Например, два внешних электрода могут быть разнесены на расстояние от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 20 миллиметров. Два внутренних электрода могут быть разнесены с образованием внутренней полости между двумя внутренними электродами. Например, два внутренних электрода могут быть разнесены на расстояние от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 20 миллиметров. В некоторых вариантах осуществления два внутренних электрода расположены во внешней полости между двумя внешними электродами. В этих вариантах осуществления два внутренних электрода могут быть разнесены на расстояние от приблизительно 1 миллиметра до приблизительно 18 миллиметров.
Два внешних электрода могут быть расположены так, что жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может находиться во внешней полости между двумя внешними электродами. Два внешних электрода могут быть расположены так, что два внешних электрода электрически изолированы друг от друга, когда жидкий субстрат, образующий аэрозоль, не находится во внешней полости между внешними электродами.
Два внутренних электрода могут быть расположены так, что жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может находиться во внутренней полости между двумя внутренними электродами. Два внутренних электрода могут быть расположены так, что два внутренних электрода электрически изолированы друг от друга, когда жидкий субстрат, образующий аэрозоль, не находится во внутренней полости между внутренними электродами. Два внутренних электрода также могут быть расположены так, что два внутренних электрода электрически изолированы от двух внешних электродов, когда жидкий субстрат, образующий аэрозоль, не находится во внутренней полости между внутренними электродами.
Предпочтительно два внешних электрода и два внутренних электрода расположены в контакте с жидким субстратом, образующим аэрозоль, из части для хранения жидкости.
В этих вторых предпочтительных вариантах осуществления управляющая электроника может быть выполнена с возможностью подачи питания из блока питания на внешние электроды в виде переменного напряжения. Управляющая электроника может быть выполнена с возможностью принимать с внешних электродов одно или более измерений, указывающих проводимость жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Управляющая электроника может быть выполнена с возможностью принимать с внутренних электродов одно или более измерений, указывающих проводимость жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
В этих вторых предпочтительных вариантах осуществления, когда жидкий субстрат, образующий аэрозоль, находится во внешней полости между двумя внешними электродами, приложение переменного напряжения к двум внешним электродам может вызывать протекание переменного тока между двумя внешними электродами через жидкий субстрат, образующий аэрозоль, находящийся во внешней полости. Когда жидкий субстрат, образующий аэрозоль, находится во внешней полости, жидкий субстрат, образующий аэрозоль, также находится во внутренней полости между двумя внутренними электродами. При протекании переменного тока между двумя внешними электродами переменный ток также протекает между двумя внутренними электродами, создавая переменное напряжение на двух внутренних электродах.
Управляющая электроника может быть выполнена с возможностью измерения падения напряжения между двумя внутренними электродами. Измеренное падение напряжения между двумя внутренними электродами может быть использовано для определения электропроводности жидкого субстрата, образующего аэрозоль, находящегося во внутренней полости между двумя внутренними электродами. Управляющая электроника может быть выполнена с возможностью измерения тока между двумя внешними электродами. Измеренный ток между двумя внешними электродами может быть использован для определения электропроводности жидкого субстрата, образующего аэрозоль, находящегося во внешней полости. В некоторых особенно предпочтительных вариантах осуществления управляющая электроника выполнена с возможностью использовать измеренное падение напряжения между двумя внутренними электродами и измеренный ток между двумя внешними электродами для определения электропроводности жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Электропроводность жидкого субстрата, образующего аэрозоль, может быть пропорциональна подаваемому току.
Преимущественно четырехточечный датчик проводимости может сводить к минимуму влияние паразитных сопротивлений на измерения напряжения датчиком проводимости. Паразитные сопротивления в датчике проводимости, такие как контактные сопротивления между выводами, контактирующими с электродами, могут вызывать ошибки в измерениях напряжения. Преимущественно четырехэлектродная компоновка согласно вторым предпочтительным вариантам осуществления позволяет отделить измерения напряжения от измерений тока. Отделение измерений напряжения от измерений тока может позволить свести к минимуму влияние паразитных сопротивлений на измерения напряжения.
В четырехточечных датчиках проводимости согласно вторым предпочтительным вариантам осуществления внутренние электроды расположены так, что ток между внутренними электродами является по существу таким же, что и ток, пропускаемый между внешними электродами. Если напряжение на внутренних электродах измеряется с высоким импедансом, то через выводы, подключенные ко внутренним электродам, может протекать незначительный ток, по сравнению с током между внутренними электродами. Поскольку ток через выводы, подключенные к внутренним электродам, незначителен по сравнению с током между внутренними электродами, падение напряжения на выводах, подключенных ко внутренним электродам, вызванное паразитными сопротивлениями, может быть незначительным по сравнению с падением напряжения на внутренних электродах. В результате измерения напряжения на внутренних электродах могут включать минимальные или незначительные вклады от паразитных сопротивлений.
Кроме этого, поскольку измерения напряжения на двух внутренних электродах вызывают протекание незначительного тока, поляризация жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на двух внутренних электродах также может быть незначительной, что сводит к минимуму влияние поляризации на измерения напряжения в компоновке с четырьмя электродами согласно вторым предпочтительным вариантам осуществления.
В этих вторых предпочтительных вариантах осуществления управляющая электроника может быть выполнена с возможностью подачи переменного напряжения на датчик проводимости с частотой от приблизительно 1 кГц до приблизительно 500 кГц.
В некоторых из этих вторых предпочтительных вариантов осуществления два внутренних электрода могут быть элементами в виде токоприемника. Как используется в данном документе, термин «элемент в виде токоприемника» относится к элементу, содержащему материал, который может преобразовывать электромагнитную энергию в тепло. Когда элемент в виде токоприемника находится в переменном электромагнитном поле, токоприемник нагревается. Нагрев элемента в виде токоприемника может быть результатом по меньшей мере одного из потерь на гистерезис и вихревых токов, индуцированных в токоприемнике, в зависимости от электрических и магнитных свойств материала токоприемника. Соответственно, приложение переменного напряжения к двум внешним электродам для нагревания внешних электродов может индуцировать ток в двух внутренних электродах. Ток, индуцированный в двух внутренних электродах, может быть достаточным для нагревания двух внутренних электродов.
Элемент в виде токоприемника может содержать любой подходящий материал. Элемент в виде токоприемника может быть образован из любого материала, который может быть индукционно нагрет до температуры, достаточной для высвобождения летучих соединений из субстрата, образующего аэрозоль. Подходящие материалы для продолговатого элемента в виде токоприемника включают графит, молибден, карбид кремния, нержавеющую сталь, ниобий, алюминий, никель, никелевые соединения, титан и композиты из металлических материалов. Предпочтительные элементы в виде токоприемника содержат металл или углерод. Преимущественно элемент в виде токоприемника может содержать или состоять из ферромагнитного материала, например, ферритного железа, ферромагнитного сплава, такого как ферромагнитная сталь или нержавеющая сталь, ферромагнитных частиц и феррита.
В некоторых третьих предпочтительных вариантах осуществления датчик проводимости содержит два электрода: первый электрод и второй электрод. Предпочтительно каждый электрод образует обмотку. Первый электрод расположен с возможностью индукции тока во втором электроде, когда на первый электрод подается переменное напряжение. Два электрода могут быть разнесены так, что между электродами формируется полость. Два электрода могут быть расположены так, что два электрода электрически изолированы друг от друга.
Когда первый и второй электроды образуют обмотки, обмотка первого электрода может быть намотана вокруг первой внутренней полости. Обмотка второго электрода может быть намотана вокруг второй внутренней полости. Первый электрод и второй электрод могут быть расположены так, что первая внутренняя полость выровнена со второй внутренней полостью. Первая внутренняя полость и вторая внутренняя полость могут образовывать внутреннюю полость. Внутренняя полость может образовывать проход, через который может протекать жидкий субстрат, образующий аэрозоль.
Датчик проводимости согласно этим третьим предпочтительным вариантам осуществления можно называть индуктивным датчиком проводимости.
В этих третьих предпочтительных вариантах осуществления управляющая электроника может быть выполнена с возможностью подачи переменного напряжения на первый электрод. Управляющая электроника может быть дополнительно выполнена с возможностью принимать со второго электрода одно или более измерений, указывающих проводимость жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
В этих третьих предпочтительных вариантах осуществления, когда жидкий субстрат, образующий аэрозоль, находится во внутренней полости между первым электродом и вторым электродом, приложение переменного напряжения к первому электроду может вызывать генерирование переменного тока во втором электроде путем индукции. Переменное напряжение, приложенное к первому электроду, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое вызывает протекание тока через жидкий субстрат, образующий аэрозоль, находящийся во внутренней полости. Величина и направление электрического тока, протекающего через жидкий субстрат, образующий аэрозоль, находящийся во внутренней полости, влияет на переменный ток, генерируемый во втором электроде. Управляющая электроника может быть выполнена с возможностью измерения тока или напряжения, индуцируемых во втором электроде. Измеренные ток или напряжение могут быть использованы для определения электропроводности жидкого субстрата, образующего аэрозоль, находящегося во внутренней полости между первым и вторым электродами. Ток, индуцированный во втором электроде, может быть пропорционален электропроводности жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
В этих третьих предпочтительных вариантах осуществления первый и второй электроды могут быть экранированы или изолированы от субстрата, образующего аэрозоль. Другими словами, первый и второй электроды могут быть расположены так, что первый и второй электроды не входят в контакт с жидким субстратом, образующим аэрозоль. Первый и второй электроды могут быть расположены в корпусе датчика проводимости. Корпус датчика проводимости может образовывать внутреннюю полость, включая первую внутреннюю полость и вторую внутреннюю полость. Корпус датчика проводимости может быть изготовлен из любого подходящего материала. Корпус датчика проводимости может быть изготовлен из материала, который является по существу непроницаемым для жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Корпус датчика проводимости может быть изготовлен из электроизоляционного материала. Например, подходящие электроизоляционные материалы включают стекла, пластмассы и керамические материалы. Как используется в данном документе, электроизоляционный материал относится к материалу, имеющему объемное удельное сопротивление при 20°C более приблизительно 1×106 Ом⋅м, как правило от приблизительно 1×109 Ом⋅м до приблизительно 1×1021 Ом⋅м.
Индуктивные датчики проводимости могут быть расположены в любом подходящем месте в системе, генерирующей аэрозоль. Предпочтительно индуктивные датчики проводимости расположены в части для хранения жидкости. Предпочтительно индуктивные датчики проводимости расположены в части для хранения жидкости, и жидкий субстрат, образующий аэрозоль, удерживаемый в части для хранения жидкости, может протекать через внутреннюю полость между первым и вторым электродами.
В этих третьих предпочтительных вариантах осуществления управляющая электроника может быть выполнена с возможностью подачи переменного напряжения на датчик проводимости с частотой от приблизительно 1 МГц до приблизительно 100 МГц.
В этих третьих предпочтительных вариантах осуществления обмотка первого электрода может иметь любое подходящее количество витков. Обмотка второго электрода может иметь любое подходящее количество витков. Предпочтительно обмотка второго электрода имеет такое же количество витков, как и обмотка первого электрода. Обмотка первого электрода может иметь любую подходящую форму. Например, обмотка первого электрода может представлять собой спиральную катушку или тороид. Обмотка второго электрода может иметь любую подходящую форму. Например, обмотка второго электрода может представлять собой спиральную катушку или тороид. Предпочтительно обмотка второго электрода имеет ту же форму, что и обмотка первого электрода. Особенно предпочтительно обмотка первого электрода и обмотка второго электрода представляют собой идентичные тороиды.
