CN106102492A - 电子吸烟装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子吸烟装置(1)，所述装置包括外壳(2)、控制电子元件(14)和抽吸检测器(18)。所述外壳(2)容纳作为向可电加热的雾化器(20)供电的电源的电池(10)。所述雾化器包括电加热器(22)，并且适于将从储器(6)供应的液体雾化以提供从所述雾化器(20)排出的烟雾。所述控制电子元件(14)控制所述雾化器(20)的加热器(22)且适于以至少两种预定模式来操作所述加热器(22)。所述抽吸检测器(18)将烟雾吸入的抽吸指示给所述控制电子元件(14)。所述控制电子元件(14)通过由所述抽吸检测器(18)发起的控制信号来选择用于操作所述加热器(22)的特定模式。

Description

电子吸烟装置

技术领域

本发明涉及一种电子吸烟装置。

背景技术

例如，设计作为电子烟的电子吸烟装置包括容纳电源(通常是电池或可充电电池)的外壳、可电加热的雾化器以及控制电子元件，该可电加热的雾化器包含电加热器并适于将从储器(通常是胶囊)供应的液体雾化以提供从该雾化器排出的烟雾，该控制电子元件控制雾化器的加热器的激活。在电子吸烟装置中设有检测使用者在装置上的抽吸(例如，通过感测穿过装置的负压或气流模式)并向控制电子元件指示抽吸或者发送抽吸信号的抽吸检测器。当抽吸被指示到控制电子元件时，雾化器中的加热器通电，这使得产生烟雾。这里和下文中，雾化器的动作称为“雾化”，相关的产物称为“烟雾”，不论组成如何，可能含有气态和烟状成分。

EP 2 443 946 Al公开了一种电子烟和含有将要被雾化器雾化的液体的胶囊。胶囊包括一端由可刺穿膜密封的壳体。为了将胶囊安装到电子烟上，将胶囊插入软套管烟嘴中且与容纳雾化器的管子的端部连接。当安装时，设置在金属导芯的端部的尖状物刺穿膜，然后胶囊的液体由导芯引导至雾化器。当雾化器被激活时，产生烟雾，然后烟雾穿过设置在胶囊的外表面上的一些通道，从而到达可以经由烟嘴由使用者吸入的端部开口。

使用者和电子吸烟装置之间的自然互动是在装置上的抽吸。如上所述，在电子吸烟装置中，该装置直接响应于在装置上的抽吸而产生烟雾。

已知的是在电子吸烟装置上设置额外的使用者接口元件。这种接口元件通常由装置上的额外的滑块、开关、按钮或旋钮表示，并且例如，它们可以用于调整响应于抽吸所产生的烟雾的强度或烈度。然而，这种额外的使用者接口元件使电子吸烟装置的操作复杂化，并且例如，当操作失误或者使用者的输入不匹配而导致加热器被过度激活时，甚至可能导致产生不希望的烟雾种类。

相比之下，传统香烟的吸烟者有多种选择来控制香烟的行为，这些选择通常是由吸烟者以自然的方式理解和应用的。例如，更频繁的吸入和更强的抽吸导致更多和更强的烟被吸入。在这种情况下，与温和地吸烟(即，通过抽吸之间较长的间歇以及较短的吸入)相比，香烟持续的时间更短。

发明内容

本发明的目的是提供一种电子吸烟装置，所述装置呈现出改善的功能性并且在不需要额外的使用者接口元件的情况下仍可以由使用者以直观的方式来控制。

这个目的由包括权利要求1的特征的电子吸烟装置来实现。本发明有利的实施方案可以从从属权利要求得出。

所要求保护的发明可以适用的电子吸烟装置包括外壳，所述外壳容纳作为向可电加热的雾化器供电的电源的电池。所述雾化器包括电加热器，并且能够将从储器供应的液体雾化以产生从所述雾化器排出的烟雾。所述电子吸烟装置还包括控制电子元件和抽吸检测器。所述抽吸检测器是吸入传感器，其响应于所述装置内表示使用者在所述装置上的吮吸的气流变化的检测来向所述控制电子元件发起控制信号。然后，所述控制电子元件适于通过激活所述雾化器的加热器来产生由使用者吸入的烟雾而响应于这种控制信号。

