CN102970885B - 电子吸烟设备 - Google Patents

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Abstract

电子吸烟设备包括用于检测用户的吸烟动作的第一传感器，进气口，从进气口延伸的气流通路，存储吸烟液体的液体室，被配置成有选择地从液体室分配吸烟液体的分配控制设备，连接到液体室和气流通路的蒸发室，位于蒸发室的加热器，被配置成当由第一传感器检测到用户的吸烟动作时启动加热器蒸发从液体室分配的吸烟液体的控制器，连接到蒸发室的烟出口，其中，由分配控制设备分配的吸烟液体的量是对蒸发室中的气流的量的反应。

Description

电子吸烟设备
对以前的申请的交叉引用
本申请要求2010年4月30日提出的专利申请号为No.61/330,140的美国临时申请的权益，该申请在此以引用的方式并入本文中，好像在本申请中全部阐述了一样。
发明背景
1.发明领域
本公开涉及电子吸烟设备，具体而言，涉及电子吸烟设备以及带有与其一起使用的增强的特征和功能的相关联的包。
2.相关的技术
电子香烟是必须被燃烧以便产生用于吸入的烟的传统的基于烟草的香烟的流行的替代方案。电子香烟提供用于吸入的蒸汽，但是不包含可能对人体健康有害的某些燃烧副产物。然而，电子香烟是相对来说新的发明，并且当前系统不与传统的香烟提供相同“质量”的体验。例如，电子香烟具有相对来说慢的汽化速率，这容易产生不一致的蒸汽质量。这可能是由于使用将液体从一次性使用的盒输送到蒸发元件的吸液芯。流体输送的“吸液芯”方法是相对慢的方法，并因此限制用户可以吸烟的速率。另外，吸液芯还限制了控制和监视输送到用户的尼古丁的量的能力。最后，吸液芯结构更难以组装和自动化制造，具有有限的质量，并可能被污染。
另外，早代电子香烟的用户界面不向用户提供清楚而直观的信息。例如，当传统的香烟在吸烟产品已被耗尽时提供可视指示，而电子香烟不提供类似的清楚指示。
某些用户选择吸电子香烟作为戒烟计划的一部分。然而，用户常常难以确定被消耗的产品的准确的量，由此，难以度量这样的戒烟计划的进展。因此，需要改善的电子香烟。
发明内容
根据本公开的一个方面，电子吸烟设备包括用于检测用户的吸烟动作的第一传感器，进气口，从进气口延伸的气流通路，存储吸烟液体的液体室，被配置成有选择地从液体室分配吸烟液体的分配控制设备，连接到液体室和气流通路的蒸发室，位于蒸发室的加热器，被配置成当由第一传感器检测到用户的吸烟动作时启动加热器蒸发从液体室分配的吸烟液体的控制器，以及连接到蒸发室的烟出口，其中，由分配控制设备分配的吸烟液体的量是对蒸发室中的气流的量的反应。
液体室可以包括连接到蒸发室的开口，以及分配控制设备可以覆盖液体室的开口。
第一传感器可以包括气流传感器、声传感器、压力传感器、触觉传感器、电容传感器、光学传感器、霍尔效应传感器，以及电磁场传感器中的至少一项。
控制器可以被配置成限制每预定的时间周期由加热器蒸发的吸烟液体的量。控制器可以被配置成当加热器已被接通的累计时间周期达到预定值时禁用电子吸烟设备。
电子吸烟设备还可以包括用于检测加热器的内部电压和内部电流中的至少一项的第二传感器，其中，控制器可以被配置成基于内部电压和内部电流中的至少一项来调整加热器的加热操作。
电子吸烟设备还可以包括用于给电子吸烟设备供电的可再充电电池，以及用于可再充电电池的充电/放电保护电路。加热器可以包括固态加热器。
根据本公开的另一个方面，电子吸烟设备包括用于检测用户的吸烟动作的第一传感器，进气口，从进气口延伸的气流通路，存储吸烟液体的液体室，连接到气流通路的蒸发室，连接到液体室以有选择地将吸烟液体从液体室分配到蒸发室的微液体筛，位于蒸发室的加热器，被配置成当由第一传感器检测到用户的吸烟动作时启动加热器蒸发从液体室分配的吸烟液体的控制器，以及连接到蒸发室的烟出口。
微液体筛可以包括微孔径模式，其中，当蒸发室中的气流中断在微孔径模式下形成的吸烟液体的表面张力时，可以通过微孔径模式分配吸烟液体。
液体室可以包括连接到蒸发室的开口，而微液体筛可以覆盖液体室的开口。
第一传感器可以包括气流传感器、声传感器、压力传感器、触觉传感器、电容传感器、光学传感器、霍尔效应传感器，以及电磁场传感器中的至少一项。
控制器可以被配置成限制每预定的时间周期由加热器蒸发的吸烟液体的量。控制器可以被配置成当加热器被接通的累计时间周期达到预定值时禁用电子吸烟设备。
电子吸烟设备还可以包括用于检测加热器的内部电压和内部电流中的至少一项的第二传感器，其中，控制器可以被配置成调整加热器的加热操作。
电子吸烟设备还可以包括用于给电子吸烟设备供电的可再充电电池，以及用于可再充电电池的充电/放电保护电路。加热器包括固态加热器。
根据本公开的另一个方面，电子吸烟设备的包包括给包供电的可再充电电池，被配置成从外部电源接收电力以对可再充电电池进行充电的电源接口，被配置成与第一外部设备交换数据的通信接口，以及被配置成啮合电子吸烟设备并向电子吸烟设备提供电力的吸烟设备连接器。
吸烟设备连接器可以进一步被配置成与电子吸烟设备交换数据，其中，包还可以包括用户界面和被配置成响应于通过吸烟设备连接器从电子吸烟设备接收到的数据来操作用户界面的控制器。
包还可以包括用户界面，其中，用户界面可以包括LED灯、振动马达、显示器、以及声音设备中的至少一项。
包还可以包括通信接口，其中，通信接口可以包括有线通信接口和无线通信接口中的至少一项。无线通信接口可以被配置成将包连接到无线通信网络，并与无线通信网络中的第二外部设备交换数据。
通过下面的描述的说明书、附图和权利要求，本公开的附加特征、优点及实施例将变得更加显而易见。此外，可以理解，本公开的前面的发明内容以及下面的具体实施方式都是示例性的，旨在提供进一步的说明，而不会限制要求保护的本公开的范围。
附图说明