Управляющая электроника управляет подачей питания из блока питания на электроды датчика проводимости. Подача питания, предоставляемого на датчик проводимости, обеспечивается в виде переменного напряжения. Переменное напряжение может подаваться на электроды датчика проводимости с любой подходящей частотой.
Управляющая электроника выполнена с возможностью определения концентрации никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль, на основе одного или более измерений с датчика проводимости. Управляющая электроника может быть выполнена с возможностью определения концентрации никотина любым подходящим способом. В одном примере может быть известно предопределенное функциональное соотношение между электропроводностью и концентрацией никотина. Подходящий алгоритм может храниться в памяти управляющей электроники, и управляющая электроника может быть выполнена с возможностью вычислять концентрацию никотина путем применения измерений проводимости к хранимому алгоритму. В другом примере предопределенные значения электропроводности субстрата, образующего аэрозоль, для известных концентраций никотина могут храниться в справочной таблице в памяти управляющей электроники, и измерения электропроводности могут сравнивать с хранимыми значениями электропроводности для определения концентрации никотина в субстрате, образующем аэрозоль. Предопределенные значения электропроводности субстрата, образующего аэрозоль, для известных концентраций никотина могут быть определены путем калибровки, как правило выполняемой на заводе до того, как система, генерирующая аэрозоль, предоставляется пользователю для использования.
Будет понятно, что определение указания концентрации никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль, не обязательно может включать вычисление значения концентрации никотина или включать хранимые значения концентрации никотина в справочной таблице, хранимой в памяти управляющей электроники. Например, в некоторых вариантах осуществления согласно настоящему изобретению определение концентрации никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль, включает использование измерений электропроводности для определения конкретной мощности, которую необходимо подавать на распылитель. В этих вариантах осуществления определение мощности, которую необходимо подавать на распылитель, с использованием измерений электропроводности основано на предопределенном соотношении между концентрацией никотина и электропроводностью жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
В некоторых вариантах осуществления управляющая электроника дополнительно выполнена с возможностью управления подачей питания из блока питания на распылитель для распыления жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на основе определенной концентрации никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль. Преимущественно это может позволять системе, генерирующей аэрозоль, управлять количеством аэрозоля, генерируемым системой, на основе концентрации никотина в субстрате, образующем аэрозоль.
Предпочтительно управляющая электроника выполнена с возможностью управления подачей питания из блока питания на распылитель для распыления жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на основе определенной концентрации никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль, путем сравнения определенной концентрации никотина с предопределенным пороговым значением. Управляющая электроника может быть дополнительно выполнена с возможностью подавать на распылитель первую мощность, когда определенная концентрация никотина равна предопределенному пороговому значению или ниже его. Управляющая электроника может быть дополнительно выполнена с возможностью подавать на распылитель вторую мощность, меньшую, чем первая мощность, когда определенная концентрация никотина превышает предопределенное пороговое значение. Такая конфигурация может генерировать относительно большое количество аэрозоля во время применения пользователем, когда определенная концентрация никотина является относительно низкой, и может генерировать относительно малое количество аэрозоля, когда определенная концентрация никотина является относительно высокой. Изменение количества аэрозоля, генерируемого при применении пользователем, может изменять количество никотина, доставляемого пользователю во время применения пользователем. Преимущественно это может давать возможность системе, генерирующей аэрозоль, доставлять пользователю стабильное количество никотина во время применения пользователем независимо от концентрации никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль.
Управляющая электроника может быть выполнена с возможностью управлять питанием, подаваемым из блока питания на распылитель, дискретными приращениями. Например, множество дискретных настроек питания может храниться в справочной таблице в памяти управляющей электроники, при этом каждая настройка питания связана с конкретной предопределенной концентрацией никотина и электропроводностью, и управляющая электроника может быть выполнена с возможностью сравнения измерения проводимости с хранимыми значениями электропроводности в справочной таблице и подавать питание из блока питания на распылитель на основе настройки питания, связанной с хранимым значением электропроводности, которое соответствует измерению проводимости.
Управляющая электроника может быть выполнена с возможностью управлять питанием, подаваемым из блока питания на распылитель, непрерывно. Управляющая электроника может быть выполнена с возможностью управлять питанием, подаваемым из блока питания на распылитель, согласно функции от электропроводности. Предопределенный алгоритм может храниться в памяти управляющей электроники, и измерения проводимости могут применяться к предопределенному алгоритму для определения мощности, которую необходимо подавать из блока питания на распылитель.
Управляющая электроника может быть выполнена с возможностью подачи питания из блока питания на электроды датчика проводимости в любое подходящее время. Предпочтительно управляющая электроника выполнена с возможностью подачи питания из блока питания на электроды датчика проводимости до того, как питание подается из блока питания на распылитель для распыления жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Преимущественно это может позволять управляющей электронике управлять питанием, подаваемым из блока питания на распылитель, на основе определенной концентрации никотина в субстрате, образующем аэрозоль.
Электропроводность жидкого субстрата, образующего аэрозоль, может изменяться в зависимости от температуры субстрата, образующего аэрозоль.
В некоторых вариантах осуществления устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать датчик температуры. Управляющая электроника может быть выполнена с возможностью принимать с датчика температуры одно и более измерений температуры. Управляющая электроника может быть дополнительно выполнена с возможностью регулировать определение концентрации никотина на основе одного или более измерений температуры с датчика температуры.
Датчик температуры может быть датчиком температуры любого подходящего типа для измерения температуры жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Подходящие типы датчика температуры включают, помимо прочего, термопары, терморезисторы и резистивные датчики температуры.
Датчик температуры может быть расположен с возможностью измерения температуры жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Датчик температуры может быть расположен в любом подходящем месте относительно датчика проводимости. Предпочтительно датчик температуры расположен на датчике проводимости или вокруг него, чтобы свести к минимуму разницу температур между жидким субстратом, образующим аэрозоль, измеряемым датчиком температуры, и жидким субстратом, образующим аэрозоль, измеряемым датчиком проводимости. Датчик температуры может быть расположен в части для хранения жидкости. Датчик температуры может быть расположен на распылителе или вокруг него. Датчик температуры может быть расположен между частью для хранения жидкости и распылителем. В некоторых вариантах осуществления датчик температуры представляет собой отдельный от распылителя компонент. В некоторых вариантах осуществления распылитель содержит датчик температуры.
Управляющая электроника может регулировать определение концентрации никотина на основе измерений температуры любым подходящим способом.
В одном примере известно предопределенное функциональное соотношение между температурой и электропроводностью. Алгоритм может храниться в памяти управляющей электроники, и управляющая электроника может быть выполнена с возможностью вычислять концентрацию никотина путем применения измерений проводимости и температуры к хранимому алгоритму.
В другом примере предопределенные значения электропроводности субстрата, образующего аэрозоль, при конкретных температурах, для известных концентраций никотина могут храниться в справочной таблице в памяти управляющей электроники и измерения электропроводности и температуры могут сравнивать с хранимыми значениями электропроводности и температуры для определения концентрации никотина в субстрате, образующем аэрозоль.
В некоторых вариантах осуществления система, генерирующая аэрозоль, может содержать нагреватель. Нагреватель может быть расположен с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости. Нагреватель может быть выполнен с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль, до предопределенной температуры. Блок питания может быть выполнен с возможностью подачи питания на нагреватель. Управляющая электроника может быть выполнена с возможностью подачи питания из блока питания на нагреватель для нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости до предопределенной температуры.
Нагреватель может быть расположен в любом подходящем месте относительно датчика проводимости. Предпочтительно нагреватель расположен на датчике проводимости или вокруг него, чтобы свести к минимуму разницу температур между жидким субстратом, образующим аэрозоль, нагреваемым нагревателем, и жидким субстратом, образующим аэрозоль, измеряемым датчиком проводимости. Нагреватель может быть расположен в части для хранения жидкости. Нагреватель может быть расположен на распылителе или вокруг него. Нагреватель может быть расположен между частью для хранения жидкости и распылителем. Как правило, нагреватель расположен раньше по ходу потока относительно датчика проводимости, так что нагреватель может нагревать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, до предопределенной температуры до того, как жидкий субстрат, образующий аэрозоль, достигает датчика проводимости. В некоторых вариантах осуществления нагреватель представляет собой отдельный от распылителя компонент. В некоторых вариантах осуществления распылитель содержит нагреватель.
Управляющая электроника может быть выполнена с возможностью подачи питания из блока питания на нагреватель в любое подходящее время. В некоторых вариантах осуществления управляющая электроника выполнена с возможностью непрерывной подачи питания из блока питания на нагреватель для поддержания температуры жидкого субстрата, образующего аэрозоль, равной предопределенной температуре. В некоторых вариантах осуществления управляющая электроника выполнена с возможностью подачи питания из блока питания на нагреватель в течение предопределенного периода времени перед получением измерения проводимости, чтобы гарантировать, что жидкий субстрат, образующий аэрозоль, имеет достаточно времени, чтобы достичь предопределенной температуры перед получением измерения проводимости.
Предопределенная температура может быть любой подходящей температурой. Как правило, предопределенная температура превышает ожидаемые значения температуры окружающей среды, так что температура окружающей среды не влияет на температуру жидкого субстрата, образующего аэрозоль, у датчика проводимости. Например, предопределенная температура может составлять по меньшей мере приблизительно 60 градусов Цельсия, по меньшей мере приблизительно 70 градусов Цельсия или по меньшей мере приблизительно 80 градусов Цельсия. Предопределенная температура ниже температуры кипения жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
В вариантах осуществления, содержащих нагреватель для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, до предопределенной температуры, может отсутствовать необходимость предоставлять датчик температуры для измерения температуры жидкого субстрата, образующего аэрозоль, поскольку может быть разумно предположить, что температура жидкого субстрата, образующего аэрозоль, измеряемая датчиком проводимости, равна предопределенной температуре.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать корпус. Корпус может быть выполнен из любого подходящего материала или комбинации материалов. Подходящие материалы включают, но без ограничения, алюминий, полиэфирэфиркетон (PEEK), полиимиды, такие как Kapton®, полиэтилентерефталат (PET), полиэтилен (PE), полиэтилен высокой плотности (HDPE), полипропилен (PP), полистирол (PS), фторированный этилен-пропилен (FEP), политетрафторэтилен (PTFE), полиоксиметилен (POM), эпоксидные смолы, полиуретановые смолы, виниловые смолы, жидкокристаллические полимеры (LCP) и модифицированные LCP, такие как LCP с графитовым волокном или стекловолокном.
Корпус может образовывать часть для хранения жидкости. Часть для хранения жидкости может иметь любые подходящие форму и размер для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, достаточного для нескольких случаев применения пользователем. Например, часть для хранения жидкости может иметь достаточную емкость, чтобы позволять непрерывное генерирование аэрозоля в течение периода, составляющего приблизительно шесть минут, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере часть для хранения жидкости может иметь достаточную емкость, чтобы позволять предопределенное количество затяжек или отдельных активаций распылителя.
