BR112020018205A2 - Sistema eletrônico de fornecimento de vapor, método de fornecimento de vapor e meio legível por computador - Google Patents

Sistema eletrônico de fornecimento de vapor, método de fornecimento de vapor e meio legível por computador Download PDF

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Colin Dickens
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Nicoventures Trading Limited
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Abstract

um sistema eletrônico de fornecimento de vapor compreende um vaporizador para vaporizar uma carga útil para inalação por um usuário do sistema eletrônico de fornecimento de vapor, o vaporizador levando um período finito de tempo desde ter a energia fornecida a ele até vaporizar a carga útil; uma fonte de energia para fornecer energia ao vaporizador para vaporizar a carga útil em resposta a uma ativação do usuário; um ou mais sensores operáveis para emitir os respectivos sinais em resposta à interação do usuário com o sistema eletrônico de fornecimento de vapor; um processador de estimativa configurado para estimar o momento de ativação esperado de um usuário, com base na análise de um ou mais dos respectivos sinais; e um processador de controle configurado para fazer com que a energia seja fornecida ao vaporizador em um momento que precede o momento de ativação esperado estimado do usuário.

Description

SISTEMA ELETRÔNICO DE FORNECIMENTO DE VAPOR, MÉTODO DE
FORNECIMENTO DE VAPOR E MEIO LEGÍVEL POR COMPUTADOR Campo
[0001] A presente divulgação refere-se a sistemas eletrônicos de fornecimento de aerossol, como sistemas de distribuição de nicotina (por exemplo, cigarros eletrônicos e semelhantes).
Antecedentes
[0002] Sistemas eletrônicos de fornecimento de aerossol, como cigarros eletrônicos (e-cigarros), geralmente contêm um reservatório de um líquido fonte contendo uma formulação, tipicamente incluindo nicotina, a partir da qual um aerossol é gerado, por exemplo, por vaporização por calor. Alternativamente, um gel, ou um material sólido, como folha de tabaco processada ou não, pode ser usado de forma semelhante para gerar um aerossol por meio de vaporização por calor não combustível. Portanto, mais geralmente, tal sistema pode ser referido como contendo uma carga útil a ser aerossolizada. Uma fonte de aerossol para um sistema de fornecimento de aerossol pode, assim, compreender um aquecedor com um elemento de aquecimento disposto para receber ou engatar com a carga útil, por exemplo, por ação de absorção capilar/capilaridade ou condução de calor. Enquanto um usuário inala no dispositivo, energia elétrica é fornecida ao elemento de aquecimento para vaporizar a carga útil nas proximidades do aquecedor para gerar um aerossol para inalação pelo usuário. Esses dispositivos são geralmente fornecidos com um ou mais orifícios de entrada de ar localizados longe de uma extremidade do bocal do sistema. Quando um usuário suga um bocal conectado à extremidade do bocal do sistema, o ar é aspirado pelos orifícios de entrada e pela fonte de aerossol. Há um caminho de fluxo conectando-se entre a fonte de aerossol e uma abertura no bocal de modo que o ar que passa pela fonte de aerossol continue ao longo do caminho de fluxo até a abertura do bocal, levando consigo parte do aerossol da fonte de aerossol. O ar que transporta o aerossol sai do sistema de fornecimento de aerossol através da abertura do bocal para inalação pelo usuário.
[0003] Normalmente, uma corrente elétrica é fornecida ao aquecedor quando um usuário está aspirando/baforando no dispositivo. Normalmente, a corrente elétrica é fornecida ao aquecedor, por exemplo, um elemento de aquecimento de resistência, em resposta à ativação de um sensor de fluxo de ar ao longo do caminho de fluxo quando o usuário inala/puxa/bafora ou em resposta à ativação de um botão pelo usuário. O calor gerado pelo elemento de aquecimento é usado para vaporizar uma formulação. O vapor liberado se mistura com o ar aspirado através do dispositivo pelo consumidor que bafora e forma um aerossol. Quando o usuário termina a baforada (queda do fluxo de ar/queda de pressão), o sensor de fluxo ou pressão desativa o aquecedor elétrico cortando a corrente elétrica.
[0004] No entanto, a fim de fornecer uma experiência responsiva, é necessário fornecer uma vaporização rápida da carga útil quando o sistema é ativado pelo usuário, e isso, por sua vez, requer uma ativação rápida do aquecedor. No entanto, isso esgota a bateria do sistema mais rapidamente do que ocorreria se o aquecedor pudesse ser ativado mais lentamente. Além disso, a rápida ativação do aquecedor luta contra certos tipos de aquecedor sendo usados, como, por exemplo, um aquecedor com um elemento de aquecimento de resistência distanciado da carga útil e com o calor gerado transferido para a carga útil ao longo de um período finito de tempo através de fluxo de calor ao longo de um condutor térmico.
[0005] Várias abordagens são descritas para ajudar a resolver alguns desses problemas.
Sumário
[0006] Em um primeiro aspecto, um sistema eletrônico de fornecimento de vapor é fornecido de acordo com a reivindicação
1.
[0007] Em outro aspecto, um método de fornecimento de vapor é fornecido de acordo com a reivindicação 10.
[0008] Será reconhecido que as características e aspectos da invenção descritos acima em relação ao primeiro e outros aspectos da invenção são igualmente aplicáveis a, e podem ser combinados com, concretizações da invenção de acordo com outros aspectos da invenção conforme apropriado, e não apenas nas combinações específicas descritas acima.
Breve Descrição dos Desenhos
[0009] As concretizações da invenção serão agora descritas, apenas a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos, nos quais:
[0010] A Figura 1 é um diagrama esquemático (explodido) de um sistema eletrônico de fornecimento de vapor, como um cigarro eletrônico de acordo com algumas concretizações da invenção.
[0011] A Figura 2 é um diagrama esquemático do corpo do cigarro eletrônico da Figura 1 de acordo com algumas concretizações da invenção.
[0012] A Figura 3 é um diagrama esquemático da porção do vaporizador do cigarro eletrônico da Figura 1 de acordo com algumas concretizações da invenção.
[0013] A Figura 4 é um diagrama esquemático que mostra certos aspectos de uma extremidade da porção do corpo do cigarro eletrônico da Figura 1 de acordo com algumas concretizações da invenção.
[0014] A Figura 5A ilustra a variação das características do sinal e a Figura 5B ilustra o uso de uma medida de variação para ajustar o comportamento de pré-aquecimento de acordo com algumas concretizações da invenção.
[0015] As Figuras 6A e 6B ilustram mudanças em um gradiente de aquecimento em resposta à ocorrência de características de sinal sucessivas de acordo com algumas concretizações da invenção.
[0016] A Figura 7 é um diagrama esquemático que mostra um sistema eletrônico de fornecimento de vapor de acordo com algumas concretizações da invenção.
[0017] A Figura 8 é um diagrama de fluxo de um método de fornecimento de vapor de acordo com algumas concretizações da invenção.
Descrição Detalhada
[0018] Aspectos e características de certos exemplos e concretizações são discutidos/descritos aqui. Alguns aspectos e características de certos exemplos e concretizações podem ser implementados convencionalmente e não são discutidos/descritos em detalhes no interesse da brevidade. Será, portanto, reconhecido que os aspectos e características do aparelho e métodos discutidos aqui que não são descritos em detalhes podem ser implementados de acordo com quaisquer técnicas convencionais para implementar tais aspectos e características.
[0019] Conforme descrito acima, a presente divulgação se refere a um sistema de fornecimento de aerossol, como um cigarro eletrônico. Ao longo da descrição a seguir, o termo “cigarro eletrônico” é algumas vezes usado, mas este termo pode ser usado alternadamente com sistema de fornecimento de aerossol (vapor).
[0020] A Figura 1 é um diagrama esquemático de um sistema eletrônico de fornecimento de vapor, como um cigarro eletrônico 10 de acordo com algumas concretizações da invenção (fora de escala). O cigarro eletrônico tem uma forma geralmente cilíndrica, estendendo-se ao longo de um eixo longitudinal indicado pela linha tracejada LA, e compreende dois componentes principais, a saber, um corpo 20 e um cartomizador 30. O cartomizador inclui uma câmara interna contendo uma carga útil, como, por exemplo, nicotina em uma solução, gel ou forma de matriz de espuma, ou um bloco de material botânico, um vaporizador (tal como um aquecedor) e um bocal 35. As referências à "nicotina" daqui em diante serão entendidas como meramente exemplificativas e podem ser substituídas por qualquer ingrediente ativo adequado. Da mesma forma, referências a 'reservatório' podem ser consideradas sinônimos de qualquer carga útil adequada. A carga útil pode assumir a forma de qualquer estrutura adequada para reter a nicotina até o momento em que ela seja necessária para ser entregue ao vaporizador. Também deve ser reconhecido que em outras implementações a carga útil pode ser direcionada para ser recebida no dispositivo (em oposição a ser armazenada dentro do cartomizador 30). Por exemplo, a carga útil pode assumir a forma de uma haste de tabaco embrulhada em papel ou material semelhante, ou a carga útil pode ser depositada em um lado de uma camada plana de papel/cartão. O mecanismo para vaporizar a carga útil pode ser selecionado em conformidade. Para fins de exemplificação de aspectos da presente divulgação, será feita referência a um cartomizador 30.
