CN107708456B - 电子气溶胶供给系统 - Google Patents

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Abstract

一种气溶胶输送设备(10)，包括：控制电路(550)，用于控制所述设备的操作模式；运动传感器(560)，被布置为检测所述设备的运动并将对应的运动检测信号输出到所述控制电路；以及空气流动传感器(215)，被布置为检测所述设备中的空气流动并将对应的空气流动检测信号输出到所述控制电路；其中，所述控制电路被配置为根据所述运动检测信号来确定何时存在与由使用者敲击所述设备相对应的敲击事件，并且根据所述空气流动检测信号来确定何时存在与所述设备中的空气流动相对应的空气流动事件，并且其中，所述控制电路被配置为响应于检测到包括至少一个敲击事件和至少一个空气流动事件的预定义事件序列来控制所述设备从第一操作模式切换到第二操作模式。

Description

电子气溶胶供给系统
技术领域
本公开涉及电子气溶胶(aerosol，烟雾剂)供给系统，诸如尼古丁输送系统(例如电子烟等)。
背景技术
诸如电子香烟(电子烟)的电子气溶胶供给系统通常包含源液体储存器，该源液体含有通常包括尼古丁的制剂，气溶胶从中产生，例如通过热蒸发而产生。用于气溶胶供给系统的气溶胶源因此可包括具有加热元件的加热器，所述加热元件被布置成例如通过毛细作用/毛细管作用从储存器接收源液体。当使用者在设备上吸气时，将电力供给到加热元件，以使加热单元附近的源液体汽化，以产生供使用者吸入的气溶胶。这种设备通常提供有一个或多个远离系统的烟嘴端的空气进入孔。当使用者吮吸连接到系统的烟嘴端的烟嘴时，空气通过进入孔吸入并经过气溶胶源。在气溶胶源与烟嘴中的开口之间连接有流动路径，这样使得流经气溶胶源吸入的空气沿着该流动路径继续到达烟嘴开口，其携带来自气溶胶源的一些气溶胶。携带气溶胶的空气通过供使用者吸入的烟嘴开口离开气溶胶供给系统。
电子烟将包括用于在使用期间激活加热器以使源液体汽化的机构。一种方法是提供手动激活机构，诸如使用者按下以激活加热器的按钮。在这样的设备中，加热器可在使用者按下按钮时被激活(即，被供电)，并且当使用者释放按钮时被禁用。另一种方法是提供自动激活机构，诸如压力传感器，该压力传感器布置成检测使用者何时通过在烟嘴上吸气而通过设备抽吸空气。在这样的设备中，当检测到使用者正在通过设备吸入时可激活加热器，并且当检测到使用者已经停止通过设备吸入时可禁用加热器。
一个考虑因素是电子烟设法避免加热器的意外或无意激活，加热器的意外或无意激活可能是由于多种原因而发生。例如，在基于按钮的激活机构的情况下，当设备处于使用者的口袋中时，存在按钮将被意外按下的风险。作为另一实例，在基于压力传感器的激活机构的情况下，例如当行进期间进入或离开隧道时，或者当改变高度(例如在飞机上)时，存在环境压力改变激活加热器的风险。还存在这样潜在的风险：加热器(以及因此的蒸气产生)由不是预定使用者的人激活，这个人拿起电子烟并且简单地模拟吸入的动作。
由于多种原因，意外/不期望的加热器启动可能是不期望的，例如，它可能浪费电池电力，并且在更严重的情况下可能导致电子烟损坏和/或对使用者造成伤害，或允许蒸汽供给给非预定的使用者。
描述了各种方法来寻求帮助解决这些问题中的一些。
发明内容
根据本文所述的一些实施例，提供了一种气溶胶输送设备，包括：控制电路，用于控制设备的操作模式；运动传感器，被布置成检测设备的运动并将对应的运动检测信号输出到控制电路；以及空气流动传感器，被布置成检测所述设备中的空气流动并将对应的空气流动检测信号输出到所述控制电路；其中，所述控制电路被配置为根据所述运动检测信号来确定何时存在与由使用者敲击所述设备相对应的敲击事件(tapping event)，并且根据所述空气流动检测信号来确定何时存在与所述设备中的空气流动相对应的空气流动事件，并且其中，所述控制电路被配置为响应于检测到包括至少一个敲击事件和至少一个空气流动事件的预定义事件序列来控制所述设备从第一操作模式切换到第二操作模式。
根据本文所述的一些实施例，提供了一种操作气溶胶输送设备以控制操作模式的方法，包括：使用运动传感器(所述运动传感器被布置成检测所述设备的运动并将对应的运动检测信号输出到所述控制电路)以及空气流动传感器(所述空气流动传感器被布置成检测所述设备中的空气流动并将对应的空气流动检测信号输出到所述控制电路)来检测何时存在包括至少一个敲击事件和至少一个空气流动事件的预定义事件序列，并且响应于存在预定义事件序列，将设备从第一操作模式切换到第二操作模式。