В некоторых вариантах осуществления в части для хранения жидкости может быть предусмотрен пористый материал носителя. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может быть сорбирован или иным образом загружен в пористый материал носителя. Пористый материал носителя может быть изготовлен из любой подходящей поглощающей заглушки или тела. Например, поглощающая заглушка или тело может представлять собой вспененный металлический или пластмассовый материал, полипропилен, терилен, нейлоновые волокна или керамику.
Система, генерирующая аэрозоль, может дополнительно содержать передающий элемент для жидкости. Передающий элемент для жидкости может быть выполнен так, что при использовании жидкий субстрат, образующий аэрозоль, переносится посредством капиллярного действия вдоль передающего элемента для жидкости из части для хранения жидкости к распылителю. В вариантах осуществления, в которых часть для хранения жидкости содержит пористый материал носителя, передающий элемент для жидкости выполнен с возможностью перемещения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из пористого материала носителя к распылителю. Передающий элемент для жидкости может содержать капиллярный материал. Капиллярный материал представляет собой материал, который активно перемещает жидкость от одного конца материала к другому. Капиллярный материал может быть преимущественно ориентирован в части для хранения жидкости так, чтобы перемещать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, к распылителю.
Передающий элемент для жидкости может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов, которые пригодны для перемещения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, вдоль его длины. Передающий элемент для жидкости может быть образован из пористого материала, но это не является обязательным. Передающий элемент для жидкости может быть образован из материала, имеющего волокнистую или губчатую структуру. Передающий элемент для жидкости предпочтительно содержит пучок капилляров. Например, передающий элемент для жидкости может содержать множество волокон, или нитей, или других трубок с тонкими каналами. Передающий элемент для жидкости может содержать губкообразный или пенообразный материал. Предпочтительно структура передающего элемента для жидкости образует множество небольших каналов или трубок, через которые жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может передаваться посредством капиллярного действия. Конкретные предпочтительный материал или материалы будут зависеть от физических свойств жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Примеры подходящих капиллярных материалов включают губчатый или вспененный материал, материалы на основе керамики или графита в виде волокон или спеченных порошков, вспененный металлический или пластмассовый материал, волоконный материал, например изготовленный из крученых или экструдированных волокон, таких как ацетилцеллюлозные, полиэфирные или связанные полиолефиновые, полиэтиленовые, териленовые или полипропиленовые волокна, нейлоновые волокна, керамика, стеклянные волокна, стеклокерамические волокна, углеродные волокна, металлические волокна из сплавов нержавеющей стали медицинского назначения, таких как аустенитная нержавеющая сталь марки 316 и мартенситные нержавеющие стали марок 440 и 420. Передающий элемент для жидкости может иметь любую подходящую капиллярность для того, чтобы использоваться с разными физическими свойствами жидкости. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, имеет физические свойства, включая, но без ограничения, вязкость, поверхностное натяжение, плотность, теплопроводность, температуру кипения и давление пара, которые делают возможным перемещение жидкого субстрата, образующего аэрозоль, через передающий элемент для жидкости. Передающий элемент для жидкости может быть образован из теплостойкого материала. Передающий элемент для жидкости может содержать множество волоконных прядей. Множество волоконных прядей могут в целом быть выровнены вдоль длины передающего элемента для жидкости.
В вариантах осуществления, в которых секция для хранения жидкости содержит пористый материал носителя, пористый материал носителя и передающий элемент для жидкости могут содержать одинаковый материал. Предпочтительно пористый материал носителя и передающий элемент для жидкости содержат разные материалы.
Распылитель может представлять собой распылитель любого подходящего типа. Например, распылитель может быть акустическим распылителем. Акустический распылитель может высвобождать летучие соединения из субстрата, образующего аэрозоль, путем перемещения субстрата, образующего аэрозоль, через множество сопел с использованием вибраций, как правило, на ультразвуковых частотах. В другом примере распылитель может быть термическим распылителем. Термический распылитель может высвобождать летучие соединения из субстрата, образующего аэрозоль, путем нагревания субстрата, образующего аэрозоль.
В некоторых вариантах осуществления распылитель содержит датчик проводимости. В этих вариантах осуществления распылитель может содержать один или более электропроводных элементов. Один или более электродов датчика проводимости могут содержать один или более электропроводных элементов распылителя. Преимущественно комбинирование распылителя и датчика проводимости может уменьшить количество компонентов системы, генерирующей аэрозоль, уменьшая стоимость и сложность изготовления.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления распылитель представляет собой термический распылитель. Термический распылитель может представлять собой электрический нагреватель. Термический распылитель может содержать один или несколько нагревательных элементов. Предпочтительно термический распылитель содержит множество нагревательных элементов.
В некоторых особенно предпочтительных вариантах осуществления распылитель представляет собой термический распылитель, содержащий множество нагревательных элементов, и каждый из электродов датчика проводимости содержит нагревательный элемент термического распылителя. В этих особенно предпочтительных вариантах осуществления управляющая электроника может быть дополнительно выполнена с возможностью подавать первую мощность из блока питания на электроды датчика проводимости для измерения проводимости жидкого субстрата, образующего аэрозоль; и подавать вторую мощность из блока питания на множество нагревательных элементов распылителя для распыления жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Вторая мощность больше, чем первая мощность. Первая мощность может быть достаточной, чтобы давать возможность управляющей электронике принимать измерение электропроводности с датчика проводимости без повышения температуры нагревательных элементов до температуры, достаточной для высвобождения летучих соединений из жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Вторая мощность может быть достаточной для того, чтобы повышать температуру нагревательных элементов до температуры, достаточной для высвобождения летучих соединений из жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
Термический распылитель может содержать резистивную нагревательную катушку. Термический распылитель может содержать множество резистивных нагревательных катушек.
Термический распылитель может содержать резистивную нагревательную сетку. Термический распылитель может содержать множество резистивных нагревательных сеток.
Резистивная нагревательная сетка может содержать множество электрически проводящих нитей. Электрически проводящие нити могут быть по существу плоскими. Как используется в данном документе, «по существу плоский» означает образованный в одной плоскости и не обернутый вокруг или иным образом приспособленный для соответствия изогнутой или другой неплоской форме. С плоской нагревательной сеткой можно легко обращаться во время изготовления, и она обеспечивает крепкую конструкцию.
Электрически проводящие нити могут образовывать промежутки между нитями, и эти промежутки могут иметь ширину от приблизительно 10 микрометров до приблизительно 100 микрометров. Предпочтительно нити создают капиллярное действие в промежутках, так что при использовании жидкий субстрат, образующий аэрозоль, втягивается в промежутки, увеличивая площадь контакта между нагревателем в сборе и жидкостью.
Электрически проводящие нити могут образовывать сетку размером от приблизительно 160 меш по стандарту США до приблизительно 600 меш по стандарту США (+/- 10%) (т. е. от приблизительно 160 до приблизительно 600 нитей на дюйм (+/- 10%)). Ширина промежутков предпочтительно составляет от приблизительно 75 микрометров до приблизительно 25 микрометров. Процентное соотношение открытой площади сетки, которое является отношением площади промежутков к общей площади сетки, предпочтительно составляет от приблизительно 25 процентов до приблизительно 56 процентов. Сетка может быть образована с использованием различных типов плетеных или решетчатых структур. Электрически проводящие нити могут представлять собой матрицу нитей, расположенных параллельно друг другу.
Электрически проводящие нити могут иметь диаметр от приблизительно 8 микрометров до приблизительно 100 микрометров, предпочтительно от приблизительно 8 микрометров до приблизительно 50 микрометров и более предпочтительно от приблизительно 8 микрометров до приблизительно 39 микрометров.
Резистивная нагревательная сетка может покрывать площадь, меньшую или равную приблизительно 25 квадратным миллиметрам. Резистивная нагревательная сетка может быть прямоугольной. Резистивная нагревательная сетка может быть квадратной. Резистивная нагревательная сетка может иметь размеры приблизительно 5 миллиметров на приблизительно 2 миллиметра.
Электрически проводящие нити могут содержать любой подходящий электропроводный материал. Подходящие материалы включают, но без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электрически «проводящую» керамику (такую как, например, дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композитные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композитные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры подходящих сплавов металлов включают нержавеющую сталь, константан, никель-, кобальт-, хром-, алюминий-, титан-, цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец- и железосодержащие сплавы, а также суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal®, сплавы на основе железа и алюминия, а также сплавы на основе железа, марганца и алюминия. Timetal® представляет собой зарегистрированную торговую марку компании «Titanium Metals Corporation». Нити могут быть покрыты одним или более изоляционными материалами. Предпочтительными материалами для электрически проводящих нитей являются нержавеющая сталь марок 304, 316, 304L и 316L, а также графит.
Электрическое сопротивление резистивной нагревательной сетки составляет предпочтительно от приблизительно 0,3 до приблизительно 4 Ом. Более предпочтительно электрическое сопротивление сетки составляет от приблизительно 0,5 до приблизительно 3 Ом, и более предпочтительно приблизительно 1 Ом.
В вариантах осуществления, в которых термический распылитель содержит резистивную нагревательную катушку, шаг обмотки катушки составляет предпочтительно от приблизительно 0,5 миллиметра до приблизительно 1,5 миллиметра, и наиболее предпочтительно приблизительно 1,5 миллиметра. Шаг обмотки катушки означает расстояние между смежными витками катушки. Катушка может содержать меньше шести витков и предпочтительно имеет меньше пяти витков. Катушка может быть образована из электрически резистивной проволоки диаметром от приблизительно 0,10 миллиметра до приблизительно 0,15 миллиметра, предпочтительно приблизительно 0,125 миллиметра. Электрически резистивная проволока предпочтительно изготовлена из нержавеющей стали марок 904 или 301. Примеры других подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры других подходящих сплавов металлов включают константан, никель-, кобальт-, хром-, алюминий-, титан-, цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец- и железосодержащие сплавы, а также суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal®, сплавы на основе железа и алюминия, а также сплавы на основе железа, марганца и алюминия. Резистивная нагревательная катушка может также содержать металлическую фольгу, такую как алюминиевая фольга, которая выполнена в виде ленты.
В вариантах осуществления, в которых термический распылитель содержит резистивную нагревательную катушку, резистивная нагревательная катушка может быть обмотана вокруг материала для перемещения жидкости.
Блок питания может включать блок питания любого подходящего типа. Например, блок питания может содержать батарею. Блок питания может содержать никель-металлогидридную батарею, никель-кадмиевую батарею или батарею на основе лития, например, литий-кобальтовую, литий-железо-фосфатную или литий-полимерную батарею. Блок питания может содержать другой вид устройства накопления заряда, такой как конденсатор. Блок питания может требовать перезарядки. Блок питания может иметь емкость, которая позволяет накапливать достаточно энергии для использования системы, генерирующей аэрозоль, в течение нескольких случаев применения пользователем. Например, блок питания может иметь достаточную емкость для обеспечения возможности непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, составляющего приблизительно шесть минут, или в течение периода, который является кратным шести минутам. В другом примере блок питания может обладать достаточной емкостью для обеспечения возможности осуществления предопределенного количества затяжек или отдельных активаций распылителя.
Управляющая электроника может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор, микроконтроллер или специализированную интегральную схему (ASIC) или другую электронную схему, способную обеспечивать управление. Управляющая электроника может содержать дополнительные электронные компоненты. Управляющая электроника выполнена с возможностью регулирования подачи питания на нагреватель в сборе. Питание может подаваться на нагреватель в сборе непрерывно после активации системы или может подаваться с перерывами, например от затяжки к затяжке. Питание может подаваться на нагреватель в сборе в виде импульсов электрического тока.
