CN106998818A - 基于吸入行为进行用户识别的吸入装置 - Google Patents

Abstract

一种控制吸入装置的操作的方法，所述吸入装置包含气体可以通过用户抽吸的动作而抽取通过的气流路径、在所述气流路径内的气流传感器以及存储器，所述方法包含：记录来自所述气流传感器的气流测量值；将所述气流测量值与存储于存储器中的用户抽吸特征标志比较以提供相关性分数；以及基于所述相关性分数的值启用或禁用所述装置的进一步操作。这种方法使得吸入装置(如电操作吸烟装置或医用吸入器)可基于检测的抽吸行为鉴认所述装置的用户。

Description

基于吸入行为进行用户识别的吸入装置

技术领域

本发明涉及经配置以使得用户可吸入含有所要药剂或成分的气溶胶或蒸气的吸入装置。这种吸入装置的实例包括电操作香烟、加热烟草系统和医用吸入器。具体来说，本发明涉及可以基于用户的抽吸行为识别或鉴认用户的装置和方法。

背景技术

吸入装置的一个实例是电子香烟。尽管电子香烟被认为比常规香烟有害性更小并且可以用作戒烟辅助，但其不打算供未经批准的个体(特别是未到电子香烟的法定年龄的个体)使用。在当前可用的电子香烟中，不存在预防未经批准的使用的机制。

有多种用户识别系统用于其它电子装置中。举例来说，移动电话典型地需要用户输入密码随后其才可全面操作。更复杂的系统包括指纹识别、面部识别、语音识别和视网膜扫描。然而，这些系统典型地体积太大以致无法集成到如电子香烟的小装置中。并且即使较小的系统(如指纹和扫掠手势识别)也需要复杂并且昂贵的电子装置和软件整合到装置中。WO2014/150704描述了用以预防电子香烟的未经批准使用的一些这类系统。

需要提供一种更简单、体积更小并且更便宜的预防吸入装置的未经批准使用的构件。还需要提供一种自动识别吸入装置的用户以便实现装置的个性化操作的构件。

发明内容

在第一方面，提供了一种控制吸入装置的操作的方法，所述吸入装置包含气体可以通过用户抽吸的动作而抽取通过的气流路径、在所述气流路径内的气流传感器以及存储器，所述方法包含：

记录来自所述气流传感器的气流测量值；

将所述气流测量值与存储于存储器中的用户抽吸特征标志比较以提供相关性分数；以及

基于所述相关性分数的值启用或禁用所述装置的进一步操作。

这种方法使得吸入装置(如电操作吸烟装置或医用吸入器)可基于检测的抽吸行为鉴认所述装置的用户。仅在用户被确定为可信用户时，才启用装置的进一步操作，例如向用户递送气溶胶。这种鉴认和预防装置的未经批准使用的方法是简单并且紧凑的，并且鉴于在许多情况下多种吸入装置并有流量传感器和控制器用于其它目的而是非常便宜的解决方案。

如本文所用，吸入装置包含经配置以递送用于供用户吸入的物质的任何装置。吸入装置可以例如是医用吸入器或雾化器、蒸发器、电子香烟或加热烟草装置。如本文所用，吸入意指用户通过其口或鼻将气溶胶或气体抽取到其体内的动作。吸入包括抽取到肺中随后呼出，以及仅抽取到口或鼻腔中随后呼出。

如本文所用，气流测量值可以指气体流速的测量值，所述气体流速可以是质量流速或体积流速；或可以指一种或多种与气体流速相关的其它参数(如压力变化、电阻或电容的变化)的测量值。

所述方法可以进一步包含在建立程序期间基于来自所述气流传感器的信号记录用户抽吸特征标志；和将所述用户抽吸特征标志存储于所述存储器中。所述记录用户抽吸特征标志的步骤可以包含记录持续第一预定时间段通过所述气流传感器的气体流速。并且所述记录用户抽吸特征标志的步骤可以包含向所述用户提供所述第一预定时间段开始的指示。因此，在建立操作中，用户可能需要通过在装置上的指示器(如光或扬声器)激活之后提供设定时间段内的特征性抽吸行为而提供抽吸特征标志。用户可以选择其喜欢的任何抽吸特征标志。举例来说，用户可以选择一系列或短暂尖锐抽吸，或可以选择具有可变气体流速的单个长抽吸。持续设定时间段(例如两秒)记录这种抽吸行为，并且将其存储于存储器中作为用户抽吸特征标志。

所述记录气流测量值的步骤可以包含记录持续第二预定时间段通过所述气流传感器的气体流速。第二预定时间段有利地可以与第一预定时间段具有相同持续时间。所述记录气流测量值的步骤包含向用户提供所述第二预定时间段开始的指示或所述装置准备好开始持续所述第二预定时间段记录。可以再次提供光或可听指示以指示鉴认程序的开始。用户然后重复其抽吸特征标志。将用户的抽吸特征标志记录为第二预定时间段期间的气流测量值，并且然后与存储的抽吸特征标志比较以提供相关性分数。