[0021] O vaporizador é para vaporizar um líquido (ou mais geralmente uma carga útil) que compreende nicotina, e o cartomizador 30 pode incluir ainda um pavio ou instalação semelhante para transportar uma pequena quantidade de líquido do reservatório para um local de vaporização ou adjacente ao vaporizador. A seguir, um aquecedor é usado como um exemplo específico de um vaporizador. Opcionalmente, como observado anteriormente aqui, o aquecedor pode compreender um elemento de aquecimento acionado por resistência elétrica e posicionado a uma distância da carga útil e um componente de condução de calor que transfere calor do elemento de aquecimento para o local de vaporização. No entanto, será reconhecido que outras formas de vaporizador (por exemplo, aqueles que utilizam ondas ultrassônicas) também podem ser usadas, e as referências ao aquecedor podem ser tomadas para incorporar outras formas de vaporizador conforme apropriado.
[0022] O corpo 20 inclui uma célula recarregável ou bateria para fornecer energia ao e-cigarro 10 e uma placa de circuito para controlar de forma geral o e-cigarro.
[0023] Convencionalmente, quando o aquecedor recebe energia da bateria, conforme controlado pela placa de circuito, o aquecedor vaporiza a carga útil e este vapor é então inalado por um usuário através do bocal 35. Em algumas concretizações específicas, o corpo é ainda fornecido com um dispositivo de ativação manual 265, por exemplo, um botão, interruptor ou sensor de toque localizado na parte externa do corpo.
[0024] Conforme observado anteriormente aqui, no entanto, a fim de responder à ativação do usuário, então, normalmente, a temperatura do aquecedor tem que ser elevada acima da temperatura de vaporização da carga útil muito rapidamente, o que potencialmente requer uma descarga ou corrente de pico mais alta, tipicamente correntes de pico mais altas ou a descarga comprometem a capacidade geral da bateria ou a capacidade efetiva para uma dada geometria ou química da célula.
[0025] Por conseguinte, em uma concretização da presente invenção, o aquecedor é pré-aquecido preventivamente a uma temperatura abaixo da temperatura de vaporização da carga útil, de modo que um menor aumento de temperatura diferencial é então necessário para atingir a vaporização em resposta à ativação pelo usuário. Como resultado, uma maior capacidade de resposta pode ser alcançada, evitando o consumo elevado da bateria associado ao rápido aquecimento de uma temperatura ambiente para uma temperatura operacional.
[0026] No entanto, essa abordagem, por sua vez, tem o potencial de desperdiçar energia ao pré-aquecer o aquecedor muito cedo ou quando o usuário de fato não ativa o dispositivo posteriormente; cada ação de pré-aquecimento requer energia da bateria e, portanto, tem o potencial de usar mais energia do que a economizada no momento da própria ativação.
[0027] Portanto, é desejável reduzir o período de tempo que essa ação de pré-aquecimento ocorre e, de preferência, também reduzir o número de vezes que a ação de pré-aquecimento ocorre em resposta a uma detecção de falso positivo de ativação iminente pelo usuário.
[0028] Aparelhos e métodos para tratar ou mitigar esses problemas são discutidos mais adiante aqui.
[0029] O corpo 20 e o cartomizador 30 podem ser destacáveis um do outro se separando em uma direção paralela ao eixo longitudinal LA, como mostrado na Figura 1, mas são unidos quando o dispositivo 10 está em uso por uma conexão, indicada esquematicamente na Figura 1 como 25A e 25B, para fornecer conectividade mecânica e elétrica entre o corpo 20 e o cartomizador 30. O conector elétrico 25B no corpo 20 que é usado para conectar ao cartomizador 30 também serve como uma tomada para conectar um dispositivo de carregamento (não mostrado) quando o corpo 20 é separado do cartomizador 30. A outra extremidade do dispositivo de carregamento pode ser conectada a uma tomada USB para recarregar a célula no corpo 20 do e-cigarro
10. Em outras implementações, um cabo pode ser fornecido para conexão direta entre o conector elétrico 25B no corpo 20 e uma tomada USB.
[0030] O cigarro eletrônico 10 é fornecido com um ou mais orifícios (não mostrados na Figura 1) para as entradas de ar. Esses orifícios se conectam a uma passagem de ar através do e- cigarro 10 para o bocal 35. Quando um usuário inala através do bocal 35, o ar é puxado para esta passagem de ar através de um ou mais orifícios de entrada de ar, que estão adequadamente localizados do lado de fora do e-cigarro. Quando o aquecedor é ativado para vaporizar o líquido do cartucho, o fluxo de ar passa e se combina com o vapor, e essa combinação de fluxo de ar e vapor sai do bocal 35 para ser inalado por um usuário. Exceto em dispositivos de uso único, o cartomizador 30 pode ser destacado do corpo 20 e descartado quando o suprimento de líquido acabar (e substituído por outro cartomizador, se desejado).
[0031] Será reconhecido que o cigarro eletrônico 10 mostrado na Figura 1 é apresentado a título de exemplo e várias outras implementações podem ser adotadas. Por exemplo, em algumas concretizações, o cartomizador 30 é fornecido como dois componentes separáveis, a saber, um cartucho que compreende o reservatório de líquido e o bocal (que pode ser substituído quando o líquido do reservatório se esgota), e um vaporizador que compreende um aquecedor (que é geralmente retido). Como outro exemplo, a instalação de carregamento pode se conectar a uma fonte de energia adicional ou alternativa, como um isqueiro de carro.
[0032] A Figura 2 é um diagrama esquemático (simplificado) do corpo 20 do cigarro eletrônico 10 da Figura 1 de acordo com algumas concretizações da invenção. A Figura 2 pode geralmente ser considerada como uma seção transversal em um plano através do eixo longitudinal LA do e-cigarro 10. Observe que vários componentes e detalhes do corpo, por exemplo, fiação e forma mais complexa, foram omitidos da Figura 2 por razões de clareza.
[0033] O corpo 20 inclui uma bateria ou célula 210 para energizar o cigarro eletrônico 10 em resposta a uma ativação do dispositivo pelo usuário. Além disso, o corpo 20 inclui uma unidade de controle (não mostrada na Figura 2), por exemplo, um chip como um circuito integrado específico de aplicação (ASIC) ou microcontrolador, para controlar o cigarro eletrônico 10. O microcontrolador ou ASIC inclui uma CPU ou microprocessador. As operações da CPU e outros componentes eletrônicos são geralmente controlados, pelo menos em parte, por programas de software em execução na CPU (ou outro componente). Esses programas de software podem ser armazenados em memória não volátil, como ROM, que pode ser integrada no próprio microcontrolador ou fornecida como um componente separado. A CPU pode acessar a ROM para carregar e executar programas de software individuais como e quando necessário. O microcontrolador também contém interfaces de comunicação apropriadas (e software de controle) para se comunicar conforme apropriado com outros dispositivos no corpo
10.
[0034] O corpo 20 inclui ainda uma tampa 225 para vedar e proteger a extremidade mais distante (distal) do e-cigarro 10. Tipicamente, há um orifício de entrada de ar fornecido em ou adjacente à tampa 225 para permitir que o ar entre no corpo 20 quando um usuário inala no bocal 35. A unidade de controle ou ASIC pode ser posicionada ao lado ou em uma extremidade da bateria 210. Em algumas concretizações, o ASIC é anexado a uma unidade de sensor 215 para detectar uma inalação no bocal 35 (ou, alternativamente, a unidade de sensor 215 pode ser fornecida no próprio ASIC). Um caminho de ar é fornecido a partir da entrada de ar através do e-cigarro, passando pelo sensor de fluxo de ar 215 e o aquecedor (no vaporizador ou cartomizador 30), até o bocal 35. Assim, quando um usuário inala no bocal do e-cigarro,
a CPU detecta tal inalação com base nas informações do sensor de fluxo de ar 215. Será reconhecido, portanto, que o sensor de fluxo de ar pode atuar como um mecanismo de ativação alternativo ou adicional para o e-cigarro, quando a inalação do usuário gera um sinal a partir do sensor de fluxo de ar que está acima de um limite de ativação predeterminado.
[0035] Portanto, com mais detalhes, o sensor de fluxo de ar pode ser implementado no dispositivo de modo que o usuário possa ativar o dispositivo e fazer com que a unidade de controle forneça energia ao vaporizador para vaporizar a carga útil ao inalar no dispositivo. Nessas concretizações, a ativação do usuário do sensor de fluxo de ar facilita a ativação do dispositivo pelo usuário. O corpo 20 inclui a unidade de sensor 215 localizada em ou adjacente ao caminho de ar através do corpo 20 da entrada de ar para a saída de ar (para o vaporizador). A unidade de sensor 215 pode incluir um sensor de queda de pressão e sensor de temperatura (também em ou adjacente a este caminho de ar). Será reconhecido, no entanto, que a unidade de sensor 215 pode incluir o sensor de queda de pressão sem o sensor de temperatura ou pode incluir um monitor de fluxo de ar para medir diretamente o fluxo de ar (em vez de queda de pressão). Assim, quando um usuário inala no bocal do e-cigarro, a unidade de controle detecta essa inalação com base nas informações do sensor de queda de pressão. Em resposta à detecção de uma inalação, a CPU fornece energia ao aquecedor, que assim aquece e vaporiza a carga útil para inalação pelo usuário.
