CN106455722A - 用于气溶胶递送装置的传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包括可变输出流量传感器(508)的气溶胶递送装置。可变输出流量传感器特别地可以是挠曲/弯曲传感器(565)，其中来自传感器的输出基于电流流动(例如电阻)的变化关于由跨过延伸部的气流所引起的延伸部的挠曲或弯曲沿着传感器的延伸部而变化。本公开还提供通过利用可变输出流量传感器控制气溶胶递送装置的操作的方法。特别地，对功能元件(例如加热构件、流体递送构件和传感反馈构件)的控制可以允许气溶胶递送装置的相对于通过装置的气流的操作的实时变化。

Description

用于气溶胶递送装置的传感器
技术领域
本公开涉及比如为吸烟制品的气溶胶递送装置。气溶胶递送装置可被构造成加热可以由烟草制造或来源于烟草或者结合烟草的材料，以形成用于人类消耗的可吸入物质。气溶胶递送装置特别地可以结合可变输出传感器。
背景技术
许多吸烟装置在过去几年中已被提出作为需要燃烧烟草以进行使用的吸烟产品的改进或替代方案。这些装置中的许多据称已被设计成提供与香烟、雪茄或斗烟相关的感觉，但不递送由烟草的燃烧所产生的相当大量的不完全燃烧和热解产物。至此，已经提出利用电能来蒸发或加热易挥发材料或者试图在不使烟草燃烧到显著程度的情况下提供香烟、雪茄或斗烟的感觉的多种吸烟产品、香味发生器和医学吸入器。例如，参见Robinson等的美国专利No.7,726,320、Griffith Jr.等的美国专利公开No.2013/0255702、Sebastian等的美国专利公开No.2014/0000638、于2012年9月4日提交的Collett等的美国专利申请序列No.13/602,871、于2012年10月8日提交的Sears等的美国专利申请序列No.13/647,000、于2013年3月14日提交的Ampolini等的美国专利申请序列No.13/826,929以及于2013年8月28日提交的Davis等的美国专利申请序列No.14/011,992中说明的背景技术中阐述的各种可替代吸烟制品、气溶胶递送装置和热发生源，这些专利和专利申请的全部内容通过参引结合到本文中。
所希望的是提供采用由电能产生的热以提供香烟、雪茄或斗烟的感觉的吸烟制品，吸烟制品在不使烟草燃烧或热解到任何显著程度的情况下如此，在不需要燃烧热源的情况下如此，以及在无需递送相当大数量的不完全燃烧和热解产物的情况下如此。另外，相对于制造电子吸烟制品的改进是所期望的。
发明内容
本公开涉及用于比如为电子吸烟制品和类似个人装置的气溶胶递送装置的材料及其组合。特别地，本公开涉及一种包括传感器的气溶胶递送装置，传感器构造成检测通过装置的至少一部分的气流以及特别是检测气流的一个或多个特性，比如气流速度或体积。
在一些实施例中，用于根据本公开的传感器可以是挠曲/弯曲传感器。例如，挠曲/弯曲传感器可以包括电气接头和延伸部。延伸部可被构造成用于产生角位移，比如当受到气流时，特别是基本不平行于沿着延伸部的长度的轴线的气流。弯曲/挠曲传感器的延伸部的这种角位移(或适用于连续检测信号的输出的其他模拟测量装置)可以形成用于可变信号输出的基础，可变信号输出可以基于气流的特性在连续范围上变化。由传感器输出的可变信号可以通过比如为微处理器的控制器译码，并且形成用于控制气溶胶递送装置的比如为加热构件、流体递送构件或传感反馈构件的一个或多个功能元件的操作的基础。
尽管已知气溶胶递送装置可以包括用于检测装置上的抽吸的传感器，这种已知传感器构造成提供在达到阈值时生成并且不提供可变输出的“触发”信号。例如，驻极体传声器已知被用作气溶胶递送装置中的传感器，这种传感器利用响应于当使用者在气溶胶递送装置上抽吸(即采取“单口抽吸(puff)”动作)时产生的压差而运动的隔膜。传感器设计成使得直到在装置上的抽吸足以引起足够大以使隔膜移动的压差才形成信号。当隔膜运动时，产生作用为触发信号以激活装置的小的电荷，例如使得电力从电池输送至加热元件。虽然这种传感器可以适用于检测以阈值存在的气流并且输出类似于开关的on/off信号，但是这种传感器不能提供气流的任何特定特性的指示，比如气流的强度，更具体地气流速度、体积等。
然而，用于根据本公开的气溶胶递送装置的传感器可被构造成检测通过气溶胶递送装置的气流的特性并且输出在连续范围上关于测量的气流的特性改变的信号。例如，输出信号可以与关于气流的速度的信息相关，气流的速度可以对应于使用者在装置上抽吸的强度，装置可以包括构造成利用来自传感器的输出信号以便关于输出信号以限定方式激活加热器的控制元件。换句话说，在一些实施例中，随着通过气溶胶递送装置的气流速度的增大，输送至加热构件的电流可以增大，并且因此增加了通过加热构件的加热。在操作中的相似的相关变化可以相对于气溶胶递送装置的一个或多个另外的功能元件进行控制。这样，气溶胶递送装置可被构造成提供适应性功能并且因此提高装置的输出一致性或者改善装置的用户体验。
在一些实施例中，本公开提供一种气溶胶递送装置，其包括：壳体；位于壳体内的传感器，传感器构造成检测通过壳体的至少一部分的气流并且输出基于气流的一个或多个特性而变化的可变信号；以及控制器，控制器构造成接收来自传感器的可变信号并且基于来自传感器的可变信号控制装置的至少一个功能元件的操作。特别地，传感器可以是挠曲/弯曲传感器，这种挠曲/弯曲传感器可以包括电气接头和延伸部。由传感器输出的可变信号可以对应于延伸部的角位移，比如对应于传感器的延伸部的弯曲半径的改变。
气溶胶递送装置还可以包括电子电路板，传感器的电气接头可以附连至电子电路板。在一些实施例中，电子电路板可以包括与延伸部和通过壳体的气流在位置上对准的孔。类似地，壳体可以限定构造成容纳通过其的气流的流动通道，并且传感器的延伸部的至少一部分可以定位在流动通道中。
在一些实施例中，延伸部的纵向长度可以沿相对于壳体的纵向长度的不平行方向定向。在另外的实施例中，延伸部的纵向长度可以沿相对于通过壳体的气流的不平行方向定向。
气溶胶递送装置可被构造成使得由传感器输出的可变信号基于气流速度而改变。另外，基于来自传感器的可变信号控制的至少一个功能元件可以选自加热构件、流体递送构件、传感反馈构件及其组合。
在另外的实施例中，本公开还可以提供用于控制气溶胶递送装置的操作的方法。在一些实施例中，该方法可以包括：检测通过气溶胶递送装置的气流的一个或多个特性；输出基于气流的一个或多个特性变化的可变信号；以及基于可变输出信号控制气溶胶递送装置的至少一个功能元件的操作。
检测通过气溶胶递送装置的气流的一个或多个特性可以包括检测传感器的一部分的运动。特别地，检测可以涉及检测传感器的延伸部的角位移或延伸部的弯曲半径的变化。
该方法具体地可以包括控制气溶胶递送装置的加热构件的操作、控制气溶胶递送装置的流体递送构件的操作以及控制气溶胶递送装置的传感反馈构件的操作中的一个或多个。在一些实施例中，该方法可以包括控制供给至加热构件的电流的至少一个特性。特别地，该方法可以包括与所检测的气流的速度成比例向加热构件供给电流。在其他实施例中，该方法可以包括控制气溶胶前体组合物从储存器向雾化器的供给速度。特别地，该方法可以包括与所检测的气流的速度成比例地向雾化器供给气溶胶前体组合物。在另外的实施例中，该方法可以包括控制照明元件的照明构造。特别地，该方法可以包括基于所检测的气流的速度改变颜色、照明模式、照明持续时间和照明元件的强度中的至少一者。