相关性分数可以是衍生自相关性或模式匹配算法的单个值。

所述启用或禁用所述装置的进一步操作的步骤可以包含将所述相关性分数与阈值分数比较，和在所述相关性分数超过所述阈值分数时启用所述装置的进一步操作。在所述相关性分数不超过所述阈值分数时，可以禁用所述装置。所述禁用所述系统的步骤可以包含禁用所述系统持续预定禁用时间段，随后所述用户可以再次尝试所述鉴认程序。禁用时间段可以随装置的每次后续禁用而增加，直到用户成功得到鉴认并且装置被启用。举例来说，装置的第一次禁用可以包含禁用装置持续仅数秒。如果用户随后再次未能提供匹配抽吸特征标志，那么装置的第二次禁用可以包含禁用装置持续2分钟。如果作出了另一不成功的提供匹配抽吸特征标志的尝试，那么可以禁用装置持续一小时。

所述方法还可以包含永久性禁用装置直到执行复位程序。复位程序可以包含将装置连接到PC或其它次级装置，和通过次级装置提供不同形式的鉴认(如密码)。在执行复位程序后，用户可能需要记录新的抽吸特征标志。

所述方法可以进一步包含在所述相关性分数超过所述阈值分数时基于所述气流测量值修改所述用户抽吸特征标志的步骤。以此方式，每当用户成功得到鉴认时，其抽吸特征标志可以更新为或替换为最近的匹配抽吸行为。考虑归因于当日时间、季节或局部环境的变化，这可以有益于追踪抽吸行为随时间推移的小变化或提供特征标志的平均值。

还有可能的是，用户抽吸特征标志并非用户故意产生作为特征标志的抽吸行为。可以记录用户所特有的自然抽吸行为作为用户抽吸特征标志。

所述将所述气流测量值与所述用户抽吸特征标志比较的步骤可以包含比较所述气流测量值的任何适合参数。举例来说，可以使用以下参数中的一者或多者：到抽吸结束的时间、到峰流速的时间、到第一最大流速的时间、到第一最小流速的时间、峰流速之间的时间、流速的变化率、峰流速的数目、峰流速下的流速、抽吸体积、峰流量比、流速比的变化率、抽吸间隔时间和曲线形状。举例来说，用户抽吸特征标志可以包含最大流速、多个流量峰和流速经前0.5秒的初始变化率。这些参数中的每一者可以从气流测量值提取。可以对每一种参数进行比较，并且将比较结果的加权和用以提供最终相关性分数。

所用参数的选择将取决于所记录抽吸特征标志的长度和复杂性以及所获得气流测量值的敏感性。目的是提供真正用户的可靠鉴认，在误拒绝与误接受之间达到平衡。参数选择、相关性算法和阈值分数都可以基于试错法来调节以提供所需性能。

所述方法可以进一步包含在所述将所述气流测量值与所述用户抽吸特征标志比较的步骤之前取决于当日时间或基于用于所述装置的消耗品的类型或两者来修改所述记录的用户抽吸特征标志。如果举例来说，确定用户典型地在早晨比在晚间采用更强抽吸，那么可以相比于早晨修改晚间的抽吸特征标志。

如果装置可以用于含有待从吸入装置向用户递送的物质的不同消耗品，那么不同消耗品可能影响通过装置的流速。因此，可以基于所用消耗品修改抽吸特征标志。这在用户特征标志并非故意产生的特征标志而是记录的自然抽吸行为时特别有用，并且其可以降低误拒绝率。

所述方法可以包含存储多个用户抽吸特征标志，并且所述将所述气流测量值与所述用户抽吸特征标志比较的步骤可以包含将所述气流测量值与每个抽吸特征标志比较以提供多个相关性分数。这允许多名用户对单个装置被授权。在例如电操作吸烟装置的情况下，在一个家庭内可能存在多名经授权的用户。

所述方法可以进一步包含取决于所述多个相关性分数中哪一个最高来修改所述装置的所述操作。这允许装置的操作参数对已经被鉴认可使用装置的用户进行设定。再次，取吸烟装置作为实例，一名用户可能比另一经授权的用户更喜欢在每次抽吸时有更大体积的递送气溶胶。如果装置通过加热基底而生成气溶胶，那么装置可以因此经配置以对于一名用户比对于另一名用户向基质提供更多热量。此外，单名用户可以记录不同抽吸特征标志以提供不同装置操作，以便其可以通过提供特定抽吸特征标志而选择特定操作模式。举例来说，当需要非常快速的气溶胶递送时可以使用一个抽吸特征标志，并且当需要更渐进的气溶胶递送时可以使用另一个抽吸特征标志。

在第二方面，提供了一种吸入装置，其包含：

经配置以控制所述装置的操作的控制器；

气体可以通过用户抽吸的动作而抽取通过的气流路径；

在所述气流路径内的气流传感器；以及

存储器，

其中所述控制器经配置以将存储于所述存储器中的用户抽吸特征标志与来自所述气流传感器的气流测量值比较以生成相关性分数，并且经配置以基于所述相关性分数的值启用或禁用所述装置的操作。