[0036] Na extremidade oposta do corpo 20 da tampa 225 está o conector 25B para unir o corpo 20 ao cartomizador 30. O conector 25B fornece conectividade mecânica e elétrica entre o corpo 20 e o cartomizador 30. O conector 25B inclui um conector do corpo 240, que é metálico (banhado em prata em algumas concretizações) para servir como um terminal para a conexão elétrica (positiva ou negativa) ao cartomizador. O conector 25B adicionalmente inclui um contato elétrico 250 para fornecer um segundo terminal para conexão elétrica ao cartomizador 30 de polaridade oposta ao primeiro terminal, a saber, o conector do corpo 240. O contato elétrico 250 é montado em uma mola helicoidal 255. Quando o corpo 20 é anexado ao cartomizador 30, o conector 25A no cartomizador 30 empurra contra o contato elétrico 250 de tal maneira a comprimir a mola helicoidal em uma direção axial, isto é, em uma direção paralela (co-alinhada com) o eixo longitudinal LA. Tendo em vista a natureza resiliente da mola 255, esta compressão enviesa a mola 255 para expandir, o que tem o efeito de empurrar o contato elétrico 250 firmemente contra o conector 25A do cartomizador 30, ajudando assim a garantir uma boa conectividade elétrica entre o corpo 20 e o cartomizador 30. O conector do corpo 240 e o contato elétrico 250 são separados por um cavalete 260, que é feito de um não condutor (tal como plástico) para fornecer um bom isolamento entre os dois terminais elétricos. O cavalete 260 é moldado para auxiliar no engate mecânico mútuo dos conectores 25A e 25B.
[0037] Como mencionado acima, um botão 265, que representa uma forma de dispositivo de ativação manual 265, pode estar localizado no alojamento externo do corpo 20. O botão 265 pode ser implementado usando qualquer mecanismo apropriado que pode ser operado para ser ativado manualmente pelo usuário - por exemplo, como um botão ou interruptor mecânico, um sensor de toque capacitivo ou resistivo e assim por diante. Também será reconhecido que o dispositivo de ativação manual 265 pode estar localizado no alojamento externo do cartomizador 30, em vez do alojamento externo do corpo 20, em cujo caso, o dispositivo de ativação manual 265 pode ser fixado ao ASIC através do conexões 25A, 25B. O botão 265 também pode estar localizado na extremidade do corpo 20, no lugar da (ou além da) tampa 225.
[0038] A Figura 3 é um diagrama esquemático do cartomizador 30 do cigarro eletrônico 10 da Figura 1, de acordo com algumas concretizações da invenção. A Figura 3 pode geralmente ser considerada como uma seção transversal em um plano através do eixo longitudinal LA do e-cigarro 10. Observe que vários componentes e detalhes do cartomizador 30, como fiação e forma mais complexa, foram omitidos da Figura 3 por razões de clareza.
[0039] O cartomizador 30 inclui uma passagem de ar 355 que se estende ao longo do eixo central (longitudinal) do cartomizador 30 do bocal 35 ao conector 25A para unir o cartomizador 30 ao corpo 20. Um reservatório de líquido 360 é fornecido em torno da passagem de ar 335. Este reservatório 360 pode ser implementado, por exemplo, fornecendo algodão ou espuma embebida em líquido. O cartomizador 30 também inclui um aquecedor 365 para aquecer líquido do reservatório 360 para gerar vapor para fluir através da passagem de ar 355 e para fora através do bocal 35 em resposta a uma inalação do usuário no e-cigarro 10. O aquecedor 365 é energizado através das linhas 366 e 367, que por sua vez estão conectados a polaridades opostas (positiva e negativa, ou vice- versa) da bateria 210 do corpo principal 20 através do conector 25A (os detalhes da fiação entre as linhas de energia 366 e 367 e o conector 25A são omitidas da Figura 3).
[0040] O conector 25A inclui um eletrodo interno 375, que pode ser folheado a prata ou feito de algum outro metal ou material condutor adequado. Quando o cartomizador 30 está conectado ao corpo 20, o eletrodo interno 375 contacta o contato elétrico 250 do corpo 20 para fornecer um primeiro caminho elétrico entre o cartomizador 30 e o corpo 20. Em particular, quando os conectores 25A e 25B são acoplados, o eletrodo interno 375 empurra contra o contato elétrico 250 de modo a comprimir a mola helicoidal 255, ajudando assim a garantir um bom contato elétrico entre o eletrodo interno 375 e o contato elétrico 250.
[0041] O eletrodo interno 375 é cercado por um anel isolante 372, que pode ser feito de plástico, borracha, silicone ou qualquer outro material adequado. O anel isolante é rodeado pelo conector do cartomizador 370, que pode ser prateado ou feito de algum outro metal ou material condutor adequado. Quando o cartomizador 30 está conectado ao corpo 20, o conector do cartomizador 370 contata o conector do corpo 240 do corpo 20 para fornecer um segundo caminho elétrico entre o cartomizador 30 e o corpo 20. Em outras palavras, o eletrodo interno 375 e o conector do cartomizador 370 servem como terminais positivo e negativo (ou vice-versa) para fornecer energia da bateria 210 no corpo 20 para o aquecedor 365 no cartomizador 30 através das linhas de fornecimento 366 e 367 conforme apropriado.
[0042] O conector do cartomizador 370 é fornecido com duas alças ou abas 380A, 380B, que se estendem em direções opostas para longe do eixo longitudinal do cigarro eletrônico 10. Essas abas são usadas para fornecer um encaixe de baioneta em conjunto com o conector do corpo 240 para conectar o cartomizador 30 ao corpo 20. Este encaixe de baioneta fornece uma conexão segura e robusta entre o cartomizador 30 e o corpo 20, de modo que o cartomizador e o corpo são mantidos em uma posição fixa um em relação ao outro, com oscilação ou flexão mínima, e a probabilidade de qualquer desconexão acidental é muito pequena. Ao mesmo tempo, o encaixe tipo baioneta fornece uma conexão e desconexão simples e rápida por uma inserção seguida por uma rotação para conexão e uma rotação (na direção reversa) seguida por retirada para desconexão. Será reconhecido que outras concretizações podem usar uma forma diferente de conexão entre o corpo 20 e o cartomizador 30, como um encaixe por pressão ou uma conexão roscada.
[0043] A Figura 4 é um diagrama esquemático de certos detalhes do conector 25B na extremidade do corpo 20 de acordo com algumas concretizações da invenção (mas omitindo para maior clareza a maior parte da estrutura interna do conector como mostrado na Figura 2, tal como cavalete 260). Em particular, a Figura 4 mostra o alojamento externo 201 do corpo 20, que geralmente tem a forma de um tubo cilíndrico. Este alojamento externo 201 pode compreender, por exemplo, um tubo interno de metal com uma cobertura externa de papel ou semelhante. O alojamento externo 201 pode também compreender o dispositivo de ativação manual 265 (não mostrado na Figura 4) de modo que o dispositivo de ativação manual 265 seja facilmente acessível ao usuário.
[0044] O conector do corpo 240 se estende a partir deste alojamento externo 201 do corpo 20. O conector do corpo 240, como mostrado na Figura 4, compreende duas porções principais, uma porção de eixo 241 na forma de um tubo cilíndrico oco, que é dimensionada para caber apenas dentro do alojamento externo 201 do corpo 20, e uma porção de lábio 242 que é direcionada em uma direção radialmente para fora, longe do eixo longitudinal principal (LA) do e-cigarro. Rodeando a porção de eixo 241 do conector do corpo 240, onde a porção de eixo não se sobrepõe ao alojamento externo 201, está um colar ou luva 290, que é novamente em forma de um tubo cilíndrico. O colar 290 é retido entre a porção de lábio 242 do conector de corpo 240 e o alojamento externo 201 do corpo, que juntos evitam o movimento do colar 290 em uma direção axial (isto é, paralelo ao eixo LA). No entanto, o colar 290 é livre para girar em torno da porção de eixo 241 (e, portanto, também o eixo LA).
[0045] Como mencionado acima, a tampa 225 é fornecida com um orifício de entrada de ar para permitir que o ar flua quando um usuário inala no bocal 35. No entanto, em algumas concretizações, a maioria do ar que entra no dispositivo quando um usuário inala flui através do colar 290 e conector de corpo 240, conforme indicado pelas duas setas na Figura 4.
[0046] Conforme observado anteriormente aqui, o cigarro eletrônico das figuras 1-4 é um exemplo ilustrativo de um sistema eletrônico de fornecimento de vapor, mas não é limitante.
[0047] Em uma concretização da presente invenção, o cigarro eletrônico pode compreender um ou mais sensores. Os sensores podem assumir uma série de formas diferentes, incluindo a detecção de uma ativação de pressão na forma do botão anteriormente mencionado 265, a detecção de inalação, por exemplo, pelo uso do detector de inalação (fluxo de ar) 215 mencionado anteriormente, um ou mais sensores de toque (não mostrados), um acelerômetro e/ou sensor giroscópico (não mostrado), um fotorresistor, célula solar ou outro sensor sensível à luz (não mostrado), um sensor galvânico de pele (não mostrado) ou qualquer outro sensor adequado para a detecção de uma interação de um usuário com o cigarro eletrônico, como um altímetro (não mostrado) ou uma câmera (não mostrada).