各个附图被包括以提供对本公开的进一步理解，各个附图被收入并构成本说明书的一部分，示出了本公开的各实施例，与说明书一起，用于说明本公开的原理。所示出的本公开的结构细节不会比理解本公开的基本概念和可以实施本公开的各种方式所需要的更详细。在图形中：
图1A示出了根据本公开的原理构建的电子吸烟设备的结构概况。
图1B示出了根据本公开的原理构建的电子吸烟设备的另一个方面的示意概况。
图2A示出了根据本公开的原理构建的图1A和1B所示出的电子吸烟设备的示例性设计的截面视图。
图2B示出了图2A所示出的电子吸烟设备的分解图。
图3根据本公开的原理构建的图2A所示出的电子吸烟设备的气流通路、容器、外壳和微孔筛的部分透视图。
图4示出了根据本公开的原理构建的图3所示出的微孔筛的放大图。
图5示出了根据本公开的原理构建的图2A所示出的电子吸烟设备的固态加热器的透视图。
图6示出了与图4所示出的微孔筛相关联地排列的图5所示出的固态加热器。
图7A示出了根据本公开的原理构建的电子吸烟设备的包的透视图。
图7B示出了根据本公开的原理构建的电子吸烟设备的另一个包的透视图。
图7C示出了图7所示出的包的底部透视图。
图8示出了根据本公开的原理构建的图7所示出的包的示意概况。
图9示出了根据本公开的原理构建的用于使用图7所示出的包通过各种通信信道交换数据的系统的概念概况。
图10和11示出了根据本公开的原理构建的电子吸烟设备的传感器的示意图。
图12和13示出了根据本公开的原理构建的电子吸烟设备的另一个传感器的示意图。
图14和15示出了根据本公开的原理构建的电子吸烟设备的再一个传感器的示意图。
图16、17、18、19、20和21示出了根据本公开的原理的电子吸烟设备中的用于携带多个高级功能的各种过程的流程图。
具体实施方式
参考在各个附图中所描述和/或示出的并在下面的描述中详细描述的非限制性实施例和示例，比较全面地描述本公开的各实施例以及其各个功能和有利的细节。应该注意，附图不一定是按比例绘制的，如精通技术的人员将认识到的，一个实施例的功能可以与其他实施例一起使用，即使此处没有明确地陈述。可以省略对已知的组件和处理技术的描述，以便不会不必要地使本公开各实施例变得模糊。此处所使用的示例只用于便于理解可以实施本公开的方式，并进一步使精通本技术的其他人能实施本公开的实施例。因此，此处的示例和实施例不应该被解释为限制本公开的范围，该范围只由所附权利要求书和适用的法律来定义。此外，值得注意的是，相同的参考编号在图形的多个视图中表示类似的部件。
图1A示出了根据本公开的原理构建的电子吸烟设备（ESD）100的结构概况。ESD 100可以是一次性使用的或可重复使用的。ESD 100可以具有包括两个或更多机身的多机身结构。例如，ESD 100可以是可重复使用的ESD，包括第一机身100A和第二机身100B和/或等等，它们可以随时轻松地彼此连接和断开连接，而不使用任何专用工具。例如，每一个机身都可以包括螺纹部分。每一个机身都可以被不同的外壳覆盖。第二机身100B可以包含消耗材料，诸如，例如，吸烟液体和/或等等。当消耗材料被完全消耗时，第二机身100B可以与第一机身100A断开连接并被替换为新的。此外，第二机身100B可以替换为另一个带有不同的香味、强度，类型和/或等等的机身。可另选地，ESD 100可以具有单个机身结构，如图2A所示。不管结构类型如何，ESD 100可以具有带有第一端102和第二端104的长形的形状，如图2A所示，可以类似于常规的香烟的形状。其他非常规香烟形状也是可以的。例如，ESD 100可以具有烟斗形状等等。
ESD 100可以包括进气口120、气流通路122、蒸发室124、烟出口126、电源单元130、传感器132、容器140、分配控制设备141、加热器146，和/或等等。进一步地，ESD 100可以包括控制器，诸如，例如，微控制器、微处理器、定制模拟电路、专用集成电路（ASIC）、可编程逻辑器件（PLD)（例如，现场可编程门阵列（FPGA）等等）和/或等等，以及其基本数字和模拟电路等同物，下面参考图1B对它们进行了详细的说明。进气口120可以从，例如，外壳110的外表面延伸，如图2A所示。气流通路122可以连接到进气口120，并延伸到蒸发室124。烟出口126可以连接到蒸发室124。烟出口126可以在ESD 100的第二端104形成，并连接到蒸发室124。当用户吮吸ESD 100的第二端104时，进气口120外面的空气可以被吸入，并通过气流通路122移到蒸发室124，如由图1中的虚线箭头所指示的。加热器146可以是图5所示出的固态加热器等等，并位于蒸发室124中。容器140可以包含吸烟液体，并连接到蒸发室124。容器140可以具有连接到蒸发室124的开口。容器140可以是单个容器或一组容器，诸如，例如，容器140A、140B等等，它们彼此连接或彼此分离。
分配控制设备141可以连接到容器140，以便控制吸烟液体从容器140到蒸发室124的流动。当用户不吸ESD 100时，分配控制设备141可以不从容器140分配吸烟液体，如下面参考图3和4所述的。分配控制设备141可能不需要来自，例如，电源单元130和/或等等的任何电力来进行操作。
一方面，分配控制设备141可以是微液体筛141，诸如，例如，微蚀刻筛、微孔筛等等。如图4所示，微液体筛141可以具有微孔径模式141'，当不使用ESD 100时或当蒸发室124内的气流最小时，可以通过表面张力和/或等等使吸烟液体不从其中渗出。当施加外力时，吸烟液体可以流过微液体筛141。例如，当用户吮吸ESD 100的第二端104时，在蒸发室124中可以形成从气流通路122到烟出口126的气流，，该气流可以临时中断在微液体筛141的微孔径模式141'中形成的吸烟液体的表面张力。当气流停止时，可以在微液体筛141的微孔径模式141'处重新形成表面张力，并且吸烟液体可以停止从其中抽出。微液体筛141可以具有带有大于容器140的直径的直径的圆形形状。微液体筛141的一端可以面向容器140和气流通路122的开口，而另一端可以面向蒸发室124和加热器141。