本发明非限制地包括以下实施例。
实施例1：一种气溶胶递送装置，包括：壳体；位于所述壳体内的传感器，所述传感器构造成检测通过所述壳体的至少一部分的气流并且输出基于所述气流的一个或多个特性而变化的可变信号；以及控制器，所述控制器构造成接收来自所述传感器的所述可变信号并且基于来自所述传感器的所述可变信号控制所述装置的至少一个功能元件的操作。
实施例2：根据任何前述或随后实施例中所述的气溶胶递送装置，其中，所述传感器是弯曲/挠曲传感器。
实施例3：根据任何前述或随后实施例中所述的气溶胶递送装置，其中，所述传感器包括电气接头和延伸部。
实施例4：根据任何前述或随后实施例中所述的气溶胶递送装置，其中，由所述传感器输出的可变信号对应于所述延伸部的角位移。
实施例5：根据任何前述或随后实施例中所述的气溶胶递送装置，还包括电子电路板，并且其中，所述传感器的所述电气接头附连至所述电子电路板。
实施例6：根据任何前述或随后实施例中所述的气溶胶递送装置，其中，所述电子电路板包括与所述延伸部和通过所述壳体的气流在位置上对准的孔。
实施例7：根据任何前述或随后实施例中所述的气溶胶递送装置，其中，所述壳体限定构造成容纳通过其的气流的流动通道，并且其中，所述延伸部的至少一部分定位在所述流动通道中。
实施例8：根据任何前述或随后实施例中所述的气溶胶递送装置，其中，所述延伸部的纵向长度沿相对于所述壳体的纵向长度的不平行方向定向。
实施例9：根据任何前述或随后实施例中所述的气溶胶递送装置，其中，所述延伸部的纵向长度沿相对于所述气流的不平行方向定向。
实施例10：根据任何前述或随后实施例中所述的气溶胶递送装置，其中，由所述传感器输出的所述可变信号基于气流速度而变化。
实施例11：根据任何前述或随后实施例中所述的气溶胶递送装置，其中，所述至少一个功能元件选自加热构件、流体递送构件、传感反馈构件及其组合。
实施例12：一种用于控制气溶胶递送装置的操作的方法，包括：检测通过所述气溶胶递送装置的气流的一个或多个特性；输出基于所述气流的所述一个或多个特性变化的可变信号；以及基于所述可变输出信号控制所述气溶胶递送装置的至少一个功能元件的操作。
实施例13：根据任何前述或后续实施例中所述的方法，其中，检测通过所述气溶胶递送装置的所述气流的一个或多个特性包括检测传感器的一部分的运动。
实施例14：根据任何前述或后续实施例中所述的方法，其中，检测所述传感器的一部分的运动包括检测所述传感器的延伸部的角位移。
实施例15：根据任何前述或后续实施例中所述的方法，包括控制所述气溶胶递送装置的加热构件的操作、控制所述气溶胶递送装置的流体递送构件的操作以及控制所述气溶胶递送装置的传感反馈构件的操作中的一个或多个。
实施例16：根据任何前述或后续实施例中所述的方法，包括控制供给到所述加热构件的电流的至少一个特性。
实施例17：根据任何前述或后续实施例中所述的方法，包括以与所检测的气流的速度成比例地向所述加热构件供给电流。
实施例18：根据任何前述或后续实施例中所述的方法，包括控制气溶胶前体组合物从储存器向雾化器的供给速度。
实施例19：根据任何前述或后续实施例中所述的方法，包括与所检测的气流的速度成比例地向所述雾化器供给所述气溶胶前体组合物。
实施例20：根据任何前述或后续实施例中所述的方法，包括控制照明元件的照明构造。
实施例21：根据任何前述或后续实施例中所述的方法，包括基于所检测的气流的速度改变颜色、照明模式、照明持续时间和照明元件的强度中的至少一者。
附图说明
由此已经在上述概述中说明本公开，现在将对附图做出参照，附图并不一定按比例绘制，并且其中：
图1是穿过根据本公开的示例性实施例的包括控制本体和筒的气溶胶递送装置的截面图；
图2是穿过根据本公开的示例性实施例的包括筒和控制本体的气溶胶递送装置的截面图；
图3是用于根据本公开的气溶胶递送装置的挠曲/弯曲传感器的主视图，传感器构造成用于关于延伸部的挠曲或弯曲的可变信号输出；
图4a至4d是穿过根据本公开的气溶胶递送装置的局部截面图，附图示出挠曲/弯曲传感器关于通过装置的气流的挠曲或弯曲；
图5是穿过根据本公开的实施例的包括具有挠曲/弯曲传感器的流量传感器元件的控制本体的截面图；
图6是穿过根据本公开的另一个实施例的包括具有挠曲/弯曲传感器的流量传感器元件的控制本体的截面图；以及
图7是示出根据本公开的气溶胶递送装置的允许基于使用者的手动输入、特别是基于使用者在装置上的抽吸而实时改变加热器控制的操作的流程图。
具体实施方式
现在将参照其示例性实施例更加全面地说明本公开。说明这些示例性实施例，以使本公开变得更加全面和完整，以及将向本领域技术人员全面地表达本公开的范围。确实地，本公开可以实施为许多不同的形式并且不应被解释为限制本文中阐述的实施例；相反地，这些实施例提供为使得本公开将满足所适用的法律要求。如在说明书中以及在所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一种”、“该/所述”包括复数讨论目标，除非上下文中明确不同地限定。
本公开提供比如为所谓的“e-香烟”的气溶胶递送装置或吸烟制品的说明。应当理解的是，机构、部件、特征以及方法可以以不同的形式体现并且与各种制品相关。
这样，本公开提供对利用电能加热材料(优选地不使材料燃烧或热解至任何显著程度)以形成可吸入物质的气溶胶递送装置的说明；这种制品最优选地足够紧凑以被视为“手持”装置。气溶胶递送装置可以提供抽吸香烟、雪茄或烟斗的感觉中的一些或全部(例如，吸入和呼出形式、味道或香味的类型、感观效应、身体感觉、使用形式、比如由可见气溶胶提供的那样的可视标志等)，而不会有该制品或装置的任何部件的任何实质程度的燃烧或热解。气溶胶递送装置可以不产生由烟草的燃烧或热解副产品形成的气溶胶意义上的烟气，而是制品或装置可以产生由制品或装置的某些成分的挥发或蒸发形成的蒸汽(包括气溶胶内的可被视为可见气溶胶的蒸汽，可见气溶胶可能被描述为烟气状)。在高度优选的实施例中，气溶胶递送装置可以采用烟草和/或来源于烟草的成分。
本公开的气溶胶递送装置还可以表征为蒸汽发生制品、吸烟制品或药物递送制品。因此，这种制品或装置可被改进成以便提供可吸入形式或状态的一种或多种物质(例如，香味和/或药物活性成分)。例如，可吸入物质可以基本是蒸汽的形式(即，在低于其临界点的温度下处于气相的物质)。可替代地，可吸入物质可以是气溶胶的形式(即，微细固体颗粒或液滴在气体中的悬浮物)。为了简单的目的，本文中使用的术语“气溶胶”意味着包括适用于人类吸入的形式或类型的蒸汽、气体和气溶胶，无论是否可见，以及无论是否是可被视为烟气状的形式。
使用中，本公开的气溶胶递送装置可能在利用传统类型的吸烟制品(例如，通过点燃和吸入烟草所采用的香烟、雪茄或烟斗)期间承受个体所采取的许多身体动作。例如，本公开的气溶胶递送装置的使用者可以非常类似于传统类型的吸烟制品而持有该制品，在该制品的一端上抽吸以吸入由该制品产生的气溶胶，以选定的时间间隔单口抽吸等等。