[0048] Conforme discutido anteriormente, o aquecedor leva um certo tempo para aquecer de sua temperatura ambiente atual até uma temperatura operacional onde a vaporização da carga útil pode ocorrer. Consequentemente, para minimizar a quantidade de tempo entre a ativação do e-cigarro e a vaporização da carga útil, pode-se pré-aquecer o aquecedor até uma temperatura próxima, mas abaixo da temperatura de vaporização da carga útil, de modo que a quantidade de tempo necessária para aquecer a temperatura a partir desta temperatura próxima de vaporização à temperatura de operação é muito menor do que o tempo necessário para aquecer o aquecedor a partir da temperatura ambiente.
[0049] Para uma primeira aproximação, pode-se supor uma temperatura ambiente de cerca de 15-30 graus Celsius, já que a maioria das pessoas manterá seu dispositivo perto de si e estará nessa faixa de temperatura. As variações em torno desta temperatura podem ser consideradas pequenas em comparação com a temperatura de vaporização.
[0050] Obviamente, também é desejável não manter o aquecedor próximo à temperatura de vaporização por mais tempo do que o necessário, pois isso drena a energia da bateria. Portanto, idealmente o pré-aquecimento do aquecedor deve começar em um momento anterior à ativação do e-cigarro igual à quantidade de tempo necessária para aquecer da temperatura ambiente até a temperatura próxima da vaporização.
[0051] A taxa de mudança de temperatura do elemento de aquecimento em função da corrente aplicada a ele pode ser calculada ou determinada empiricamente para o dispositivo, de modo que o tempo necessário para atingir uma temperatura próxima de vaporização possa ser conhecido com antecedência, calculado ou analisado em uma tabela a partir de uma temperatura atualmente medida, ou com base em quanto tempo o aquecedor já foi ativado em uma determinada corrente.
[0052] Uma antecipação ideal da ativação pelo usuário forneceria a resposta mais rápida à ativação, sem consumo adicional de bateria. Um pré-aquecimento anterior esgota a vida útil da bateria, mantendo o aquecedor próximo à temperatura de vaporização, enquanto um pré-aquecimento posterior aumenta o atraso após a ativação antes da vaporização ocorrer.
[0053] Como alternativa ou adição ao pré-aquecimento do cigarro eletrônico a uma temperatura logo abaixo da temperatura de vaporização, em uma concretização, o dispositivo aquece ou aquece ainda mais a uma temperatura operacional e cria aerossol antes que o usuário esteja ativamente baforando no dispositivo. Neste caso, o aerossol é efetivamente armazenado em uma cavidade do dispositivo ou dentro do consumível em antecipação à inalação/ativação.
[0054] Novamente, uma antecipação ideal de ativação pelo usuário forneceria a resposta mais rápida à ativação sem drenagem adicional da vida da bateria e, neste caso, uma quantidade/período máximo predeterminado de vaporização correspondente ao que pode ser mantido pelo dispositivo antes de um nível inaceitável de condensação ocorrer.
[0055] Mais geralmente, se o cigarro eletrônico cria o aerossol desejado ao longo de um período mais longo do que seria normalmente aceitável por um usuário, então as concretizações da presente invenção podem prever a ativação pelo usuário de modo que o cigarro eletrônico possa gerar o aerossol ao longo de potencialmente um período mais longo (por exemplo, através do pré-aquecimento e/ou pré-vaporização, conforme mencionado acima), de modo que para o consumidor o aerossol parece estar disponível sob demanda. O cigarro eletrônico pode então criar deliberadamente o aerossol desejado por um período mais longo, a fim de reduzir os requisitos da bateria, como corrente de pico.
[0056] As concretizações da presente divulgação procuram se aproximar de tal antecipação ideal.
[0057] Em uma concretização da presente divulgação, a unidade de controle, operando sob instruções de software adequadas, é adaptada para pré-aquecer o aquecedor a uma temperatura abaixo da temperatura de vaporização da carga útil em um ponto no tempo estimado para fazer com que o aquecedor atinja a temperatura de vaporização próxima no momento da ativação intencional do e- cigarro pelo usuário, de modo que o e-cigarro pareça ser altamente responsivo, enquanto limita a quantidade de energia usada para manter o aquecedor próximo à temperatura de vaporização antes que a ativação ocorra.
[0058] Para fazer isso, a unidade de controle é adaptada para detectar correlações de tempo entre os sinais de saída de um ou mais sensores do e-cigarro e o momento de ativação pelo usuário.
[0059] Assim, por exemplo, se o aquecedor requer 0,3 segundos para chegar perto da temperatura de vaporização sob uma carga de bateria preferida, e o usuário traz habitualmente o cigarro eletrônico à boca 0,5 segundos antes de inalar, então idealmente a unidade de controle pode começar a pré-aquecer 0,2 segundos após o usuário levar o e-cigarro à boca.
[0060] As correlações entre os sinais e o momento de ativação pelo usuário provavelmente diferem de usuário para usuário e também podem diferir dependendo da fonte do sinal, tanto em termos de valor preditivo quanto em termos de variação de tempo entre a característica de sinal relevante e o momento da ativação.
[0061] Portanto, por exemplo, detectar a partir de um acelerômetro se o e-cigarro está horizontal ou não (como é provável que seja o caso quando o usuário coloca o e-cigarro na boca) pode ter uma correlação baixa com a ativação para um usuário que mantém o e-cigarro deitado na bolsa, mas pode ter uma alta correlação com a ativação para um usuário que mantém seu cigarro eletrônico substancialmente na vertical no bolso. Consequentemente, apenas no segundo caso de uso o sinal do acelerômetro tem uma capacidade preditiva potencial.
[0062] Enquanto isso, em ambos os casos, a detecção do acelerômetro de uma mudança na altura e/ou um movimento arqueado do dispositivo associado à flexão de um cotovelo (por exemplo, indicativo do usuário trazer o dispositivo de aproximadamente a posição da cintura para a boca) pode estar fortemente relacionado com a ativação ambos os usuários. Semelhantemente, uma mudança da orientação em conjunto com uma mudança de característica na altitude associada com uso de pé ou reclinado pode ter uma forte correlação com a ativação.
[0063] Consequentemente, um limite de correlação pode ser usado opcionalmente para descontar certas fontes de sinal. A correlação para uma única fonte pode ser estabelecida realizando uma correlação cruzada entre instâncias dos dados de sinal (ou características específicas dos mesmos, tal como se o cigarro eletrônico é horizontal) e instâncias de ativação pelo usuário, com um tempo limite indicando não ativação. A correlação cruzada também pode ser usada para revelar os tempos relativos dos dados do sinal (ou característica específica do sinal) e o momento de ativação pelo usuário. Enquanto isso, o tempo limite (que é indicativo de uma correlação negativa) pode ser uma escolha do construtor, como 1, 5, 10, 30 ou 60 segundos, e pode diferir entre os sensores.
[0064] No entanto, mesmo quando há uma correlação geral acima do limite entre uma característica de sinal do sensor e ativação dentro da janela de tempo limite, os tempos relativos revelados pela correlação cruzada podem ser tão variáveis que afetam de forma semelhante o poder preditivo de um determinado sinal.
[0065] A variabilidade de tempo e, portanto, o valor preditivo de um sinal para ativar preventivamente o aquecedor também pode diferir de usuário para usuário e de fonte de sinal para fonte de sinal. Por exemplo, se um usuário fala frequentemente com seu cigarro eletrônico na boca, pode haver uma grande variabilidade entre o momento em que o cigarro eletrônico se torna horizontal e o momento em que o usuário o ativa e, portanto, um valor preditivo limitado para o sinal do acelerômetro. Enquanto isso, se outro usuário apenas colocar o e-cigarro na boca para usá- lo, pode haver uma variabilidade muito menor e, portanto, um maior valor preditivo para o sinal do acelerômetro.
[0066] Portanto, será reconhecido que diferentes sinais terão diferentes valores preditivos, dependendo de como o usuário individual do sistema eletrônico de fornecimento de vapor interage com ele antes de ativar intencionalmente o dispositivo para fins de inalação.
[0067] Consequentemente, a unidade de controle é adaptada para aprender quais sinais preferidos melhor prever quando o usuário vai ativar o cigarro eletrônico (ou seja, classificar e/ou selecionar automaticamente os sinais como uma função de correlação com a ativação e/ou como uma função da variabilidade do tempo da característica de sinal em relação ao momento de ativação), e usar a detecção do, ou de cada, sinal preferido para prever quando a ativação do dispositivo pelo usuário ocorrerá em conformidade, quando pré-aquecer o aquecedor a uma temperatura de pré-vaporização alcançada à medida que o usuário ativa o dispositivo.
[0068] Portanto, para um determinado sensor ou conjunto de sensores, para sinais que atendem a um limite de correlação de linha de base, os valores de temporização relativos podem ser armazenados para as últimas N instâncias em que uma característica de sinal precedeu a ativação do dispositivo, e a média e variância desses valores de temporização podem ser calculados. N pode ser um número pequeno, mas estatisticamente significativo de amostras. Novamente, um limite de variância pode ser usado para descontar algumas fontes de sinal.
[0069] Posteriormente, os sinais com a menor variação de tempo podem ser escolhidos como o melhor indicador de quando o usuário ativará o dispositivo, pois são medidos para terem a relação mais confiável entre a característica de sinal e o momento da ativação.
