BR112015032001B1

BR112015032001B1 - Cigarro eletrônico

Info

Publication number: BR112015032001B1
Application number: BR112015032001-5A
Authority: BR
Inventors: Ramon Alarcon; Michael Starman
Original assignee: Fontem Holdings 4 B.V.
Priority date: 2013-06-19
Filing date: 2014-06-19
Publication date: 2022-04-26
Also published as: BR112015032001A2; RU2763434C2; KR102321843B1; US20160366939A1; CN105452977A; EP3011405A4; RU2655908C2; EP3011405B1; JP2021112188A; JP2019071897A; MX2015017962A; CA2916242A1; JP2016525345A; MX356938B; EP3011405A1; JP7181335B2; ZA201600046B; US10905162B2; CA2916242C; AU2014281351A1

Abstract

CIGARRO ELETRÔNICO A presente invenção trata de um sistema, um método, um dispositivo e um programa de computador para a detecção e monitoramento de fluxo de um meio. O dispositivo compreende um sensor de fluxo (350) que inclui uma termopilha (352), sendo que a termopilha (352) pode incluir um primeiro termopar e um segundo termopar. O dispositivo pode compreender adicionalmente um microcontrolador (340) que pode ser configurado para gerar uma base de referência e pode ser adicionalmente configurado para comparar uma saída do sensor de fluxo de massa de ar com a base de referência (503). O elemento aquecedor pode compreender um resistor de aquecimento.

Description

REFERÊNCIA REMISSIVA A PEDIDOS DE DEPÓSITO CORRELATOS

[0001] Este pedido reivindica o benefício do pedido provisório U.S. N2 61/836.923, depositado em 19 de Junho de 2013, que é incorporado neste documento, a título de referência, na sua totalidade.

CAMPO DA INVENÇÃO

[0002] A presente invenção refere-se a um sistema, um método, um dispositivo e um programa de computador para detecção e monitoramento de fluxo de um meio, incluindo, por exemplo, fluxo de gás, fluxo de líquido, fluxo de aerossóis, ou afins.

HISTÓRICO

[0003] Os cigarros eletrônicos, também conhecidos como e-cigarros (eCigs) e vaporizadores pessoais (PVs), são inaladores eletrônicos que vaporizam ou atomizam uma solução líquida em uma neblina de aerossol que pode então ser provida a um usuário. Um típico eCig tem duas partes principais - uma parte da bateria e um cartomizador. A parte da bateria geralmente inclui uma bateria recarregável de íon de lítio (Li-ion), um diodo emissor de luz (LED), e um sensor de pressão. O cartomizador tipicamente inclui uma solução líquida, um atomizador e um bocal. O atomizador tipicamente inclui uma bobina de aquecimento que vaporiza a solução líquida.

[0004] Nos eCigs da técnica anterior, o sensor de pressão é configurado para detectar uma tragada de um usuário no eCig e transmitir um sinal de ativação à bobina de aquecimento para vaporizar a solução líquida. No entanto, esses sensores de pressão podem ser grandes e dispendiosos. Existe uma necessidade não atendida de um sensor que seja capaz de detectar a tragada de um usuário em um eCig, mas que seja pequeno e consuma pouca energia da bateria para operar.

[0005] A presente invenção provê um sistema, um método, um dispositivo e um programa de computador que atendem a essa necessidade, provendo um dispositivo pequeno, com baixo consumo de energia.

RESUMO DA INVENÇÃO

[0006] De acordo com um exemplo não limitante da invenção, um sistema, um método, um dispositivo e um programa de computador são providos para a detecção e monitoramento do fluxo de um meio. O dispositivo compreende um sensor de fluxo que inclui uma termopilha, sendo que a termopilha podem incluir um primeiro termopar e um segundo termopar. O sensor de fluxo pode adicionalmente incluir um elemento de referência e um elemento aquecedor. O elemento de referência pode compreender um resistor de referência. O elemento aquecedor pode compreender um resistor aquecedor.

[0007] O sistema compreende o sensor de fluxo e um microcontrolador. O microcontrolador pode compreender um microcomputador, uma memória e uma interface. O microcontrolador pode adicionalmente compreender um relógio de tempo real (RTC). O microcontrolador pode compreender um circuito integrado de aplicação específica (ASIC). O microcontrolador é configurado para receber sinais de sensoriamento do sensor de fluxo e detectar fluxo de um meio em uma região predeterminada. 0 microcontrolador pode ser configurado para monitorar o fluxo do meio como uma função do tempo. O microcontrolador pode ser configurado para registrar dados de fluxo de um meio, incluindo dados de hora e data associados aos dados do fluxo do meio. O meio pode compreender um aerossol, um gás (por exemplo, ar), um líquido, ou afim. 0 microcontrolador pode ser configurado de forma a não apenas ligar/desligar um aquecedor com base em dados, mas também ajustar parâmetros de controle, tais como, por exemplo, a modulação da largura de pulso (PWM) do sinal de acionamento do aquecedor e/ou uma quantidade de solução líquida dispensada sobre uma superfície de aquecimento. O controle pode ser feito proporcionalmente aos dados de fluxo ou de acordo com um algoritmo onde o fluxo de dados é um parâmetro. Adicionalmente, o microcontrolador pode usar os dados de fluxo para determinar a direção do fluxo e restringir ou limitar a falsa ativação de um aquecedor, por exemplo, caso o usuário acidentalmente sopre no dispositivo.