根据本文所述的一些实施例，提供了一种气溶胶输送设备，包括：控制装置，用于控制设备的操作模式；运动传感器装置，用于检测设备的运动并将对应的运动检测信号输出到控制装置；以及空气流动传感器装置，用于检测所述设备中的空气流动并将对应的空气流动检测信号输出到所述控制装置；其中，所述控制装置被配置成根据所述运动检测信号来确定何时存在与由使用者敲击所述设备相对应的敲击事件，并且根据所述空气流动检测信号来确定何时存在与所述设备中的空气流动相对应的空气流动事件，并且其中，所述控制装置被配置为响应于例如在预定的时间段内检测到包括至少一个敲击事件和至少一个空气流动事件的预定义事件序列来控制所述设备从第一操作模式切换到第二操作模式。
根据本文所述的一些实施例，提供了一种气溶胶输送设备，包括：控制元件，用于控制该设备的操作；运动传感器，用于检测使用者何时敲击该设备并响应于此将运动检测信号输出到所述控制元件；以及空气流动传感器，用于检测使用者何时通过所述设备进行吸气或吹气，并响应于此将空气流动检测信号输出到所述控制元件，其中，所述控制元件被配置为响应于例如在预定的时间段内所述控制元件接收的包括至少一个运动检测信号和至少一个空气流动检测信号的预定检测信号序列来控制所述设备的操作特性。
本文所述的方法不限于诸如以下阐述的具体实施例，而是包括并考虑本文呈现的特征的任何适当组合。例如，可根据本文描述的方法来提供电子气溶胶供给系统，其包括酌情在下面描述的各种特征中的任何一个或多个特征。
附图说明
现在将参考附图仅以实例的方式描述本发明的实施例，其中：
图1是根据一些实施例的诸如电子烟的电子气溶胶供给系统的示意(分解)图；
图2是根据一些实施例的图1的电子烟的主体部分的示意图；
图3是根据一些实施例的图1的电子烟的气溶胶源部分的示意图；
图4是示出根据一些实施例的图1的电子烟的主体部分的一端的某些方面的示意图；以及
图5是表示根据一些实施例的表示诸如电子烟的电子气溶胶供给系统的操作的示意流程图。
具体实施方式
本文讨论/描述了某些实例和实施例的各方面和特征。某些实例和实施例的一些方面和特征可常规地实现，并且为了简洁起见没有详细讨论/描述这些方面和特征。因此将意识到，可根据用于实现这些方面和特征的任何常规技术来实现在此讨论的没有详细描述的装置和方法的方面和特征。
如上所述，本公开涉及一种诸如电子烟的气溶胶供给系统。贯穿以下描述，有时使用术语“电子烟”，但是该术语可与气溶胶(蒸汽)提供系统互换使用。
图1是根据一些实施例的电子烟10形式的气溶胶/蒸汽供给系统的示意图(未按比例)。本文结合一些实例电子烟配置(例如，就设备的整体外观和一般操作特性而言，例如底层蒸汽生成技术)来描述本发明的某些实施例。然而，将理解的是，相同的原理可同样应用于具有不同整体配置(例如具有不同的整体外观、结构和/或蒸气生成技术)的气溶胶输送系统。
该实例中的电子烟10具有大致柱形的形状，沿着由虚线LA表示的纵向轴线延伸，并且包括两个主要部件，即主体20和雾化器30。雾化器包括内部腔室，腔室内包含源液体的储存器，源液体包括气溶胶由此产生的液体制剂；加热元件；和用于将源液体输送到加热元件附近的液体输送元件(在该实例中为芯吸元件)。在一些实例实施方式中，加热元件本身可提供液体输送功能。加热元件和提供液体传输功能的元件有时可统称为气溶胶发生器/气溶胶源/气溶胶形成构件/蒸发器/雾化器/蒸馏器。雾化器30进一步包括具有开口的烟嘴35，使用者可通过该开口吸入来自气溶胶发生器的气溶胶。源液体可以是用于电子烟的常规类型，例如包含溶解在包含甘油、水和/或丙二醇的溶剂中的0至5％尼古丁。源液体还可包含调味剂。用于源液体的储存器可包括壳体内的多孔基体或任何其他结构，用于保持源液体，直到需要将其输送到气溶胶发生器/蒸发器。在一些实例中，储存器可包括限定容纳自由液体的腔室的壳体(即，可不存在多孔基质)。
如下面进一步讨论的，主体20包括为电子烟10提供电力的可再充电电池单元或电池以及包括用于总体控制电子烟的控制电路的电路板。电路板还包括用于检测电子烟10的运动并将对应的运动检测信号输出到控制电路的运动传感器(例如加速度计)。应该理解的是，运动传感器不一定需要安装在电路板上，而是可等同地安装在电子烟10中的其他地方，具有用于将运动检测信号传送到控制电路的适当布线。
在运行使用时，即当加热元件从电池接收电力时，如由控制电路控制，加热元件使加热元件附近的源液体蒸发以产生气溶胶。使用者通过烟嘴中的开口吸入气溶胶。在使用者吸入期间，气溶胶沿着连接气溶胶源与烟嘴的开口之间的空气通路从气溶胶源被携带到烟嘴的开口。
在该具体实例中，如图1所示，主体20和雾化器30可通过在平行于纵向轴线LA的方向上分离而彼此分离，但当设备10在使用时通过连接部(在图1中示意性地表示为25A和25B)而结合在一起，以提供主体20和雾化器30之间的机械连接性和电连接性。当主体从雾化器30分离时，用于连接至雾化器的主体20上的电连接器还充当用于连接充电装置(未示出)的插座。充电装置的另一端可插入外部电源，例如USB插座，以对电子烟的主体20中的电池单元/电池进行充电或再充电。在其他实施方式中，可提供电缆用于主体上的电连接器和外部电源之间的直接连接和/或该设备可提供有单独的充电端口，例如符合USB格式之一的端口。