根据本发明，所述控制电子元件适于以两种以上预定模式来操作所述雾化器的加热器，例如，其中每次抽吸中雾化器产生预定少量的烟雾的“低”模式以及其中每次抽吸中雾化器产生预定大量的烟雾的“高”模式。用于操作所述加热器的特定模式由所述控制电子元件基于由所述抽吸检测器发起的控制信号来选择。因此，使用者可以通过与所述装置互动来选择或切换到特定操作模式，使抽吸检测器以特定方式致动，然后这使得所述抽吸检测器向所述控制电子元件发送控制信号，进而被控制电子元件识别为改变模式的请求。

换句话说，模式选择通过以某种方式在装置上施加吮吸来简单地进行，从而不需要如上面所提到的那些额外的使用者接口元件。这对使用者来说是方便的并且极大地方便了电子吸烟装置的操作。由于控制电子元件适于以预定模式操作雾化器的加热器，所以这些模式可以以避免故障的协调方式来设计。

在一些实施方案中，所述控制电子元件可以适于测量所述抽吸检测器的两次连续致动之间的时间间隔，并且如果所述时间间隔的测量值在预定范围内，则所述控制电子元件将所述抽吸检测器的对应致动解释为由所述抽吸检测器发起的用于选择特定模式的控制信号。例如，如果使用者想要切换到“高”模式，那么可能要求使用者在较短的时间间隔内在电子吸烟装置的烟嘴处吮吸两次。在这种实施方案中，控制电子元件中的计时器可以在第一次吮吸事件发生时开始并且在第二次吮吸事件发生时停止。如果两个事件之间的时间间隔小于预选值，那么不会将第二次吮吸事件解释为另外的烟雾吸入的抽吸，而是会将其解释为模式选择的需求。在该示例中，使用者较高的吮吸速率与当以较强烈的方式吸传统香烟时的典型行为相像。

可选择地，所述控制电子元件可以适于测量所述抽吸检测器的致动的持续时间，并且如果所述持续时间的测量值在预定范围内，则所述控制电子元件将所述抽吸检测器的对应致动解释为由所述抽吸检测器发起的用于选择特定模式的控制信号。例如，如果使电子吸烟装置处于“低”模式且检测到使用者进行不寻常的长抽吸，那么控制电子元件可以首先使雾化器产生一定量的烟雾，然后，在认识到使用者的抽吸的持续时间超出了预定值之后，将雾化器的操作模式切换到“高”模式。同样地，当装置处于“高”模式时，如果检测到使用者进行非常短持续时间的抽吸，那么控制电子元件可能利用其来发起到“低”模式的切换。

从上述内容很明显的是，存在许多用于将经由抽吸检测器所发起的某些信号分配成用于操作雾化器的加热器的某些预定模式的选择。

在一些实施方案中，如果所述时间间隔或持续时间的测量值分别小于各自的预定阈值，则所述控制电子元件可以适于选择与先前使用模式不同的特定模式，并且如果所述测量值大于阈值，则所述控制电子元件适于维持先前使用模式。在这种情况下，使用者会以被抽吸检测器检测到的方式在装置上快速地吮吸以向控制电子元件发送需要改变模式的信号。另一方面，如果抽吸检测器检测到使用者在以平常的、较慢的方式操作装置，则这可以被控制电子元件解释为对正常的烟雾递送的需求而不改变模式。为此，如果所述时间间隔或持续时间的测量值分别超出了各自的预定阈值，则所述控制电子元件可以适于将所述抽吸检测器的最近的致动解释为指示烟雾吸入的抽吸的信号。

在一些实施方案中，所述控制电子元件可以适于通过外部可检测的确认信号来向使用者指示与先前使用模式不同的特定模式的选择。以这种方式，使用者得到选择新模式的反馈，以确保经由抽吸检测器发送的使用者命令已经被控制电子元件识别。例如，确认信号可以是光学信号(例如LED的闪烁)或声音信号(例如蜂鸣声)或对于使用者的环境而言不那么明显的振动。

传统电子烟中的抽吸检测器通常被配置成响应于单个物理参数(例如负压或真空)或该参数的变化。在本发明的实施方案中，可以设置能够分辨物理参数的不同特点且能够将对应的信号发送至控制电子元件的抽吸检测器。