[0008] 0 método pode ser implementado para detectar o fluxo de um meio em ou próximo de uma região predeterminada. O método compreende receber sinais do sensor, detectar alterações em uma temperatura e identificar uma atividade que exceda o limiar. A atividade superior ao limiar pode compreender uma mudança no perfil de temperatura no sensor de fluxo acima de um valor de limiar predeterminado.

[0009] O programa de computador pode ser provido em uma mídia legível por computador que, quando executada em um computador, faz com que o método de detecção de fluxo de um meio seja realizado. A mídia legível por computador pode conter uma ou mais seções ou segmentos de código que são configurados para realizar as etapas dos processos descritos neste documento, incluindo o método de detecção do fluxo de um meio.

[0010] Em uma modalidade, um cigarro eletrônico pode compreender um corpo, um atomizador dentro do corpo, um microcontrolador, uma fonte de alimentação dentro do corpo e conectada eletricamente ao microcontrolador e ao atomizador, e um sensor de fluxo de uma massa de ar conectado eletricamente ao microcontrolador.

[0011] Em outra modalidade, um cigarro eletrônico pode compreender um primeiro alojamento e um segundo alojamento, um atomizador dentro do primeiro alojamento, um microcontrolador dentro do segundo alojamento e compreender um circuito de aquisição de dados e um conversor analógico-digital, uma fonte de alimentação dentro do segundo alojamento e configurada para ser conectada eletricamente ao microcontrolador e ao atomizador, e um sensor de fluxo conectado eletricamente ao microcontrolador, sendo que o primeiro alojamento é configurado para ser acoplado ao segundo alojamento.

[0012] Em ainda outra modalidade, um cigarro eletrônico pode compreender um alojamento, um atomizador dentro do alojamento, um microcontrolador compreendendo um circuito de aquisição de dados e um conversor analógico-digital, uma fonte de alimentação conectada eletricamente ao microcontrolador e ao atomizador, e um sensor de fluxo compreendendo uma termopilha e um aquecedor, e sendo que o sensor de fluxo está conectado eletricamente ao microcontrolador.

[0013] Características, vantagens e modalidades adicionais da invenção podem ser apresentadas ou aparentes considerando a descrição detalhada e os desenhos. Além disso, deve ser entendido que o resumo precedente da invenção, a descrição detalhada que se segue e os desenhos são exemplares e destinados a prover uma explicação adicional, sem limitar o escopo da invenção como reivindicada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0014] Os desenhos anexos, que são incluídos para prover um melhor entendimento da invenção, são incorporados e constituem uma parte desta especificação, ilustram modalidades da invenção e, em conjunto com a descrição detalhada, servem para explicar os princípios da invenção. Nenhuma tentativa é feita de mostrar detalhes estruturais da invenção em maior detalhe do que possa ser necessário para um entendimento fundamental da invenção e das várias maneiras em que a mesma pode ser praticada. Nos desenhos:

[0015] A Figura 1 mostra um exemplo de um eCig que é construída de acordo com um aspecto da invenção;

[0016] A Figura 2 mostra um exemplo de um microcontrolador que é construído de acordo com um aspecto da invenção;

[0017] A Figura 3 mostra um exemplo de um sensor de fluxo que é construída de acordo com um aspecto da invenção;

[0018] As Figuras 4A e 4B mostram exemplos de perfis de temperatura como uma função do movimento do fluxo de ar ;

[0019] A Figura 5 mostra um exemplo de um canal de fluxo de acordo com os princípios da invenção; e

[0020] As Figuras 6A e 6B mostram um exemplo de amplificação de sinal e filtragem através de um único amplificador ou de múltiplos amplificadores.

[0021] A Figura 7 é um diagrama elétrico de um eCig compreendendo uma primeira e uma segunda termopilha.

[0022] A Figura 8 é um diagrama elétrico de um eCig compreendendo uma termopilha.

[0023] As Figuras 9-11 são gráficos de uma modalidade de saída de um sinal de referência e um sensor de fluxo de ar de acordo com a invenção.

[0024] A Figura 12 é um fluxograma que ilustra uma modalidade de um processo para a interpretação de sinais de acordo com a invenção.

[0025] A presente invenção é adicionalmente descrita na descrição detalhada que se segue.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0026] A invenção e as várias características e seus detalhes vantajosos são explicados mais plenamente com referência às modalidades e exemplos não limitantes que são descritos e/ou ilustrados nos desenhos anexos que se seguem. Deve ser notado que as características ilustradas nos desenhos não são necessariamente desenhadas em escala e as características de uma modalidade podem ser empregadas com outras modalidades, como os versados na técnica reconheceriam, mesmo se não explicitamente declarado neste documento. Podem ser omitidas descrições de componentes e de técnicas de processamento bem conhecidos de forma a não obscurecer desnecessariamente as modalidades da invenção. Os exemplos usados neste documento são destinados apenas a facilitar o entendimento das formas em que a invenção pode ser praticada e para permitir aos versados na técnica praticar as modalidades da invenção. Por conseguinte, os exemplos e modalidades deste documento não devem ser interpretados como limitantes do escopo da invenção. Além disso, é de notar que números de referência semelhantes representam peças semelhantes em todas as várias vistas dos desenhos.