本公开的气溶胶递送装置大致包括设置在外部本体或外壳内的多个部件，外部本体或外壳可被称为壳体。外部本体或外壳的总体设计可以变化，能够限定气溶胶递送装置的总体尺寸和形状的外部本体的格式或构造可以变化。一般地，与香烟或雪茄的形状相似的伸长本体可以是成形的单个整体壳体，或者伸长壳体可以由两个或更多个可分离体形成。例如，气溶胶递送装置可以包括伸长外壳或本体，伸长外壳或本体的形状可以为基本管状，并且由此类似传统香烟或雪茄的形状。在一个实施例中，气溶胶递送装置的全部部件包含在一个壳体内。可替代地，气溶胶递送装置可以包括联接并且可分离的两个或更多个壳体。例如，气溶胶递送装置可以具有位于一端处的包括壳体的控制本体以及位于另一端处的并且可移除地附连于此的包括可置换部分(例如，可置换含香味剂管座)的外部本体或外壳，壳体具有一个或多个可再用部件(例如，可再充电电池和用于控制该制品的操作的各种电子设备)。根据本文提供的进一步的公开内容将明显地理解单外壳式单元内或多件可分离外壳式单元内的部件的更加特定的格式、结构和布置。另外，在考虑到市场上可买到的电子气溶胶递送装置时，比如在本公开的背景技术部分所列出的那些代表性产品，能够理解各种气溶胶递送装置的设计和部件布置。具有包括根据本公开所使用的部件的多个外部本体的气溶胶递送装置在于2014年2月3日提交的Bless等的美国申请序列No.14/170,838中进行了说明，其全部内容通过参引结合到本文中。
本公开的气溶胶递送装置最优选地包括以下部件的一些组合：电源(即电气电源)、至少一个控制部件(例如，用于激发、控制、调节和停止用于热产生的电力的装置，比如通过控制电源流向制品的其他部件的电流—例如微控制器或微处理器)、加热器或热发生构件(例如，电阻式加热元件或者自身或与一个或多个另外的元件组合可被通常称为“雾化器”的其他部件)、气溶胶前体组合物(例如，通常是能够根据足够热的施加产生气溶胶的液体，比如通常称为“烟汁”、“e液体”和“e汁”的成分)和用于允许在用于气溶胶吸入的气溶胶递送装置上抽吸的口端区域或尖端(例如，通过制品的限定气流路径使得所产生的气溶胶可以根据抽吸由此抽出)。可以根据本公开使用的用于气溶胶前体材料的示例性配方在Zheng等的美国专利公开No.2013/0008457、Chong等的美国专利公开No.2013/0213417以及Sebastian等的美国专利公开No.2014/0000638中进行了说明，上述专利公开的全部公开内容通过参引结合到本文中。
部件在气溶胶递送装置内的对准可以变化。在具体实施例中，气溶胶前体组合物可以靠近制品的端部定位(例如在筒内，其在某些情况下可以是可替换和可置换的)，其可以靠近使用者的口以便最大化向使用者递送的气溶胶。然而，不排除其他结构。一般地，加热构件可以充分地靠近气溶胶前体组合物分定位，使得来自加热构件的热能够使气溶胶前体蒸发(以及可以同样地提供用于递送至使用者的一种或多种香料、药物等)并且形成用于递送至使用者的气溶胶。当加热构件加热气溶胶前体组合物时，以适于由消费者吸入的物理形式形成、释放或生成气溶胶。应注意到，上述术语旨在是可互换的，使得对释放、正释放或已释放的参照包括形成或产生、正形成或正产生以及已形成或已产生。具体地，以蒸汽或气溶胶或其混合物的形式释放可吸入物质。另外，可以在考虑市场上可买到的电子气溶胶递送装置的基础上理解各种气溶胶递送装置部件的选择。
气溶胶递送装置采用电池或其他电气电源以提供足以向制品提供各种功能的电流，比如通过加热构件进行加热、为控制系统提供电力、为指示器提供电力等。电源可以采用各个实施例。优选地，电源构造成输送足够的电功率以快速地加热加热构件，以为气溶胶形成作准备并且通过在所需持续时间内使用为制品供电。电源的尺寸优选地设置成方便地装配在气溶胶递送装置内，使得气溶胶递送装置可以被容易地处理；以及另外，优选的电源具有足够轻的重量以不会有损于所希望的吸烟体验。
气溶胶递送装置100的一个示例实施例在图1中提供。如其中示出的截面图所示，气溶胶递送装置100可以包括可以以功能关系永久或可拆卸地对准的控制本体102和筒104。尽管在图1中示出螺纹接合，但是可以理解的是可以采用其他的接合方式，比如压装接合、干涉配合、磁接合等。特别地，可以采用比如本文中进一步说明的连接部件。例如，控制本体可以包括适于接合筒上的连接器的联接器。
在具体的实施例中，控制本体102和筒104中的一者或两者可被称为是可置换的或可再用的。例如，控制本体可以具有可替换电池或可再充电电池，并且因此可以与任何类型的再充电技术结合，包括与一般的电插座连接、与料车式装料机(即，点烟器容纳部)连接以及比如通过通用串行总线(USB)缆线与电脑连接。例如，包括位于一端处的USB连接器和位于相对的端部处的控制本体的适配器在于2013年3月15日提交的Novak等的美国专利申请序列No.13/840,264中公开，该专利申请的全部内容通过参引结合到本文中。另外，在一些实施例中，筒可以包括单用途筒，如于2012年9月5日提交的Chang等的美国专利申请序列No.13/603,612中所公开的，该专利申请的全部内容通过参引结合到本文中。
在示例性实施例中，控制本体102包括可以变化地对准的控制部件106(例如微控制器)、传感器108和电池110，并且可以包括位于外壳116的远端部114处的多个指示器112。指示器112可以以变化的数量设置，并且可以采用不同的形状，以及甚至可以是本体中的开口(比如在存在这种指示器时用于发出声音)。在示例性实施例中，触觉反馈部件101与控制部件106一起包括。这样，触觉反馈部件可以与吸烟制品的一个或多个部件集成，用于向使用者提供使用或状态的振动或相同触觉指示。例如，参见于2013年7月19日提交的Galloway等的美国专利申请序列No.13/946,309的公开内容，该专利申请的全部内容通过参引结合到本文中。
空气进口118可以定位在控制本体102的外壳116中。联接器120还包括在控制本体102的近端附接端部122处，并且可以延伸到控制本体凸起部124内以允许容易与雾化器或其部件的电连接，雾化器的部件比如为当筒104附连至控制本体时的电阻加热元件(如下所述)。尽管空气进口118示出为设置在外壳116中，但是在另一实施例中，空气进口可以设置在联接器中，如例如在于2013年3月15日提交的DePiano等的美国专利申请序列No.13/841,233或于2014年2月28日提交的Worm等的美国专利申请序列No.14/193,961中说明的，上述专利申请的全部内容通过参引方式结合到本文中。
筒104包括在其口端130处具有口孔128的外壳126，以允许在气溶胶递送装置100上进行抽吸期间空气和夹带的蒸汽(即，气溶胶前体组合物的为可吸入形式的组分)从筒穿行至吸烟者。在一些实施例中，气溶胶递送装置100可以为基本杆状或基本管形，或者基本圆柱形。在其他实施例中，包括其他的形状和尺寸，例如矩形或三角形截面等。
筒104还包括雾化器132，雾化器132包括构造成产生热的电阻加热元件134(例如线盘)和构造成输送液体的液体输送元件136(例如芯子)。构造成当电流施加通过其时产生热的各种材料的实施例可被用于形成电阻加热元件134。可以形成线盘的示例性材料包括坝塔尔合金(FeCrAl)、镍铬合金、二硅化钼(MoSi2)、硅化钼(MoSi)、掺杂铝的二硅化钼(Mo(Si,Al)2)以及陶瓷(例如，正温度系数陶瓷)。