电子烟10提供有一个或多个用于空气进入的孔(图1中未示出)。这些孔连接到穿过电子烟10到烟嘴35的空气流动通道(空气流动路径)。空气通道包括围绕气溶胶源的区域和包括空气通路的部分，该空气通路从气溶胶源连接到烟嘴中的开口。
当使用者通过烟嘴35吸气时，空气通过一个或多个空气进入孔被吸入该空气通道，所述空气进入孔位于电子烟的外侧。该空气流动(或由此导致的压力变化)被空气流动传感器215(在这种情况下为压力传感器)检测，该空气流动传感器用于检测电子烟10中的空气流动并将对应的空气流动检测信号输出至控制电路。空气流动传感器560就其在电子烟中如何布置以产生空气流动检测信号的方面而言，可根据传统技术操作，所述空气流动检测信号指示何时存在通过电子烟的空气流动(例如，当使用者在烟嘴上吸气或吹气时)。
当使用者在使用中在烟嘴上进行吸入(吮吸/吹气)时，空气流穿过电子烟中的空气通道(空气流动路径)，并与气溶胶源周围区域的蒸气组合/混合而产生气溶胶。所产生的空气流和蒸气的组合继续沿从气溶胶源连接到供使用者吸入的烟嘴的空气流动路径行进。当源液体的供给耗尽(并且如果需要的话用另一个雾化器更换)时，可将雾化器30从主体20分离并处置。可替代地，雾化器可以可被再装填。
通常，除了修改为根据本文所述的方法和装置提供功能性的方面以外，电子烟的结构和操作可遵循气溶胶供给系统领域中的已建立的技术。因此，将理解的是，图1所示的电子烟10被呈现为根据本公开的气溶胶供给系统的一个实例实施方式，并且可在气溶胶供给系统的其他配置的上下文中采用各种其它实施方式。例如，在一些实施例中，雾化器30可提供为两个可分离的部件，即包括源液体储存器和烟嘴的套筒(当来自储存器的源液体被耗尽时可更换)和包括加热元件的蒸发器/气溶胶发生器(其通常被保留)。作为另一实例，充电设施和/或加热元件本身可连接到另外的或替代的电源，诸如汽车点烟器插座。更一般地，可理解的是，本文描述的本公开的实施例可结合基于蒸发/雾化源液体的电子气溶胶供给系统的任何设计实施，并且气溶胶供给系统的其他方面的底层操作原理和结构设计对于根据本文描述的实施例的操作原理是不重要的。
图2是图1的电子烟的主体20的示意图。图2通常可被认为是穿过电子烟的纵向轴线LA的平面中的横截面。注意主体的各种部件和细节，例如，诸如布线和更复杂的形状，为了清楚起见，从图2中省略。
如图2所示，主体20包括用于为电子烟10供电的电池单元或电池210以及包括控制电路550和运动传感器560的电路板555。在该实例中，控制电路550处于诸如专用集成电路(ASIC)或微控制器之类的用于控制电子烟10的芯片形式。包括控制电路550的电路板555可布置在电池210的旁边或一端。控制电路550可被提供为单个元件或多个分立元件。
该实例中的运动传感器560是常规的固态加速度计，例如手持电子装置(诸如智能电话和游戏机控制器)中经常使用的那种三轴MEMS加速度计。运动传感器560就其如何布置以生成运动检测信号方面而言可根据传统技术操作，该运动检测信号指示该设备何时经历加速。更一般地，运动传感器560可包括用于检测对象的运动的任何形式的运动检测技术。此外应理解的是，术语“加速度”在本文中被用来包括加速度和减速度，也就是说，加速度可沿着任何给定的方向是正的或负的。
控制电路550连接到压力传感器215以检测烟嘴35上的吸气，并且如上所述，检测电子烟中何时存在空气流动并且产生对应的空气流动检测信号的这个方面可以是常规的。
除了根据通常建立的技术被配置为支持电子烟的常规操作方面之外，控制电路550还根据本文所述的本公开的实施例进行配置，以控制电子烟的操作模式并且具体地基于从运动传感器560和/或空气流动传感器215接收的信号来控制电子烟何时在不同的操作(使用)模式之间切换，如下面进一步讨论的。
主体20进一步包括盖225，以密封和保护电子烟的远端(末端)。在盖225内或附近提供有空气进入孔，以便当使用者在烟嘴35上吸气时，允许空气进入主体并流过传感器单元215。
在主体20的与盖225相反的一端是连接器25B，用于将主体20连接到雾化器30。连接器25B提供主体20和雾化器30之间的机械连接和电连接。连接器25B包括主体连接器240，其是金属的(在一些实施例中镀银)以用作用于与雾化器30电连接(正或负)的一个端子。连接器25B进一步包括电触点250以提供第二端子，该第二端子用于电连接到与第一端子(即，主体连接器240)极性相反的雾化器30。电触点250安装在螺旋弹簧255上。当主体20附接到雾化器30时，雾化器上的连接器25A推压电触点250以这样的方式沿着轴向方向，即，平行于纵向轴线LA(与其共同对齐)，压缩螺旋弹簧。考虑到弹簧255的弹性特性，这种压缩偏压弹簧255使之膨胀，这具有将电触头250牢固地推靠在连接器25A上的作用，从而有助于确保主体20和雾化器30之间良好的电连接。主体连接器240与电触点250之间通过由非导体(诸如塑料)制成的间隔件260分隔开，以提供两个电端子之间的良好绝缘。间隔件260被成形为协助连接器25A和25B的相互机械接合。