[0027] A Figura 1 mostra um exemplo de um eCig 10 que é construído de acordo com um aspecto da invenção. O eCig 10 compreende um cartucho 14 e um corpo 18 do eCig. O cartucho 14 compreende uma abertura 12 através da qual o aerossol pode ser provido a um usuário. O cartucho 14 compreende um aromatizante (não mostrado) e um atomizador (não mostrado). 0 aromatizante pode incluir, por exemplo, uma solução líquida, um gel, um sólido ou um gás que compreende moléculas a serem providas em um aerossol a um usuário. O corpo 18 do eCig inclui uma fonte de alimentação (por exemplo, uma bateria recarregável de íons de lí tio) (não mostrada) e um LED (não mostrado). O eCig 10 inclui um dispositivo sensor de fluxo (não mostrado) , que pode incluir um microcontrolador 20 (mostrado na Figura 2) e um sensor de fluxo 30 (mostrado na Figura 3).

[0028] A Figura 2 mostra um exemplo do microcontrolador 20 construído de acordo com um aspecto da invenção. 0 microcontrolador 20 compreende um microcomputador 26, uma memória 24 e uma interface 28. O microcontrolador 20 pode incluir um driver 22 que aciona um atomizador (não mostrado). O driver 22 pode incluir, por exemplo, um modulador de largura de pulso (PWM) ou gerador de sinal. O microcomputador 20 está configurado para executar um programa de computador que pode ser armazenado externamente ou na memória 24, para controlar as operações do eCig (por exemplo, eCig 10, mostrado na Figura 1), incluindo a ativação (e desativação) do elemento de aquecimento. A memória 24 inclui uma mídia legível por computador que pode armazenar um ou mais segmentos ou seções de código de computador para realizar os processos descritos na presente invenção. Alternativamente (ou adicionalmente) segmentos de código ou seções de código podem ser providos em uma mídia externa legível por computador (não mostrada) que pode ser acessada através da interface 28.

[0029] É de notar que o microcontrolador 20 pode incluir um circuito integrado (IC) de aplicação específica, ou semelhante, em vez do microcomputador 26, Driver 22, memória 24 e/ou interface 28.

[0030] 0 microcontrolador pode ser configurado para registrar dados de fluxo de um meio, incluindo fluxo de massa, fluxo de volume, dados de velocidade, dados de hora, data, dados de duração do fluxo e afins, que estejam associados ao fluxo de um meio. 0 meio pode compreender um aerossol, um gás (por exemplo, ar), um líquido, ou afim. 0 microcontrolador pode ser configurado para não apenas ligar/desligar um aquecedor com base nesses dados, mas também ajustar os parâmetros de controle, tais como PWM do aquecedor ou a quantidade da solução líquida dispensada em uma superfície de aquecimento. Este controle pode ser feito proporcionalmente aos dados de fluxo ou de acordo com um algoritmo, onde os dados de fluxo são um parâmetro. Adicionalmente, o microcontrolador pode usar os dados de fluxo para determinar a direção do fluxo e restringir ou limitar a falsa ativação do aquecedor caso o usuário acidentalmente sopre no eCig 10.

[0031] A Figura 3 mostra um exemplo de um sensor de fluxo 3 0 que é construído de acordo com um aspecto da invenção. O sensor de fluxo 30 compreende um substrato 31 e uma termopilha (por exemplo, dois ou mais termopares), incluindo uma termopilha (ou termopar) a montante 32 e uma termopilha (ou termopar) a jusante 33. O substrato 31 pode incluir uma base de isolamento térmico. O sensor de fluxo 3 0 pode compreender um elemento aquecedor 34. O sensor de fluxo 30 pode compreender um elemento de referência 35. O elemento aquecedor 34 pode incluir um resistor de aquecimento. O elemento de referência 35 pode incluir um resistor de referência.

[0032] Como visto na Figura 3, as termopilhas 32, 33 podem ser posicionadas simetricamente, a montante e a jusante do elemento aquecedor 34. O elemento aquecedor 34 aquece as junções quentes das termopilhas 32, 33. Em resposta, cada uma das termopilhas 32, 33 gera uma tensão de saída que é proporcional ao gradiente de temperatura entre as suas junções quente e fria (o "efeito Seebeck"). As junções quentes das termopilhas 32, 33 e o elemento aquecedor 34 podem residir na base de isolamento térmico. O condicionamento do sinal do sensor de fluxo da massa de ar pode ser composto de várias formas de filtros ou amplificadores de ganho. Os filtros podem ser usados para eliminar o ruído antes ou após a amplificação do sinal, reduzindo assim a sensibilidade a ruídos ambientais indesejados ou alterações de pressão. A filtragem pode ser feita usando filtros passa-baixas, passa-altas, passa-banda, ou uma combinação dos mesmos. A amplificação de ganho de sinal pode ser realizada pelo emprego de amplificação eletrônica sobre os sinais da termopilha de montante ou de jusante ou uma combinação dos mesmos. A amplificação dos sinais da termopilha de montante ou de jusante pode utilizar um único estágio ou múltiplos estágios em cascata para cada sinal ou a combinação desses sinais para formar uma soma ou diferença. O circuito amplificador pode incluir dispositivos para introduzir um offset de sinal. O amplificador pode incluir transistores, amplificadores operacionais ou outros circuitos integrados.