位于加热元件134的相对端部处的电气导电加热器端子138(例如正极端子和负极端子)构造成引导电流流过加热元件并且构造成用于附连至适当的导线或电路(未示出)，以便在筒104连接至控制本体102时形成加热元件与电池110的电连接。具体地，塞140可以定位在筒104的远端附连端部142上。当筒104连接至控制本体102时，塞140接合联接器120以形成电连接，使得电流可控制地从电池110通过联接器和塞流向加热元件134。筒104的外壳126可以连续跨过远端附连端部142，使得筒的该端部基本靠近由此突出的塞140。
液体输送元件可以与储存器结合以将气溶胶前体组合物输送至气溶胶化区域。在图1所示的实施例中，筒104包括储存器层144，在该实施例中，储存器层144包括成形为包围筒的外壳126的内部的管的形状的非纺织纤维层。气溶胶前体组合物保持在储存器层144中。例如，液体组分可以由储存器层144吸着地保持。储存器层144与液体输送元件136流体连接。液体输送元件136将存储在储存器层144中的气溶胶前体组合物经由毛细管作用运送至筒104的气溶胶化区域146。如图所示，液体输送元件136与加热元件134直接接触，在该实施例中加热元件134为金属线盘的形式。
可以理解的是，能够根据本公开制造的气溶胶递送装置可以包括对形成电子气溶胶递送装置有用的组分的各种组合。对例如在Sebastian等的美国专利申请公开No.2014/0000638中公开的用于电子吸烟制品中的多种可气溶胶化材料的可控制递送的储存器和加热器系统做出参考，该专利公开的全部内容通过参引结合到本文中。此外，于2012年9月4日提交的Collett等的美国专利申请序列No.13/602,871公开了包括微加热器的电子吸烟制品，该专利申请的全部内容通过参引结合到本文中。
在根据本公开的一些实施例中，加热器可以包括金属线，金属线可以围绕比如为芯子的液体输送元件以变化的节距绕制。可以根据本公开使用的示例性可变节距加热器在于2013年3月14日提交的DePiano等的美国专利申请序列No.13/827,994中进行了说明，该专利申请的全部公开内容通过参引结合到本文中。
在根据本公开的一些实施例中，储存器可以特别地由纤维材料形成，比如可以吸收或吸附液体材料的纤维垫或纤维管。例如，可以采用乙酸纤维素材料。
在另一个实施例中，筒的基本整体可以由一种或多种碳材料形成，碳材料可以在生物降解性能以及没有导线的情况下提供优势。这样，加热元件可以包括泡沫碳，容器可以包括碳化纤维，石墨可被用于形成与电池和控制器的电连接。在一些实施例中，这种碳筒可以与如本文中说明的一个或多个元件组合，用于提供筒的照明。碳基筒的示例性实施例在Griffith Jr.等的美国专利公开No.2013/0255702和于2013年8月28日提交的Davis等的美国专利申请序列No.14/011,192中提供，上述专利公开和专利申请的全部内容通过参引结合到本文中。
使用中，当使用者在制品100上抽吸时，通过传感器108检测气流，激活加热元件134，用于气溶胶前体组合物的组分在气溶胶化区域146中蒸发。在制品100的口端130上的抽吸使得环境空气进入空气进口118并且穿过联接器120中的中心开口和塞140中的中心开口。在筒104中，所抽吸的空气穿过空气通路管150中的空气通路148并且与气溶胶化区域146中所形成的蒸汽组合以形成气溶胶。搅拌气溶胶远离气溶胶化区域146，气溶胶穿过空气通路管154中的空气通路152，并且排出到制品100的口端130中的口孔128的外部。
根据本公开的气溶胶递送装置的各个部件可以选自现有技术和市场上买得到的部件。可以根据本公开使用的电池的例子在Peckerar等的美国专利申请公开No.2010/0028766中进行了说明，其全部公开内容通过参引结合到本文中。
能够提供单口抽吸致动性能的示例性机构包括由伊利诺伊州弗里波特的霍尼韦尔公司的微型开关分部制造的163PC01D36型硅传感器。可被用于根据本公开的加热回路的需求操作电子开关的另外的示例在Gerth等的美国专利No.4,735,217中说明，该专利的全部内容通过参引结合到本文中。对电流调节电路以及包括可以用于本气溶胶递送装置的微控制器的其他控制部件的进一步的说明在Brooks等的美国专利No.4,922,901、No.4,947,874和No.4,947,875、McCafferty等的美国专利No.5,372,148、Fleischhauer等的美国专利No.6,040,560以及Nguyen等的美国专利No.7,040,314中提供，上述专利的全部内容通过参引结合到本文中。这种装置可以与如本文中说明的可变输出传感器结合使用或者以除可变输出传感器之外的方式使用。例如，可以利用如上参照的传感器以激活气溶胶递送装置的一种或多种功能，如本文中说明的可变输出传感器可被用于激活气溶胶递送装置的一种或多种不同的功能。
还对国际公开Talon的WO 2013/098396、Talon的WO 2013/098397以及Talon的WO2013/098398做出参照，其描述了控制器，控制器构造成控制从电源供给至加热元件的电力，作为监控装置的状态的装置，比如监控加热器温度、经过加热器的空气流以及靠近加热器的气溶胶形成材料的存在。在具体的实施例中，本公开提供适于监控状态指示器的各种控制系统，比如通过控制本体中的微控制器与筒部件中的微控制器或其他电子部件的通信。
气溶胶前体或蒸汽前体组合物可改变。最优选地，气溶胶前体包含各种成分或组分的组合或混合物。可改变特定气溶胶前体组分的选择和所使用的这些组分的相对量，以便控制由气溶胶生成件产生的主流气溶胶的总体化学组成。特别有利的是可表征为在性质上一般是液体的气溶胶前体。例如，代表性的一般液体气溶胶前体可具有液体溶液、粘性凝胶、可混溶组分的混合物或者掺入悬浮或分散组分的液体的形式。在其为本公开特征的气溶胶生成件的使用期间经历的条件下暴露于热后，典型的气溶胶前体能够被蒸发；并且因此能够获得能够被吸入的蒸汽和气溶胶。
对于表征为电子香烟的气溶胶递送系统，气溶胶前体最优选掺入烟草或来源于烟草的组分。在一个方面，烟草可作为烟草的部分或小片，例如精细研磨、碾磨或粉状烟草叶片提供。在另一点上，烟草可以提取物例如喷雾干燥的提取物的形式提供，所述喷雾干燥的提取物掺入烟草的许多水溶性组分。可替代地，烟草提取物可具有相对高的尼古丁含量提取物的形式，所述提取物还掺入少量来源于烟草的其他提取组分。在另一方面，来源于烟草的组分可以相对纯的形式提供，例如来源于烟草的某些调味剂。在一个方面，来源于烟草且可以高度纯化的形式或基本上纯的形式采用的组分是尼古丁(例如药物级别尼古丁)。
气溶胶前体可掺入所谓的“气溶胶形成材料”。此类材料具有在其为本公开特征的气溶胶生成件的正常使用期间经历的条件下暴露于热后，蒸发时获得可见气溶胶的能力。此类气溶胶形成材料包括各种多元醇(polyol)或多元醇(polyhydric alcohol)(例如甘油、丙二醇及其混合物)。本公开的许多实施例掺入可表征为水、水分或水性液体的气溶胶前体组分。在某些气溶胶生成件的正常使用的条件期间，在这些件内掺入的水可蒸发，以获得所生成的气溶胶的组分。像这样，为了本公开的目的，存在于气溶胶前体内的水可视为气溶胶形成材料。