Управляющая электроника может преимущественно содержать преобразователь постоянного тока в переменный, который может содержать усилитель мощности класса D или класса E. Преобразователь постоянного тока в переменный может давать возможность управляющей электронике подавать переменное напряжение из блока питания на датчик проводимости.
Датчик проводимости может быть расположен в любом подходящем положении в системе, генерирующей аэрозоль.
В некоторых вариантах осуществления датчик проводимости расположен в части для хранения жидкости. В частности, индуктивный датчик проводимости может быть расположен в части для хранения жидкости.
В некоторых вариантах осуществления система содержит один или более пористых материалов носителя для удержания, и необязательно перемещения, жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Когда система содержит пористый материал носителя, в котором содержится жидкий субстрат, образующий аэрозоль, один или более электродов датчика проводимости могут быть расположены на пористом материале носителя или вокруг него. Один или более электродов датчика проводимости могут быть расположены в контакте с пористым материалом носителя. Один или более электродов датчика проводимости могут быть расположены в контакте с концом пористого материала носителя.
В некоторых вариантах осуществления датчик проводимости расположен между частью для хранения жидкости и распылителем. В этих вариантах осуществления по меньшей мере два электрода датчика проводимости могут быть расположены на или вокруг пути потока жидкого субстрата, образующего аэрозоль, проходящего между частью для хранения жидкости и распылителем.
В некоторых вариантах осуществления распылитель может содержать датчик проводимости. Другими словами, по меньшей мере два электрода датчика проводимости могут содержаться в распылителе. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления распылитель содержит множество элементов, таких как нагревательные элементы, и по меньшей мере один из по меньшей мере двух электродов датчика проводимости может содержать элемент распылителя. В некоторых вариантах осуществления каждый электрод датчика проводимости содержит элемент распылителя.
В вариантах осуществления, в которых распылитель содержит датчик проводимости, управляющая электроника может быть соединена с распылителем и датчиком проводимости любым подходящим способом. Управляющая электроника может содержать схему для генерирования аэрозоля и схему измерения проводимости. Схема для генерирования аэрозоля может управлять подачей питания на элементы распылителя для распыления жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Схема измерения проводимости может управлять подачей питания на электроды датчика проводимости для измерения электропроводности жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
В некоторых вариантах осуществления управляющая электроника содержит отдельные схему для генерирования аэрозоля и схему измерения проводимости. В этих вариантах осуществления каждый элемент распылителя, который также выполнен как электрод датчика проводимости, может содержать по меньшей мере один электрический контакт, электрически соединяющий элемент со схемой для генерирования аэрозоля, и по меньшей мере один электрический контакт, электрически соединяющий элемент со схемой измерения проводимости. Предпочтительно каждый элемент распылителя, который также выполнен как электрод датчика проводимости, содержит два электрических контакта, электрически соединяющих элемент со схемой для генерирования аэрозоля, и один электрический контакт, электрически соединяющий элемент со схемой измерения проводимости.
В некоторых вариантах осуществления управляющая электроника содержит общую схему для генерирования аэрозоля и схему измерения проводимости. В этих вариантах осуществления каждый элемент распылителя, который также выполнен как электрод датчика проводимости, может содержать по меньшей мере один электрический контакт, электрически соединяющий элемент со схемой для генерирования аэрозоля и схемой измерения проводимости. Предпочтительно каждый элемент распылителя, который также выполнен как электрод датчика проводимости, содержит два электрических контакта, электрически соединяющих элемент со схемой для генерирования аэрозоля и схемой измерения проводимости.
В некоторых вариантах осуществления система, генерирующая аэрозоль, содержит устройство и картридж. Картридж может быть выполнен с возможностью размещения в устройстве и извлечения из него. Как правило, картридж содержит часть для хранения жидкости и устройство содержит блок питания и управляющую электронику. В этих вариантах осуществления датчик проводимости может быть предоставлен либо в устройстве, либо в картридже. В некоторых вариантах осуществления распылитель предоставлен в устройстве. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления распылитель предоставлен в картридже.
Согласно настоящему изобретению предоставляется система, генерирующая аэрозоль, как описано выше, эта система, генерирующая аэрозоль, содержит часть в виде устройства и часть в виде картриджа, при этом часть в виде картриджа выполнена с возможностью размещения в части в виде устройства и извлечения из нее. Часть в виде устройства содержит блок питания и управляющую электронику, и часть в виде картриджа содержит часть для хранения жидкости, распылитель и датчик проводимости.
Преимущественно обеспечение системы, генерирующей аэрозоль, датчиком проводимости либо в устройстве, либо в картридже, может дать возможность изготовителю стандартизировать изготовление картриджей и изготовление устройств независимо от субстрата, образующего аэрозоль, который необходимо удерживать в части для хранения жидкости картриджа или устройства. Другими словами, обеспечение системы, генерирующей аэрозоль, датчиком проводимости может дать возможность изготовителю производить идентичные картриджи и идентичные устройства независимо от субстрата, образующего аэрозоль, который необходимо удерживать в части для хранения жидкости картриджа или устройства. Такая стандартизация может снизить стоимость и сложность изготовления картриджа и устройства.
В некоторых вариантах осуществления датчик проводимости предоставлен в устройстве. Преимущественно предоставление датчика проводимости в устройстве может уменьшить количество компонентов в картридже, и в частности может уменьшить количество относительно дорогостоящих электрических компонентов в картридже, понижая стоимость и сложность производства картриджа.
В некоторых вариантах осуществления датчик проводимости предоставлен в картридже. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления, в которых распылитель представляет собой термический распылитель, содержащий множество нагревательных элементов, и каждый электрод датчика проводимости образован из нагревательного элемента распылителя, датчик проводимости может быть предоставлен в картридже. В этих предпочтительных вариантах осуществления термический распылитель предоставлен в картридже. Такой картридж, как правило, называется «картомайзер». Картомайзеры могут дать возможность поддерживать в системе, генерирующей аэрозоль, высокий уровень гигиены, поскольку компоненты, находящиеся в контакте с субстратом, образующим аэрозоль, можно регулярно заменять, и пользователь не подвергается воздействию компонентов, которые входят в контакт с субстратом, образующим аэрозоль.
Согласно данному изобретению предоставляется картридж для системы, генерирующей аэрозоль, этот картридж содержит: часть для хранения жидкости, предназначенную для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль; распылитель, находящийся в сообщении по текучей среде с частью для хранения жидкости; и датчик проводимости, расположенный с возможностью измерения электропроводности жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости.
В некоторых особенно предпочтительных вариантах осуществления датчик проводимости картриджа содержит два электрода, первый электрод и второй электрод, расположенные в части для хранения жидкости, при этом каждый электрод образует обмотку, где первый электрод расположен с возможностью индукции тока во втором электроде, когда на первый электрод подается переменное напряжение. Другими словами, картридж может содержать индуктивный датчик проводимости, как описано выше.
Картридж может иметь простую конструкцию. Картридж может иметь корпус, образующий часть для хранения жидкости. Корпус картриджа предпочтительно представляет собой жесткий корпус, содержащий материал, непроницаемый для жидкости. Как используется в настоящем документе, «жесткий корпус» означает корпус, который является самонесущим. Устройство может также иметь корпус. Корпус устройства предпочтительно является жестким корпусом. Корпус картриджа и корпус устройства могут быть изготовлены из одного и того же материала. Устройство может иметь полость для размещения картриджа.
Когда картридж содержит распылитель, устройство может содержать электрические контакты для электрического соединения блока питания и управляющей электроники в устройстве с распылителем в картридже. Когда картридж содержит датчик проводимости, электрические контакты устройства могут электрически соединять управляющую электронику и блок питания в устройстве с датчиком проводимости в картридже.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать мундштук, через который пользователь может осуществлять затяжку с целью получения аэрозоля, генерируемого системой, генерирующей аэрозоль. В некоторых системах, содержащих устройства и картриджи, устройство содержит мундштук. В некоторых системах, содержащих устройства и картриджи, картридж содержит мундштук. Преимущественно предоставление мундштука на картридже может помочь поддерживать в системе высокий уровень гигиены, поскольку картридж может быть одноразовым и заменяться чаще, чем устройство.
Будет понятно, что признаки, описанные в отношении одного варианта осуществления, также могут быть применены к другим вариантам осуществления. Например, признаки, описанные в отношении картриджа, могут быть в равной степени применимы к системе, генерирующей аэрозоль, и в особенности к системе, генерирующей аэрозоль, включающей картридж.
Настоящее изобретение будет далее описано исключительно в качестве примера со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых:
на фиг. 1a показано схематическое изображение системы, генерирующей аэрозоль, содержащей устройство, генерирующее аэрозоль, и картридж, вставляемый в устройство, генерирующее аэрозоль;
на фиг. 1b показано схематическое изображение системы, генерирующей аэрозоль, показанной на фиг. 1a, в которой картридж размещен в устройстве, генерирующем аэрозоль;
на фиг. 2 показано схематическое изображение конца передающего элемента для жидкости системы, генерирующей аэрозоль, причем конец передающего элемента для жидкости имеет распылитель и датчик проводимости согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 3 показано схематическое изображение распылителя и датчика проводимости согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 4 показано схематическое изображение конца передающего элемента для жидкости системы, генерирующей аэрозоль, причем конец передающего элемента для жидкости имеет распылитель и датчик проводимости согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 5 показано схематическое изображение конца передающего элемента для жидкости, показанного на фиг. 4, включающего электрическое соединение между распылителем и датчиком проводимости и управляющей электроникой устройства, генерирующего аэрозоль;
на фиг. 6a. 6b, 6c и 6d показаны схематические изображения элементов варианта осуществления управляющей электроники, подходящей для использования с распылителем и датчиком проводимости, показанными на фиг. 4;
на фиг. 7 показано схематическое изображение четырехточечного датчика проводимости согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 8 показано схематическое изображение первой стороны четырехточечного датчика проводимости, показанного на фиг. 7;
на фиг. 9 показано схематическое изображение индуктивного датчика проводимости согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения; и
на фиг. 10 показано схематическое изображение поперечного сечения через длину индуктивного датчика проводимости, показанного на фиг. 9.
На фиг. 1a и 1b показаны схематические изображения иллюстративной системы, генерирующей аэрозоль, содержащей картридж, в котором может быть предусмотрен датчик проводимости, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Фиг. 1a и 1b соответственно представляют фиг. 1a и 1d из публикации международной заявки на патент под номером WO 2015/117702 A1.
На фиг. 1a показан схематический вид устройства 10, генерирующего аэрозоль, и отдельного картриджа 20, которые вместе образуют систему, генерирующую аэрозоль.
Картридж 20 содержит субстрат, образующий аэрозоль, и выполнен с возможностью размещения в полости 18 внутри устройства. Картридж 20 должен быть выполнен с возможностью замены пользователем, когда исчерпывается предоставленный в картридже субстрат, образующий аэрозоль. На фиг. 1a показан картридж 20 непосредственно перед вставкой в устройство, при этом стрелка 1, показанная на фиг. 1a, указывает на направление вставки картриджа.