图3是根据一些实施例的图1的电子烟的雾化器30的示意图。通常可将图3看作通过电子烟的纵向轴线LA的平面中的横截面。注意，与其他图一样，该设备的各种部件和细节，诸如布线和更复杂的形状，为了清楚起见而被省略。
雾化器30包括气溶胶源365；368，气溶胶源布置在空气通道355中，空气通道355沿雾化器30的中心(纵向)轴线从烟嘴35延伸到连接器25A，该连接器用于将雾化器连接到主体20。气溶胶源包括与芯吸元件(液体输送元件)368相邻的电阻加热元件365，芯吸元件布置成将源液体从源液体的储存器360传送到加热元件365的附近以用于加热。
该实例中的源液体的储存器360设置在空气通道335的周围，并且可例如通过提供浸泡在源液体中的棉花或泡沫来实现。芯吸元件365的端部与储存器360中的源液体接触，这样使得液体沿着芯吸元件被拉到与加热元件365的范围相邻的位置。
芯吸元件368和加热元件365的一般配置可遵循常规技术。例如，在一些实施方式中，芯吸元件和加热元件可包括单独的元件，例如，缠绕/围绕在柱形芯上的金属加热丝，芯例如由玻璃纤维束、线或纱组成。在其他实施方式中，芯吸元件和加热元件的功能可由单个元件提供。也就是说，加热元件本身可提供芯吸功能。因此，在各种实例实施方式中，加热元件/芯吸元件可包括以下中的一个或多个：金属复合结构，诸如来自Bakaert的多孔烧结金属纤维介质
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金属泡沫结构，例如从三菱综合材料公司可获得的那种；多层烧结金属丝网，或折叠的单层金属丝网，诸如Bopp；金属编织物；或与金属丝缠绕的玻璃纤维或碳纤维组织。“金属”可以是与电池连接/组合使用的具有适当电阻率的任何金属材料。加热元件的合成电阻通常在0.5-5欧姆的范围内。可使用低于0.5欧姆的值，但可能会使电池过载。例如，“金属”可以是NiCr合金(例如NiCr8020)或FeCrAl合金(例如“Kanthal”)或不锈钢(例如AISI 304或AISI 316)。
加热元件365通过线366和367供电，线366和367又经由连接器25A并且在控制电路355的控制下而能连接到电池210的相反两极(正极和负极，反之亦然)(电力线366和367与连接器25A之间的布线细节为了表示简单在图3中省略)。
连接器25A包括内电极375，内电极375可以是镀银的或者由其它合适的金属制成。当雾化器30连接到主体20时，内电极375接触主体20的电触点250，以在雾化器和主体之间提供第一电气路径。具体而言，当连接器25A和25B接合时，内电极375推压电触点250以压缩螺旋弹簧255，从而有助于确保内电极375和电触点250之间的良好电接触。
内电极375被绝缘环372围绕，绝缘环372可由塑料、橡胶、硅树脂或任何其它合适的材料制成。绝缘环由雾化器连接器370包围，该雾化器连接器可镀银或由一些其他合适的金属或导电材料制成。当雾化器30连接到主体20时，雾化器连接器370接触主体20的主体连接器240以在雾化器和主体之间提供第二电气路径。换句话说，内电极375和雾化器连接器370用作正极和负极端子(反之亦然)，用于在控制电路550的控制下经由电源线366和367将主体内电池210的电力供给到雾化器中的加热元件365。
雾化器连接器370提供有两个凸耳或凸片380A、380B，它们沿远离电子烟的纵向轴线的相反方向延伸。这些凸片用于提供与主体连接器240相结合的卡口式配件，用于将雾化器30连接到主体20。该卡口式配件在雾化器30和主体20之间提供了安全且牢靠的连接，以使得雾化器和主体相对于彼此保持在固定的位置而没有摆动或弯曲，并且任何意外断开的可能性非常小。与此同时，卡口式配件提供简单且快速的连接和断开，通过插入随后旋转进行连接，旋转(沿相反方向)随后抽出进行断开。应该理解的是，其他实施例可使用主体20和雾化器30之间的不同形式的连接，诸如搭扣配合或螺纹连接。
图4是根据一些实施例的在主体20的端处的连接器25B某些细节的示意图(但是为了清楚起见，省略了如图2所示的连接器的大部分内部结构，诸如间隔件260)。具体地，图4示出了主体20的外部壳体201，其通常具有柱形管的形式。该外部壳体201可包括例如具有纸或类似物的外部覆盖物的金属内管。
主体连接器240从主体20的这个外部壳体201延伸。如图4所示的主体连接器包括两个主要部分：中空柱形管的形状的轴部分241，其尺寸被设计成恰好配合在主体20的外部壳体201内部；以及远离电子烟的主纵向轴线(LA)沿径向向外方向的唇缘部分242。围绕主体连接器240的轴部分241(在这里轴部分不与外部壳体201重叠)的是套环或套管290，该套环或套管290也是柱形管的形状。套环290被保持在主体连接器240的唇缘部分242和主体的外部壳体201之间，这两者一起防止套环290沿轴向方向(即平行于轴线LA)的运动。然而，套环290可围绕轴部分241(并且因此也是轴线LA)自由旋转。