微液体筛141可以是不需要电力和控制信号的无源装置。对于分配控制设备141，其他无源或有源过滤/筛选装置也是可以的。例如，分配控制设备可以是半有源分配装置，诸如，例如，电渗透膜等等，该装置不允许液体从其中流动，除非向其施加电场。另选地或另外地，有源分配装置142可以连接到容器140，以便每一次都向蒸发室124一致地分配基本上相同量的吸烟液体。如图6所示，分配控制设备141和加热器146可以彼此挨得很近，它们之间的间隔非常小，以便有效地蒸发吸烟液体。
电源单元130可以通过电源总线160连接到一个或多个需要电力的组件，诸如，例如，传感器132、有源分配装置142、加热器146等等。电源单元130可以包括电池（未示出），诸如，例如，可再充电电池、一次性电池和/或等等。电源单元130还可以包括用于对电池执行充电，检测电池充电状态，执行节能操作和/或等等的电源控制逻辑（未示出）。电源单元130可以包括非接触型电感再充电系统，以便在不物理地连接到外接电源的情况下可以对ESD 100进行充电。接触充电系统也是可以的。
传感器132可以被配置成检测用户的吸烟动作，诸如，例如，吮吸ESD 100的第二端104，接触ESD 100的特定区域和/或等等。当检测到用户的吸烟动作时，传感器132可以通过数据总线144向其他组件发送信号。例如，传感器132可以发送接通加热器146的信号。此外，传感器132还可以向有源分配装置142（如果使用的话）发送向蒸发室124分配预定量的吸烟液体的信号。当从容器140分配吸烟液体并且加热器146被接通时，吸烟液体可以与来自气流通路122的空气混合，并被来自蒸发室124内的加热器146的热量蒸发。所产生的蒸汽（即，烟）可以从蒸发室144通过烟出口126抽出，供用户口腔吸入，如由图1中的实线箭头所指示的。为了防止在蒸发室144中所产生的烟流向进气口120，气流通路122可以包括回流防止筛或过滤器138。
当用户的吸烟动作停止时，传感器132可以发送另一个关断加热器146、有源分配装置142和/或等等的信号，吸烟液体的蒸发和/或分配可以立即停止。在替换实施例中，传感器132可以只连接到电源单元130。当检测到用户的吸烟动作时，传感器132可以向电源单元130发送信号。响应于该信号，电源单元130可以接通其他组件，诸如，例如，加热器146等等，以蒸发吸烟液体。
在一个实施例中，传感器132可以是气流传感器。例如，传感器132可以连接到进气口120，气流通路122，和/或等等，如图1所示。当用户吮吸ESD 100的第二端104时，从进气口120吸入的一些空气可以向传感器132移动，传感器132可以检测到。另选地或另外地，可以使用电容传感器148来检测用户对外壳100的特定区域的接触。例如，可以在ESD 100的第二端104形成电容传感器148。当ESD 100移到用户的嘴中并且用户的嘴唇接触到第二端104时，可以由电容传感器148检测到电容变化，并且电容传感器148可以发送启动加热器146等等的信号。用于检测用户的吸烟动作的其他类型的传感器也是可以的，例如包括，声传感器、压力传感器、触觉传感器、光学传感器、霍尔效应传感器、电磁场传感器和/或等等。
ESD 100还可以包括用于与其他设备，诸如，例如，ESD 100的包200（图7所示出的），计算机310（图9所示出的）和/或等等进行有线（例如，SPI（串行外围接口）等等）和/或无线通信的通信单元136。通信单元136还可以将ESD 100连接到有线网络（例如，LAN、WAN、因特网、内联网和/或等等）和/或无线网络（例如，WiFi网络、蓝牙网络、蜂窝式数据网络和/或等等）。例如，通信单元136可以向包200、计算机320和/或等等发送使用数据、系统诊断数据、系统错误数据，和/或等等。为建立无线通信，通信单元136可以包括天线和/或等等。ESD 100可以包括用于进行有线通信的终端162。终端162可以连接到另一个终端，诸如，例如，包200的香烟连接器216（图8所示出的）等等，以便交换数据。也可以使用终端140来从包200或其他外部电源接收电源，并对电源单元130中的电池进行重新充电。
当ESD 100具有多机身结构时，ESD 100可以包括两个或更多终端162，以在它们之间建立电源和/或数据连接。例如，在图1中，第一机身100A可以包括第一终端162A，第二机身100B可以包括第二终端162B。第一终端162A可以连接到第一电源总线160A和第一数据总线144A。第二终端162B可以连接到第二电源总线160B和第二数据总线144B。当第一和第二机身100A和100B彼此连接时，第一和第二终端162A和162B可以彼此连接。此外，第一电源总线160A和第一数据总线144A分别连接到第二电源总线160B和第二数据总线144B。为给电源单元130中的电池充电，交换数据和/或等等，第一机身100A可以与第二机身100B断开连接并连接到包200等等，而包200等等又可以将第一终端162A连接到包200香烟连接器216等等的。可另选地，可以向ESD 100提供单独的终端（未示出），用于进行充电和/或与外部设备进行有线通信。
ESD 100还可以包括一个或多个用户界面设备，诸如，例如，LED单元134、声发生器（未示出）、振动马达（未示出）和/或等等。LED单元134可以分别通过电源总线160A和数据总线144A连接到电源单元130。当ESD 100正在操作时，LED单元134可以提供可视指示。另外，当在ESD 100内有问题时，集成的传感器/控制器电路132可以控制LED单元134生成不同的可视指示。例如，当容器140几乎是空的或者电池电量低时，LED单元134可以以某种模式闪烁（例如，以较长的间隔闪烁三十秒）。当加热器146工作不正常时，可以禁用加热器146，并LED单元134可以以不同模式（例如，以较短的间隔闪烁一分钟）。可以使用其他用户界面设备来示出文本、图像和/或等等，和/或生成声音、振动和/或等等。