Картридж 20 содержит, в целом, круглый цилиндрический корпус 24, который имеет размер и форму, выбранные для размещения в полости 18. Корпус содержит капиллярный материал (не показан), который пропитан жидким субстратом, образующим аэрозоль. В данном примере субстрат, образующий аэрозоль, содержит 39% по весу глицерина, 39% по весу пропиленгликоля, 20% по весу воды и ароматизаторов и 2% по весу никотина. Капиллярный материал является материалом, который активно подводит жидкость от одного конца к другому, и может быть выполнен из любого подходящего материала. В этом примере капиллярный материал выполнен из сложного полиэфира.
Корпус имеет открытый конец, к которому прикреплен нагреватель в сборе 30. Нагреватель в сборе 30 содержит субстрат, имеющий отверстие, образованное в нем, пару электрических контактов, прикрепленных к субстрату и отделенных друг от друга зазором, и множество электрически проводящих нитей нагревателя, заполняющих отверстие и прикрепленных к электрическим контактам на противоположных сторонах отверстия.
Нагреватель в сборе 30 покрыт съемным покрытием 26. Покрытие содержит непроницаемый для жидкости лист пластмассы, который приклеен к нагревателю в сборе, но который может быть легко снят. Язычок предоставлен на стороне покрытия для обеспечения пользователю возможности взяться за покрытие при его снятии. Теперь специалисту в данной области техники будет очевидно, что, несмотря на то, что приклеивание описано в качестве способа крепления непроницаемого листа пластмассы к нагревателю в сборе, могут быть использованы и другие способы, известные специалистам в данной области техники, включая термосварку или ультразвуковую сварку, при условии, что покрытие может быть легко удалено потребителем.
Устройство 10, генерирующее аэрозоль, является портативным и имеет размер, сопоставимый с размером традиционной сигары или сигареты. Устройство 10 содержит основную часть 11 и мундштучную часть 12. Основная часть 11 содержит батарею 14, такую как литий-железо-фосфатная батарея, управляющую электронику 16 и полость 18. Мундштучная часть 12 соединена с основной частью 11 посредством шарнирного соединения 21 и может перемещаться между открытым положением, которое показано на фиг. 1, и закрытым положением, которое показано на фиг. 1b. Мундштучную часть 12 располагают в открытом положении для обеспечения возможности вставки и извлечения картриджей 20 и располагают в закрытом положении, когда систему необходимо использовать для генерирования аэрозоля, как будет описано. Мундштучная часть содержит множество впускных отверстий 13 для воздуха и выпускное отверстие 15. При использовании пользователь осуществляет втягивание или затяжку на выпускном отверстии, чтобы втягивать воздух сквозь впускные отверстия 13 для воздуха через мундштучную часть в выпускное отверстие 15, а затем в рот или легкие пользователя. Внутренние перегородки 17 предоставлены для того, чтобы вынуждать воздух протекать через мундштучную часть 12 мимо картриджа 20, как будет описано.
Полость 18 имеет круглое поперечное сечение и такой размер, чтобы вмещать в себя корпус 24 картриджа 20. Электрические соединители 19 предоставлены по сторонам полости 18 для обеспечения электрического соединения между управляющей электроникой 16 и батареей 14, и соответствующими электрическими контактами на картридже 20.
Картридж 20 вставляют в полость 18 и покрытие 26 удаляют с картриджа. В этом положении электрические соединители находятся напротив электрических контактов на картридже, как будет описано. Мундштучную часть 12 затем перемещают в закрытое положение.
На фиг. 1b показана система с находящейся в закрытом положении мундштучной частью 12. Мундштучная часть 12 удерживается в закрытом положении механизмом фиксации (не показан).
Мундштучная часть 12 в закрытом положении удерживает картридж в электрическом контакте с электрическими соединителями 19 так, что при использовании поддерживается хорошее электрическое соединение независимо от ориентации системы. Мундштучная часть 12 может содержать кольцевой эластомерный элемент, который соприкасается с поверхностью картриджа и сжимается между жестким элементом корпуса мундштука и картриджем, когда мундштучная часть 12 находится в закрытом положении. Это обеспечивает поддержание хорошего электрического соединения, несмотря на допуски на изготовление. Разумеется, могут быть использованы и другие механизмы для поддержания хорошего электрического соединения между картриджем и устройством.
На фиг. 2 показано схематическое изображение иллюстративного распылителя и датчика 100 проводимости для системы, генерирующей аэрозоль, такой как система, генерирующая аэрозоль, показанная на фиг. 1a и 1b. Распылитель и датчик 200 проводимости выполнены как двухточечный датчик проводимости.
На фиг. 2 показан вид сверху объединенных распылителя и датчика 100 проводимости картриджа, помещенного в устройство, генерирующее аэрозоль, и электрически соединенного с управляющей электроникой 110 устройства. Картридж содержит часть для хранения жидкости, содержащую в целом цилиндрический корпус из капиллярного материала 102, в котором удерживается жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Распылитель и датчик 100 проводимости, показанные на фиг. 2, расположены выше конца в целом цилиндрического корпуса из капиллярного материала 102 и находятся с ним в контакте. Капиллярный материал 102 выполнен так, что жидкий субстрат, образующий аэрозоль, удерживаемый в капиллярном материале, втягивается посредством капиллярного действия к концу капиллярного корпуса в контакте с распылителем и датчиком 100 проводимости.
Распылитель и датчик 100 проводимости содержат два электрода, первый электрод 104 и второй электрод 106. Каждый из первого электрода 104 и второго электрода 106 содержит резистивную нагревательную сетку, которая содержит множество электрически проводящих нитей нагревателя. Первый электрод 104 разнесен от второго электрода 106 так, что существует полость 108 между первым электродом 104 и вторым электродом 106. Полость 108 между первым электродом 104 и вторым электродом 106 является достаточно широкой, чтобы электрически изолировать первый электрод 104 от второго электрода 106 на капиллярном материале 102, когда в капиллярном материале 102 отсутствует жидкий субстрат, образующий аэрозоль.
Первый и второй электроды 104, 106 выполнены так, что жидкий субстрат, образующий аэрозоль, на конце капиллярного корпуса вступает в контакт с первым и вторым электродами 104, 106.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 2, первый и второй электроды 104, 106 электрически соединены с управляющей электроникой устройства, генерирующего аэрозоль (не показано), такого как устройство, генерирующее аэрозоль, показанное на фиг. 1a и 1b. Управляющая электроника устройства, генерирующего аэрозоль, выполнена с возможностью управления подачей питания из блока питания устройства на первый электрод 104 и второй электрод 106.
В этом варианте осуществления управляющая электроника устройства, генерирующего аэрозоль, содержит отдельную схему 111 измерения проводимости и схему 112 для генерирования аэрозоля. Каждая из схемы 111 измерения проводимости и схемы 112 для генерирования аэрозоля содержит электрические контакты в виде упругих штыревых контактов для обеспечения надежного электрического соединения между управляющей электроникой устройства, генерирующего аэрозоль, и первым и вторым электродами 104, 106 когда картридж размещен в устройстве.
Каждый из первого и второго электродов 104, 106 электрически соединен со схемой 111 измерения проводимости одним электрическим контактом. Соответственно схема измерения проводимости содержит два электрических контакта, по одному на каждый электрод 104, 106.
Схема 111 измерения проводимости выполнена с возможностью подачи переменного напряжения между двумя электрическими контактами схемы измерения проводимости, что, в свою очередь, устанавливает переменное напряжение между первым и вторым электродами 104, 106. Переменное напряжение между первым и вторым электродами 104, 106 запускает переменный ток через полость 108 между первым и вторым электродами 104, 106 через жидкий субстрат, образующий аэрозоль, расположенный в полости 108. Схема 111 измерения проводимости дополнительно выполнена с возможностью измерения тока между первым и вторым электродами 104, 106 и определения электропроводности жидкого субстрата, образующего аэрозоль, расположенного в полости 108, на основе измеренного тока. Электропроводность жидкого субстрата, образующего аэрозоль, предоставляет показатель концентрации никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль.
Каждый из первого и второго электродов 104, 106 также отдельно электрически соединен со схемой 112 для генерирования аэрозоля двумя электрическими контактами. Каждый из первого и второго электродов 104, 106 электрически соединен с первым электрическим контактом на первом конце электрода и электрически соединен со вторым электрическим контактом на втором конце электрода, противоположном первому концу. Схема 112 для генерирования аэрозоля выполнена с возможностью подачи напряжения между первым и вторым электрическим контактом для каждого из первого и второго электродов 104, 106. Напряжение на первом электроде 104 между первым и вторым электрическими контактами запускает ток через первый электрод 104 между первым и вторым электрическими контактами. Напряжение на втором электроде 204 между первым и вторым электрическими контактами запускает ток через второй электрод 204 запускает ток через второй электрод 106 между первым и вторым электрическими контактами. Ток, проходящий через каждый электрод, подходит для нагрева электрода. Схема 112 для генерирования аэрозоля выполнена с возможностью подачи постоянного тока между двумя электрическими контактами каждого электрода 104, 106 в виде импульсов. Схема 112 для генерирования аэрозоля выполнена с возможностью изменения коэффициента заполнения импульсов постоянного тока для изменения температуры электродов 104, 106.
Схема 111 измерения проводимости выполнена с возможностью подачи первой мощности на первый и второй электроды 104, 106, а схема 112 для генерирования аэрозоля выполнена с возможностью подачи второй мощности на первый и второй электроды 104, 106. Предпочтительно первой мощности недостаточно для нагрева нитей нагревателя электродов 104, 106 и испарения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в контакте с нитями нагревателя. Второй мощности достаточно для нагрева нитей нагревателя первого и второго электродов 104, 106 с целью испарения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в контакте с нитями нагревателя. Схема 112 для генерирования аэрозоля выполнена с возможностью изменения второй мощности на основе электропроводности жидкого субстрата, образующего аэрозоль, определенной схемой 111 измерения проводимости, которая предоставляет показатель концентрации никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль.
В этом варианте осуществления схема 111 измерения проводимости выполнена с возможностью подачи первой мощности на первый и второй электроды 104, 106 и измерения электропроводности жидкого субстрата, образующего аэрозоль, находящегося в полости 108, до того, как схема 112 для генерирования аэрозоля подает вторую мощность на первый и второй электроды 104, 106 для нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Это позволяет схеме 112 для генерирования аэрозоля регулировать вторую мощность в ответ на определенную концентрацию никотина жидкого субстрата, образующего аэрозоль, перед каждым циклом генерирования аэрозоля, например каждый раз, когда пользователь осуществляет затяжку на системе, генерирующей аэрозоль, чтобы получать аэрозоль из системы.
На фиг. 3 показано схематическое изображение других иллюстративных распылителя и датчика 200 проводимости для системы, генерирующей аэрозоль. Распылитель и датчик 200 проводимости выполнены в виде двухточечного датчика проводимости.