[0070] Por conseguinte, quando a característica de sinal relevante do sensor relevante é subsequentemente detectada, o tempo esperado da ativação do dispositivo pelo usuário pode ser previsto em resposta aos tempos relativos calculados anteriormente entre essa característica de sinal e a ativação do dispositivo pelo usuário. Normalmente, esse seria o valor de tempo médio. No entanto, pode ser um desvio padrão da média para um período de tempo mais longo, se melhorar as chances de alcançar a quase-vaporização antes da ativação for considerado uma prioridade (ou seja, reduzir a frequência com que o consumo de bateria acima do normal é necessário), ou pode ser um desvio padrão da média para um período de tempo mais curto, se a redução das chances de esperar na quase-vaporização antes da ativação fosse considerada uma prioridade.
Variantes
[0071] As seguintes variantes podem ser consideradas individualmente ou em qualquer combinação adequada.
[0072] Em uma concretização variante, diferentes sensores podem ser usados para selecionar diferentes estados do cigarro eletrônico.
[0073] Por exemplo, imagens de uma câmera no e-cigarro, ou em um smartphone emparelhado com o e-cigarro, podem ser analisadas para determinar uma interação entre o usuário e o e-cigarro. As interações físicas (por exemplo, em termos de posições relativas da cabeça, mão e/ou cigarro eletrônico do usuário) podem ser usadas para iniciar o processo de pré-aquecimento, enquanto as interações antecipatórias que não envolvem (ou são paralelas a) interações físicas, tal como o olhar de um usuário para o cigarro eletrônico, a orientação da cabeça ou configuração da boca, podem opcionalmente ser limitadas a acordar o dispositivo de um estado de sono ou a transição de um estado de pré-aquecimento para pré- vaporização, conforme apropriado (por exemplo, quando o usuário forma um formato de boca indicativo de acoplamento iminente com o bocal do cigarro eletrônico).
[0074] Foi sugerido previamente que um limite de correlação poderia ser aplicado aos sinais de sensor para determinar se há uma correlação suficientemente forte entre um sinal e uma ativação subsequente do dispositivo pelo usuário. Portanto, em outra concretização variante, a correlação entre dois ou mais sinais de sensor e a ativação do dispositivo pode ser considerada.
[0075] Por exemplo, no cenário descrito acima, onde um cigarro eletrônico é mantido em uma bolsa que é regularmente retirado e colocado para baixo, o acelerômetro sozinho pode ter uma correlação fraca com a ativação. No entanto, quando considerado em conjunto com um sinal de um sensor de luz ou de toque, ele pode então ter uma correlação muito boa com a ativação. Portanto, se um sinal de sensor é avaliado para correlação e, subsequentemente, também para previsão pode ser condicionado à presença de outro sinal de outro sensor, ao mesmo tempo ou dentro de uma janela de tempo que pode ser determinada empiricamente.
[0076] Além de reforço, combinações de sensores podem ser usadas para prevenir ou reduzir falsos positivos. Portanto, por exemplo, o acelerômetro pode ter boa correlação quando em conjunto com o contato detectado com a pele (por exemplo, quando não está na bolsa) e, portanto, a correlação entre a aceleração e a ativação pode ser limitada a quando um sensor de toque estava ativo para evitar falsos positivos.
[0077] De maneira semelhante, a correlação entre um sinal do sensor e outros dados contextuais e ativação do dispositivo pode ser considerada.
[0078] Por exemplo, o acelerômetro pode fornecer boa correlação com a ativação por si só em determinados horários do dia ou dias da semana, por exemplo, quando o usuário está em casa ou no escritório e, portanto, não está movendo regularmente sua bolsa (ou não guarda o e-cigarro na bolsa). Portanto, um sinal de sensor pode ser avaliado de forma diferente em momentos diferentes e/ou em locais diferentes (por exemplo, através de um GPS de telefone móvel emparelhado), e diferentes perfis de correlação podem ser criados em conformidade para diferentes contextos de usuário, como casa/trabalho/viagem/noites/fins de semana etc.
[0079] Mais geralmente, o cigarro eletrônico ou um dispositivo móvel emparelhado pode procurar combinações de sinais/indicadores opcionalmente em conjunto com contextos para encontrar aqueles onde há uma correlação particularmente alta entre um ou mais sinais e/ou indicadores, opcionalmente para um determinado contexto, e ativação. Exemplos como aqueles do acelerômetro com um sensor de luz ou um sensor de toque, e o acelerômetro em certos momentos ou em certos locais, são meramente exemplos não limitativos.
[0080] Será reconhecido que uma das correlações mais fortes com as menores variações para ativação por um usuário pode ser o início de uma inspiração, criando um fluxo de ar mensurável antes que o fluxo de ar esteja em um nível para desencadear a ativação do e-cigarro.
[0081] No entanto, é provável que este sinal ocorra muito próximo da ativação real do dispositivo, porque na verdade é parte de um aumento para ativação pelo usuário.
[0082] Consequentemente, a previsão fornecida por esta característica de sinal pode ser tarde demais para permitir que o aquecedor aqueça da temperatura ambiente até próxima da temperatura de vaporização sem elevar a drenagem (corrente da) bateria acima de um nível desejado.
[0083] Portanto, a unidade de controle pode, em vez disso, selecionar um segundo sinal com a menor variação de tempo cujo tempo indicado (média ou um desvio padrão mais longo do que a média) é mais longo do que o tempo de aquecimento conhecido ou calculado do aquecedor da temperatura ambiente para perto da temperatura de vaporização dentro das condições de funcionamento preferidas da bateria.
[0084] Neste caso, opcionalmente, a unidade de controle pode aquecer o aquecedor a uma temperatura mais baixa em resposta ao segundo sinal, onde essa temperatura mais baixa é escolhida como aquela a partir da qual uma transição para a temperatura próxima de vaporização pode ser alcançada dentro do tempo entre o início detectado da inspiração e o limite de fluxo de ar usado para ativar o dispositivo.
[0085] Portanto, de forma mais geral e com referência agora às Figuras 5A e 5B, onde existem várias características de sinal que atendem aos critérios de correlação e variância, e onde uma característica de sinal que ocorre após uma outra tem uma variação menor (ou seja, onde a precisão preditiva dessas diferentes características de sinal melhora quanto mais perto elas ocorrem ao momento da ativação), então um esquema de pré- aquecimento escalonado pode ser usado.
[0086] A Figura 5A tem um eixo de tempo horizontal e um eixo de sinal arbitrário e mostra os três sinais diferentes com temporizações médias tm# em relação ao tempo de ativação previsto, onde os sinais anteriores têm uma variabilidade de temporização V# maior do que os sinais posteriores.
[0087] A Figura 5B tem um eixo de tempo (diferente) e um eixo de temperatura e mostra um gradiente de aquecimento para o aquecedor desde da temperatura ambiente até uma temperatura desejada próxima da pré-vaporização. Ela também mostra um ponto inicial estimado para aquecimento com base na detecção do primeiro sinal, o ponto inicial sendo baseado no tempo médio entre o primeiro sinal e a ativação de uso menos o tempo necessário para aquecer o aquecedor, ainda menos um valor V1 refletindo a variabilidade do sinal. Consequentemente, se apenas o primeiro sinal for detectado, então o aquecedor seguirá o gradiente de aquecimento e alcançará a temperatura próxima da vaporização em um momento que precede o momento de ativação previsto correspondente ao valor que reflete a variabilidade deste sinal.
[0088] Consequentemente, manter o aquecedor nesta temperatura de pré-vaporização por um período de tempo que reflete a variabilidade do primeiro sinal usa uma quantidade comparativamente maior de energia.
[0089] Por conseguinte, nesta concretização variante, se o segundo sinal for detectado, então o tempo para aquecimento do aquecedor é atualizado usando um cálculo semelhante com base em quando o segundo sinal foi recebido, e seu valor de variabilidade V2. Como sua variabilidade é menor, o processo de aquecimento pode pausar em uma temperatura intermediária antes de retomar. Manter essa temperatura intermediária exigirá menos energia do que manter a temperatura de pré-vaporização durante o período de pausa.
[0090] Da mesma forma, se o terceiro sinal for detectado, então o tempo para o aquecedor é atualizado novamente usando um cálculo semelhante com base em quando o primeiro sinal foi recebido e seu valor de variabilidade V3. Novamente, o processo de aquecimento pode pausar em uma temperatura intermediária antes de retomar e, novamente, manter essa temperatura intermediária exigirá menos energia do que manter a temperatura de pré-vaporização durante o período de tempo de pausa.
[0091] Consequentemente, a energia global é economizada em comparação com apenas o aquecimento do aquecedor em resposta ao primeiro sinal. Além disso, será reconhecido que o terceiro sinal e possivelmente o segundo sinal podem ser recebidos em um período de tempo suficientemente próximo ao tempo de ativação previsto de forma que não seria possível aquecer o aquecedor no gradiente de aquecimento desejado da temperatura ambiente até a temperatura desejada de pré-vaporização a tempo, de modo que esses sinais não poderiam ser usados normalmente. No entanto, ao pré-aquecer o aquecedor a uma temperatura intermediária com base em um sinal que ocorre antes de ser necessário iniciar o aquecimento no gradiente de aquecimento desejado, então se torna possível usar os últimos sinais para uma temporização mais precisa onde a temperatura diferencial entre a temperatura atual e a temperatura de pré-vaporização desejada pode ser alcançada dentro do tempo disponível entre o último sinal e o tempo de ativação previsto.