在图1A所示出的ESD 100中，传感器132独自可能不能控制用户界面设备、通信单元136、传感器132以及148和/或等等。此外，也不可能利用传感器132独自执行更复杂和高级的操作。如此，如上文所指出的，可以在ESD 100中包括控制器，诸如，例如，微控制器、微处理器、定制模拟电路、专用集成电路（ASIC）、可编程逻辑器件（PLD)（例如，现场可编程门阵列（FPGA）等等）和/或等等，以及其基本数字和模拟电路等同物。例如，图1B示出了根据本公开的原理构建的另一个ESD 100'的结构概况。ESD 100'可以包括控制器170、信号发生器172、信号到电源转换器174、电压传感器176、电流传感器178、存储器180和/或等等。进一步地，ESD 100'可以包括电源接口130A'、充电/放电保护电路130b'、电池130C'、一个或多个传感器（例如，传感器132A、传感器132B和/或等等）、用户界面134'、通信接口136'、加热器146'和/或等等，它们可以类似于图1A所示出的ESD 100的组件。两个或更多组件可以被集成为单芯片、逻辑模块、PCB等等，以减小尺寸和制造成本，并简化制造过程。例如，控制器170和传感器132A可以被集成为单个半导体芯片。
控制器170可以执行各种操作，诸如，例如，加热器校准、加热参数调整/控制、剂量控制、数据处理，有线/无线通信，更全面的用户交互和/或等等。存储器180可以存储由控制器170执行的指令，以操作ESD 100'，并执行各种基本和高级操作。进一步地，存储器180可以存储由控制器170收集的数据，诸如，例如，使用数据、参考数据、诊断数据、差错数据，和/或等等。可以提供充电/放电保护电路130B'，以防止电池130C'被过充电、过度地放电，被过大功率损坏和/或等等。由电源接口130A'接收到的电力可以通过充电/放电保护电路130B'提供到电池130C'。可另选地，当充电/放电保护电路130B'不可用时，控制器170可以执行充电/放电保护操作。在此情况下，由电源接口130A'接收到的电力可以通过控制器170提供到电池130C'。
信号发生器172可以被连接到控制器170，电池130C'和/或等等，并可以被配置成生成电源控制信号，诸如，例如，电流电平信号、电压电平信号、脉宽调制（PWM）信号等等，以控制提供给加热器146'的电源。可另选地，可以由控制器170生成电源控制信号。转换器174可以连接到信号发生器172或控制器170，以将来自信号发生器172的电源控制信号转换为提供给加热器146的电力。利用此配置，来自电池130C'的电力可以通过信号发生器172或通过信号发生器172和转换器174被传输到加热器146'。可另选地，来自电池130C'的电力可以通过控制器170传输到信号发生器172，并直接或通过信号到电源转换器174传输到加热器146。
可以提供电压传感器176和电流传感器178，以分别检测加热器146'的内部电压和电流，用于加热器校准，加热参数控制和/或等等。例如，每一个加热器146都可以具有稍微不同的加热温度，这可能是由电阻的小偏差的所引起的。为产生更一致的单元到单元加热温度，集成的传感器/控制器电路132可以测量加热器146的电阻并相应地调整加热参数（例如，输入电流电平、加热时间周期、电压电平和/或等等）。此外，在加热器146被接通的情况下，加热器146的加热温度也会变化。集成的传感器132/控制器170电路可以在加热器146被接通的情况下监视电阻的变化，并实时地调整电流电平，以将加热温度保持在基本上相同的电平。进一步地，集成传感器132/控制器电路170可以监视加热器146是否过热和/或工作不正常，当加热温度高于预定的温度范围时和/或加热器146或其他组件工作不正常时，为安全起见，禁用加热器146。
例如，图16、17、18、19、20和21示出了根据本公开的原理的ESD 100或ESD 100′中的用于执行高级功能的各种过程。图16示出了根据本公开的原理的基于加热器的特征的热控制细化的过程1600的流程图。在开始过程1600之后（在1610），可以将时间（TIME）设置为0（在1620）。当传感器132（即，气流传感器）没有接通时（在1630为“否”），过程1600可以返回以将时间设置为零（在1620）。当传感器接通时（在1630为“是”），控制器170可以读取气流速率（在1640）。然后，控制器170可以基于气流速率和时间中的至少一项来查找特征公式（例如，一个或多个时间对温度曲线等等）或表（例如，查询表等等），以便获取命令值（COMMAND VALUE），该命令值是控制器170为加热器146在任何时刻确定的值（在1650）。然后，可以将命令值应用于加热器146，以及加热器146基于命令值来产生热（在1660）。然后，控制器170可以等待时间段时间步（TIME STEP）（例如，1秒）（在1670），该时间段时间步定义气流速率读取（在1640）和将时间步与当前时间相加（在1680）之间的时间间隔，以及过程1600可以返回到检查传感器132是否接通（在1630）。