В этом варианте осуществления картридж (не показан) содержит элемент 202 для перемещения жидкости в виде фитиля, имеющего по меньшей мере один конец в контакте с жидким субстратом, образующим аэрозоль, в части для хранения жидкости картриджа. Объединенные распылитель и датчик 200 проводимости этого варианта осуществления содержат два электрода 204, 206 в виде катушек, расположенных на части материала 202 для перемещения жидкости за пределами части для хранения жидкости. Материал 202 для перемещения жидкости расположен с возможностью вытягивания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости к первому и второму катушечным электродам 204, 206 объединенных распылителя и датчика 200 проводимости. Каждый катушечный электрод 204, 206 содержит резистивную нагревательную проволоку, намотанную концентрически по спирали вокруг части фитиля за пределами части для хранения жидкости. Два катушечных электрода 204, 206, намотанные вместе вокруг фитиля в одном направлении и содержащие одинаковое количество витков, по существу идентичны. Вторая катушка 206 смещена от первой катушки 204 вдоль фитиля так, что между соответствующими витками первой и второй катушек 204, 206 предоставлена полость 208. Полость между соответствующими витками первой и второй катушек 204, 206 такова, что жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в фитиле может быть втянут в полость 208 и расположен между катушечными электродами 204, 206.
Первый и второй катушечные электроды 204, 206 выполнены так, что жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в полости 208 между первым и вторым катушечными электродами 204, 206 находится в контакте с первым и вторым катушечными электродами 204, 206.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 3, первый и второй катушечные электроды 204, 206 электрически соединены с управляющей электроникой устройства, генерирующего аэрозоль (не показано), такого как устройство, генерирующее аэрозоль, показанное на фиг. 1a и 1b. Управляющая электроника устройства, генерирующего аэрозоль, выполнена с возможностью управления подачей питания из блока питания устройства на первый электрод 204 и второй электрод 206.
В этом варианте осуществления управляющая электроника устройства, генерирующего аэрозоль, содержит общую схему 211 измерения проводимости и схему 212 для генерирования аэрозоля. Схема 211 измерения проводимости и схема 212 для генерирования аэрозоля содержат общие электрические контакты.
Каждый из первого и второго катушечных электродов 204, 206 электрически соединен со схемой 212 для генерирования аэрозоля двумя электрическими контактами, по одному электрическому контакту на каждом конце катушечного электрода. Схема 212 для генерирования аэрозоля выполнена с возможностью подачи напряжения между контактами на противоположных концах каждой катушки, так что напряжение устанавливается на каждом из первого и второго электродов 204, 206. Напряжение на первом электроде 204 запускает ток через первый электрод 204 для нагрева электрода. Напряжение на втором электроде 206 запускает ток через второй электрод 206 для нагрева электрода. Схема 212 для генерирования аэрозоля выполнена с возможностью подачи постоянного тока через каждый из первого и второго электродов 204, 206 в виде импульсов. Схема 212 для генерирования аэрозоля выполнена с возможностью изменения коэффициента заполнения импульсов постоянного тока для изменения температуры первого и второго электродов 204, 206.
В этом варианте осуществления схема 211 измерения проводимости имеет общие электрические контакты со схемой 212 для генерирования аэрозоля. Каждый из первого и второго катушечных электродов 204, 206 электрически соединен со схемой 211 измерения проводимости одним электрическим контактом. Схема 211 измерения проводимости электрически соединена с первым 204 катушечным электродом посредством электрического контакта на первом конце первого катушечного электрода 204 и электрически соединена со вторым катушечным электродом 206 посредством электрического контакта на втором конце второго катушечного электрода 206, который является концом второго катушечного электрода 206, наиболее удаленным от первого конца первого катушечного электрода 204. Соответственно, схема 211 измерения проводимости содержит два электрических контакта, по одному на каждый катушечный электрод 204, 206.
Схема 211 измерения проводимости выполнена с возможностью подачи переменного напряжения между двумя электрическими контактами схемы 211 измерения проводимости, что, в свою очередь, устанавливает переменное напряжение между первым и вторым катушечными электродами 204, 206. Переменное напряжение между первым и вторым катушечными электродами 204, 206 запускает переменный ток через полость 208 между первым и вторым электродами 204, 206, через жидкий субстрат, образующий аэрозоль, расположенный в полости 208. Схема 211 измерения проводимости дополнительно выполнена с возможностью измерения тока между первым и вторым катушечными электродами 204, 206 и определения электропроводности жидкого субстрата, образующего аэрозоль, расположенного в полости 208, на основе измеренного тока. Электропроводность жидкого субстрата, образующего аэрозоль, предоставляет показатель концентрации никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль.
Схема 211 измерения проводимости выполнена с возможностью подачи первой мощности на первый и второй катушечные электроды 204, 206, а схема 212 для генерирования аэрозоля выполнена с возможностью подачи второй мощности на первый и второй электроды 204, 206. Предпочтительно первой мощности недостаточно для нагрева катушечных электродов 204, 206 и испарения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в контакте с катушечными электродами. Второй мощности достаточно для нагрева первого и второго катушечных электродов 204, 206 с целью испарения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в контакте с катушечными электродами. Схема 212 для генерирования аэрозоля выполнена с возможностью изменения второй мощности на основе электропроводности жидкого субстрата, образующего аэрозоль, определенной схемой 211 измерения проводимости, которая предоставляет показатель концентрации никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль.
Будет понятно, что в других вариантах осуществления первый и второй катушечные электроды 204, 206 могут быть отдельно электрически соединены со схемой измерения проводимости и схемой для генерирования аэрозоля устройства, генерирующего аэрозоль, аналогично первому и второму электродам 104, 106 распылителя и датчика проводимости, описанным выше в отношении фиг. 2.
На фиг. 4 и 5 показаны схематические изображения другого иллюстративного распылителя и датчика 300 проводимости для системы, генерирующей аэрозоль, такой как система, генерирующая аэрозоль, показанная на фиг. 1a и 1b. Распылитель и датчик 300 проводимости выполнены в виде четырехточечного датчика проводимости.
На фиг. 4 показан вид сверху объединенных распылителя и датчика 300 проводимости картриджа, а на фиг. 5 показан вид сверху картриджа, размещенного в устройстве, генерирующем аэрозоль, и электрически соединенного с управляющей электроникой 310 устройства.
Картридж содержит часть для хранения жидкости, содержащую в целом цилиндрический корпус из капиллярного материала 302, в котором удерживается жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Распылитель и датчик 300 проводимости, показанные на фиг. 4 и 5, расположены выше конца в целом цилиндрического корпуса из капиллярного материала 302 и находятся с ним в контакте. Капиллярный материал 302 выполнен так, что жидкий субстрат, образующий аэрозоль, удерживаемый в капиллярном материале, втягивается посредством капиллярного действия к концу капиллярного корпуса в контакте с распылителем и датчиком 300 проводимости.
Распылитель и датчик 300 проводимости содержат четыре электрода, пару внешних электродов 304 и пару внутренних электродов 306. Каждый из электродов 304, 306 содержит резистивную нагревательную сетку, которая содержит множество электрически проводящих нитей нагревателя.
Пара внешних электродов 304 разнесены так, что между внешними электродами 304 имеется внешняя полость 308. Внешняя полость 308 между внешними электродами 304 является достаточно широкой, чтобы электрически изолировать внешние электроды 304 друг от друга на капиллярном материале 302, когда в капиллярном материале 302 отсутствует жидкий субстрат, образующий аэрозоль.
Пара внутренних электродов 306 расположены между парой внешних электродов 304, во внешней полости 308. Пара внутренних электродов 306 достаточно разнесены от пары внешних электродов 304, чтобы электрически изолировать внутренние электроды 306 от внешних электродов 304 на капиллярном материале 302, когда в капиллярном материале 302 отсутствует жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Пара внутренних электродов 306 разнесены так, что между внутренними электродами 306 имеется внутренняя полость 309. Внутренняя полость 309 между внутренними электродами 306 является достаточно широкой, чтобы электрически изолировать внутренние электроды 306 друг от друга на капиллярном материале 302, когда в капиллярном материале 302 отсутствует жидкий субстрат, образующий аэрозоль.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, на конце капиллярного корпуса в контакте с распылителем и датчиком 300 проводимости входит в контакт с внутренними и внешними электродами 204, 206.
Предоставление четырех электродов в такой компоновке позволяет использовать объединенные распылитель и датчик 300 проводимости согласно этому варианту осуществления в качестве четырехточечного датчика проводимости, как более подробно описано ниже.
На фиг. 5 внутренние и внешние электроды 304, 306 представлены в электрическом соединении с управляющей электроникой 310 устройства, генерирующего аэрозоль (не показано), такого как устройство, генерирующее аэрозоль, показанное на фиг. 1a и 1b. Управляющая электроника 310 устройства, генерирующего аэрозоль, выполнена с возможностью управления подачей питания из блока питания устройства на внешние электроды 304 и внутренние электроды 306.
В этом варианте осуществления управляющая электроника 310 устройства, генерирующего аэрозоль, содержит общие схему измерения проводимости и схему для генерирования аэрозоля, как более подробно описано ниже со ссылкой на фиг. 6. В этом варианте осуществления схема измерения проводимости и схема для генерирования аэрозоля содержат общие электрические контакты в виде упругих штыревых контактов для обеспечения надежного электрического соединения между управляющей электроникой 310 устройства, генерирующего аэрозоль, и внутренними и внешними электродами 304, 306. Будет понятно, что в других вариантах осуществления схема для генерирования аэрозоля и схема измерения проводимости могут содержать отдельные электрические контакты.
В этом варианте осуществления каждый из внутренних и внешних электродов 304, 306 электрически соединен со схемой 310 управления двумя электрическими контактами. Каждый из внутренних и внешних электродов 304, 306 электрически соединен с первым электрическим контактом на первом конце электрода и электрически соединен со вторым электрическим контактом на втором конце электрода, противоположном первому концу.
На фиг. 6a-d схематически показаны некоторые компоненты иллюстративного варианта осуществления управляющей электроники 310 устройства, генерирующего аэрозоль, в соединении с объединенными распылителем и датчиком проводимости, показанными на фиг. 4 и 5.
Управляющая электроника выполнена с возможностью работы в двух разных режимах - режиме измерения проводимости и режиме нагрева. В режиме измерения проводимости переменное напряжение подается между двумя внешними электродами 304 и на двух внутренних электродах 306 измеряется напряжение. В режиме нагрева импульсный постоянный ток подается через каждый из внутренних и внешних электродов 304, 306 по отдельности для нагрева нитей нагревателя электродов и испарения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в контакте с нитями нагревателя.
В этом варианте осуществления управляющая электроника 310 в целом содержит источник питания постоянного тока VDC, микроконтроллер 320 и множество транзисторных переключателей. Транзисторные переключатели представляют собой полевые транзисторы (FET), находящиеся под управлением управляющей электроники для подачи питания на объединенные распылитель и датчик проводимости в соответствии с режимом измерения проводимости и режимом нагрева.
На фиг. 6a-d первый из внешних электродов показан как E1, второй из внешних электродов показан как E4, первый из внутренних электродов показан как E2 и второй из внутренних электродов показан как E3. Как показано на фиг. 6a, каждый электрод E1-E4 соединен с управляющей электроникой двумя электрическими контактами, разнесенными на противоположных концах электрода. Каждый электрод E1-E4 соединен первым электрическим контактом с блоком питания постоянного тока посредством первого транзисторного переключателя T1a-T4a. Каждый электрод дополнительно соединен вторым электрическим контактом с положением между вторым транзисторным переключателем T1b-T4b и третьим транзисторным переключателем T1c-T4c. Первые транзисторные переключатели T1a-T4a позволяют управляющей электронике индивидуально изолировать каждый из электродов от блока питания, когда транзисторы являются выключенными транзисторами. Функция второго и третьего транзисторных переключателей T1b-T4b, T1c-T4c будет более подробно описана ниже.