所述吸入系统可以是电操作吸烟系统。

吸烟系统可以是加热气溶胶形成基质以生成气溶胶的电加热吸烟系统。气溶胶形成基质可以是装纳于液体储存部分中的液体或可以是固体基质。在任一情况下，气溶胶形成基质都可以提供于在使用中啮合装置的可替换消耗性部分中。吸烟系统可以是加热烟草类型系统，其中香烟经加热但不经燃烧以形成可以直接由用户吸入的气溶胶。

装置可以包含空气入口和烟嘴，其中气流路径在空气入口与烟嘴之间延伸，并且其中气体可以通过用户在烟嘴上抽吸的动作抽取通过气流路径。或者，用户可以直接在耦接到装置的气溶胶形成基质上抽吸。

控制器可以经配置以执行参考第一方面描述的步骤中的一些或全部。

具体来说，控制器可以经配置以通过记录持续第一预定时间段通过气流传感器的气体流速来记录用户抽吸特征标志。并且装置可以包含一个或多个指示器(如LED或扬声器)，并且控制器可以经配置以向用户提供第一预定时间段开始的指示。控制器可以经配置以通过记录持续第二预定时间段通过气流传感器的气体流速来记录气流测量值。第二预定时间段有利地可以与第一预定时间段具有相同持续时间。控制器可以经配置以向用户提供第二预定时间段开始的指示。

控制器可以经配置以将相关性分数与阈值分数比较，和在相关性分数超过阈值分数时启用装置的进一步操作。在相关性分数不超过阈值分数时，控制器可以禁用装置。控制器可以禁用系统持续预定禁用时间段，随后用户可以再次尝试鉴认程序。禁用时间段可以随装置的每次后续禁用而增加，直到用户成功得到鉴认并且装置被启用。

控制器还可以经配置以永久性禁用装置直到执行复位程序。复位程序可以包含将装置连接到PC或其它次级装置，和通过次级装置提供不同形式的鉴认(如密码)。在执行复位程序后，用户可能需要记录新的抽吸特征标志。

控制器还可经配置以在相关性分数超过阈值分数时基于气流测量值修改用户抽吸特征标志。

控制器可以经配置以比较气流测量值的任何适合参数与用户抽吸特征标志。举例来说，可以使用以下参数中的一者或多者：到抽吸结束的时间、到峰流速的时间、到第一最大流速的时间、到第一最小流速的时间、峰流速之间的时间、流速的变化率、峰流速的数目、峰流速下的流速、抽吸体积、峰流量比、流速比的变化率、抽吸间隔时间和曲线形状。可以对多种参数进行比较，并且将比较结果的加权和用以提供最终相关性分数。

控制器还可以在将气流测量值与用户抽吸特征标志比较之前取决于当日时间或基于用于装置的消耗品的类型或两者来修改记录的用户抽吸特征标志。

控制器可以存储多个用户抽吸特征标志并且将气流测量值与每个抽吸特征标志比较以提供多个相关性分数。这允许多名用户对单个装置被授权。在例如电操作吸烟装置的情况下，在一个家庭内可能存在多名经授权的用户。控制器可以取决于多个相关性分数中哪一个最高来修改装置的操作。这允许装置的操作参数对已经被鉴认可使用装置的用户进行设定。

气流传感器可以是任何适合传感器，如常用于电子香烟中的基于麦克风的传感器、压力传感器或基于电阻的传感器，如EP2143346中描述的传感器，其中电阻性元件由于空气流的冷却影响其电阻，从而提供抽吸的准确指示。

控制器可以包含微处理器，所述微处理器可以是可编程微处理器。控制器可以包含其它电子组件。电控制器可以经配置以调节向气溶胶生成元件(如加热器或振动膜)的电力供应。电力可以在激活系统之后连续地供应到气溶胶生成元件，或可以如在逐抽吸的基础上间歇地供应。电力可以以电流脉冲的形式供应到气溶胶生成元件。

装置可以包含可以存储用户抽吸特征标志的非易失性存储器。

装置可以包含经配置以与气溶胶形成基质相互作用以产生供吸入的气溶胶的气溶胶生成元件。在一个实施例中，气溶胶生成元件是经配置以加热气溶胶生成基质以提供可供用户吸入的气溶胶的加热器。加热器可以包含一个或多个加热元件，并且可以经配置以加热固体气溶胶形成基质或液体气溶胶形成基质。加热器可以是电操作加热器，并且装置可以包含用于向加热器供电的电源。控制器可以经配置以控制电力向加热器的供应，并且控制器可以通过阻止电力供应到加热器而禁用装置的操作，并且可以通过允许电力供应到加热器而启用装置的操作。