图17示出了根据本公开的原理的加热器自校准的过程1700的流程图。在开始过程1700之后（在1710），可以将参考命令（REFERENCECOMMAND）应用于加热器146。参考命令可以是由制造商建立的测试加热器146的电阻的加热器命令值。然后，电压传感器176可以读取加热器146的内部电压（即，加热器电压（HEATER VOLTAGE））（在1730）。然后，可以将加热器电压与参考电压（REFERENCEVOLTAGE）进行比较，参考电压可以是预期基于制造商的加热线的特征跨加热器146测量到的正常电压降。当加热器电压大于参考电压时（在1740为“是”），可以将加热器电压除以参考电压的值设置为补偿因数（COMPENSATION FACTOR）（在1750），补偿因数可以是一个值，可以将该值乘以未来的加热器命令，以便补偿加热器之间的发热器电阻值的不一致性。补偿因数可以最初被设置为1。当加热器电压小于参考电压时（在1740为“否”，在1760为“是”），可以将加热器电压除以参考电压的值设置为补偿因数（在1770）。当加热器电压不大于参考电压（在1740为“否”）但不小于参考电压（在1760为“否”）时，补偿因数无变化，过程1700可以结束（在1780）。
图18示出了根据本公开的原理的基于电流监视的加热器控制的过程1800的流程图。在开始过程之后（在1810），可以将目标命令（TARGET COMMAND）设置为命令值（COMMAND VALUE）（在1820）。目标命令可以是通常基于制造商的加热线的特征设置加热器146的目标热量命令的常数。命令值可以是控制器170可以向加热器146发送的值。命令值可以是控制器170认为加热器命令应该在任何时刻的值。当传感器132（例如，吸入传感器）被关断时（在1830为“否”），过程1800可以返回到步骤1820。当传感器132被接通时（在1830中为“是”），可以基于命令值来生成加热器控制信号（在1840），以及电流传感器178可以读取加热器146的内部电流（在1850），并将它存储为传感器电流（SENSOR CURRENT）。然后，可以将传感器电流与目标命令进行比较（在1860，1870）。当传感器电流大于目标命令时（在1860为“是”），可以将命令值-（命令值-目标命令）的绝对值设置为新命令值（在1865），以及过程1800可以移到步骤1830。当传感器电流小于目标命令（在1860为“否”，在1870为“是”）时，可以将命令值+（命令值-目标命令）的绝对值设置为新命令值（在1875），以及过程1800可以移到步骤1830。当传感器电流不大于但不小于目标命令时（在1860为否，在1870为否），可以不对命令值进行更改，以及过程1800可以移到步骤1830。
图19示出了根据本公开的原理的在第一次使用之后用于限制吸烟液体劣化和污染的过程1900的流程图。在开始过程1900之后（在1910），控制器可以读取传感器132（在1920），以检查传感器132是否接通。当传感器132没有接通时（在1930为“否”），过程1900可以返回以读取传感器132（在1920）。当传感器132接通时（在1930为“是”），控制器170可以等待预定的时间周期时间步（在1940），并将累计时间（CUMULATIVE TIME）增大时间步（在1950）。累计时间可以是表示在ESD 100'的寿命内自从加热器146被第一次启动以来总的时间周期的计数值。然后，可以将累计时间与总时间限制（TOTAL TIME LIMIT）进行比较，总时间限制是设置在ESD 100'的第一次使用和最后一次使用之间可以消逝的总时间周期的上限的常数。当累计时间还没有达到总时间限制时（在1960为“否”），过程1900可以返回到步骤1940。当累计时间已达到总时间限制时（在1960中为“是”），ESD 100'可以被永久禁用（在1970），以及过程1900可以在1980结束。
图20示出了根据本公开的原理的简化的剂量和/或加热器控制的过程2000的流程图。在开始过程2000之后，控制器170可以读取传感器132（在2020）。当传感器132没有接通时（在2030为“否”），控制器170可以持续读取传感器132（在2020）。当传感器132接通时（在2030中为“是”），控制器170可以将加热器接通时间（HEATERON TIME）与最近时间（RECENT TIME）进行比较。加热器接通时间可以表示自从加热器146被关断的最后的时间以来加热器146已被接通的时间周期。最近时间可以是设置在任何给定时间段内加热器146可以保持接通的时间周期的限制的常数，从而建立可以提供的每单位时间的剂量的限制。当加热器接通时间大于最近时间时（在2040中为“是”），过程2000可以移到读取传感器132（在2020）。当加热器接通时间小于最近时间（在2040中为“否”），可以将累计接通时间（CUMULATIVE ON TIME）与总时间（TOTAL TIME）进行比较（在2050）。累计接通时间可以是表示在ESD 100'的寿命内加热器被接通的总时间的计数值。总时间可以是设置在ESD 100'的产品寿命内加热器146可以保持接通的总时间周期的常数。当累计接通时间还没有达到总时间时（在2050中为“否”），加热器146可以被接通（在2055），过程2000可以返回到步骤2020。当累计接通时间已达到总时间时（在2050中为“是”），ESD 100'可以被永久禁用（在2060），过程2000可以结束（在2070）。
图21示出了根据本公开的原理的粘连传感器检查、加热器温度控制，以及强制系统暂停的过程2100的流程图。在开始过程2110之后，控制器170可以初始化粘连传感器值（STUCK SENSOR）和传感器状态（SENSOR STATE）（通过将它们表示为假值）（在2112），并读取传感器132的输入（在2114）。当传感器状态是正的时（在2120中为“是”），控制器170可以将传感器状态设置为真值，将粘连计数器值（STUCK COUNTER）增大因数1（在2124）。当粘连计数器等于或大于粘连计数器限制值（STUCK COUNTER LIMIT）时（在2130为“是”），控制器170可以将粘连传感器设置为真值（在2132）。当粘连计数器不等于或大于粘连计数器限制时（在2130为“否”），控制器170可以将粘连传感器设置为假值（在2134）。当传感器状态是负的时（在2120中为“否”），控制器170可以将传感器状态设置为假值（在2126），将粘连计数（STUCK COUNT）初始化为零（在2128），这可以完成粘连传感器检查。