能够采用广泛多样的任选调味剂或材料，其改变通过本公开的气溶胶递送系统生成的抽吸的主流气溶胶的感觉特征或性质。例如，此类任选的调味剂可在气溶胶前体内使用，以改变气溶胶的风味、芳香和感官特性。某些调味剂可由除烟草外的源提供。示例性调味剂在性质上可为天然或人工的，并且可作为浓缩物或调味包采用。
示例性调味剂包括香草醛、乙基香草醛、奶油、茶、咖啡、水果(例如苹果、樱桃、草莓、桃和柑橘香料，包括酸橙和柠檬)、枫树、薄荷醇、薄荷、胡椒薄荷、留兰香、冬青、肉豆蔻、丁香、薰衣草、小豆蔻、姜、蜂蜜、茴香、鼠尾草、肉桂、檀香、茉莉、苦香树、可可、甘草以及具有传统上用于香烟、雪茄和烟斗烟的调味的类型和特征的调味剂和风味包。还可采用糖浆，例如高果糖玉米糖浆。某些调味剂可在配制最终气溶胶前体混合物之前掺入气溶胶形成材料内(例如某些水溶性调味剂可掺入水内，薄荷醇可掺入丙二醇中，并且某些复杂的香料包可掺入丙二醇中)。
气溶胶前体还可包括显示出酸性或碱性特征的成分(例如有机酸、铵盐或有机胺)。例如，某些有机酸(例如乙酰丙酸、琥珀酸、乳酸和丙酮酸)可包括在掺入尼古丁的气溶胶前体制剂内，优选以最高达与尼古丁等摩尔的量(基于总有机酸含量)。例如，气溶胶前体可包括约0.1至约0.5摩尔乙酰丙酸/1摩尔尼古丁、约0.1至约0.5摩尔琥珀酸/1摩尔尼古丁、约0.1至约0.5摩尔乳酸/1摩尔尼古丁、约0.1至约0.5摩尔丙酮酸/1摩尔尼古丁或其各种排列和组合，一直到其中存在的有机酸总量与气溶胶前体中存在的尼古丁总量等摩尔的浓度。
作为一个非限制性例子，代表性气溶胶前体可具有在重量基础上约70％至约90％甘油，通常为约75％至约85％甘油；约5％至约20％水，通常为约10％至约15％水；约1％至约10％丙二醇，通常为约4％至约8％丙二醇；约0.1％至约6％尼古丁，通常为约1.5％至约5％尼古丁；以及以最高达约6％的量的任选调味剂，通常为约0.1％至约5％调味剂的混合物形式。例如，代表性气溶胶前体可具有在重量基础上掺入大于约76％甘油、约14％水、约7％丙二醇、约1％至约2％尼古丁以及小于约1％任选调味剂的制剂形式。例如，代表性气溶胶前体可具有掺入大于约75％甘油、约14％水、约7％丙二醇、约2.5％尼古丁以及小于约1％任选调味剂的制剂形式。例如，代表性气溶胶前体可具有在重量基础上掺入大于约75％甘油、约5％水、约8％丙二醇、约6％尼古丁以及小于约6％任选调味剂的制剂形式。
作为另一个非限制性例子，代表性气溶胶前体可具有在重量基础上约40％至约70％甘油，通常为约50％至约65％甘油；约5％至约20％水，通常为约10％至约15％水；约20％至约50％丙二醇，通常为约25％至约45％丙二醇；约0.1％至约6％尼古丁，通常为约1.5％至约5％尼古丁；约0.5％至约3％，通常为约1.5％至约2％薄荷醇；以及以最高达约6％的量的任选的另外调味剂，通常为约0.1％至约5％调味剂的混合物形式。例如，代表性气溶胶前体可具有在重量基础上掺入约50％甘油、约11％水、约28％丙二醇、约5％尼古丁、约2％薄荷醇以及约4％其他调味剂的制剂形式。
代表类型的气溶胶前体组分和配方还在Robinson等的美国专利No.7,217,320以及Zheng等的美国专利公开No.2013/0008457、Chong等的No.2013/0213417和Collett等的No.2014/0060554中阐述和表征，上述专利和专利公开的内容通过参引结合在本文中。可以采用的其他气溶胶前体包括已被结合在R.J.雷诺蒸汽公司(R.J.Reynolds VaporCompany)的产品、洛里亚尔技术公司(Lorillard Technologies)的BLUTM产品、Mistic Ecigs的MISTIC MENTHOL产品以及CN创意有限公司(CN Creative Ltd.)的VYPE产品中的气溶胶前体。此外所希望的是能够从Johnson Creek Enterprises LLC获得的所谓的用于电子香烟的“烟气汁”。
结合在气溶胶递送系统内的气溶胶前体的量使得气溶胶生成件提供可接受的感觉和所期望的性能特征。例如，高度优选的是采用足够量的气溶胶形成材料(例如，甘油和/或丙二醇)以便提供用于生成可见主流气溶胶，可见主流气溶胶在多个方面类似于烟草烟气的外观。气溶胶前体在气溶胶生成系统内的量可以取决于比如为每个气溶胶生成件所需的单口抽吸次数的因素。一般地，结合在气溶胶递送系统内并且特别是结合在气溶胶生成件内的气溶胶前体的量小于约2g、通常小于约1.5g、一般小于约1g并且时常小于约0.5g。
产生视觉标志或指示符的比如为发光二极管(LED)部件的另外的代表类型的部件和结构及其使用在Sprinkel等的美国专利No.5,154,192、Newton的美国专利No.8,499,766、Scatterday的美国专利No.8,539,959以及于2014年2月5日提交的Sears等的美国专利申请序列No.14/173,266中进行了说明，上述专利和专利申请通过参引结合到本文中。
可以结合到本公开的气溶胶递送系统内的仍然另外的特征、控制器或部件在Harris等的美国专利No.5,967,148、Watkins等的美国专利No.5,934,289、Counts等的美国专利No.5,954,979、Fleischhauer等的美国专利No.6,040,560、Hon的美国专利No.8,365,742、Fernando等的美国专利No.8,402,976、Fernando等的美国专利申请公开No.2010/0163063、Tucker等的美国专利申请公开No.2013/0192623、Leven等的美国专利申请公开No.2013/0298905、Kim等的美国专利申请公开No.2013/0180553和Sebastian等的美国专利申请公开No.2014/0000638、以及于2013年3月15日提交的Novak等的美国专利申请序列No.13/840,264和于2013年3月15日提交的DePiano等的美国专利申请序列No.13/841,233中进行了说，上述专利、专利申请以及专利公开通过参引结合到本文中。
制品使用的上述说明可以通过微小的改进应用于本文中说明的各个实施例，这些实施例根据本文中提供的进一步的公开内容对于本领域技术人员来说是明显的。然而，上述使用说明并非旨在限制制品的用途，而是提供用于符合本公开的公开内容的全部必要要求。
在图1中所示的制品中示出或如上所述的任何元件可以包括在根据本公开的气溶胶递送装置中。特别地，控制本体的上述和示出部件中的任一者可以结合到根据本公开的控制本体中。同样地，筒的任何以上所述和示出的部件可以结合到可与根据本公开的控制本体组合在一起的筒内。
根据本公开的吸烟制品200的示例性实施例在图2中示出。如其中所示，控制本体202可以由控制本体外壳201形成，控制本体外壳201可以包括控制部件206、流量传感器208、电池210和LED 212。筒204可以由封装储存器244的筒外壳203形成，储存器244与液体输送元件236流体连通，液体输送元件236适于将存储在储存器壳体中的气溶胶前体组合物芯吸或者输送至加热器234。开口228可以存在于筒外壳203中以允许所形成的气溶胶从筒204排出。这些部件代表可存在于筒中的部件，而非旨在限制由本公开包括的筒部件的范围。