气溶胶形成基质是能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基质。挥发性化合物可以通过加热气溶胶形成基质而释放。气溶胶形成基质可以包含植物类材料。气溶胶形成基质可以包含烟草。气溶胶形成基质可以包含含有挥发性烟草香味化合物的含烟草材料，在加热时所述化合物从气溶胶形成基质释放。或者，气溶胶形成基质可以包含非含烟草材料。气溶胶形成基质可以包含均质植物类材料。气溶胶形成基质可以包含均质烟草材料。气溶胶形成基质可以包含至少一种气溶胶形成剂。气溶胶形成剂是在使用中便于形成浓密并且稳定的气溶胶并且在系统的操作温度下基本上抗热降解的任何适合已知化合物或化合物的混合物。适合的气溶胶形成剂是所属领域中众所周知的，并且包括(但不限于)：多元醇，如三乙二醇、1，3-丁二醇和甘油；多元醇的酯，如甘油单、二或三乙酸酯；和单、二或聚羧酸的脂族酯，如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯。优选的气溶胶形成剂是多元醇或其混合物，如三乙二醇、1，3-丁二醇和最优选地甘油，如甘油或丙二醇。气溶胶形成基质可以包含其它添加剂和成分，如香料。在一个实例中，气溶胶形成基质包含甘油、丙二醇(PG)、水和调味剂以及尼古丁的混合物。在一优选实施例中，气溶胶形成基质包含约40体积％PG、40体积％甘油、18体积％水和2体积％尼古丁。

装置可以包含用于检测气溶胶形成基质的构件。举例来说，气溶胶形成基质可以具有条形码或装置可以读取的其它标记。或者，气溶胶形成基质可以具备电接触，基底识别信息可以通过所述电接触传送到装置。控制器可以调节装置的操作，并且可以取决于气溶胶形成基质的特性来修改用户抽吸特征标志。

系统有利地在壳体的主体内包含电源，典型地是电池，如可再充电锂离子电池。作为一替代方案，电源可以是另一形式的电荷存储装置，如电容器。电源可能需要再充电并且可以具有允许存储足够能量以供一个或多个吸烟过程的容量；例如，电源可以具有足够的容量以允许连续生成气溶胶持续约六分钟的时间，对应于抽一支常规香烟所耗费的典型时间，或持续多个六分钟的时间。在另一实例中，电源可以具有足够的容量以允许预定数目次抽吸或加热元件的不连续激活。

优选地，气溶胶生成系统包含壳体。优选地，壳体是伸长的。壳体可以包含任何适合材料或材料的组合。适合材料的实例包括金属、合金、塑料或含有那些材料中的一种或多种的复合材料、或适用于食品或药物应用的热塑性塑料，例如聚丙烯、聚醚醚酮(PEEK)和聚乙烯。优选地，材料是轻型的并且是不易破碎的。

优选地，气溶胶生成系统是便携式的。气溶胶生成系统可以具有相当于常规雪茄或香烟的大小。吸烟系统可以具有约30mm与约150mm之间的总长度。吸烟系统可以具有约5mm与约30mm之间的外径。

检测特定抽吸特征标志的能力可以不仅用于鉴认目的，而且用于识别用户或特定用户行为并且调适装置的操作以最佳地适合所述用户或用户行为。

在本发明的第三方面，提供了一种控制吸入装置的操作的方法，所述吸入装置包含气体可以通过用户抽吸的动作而抽取通过的气流路径、在所述气流路径内的气流传感器以及存储器，所述方法包含：

将抽吸概况数据存储于所述存储器中；

记录来自所述气流传感器的气流测量值；

将所述气流测量值与所述抽吸概况数据比较以提供多个相关性分数；以及

基于所述相关性分数的值修改所述装置的操作。

抽吸概况数据可以在装置的先前操作期间由用户进行数据记录。所述方法可以进一步包含在吸入装置操作期间基于来自气流传感器的信号记录用户抽吸数据，和将所述数据作为抽吸概况数据存储于存储器中。

吸入装置可以如参考第二方面所描述并且具体来说可以是电操作吸烟装置。修改装置操作的步骤可以是例如修改供应到加热元件或其它气溶胶生成组件的电力；修改控制策略，例如通过修改目标温度或电力向加热器或其它气溶胶生成组件的施加持续时间；修改一种或多种气溶胶形成基质向气溶胶生成元件或向气流路径中的供应；或修改气流路径的尺寸。

如果用户的初始抽吸行为匹配存储的特定用户抽吸数据，并且所述存储的抽吸数据与装置的特定控制参数相关，那么那些控制参数可以用于装置操作的持续时间直到装置被禁用或断开。

以此方式，装置的操作可以针对特定用户行为优化。如果确定用户已经开始了特定类型的抽吸行为，那么基于用户将继续相同抽吸行为持续使用阶段的持续时间的假设，装置可以控制装置操作持续装置操作的持续时间。

在本发明的第四方面，提供了一种当在吸入装置中在可编程控制器上执行时实行本发明的第一方面的方法的计算机程序产品，所述吸入装置包含气体可以通过用户抽吸的动作而抽取通过的气流路径、在所述气流路径内的气流传感器以及存储器。

在本发明的第五方面，提供了一种当在吸入装置中在可编程控制器上执行时实行本发明的第三方面的方法的计算机程序产品，所述吸入装置包含气体可以通过用户抽吸的动作而抽取通过的气流路径、在所述气流路径内的气流传感器以及存储器。