如上所述，盖225提供有空气进入孔以便当使用者在烟嘴35上吸气时，允许空气流动经过传感器215。但是，对于该具体实例气溶胶供给系统，当使用者吸气时，进入该设备的大部分空气如图4中的两个箭头所示流过套环290和主体连接器240。
如上所述，根据本公开的一些实施例的一些实例气溶胶输送设备设法帮助解决或减少与气溶胶输送设备的意外/不期望的激活相关的一些问题。这在一些实例实施方式中通过以下方式实现：控制电路基于从运动传感器(例如加速度计)和空气流动传感器(例如压力传感器)接收到的信号控制何时气溶胶输送设备在不同的操作模式(使用模式)之间切换。
图1至4所示的电子烟10可以以多种不同的模式运行。在可被称为活动模式(active mode，运行模式)或蒸汽发生模式的一个操作模式中，控制电路550被配置为使电力从电池210被供给到加热元件365(例如通过驱动适当配置的晶体管开关)以使加热元件附近的液体汽化以供使用者吸入。在可被称为待机模式或就绪模式的另一种操作模式中，控制电路550可被配置为切断对加热元件365的电力供给，使得不产生蒸气，而是当根据从压力传感器215接收到的信息/信号确定使用者正在电子烟的烟嘴吸气时自动地切换到活动模式(并因此向加热元件供电)。在可被称为安全模式或关闭模式的另一种模式中，控制电路550被配置成防止向加热元件365供电，使得不产生蒸气，但与待机模式不同，在安全模式中，控制电路未被配置为仅仅响应于使用者在该设备上吸气而自动切换到活动模式。而是，在安全模式下，控制电路被配置为响应于例如在预定时间段内从加速度计560和压力传感器215接收的预定义信号组合而切换到活动模式。
因此，根据本公开的一些实施例的某些实例实施方式，该控制电路被配置为(1)根据从加速度计接收的运动检测信号来确定何时存在与由使用者敲击电子烟对应的敲击时间(2)根据从空气流动传感器接收的空气流动检测信号来确定何时存在与在设备中检测到的空气流动相对应的空气流动事件(例如，由于使用者在烟嘴上吸气)。控制电路还被配置为响应于在预定义的时间段内检测到包括至少一个敲击事件和至少一个空气流动事件的预定义事件序列来控制设备从安全(关闭)模式切换到活动(使用中)模式。在一个具体实例中，预定义事件序列可包括两个敲击事件，接着是空气流动事件，并且预定义时间段可以是三秒。因此，为了将电子烟从安全模式切换到活动模式，使用者敲击设备两次并在三秒内开始吸气。这将设备切换到向加热元件供电的活动模式，这样使得当使用者继续在设备上吸气时，由加热元件产生的蒸气可被吸入。将理解的是，在不同的实现方式中预定义的时间段可以是不同的。例如，在一些情况下，预定义的时间段可以是五秒，而不是三秒。
敲击事件例如可对应于使用者用他或她的手指在表面上敲击电子烟或者敲击设备。这样的敲击将产生电子烟的相对短暂的加速，这反映在来自加速度计的运动检测信号中。因此，控制电路可被配置为处理从加速度计接收的运动检测信号以通过识别何时运动检测信号指示电子烟的加速度的发生大于阈值加速量的情况来确定何时已经存在敲击事件。给定配置的电子烟的合适的阈值加速量例如可在该特定的电子烟的设计阶段凭经验确定。使用的适当值取决于许多因素，例如引起敲击检测的预期启动力和设备的质量。例如，在一个实施方式中，如果控制电路确定电子烟已经经受大于约5m/s2(0.5g)或小于50ms(0.05s)的加速，则可确定发生了敲击事件。
例如，空气流动事件可对应于使用者在电子烟上吸气。这将在设备中产生空气流动，根据常规技术该空气流动反映在来自压力传感器的空气流动检测信号中。因此，控制电路可被配置为处理从压力传感器接收到的信号，以通过识别何时空气流动检测信号指示设备的空气流动路径中的压力变化大于阈值压力变化量来确定何时存在空气流动事件。压力变化例如可通过比较当前的压力测量结果与先前时间段(例如1、2、3、4、5或10秒)的压力测量值的运行平均值来测量。在另一个实施方式中，控制电路可被配置为处理从压力传感器接收到的信号，以通过识别何时空气流动检测信号指示设备的空气流动路径中的压力已经超过(例如下降)阈值压力水平来确定何时存在空气流动事件。在任何情况下，适当的阈值水平可再次在特定的电子烟的设计阶段凭经验确定。使用的合适的值将取决于多个因素，例如预期的吸入作用力和意图产生空气流动检测事件的对应空气流动速率，以及压力传感器如何耦合到设备的流动路径(其将针对给定吸入力确定传感器处的压降)。在一个具体的实例实施方式中，控制电路550可被配置为如果压力传感器指示相对于先前的压力测量结果(或者之前的多次压力测量结果的平均值)所测量的压力变化(例如下降)大于30帕斯卡，则确定空气流动事件已经开始。