在将粘连传感器设置为真值之后（在2132），控制器170可以关断加热器146（在2152）。可另选地，在将粘连传感器设置为假值之后（在2134），控制器170可以检查传感器132是否接通（在2140）。当传感器132接通时（在2140中为“是”），可以将时间步乘以上升速率（RISE RATE）的值与移动平均值（RUNNING AVERAGE）相加（在2142）。当传感器132没有接通时（在2140中为“否”），可以从移动平均值中减去时间步乘以上升速率的值（在2144）。然后，控制器170可以检查传感器132是否接通（在2150）。当传感器132没有接通时（在2150中为“否”），控制器170可以关断加热器146（在2152），并等待时间步（在2170），过程2100可以返回以读取传感器输入（在2114）。当传感器132接通时（在2150为“是”），控制器170可以检查移动平均值是否等于或大于加热时间限制（HEATTIME LIMIT）（在2160）。当移动平均值不等于或大于加热时间限制时（在2160为“否”），控制器170可以接通加热器146，过程2100可以移到步骤2170。当移动平均值等于或大于加热时间限制时（在2160为“是”），控制器170可以关断加热器146（在2164）并强制暂停ESD 100'达强制关断时间（FORCE OFF TIME）周期（在2166）。然后，可以从移动平均值中减去假值关断时间（FALSE OFF TIME）乘以下降速率（FALL RATE）的值（在2168），过程2100可以移到步骤2170。因此，控制器170可以执行此过程，以避免传感器被粘连的问题并控制加热器146的温度。
图2A示出了根据本公开的原理构建的图1所示出的ESD 100的示例性设计的截面视图。图2B示出了图2A所示出的ESD 100的分解图。如上文所指出的，图2A和2B所示出的ESD 100可以是单个机身结构，并被单个外壳110覆盖，以便ESD 100不会被意外分解或粉碎。进一步地，单机身结构可以设计和制造起来更加容易，且比较便宜。如此，单机身结构可以更适于一次性使用的ESD。
同时参考图2A和2B，外壳100可以具有长形的管的形状，在第一端102形成了LED单元134，在第二端104形成了烟出口126。进气口120可以从外壳110向内延长，并可以连接到气流通路122。ESD100还可以包括壁结构131，以便完全将包含电池130的室与进气口120、气流通路122、容器140和/或类似物分隔，以便每一部分中的组件都可以安全地彼此密封，组件的功能可以彼此隔离。可以在末端件150形成烟出口126。加热器146可以通过将末端件150推入第二端104的外壳110的开口中来固定。
一方面，容器140可以包裹气流通路122。更具体而言，如图3所示，容器140可以具有长形的管的形状并由外壳110围绕。气流通路122可以沿着容器140的中心延伸。气流通路122还可以具有带有较小直径的长形的管的形状。外壳110、容器140，以及气流通路122可以是同心的。如上文所指出的，气流通路122可以在一端连接到进气口120，而另一端可以被连接到蒸发室124。容器140还可以连接到蒸发室124。为了控制吸烟液体从容器140到蒸发室124的分配，可以在容器140和蒸发室124之间形成分配控制设备141。
图7A示出了根据本公开的原理构建的ESD的包200的透视图。包200可以具有常规香烟包形状，但是，其他形状也是可以的。图7B示出了另一个包200'的透视图，以及图7C示出了图7B所示出的包200'的底部透视图。图8示出了根据本公开的原理构建的图7A的包200和图7B和7C的包200'的结构概况。同时参考图7A、7B、7C和8，包200可以包括主体机身202、盖子204、一个或多个用户界面设备（例如，指示灯206（在图7A中），206A和206B（在图7B中），开关208、振动马达234（图8所示出的）、再一个显示器（未示出）、声音设备（未示出）和/或等等）、一个或多个连接器（例如，香烟连接器216、电源连接器222、数据连接器224和/或等等）和/或等等。包200还可以包括控制器210、存储器212、通信处理器214、天线218、电池220、盖子开关232、盖子开关活塞232'和/或等等。盖子开关活塞232'可以连接到盖子开关232，并被配置成检测盖子204的打开和关闭。
如上文所指出的，香烟连接器216可以连接到ESD 100的终端162，以给电源单元130中的电池充电，与集成的传感器/控制器电路132和/或等等交换数据。终端162和香烟连接器216可以通过螺纹类型的连接来进行连接。其他连接类型也是可以的，包括，诸如，例如，非螺纹类型的连接、静止连接、按入（压）连接，和/或等等。电源连接器222可以连接到外部电源（USB、变压器，或等等）以给电池220充电。另选地或另外地，包200可以包括非接触型电感再充电系统，以便在不物理地连接到任何外接电源的情况下可以对包200进行充电。可以以不同的电压对ESD 100中的电池220和电池130进行充电。如此，包200可以包括多个内部电压网（未示出）。数据连接器224可以连接到，例如，用户的计算机310（图9所示出的）和/或等等，以在包200和计算机310之间交换数据。电源连接器222和数据连接器224可以组合起来。例如，包200'可以包括USB连接器221（图7C所示出的）、FireWire（火线）连接器和/或等等，它们可以充当电源连接器222和数据连接器224。