В режиме измерения проводимости управляющая электроника управляющая электроника подает высокочастотное переменное напряжение переключения на затвор каждого из первого и второго транзисторов внешних электродов T1a, T1b, T4a, T4b, так что в течение одного полупериода транзисторы T1a и T4b являются проводящими, а транзисторы T1b и T4a выключены, а в течение другого полупериода транзисторы T1b и T4a являются проводящими, а транзисторы T1a и T4b выключены.
На фиг. 4b изображено соединение объединенных распылителя и датчика проводимости с блоком питания в режиме измерения проводимости во время первого полупериода, в котором транзисторы T1a и T4b являются проводящими. Компоновка, показанная на фиг. 4b, может рассматриваться как содержащая первую схему управления, которая работает для обеспечения первого периодического падения напряжения на внешних электродах E1, E4 с выбранной частотой F и имеющего амплитуду, находящуюся в диапазоне от первого значения до второго значения, меньшего чем первое значение.
На фиг. 4c изображено соединение объединенных распылителя и датчика проводимости с блоком питания в режиме измерения проводимости во время второго полупериода, в котором транзисторы T4a и T1c являются проводящими. Компоновка, показанная на фиг. 4c, может рассматриваться как обеспечивающая падение второго периодического напряжения на внешних электродах E1, E4 с той же частотой и амплитудой, что и падение первого периодического напряжения, но с противоположной полярностью и непосредственно сдвинутое по фазе относительно первого периодического напряжения.
Падения первого и второго периодических напряжений имеют противоположную полярность относительно друг друга, при этом противоположная полярность в данном контексте относится к относительному положению сторон высокого и низкого напряжений, а не к требованию положительного напряжения и отрицательного напряжения. Поскольку падения первого и второго периодических напряжений прикладываются с противоположных внешних электродов. Поскольку падения первого и второго периодических напряжений имеют противоположную полярность и непосредственно сдвинуты по фазе, напряжение переменного тока эффективно подается на внешние электроды. Падения первого и второго периодических напряжений могут иметь любую подходящую форму волны. Например, две формы волны могут представлять собой прямоугольные волны, которые непосредственно сдвинуты по фазе друг относительно друга. Преимущественно управляющая электроника может быть выполнена с возможностью обеспечения периода времени ожидания, составляющего по меньшей мере несколько наносекунд, между концом одного падения напряжения и началом следующего падения напряжения в противоположном направлении, чтобы избежать перегорания переключателей.
В первом полупериоде второй транзистор T4b второго внешнего электрода E4 является проводящим и обеспечивает путь к электрическому заземлению посредством резистора, имеющего известное сопротивление R2. Микропроцессор 220 выполнен с возможностью измерения напряжения V3 на резисторе R2 и может определять ток, протекающий между первым внешним электродом E1 и вторым внешним электродом E4, по измеренному напряжению V3 и известному сопротивлению R2.
Во втором полупериоде второй транзистор T1b первого внешнего электрода E1 является проводящим и обеспечивает путь к электрическому заземлению посредством резистора, имеющего известное сопротивление R1. Управляющая электроника выполнена с возможностью измерения напряжения V1 на резисторе R1 и может определять ток, протекающий между вторым внешним электродом E4 и первым внешним электродом E1, по измеренному напряжению V1 и известному сопротивлению R1.
Во время режима измерения проводимости управляющая электроника дополнительно приспособлена для подачи напряжения на затвор каждого из вторых транзисторов T1b, T2b двух внутренних электродов E2, E3, так что вторые транзисторы T1b, T2b двух внутренних электродов E2, E3 являются проводящими. В режиме измерения проводимости управляющая электроника не подает напряжение на третьи транзисторы любого из внутренних или внешних электродов, так что все третьи транзисторы остаются выключенными.
Каждый из вторых транзисторов T2b, T3b внутренних электродов E2, E3 обеспечивает путь ко входу дифференциального усилителя 322, выход которого подается на микропроцессор 320, чтобы предоставлять на микропроцессор 320 измерение напряжения V2 на внутренних электродах E2, E1.
Микропроцессор 320 может быть сконфигурирован множеством различных способов для определения показателя концентрации никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль, между электродами объединенных распылителя и датчика проводимости с использованием измеренных напряжений V1, V2 и V3. В этом варианте осуществления микропроцессор 320 приспособлен для определения тока между внешними электродами E1, E4 с использованием измеренных напряжений V1, V3 и для использования определенного тока и измеренного напряжения V2 на внутренних электродах E2, E3 с целью определения электропроводности жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и определения показателя концентрации никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль.
В режиме нагрева управляющая электроника подает высокочастотное переменное напряжение переключения на затвор каждого из первых транзисторов T1a, T2a, T3a, T4a всех электродов E1, E2, E3, E4, так что все первые транзисторы периодически чередуются между проводящим и выключенным состояниями. Управляющая электроника также подает напряжение на затвор каждого из третьих транзисторов T1c, T2c, T3c, T4c всех электродов E1, E2, E3, E4, так что третьи транзисторы являются проводящими. Третьи электроды T1c, T2c, T3c, T4c обеспечивают путь к электрическому заземлению.
На фиг. 4d изображено соединение объединенных распылителя и датчика 300 проводимости с блоком питания в режиме нагрева, при этом транзисторы T1a, T2a, T3a, T4a, T1c, T2c, T3c, и T4c являются проводящими. Компоновка, показанная на фиг. 4d, может рассматриваться как содержащая третью схему управления, которая работает для подачи тока через каждый из электродов.
Периодически переключая первые транзисторы между проводящим и выключенным состояниями и поддерживая третьи транзисторы проводящими, управляющая электроника подает импульсный постоянный ток через каждый из электродов. Управляющая электроника выполнена с возможностью управления коэффициентом заполнения импульсов с целью управления температурой, до которой нагреваются электроды. Предпочтительно управляющая электроника выполнена с возможностью управления коэффициентом заполнения в режиме нагрева на основе показателя концентрации никотина, определенного в режиме измерения проводимости.
Будет понятно, что в других вариантах осуществления управляющая электроника устройства, генерирующего аэрозоль, может не быть приспособлена для непосредственной подачи питания на внутренние электроды для нагрева внутренних электродов, а скорее управляющая электроника может быть приспособлена для нагрева внутренних электродов посредством индукции. В этих вариантах осуществления к внешнему электроду прикладывается колебательное напряжение, которое индуцирует ток во внутренних электродах. Для того чтобы внутренние электроды нагревались до достаточной температуры, предпочтительно, чтобы внутренние электроды представляли собой элементы в виде токоприемника, изготовленные из магнитного материала, такого как нержавеющая сталь AISI 4xx. Хотя внешние электроды могут быть изготовлены из магнитного материала, это не является существенным требованием в этих вариантах осуществления.
На фиг. 7 и 8 показаны схематические изображения другого иллюстративного датчика 400 проводимости. В этом варианте осуществления датчик 400 проводимости не объединен с распылителем. В этом варианте осуществления датчик проводимости выполнен в виде четырехточечного датчика проводимости, который расположен в части для хранения жидкости картриджа устройства, генерирующего аэрозоль.
Картридж содержит корпус 401, образующий по существу кубоидальную часть для хранения жидкости. Корпус изготовлен из жесткого электроизоляционного материала, такого как PEEK. Датчик 400 проводимости содержит четыре электрода, два внешних электрода 404 и два внутренних электрода 406. Первый из внешних электродов 404 и первый из внутренних электродов 406 расположены на первой внутренней поверхности корпуса 401 картриджа, а второй из внешних электродов 404 и второй из внутренних электродов 406 расположены на второй внутренней поверхности корпуса 401 картриджа, противоположной первой поверхности, так, что первые внешние и внутренние электроды обращены ко вторым внешним и внутренним электродам по разные стороны части для хранения жидкости.
Внешние электроды 404 содержат идентичные кольцевые электроды, образующие полость 407 внешнего электрода. Внутренние электроды 406 содержит идентичные кольцевые электроды. Как показано на фиг. 8, на первой внутренней поверхности корпуса 401 картриджа первый внешний электрод 404 и первый внутренний электрод 406 расположены концентрически, причем первый внутренний электрод 406 расположен в полости 405 внешнего электрода первого внешнего электрода 404. Подобным образом, на второй внутренней поверхности корпуса 401 картриджа первый внешний электрод 404 и первый внутренний электрод 406 расположены концентрически, причем второй внутренний электрод 406 расположен в полости 405 внешнего электрода второго внешнего электрода 404. Внешние диаметры внутренних электродов 406 меньше, чем внутренние диаметры внешних электродов 404, так что между внутренними и внешними электродами 404, 406 предусмотрена полость. Полость между внутренними и внешними электродами 404, 406 электрически изолирует внутренние электроды 406 от внешних электродов 404, когда жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в полости отсутствует.
Как показано на фиг. 7, первые внутренний и внешний электроды на первой внутренней стороне корпуса 401 картриджа выровнены со вторыми внутренним и внешним электродами на второй внутренней стороне корпуса 401 картриджа. По сути, первый и второй внешние электроды 404 по существу разделены шириной части для хранения жидкости, образующей полость 408, и первый и второй внутренние электроды 406 также по существу разделены полостью 408, образованной шириной части для хранения жидкости.
Когда жидкий субстрат, образующий аэрозоль, расположен в части для хранения жидкости, жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может быть расположен в полости 408 и контактировать с первым и вторым электродами 404, 406. В этом варианте осуществления жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может свободно перемещаться в части для хранения жидкости. Однако в других вариантах осуществления в части для хранения жидкости может быть предусмотрен материал носителя для удерживания жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Такой материал носителя обычно представляет собой пористый электроизоляционный материал, который расположен в полости 408 в контакте с внутренними и внешними электродами 404, 406.
Как показано на фиг. 7, каждый из внешних электродов 404 электрически соединен с управляющей электроникой 410 устройства, генерирующего аэрозоль. Подобным образом каждый из внутренних электродов 406 электрически соединен с управляющей электроникой 410 устройства, генерирующего аэрозоль. Каждый электрод 404, 406 электрически соединен с управляющей электроникой 410 одним электрическим контактом.
Управляющая электроника 410 выполнена с возможностью подачи переменного напряжения на внешние электроды 404, которое может запускать переменный ток через жидкий субстрат, образующий аэрозоль, расположенный в полости 408 между первым и вторым внешними электродами 404. Управляющая электроника выполнена с возможностью измерения тока между первым и вторым внешними электродами 404.
Переменный ток, запускаемый управляющей электроникой 410 между первым и вторым внешними электродами 404, устанавливает переменное напряжение между первым и вторым внутренними электродами 406. Управляющая электроника 410 выполнена с возможностью измерения напряжения на первом и втором внутренних электродах. Управляющая электроника дополнительно выполнена с возможностью использования измерений тока и напряжения с целью определения электропроводности жидкого субстрата, образующего аэрозоль, расположенного в полости 408. Управляющая электроника 410 может дополнительно определять концентрацию никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль, на основе определенной электропроводности.
Будет понятно, что в других вариантах осуществления четырехточечный датчик 400 проводимости может быть заменен двухточечным датчиком проводимости, имеющим первый электрод на первой стороне части для хранения жидкости и второй электрод на второй стороне части для хранения жидкости.