[0033] As Figuras 4A e 4B mostram exemplos de perfis de temperatura 41, 42 como uma função do movimento do fluxo de ar.

[0034] Fazendo referência às Figuras 3, 4A e 4B, durante a operação, quando o meio está estático, o perfil de temperatura 41 a montante e a jusante do elemento de aquecimento 34 é substancialmente simétrico (mostrado na Figura 4A) . Quando o meio (por exemplo, aerossol) flui, o perfil de temperatura 42 é distorcido na direção do fluxo devido ao transporte do calor do meio em fluxo, causando alterações nas saídas das termopilhas 32, 33. 0 transporte de calor é proporcional ao fluxo de massa e à capacidade térmica do meio. Em consequência, o sensor de fluxo 30 mede o fluxo de massa do meio.

[0035] O elemento de referência 35 pode ser colocado próximo à junção fria da termopilha a montante 32 para prover dados para compensação de temperatura.

[0036] Fazendo referência às Figuras 1 - 3, o microcontrolador 20 e o sensor de fluxo 30 podem ser providos no cartucho 14 ou no corpo 18 do eCig 10. O eCig 10 pode incluir múltiplos microcontroladores 20 e/ou sensores de fluxo 30. O sensor de fluxo 30 pode ser posicionado em um canal de fluxo do meio no eCig 10, a fim de detectar e medir o fluxo do meio (por exemplo, fluxo de ar, fluxo de aerossol, fluxo de líquido ou afins) quando um usuário sopra (ou aspira) no bocal do eCig 10. Por exemplo, um sensor de fluxo 30 pode ser colocado próximo da entrada de ar, próximo da saída de aerossol, em um canal de ar, ou semelhante, no eCig 10.

[0037] A fim de minimizar o dreno da bateria durante a operação, o microcontrolador 20 pode executar um algoritmo adaptativo que detecta fluxo de um meio na região do sensor de fluxo 30, por exemplo, atuando e aquecendo o elemento de aquecimento 34 em curtos impulsos, usando intervalos infrequentes e recebendo os sinais do sensor das termopilhas 32, 33, e, então, quando é detectado um sopro (por exemplo, fluxo de um meio acima de um limiar predeterminado), comutar para um ciclo de atuação mais frequente do elemento de aquecimento 34 e de recepção de sinais do sensor das termopilhas 32, 33. A título de exemplo, um ciclo infrequente pode compreender um pulso de 10 ms a cada segundo e um ciclo frequente pode compreender um pulso de 10 ms a cada 50 ms.

[0038] O eCig 10 pode incluir um sensor ON/OFF, tal como, por exemplo: um sensor capacitivo (não mostrado) que detecta quando um usuário tem contato com o cartucho 14 (por exemplo, dedo ou lábios do usuário) e/ou corpo 18 (por exemplo, dedos do usuário); um sensor de temperatura (não mostrado) que detecta o contato do usuário (por exemplo dedo ou lábios) com o cartucho 14 e/ou corpo 18; um sensor de pressão (não mostrado) que detecta uma força aplicada ao cartucho 14 e/ou corpo 18 (por exemplo, aperto pelos dedos ou lábios); um sensor de inércia (não mostrado) que detecta o movimento do eCig 10; e similares. Em resposta a um sinal de ON do sensor ON/OFF, o microcontrolador 20 pode ser despertado (por exemplo, de um modo de suspensão) para acionar o sensor de fluxo 20 em um ciclo de frequência mais alta (por exemplo, um ciclo de 50 ms) de modo a minimizar qualquer atraso entre a tragada do usuário no eCig 10 e a dispensação do aerossol. Em resposta a um sinal do sensor ON/OFF, ou após um tempo predeterminado de inatividade, o microcontrolador 20 pode ser definido para um modo de suspensão para economizar a vida da bateria. No modo de suspensão, o sensor de fluxo 30 pode ser acionado em um ciclo de baixa frequência (por exemplo, um ciclo de 1 seg.).

[0039] O sensor de fluxo 30 é adequado para medição de fluxo de líquido, fluxo de gás e aplicações de pressão diferencial. O sensor de fluxo 30 é sensível a taxas de fluxo e níveis de pressão muito baixos e não tem offset ou deriva de offset significativos devido à sua natureza diferencial. O sensor de fluxo 30 provê uma resposta rápida e é resistente à vibração e choque de pressão. O sensor 30 é resistente a gases/líquidos corrosivos e ao desgaste abrasivo. O sensor de fluxo 30 permite a implementação de circuitos simplificados de condicionamento de sinais (Figuras 6A e 6B) , por exemplo, no eCig 10 (mostrado na Figura 1).