当设备处于活动模式时，控制电路监视使用者何时被认为已经停止在设备上吸气。当控制电路确定使用者已经停止在设备上吸气时，控制电路控制设备从活动模式切换到待机模式。使用者何时停止在设备上吸气的确定可基于根据常规技术从压力传感器接收到的信号。因此，当处于活动模式时，控制电路可被配置为处理从压力传感器接收到的信号，以通过识别何时空气流动检测信号指示压力变化大于阈值压力变化量来确定何时存在空气流动减少事件。在这点上，检测空气流动减少事件(当使用者停止在设备上吸气时)的过程可遵循与检测空气流动事件的过程(当使用者开始在设备上吸气时)相同的一般原理，除了压力变化将是一个不同的方向。因此，当压力传感器信号指示相对于先前时段(例如0.5、1或2秒)的压力测量的运行平均值的至少阈值压力变化时，可认为空气流动减少事件发生。在另一个实施方式中，控制电路可被配置为处理从压力传感器接收到的信号以通过识别何时空气流动检测信号指示设备的空气流动路径中的压力已经超过(例如，升高超过)阈值压力水平来确定何时存在空气流动减少事件。在任何情况下，用于识别空气流动减少事件的适当的阈值水平可再次在特定的电子烟的设计阶段凭经验确定。使用的合适值将再次取决于许多因素，例如意图引起空气流动减少事件的空气流动速率下降的大小，以及压力传感器如何耦合到设备的流动路径。在一个具体的实例实施方式中，控制电路550可被配置为如果压力传感器指示相对于先前的压力测量结果(或者之前的多次压力测量结果的平均值)所测量的压力变化(例如增加)大于30帕斯卡，则识别空气流动减少事件已经发生。
当设备处于待机模式时，控制电路被配置为监视与使用者在电子烟上吸气相对应的空气流动事件，并且如果检测到这种情况则切换回活动模式。也就是说，从待机模式切换到活动模式的过程与从安全模式切换到活动模式的过程是不同的。具体而言，从安全模式切换到活动模式是基于在预定时间段内检测到至少一个敲击事件(加速事件)和至少一个空气流动事件(吸气事件)的预定序列，而从待机模式切换到活动模式仅基于检测到空气流动事件(吸气事件)。
当设备处于待机模式时，除了监视空气流动事件以确定是否切换回到活动模式之外，控制电路还监视进一步的预定义事件序列，例如包括在预定的时间段内(例如在一秒或两秒内)发生的多个敲击事件，例如两个敲击事件。如果识别出这种预定义事件序列，则控制电路被配置为将电子烟从待机模式切换回安全模式。一旦一阶段使用完成后，这为使用者提供了一种使设备方便返回到安全模式的方式(即，在使用者已经在几分钟内进行多次抽吸之后，在这期间，电子烟根据使用者何时在设备上吸气自动地在活动模式和待机模式之间切换)。可替代地或者附加地，如果控制电路确定电子烟已经保持在待机模式的时间长于预定的阈值持续时间(也就是说，在预定的阈值持续时间内没有检测到空气流动事件)，则控制电路可被配置为从待机模式切换到安全模式。例如，如果设备已经保持在待机模式超过5、10、15或20分钟或者取决于设备如何配置的另一时段，控制电路可被配置为将电子烟从待机模式切换到安全模式。这与操作的其他方面(诸如用于从安全模式切换到活动模式的预定义事件顺序)可在一些实例实施方式中是使用者可配置的。
图5是示意性地表示根据本文所述原理的根据本公开的某些实施例的操作电子蒸汽供给系统的方法的步骤的流程图。因此，在图1至4所示的实例电子烟的背景下，控制电路550被配置为根据图5中所示的方法提供功能。
处理在步骤S1中开始，在该步骤中假定设备处于安全模式。例如，当主体20和雾化器30首先连接和/或首先给控制电路加电时，这可以是默认的操作模式。
在步骤S2中，控制电路监视来自加速度计560和压力传感器215的输出信号，以便如上所述识别何时发生敲击事件和空气流动事件。
在步骤S3中，控制电路确定在预定时间段内是否发生了至少一个敲击事件和至少一个空气流动事件的预定序列。如上所述，在该实例实施方式中，预定义的序列对应于在3秒的时段内的两个敲击事件，随后是空气流动事件。
在这种情况下，步骤S3可在实践中由控制电路记录何时出现敲击事件实施，然后针对每个空气流动事件检查在前3秒中是否存在两个敲击事件。在这个具体的实例中，假设预定义的序列包括在相关时段中的两个并且仅两个敲击事件。也就是说，预定义时段内的三个(或更多)敲击事件之后跟随空气流动事件将不被认为与预定义的序列对应，并且不会导致控制电路将电子烟从安全模式切换到活动模式。然而，在另一个实施方式中，在预定义的时段内出现两个敲击事件，随后是空气流动事件，则可将电子烟从安全模式切换到活动模式，而不管在该序列发生之前的预定时段中是否存在额外的敲击事件或空气流动事件。也就是说，在一些实施方式中，在三秒时段内的三个(或更多)敲击事件之后跟随空气流动事件也可将设备从安全模式切换到活动模式。类似地，在一些实施方式中，一个空气流动事件之后跟随两个敲击事件之后跟随另一个空气流动事件，可将设备从安全模式切换到活动模式。