因此，例如，在一些实施方案中，所述抽吸检测器能够检测超压且能够在检测到超压时发起控制信号(其与平常的负压或烟雾吸入的信号不同)。然后，响应于这种控制信号，所述控制电子元件会选择特定模式。在这种实施方案中，使用者会向电子吸烟装置的烟嘴吹气，以向控制电子元件指示改变模式的请求。如果使用者以平常的方式在烟嘴处吸入，那么抽吸检测器会仅发送其正常信号以指示控制电子元件根据装置当前的操作模式发起烟雾吸入的抽吸。以这种方式，使用者用于改变电子吸烟装置的模式的动作和用于正常操作电子吸烟装置的动作将明显不同。

在更复杂的装置中，所述控制电子元件可以适于存储由所述抽吸检测器发起的信号以创建所述抽吸检测器信号的历史。然后，当选择特定模式时，控制电子元件会考虑该历史。例如，平静的使用者可能倾向于更缓慢地吸烟，在各个抽吸之间具有较长的间歇。例如，在分析完由这样的行为所产生的抽吸检测器信号的历史之后，为了使模式更好地适应使用者或者为了更好地分辨用于烟雾需求的抽吸检测器信号与用于模式选择的抽吸检测器信号，控制电子元件会重新调整预定模式的参数。

例如，预定模式可以指每次抽吸提供一定(差不多精确限定的)总量的烟雾或在每一时间单位提供一定(差不多精确限定的)量的烟雾。例如，所述预定模式中的一种可以指在抽吸期间提供比预定模式中的另一种更少的烟雾。

如果所述控制电子元件适于测量在最近的抽吸之后所经过的时间，那么如果所述时间超出预定水平，则所述控制电子元件可以将所述电子吸烟装置转变成休眠状态。这意味着，当使用者停止吸烟时，电子吸烟装置将其识别出来，从而可以将用于雾化器的加热功率完全关闭，这节省了能量。

在根据本发明的电子吸烟装置中，如外壳、电池、雾化器、抽吸检测器(这里指其不能够检测超压)和液体储器等部件可以如本领域已知地那样进行设计。这对控制电子元件的硬件或硬件的主要部分甚至都适用。然而，如上面所解释的，控制电子元件优选包括计时器。此外，存储在控制电子元件中且由控制电子元件执行的程序(固件，软件)适用于本发明。

如电池、雾化器和/或储器等部件可以是电子吸烟装置的一部分。特别地，如果电子吸烟装置具有模块化设计，或者例如，如果像储器等物品作为胶囊或盒单独出售，那么上述部件也可以不是电子吸烟装置的一部分。

附图说明

在下文中，通过实施方案进一步说明了本发明。在附图中，

图1是根据本发明的电子吸烟装置的实施方案的示意性纵断面图，和

图2是示出了通过电子吸烟装置的抽吸检测器和控制电子元件进行的模式选择的示意性框图。

具体实施方式

图1示出了电子吸烟装置1的实施方案的示意性纵断面图。

电子吸烟装置1包括圆筒状外壳2和被设计成可拆卸盖的烟嘴4。取下烟嘴4提供了到用作液体储器的可更换的胶囊6的入口。

外壳2容纳电池10。在本实施方案中，电池10被设计成可充电的锂离子电池并且可以包括其自己的电路。电池10经由导线12和导线13与包括安装在印刷电路板15上的集成电路的控制电子元件14连接。印刷电路板15也支撑多个发光二极管(LED)16，这些发光二极管被组装在设于外壳2中的各个窗口的后方并且指示电子吸烟装置1的当前状态。

抽吸检测器18与控制电子元件14连接。在本实施方案中，抽吸检测器18被设计成当使用者在烟嘴4处吸入时检测在外壳2内产生的真空的吸入传感器。

雾化器20包括经由导线23与控制电子元件14连接的加热器22。加热器22包括安装在陶瓷壳体(在图中未示出)上的加热丝，该陶瓷壳体也支撑由编织金属或海绵状金属材料制成的导芯装置24。在导芯装置24的远端的刺穿尖端25能够穿透用于密封胶囊6的膜26，使得容纳在胶囊6中的液体28可以被从胶囊6引导出，并通过导芯装置24到达加热器22的区域。