[0040] De acordo com um aspecto da invenção, as termopilhas e o aquecedor podem ser usados para determinar a temperatura. Por exemplo, quando não há fluxo de ar, o aquecedor pode ser ligado para gerar um sinal conhecido. As termopilhas responderiam ao sinal conhecido do aquecedor. Esta resposta seria impactada pela temperatura ambiente e pode ser determinada. A este respeito, em vez de olhar para um sinal diferencial, seria olhar para o sinal de apenas uma das termopilhas.

[0041] A Figura 5 mostra um exemplo de um canal de fluxo de acordo com os princípios da invenção. Como se vê na Figura 5, o canal de fluxo pode ser moldado na vizinhança do sensor para direcionar uma maior parte do fluxo ao longo da superfície de detecção, aumentando assim a sensibilidade do sistema. Conforme ilustrado na Figura 5, o alojamento 120 em uma seção transversal normal é essencialmente aberto. Na seção transversal próxima de um sensor 131, um alojamento 13 0 é restringido, de tal forma que uma PCI (placa de circuito impresso) 132 e o sensor 131 são posicionados de modo que a maior parte do fluxo se move ao longo do sensor 131.

[0042] Como uma forma alternativa para determinar a temperatura ambiente, um termistor ou outro sensor de medição de temperatura poderiam ser colocados no fluxo de ar. 0 sinal desse sensor poderia ser usado isoladamente ou em conjunto com um MAF (fluxo de massa de ar) para ajustar o sinal de controle do aquecedor ou desativar o eCig em resposta aos limites de temperatura. Pode-se optar por desativar o eCig, por exemplo, se as altas temperaturas puderem causar deterioração da solução ou se a segurança/desempenho da bateria for afetada por extremos de temperatura.

[0043] É de notar que um resistor de referência pode ser usado para determinar as condições do ambiente e ajustar o aquecedor via PWM (modulador de largura de pulso) ou desativar o aquecedor quando os limites de temperatura de operação/armazenamento forem excedidos.

[0044] Tendo em vista que o sensor de fluxo de massa de ar pode colocar uma demanda de corrente elétrica da bateria, pode ser desejável incluir um dispositivo secundário para iniciar a operação do sensor de fluxo de massa de ar. Um possível meio de realizar isso é a configuração recarregável do eCig, uma configuração em que o líquido e o aquecedor são alojados em um alojamento separado e destacável do sensor e da bateria. Quando o alojamento da unidade, o líquido e o aquecedor são conectados à porção que aloja o sensor e a bateria, este evento de conexão pode ser detectado pelo microcontrolador, que também pode ser alojado com o sensor. A título de exemplo, o aquecedor, que eletronicamente se comporta como um resistor, pode completar um circuito que dispara um sinal de interrupção para atuar em um pino de entrada do microcontrolador. Este evento de interrupção poderia então fazer com que o microcontrolador ative o sensor de fluxo de massa de ar, anteriormente inativo, e comece a tomar leituras usando o sensor de fluxo de massa de ar. Quando a porção que aloja o líquido e o aquecedor é destacada da porção que aloja o sensor e a bateria, o microcontrolador pode então desativar o sensor de fluxo de massa de ar.

[0045] Como mencionado no exemplo anterior, a iniciação do sensor de fluxo de massa de ar poderia ser realizada usando a resistência do aquecedor para completar um circuito, no entanto, este não é o único meio para realizar tal evento disparador. Outras maneiras de realizar tal evento disparador incluem a incorporação de uma conexão física ou trilha dedicada que complete um circuito, um capacitor que se descarregue ou se carregue quando a conexão é feita, e um circuito integrado que estabelece comunicação com o microcontrolador quando a conexão é feita.

[0046] As Figuras 6A e 6b ilustram um exemplo de um único amplificador com um filtro 164 e um amplificador diferencial e filtros para montante e jusante, com offset 180. Como mostrado no único amplificador com um filtro 164 na Figura 6A, o sinal de fluxo de ar 160 passa através de um filtro 161 e de um amplificador de ganho 162 antes que uma saída de sinal 163 seja transmitida. O amplificador diferencial e os filtros para montante e para jusante, com offset 180 mostrado na Figura 6B, compreendem um sinal de fluxo de ar a montante 170 e um sinal de fluxo de ar a jusante 171. O sinal de fluxo de ar a montante 170 passa através de um primeiro filtro e o sinal de fluxo de ar a jusante 172 atravessa um segundo filtro 173. As saídas do primeiro e do segundo filtros 172, 173 entram, então, em um amplificador diferencial 174. Um sinal sai, então, do amplificador diferencial 174 e entra em um amplificador de ganho 17 5 juntamente com um offset 17 6. O amplificador de ganho 175 então emite uma saída de sinal 177 .