在一些其他实例中，步骤S3可在实践中由控制电路实施，该控制电路识别何时存在与预定义序列相关联的相关数量的敲击事件的发生，然后在预定时间内监视空气流动检测事件。如果在相关时间段内检测到空气流动检测事件，则确定预定义的事件顺序已经发生，并且如果在该时间段内未检测到空气流动检测事件，则确定用于将设备从安全模式切换出的预定义的事件序列没有发生(尽管如下所述可作为将设备切换到安全模式的指令，但是它尚未处于安全模式)。在这个意义上，可理解的是，要检测事件序列的预定义的时间段可与从序列的最后的敲击事件到随后的空气流动检测事件的时间相关联，而不是所有的敲击事件和空气流动事件发生的时间。也就是说，在预定时间段内包括至少一个敲击事件和至少一个空气流动事件的预定义事件序列的检测应该被解释为对包括与预定义时间段关联发生的至少一个敲击事件和至少一个空气流动事件的预定义事件序列的检测。
如果在步骤S3中确定在预定时间段内没有发生预定义的事件序列，则处理遵循“否”的分支，从步骤S3返回到步骤S2，其中控制电路继续监视来自加速度计和压力传感器的输出信号，以识别何时出现敲击事件和空气流动事件。
另一方面，如果在步骤S3中确定在预定时间段内已经发生了预定义的事件序列，则处理遵循“是”的分支，从步骤S3到步骤S4。
在步骤S4中，控制电路用于将电子烟从安全模式切换到活动模式。因此，在这个实例中，控制电路使得电力被供给到电子烟的加热元件，这样使得蒸汽产生并且可被使用者吸入。
在电子烟保持活动模式的同时，控制电路继续监视压力传感器信号以确定使用者何时停止在电子烟上吸入(即，当存在空气流动减少事件时)，如在步骤S5中示意性示出的。
如果在步骤S5中确定没有空气流动减少事件(即，使用者仍在电子烟上吸入)，则控制电路维持对加热元件进行电力供给，同时继续监视何时存在空气流动减少事件，如图5中的步骤S6示意性示出的。
另一方面，如果在步骤S5中确定存在空气流动减少事件，也就是说确定使用者已经停止吸入电子烟，则处理遵循“是”的分支，从步骤S5到步骤S7。
在步骤S7中，控制电路用于将电子烟从活动模式切换到待机模式，即，控制电路切断加热元件的电力供应。
在步骤S8中，当处于待机模式时，控制电路监视来自加速度计560和压力传感器215的输出信号，以识别何时发生敲击事件和空气流动事件。
在步骤S9中，控制电路根据步骤S8中的监视确定是否发生以下任一情况：
(A)检测到空气流动事件(即，使用者在电子烟上吸气)；
(B)检测到在预定义时间段内包括至少一个敲击事件的预定义序列。这个预定义序列与用于将设备从安全模式切换到活动模式的预定义序列不同，例如它可以是在一秒内两个敲击事件的序列；
(c)电子烟保持待机模式持续预定义时间段，例如15分钟。
如果这些情况都没有发生，那么控制电路被配置为将电子烟维持在待机模式，如图5中在步骤S10示意性地示出的。
另一方面，如果确定情况(A)已经发生，即，在电子烟处于待机模式时检测到空气流动事件，则控制电路被配置为遵循“是-A”的分支，从步骤S9返回步骤S4，其中，电子烟返回活动模式(蒸汽发生模式)。
另一方面，如果确定情况(B)或情况(C)已经发生，即在一秒内检测到两个敲击事件或者电子烟保持在待机模式超过15分钟，则控制电路被配置为遵循“是-B或C”的分支，从步骤S9到步骤S11，使电子烟从待机模式切换回安全模式。处理然后可返回到步骤S2并如上所述继续。
相应地，步骤S9的处理允许使用者通过在设备上简单地吸气而在正在进行的使用期间容易地将电子烟从待机模式返回到活动模式。可替代地，使用者可通过在使用者完成使用期间时的相关时间内中执行预定义的禁用序列(即，在该具体实例中在一秒内的两次敲击)来手动地将电子烟返回到安全模式。如果使用者不采取任何行动，例如由于使用者已经完成了正在进行的使用时段，而没有手动地将电子烟返回到安全模式，则电子烟在连续花费在待机模式中的预定时间段(在这个实例中是15分钟)之后自动返回到安全模式。
在一些实施方式中，用于将设备从安全模式切换出的预定义事件序列(例如，与图5中的步骤S3相关联)包括在给定数量的敲击事件之后在一段时间内跟随有空气流动事件，并且用于将设备切换回安全模式的预定义的事件序列(例如，与图5中的步骤S9中的情况(B)相关联)包括在相同给定数量的敲击事件之后在一段时间(其可能与将设备切换出安全模式的时间段相同或不同)内没有跟随空气流动事件。
因此，根据上述原理中的一些原理，提供了一些方法，其有助于在设备处于安全模式时帮助降低气溶胶供给系统的气溶胶产生操作模式的无意/意外激活的风险。这是通过依靠预定时段内的至少一个敲击事件和至少一个空气流动事件的预定义序列的出现来实现的，以使设备从安全模式切换到活动模式。当使用者停止在设备上吸气时，设备可自动从活动模式切换到待机模式。此外，根据某些实施例的方法允许使用者在正在进行的使用时段期间在活动模式和待机模式之间方便地切换，这是通过根据是否正在通过设备抽吸空气而自动地在这些模式之间切换。此外，一旦使用者已经完成使用时段，则使用者可通过在对应的时间段内执行至少一个敲击事件的预定义序列(例如，在该实例中一秒内两次敲击)而容易地将设备返回到安全模式)。如果设备保持待机模式没有使用超过预定时间段，设备可能会自动返回到安全模式。