关于本发明的一个方面所描述的特征可以适用于本发明的另一方面。

附图说明

将参照附图仅借助于实例进一步描述本发明，在所述附图中：

图1说明了根据本发明的电操作吸烟系统的第一实例；

图2说明了通过图1中所说明类型的装置的抽吸概况；

图3说明了用作抽吸特征标志的可能的抽吸概况；

图4是记录用户抽吸特征标志的建立程序的流程图；

图5是根据本发明的鉴认过程的流程图；

图6是说明基于用户抽吸数据选择操作模式的过程的流程图；并且

图7说明了根据本发明的电操作吸烟系统的第二实例。

具体实施方式

图1展示了吸入装置的一个实例并且根据本发明其是电操作气溶胶生成系统。在图1中，系统是吸烟系统。图1的吸烟系统100包含具有烟嘴端103和主体端105的壳体101。在主体端中，提供了呈电池107形式的电源以及电控制电路109。电控制电路包含可编程微处理器和非易失性存储器并且还可以包含其它电组件。还提供了与电控制电路109合作的呈气流传感器形式的抽吸检测系统111。在烟嘴端中，提供了呈含有液体115的筒113形式的液体储存部分、毛细管芯117和加热器119。注意，加热器仅示意性地展示于图1中。在图1中展示的例示性实施例中，毛细管芯117的一个端部延伸到筒113中，并且毛细管芯117的另一端部被加热器119包围。加热器经由连接件121连接到电控制电路，所述连接件可以沿筒113的外部传递(图1中未展示)。壳体101还包括空气入口123、烟嘴端处的空气出口125、气溶胶形成室127、LED指示器129、USB口131以及按钮133。

在图1中展示的实施例中，电控制电路109和抽吸检测系统111是可编程的。电控制电路109和抽吸检测系统111用以管理气溶胶生成系统的操作。这帮助控制气溶胶的粒度。

图1展示了根据本发明的电操作气溶胶生成系统的一个实例。然而，多种其它实例是可能的。另外，注意，图1本质上是示意性的。具体来说，所展示的组件独立地或相对于彼此并非按比例。气溶胶生成系统需要包括或容纳气溶胶形成基质。气溶胶生成系统需要某一类气溶胶生成元件(如加热器或振动换能器)以便从气溶胶形成基质生成气溶胶。但可以改变系统的其它方面。举例来说，可以改变壳体的整体形状和大小。此外，系统可以不包括毛细管芯。

然而，在图1中所说明的实施例中，系统确实包括毛细管芯用于将液体基底从储存部分输送到至少一个加热元件。毛细管芯可以由多种多孔或毛细管材料制造并且优选具有已知的预定义的毛细性。实例包括呈纤维或烧结粉末形式的陶瓷基或石墨基材料。具有不同孔隙率的芯可以用以适应不同液体物理性质，如密度、粘度、表面张力和蒸气压。芯必须适合以便所需量的液体可以递送到加热器。加热器可以包含至少一个环绕毛细管芯延伸的加热线或丝。

或者，加热器可以包含布置得邻近芯或直接邻近液体气溶胶形成基质储槽的加热元件。具体来说，加热器可以是基本上平坦的。如本文所用，“基本上平坦的”是指加热器呈基本上二维拓扑歧管形式。因此，基本平坦加热器基本上沿表面在两个维度上而非在第三维度上延伸。具体来说，基本平坦加热器在表面内两个维度上的尺寸是垂直于所述表面的第三维度上尺寸的至少5倍。基本平坦加热器的一实例是两个基本平行表面之间的结构，其中这两个表面之间的距离基本上小于所述表面内的延伸。在一些实施例中，基本平坦加热器是平面的。在其它实施例中，基本平坦加热器沿一个或多个维度弯曲，例如形成圆顶形状或桥形状。

加热器可以包含多个加热器丝。术语“丝”在本说明书通篇用以指布置在两个电接触之间的电路径。丝可以分别任意地分支和分叉为若干路径或丝，或可以从若干电路径聚集为一个路径。丝可以具有圆形、正方形、平坦形或任何其它形式的横截面。丝可以以笔直或弯曲方式布置。

多个丝可以是(例如)平行于彼此布置的丝阵列。丝可以形成网格。网格可以是交织或非交织的。多个丝可以定位得邻近或接触装纳气溶胶形成基质的毛细管材料。丝可以界定丝之间的间隙并且间隙可以具有10μm与100μm之间的宽度。丝可以引起空隙中的毛细管作用，使得在使用中，待蒸发的液体被抽取到空隙中，从而增加加热器组件与液体之间的接触面积。

在一个实例中，加热器包含由304L不锈钢形成的丝网格。丝具有约16μm的直径。网格连接到电接触，所述电接触通过间隔与彼此分离并且由具有约30μm厚度的铜箔形成。电接触设置在具有约120μm厚度的聚酰亚胺基板上。形成网格的丝界定丝之间的空隙。此实例中的空隙具有约37μm的宽度，但可以使用更大或更小的空隙。使用这些概略尺寸的网格允许气溶胶形成基质的弯月面形成于空隙中，并且允许加热器组件的网格通过毛细管作用抽取气溶胶形成基质。加热器放置得与装纳液体气溶胶形成基质的毛细管材料接触。毛细管材料装纳于刚性壳体内并且加热器延伸跨越壳体中的开口。