[0092] Enquanto isso, será reconhecido que se o segundo ou terceiro sinais não forem encontrados, então o sistema ainda pode pré-aquecer com base no primeiro sinal.
[0093] Mais geralmente, nesta concretização, o momento em que o aquecimento é iniciado pode não levar em consideração a variação, mas, em vez disso, usar a média ou algum outro tempo relativo a ocorrências típicas de um sinal. Neste caso, os tempos das instâncias específicas dos três sinais à medida que ocorrem atuam para refinar o tempo de ativação previsto e, opcionalmente, o gradiente de aquecimento pode ser ajustado alterando a corrente de modo a atingir a temperatura de pré-vaporização desejada no tempo de ativação previsto à medida que é atualizado sucessivamente. No entanto, novamente, será reconhecido que, mesmo se ajustado em resposta a um sinal que ocorre muito perto da ativação, o gradiente de aquecimento ficará menos acentuado quando transitar de uma temperatura intermediária para a temperatura de pré-vaporização desejada do que se tentar aquecer o aquecedor da temperatura ambiente para a temperatura de pré- vaporização desejada, e portanto, a drenagem da bateria é reduzida.
[0094] Portanto, como mostrado na Figura 6A, quando o sinal S1 é recebido, um tempo de ativação previsto com uma correção de variância relacionada ao sinal S1 é calculado e o aquecimento começa no gradiente de aquecimento padrão. No entanto, quando o sinal S2 é recebido e o tempo de ativação previsto com uma correção de variância relacionada ao sinal S2 é recalculado, o aquecimento é considerado adiantado ao tempo desejado e, portanto, um gradiente inferior pode ser usado. Novamente, quando o sinal S3 é recebido, o tempo de ativação previsto com uma correção de variância relacionada ao sinal S3 é recalculado e o aquecimento é novamente encontrado adiantado ao tempo desejado e, portanto, um gradiente ainda mais baixo pode ser usado.
[0095] Enquanto isso, na Figura 6B, quando o sinal S1 é recebido, um tempo de ativação previsto (aqui opcionalmente sem uma correção de variância relacionada ao sinal S1) é calculado e o aquecimento começa no gradiente de aquecimento padrão. No entanto, se o sinal S2 for recebido e o tempo de ativação previsto for recalculado, o aquecimento neste exemplo está atrasado em relação ao tempo desejado e, portanto, um gradiente mais alto é usado (mas não tão alto como se fosse aquecer a partir da temperatura ambiente após receber o sinal S2). Da mesma forma, se o sinal S3 for recebido e o tempo de ativação previsto for recalculado, o aquecimento neste exemplo ainda está atrasado em relação ao tempo desejado e, portanto, um gradiente ainda maior é usado (mas não tão alto como se fosse o aquecimento a partir da temperatura ambiente após o recebimento do sinal S3).
[0096] Na prática, uma mistura de aumento ou diminuição do gradiente de aquecimento pode ocorrer devido à variabilidade do tempo de eventos de sinal individuais, se a variação geral para uma determinada fonte de sinal é fatorada no tempo de aquecimento ou não.
[0097] Em outra concretização variante, alternativamente ou em adição a qualquer uma das técnicas acima, uma característica de sinal que tem um tempo de correlação que excede o tempo limite padrão (seja causado por um único evento ou um evento amplamente periódico) pode ser usada para controlar um janela de sensibilidade do dispositivo. Portanto, por exemplo, se o usuário tira o cigarro eletrônico do bolso normalmente 30 segundos antes do uso, isso pode ser muito adiantado para iniciar o pré-aquecimento de uma forma que economize eletricidade, mas pode ser usado para preparar para receber características de sinal para fins de avaliação de pré-aquecimento em uma janela de 60 segundos imediatamente após, ou entre 10-50 segundos depois, ou entre 20-40 segundos depois, ou entre 25-35 segundos depois, conforme apropriado; os tempos específicos são meramente exemplares.
[0098] No entanto, é provável que tal abordagem reduza os casos de detecções de sinal falso positivo e, portanto, economize energia em geral. Esta abordagem também está claramente relacionada à abordagem descrita anteriormente de apenas considerar as correlações de uma característica de sinal na presença de (ou seguindo dentro de um certo tempo) outra característica de sinal diferente, como no exemplo do acelerômetro e sinais de detecção de luz.
[0099] As técnicas descritas acima referem-se à avaliação da correlação e opcionalmente à variação no cálculo de quais características de sinal a partir de quais sensores podem ser usados para prever quando o usuário ativará o cigarro eletrônico e cronometrará um processo de pré-aquecimento em conformidade.
[0100] No entanto, em princípio, qualquer técnica de análise estatística pode ser usada para fornecer uma saída de temporização preditiva com base em uma sucessão de exemplos de entradas de sinal.
[0101] Assim, por exemplo, uma análise Bayesiana pode ser usada para prever o tempo de ativação mais provável para um determinado sinal ou série de sinais e, da mesma forma, uma rede neural artificial, como uma chamada rede de aprendizagem profunda (ou qualquer configuração de rede adequada) pode ser usada.
[0102] No entanto, é notável que o tempo de treinamento para tais análises e redes é normalmente muito lento, exigindo milhares de instâncias para aprender. Portanto, uma análise/rede genérica pode ser fornecida que responde às características de sinal de maneiras que são mais comuns dentro de uma população de usuários em treinamento, e esta análise/rede pode então ser modificada e personalizada pela exposição para uso pelo usuário.
[0103] Opcionalmente, um corpus de dados de treinamento pode ser construído desta forma (por exemplo, as últimas 100 interações que resultaram em uma ativação do dispositivo) e estas podem ser usadas uma pluralidade de vezes para treinar a análise/rede quando o dispositivo estiver ocioso, para que o treinamento ocorra mais rapidamente.
[0104] Também com tais análises/redes, e também com as técnicas de correlação/variância descritas anteriormente aqui, vários conjuntos de estatísticas podem ser gerados para diferentes horas do dia ou para diferentes dias da semana. Portanto, por exemplo, os padrões de uso à noite e/ou nos fins de semana podem ser diferentes em comparação com aqueles durante os dias da semana e, portanto, o uso de modelos separados pode melhorar a precisão preditiva.
[0105] Em outra concretização variante, alternativamente ou em adição a qualquer uma das técnicas acima, opcionalmente, dados de feedback podem ser recebidos em relação a uma propriedade do aerossol fornecida ao usuário na ativação subsequente do usuário, e uma estimativa futura do momento de ativação esperado do usuário pode então ser ajustada com base na análise dos dados de feedback. Portanto, o feedback pode ser usado para ajustar o tempo e/ou a temperatura para o aquecimento preventivo. Este feedback pode ser do usuário e/ou de sensores dentro do dispositivo.
[0106] Por exemplo, o feedback do usuário pode ser obtido para avaliar o processo de estimativa. Portanto, se o usuário inala no dispositivo e não recebe aerossol suficiente (em termos de volume), isso pode ser um indicativo de que o tempo de ativação do usuário foi estimado mais tarde do que realmente era. O feedback do usuário pode ser fornecido por meio de um aplicativo complementar em um telefone móvel operável para se comunicar com o processador de estimativa, ou via um meio de entrada local, como um botão, controle deslizante ou disco no próprio cigarro eletrônico. Consequentemente, com base no feedback, o processador de estimativa pode atualizar o processo de estimativa para a próxima baforada (por exemplo, neste caso, ele pode começar a aquecer mais cedo/ou com uma potência mais alta para gerar mais aerossol). Isso serve efetivamente para calibrar o processo de estimativa. O usuário pode calibrar o dispositivo desta forma apenas se necessário, e portanto isto pode ser um modo em que o usuário apenas utiliza se a baforada não for considerada satisfatória.
[0107] Enquanto isso, alternativamente ou além disso, o feedback pode ser fornecido por um ou mais sensores no cigarro eletrônico. Por exemplo, um sensor de fluxo de ar pode detectar quando a inalação começou, e um outro sensor pode avaliar a densidade ou outra propriedade de qualquer aerossol fluindo por ele. Assim, por exemplo, um sensor óptico, como uma fonte de luz padrão e fotossensor em lados opostos de uma parede do bocal, pode ser usado para estimar a densidade do aerossol a partir do momento em que a inalação é detectada, para fornecer dados relativos à rapidez e qualidade da entrega do aerossol para o usuário. Outros sensores podem ser usados ao invés, ou em adição, em pontos apropriados no caminho do fluxo de ar para avaliar se o aerossol está sendo produzido para um padrão predeterminado. Assim, por exemplo, um sensor térmico pode ser colocado imediatamente a jusante do aquecedor para detectar se o fluxo de ar está quente o suficiente para causar vaporização. Quando a densidade do aerossol é inicialmente insuficiente ou o aquecimento falha em elevar a temperatura ambiente atual do ar para um nível adequado, os dados desses sensores podem ser retornados ao processador de estimativa e o modelo de estimativa pode ser atualizado em conformidade.
[0108] Será reconhecido que as técnicas acima podem ser realizadas por um processador do e-cigarro sob instruções de software adequadas. Nesse caso, o sistema eletrônico de fornecimento de vapor pode ser entendido como sendo apenas o cigarro eletrônico.