В этом варианте осуществления датчик 400 проводимости расположен в части для хранения жидкости картриджа; однако будет понятно, что в других вариантах осуществления датчик 400 проводимости может быть расположен в части для хранения жидкости устройства, генерирующего аэрозоль, или в канале между частью для хранения жидкости и распылителем.
На фиг. 9 и 10 показаны схематические изображения другого иллюстративного датчика 500 проводимости. В этом варианте осуществления датчик 500 проводимости не объединен с распылителем. В этом варианте осуществления датчик 500 проводимости представляет собой индуктивный датчик проводимости, который расположен в части для хранения жидкости картриджа устройства, генерирующего аэрозоль.
Датчик 500 проводимости содержит два электрода 504, 506 в виде тороидальных катушек. Первый из катушечных электродов представляет собой обмотку 504 возбуждения, намотанную вокруг первого кольца 505 из ферромагнитного материала. Второй из катушечных электродов представляет собой приемную обмотку 506, намотанную вокруг второго кольца 507 ферромагнитного материала. Приемная обмотка 506 и кольцо 507 по существу идентичны обмотке 504 возбуждения и кольцу 505, в частности имеют одинаковое количество витков и намотаны в одном направлении.
Каждая из обмотки 504 возбуждения и приемной обмотки 506 имеет внутреннюю полость, через которую может протекать субстрат, образующий аэрозоль. Приемная обмотка 506 выровнена с обмоткой 504 возбуждения на оси и разнесена с обмоткой 504 возбуждения по оси так, что внутренняя полость приемной обмотки и внутренняя полость обмотки возбуждения выровнены так, чтобы по существу образовывать непрерывную цилиндрическую внутреннюю полость, через которую может протекать жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Обмотка 504 возбуждения расположена и сконфигурирована так, чтобы индуцировать ток в приемной обмотке 506, когда на обмотку 504 возбуждения подается переменное напряжение.
Каждый конец обмотки 504 возбуждения и приемной обмотки 506 электрически соединен с управляющей электроникой 510 устройства, генерирующего аэрозоль.
Обмотка 504 возбуждения и ферромагнитное кольцо 505, а также приемная обмотка 506 и ферромагнитное кольцо 507 встроены в кольцевом цилиндрическом корпусе 512 из электроизоляционного материала, такого как пластмассовый материал, который по существу непроницаем для жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Соответственно, корпус 512 имеет вид цилиндрической трубки, имеющей внутреннюю полость 514, которая проходит через корпус 512 и открыта на обоих концах. Корпус 512 предоставлен для защиты катушечных электродов от жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Корпус 512 выполнен с возможностью размещения в части для хранения жидкости картриджа так, чтобы жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в части для хранения жидкости имел возможность протекать через внутренний проход 514 и вокруг внешних поверхностей корпуса 501.
При использовании управляющая электроника 510 приспособлена подавать питание на обмотку 504 возбуждения в виде переменного напряжения. Переменное напряжение в обмотке 504 возбуждения создает магнитное поле, которое индуцирует ток в жидком субстрате, образующем аэрозоль, расположенном во внутренней полости 514. Ток во внутренней полости 514 показан стрелкой 516 на фиг. 7. Индуцированный ток 516 в жидком субстрате, образующем аэрозоль, также генерирует магнитное поле, которое индуцирует ток в приемной обмотке 506. Электропроводность жидкого субстрата, образующего аэрозоль, влияет на величину тока 516, индуцированного в жидком субстрате, образующем аэрозоль, которая в свою очередь влияет на величину тока, индуцированного в приемной обмотке 506. Управляющая электроника 510 выполнена с возможностью измерения одного или обоих из напряжения и тока, индуцированного в приемной обмотке, и дополнительно выполнена с возможностью определения электропроводности жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на основе одного или более из измеренных индуцированного тока и напряжения в приемной обмотке. Управляющая электроника может дополнительно определять концентрацию никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль, на основе определенной электропроводности.
Группа изобретений относится к системе для генерирования аэрозоля и картриджу для системы для генерирования аэрозоля. Система, генерирующая аэрозоль, содержит: часть для хранения жидкости, предназначенную для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль; распылитель, находящийся в сообщении по текучей среде с частью для хранения жидкости; датчик проводимости; блок питания; и управляющую электронику. Датчик проводимости содержит по меньшей мере два электрода и расположен с возможностью измерения электропроводности жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости. Управляющая электроника выполнена с возможностью: управления подачей питания из блока питания на распылитель для распыления жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости; и управления подачей питания из блока питания на электроды датчика проводимости, при этом подача питания на датчик проводимости производится в виде переменного напряжения. Управляющая электроника дополнительно выполнена с возможностью: приема одного или более измерений, указывающих проводимость жидкого субстрата, образующего аэрозоль, с датчика проводимости; и определения концентрации никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль, на основе одного или более измерений с датчика проводимости. Обеспечивается возможность оценки концентрации никотина в жидком составе, и управления концентрацией никотина в аэрозолях, генерируемых из разных жидких составов. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 14 ил.
1. Система для генерирования аэрозоля, содержащая:
часть для хранения жидкости, предназначенную для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль;
распылитель, находящийся в сообщении по текучей среде с частью для хранения жидкости;
датчик проводимости, расположенный с возможностью измерения электропроводности жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости, причем датчик проводимости содержит по меньшей мере два электрода;
блок питания; и
управляющую электронику, выполненную с возможностью:
управления подачей питания из блока питания на распылитель для распыления жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости;
управления подачей питания из блока питания на электроды датчика проводимости, при этом подача питания на датчик проводимости производится в виде переменного напряжения;
приема одного или более измерений, указывающих проводимость жидкого субстрата, образующего аэрозоль, с датчика проводимости; и
определения концентрации никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль, на основе одного или более измерений с датчика проводимости.
2. Система для генерирования аэрозоля по п. 1, отличающаяся тем, что управляющая электроника дополнительно выполнена с возможностью управления подачей питания из блока питания на распылитель для распыления жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на основе определенной концентрации никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль.
3. Система для генерирования аэрозоля по п. 2, отличающаяся тем, что управляющая электроника выполнена с возможностью управления подачей питания из блока питания на распылитель для распыления жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на основе определенной концентрации никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль, путем сравнения определенной концентрации никотина с предопределенным пороговым значением, подачи первой мощности на распылитель, когда определенная концентрация никотина равна предопределенному пороговому значению или ниже его, и подачи на распылитель второй мощности, меньшей, чем первая мощность, когда определенная концентрация никотина превышает предопределенное пороговое значение.
4. Система для генерирования аэрозоля по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что дополнительно содержит нагреватель, расположенный с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости, и при этом управляющая электроника выполнена с возможностью подачи питания из блока питания на нагреватель для нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости до предопределенной температуры.
5. Система для генерирования аэрозоля по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что дополнительно содержит датчик температуры, расположенный с возможностью измерения температуры жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости; и
управляющая электроника дополнительно выполнена с возможностью:
приема одного или более измерений температуры жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на датчике проводимости с датчика температуры; и
регулирования определения концентрации никотина на основе одного или более измерений температуры.
6. Система для генерирования аэрозоля по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что каждый электрод датчика проводимости расположен с возможностью вхождения в контакт с жидким субстратом, образующим аэрозоль, из части для хранения жидкости.
7. Система для генерирования аэрозоля по п. 6, отличающаяся тем, что датчик проводимости содержит два электрода, и при этом указанные два электрода разнесены друг от друга для образования полости, в которой расположен жидкий субстрат, образующий аэрозоль, из части для хранения жидкости.
8. Система для генерирования аэрозоля по п. 7, отличающаяся тем, что распылитель представляет собой термический распылитель, содержащий множество нагревательных элементов, и при этом каждый из электродов датчика проводимости образован из нагревательного элемента распылителя.
9. Система для генерирования аэрозоля по п. 8, отличающаяся тем, что управляющая электроника дополнительно выполнена с возможностью:
подачи первой мощности на электроды датчика проводимости для измерения электропроводности жидкого субстрата, образующего аэрозоль; и
подачи второй мощности на множество нагревательных элементов распылителя для распыления жидкого субстрата, образующего аэрозоль, причем вторая мощность больше, чем первая мощность.
10. Система для генерирования аэрозоля по п. 6, отличающаяся тем, что:
датчик проводимости содержит два внутренних электрода и два внешних электрода;
два внешних электрода разнесены друг от друга для образования внешней полости, в которой расположен жидкий субстрат, образующий аэрозоль, из части для хранения жидкости;
два внутренних электрода расположены во внешней полости между двумя внешними электродами и разнесены друг от друга для образования внутренней полости, в которой расположен жидкий субстрат, образующий аэрозоль, из части для хранения жидкости; и
управляющая электроника дополнительно выполнена с возможностью:
подачи питания из блока питания на внешние электроды, при этом подача питания на внешние электроды производится в виде переменного напряжения; и
приема одного или более измерений, указывающих проводимость жидкого субстрата, образующего аэрозоль, с внутренних электродов.
11. Система для генерирования аэрозоля по п. 10, отличающаяся тем, что распылитель представляет собой термический распылитель, содержащий множество нагревательных элементов, и при этом каждый из электродов датчика проводимости образован из нагревательного элемента распылителя.
12. Система для генерирования аэрозоля по п. 11, отличающаяся тем, что управляющая электроника дополнительно выполнена с возможностью:
подачи первой мощности на внешние электроды датчика проводимости для измерения проводимости жидкого субстрата, образующего аэрозоль; и
подачи второй мощности на множество нагревательных элементов распылителя для распыления жидкого субстрата, образующего аэрозоль, причем вторая мощность больше, чем первая мощность.
13. Система для генерирования аэрозоля по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что датчик проводимости содержит два электрода, первый электрод и второй электрод, причем каждый электрод образует катушку, при этом управляющая электроника выполнена с возможностью подачи переменного напряжения на первый электрод и управляющая электроника выполнена с возможностью приема одного или более измерений, указывающих проводимость жидкого субстрата, образующего аэрозоль, со второго электрода, и при этом первый электрод расположен так, чтобы индуцировать ток во втором электроде, когда на первый электрод подается переменное напряжение.
14. Система для генерирования аэрозоля по п. 13, отличающаяся тем, что первый электрод и второй электрод расположены в части для хранения жидкости.
15. Картридж для системы для генерирования аэрозоля, причем картридж содержит:
часть для хранения жидкости, предназначенную для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль;
распылитель, находящийся в сообщении по текучей среде с частью для хранения жидкости; и
датчик проводимости, расположенный с возможностью измерения электропроводности жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости, причем датчик проводимости содержит два электрода, первый электрод и второй электрод, расположенные в части для хранения жидкости, при этом каждый электрод образует катушку, причем первый электрод расположен так, чтобы индуцировать ток во втором электроде, когда на первый электрод подается переменное напряжение.
| Способ получения цианистых соединений | 1924 |
|
SU2018A1 |
| Токарный резец | 1924 |
|
SU2016A1 |
| CN 103330274 A, 02.1.2013 | |||
| Приспособление для суммирования отрезков прямых линий | 1923 |
|
SU2010A1 |
| СИСТЕМА ГЕНЕРИРОВАНИЯ АЭРОЗОЛЯ С КОНТРОЛЕМ ПОТРЕБЛЕНИЯ И ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ | 2012 |
|
RU2618436C2 |