再次参考图1的实施例，在使用中，操作如下。液体115通过毛细管作用从筒113从芯117的延伸到筒中的端部输送到芯的被加热器119环绕的另一端部。当用户在气溶胶生成系统上在空气出口125处抽取时，环境空气通过空气入口123抽取。在图1中展示的布置中，抽吸检测系统111感测抽吸并且激活加热器119。电池107向加热器119供应电能以加热芯117的被加热器环绕的端部。芯117的所述端部中的液体通过加热器119蒸发从而产生过饱和蒸气。同时，被蒸发的液体替换为通过毛细管作用沿着芯117移动的其它液体。(这有时称为“泵送作用”。)所产生的过饱和蒸气与空气流混合并且被从空气入口123在所述空气流中载送。在气溶胶形成室127中，蒸气冷凝以形成可吸入气溶胶，所述可吸入气溶胶被朝向出口125载送到用户的口中。

图2说明了用户抽吸的时间性概况200。通过抽吸检测系统的空气流速指示于y轴上并且时间指示于x轴上。抽吸概况200具有复杂形状，具有两个局部最大流速和一局部最小流速。如从图2可以看出，抽吸可以通过多种不同参数表征。举例来说，抽吸的总持续时间由ΔT1指示，到第一局部最大值的时间由ΔT2指示，到第二局部最大值的时间由ΔT3指示，到局部最小值的时间是ΔT4，最大流速与抽吸结束之间的时间是ΔT5，并且局部最大值之间的时间是ΔT6。图2上还指示了抽吸期间的平均流速和抽吸期间的流速变化率。斜率1是在第一局部最大值之前的流速变化率，斜率2是第一局部最大值与后续局部最小值之间的流速变化率，斜率3是局部最小值与第二局部最大值之间的流速变化率，并且斜率4是第二局部最大值与抽吸结束之间的流速变化率。图2中还展示了峰流量2，其是第一局部最大流量的值；和峰流量1，其是第二局部最大流量的值，并且是抽吸期间的整体最大流速。所有这些参数等等(如曲线图的曲率或抽吸的总空气体积(曲线下面积))可以用作表征抽吸的参数并且可以用于鉴认用户或用以确定系统的操作模式。

在一个实施例中，在使用之前，系统经配置以执行鉴认程序以便仅经授权的用户可以操作系统。鉴认程序是基于用户的抽吸行为。为了鉴认用户，用户必须首先记录用户抽吸特征标志，其是经短暂但预定时间段的抽吸行为的记录。图3说明了三个例示性抽吸特征标志300、310、320。抽吸特征标志可以以流速测量值形式记录于存储器中，或者可以以从流速测量值提取的上述类型的一种或多种参数形式存储。为了最具独特性，用户可以选择不寻常并且明显的抽吸行为作为特征标志，包括若干局部流速峰。

图4是记录用户抽吸特征标志的建立程序的流程图。在第一步骤400中，开始建立程序。建立程序可以通过压下按钮133至少2秒而开始。为了避免未经授权的用户记录抽吸特征标志，这仅当装置通过USB口131连接到计算机时在装置第一次使用之前或在已经执行装置复位之后有可能。在建立程序开始后，在步骤410中，控制器109在其准备好开始记录抽吸特征标志时激活指示器129。在激活指示器129之后，用户则在烟嘴125上抽吸并且在步骤420中通过抽吸检测器获取流速测量值持续预定时段。在步骤430中，将流速测量值存储于存储器中作为抽吸特征标志。如所解释，抽吸特征标志可以以流速测量值形式或以使用由微处理器执行的算法从流速测量值提取的一种或多种参数形式存储。在步骤440中，建立程序结束。建立程序的结束可以通过再次激活LED 129而向用户指示。

作为图4的过程的一替代方案，用户抽吸特征标志可以在不需要建立程序的情况下在装置的第一次操作或装置的前几次操作期间记录。用户的自然抽吸行为可能足够独特以允许基于前几时刻的抽吸进行鉴认。在所述情况下，在每次成功鉴认之后不断地更新用户抽吸特征标志可能特别有利。抽吸特征标志所基于的样品大小越大，鉴认程序很可能越可靠。使用用户的自然抽吸行为生成特征标志具有用户便利性的优势并且使接通装置与向用户递送气溶胶之间的任何延迟最小化。