控制器210可以被配置成控制包括上文所指出的一个或多个组件的包200的总的操作。例如，当电源连接器222与外部电源断开连接并且盖子204还没有打开达预定的时间周期时，控制器210可以通过，例如，进入节能模式等等，来执行电力节省方案。打开和关闭盖子204可以由盖子开关232进行检测。此外，当ESD 100连接到包200时，控制器210还可以检测包200中的电池220和ESD 100中的电池的电池充电水平。进一步地，控制器210可以操作用户界面设备以指出ESD100和包200的状态。例如，当ESD 100连接到香烟连接器216并被电池220或外部电源充电时，控制器210可以操作LED指示灯206以较长的间隔闪烁。当ESD 100或包200有问题时，控制器210可以在显示器（未示出）上示出警报消息或错误消息，生成警告声音和/或等等。例如，当ESD 100中的容器140是空的或电池充电水平低时，控制器210可以在显示器上示出一消息，启动振动马达234和/或等等。进一步地，当加热器146过热或工作不正常时，控制器210可以控制LED指示灯206以较短的间隔闪烁，在显示器上显示加热器错误消息，生成警告声音和/或等等。换言之，在ESD 100中检测到的任何错误都可以传输到包200。进一步地，当包200连接到，诸如，例如，计算机等等之类的外部设备时，可以在外部设备上显示错误消息。
通信处理器214可以通过数据连接器224执行有线通信，和/或通过天线218执行无线通信，如下面参考图9所详细地描述的。存储器212可以包括由控制器210执行的以执行各种操作的指令。存储器212还可以包括使用信息（例如，容器140中的吸烟液体液面、已经消耗了多少容器140，消耗的尼古丁的量，和/或等等），产品信息（例如，型号、序列号和/或等等），用户信息（例如，用户的姓名、性别、年龄、地址、职业、教育背景、职业，专业背景、兴趣、嗜好、喜欢什么和不喜欢什么，和/或等等）和/或等等。可以通过数据连接器224或以无线方式通过天线218从用户的计算机310接收用户信息，并将其存储在存储器212中。可另选地，可以通过诸如，例如，FacebookTM、LinkedInTM、EharmonyTM和/或等等这样的社交网站，通过数据连接器224或以无线方式通过天线218，接收用户信息。
包200中存储的数据（例如，使用信息、产品信息、用户信息和/或等等）可以与其他设备和/或实体（例如，供应商、保健服务提供商、社交网络和/或等等）共享。例如，图9示出了根据本公开的原理构建的用于通过各种通信信道交换包200的数据的系统300的概念概况。系统300可以是多个通信设备的网络，诸如，例如，一个或多个包200（例如，由第一用户310A所拥有的第一包200A，由第二用户310B所拥有的第二包200B和/或等等），一台或多台计算机320（例如，台式机PC 320A、膝上型个人计算机320B、移动电话（未示出）、个人数据助理（PDA）（未示出）、平板PC（未示出）和/或等等）和/或等等，它们通过各种有线和/或无线通信信道360（例如，LAN、WAN、因特网、内联网、Wi-Fi网络、蓝牙网络、蜂窝网络和/或等等）彼此连接。用户310可以在她或他的计算机320中下载并安装软件应用，以便计算机320和包200可以彼此交换数据。进一步地，应用可以安装在用户的智能电话中，智能电话可以接着直接或通过通信信道360连接到包200。
如图9所示，包200A和200B可以通过通信处理器214和天线218彼此直接进行通信。例如包200A和200B可以彼此交换用户信息。当用户310A和310B具有相同嗜好或从同一所学校毕业时，包200A和200B中的每一个中的控制器210可以操作用户界面设备以通知匹配。例如，包200A可以发出声音和/或在显示器上显示一消息：从同一所毕业的用户310B在用户310A附近。另外，运行上文所指出的应用的智能电话或平板电脑可以被用来与其他用户进行交互。因此，包200A和200B可以用于社交网络设备中。
进一步，包200A和200B可以分别直接连接到，或通过计算机320A和320B间接地连接到有线和/或无线通信信道360。当用户310A需要更多一次性使用的ESD或第二机身100B的新供应时，基于使用数据，包装200A可以自动向供应商340发送订购请求。进一步地，包200B可以向保健服务提供商330，诸如，例如，医生诊所、医院和/或等等，发送使用数据，以便医生、护士、医院人员和/或等等可以跟踪和分析用户310B的尼古丁消费。用户310B还可以使用“使用数据”来监视她或他吸了多少烟，并检查她或他在一段时间吸烟吸少了还是多了。
此外，ESD 100在某一时间周期之后还会对细菌滋长敏感。使用数据可以被用来确定ESD 100已经被使用了多长时间，当ESD 100已经被使用了某一时间周期和/或使用得厉害时，自动地禁用ESD 100。
图10和11示出了根据本公开的原理构建的电子吸烟设备的传感器的示意图。如图10和11所示，传感器可以包括发射器（IR或可见光）1006、检测器1004、带有窗口的旋转盘1002，定子1010，以及支持架1012。盘1002可以具有倾斜的窗口以将气流转换为旋转推力。气流使盘1002旋转。旋转速率对应于气流。可以通过由检测器1004接收到的来自发射器设备1006的光脉冲的频率来检测旋转速率。还存在盘具有反射面的其他实施例。发射器1006和检测器1004被置于盘1002的同一侧。在盘1002旋转时，检测器1004查找来自盘表面的反射中的脉冲。还存在盘的轴相对于气流旋转90°（类似于水轮）的其他实施例。
图12和13示出了根据本公开的原理构建的电子吸烟设备的另一个传感器的示意图。如图12和13所示，外壳1212包括定子1210和可以具有倾斜的窗口以将气流转换为旋转推力的盘1202。气流使盘1202旋转。旋转速率对应于气流。旋转速率可以通过由霍尔效应传感器1206从磁体1208接收到的脉冲的频率来检测。存在使用电容性感应区域或物理触点代替霍尔效应传感器1206和磁体1208的其他实施例。还存在其中可以向电磁体（未示出）施加电场的其他实施例。电磁体将防止盘旋转。如果需要，这提供了停止气流的能力，以便控制剂量。