[0109] No entanto, com referência agora também à Figura 7, opcionalmente, pelo menos parte de tal técnica pode ser realizada por um telefone celular 200 ou dispositivo semelhante em comunicação com o cigarro eletrônico 10, por exemplo, através de uma conexão Bluetooth® 201. Neste caso, o sistema eletrônico de fornecimento de vapor pode ser entendido como compreendendo tanto o cigarro eletrônico quanto o telefone celular ou dispositivo semelhante agindo cooperativamente.
[0110] Portanto, nesta disposição, a unidade de controle (710) do e-cigarro, por exemplo, como parte do ASIC discutido anteriormente aqui, pode se comunicar através de um transceptor Bluetooth® 712 com o telefone móvel 200. O telefone móvel compreende um transceptor Bluetooth® correspondente 722 que retransmite dados para o processador do telefone 720. O próprio processador implementa técnicas aqui descritas sob instruções de software adequadas de um aplicativo 724 ou similar.
[0111] Neste caso, a manutenção de dados históricos de característica de sinal (por exemplo, armazenamento de temporizações relativas para N instâncias de característica de sinal por sensor) e o cálculo de correlações, meios e variações ou desvios padrão podem ser realizados pelo telefone móvel sob a instrução de software adequada do aplicativo. Os dados do e- cigarro podem ser enviados para o telefone após cada ativação pelo usuário, ou coletados pelo e-cigarro e transmitidos periodicamente (por exemplo, de hora em hora ou diariamente) dependendo da preferência do fabricante.
[0112] Opcionalmente, o telefone celular também pode transmitir sinais para controlar o pré-aquecimento do elemento de aquecimento em resposta aos sinais do sensor transmitidos a ele a partir do cigarro eletrônico, mas isso pode causar atrasos inaceitáveis na capacidade de resposta e/ou impor uma drenagem de bateria indesejada no e-cigarro devido à transmissão e recepção. Portanto, alternativamente, o telefone móvel pode transmitir dados para o e-cigarro indicando quais características de sinal podem ser usadas individualmente ou em combinação (ou seja, quais características de sinal atendem ao limite de correlação, individualmente ou em conjunto com outra(s) característica(s) de sinal, juntamente com um tempo previsto para ativação (por exemplo, com relação ao tempo médio para essa característica de sinal, ou levando em conta a variação nessa característica de sinal, conforme descrito anteriormente).
[0113] O cigarro eletrônico pode então usar essas informações para calcular quando pré-aquecer o aquecedor em resposta à ocorrência de uma característica de sinal, como o cigarro eletrônico ficando na horizontal, ou tocando os lábios do usuário, ou detectando resistência da pele em dois lados do dispositivo, ou características de sinal emitidas por qualquer outro sensor cujos valores mudam durante o curso da interação do usuário com o dispositivo em preparação para usar o dispositivo.
[0114] Será, portanto, reconhecido que os métodos e técnicas acima podem ser realizados em hardware convencional (tal como o cigarro eletrônico descrito acima e, opcionalmente, telefone móvel) adequadamente adaptado conforme aplicável por instrução de software ou pela inclusão ou substituição de hardware dedicado.
[0115] Assim, a adaptação necessária às partes existentes de um dispositivo equivalente convencional pode ser implementada na forma de um produto de programa de computador compreendendo instruções implementáveis por processador armazenadas em um meio legível por máquina não transitório, como um disquete, disco óptico, disco rígido, PROM, RAM, memória flash ou qualquer combinação destes ou outros meios de armazenamento, ou realizado em hardware como um ASIC (circuito integrado específico do aplicativo) ou um FPGA (matriz de porta programável em campo) ou outro circuito configurável adequado para uso na adaptação do dispositivo equivalente convencional. Separadamente, tal programa de computador pode ser transmitido por meio de sinais de dados em uma rede, como Ethernet, uma rede sem fio, a Internet ou qualquer combinação dessas ou outras redes.
[0116] Vantajosamente, as concretizações descritas acima atuam para reduzir a energia fornecida ao aquecedor ao pré- aquecer o aquecedor a uma temperatura próxima de vaporização antes de uma baforada pelo usuário. Como tal, isso pode aumentar o número de baforadas para uma determinada capacidade da bateria ou apresentar uma oportunidade de reduzir a capacidade da bateria do dispositivo. O comprimento reduzido da fase de aquecimento de pré-vaporização também reduz potencialmente condensados indesejados nas paredes internas do dispositivo, melhora a contagem de baforadas para uma determinada quantidade de carga útil e também pode ajudar a aliviar o acúmulo de carbonil, que pode ocorrer quando o aquecedor está ligado, mas não há fluxo de ar no dispositivo.
[0117] Assim, em uma concretização resumida da presente invenção, foi descrito um sistema eletrônico de fornecimento de vapor (por exemplo, um e-cigarro 10 sozinho ou em cooperação com um telefone móvel 100) compreendendo um vaporizador para vaporizar uma carga útil para inalação por um usuário do sistema eletrônico de fornecimento de vapor, o vaporizador levando um período finito de tempo desde ter energia fornecida a ele até vaporizar a carga útil (seja um aquecedor ou um sistema alternativo, como um vaporizador ultrassônico); uma fonte de energia (por exemplo, uma bateria, ou potencialmente uma célula de combustível, capacitor ou outra fonte de energia) para fornecer energia ao vaporizador para vaporizar a carga útil de líquido em resposta a uma ativação do usuário (por exemplo, pela pressão de um botão de ativação 265 ou inalação detectada por um sensor 215 como sendo suficiente para atender a um fluxo de ar ou limite de queda de pressão); um ou mais sensores (tais como aqueles descritos anteriormente aqui) operáveis para emitir os respectivos sinais em resposta à interação do usuário com o sistema eletrônico de fornecimento de vapor; um processador de estimativa (por exemplo, controlador de cigarro eletrônico 710 e/ou processador de telefone móvel 720) configurado (por exemplo, por instrução de software adequada) para estimar o momento de ativação esperado de um usuário, com base na análise de um ou mais dos respectivos sinais; e um processador de controle (por exemplo, controlador de cigarro eletrônico 710) configurado (por exemplo, por instrução de software adequada) para fazer com que a energia seja fornecida ao vaporizador em um momento que precede o momento de ativação esperado estimado do usuário (por exemplo, por um período de tempo calculado (ou pré- calculado e recuperado) para aumentar a temperatura do aquecedor para uma temperatura de quase vaporização, em prontidão para ativação).
[0118] Em um exemplo desta concretização resumida, o processador de estimativa calcula uma correlação entre os sinais de um ou mais sensores e desconta os sinais dos sensores que não atendem a um respectivo limite de correlação.
[0119] Em um exemplo desta concretização resumida, o processador de estimativa calcula uma variabilidade de tempo de sinais de um ou mais sensores com respeito à ativação subsequente do usuário para gerar um respectivo tempo previsto para ativação do usuário em relação à detecção de um ou mais respectivos sinais.
[0120] Neste caso, o processador de estimativa pode selecionar um sinal com a menor variabilidade como o sinal preferido a partir do qual se seleciona o tempo previsto, para o caso em que dois ou mais sinais incluindo o sinal preferido são detectados.
[0121] Em um exemplo da concretização resumida, o processador de estimativa seleciona sinais sucessivos como o sinal a partir do qual selecionar o tempo previsto, no caso em que dois ou mais sinais são detectados em sucessão, atualizando assim o tempo previsto.
[0122] Em um exemplo da concretização resumida, o processador de estimativa seleciona sinais sucessivos com variabilidades menores como o sinal a partir do qual se seleciona o tempo previsto, no caso em que dois ou mais sinais são detectados em sucessão, atualizando assim o tempo previsto.
[0123] Conforme apropriado, em um caso da concretização resumida, o vaporizador é um aquecedor e o processador de estimativa calcula um tempo de iniciação de pré-aquecimento em resposta a, ou a cada, tempo previsto.
[0124] Conforme apropriado, em um exemplo da concretização resumida, o vaporizador é um aquecedor e o processador de estimativa calcula um gradiente de aquecimento em resposta a, ou cada, tempo previsto e a temperatura atual do vaporizador.
[0125] E, em um exemplo da concretização sumária, o fornecimento de vapor eletrônico compreende um cigarro eletrônico que compreende o processador de controle e um telefone móvel que compreende o processador de estimativa.
[0126] Semelhantemente, com referência agora à Figura 8, em uma concretização sumária da presente invenção, um método de fornecimento de vapor compreende: - Em uma primeira etapa s810, fornecer um vaporizador para vaporizar uma carga útil para inalação por um usuário, o vaporizador levando um período de tempo finito desde ter energia fornecida a ele até vaporizar a carga útil; - Em uma segunda etapa s820, fornecer uma fonte de energia para fornecer energia ao vaporizador para vaporizar a carga útil em resposta a uma ativação do usuário; - Em uma terceira etapa s830, fornecer um ou mais sensores operáveis para emitir os respectivos sinais em resposta à interação do usuário com o sistema eletrônico de fornecimento de vapor; - Em uma quarta etapa s840, estimar o momento de ativação esperado de um usuário, com base na análise de um ou mais dos respectivos sinais; e
- Em uma quinta etapa s850, fazer com que a energia seja fornecida ao vaporizador em um momento que precede o momento de ativação esperado estimado do usuário.