烟嘴4在其自由端包括吸入孔30。在电子吸烟装置1的相对端设有允许电池10例如经由USB端口再充电的充电端口32。

为了使用电子吸烟装置1，消费者插入新的胶囊6，使得其膜26被刺穿，并且液体从胶囊6经由导芯装置24供应到加热器22的区域。当消费者在吸入孔30吸入时，抽吸检测器18感测外壳2内所产生的真空并将其指示给控制电子元件14。响应于此，加热器22通电，使得该加热器的加热丝能够将在其附近的液体雾化，从而产生由消费者吸入的烟雾。在本实施方案中，加热器22保持开启由预定模式给出的预定时间段。如下文所解释的，雾化器中的加热器的这种操作模式可以由消费者(使用者)经由抽吸检测器18来进行选择。

加热器22可以按分别具有各自优点的液体的直接加热和间接加热的各种其他形式来设置。在直接加热设计中，液体直接接触加热元件，该加热元件可以是线圈、棒或其他加热表面。在间接加热设计中，液体接触由单独的加热元件加热的表面，该加热元件不会与液体直接接触。可选择地，可以使用其他类型的雾化器或蒸发器。各种超声雾化器在无需加热的情况下有效地产生蒸汽。例如，使用自由运行的科尔皮兹(Colpitts)振荡器的超声雾化器在800kHz至2000kHz范围内产生高频能量，该高频能量驱动压电振动器将液体转变成蒸汽。也提出了具有静电、电磁或气动元件的雾化器。

图2通过示意图示出了模式选择的功能关系。

抽吸检测器18配置在外壳2内的气流通道中。在本实施方案中，抽吸检测器18感测与环境空气压力有关的负压(真空)。这类传感器已经在电子烟中普遍使用。抽吸检测器18可以是诸如摇摆叶片传感器(rocking vane sensor)或霍尔元件传感器等气流传感器。由于在一些设计中，与测量真空或压力相比，测量气流更容易且更准确，所以可以代替真空传感器而使用这些气流传感器。气流传感器也可以具有更快的响应时间。传感器可以被设计成允许气流通过或包围该传感器，例如具有环形形状的传感器。类似地，可以使用隔膜和MEMS传感器。对于此种类型的应用，也提出了硅胶波纹膜传感器。这些传感器和类似的这种传感器可以从Micro Pneumatic Logic，Pompano Beach FL，USA和从HoneywellMicroswitch，Freeport，IL，USA获得。

当抽吸检测器18致动时，即，当压力下降时，将控制信号发送到控制电子元件14。控制电子元件14包括计时器电路40(优选栅极计时器)，其可以是电子烟中控制电子元件的常见部件。计时器电路40从控制信号产生时间标记。控制电子元件14中的控制器42被编程为确定来自抽吸检测器18的连续控制信号之间所经过的时间间隔。这通过简单地将两个连续的时间标记(读数)的时间值相减来获得。以这种方式，可以获得两个连续抽吸之间的时间间隔。例如，将该时间间隔与正常、短和长间隔的阈值进行比较。如果结果发现时间间隔在正常间隔的预定范围内，则这被解释为正常的使用者活动并且不会产生模式的变化。然而，如果时间间隔在短或长间隔的预定范围内，则这被解释为使用者需要选择电子吸烟装置的不同操作模式。例如，这些预定范围经由固件存储在控制电子元件14中。

例如，正常的吸烟由具有最短抽吸持续时间的抽吸和在连续抽吸之间的典型停顿构成，例如2秒的最短抽吸持续时间和在抽吸之间5秒的最短停顿。如果上述计时器装置记录了落入这些界限内的使用者的活动，那么认为除了规律的抽吸之外，没有发出其他使用者命令。这意味着，雾化器20的加热器22在抽吸时被激活，并且电子吸烟装置的模式没有改变。

然而，在该示例中，如果使用者在抽吸之间仅具有很短的停顿，那么这被视为选择预定模式中不同的一种预定模式的命令，在这种情况下，是选择每次抽吸递送更多烟雾的模式。在本实施方案中，提供更多的烟雾通过在每次抽吸时使雾化器20的加热器22致动更长(预定)的时间段来实现。