图14和15示出了根据本公开的原理构建的电子吸烟设备的再一个传感器的示意图。如图14和15所示，传感器包括外壳1402、带有允许气流流动的孔1404的活塞，支持架1406、弹簧1406、发射器（IR或可见光）1408、检测器1410，以及活塞1404中的窗口1412。气流使活塞1404压缩弹簧1406。活塞1404中的窗口1412产生可以被检测器1410读取的发光/无光状态。窗口的数量对应于气流量。此配置可以用于光学传感器、电容传感器、霍尔效应传感器等等。
尽管是通过示例性实施例来对本公开进行描述的，但是，那些精通相关技术的人将认识到，在所附权利要求书的精神和范围内，可以对本公开进行修改。上面给出的这些示例只是说明性的，并不意味着是本公开的所有可能的设计、实施例、应用或修改的详尽清单。

Claims (21)

1.一种电子吸烟设备，包括：
用于检测用户的吸烟动作的第一传感器；
进气口；
从所述进气口延伸的气流通路；
存储了吸烟液体的液体室；
被配置成控制从所述液体室分配所述吸烟液体的分配控制设备；
连接到所述液体室和所述气流通路的蒸发室；
位于所述蒸发室的加热器；
被配置成当由所述第一传感器检测到所述用户的吸烟动作时启动所述加热器以蒸发从所述液体室分配的所述吸烟液体的控制器；以及
连接到所述蒸发室的烟出口，
其中，由所述分配控制设备分配的所述吸烟液体的量是对所述蒸发室中的气流的量的反应。
2.如权利要求1所述的电子吸烟设备，其中，所述液体室包括连接到所述蒸发室的开口，所述分配控制设备覆盖所述液体室的所述开口。
3.如权利要求1所述的电子吸烟设备，其中，所述第一传感器包括下列各项中的至少一项：
气流传感器；
声传感器；
压力传感器；
触觉传感器；
电容传感器；
光学传感器；
霍尔效应传感器；以及
电磁场传感器。
4.如权利要求1所述的电子吸烟设备，其中，所述控制器被配置成限制每预定时间周期由所述加热器蒸发的所述吸烟液体的量。
5.如权利要求1所述的电子吸烟设备，其中，所述控制器被配置成当所述加热器已被接通的累计的时间周期达到预定值时禁用所述电子吸烟设备。
6.如权利要求1所述的电子吸烟设备，其中，还包括用于检测所述加热器的内部电压和内部电流中的至少一项的第二传感器，
其中，所述控制器被配置成基于所述内部电压和所述内部电流中的至少一项来调整所述加热器的加热操作。
7.如权利要求1所述的电子吸烟设备，还包括：
用于给所述电子吸烟设备供电的可再充电电池；以及
用于所述可再充电电池的充电/放电保护电路。
8.如权利要求1所述的电子吸烟设备，其中，所述加热器包括固态加热器。
9.如权利要求1所述的电子吸烟设备，还包括用于所述电子吸烟设备的包，所述包包括：
用于给所述包供电的可再充电电池；
被配置成从外部电源接收电力以对所述可再充电电池进行充电的电源接口；
被配置成与第一外部设备交换数据的通信接口；以及
被配置成啮合所述电子吸烟设备并向所述电子吸烟设备提供电力的吸烟设备连接器。
10.如权利要求9所述的电子吸烟设备，其中，所述吸烟设备连接器进一步被配置成与所述电子吸烟设备交换数据，
其中，所述包还包括：
被配置成响应于通过所述吸烟设备连接器从所述电子吸烟设备接收到的数据而操作用户界面的控制器。
11.如权利要求9所述的电子吸烟设备，其中，所述包还包括用户界面，其中，所述用户界面包括LED灯、振动马达、显示器、以及声音设备中的至少一项。
12.如权利要求9所述的电子吸烟设备，其中，所述包还包括通信接口，其中，所述通信接口包括有线通信接口和无线通信接口中的至少一项，所述无线通信接口被配置成将所述包连接到无线通信网络并与所述无线通信网络中的第二外部设备交换数据。
13.一种电子吸烟设备，包括：
用于检测用户的吸烟动作的第一传感器；
进气口；
从所述进气口延伸的气流通路；
存储了吸烟液体的液体室；
连接到所述气流通路的蒸发室；
连接到所述液体室以控制将所述吸烟液体从所述液体室分配到所述蒸发室的微液体筛；
位于所述蒸发室的加热器；
被配置成当由所述第一传感器检测到所述用户的吸烟动作时启动所述加热器以蒸发从所述液体室分配的所述吸烟液体的控制器；以及
连接到所述蒸发室的烟出口。
14.如权利要求13所述的电子吸烟设备，其中，所述微液体筛包括微孔径模式，
其中，当所述蒸发室中的所述气流中断在所述微孔径模式下形成的所述吸烟液体的表面张力时，通过所述微孔径模式分配所述吸烟液体。
15.如权利要求13所述的电子吸烟设备，其中，所述液体室包括连接到所述蒸发室的开口，以及所述微液体筛覆盖所述液体室的所述开口。
16.如权利要求13所述的电子吸烟设备，其中，所述第一传感器包括下列各项中的至少一项：
气流传感器；
声传感器；
压力传感器；
触觉传感器；
电容传感器；
光学传感器；
霍尔效应传感器；以及
电磁场传感器。
17.如权利要求13所述的电子吸烟设备，其中，所述控制器被配置成限制每预定时间周期由所述加热器蒸发的所述吸烟液体的量。
18.如权利要求13所述的电子吸烟设备，其中，所述控制器被配置成当所述加热器已被接通的累计的时间周期达到预定值时禁用所述电子吸烟设备。
19.如权利要求13所述的电子吸烟设备，其中，还包括用于检测所述加热器的内部电压和内部电流中的至少一项的第二传感器，
其中，所述控制器被配置成调整所述加热器的加热操作。
20.如权利要求13所述的电子吸烟设备，还包括：
用于给所述电子吸烟设备供电的可再充电电池；以及
用于所述可再充电电池的充电/放电保护电路。
21.如权利要求13所述的电子吸烟设备，其中，所述加热器包括固态加热器。
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