尽管控制部件206和流量传感器208单独地示出，但是可以理解的是，控制部件和流量传感器可以与直接附连其上的空气流量传感器组合为电子电路板。另外，电子电路板可以相对于图2所示水平地定位，使得电子电路板能够纵向平行于控制本体的中心轴线。在一些实施例中，空气流传感器可以包括其自身的电路板或电路板可以附连其上的其他基本元件。
筒204还可以包括一个或多个电子部件250，电子部件250可以包括集成电路、存储器部件、传感器等。电子部件250可以适于与控制部件206通信。
控制本体202和筒204可以包括适于便于其之间的流体接合的部件。如图2所示，控制本体202可以包括在其中具有腔225的联接器224。筒204可以包括适于接合联接器224的基部240并且可以包括适于装配在腔225内的凸起部241。这种接合可以便于控制本体202与筒204之间的稳定连接以及建立控制本体中的电池210和控制部件206与筒中的加热器234之间的电连接。此外，控制本体外壳201可以包括空气进口218，空气进口218可以是外壳中的切口，在此空气进口218连接至允许联接器周围的环境空气通过并且流入外壳内的联接器224，在外壳处环境空气然后穿过联接器的腔225并且通过凸起部241进入筒内。
根据本公开所使用的联接器和基部在于2013年3月15日提交的Novak等的美国专利申请No.13/840,264中进行了说明，该专利申请的全部内容通过参引结合到本文中。例如，如图2所示的联接器可以限定构造成与基部240的内周缘242匹配的外周缘226。在一个实施例中，基部的内周缘可以限定基本等于或稍微大于联接器的外周缘的半径的半径。此外，联接器224可以在外周缘226处限定一个或多个凸起部229，凸起部229构造成接合限定在基部的内周缘处的一个或多个凹部278。然而，结构、形状和部件的各种其他实施例可被用于将基部联接至联接器。在一些实施例中，筒204的基部240与控制本体202的联接器224之间的连接可以是基本永久性的，而在其他实施例中，其之间的连接可以是可解除的，使得例如控制本体可与一个或多个另外的筒一起再利用，另外的筒可以是一次性的和/或可再冲装的。
在一些实施例中，用于根据本公开的气溶胶递送装置的传感器可被构造成检测通过壳体(例如控制本体壳体、筒壳体或包括控制部件和筒部件的单个壳体)的至少一部分的气流。根据所检测的气流，传感器可被构造成输出可变信号，可变信号可以例如基于气流的一个或多个特性而变化。这种可变输出传感器可被用于如下所述的气溶胶递送装置的各种实施例。此外，图1中的传感器108和/或图2中的传感器208可以是如在本文中所述的可变输出传感器。
适用于检测气流并且输出可变信号的传感器可以与基本作用为on/off开关的传感器不同。这种on/off传感器一般构造成响应于压差产生电流，感应电流向控制器提供信号以引起电力从电池流向加热器。没有感应电流表示“off”状态，存在感应电流提供“on”信号。“on”信号没有变化并且特别地不基于气流的特性而变化。由此，已知气溶胶递送装置中的传感器不构造成提供可变信号，仅提供静态信号。
用于根据本公开的传感器可以包括适于提供本文中说明的可变信号的任何传感器。例如，在一些实施例中，可以采用压电元件、应变计、挠曲/弯曲传感器或其他模拟测量装置。
本文中还关于挠曲/弯曲传感器进一步说明了构造成提供可变信号的传感器。该说明提供用于更容易地理解所公开的主题，并且不应被解释为对本公开的限制。还可以采用构造成比如相对于气流速度提供可变信号的相似传感器。
在一些实施例中，挠曲/弯曲传感器可以包括任何传感器，传感器包括构造成当空气流施加于元件时挠曲或弯曲的至少一个元件。元件的挠曲或弯曲特别地可以随着气流速度的增大而增加。
用于根据本公开的示例性挠曲/弯曲传感器在图3中示出。如在此看到的，传感器365包括电气接头370和延伸部371。延伸部371可以具有各种尺寸并且优选地定尺寸成用于定位在壳体或外壳内(例如参见图2中的元件201)。例如，延伸部可以具有小于约10mm、小于约8mm、或小于约6mm(例如约3mm至约8mm、约3.5mm至约7mm或约4mm至约6mm)的长度。延伸部可以具有约0.5mm至约5mm、约1mm至约4mm或约1.5mm至约3.5mm的宽度，以及约0.1mm至约2mm、约0.2mm至约1.5mm或约0.25mm至约1mm的厚度。延伸部可以是基本伸长的并且因此可以具有大于延伸部的宽度并且大于延伸部的厚度的长度。
延伸部371可以包括基板372，基板372可以由比如为聚合物材料的任何柔性或可弯曲材料形成。例如，基板372可以包括聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯)或构造成响应于所施加力(例如气流)而弯曲或挠曲并且在去除所施加力时返回至无弯曲或无挠曲状态的任何相似材料。
传感器365的延伸部371还可以包括与基板371物理连接的电气导电阵列373。电气导电阵列373可被构造成响应于基板372的弯曲或挠曲展示其一个或多个电性能的改变。例如，阵列373可被构造成用于经受电阻、电阻系数、导电性或电导率中的一个或多个的变化。电气导电阵列的非限制性示例包括导电弹性体、导电墨水、导电流体、滑动电阻器、力电阻等。例如，参见Gentile等的美国专利No.5,086,705和Margolin的美国专利No.5,411,789中说明的材料，上述专利的全部内容通过参引结合到本文中。
电气导电阵列373可以铺设在基板372上或者嵌入基板372中。例如，阵列可被打印在基板上。在一些实施例中，另外的层可以在基板372上设置在电气导电阵列373上，使得阵列可被夹持在两个层之间。
电气导电阵列可以包括铜、碳或适于测量通过其的电阻的其他电气导电材料。例如，铜电路可以印刷在延伸部基板的表面上。如另一个示例，碳模电阻元件可以嵌入或者附连至延伸部基板。在一些实施例中，电阻材料可以夹持在金属箔层(例如铜)之间。该铺设元件可以由比如为热缩管的聚合物覆盖物包围。传感器的电阻输出可以相对于延伸部的弯曲半径变化。挠曲/弯曲传感器可以是单方向或双方向的。
使用中，挠曲/弯曲传感器可以布置在装置内，使得当空气流过传感器时，延伸部可以挠曲或弯曲。可以相对于基板响应于所施加力的角位移限定挠曲或弯曲。由挠曲/弯曲传感器输出的信号可以基于延伸部的挠曲或弯曲程度变化。在一些实施例中，由传感器输出的可变信号可以对应于延伸部的角位移，特别是对应于延伸部基板的角位移。这在图4a至图4d中示出，其示出示例性气溶胶递送装置的局部横截面图。尽管为简便起见未在图4中示出，但是可以理解的是电子电路板可以与气溶胶递送装置的一个或多个另外的元件电连接，一个或多个另外的元件比如例如为电池、控制器和/或加热器。可变输出传感器与气溶胶递送装置的各个另外元件的组合示出在例如图5和图6中。此外，图4a至图4d中示出的电子电路板可以包括除可变输出传感器之外的元件，比如控制器、LED等。
如图4a所示，挠曲/弯曲传感器465a定位在壳体401a内并且与电子电路板407a连接。在该实施例中电子电路板407a与壳体401a的纵向轴线基本平行。在图4a中，没有气流穿过壳体401a，传感器465a位于静止位置处，在该实施例中传感器465a基本垂直于壳体的纵向轴线。
在图4b中，已建立穿过壳体401b的气流。气流具有使得当电子电路板407b由气流保持基本不动时挠曲/弯曲传感器465b沿与气流相同的方向挠曲或弯曲的大小。