[0047] A Figura 7 ilustra um diagrama elétrico de uma modalidade da invenção, compreendendo uma primeira termopilha 252 e uma segunda termopilha 253. O eCig representado na Figura 7 compreende um microcontrolador 240, um sensor de fluxo de massa de ar 250, um amplificador 249, e um aquecedor de 256. O sensor de fluxo de massa 2 50 compreende um aquecedor de fluxo de massa de ar 2 51, uma primeira termopilha 2 52, e uma segunda termopilha 253. 0 diagrama elétrico ilustra o sentido do fluxo de ar 254 sobre aquecedor do fluxo de massa de ar 251 e a primeira e a segunda termopilhas 252, 253. O microcontrolador 240 pode compreender um circuito de aquisição de dados (DAQ) 241 e um conversor analógico-digital (ADC) 242. O circuito de aquisição de dados 241 pode registrar e transmitir dados tais como a temperatura do aquecedor 256, o número de vezes que o aquecedor 256 foi ativado em um certo período de tempo, o período de tempo que o aquecedor 256 permaneceu ativado e outras informações. Uma descrição mais detalhada da aquisição e transmissão de dados pode ser encontrada no Pedido Provisório atribuído em comum U.S. No. 61/907.239, depositado em 21 de novembro de 2013, cuja inteira descrição é incorporada neste documento, a título de referência. O conversor analógico-digital 242 pode dar saída de informações sobre o eCig para o microcontrolador 240, para o circuito de aquisição de dados 241 e outros dispositivos e sensores que podem estar presentes no microcontrolador 240 ou de outra forma conectados ao eCig.

[0048] A Figura 8 ilustra um diagrama elétrico de outra modalidade da invenção, compreendendo uma termopilha 352. O eCig representado na Figura 8 compreende um microcontrolador 340, um sensor de fluxo de massa de ar 350, um amplificador 349, e um aquecedor 356. O sensor de fluxo de massa de ar 350 compreende um aquecedor de fluxo de massa de ar 3 51 e uma termopilha 352. O diagrama elétrico ilustra, adicionalmente, a direção do fluxo de ar 3 54 ao longo do aquecedor e da termopilha 352. 0 microcontrolador 340 pode compreender um circuito de aquisição de dados 341 e um conversor analógico-digital 342. 0 circuito de aquisição de dados 341 pode registrar e transmitir dados tais como a temperatura do aquecedor 356, o número de vezes que o aquecedor 356 foi ativado em um certo período de tempo, o período de tempo que o aquecedor 356 permaneceu ativado e outras informações. O conversor analógico- digital 342 pode dar saída de informações sobre o eCig para o microcontrolador 340, para o circuito de aquisição de dados 341 e outros dispositivos e sensores que podem estar presentes no microcontrolador 340 ou de outra forma conectados ao eCig. Em uma modalidade, o eCig pode também compreender os resistores de realimentação e de ganho 357, 358.

[0049] As Figuras 9-11 ilustram representações gráficas das saídas do sinal de referência e do sensor de fluxo de massa de ar conforme discutido em toda a descrição. Na modalidade ilustrada um sinal de referência 460 é normalizado a uma base de referência de 2,0 volts. Em outras modalidades, o sinal de referência 460 pode ser normalizado a uma base de referência diferente. O sinal de referência 460 é composto de uma média móvel do sinal de fluxo quando nenhum fluxo está presente. Isso pode estabelecer uma condição de base de referência sem fluxo. A saída do sensor de fluxo de massa de ar em relação ao sinal de referência 461 pode então ser condicionada para dar uma saída de uma base de referência de 2,0 volts. Quando a saída do sensor de fluxo de massa de ar muda abaixo de um limiar predeterminado, o sinal de referência 460 irá normalizar essa alteração à base de referência. Isso pode permitir que ocorram mudanças sutis no ambiente, tais como mudanças de temperatura ou depleção da bateria, sem que a saída do sensor de fluxo de massa de ar se derive em relação ao sinal de referência 461. Quando o sinal de saída muda acima de um limiar predeterminado, o sinal de referência 460 irá permanecer na base de referência previamente normalizada e a saída do sensor de fluxo de massa de ar em relação ao sinal de referência 461 irá mudar proporcionalmente à quantidade de fluido que flui pelo sensor. Quando um fluxo de fluido se move sobre o sensor de fluxo de massa de ar, a saída do sensor de fluxo de massa de ar pode então mudar proporcionalmente ao volume ou velocidade do fluido que passa pelo sensor.

[0050] Quando a base de referência é estressada, a saída do sensor pode mudar, mas a uma taxa inferior ao limiar predeterminado, e pode fazer com que o microcontrolador normalize o sinal de referência 460 e a saída do sensor de fluxo de massa de ar em relação ao sinal de referência 461 à base de referência desejada. O estresse no sensor de fluxo de massa de ar pode ser de natureza elétrica ou mecânica. O estresse no sensor de fluxo de massa de ar pode também ocorrer em virtude de uma alteração na temperatura ambiente do fluido que flui através do sensor de fluxo de massa de ar. Em algumas modalidades, determinando a quantidade de fluxo de fluido ou de ar sobre o sensor, o microcontrolador pode variar a saída de potência para o atomizador ou bobina do aquecedor. Variando a saída de potência, o microcontrolador pode controlar melhor a temperatura do atomizador ou da bobina do aquecedor. Em uma modalidade, o microcontrolador pode usar os dados do sensor de fluxo para acionar o aquecedor do eCig a uma temperatura constante mediante diferentes taxas de fluxo. Essa temperatura constante pode resultar em uma experiência melhor para o usuário, pois o aromatizante ou solução no cartomizador ou no eCig serão vaporizados a uma temperatura constante.