可以向使用者给出反馈来确认识别了模式改变命令。例如，这种反馈可以是经由LED 16的任何类型的光学反馈。以更简单的形式，雾化器在第二次抽吸时不产生烟雾，以指示理解了使用者命令。诸如声音或振动等其他类型的反馈也是可以的。

类似地，如果使用者在抽吸之间具有相当长的停顿，例如超过20秒，则这被解释为选择另一种模式的命令，即，选择每次抽吸递送更少烟雾的模式，这通过在每次抽吸时使雾化器的加热器致动更短的时间段来实现。

到目前为止，假设抽吸检测器18的每一次致动的开始提供时间标记。然而，例如，也可以经由单个抽吸的持续时间来产生时间标记，使得可以将非常短的抽吸解释为选择预定模式中不同的一种预定模式的命令。

过长的抽吸间隔，即，超过一分钟的抽吸间隔，可以被忽略，这是因为其指示使用者在完全不想激起使用者互动的情况下简单地停止吸烟一段时间。

类似地，如果在最近的抽吸之后所经过的时间超出预定水平，那么控制电子元件14可以将电子吸烟装置转变为休眠状态或将其完全关闭以节省能量。

在另一个实施方案中，抽吸检测器除了检测负压(真空)之外，还能够检测超压，并能够在检测到超压时发起指示超压的控制信号。响应于该控制信号，控制电子元件可以选择特定的预定模式。因此，在这个实施方案中，没有必要分析由抽吸检测器提供的信号的计时顺序以弄清所讨论的信号是否是用于激活雾化器以产生烟雾的正常需求或者该信号是否是模式选择的信号。另一方面，抽吸检测器必须更复杂。例如，它可能包括用于感测负压的常规抽吸检测器，该常规抽吸检测器上外加能够检测超压的额外的子单元。如这里所使用的，词语“抽吸”表示使用者在装置的烟嘴处的吸入或向装置的烟嘴吹气。

在包括可操作以检测负压和超压的抽吸检测器的实施方案中，使用者向电子吸烟装置吹气以改变模式或选择特定的模式。然而，对吹气事件的计时顺序的分析对于将吹气事件分配成用于不同模式的多种选择可能是有益的。当使用者在电子吸烟装置的烟嘴处吸入时，感测到负压，这使得控制电子元件激活雾化器的加热器以提供烟雾。

虽然在上面的说明中提到了在“高”和“低”模式下操作的电子吸烟装置，但是应当理解的是，在本发明的实施方案中可以具有两种以上的模式。

因此，例如，在一些实施方案中，雾化器可以在更多种的激活水平(例如“低”、“中”和“高”)下操作。在一些实施方案中，甚至可以提供更多种的激活水平，使得使用者能够以可被抽吸检测器18检测到的方式通过利用该装置来设定所需的激活水平。

应当理解的是，操作模式的选择比简单地设定雾化器20的加热器22的激活水平可能更复杂。

因此，例如，与抽吸检测器18的互动会使得该装置进入基于刚刚完成的一次或多次之前的吸入的持续时间来设定加热器18的激活的模式。这种系统可以更好地模仿在传统香烟的加热和烟的产生方面的变化。

因此，例如，在这种模式中，雾化器20的加热功率可以基于设定时间段内最近检测到的吸入的持续时间来设定，当抽吸检测器18确定了使用者在装置上吮吸的时间占考虑中的最晚时间段的较大比例时，使得功率增加。

从前述内容很明显地看出，电子吸烟装置的两种或两种以上预定操作模式的选择可以通过由抽吸检测器发起的控制信号以许多不同的方式进行编码。在所有情况下，使用者不必按压任何按钮，而是经由电子吸烟装置的烟嘴来进行互动就足以改变或选择模式。

Claims (15)

1.一种电子吸烟装置，包括：

-抽吸检测器(18)，所述抽吸检测器可操作以检测使用者在所述装置上吮吸或向所述装置吹气；

-雾化器(20)，所述雾化器可操作以通过将从储器(6)供应的液体雾化来产生由使用者吸入的烟雾；和

-控制电子元件(14)，所述控制电子元件响应于检测使用者在所述装置上吮吸或向所述装置吹气的所述抽吸检测器(18)来激活所述雾化器以将从储器(6)供应的液体雾化，从而产生用于吸入的烟雾，