在图4c中，通过壳体401c的气流的大小相对于图4b中的气流增大。在响应中，挠曲/弯曲传感器465c相对于由图4b中的更小气流引起的挠曲或弯曲而挠曲或弯曲至更大程度。
在图4d中，通过壳体401d的气流的大小相对于图4c和图4b中的气流增大。在响应中，挠曲/弯曲传感器465d相对于由图4c和图4b中的更小气流引起的挠曲或弯曲而挠曲或弯曲至更大程度。
挠曲/弯曲传感器可以基于相对于延伸部的挠曲或弯曲程度的电学性质的变化提供连续范围内的可变输出。因此，传感器可被表征为可变模拟电压分配器。例如，在构造成用于改变整个导电阵列中的电阻的传感器中，所测量电阻在延伸部挠曲或弯曲时沿着连续范围变化。特别地，传感器可以通过测量导电阵列中的电阻的变化识别延伸部基板的角位移的变化，例如，当基板的角位移增大时，穿过导电阵列的电阻增大。通过导电阵列的电阻可以在宽范围上变化，比如约0.1kΩ至约300kΩ，约1kΩ至约250kΩ或者约10kΩ至约200kΩ。
挠曲/弯曲传感器可以连接至可布置在气溶胶递送装置的壳体内的各个位置中的电子电路板。电子电路板可以基本平行于气溶胶递送装置的壳体的纵向轴线。在可替代实施例中，电子电路板可以基本垂直于壳体的纵向轴线。
在一些实施例中，电子电路板可以包括一个或多个孔，一个或多个孔可以在位置上与挠曲/弯曲传感器对准，特别是与传感器的延伸部对准。这种孔可以至少部分地限定通过壳体的至少一部分的气流路径，特别是使得空气沿所需方向流动跨越挠曲/弯曲传感器的延伸部，以便于延伸部相对于通过路径的气流的挠曲或弯曲。
例如，如图5所示，控制本体502包括控制本体壳体501，控制本体壳体501包括LED512、电池510、控制器506和流量传感器元件508。在所示出的实施例中，流量传感器元件508包括容纳挠曲/弯曲传感器565连接其上的电子电路板507的传感器本体590。流量传感器元件508还包括孔591a和591b，孔591a和591b构造成分别允许气流穿过流量传感器元件以及跨过挠曲/弯曲传感器565的进入和排出。气流(如图5中虚线所示)通过空气进口518a和518b进入控制本体壳体501，穿过流量传感器元件508并且通过联接器524的腔525排出控制本体502。在一些实施例中，可以不存在传感器本体590。在这种实施例中，如果需要，电子电路板507可以与控制器506相结合。例如，控制器506可以是连接至电子电路板507的微控制器，挠曲/弯曲传感器565可以连接至电子电路板。
图6中示出的另外的实施例再次示出包括控制本体壳体601的控制本体602，控制本体壳体601包括LED 612、电池610、控制器606和流量传感器元件608。在所示出的实施例中，流量传感器元件608包括具有孔691a和691b的传感器本体690，孔691a和691b构造成分别允许气流通过流量传感器元件以及跨过传感器本体690内的挠曲/弯曲传感器665的进入和排出。挠曲/弯曲传感器665可以包括基部667，基部667可被构造成用于将挠曲/弯曲传感器电连接至传感器本体690和电子电路板607中的一者或两者。例如，基部667可以与传感器本体690形成电连接，传感器本体690接着电连接至电子电路板607。可替代地，基部667的电连接可以延伸穿过传感器本体690并且构造成用于与电子电路板607电连接。电子电路板607可以包括开口607a，开口607a可以与传感器本体690中的孔691b基本对准，使得穿过传感器本体的空气也穿过电子电路板。
在图6中，控制本体壳体601包括空气进口618，该空气进口618可以是壳体中的切口，切口在此连接至联接器624以允许联接器周围的环境空气的通过。为了帮助引导气流通过空气进口618并且进入流量传感器608内，控制本体602可以包括密封构件695，密封构件695可以包括位于其中的腔696(由腔696a和696b共同形成)。密封构件695中的腔696可以在第一端部处与空气进口618对准，并且在第二端部处与传感器本体690中的孔691a对准。密封构件695优选地基本完全包围流量传感器608和电子电路板607的至少一部分，使得气流(如图6中虚线所示)从控制本体壳体601的外部通过空气进口618、通过密封构件695中的腔696、通过传感器本体690中的孔691a、跨过挠曲/弯曲传感器665、通过传感器壳体中的孔691b、通过电子电路板中的开口607a、通过密封构件中的腔696b以及通过联接器624中的腔625穿行。当筒与控制本体组合时，通过联接器625中的腔625排出的气流可以进入筒内。
尽管密封构件695在图6中示出，但是也包括用于限定通过控制本体壳体601的至少一部分的流动通道的其他部件。例如，可以采用一个或多个流量管。在这些实施例中，控制本体壳体可以限定构造成接收通过其的气流的流动通道，其中挠曲/弯曲传感器的至少一部分(例如传感器的延伸部)定位在流动通道中。在图6中，流动通道可以由腔696a和696b以及传感器本体690限定。尽管挠曲/弯曲传感器示出为定位在控制本体壳体内，但是可以理解如本文中说明的用于提供可变输出的传感器可以定位在筒壳体内或定位在包括控制元件和筒元件的单个壳体内。
在一些实施例中，挠曲/弯曲传感器可以相对于控制本体壳体和/或通过控制本体壳体的气流的方向构造。例如，挠曲/弯曲传感器的延伸部的纵向长度可以沿相对于壳体的纵向长度的不平行方向定向。在其他实施例中，挠曲/弯曲传感器的延伸部的纵向长度可以沿相对于通过控制本体壳体的气流和/或相对于用于穿过控制本体壳体的空气的流动通道的不平行方向定向。
如图4a至图4d所示，挠曲/弯曲传感器定位在气流路径中并且与通过控制本体壳体的气流成比例地挠曲或弯曲。传感器的挠曲或弯曲的大小可以沿着静止位置(没有挠曲或弯曲)与最大挠曲或弯曲位置之间的基本连续范围检测。在该范围内，传感器的挠曲或弯曲可以建立基于挠曲或弯曲的大小改变的输出信号。在一些实施例中，由传感器输出的可变信号可以基于气流速度变化。换句话说，当装置上的抽吸增大时，跨过挠曲/弯曲传感器的气流的速度增大，而当气流速度增大或减小时，传感器挠曲或弯曲更多或更少。这样，从传感器输出的可变信号可以与通过装置的气流速度成正比。
从挠曲/弯曲传感器输出的可变信号可被气溶胶递送装置的一个或多个控制元件使用以控制装置的操作。该操作可以包括装置的各种功能元件，比如加热构件、流体递送构件、传感反馈构件等。
例如，来自挠曲/弯曲传感器的可变信号可被微处理器利用以控制储存器与加热构件之间的阀的打开和关闭。随着装置上的抽吸增强，传感器的挠曲或弯曲增大，阀的开口可以增大以允许更大体积的气溶胶前体组合物从储存器穿行至加热构件。在采用传感反馈构件(例如LED或振动元件)的其他实施例中，装置上的增强传感器的挠曲或弯曲的增强的抽吸可以向微处理器发送信号以引起LED的不同照明模式或引起振动元件的不同振动模式。
在一些实施例中，从挠曲/弯曲传感器输出的可变信号可以与装置的电子控制设备联接以改变装置中的加热元件的外形，比如为筒中的加热器。特别地，可以使得加热情况(profile)相对于由在装置上抽吸的大小所引起气流速度而实时改变。