[0051] A Figura 12 ilustra um fluxograma do processo pelo qual o microcontrolador ou outro componente pode interpretar os sinais do sensor de fluxo de massa de ar ou outro dispositivo. Na etapa 500 um microcontrolador pode monitorar um sinal enviado pelo sensor de fluxo de massa de ar. Quando o microcontrolador monitora uma mudança no sinal do sensor que está sendo monitorado na etapa 500, o microcontrolador pode determinar se a mudança no sinal do sensor está abaixo de um limiar programado 501. Se a mudança no sinal do sensor durante um período de tempo está abaixo do limiar programado o microcontrolador ou outro componente pode alterar um sinal de referência e um sinal relativo para uma base de referência predeterminada 502. Em uma modalidade o sinal de referência pode ser definido para uma leitura de 2,0 volts na base de referência. O microcontrolador então continua a monitorar o sensor de fluxo de massa de ar para uma mudança no sinal do sensor 500. Se a mudança no sinal do sensor ao longo do tempo está acima de um limiar programado 501, então o microcontrolador ou outro componente lê a diferença entre o sinal de referência e o sinal relativo 503. Na etapa 504, o microcontrolador ou outro componente pode operar um dispositivo, sensor ou outro componente de acordo com a diferença entre o sinal de referência e o sinal relativo. O processo então volta à etapa 500 e o Microcontrolador ou outro componente continua a monitorar o sensor de fluxo de massa de ar para uma mudança no sinal do sensor ao longo do tempo.

[0052] Em uma modalidade, o microcontrolador pode determinar uma quantidade de fluxo de ar que está passando sobre o sensor de fluxo de massa de ar, pela diferença entre o sinal de referência e o sinal relativo. Em outra modalidade, o microcontrolador pode determinar uma quantidade de fluxo de ar que passa através do corpo, pela diferença entre o sinal de referência e o sinal relativo. Uma vez que o microcontrolador determina ou estima uma quantidade de fluxo de ar que está passando sobre o sensor de fluxo de massa de ar ou através do corpo, o microcontrolador pode então variar a saída de energia que é enviada ao atomizador ou ao aquecedor. O microcontrolador pode variar a saída de energia para manter a temperatura do atomizador ou do aquecedor constante, ou de outra forma controlar um aspecto do atomizador ou do aquecedor.

[0053] A presente invenção pode ser implementada para medir e monitorar fluxo de massa, pressão diferencial e/ou a velocidade do ar em aplicações tais como, por exemplo, ventilação de aquecimento e ar condicionado (HVAC), automotivas, respiradores médicos, ventiladores médicos, geradores e motores a diesel (por exemplo, para controlar o consumo de combustível), dispensação de remédios, instrumentos analíticos biomédicos e afins.

[0054] Um "computador" ou "microcomputador", conforme usado nesta invenção, significa qualquer máquina, dispositivo, circuito, componente ou módulo, ou qualquer sistema de máquinas, dispositivos, circuitos, componentes, módulos ou similares, que sejam capazes de manipular dados de acordo com uma ou mais instruções, tais como, por exemplo, sem limitação, um processador, um microprocessador, uma unidade central de processamento, um computador de propósito geral ou similar, ou uma matriz de processadores, microprocessadores, unidades centrais de processamento, computadores de propósito geral ou similares.

[0055] Uma "mídia legível por computador", conforme usado nesta invenção, significa qualquer mídia que participa no fornecimento de dados (por exemplo, instruções) que podem ser lidas por um computador. Tal mídia pode assumir muitas formas, incluindo mídia não volátil, mídia volátil e mídia de transmissão. A mídia não volátil pode incluir, por exemplo, discos ópticos ou magnéticos e outras memórias persistentes. Mídias voláteis podem incluir memória dinâmica de acesso aleatório (DRAM). Mídias de transmissão podem incluir cabos coaxiais, fio de cobre e fibra óptica, incluindo os fios que compreendem um barramento de sistema acoplado ao processador. Mídias de transmissão podem incluir ou transmitir ondas acústicas, ondas de luz e emissões eletromagnéticas, tais como aquelas geradas durante as comunicações de dados por radiofrequência (RF) e infravermelho (IR). As formas comuns de mídia legível por computador incluem, por exemplo, um disco flexível, disco rígido, fita magnética, qualquer outra mídia magnética, qualquer outra mídia óptica, uma RAM, PROM, EPROM, um FLASH-EEPROM, qualquer outro chip ou cartucho de memória, uma onda portadora como descrito a seguir, ou qualquer outra mídia que um computador possa ler.