[0127] Será evidente para uma pessoa versada na técnica que as variações no método acima correspondentes à operação das várias concretizações do aparelho, conforme descrito e reivindicado aqui, são consideradas dentro do escopo da presente invenção, incluindo, mas não se limitando a: - a etapa de estimativa compreendendo as etapas de cálculo de uma correlação entre sinais de um ou mais sensores e descontando sinais de sensores que não atendem a um respectivo limite de correlação; - a etapa de estimativa compreendendo a etapa de calcular uma variabilidade de tempo de sinais de um ou mais sensores com respeito à ativação subsequente do usuário, para gerar um respectivo tempo previsto para ativação do usuário em relação à detecção de um ou mais respectivos sinais; - a etapa de estimativa compreendendo a etapa de selecionar um sinal com a menor variabilidade como o sinal preferido a partir do qual selecionar o tempo previsto, para o caso em que dois ou mais sinais incluindo o sinal preferido são detectados; - a etapa de estimativa compreendendo a etapa de selecionar sinais sucessivos como o sinal a partir do qual se seleciona o tempo previsto, no caso em que dois ou mais sinais são detectados em sucessão, atualizando assim o tempo previsto ou, mais especificamente, a etapa de estimativa compreendendo a etapa de selecionar sinais sucessivos com variabilidades menores como o sinal a partir do qual se seleciona o tempo previsto, no caso em que dois ou mais sinais são detectados em sucessão, atualizando assim o tempo previsto; e - o vaporizador sendo um aquecedor e a etapa de estimativa compreendendo a etapa de cálculo de um tempo de iniciação de pré-aquecimento responsivo ao, ou cada, tempo previsto e/ou a etapa de cálculo de um gradiente de aquecimento responsivo ao, ou cada, tempo previsto e a temperatura atual do vaporizador.
[0128] Embora as concretizações descritas acima tenham, em alguns aspectos, focado em alguns sistemas de fornecimento de aerossol exemplares específicos, será reconhecido que os mesmos princípios podem ser aplicados para sistemas de fornecimento de aerossol usando outras tecnologias. Ou seja, a maneira específica na qual vários aspectos da função do sistema de fornecimento de aerossol não é diretamente relevante para os princípios subjacentes aos exemplos aqui descritos.
[0129] A fim de abordar várias questões e avançar a técnica, esta divulgação mostra a título de ilustração várias concretizações nas quais a(s) invenção(ões) reivindicada(s) podem ser praticadas. As vantagens e características da divulgação são apenas uma amostra representativa de concretizações e não são exaustivas e/ou exclusivas. Elas são apresentadas apenas para auxiliar na compreensão e para ensinar a(s) invenção(ões) reivindicada(s). Deve ser entendido que vantagens, concretizações, exemplos, funções, características, estruturas e/ou outros aspectos da divulgação não devem ser considerados limitações na divulgação conforme definido pelas reivindicações ou limitações em equivalentes às reivindicações, e que outras concretizações podem ser utilizadas e modificações podem ser feitas sem se afastar do escopo das reivindicações.
Várias concretizações podem compreender adequadamente, consistir em, ou consistir essencialmente em várias combinações dos elementos divulgados, componentes, características, partes, etapas, meios, etc. diferentes daqueles especificamente descritos aqui e, portanto, será reconhecido que as características das reivindicações dependentes podem ser combinados com características das reivindicações independentes em combinações diferentes daquelas explicitamente estabelecidas nas reivindicações.
A divulgação pode incluir outras invenções não reivindicadas no momento, mas que podem ser reivindicadas no futuro.

Claims (19)

REIVINDICAÇÕES
1. Sistema eletrônico de fornecimento de vapor, caracterizado pelo fato de que compreende: um vaporizador para vaporizar uma carga útil para inalação por um usuário do sistema eletrônico de fornecimento de vapor, o vaporizador levando um período de tempo finito desde ter energia fornecida a ele até vaporizar a carga útil; uma fonte de energia para fornecer energia ao vaporizador para vaporizar a carga útil em resposta a uma ativação do usuário; um ou mais sensores operáveis para emitir os respectivos sinais em resposta à interação do usuário com o sistema eletrônico de fornecimento de vapor; um processador de estimativa configurado para estimar o momento de ativação esperado de um usuário, com base na análise de um ou mais dos respectivos sinais; e um processador de controle configurado para fazer com que a energia seja fornecida ao vaporizador em um momento que precede o momento de ativação esperado estimado do usuário.
2. Sistema eletrônico de fornecimento de vapor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processador de estimativa calcula uma correlação entre sinais de um ou mais sensores e desconta sinais de sensores que não atendem a um respectivo limite de correlação.
3. Sistema eletrônico de fornecimento de vapor de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o processador de estimativa calcula uma variabilidade de tempo de sinais de um ou mais sensores em relação à ativação subsequente do usuário para gerar um respectivo tempo previsto para ativação do usuário em relação à detecção de um ou mais sinais respectivos.
4. Sistema eletrônico de fornecimento de vapor de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o processador de estimativa seleciona um sinal com a menor variabilidade como o sinal preferido a partir do qual se seleciona o tempo previsto, para o caso em que dois ou mais sinais incluindo o sinal preferido são detectados.
5. Sistema eletrônico de fornecimento de vapor de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que o processador de estimativa seleciona sinais sucessivos como o sinal a partir do qual se seleciona o tempo previsto, no caso em que dois ou mais sinais são detectados em sucessão, atualizando assim o tempo previsto.
6. Sistema eletrônico de fornecimento de vapor de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o processador de estimativa seleciona sinais sucessivos com variabilidades menores como o sinal a partir do qual se seleciona o tempo previsto, no caso em que dois ou mais sinais são detectados em sucessão, atualizando assim o tempo previsto.
7. Sistema eletrônico de fornecimento de vapor de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 6, caracterizado pelo fato de que o vaporizador é um aquecedor e o processador de estimativa calcula um tempo de iniciação de pré-aquecimento em resposta ao, ou a cada, tempo previsto.
8. Sistema eletrônico de fornecimento de vapor de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 6, caracterizado pelo fato de que o vaporizador é um aquecedor e o processador de estimativa calcula um gradiente de aquecimento em resposta ao, ou cada, tempo previsto e a temperatura atual do vaporizador.
9. Sistema eletrônico de fornecimento de vapor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que compreende um cigarro eletrônico compreendendo o processador de controle, e um telefone móvel compreendendo o processador de estimativa.
10. Método de fornecimento de vapor caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: fornecer um vaporizador para vaporizar uma carga útil para inalação por um usuário, o vaporizador levando um período de tempo finito desde ter energia fornecida a ele até vaporizar a carga útil; fornecer uma fonte de energia para fornecer energia ao vaporizador para vaporizar a carga útil em resposta a uma ativação do usuário; fornecer um ou mais sensores operáveis para emitir os respectivos sinais em resposta à interação do usuário com o sistema eletrônico de fornecimento de vapor; estimar o momento de ativação esperado de um usuário, com base na análise de um ou mais dos respectivos sinais; e fazer com que a energia seja fornecida ao vaporizador em um momento que precede o momento de ativação esperado estimado do usuário.
11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa de estimativa compreende as etapas de: calcular uma correlação entre sinais de um ou mais sensores, e descontar sinais de sensores que não atendem a um respectivo limite de correlação.
12. Método de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que a etapa de estimativa compreende a etapa de: calcular uma variabilidade de tempo de sinais de um ou mais sensores em relação à ativação subsequente do usuário, para gerar um respectivo tempo previsto para ativação do usuário em relação à detecção de um ou mais respectivos sinais.
13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a etapa de estimativa compreende a etapa de: selecionar um sinal com a menor variabilidade como o sinal preferido a partir do qual se seleciona o tempo previsto, para o caso em que dois ou mais sinais incluindo o sinal preferido são detectados.
14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, caracterizado pelo fato de que a etapa de estimativa compreende a etapa de: selecionar sinais sucessivos como o sinal a partir do qual se seleciona o tempo previsto, no caso em que dois ou mais sinais são detectados em sucessão, atualizando assim o tempo previsto.
15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a etapa de estimativa compreende a etapa de: selecionar sinais sucessivos com variabilidades menores como o sinal a partir do qual se seleciona o tempo previsto, no caso em que dois ou mais sinais são detectados em sucessão, atualizando assim o tempo previsto.
16. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 15, caracterizado pelo fato de que a etapa de estimativa compreende a etapa de: receber dados de feedback relativos a uma propriedade do aerossol fornecido ao usuário na ativação subsequente do usuário, e ajustar a estimativa futura do momento de ativação esperado do usuário, com base na análise dos dados de feedback.
17. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 16, caracterizado pelo fato de que o vaporizador é um aquecedor e a etapa de estimativa compreende a etapa de: calcular um tempo de iniciação de pré-aquecimento em resposta ao, ou a cada, tempo previsto.
18. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 16, caracterizado pelo fato de que o vaporizador é um aquecedor e a etapa de estimativa compreende a etapa de: calcular um gradiente de aquecimento em resposta ao, ou cada, tempo previsto e a temperatura atual do vaporizador.
19. Meio legível por computador caracterizado pelo fato de que possui instruções executáveis por computador adaptadas para fazer com que um sistema de computador execute o método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 10 a 18.
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