本公开因此还涉及一种用于控制气溶胶递送装置的操作的方法。该方法可以包括检测通过气溶胶递送装置的气流的一个或多个特性。该检测步骤可以通过利用本文中说明的构造成用于输出可变信号的传感器(例如挠曲/弯曲传感器)来执行。例如，检测传感器的一部分的运动(例如挠曲/弯曲传感器的延伸部)可以是用于检测通过气溶胶递送装置的气流的一个或多个特性的基础。传感器运动例如可以是挠曲/弯曲传感器的延伸部的角位移。传感器运动还可以是例如引起传感器上的延伸部的弯曲半径的变化的运动。该方法还可以包括输出基于气流的一个或多个特性变化的可变信号。特别地，传感器可以输出如本文中说明的可变信号。该方法也可以包括基于可变输出信号控制气溶胶递送装置的至少一个功能元件的操作。
在一些实施例中，该方法可以包括控制供给至加热构件的电流的至少一个特性。特别地，该方法可以包括与所检测的气流的速度成比例地向加热构件供给电流。这种控制可以通过利用程序代码指令执行一个或多个控制算法来实现。
例如，通过气溶胶递送装置的气流速度可以在使用者在装置上抽吸时利用本文中说明的传感器进行检测，并且这种气流速度可以在一定抽吸持续时间被连续地检测。气流传感器可以输出可基于气流速度变化的信号。从传感器输出的可变信号可以由微处理器输入到控制算法内以基于此做出限定计算，并且相对于来自传感器的输出信号确定供给至加热构件的电流的一个或多个特性的必要参数。微处理器则利用必要参数引导电流流向加热构件，以基于通过装置的实时气流速度限定加热器功能。这样，加热器功能可被连续地控制，并且相对于通过装置的气流速度根据需要而改变。这在图7中提供的流程图中示出。
在图7中的操作700，使用者通过如本文中说明的在气溶胶递送装置上抽吸来起动加热，并且使用者的抽吸在抽吸持续时间内是均匀的并且强度在抽吸期间变化。在操作710，通过本文中说明的传感器检测通过装置的气流速度。在操作720，传感器输出随着气流速度变化的信号。在操作730，微处理器接收可变信号并且根据预定程序启动算法(操作735)，以相对于由传感器检测的气流速度建立预定加热器参数。在操作740，微处理器输出控制信号，控制信号引导电流的参数发送至加热器。在操作750，具有限定参数的电流从电池发送至加热器。在操作760，加热器根据限定参数加热并且因此使气溶胶前体组合物蒸发。随着在装置上抽吸的停止，加热在操作770终止。可以理解的是，处理710至760在装置上抽吸的整个持续时间内以预定频率反复出现。这样，可以在装置上抽吸期间连续地调整加热器运行。更具体地，建立反馈环，由此使用者输入(例如在装置上抽吸的强度)可以在装置的使用期间实时改变装置的加热情况。
通过使用可变输出传感器建立的反馈环可以进一步结合反馈元件。例如，于2013年3月15日提交的Ampolini等的美国专利申请序列No.13/837,542公开了一种方法，其包括将来自电源的平均电力引导至布置成加热气溶胶前体组合物并且匹配地启动加热时间周期的加热装置，其中平均电力对应于与电源相关的选择的电力设定点。该方法可以与本公开的方法和装置组合以获得用于气溶胶递送装置的更进一步的控制原理。
与上述类似地，本公开的方法可以包括控制装置的另外的功能。例如，在一些实施例中，该方法可以包括控制气溶胶前体组合物从储存器向雾化器的供给速度。特别地，该方法可以包括与所检测的气流的速度成比例地向雾化器供给气溶胶前体组合物。作为限制性示例，来自传感器的可变信号可以被控制器使用，以控制气溶胶前体组合物比如通过阀从储存器输出的速度。
在其他实施例中，该方法可以包括控制照明元件的照明构造。特别地，该方法可以包括基于所检测的气流的速度改变颜色、照明模式、照明持续时间和照明元件的强度中的至少一者。
在受益于以上说明书和相关附图中提出的教导的情况下，本公开所涉及技术领域的技术人员将想到本公开的许多变型和其他实施例。因此，可以理解的是本公开不限于在此公开的具体实施例，并且改进和其他实施例旨在包括在随附权利要求的范围内。尽管本文中采用了专用术语，但是这些专用术语仅以通用和描述性方式使用，并非为了限制。

Claims (21)

1.一种气溶胶递送装置，包括：
壳体；
位于所述壳体内的传感器，所述传感器构造成检测通过所述壳体的至少一部分的气流并且输出基于所述气流的一个或多个特性而变化的可变信号；以及
控制器，所述控制器构造成接收来自所述传感器的所述可变信号并且基于来自所述传感器的所述可变信号控制所述装置的至少一个功能元件的操作。
2.根据权利要求1所述的气溶胶递送装置，其中，所述传感器是弯曲/挠曲传感器。
3.根据权利要求2所述的气溶胶递送装置，其中，所述传感器包括电气接头和延伸部。
4.根据权利要求3所述的气溶胶递送装置，其中，由所述传感器输出的所述可变信号对应于所述延伸部的角位移。
5.根据权利要求3所述的气溶胶递送装置，还包括电子电路板，并且其中，所述传感器的所述电气接头附连至所述电子电路板。
6.根据权利要求5所述的气溶胶递送装置，其中，所述电子电路板包括与所述延伸部和通过所述壳体的所述气流在位置上对准的孔。
7.根据权利要求3所述的气溶胶递送装置，其中，所述壳体限定构造成容纳通过其的气流的流动通道，并且其中，所述延伸部的至少一部分定位在所述流动通道中。
8.根据权利要求3所述的气溶胶递送装置，其中，所述延伸部的纵向长度沿相对于所述壳体的纵向长度的不平行方向定向。
9.根据权利要求3所述的气溶胶递送装置，其中，所述延伸部的纵向长度沿相对于所述气流的不平行方向定向。
10.根据权利要求1所述的气溶胶递送装置，其中，由所述传感器输出的所述可变信号基于气流速度而变化。
11.根据权利要求1所述的气溶胶递送装置，其中，所述至少一个功能元件选自加热构件、流体递送构件、传感反馈构件及其组合。
12.一种用于控制气溶胶递送装置的操作的方法，包括：
检测通过所述气溶胶递送装置的气流的一个或多个特性；
输出基于所述气流的所述一个或多个特性变化的可变信号；以及
基于所述可变输出信号控制所述气溶胶递送装置的至少一个功能元件的操作。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，检测通过所述气溶胶递送装置的所述气流的一个或多个特性包括检测传感器的一部分的运动。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，检测所述传感器的一部分的运动包括检测所述传感器的延伸部的角位移。
15.根据权利要求12所述的方法，包括控制所述气溶胶递送装置的加热构件的操作、控制所述气溶胶递送装置的流体递送构件的操作以及控制所述气溶胶递送装置的传感反馈构件的操作中的一个或多个。
16.根据权利要求15所述的方法，包括控制供给到所述加热构件的电流的至少一个特性。
17.根据权利要求16所述的方法，包括与所检测的气流的速度成比例地向所述加热构件供给所述电流。
18.根据权利要求15所述的方法，包括控制气溶胶前体组合物从储存器向雾化器的供给速度。
19.根据权利要求18所述的方法，包括与所检测的气流的速度成比例地向所述雾化器供给所述气溶胶前体组合物。
20.根据权利要求15所述的方法，包括控制照明元件的照明构造。
21.根据权利要求20所述的方法，包括基于所检测的气流的速度改变颜色、照明模式、照明持续时间和照明元件的强度中的至少一者。
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