[0056] Várias formas de mídia legível por computador podem ser usadas para carregar sequências de instruções para um computador. Por exemplo, sequências de instrução (i) podem ser providas a partir de uma memória RAM para um processador, (ii) podem ser carregadas através de um meio de transmissão sem fio e/ou (iii) podem ser formatadas de acordo com inúmeros formatos, padrões ou protocolos conhecidos na técnica na data deste escrito.

[0057] Os termos "incluindo", "compreendendo" e suas variações, como usados nesta invenção, significam "incluindo, mas não se limitando a", exceto se expressamente especificado de outra forma.

[0058] Os termos "um", "uma" e "o", "a", "os", "as", como usados nesta invenção, significam "um ou mais", exceto se expressamente especificado de outra forma.

[0059] Os dispositivos que estão em comunicação entre si não precisam estar em comunicação contínua entre si, exceto se expressamente especificado de outra forma. Adicionalmente, dispositivos que estão em comunicação entre si podem se comunicar direta ou indiretamente

[0060] Embora as etapas do processo, etapas do método, algoritmos, ou afins, possam estar descritos em uma ordem sequencial, tais processos, métodos e algoritmos podem ser configurados para operar em ordens alternativas. Em outras palavras, qualquer sequência ou ordem das etapas que podem ser descritas não indicam necessariamente um requisito de que as etapas sejam realizadas nessa ordem. As etapas dos processos, métodos ou algoritmos, descritos neste documento, podem ser realizados em qualquer ordem prática. Adicionalmente, algumas etapas podem ser realizadas simultaneamente.

[0061] Quando um único dispositivo ou artigo é descrito neste documento, será prontamente aparente que mais de um dispositivo ou artigo pode ser usado no lugar de um único dispositivo ou artigo. De modo semelhante, onde mais de um dispositivo ou artigo são descritos neste documento, será prontamente aparente que um único dispositivo ou artigo pode ser usado no lugar do mais de um dispositivo ou artigo. A funcionalidade ou as características de um dispositivo podem ser alternativamente incorporadas por um ou mais outros dispositivos que não são explicitamente descritos como tendo tal funcionalidade ou características.

Claims

1. Cigarro eletrônico (10, compreendendo: um corpo (18); um atomizador dentro do corpo; um microcontrolador (20); uma fonte de alimentação dentro do corpo e eletricamente conectada ao microcontrolador e ao atomizador; e um sensor de fluxo de massa de ar (30) conectado eletricamente ao microcontrolador, caracterizado por o sensor de fluxo de massa de ar inclui uma termopilha.

2. Cigarro eletrônico (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o microcontrolador é configurado para gerar uma base de referência (460).

3. Cigarro eletrônico (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o microcontrolador é adicionalmente configurado para comparar uma saída do sensor de fluxo de massa de ar (30) com a base de referência (460).

4. Cigarro eletrônico (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o atomizador compreende um aquecedor.

5. Cigarro eletrônico (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o microcontrolador (20) compreende um microcomputador (26), uma memória (24) e uma interface (28).

6. Cigarro eletrônico (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o microcontrolador (20) é configurado para usar os dados de fluxo para determinar a direção do fluxo.

7. Cigarro eletrônico (10), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o microcontrolador (20) é adicionalmente configurado para limitar a ativação de um aquecedor, com base na direção do fluxo de ar.

8. Cigarro eletrônico (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o microcontrolador é configurado para registrar dados de fluxo de um meio.

9. Cigarro eletrônico (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o microcontrolador (20) é configurado para usar os dados de fluxo para determinar a quantidade de ar que flui através do corpo.

10. Cigarro eletrônico (10), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o microcontrolador (20) é adicionalmente configurado para variar uma saída de potência para o atomizador com base na quantidade de ar que flui através do corpo.

11. Cigarro eletrônico (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que: o corpo (18) é um alojamento; o atomizador fica dentro do alojamento; o microcontrolador (240) compreende um circuito de aquisição de dados (241) e um conversor analógico-digital (242); e o sensor de fluxo de massa de ar compreende um aquecedor (34).

12. Cigarro eletrônico (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que: oalojamento compreende um primeiro alojamento (14) e um segundo alojamento; o atomizador fica dentro do primeiro alojamento; o microcontrolador fica dentro do segundo alojamento; e a fonte de alimentação fica dentro do segundo alojamento; sendo que o primeiro alojamento é configurado para ser acoplado ao segundo alojamento.

13. Cigarro eletrônico (10), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o sensor de fluxo de massa de ar (30) compreende um substrato (31).

14. Cigarro eletrônico (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o microcontrolador é configurado adicionalmente para variar uma saída de potência para o atomizador com base no sinal a partir do sensor de fluxo de massa de ar.

15. Cigarro eletrônico (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que inclui adicionalmente um sensor ON/OFF, tal como um sensor capacitivo, um sensor de temperatura, um sensor de pressão, um sensor de inércia, em que o microcontrolador é configurado em resposta a um sinal de ON do sensor ON/OFF, para fazer a transição de um modo de suspensão, correspondendo a um ciclo de frequência baixa para um ciclo de frequência mais alta e, em resposta a um sinal OFF a partir do sensor ON/OFF ou após um tempo predeterminado de inatividade, para fazer a transição para o modo de suspensão.