其特征在于：

-所述控制电子元件(14)响应于检测使用者在所述装置上吮吸或向所述装置吹气的所述抽吸检测器(18)而根据选自多种操作模式中的一种操作模式来激活所述雾化器，其中所述控制电子元件(14)被配置为基于被检测到的所述抽吸检测器(18)的激活方式来选择用于激活所述雾化器的操作模式。

2.根据权利要求1所述的电子吸烟装置，其特征在于，所述控制电子元件(14)适于测量所述抽吸检测器(18)的两次连续激活之间的时间间隔，并且如果所述时间间隔的测量值在预定范围内，则所述控制电子元件将所述抽吸检测器(18)的对应激活解释为由所述抽吸检测器(18)发起的用于选择特定操作模式的控制信号。

3.根据权利要求1或2所述的电子吸烟装置，其特征在于，所述控制电子元件(14)适于测量所述抽吸检测器(18)的激活的持续时间，并且如果所述持续时间的测量值在预定范围内，则所述控制电子元件将所述抽吸检测器(18)的对应激活解释为由所述抽吸检测器(18)发起的用于选择特定操作模式的控制信号。

4.根据权利要求2或3所述的电子吸烟装置，其中如果所述时间间隔或持续时间的测量值分别小于各自的预定阈值，则所述控制电子元件(14)适于选择先前使用的操作模式之外的另一种操作模式，并且如果所述测量值大于阈值，则所述控制电子元件适于维持先前使用模式。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的电子吸烟装置，其中如果所述时间间隔或持续时间的测量值分别超出了各自的预定阈值，则所述控制电子元件(14)适于利用默认操作模式来激活加热器(22)。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的电子吸烟装置，其中所述控制电子元件(14)适于通过外部可检测的确认信号来指示与先前使用模式不同的特定模式的选择。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的电子吸烟装置，其中所述雾化器包括加热器(22)，所述抽吸检测器(18)适于检测超压，并且所述控制电子元件(14)响应于由所述抽吸检测器(18)进行的超压的检测来改变所述加热器(22)的当前选择的操作模式。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的电子吸烟装置，其中所述雾化器包括加热器(22)，并且所述控制电子元件(14)适于存储记录了所述抽吸检测器(18)的激活历史的数据，并适于基于当前检测到的所述抽吸检测器(18)的激活方式和记录了所述抽吸检测器(18)的激活历史的存储数据来选择用于激活所述加热器(22)的操作模式。

9.根据权利要求8所述的电子吸烟装置，其中所述控制电子元件适于将当前检测到的所述抽吸检测器(18)的激活方式与一个或多个阈值进行比较，其中所述阈值基于记录了所述抽吸检测器(18)的激活历史的存储数据来设定。

10.根据权利要求9所述的电子吸烟装置，其中基于记录了所述抽吸检测器(18)的激活历史的存储数据而设定的阈值包含与以下任意一项相关的阈值：由检测使用者在所述装置上吮吸的所述抽吸检测器(18)所检测到的吸入的持续时间、频率或程度。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的电子吸烟装置，其中所述预定操作模式中的至少一种可操作而在抽吸期间产生比其他预定操作模式中的至少一种更少的烟雾。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的电子吸烟装置，其中所述控制电子元件(14)适于测量在最近的抽吸之后所经过的时间，并且如果所述时间超出预定水平，则所述控制电子元件适于将所述电子吸烟装置(1)转变成休眠状态。

13.根据权利要求14所述的电子吸烟装置，其中所述储器(6)包括可操作以安装到所述雾化器(20)上并从所述雾化器上卸下的可更换的储器(6)。

14.一种电子吸烟装置的操作方法，其特征在于：

使用者使用与所述装置的特定操作模式对应的预定顺序在所述装置上吮吸和/或向所述装置吹气；

所述装置内的控制电子元件(14)检测由使用者施加到所述装置上的吮吸和/或吹气的预定顺序；

所述控制电子元件(14)识别与所述预定顺序对应的所述装置的特定操作模式；和

所述控制电子元件(14)将所述装置切换到所识别的特定操作模式。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述控制电子元件通过使用存储在所述控制电子元件中的查询表来识别与所述顺序对应的特定操作模式。