图5说明了用户抽吸特征标志可以如何用于鉴认过程中。在步骤500中，用户接通装置。在步骤510中，装置然后例如通过激活指示器129来向用户提供鉴认程序应开始的指示。在步骤520中，装置然后开始记录流速测量值。在步骤530中，控制器从所记录的流速测量值提取待用于与用户抽吸特征标志比较的参数。这个步骤可以包括确定用户何时通过在烟嘴上抽吸而开始鉴认过程，和获取流速测量数据持续匹配用户抽吸特征标志的时间段的之后的预定时间段。在步骤540中，控制器在于步骤530中提取的参数与所存储的用户抽吸特征标志之间执行相关性计算。所用的相关性算法将取决于所用参数的数目和复杂性。相关性计算产生相关性分数，其可以是单个数值。举例来说，相关性分数可以从基于比较的每个参数的相关性结果的加权和导出，并且加权和的系数可以取决于相关性结果的值。

在步骤550中，将相关性分数与存储于存储器中的阈值比较。如果相关性分数超过阈值，那么所记录的流速测量值被视为与所存储的用户抽吸特征标志的足够好匹配，用户可以被鉴认为抽吸特征标志的创造者。在所述情况下，过程传到步骤560，在所述步骤中，通过将启用标志存储于存储器中的控制器启用装置的进一步操作，并且用户可以享受吸烟阶段。如果相关性分数不超过阈值，那么过程传到步骤570，在所述步骤中，禁用装置的操作持续禁用T_n，随后可以通过返回到步骤510作出另一鉴认尝试。装置可以在禁用装置的同时例如通过控制指示器129闪烁来向用户提供指示。

禁用时间可以由鉴认计数值n确定。每当作出了不成功的匹配用户抽吸特征标志的尝试时，计数值递增一。当作出了成功鉴认时，计数值复位到一。禁用时间随着n的值增加而增加，直到n达到例如5的最大值。在最大计数值下，永久性禁用装置直到执行复位操作。可能作出复位操作以需要替代性形式的鉴认。举例来说，装置可以通过USB口连接到计算机，并且用户需要输入密码或某一其它形式的用户识别到计算机中，以便复位装置。

装置可以将对应于不同经授权的用户或同一用户的不同用户概况的若干用户抽吸特征标志存储于存储器中。当若干用户抽吸特征标志存储于存储器中时，关于每个存储的抽吸特征标志执行步骤540的相关性计算以提供多个相关性分数。然后选择最高相关性分数以便在步骤550中与阈值比较。

装置的操作参数(如在用户抽吸期间供应到加热器的电力的量和电力被接通和断开的时间)可以针对特定用户进行调节。因此，在用户在步骤550中得到鉴认后，控制器可以选择与所述用户相关的操作模式。举例来说，在登记过程期间，在装置连接到计算机的同时，用户能够设定用户偏好或可以完成关于其吸烟习惯的问卷。这种信息可以用以设定用户概况，所述用户概况存储于装置的存储器中并且确定对于所述用户供装置使用的操作参数。单名用户可以存储若干不同概况并且对每一者提供不同抽吸特征标志。因此，用户可以针对其在早晨吸烟的偏好使用一个抽吸特征标志，并且针对其在夜晚外出时吸烟的偏好使用另一抽吸特征标志。

图6说明了本发明的另一相关方面。在图6的过程中，先前记录的用户抽吸数据用以预测吸烟阶段的过程，而非使用存储的用户特定抽吸特征标志来确定装置的操作模式。如果用户的初始抽吸行为匹配前一阶段的初始抽吸行为，那么基于用户抽吸行为将继续匹配所述更早吸烟阶段的假设来优化装置操作。

在步骤600中，开始吸烟阶段。这可以在执行了参考图5所描述类型的鉴认过程之后。在第一次用户抽吸期间，记录通过气流传感器的气体流速。在步骤620中，以如图5的步骤530所描述相同的方式，从气体流速测量值提取用于与存储的数据比较的特定参数。在步骤630中，使所提取的参数与从先前吸烟阶段提取的参数相关以提供多个相关性分数。选择对应于最佳匹配的相关性分数，并且在步骤640中，基于用户抽吸行为将匹配与所匹配参数相关的前一抽吸行为的假设来选择装置的操作模式。模式选择操作在步骤650结束。

图6的过程中的存储数据当然有可能并非用户特定的而是在制造时存储于存储器中的通用数据。装置可以具有与特定初始抽吸参数相关的若干存储概况，如“强抽吸”、“短抽吸”、“长抽吸”等。然后选择与用户的初始抽吸行为具有最佳匹配的概况。

图7，以简化方式展示了电加热气溶胶生成装置700的一替代性实施例的组件。图7的实施例是电加热烟草装置，其中烟草类固体基质经加热但不经燃烧以产生供吸入的气溶胶。电加热气溶胶生成装置700的元件在图7中没有按比例来绘制。已省略与理解这个实施例无关的元件，以简化图7。

电加热气溶胶生成装置700包含壳体703和气溶胶形成基质710(例如香烟)。将气溶胶形成基质710推入由壳体703形成的腔705内，以与加热器701热接近。气溶胶形成基质710在不同温度下释放各种挥发性化合物。通过将电加热气溶胶生成装置700的操作温度控制在低于一些挥发性化合物的释放温度，可以避免这些烟雾成分的释放或形成。

壳体703内具有电能供应707，例如可再充电锂离子电池。控制器709连接到加热器701、电能供应707和用户接口715(例如按钮和显示器)。控制器709控制供应到加热器701的电力，以便调节其温度。气溶胶形成基质检测器713可以检测与加热器701热接近的气溶胶形成基质710的存在和特性，并且向控制器709用信号表示气溶胶形成基质710的存在。基质检测器的提供是任选的。

空气流传感器711提供于壳体内并且连接到控制器709以检测通过装置的空气流速。

控制器709通过调节电力向加热器的供应来控制加热器701的最大操作温度。加热器的温度可以通过专用温度传感器检测。或者，在所说明的实施例中，加热器的温度通过监测其电阻率测定。一段线的电阻率取决于其温度。电阻率ρ随温度升高而增加。实际电阻率ρ特征将取决于加热器701的确切合金组成和几何配置而变化，并且凭经验确定的关系可以用于控制器中。因此，在任何既定时间对电阻率ρ的了解可以用以推导加热器701的实际操作温度。

在所述实施例中，加热器701是沉积在陶瓷基板上的一个或多个电阻轨道。陶瓷基板呈片形，并且在使用时被插入到气溶胶形成基质710中。

在图7的系统中，记录抽吸特征标志和提取抽吸特征以如参考图1到6所描述相同的方式操作。然而，在添加基质检测器713的情况下，有可能使用关于基质的信息来修改相关性过程以考虑不同基质提供的不同抽取阻力(RTD)。对于既定用户气力，具有较高RTD的基质将产生较低的通过系统的气体流速。

尽管本发明参考两种不同类型的电吸烟系统进行描述，但应清楚，其适用于其它吸入装置。

还应清楚，本发明可以以用于在具有气流传感器的现有吸入装置内在可编程控制器上执行的计算机程序产品形式实施。计算机程序产品可以提供为一件可下载软件或提供于计算机可读媒体(如压缩光盘)上。

Claims (15)

1.一种控制吸入装置的操作的方法，所述吸入装置包含气体可以通过用户抽吸的动作而抽取通过的气流路径、在所述气流路径内的气流传感器以及存储器，所述方法包含：

记录来自所述气流传感器的气流测量值；

将所述气流测量值与存储于存储器中的用户抽吸特征标志比较以提供相关性分数；以及

基于所述相关性分数的值启用或禁用所述装置的进一步操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含在建立程序期间基于来自所述气流传感器的信号记录用户抽吸特征标志；和将所述用户抽吸特征标志存储于所述存储器中。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述记录用户抽吸特征标志的步骤包含记录持续第一预定时间段通过所述气流传感器的气体流速。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述记录用户抽吸特征标志的步骤包含向所述用户提供所述第一预定时间段开始的指示。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中所述记录气流测量值的步骤包含记录持续第二预定时间段通过所述气流传感器的气体流速。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述记录气流测量值的步骤包含向用户提供所述第二预定时间段开始的指示。

7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述启用或禁用所述装置的进一步操作的步骤包含将所述相关性分数与阈值分数比较，和在所述相关性分数超过所述阈值分数时启用所述装置的进一步操作。

8.根据任一前述权利要求所述的方法，其进一步包含在所述相关性分数超过所述阈值分数时基于所述气流测量值修改所述用户抽吸特征标志的步骤。

9.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述将所述气流测量值与所述用户抽吸特征标志比较的步骤包含比较以下参数中的一者或多者：

到抽吸结束的时间、到峰流速的时间、到第一最大流速的时间、到第一最小流速的时间、峰流速之间的时间、流速的变化率、峰流速的数目、峰流速下的流速、抽吸体积、峰流量比、流速比的变化率、抽吸间隔时间和曲线形状。

10.根据任一前述权利要求所述的方法，其进一步包含在所述将所述气流测量值与所述用户抽吸特征标志比较的步骤之前取决于当日时间修改所述记录的用户抽吸特征标志。

11.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述禁用所述系统的步骤包含禁用所述系统持续预定禁用时间段。

12.根据任一前述权利要求所述的方法，其包含存储多个用户抽吸特征标志，并且所述将所述气流测量值与所述用户抽吸特征标志比较的步骤包含将所述气流测量值与每个抽吸特征标志比较以提供多个相关性分数，和取决于所述多个相关性分数中哪一个最高来修改所述装置操作的所述操作。

13.一种当在吸入装置中在可编程控制器上执行时实行根据权利要求1到12中任一项所述的方法的计算机程序产品，所述吸入装置包含气体可以通过用户抽吸的动作而抽取通过的气流路径、在所述气流路径内的气流传感器以及存储器。

14.一种吸入装置，其包含：

经配置以控制所述装置的操作的控制器；

气体可以通过用户抽吸的动作而抽取通过的气流路径；

在所述气流路径内的气流传感器；以及

存储器，

其中所述控制器经配置以将存储于所述存储器中的用户抽吸特征标志与来自所述气流传感器的气流测量值比较以生成相关性分数，并且经配置以基于所述相关性分数的值启用或禁用所述装置的操作。

15.根据权利要求14所述的吸入系统，其中所述吸入系统是电操作吸烟系统。