在电子烟的情况下，根据在此描述的原理的方法对于使用者可能是特别方便的，因为在使用之前敲击设备的过程模仿与常规香烟相关联的常见使用者行为，使用者将经常敲击所述常规香烟，例如在使用前，帮助在烟的端部包装散装烟草。
将意识到的是，根据本公开的某些实施例可实现上述装置和方法的各种修改。
例如，可理解的是，可定义各种不同的预定义序列，以使设备在不同的操作之间切换。例如，不同的实现方式可采用不同的激活序列，而不是在三秒钟内依靠两个敲击事件和一个空气流动事件的序列来激活设备(即，从安全模式切换到活动模式)。此外，在一些实例中，使用者可被提供选择他们自己的优选的激活序列的能力和/或可具有用于将设备从安全模式切换到活动模式的多个不同的激活序列。
将进一步理解的是，除了上面讨论的各种实例操作模式(安全模式，活动模式和待机模式)之外，根据一些实施例的设备还可支持其他操作模式。
例如，设备可另外支持可被称为锁定模式的内容。就设备如何配置以防止向加热元件供电而言，锁定模式可大致类似于安全模式，但是与安全模式不同，在锁定模式下，设备不会响应将设备从安全模式切换到活动模式的敲击和空气流动事件的预定义序列而切换到活动模式。相反，需要不同的处理来将设备切换出锁定模式，例如可以是使用者定义的更加复杂的敲击和空气流动事件序列，或者使用者的一些其他输入，例如在与该设备通信地连接的设备(诸如智能电话)上输入个人识别码(PIN)。因此，锁定模式提供了可能被认为是防止无意激活加热器的比安全模式更深层的保护，其具有更复杂的禁用机制。
在上述实例中，假定加速度计是三轴加速度计，并且每当沿任何方向存在加速度的阈值量时都可认为出现了敲击事件。然而，在其他实例实施方式中，控制电路可被配置为仅响应于沿着给定方向(例如沿着电子烟的纵向轴线)的加速度来检测敲击事件。这可能是因为，例如，加速度计仅被配置为测量沿着该轴线的加速度，或者因为控制电路被配置为处理来自多轴加速度计的输出以确定沿着该轴线的分量。此外，控制电路可被配置为处理来自多轴加速度计的信号并且分别检测不同方向上的敲击事件。例如，控制电路被配置为区分纵向敲击事件(沿着设备的纵向轴线的加速度)和横向敲击事件(垂直于设备的纵向轴线的加速度)。在这种情况下，用于在操作模式之间切换的预定义序列可包括沿着不同方向的敲击事件的组合，例如两个纵向(端上)敲击，随后是一个横向(侧面上)敲击。
此外，虽然在上述实例中，空气流动事件主要对应于使用者在电子烟上吸气，原则上，空气流动事件可等同于使用者在电子烟上吹气。例如，用于将电子烟从安全模式切换到活动模式的激活序列可包括：在抽吸以吸入产生的气溶胶之前，使用者多次敲击设备且然后对设备吹气。
在一些情况下，响应于检测到预定的敲击和/或空气流动事件序列，控制电路可被配置为将设备从安全模式切换到待机模式，而不是直接切换到活动模式。在一些情况下，预定义的信号可仅包括敲击事件。例如，控制电路可被配置成响应于检测到在预定义时段内发生的敲击事件的预定义序列，有或没有相关的空气流动事件，均将设备从安全模式切换到待机模式或活动模式。
将进一步理解的是，上面给出的定时是根据某些实施方式的实例，但是可以是不同的，并且在其他实施方式中，还可以是使用者可配置的。例如，用于从安全模式(第一操作模式)切换到活动模式(第二操作模式)的预定义事件序列的预定义时间段可以不是3秒而是不同的时间段，例如它可以是在从包括以下各项的组中选择的范围中的一段时间：1秒到1.5秒；1.5秒到2秒；2秒到2.5秒；2.5秒到3秒；3秒到3.5秒；3.5秒到4秒；少于5秒而少于10秒。类似地，设备从待机模式(第三操作模式)自动切换到安全模式(第一操作模式)所经历的预定时间段可以不是15分钟而是不同的时间，例如它可以是选自包括以下各项的组的范围内的时间：1分钟至1.5分钟；1.5分钟到2分钟；2分钟至2.5分钟；2.5分钟到3分钟；3分钟到3.5分钟；3.5分钟至4分钟；5分钟到10分钟；以及10分钟到20分钟。
因此，已经描述了一种气溶胶输送设备，其包括控制电路，用于控制设备的操作模式；运动传感器，被布置为检测设备的运动并且将对应的运动检测信号输出到控制电路；以及空气流动传感器，被布置成检测设备中的空气流动并将对应的空气流动检测信号输出到控制电路。控制电路被配置成根据运动检测信号来确定何时存在与由使用者敲击设备相对应的敲击事件，并根据空气流动检测信号来确定何时存在与设备中检测到空气流动对应的空气流动事件。控制电路进一步被配置为响应于检测到在预定时间段内包括至少一个敲击事件和至少一个空气流动事件的预定义事件序列，控制设备从诸如待机模式的第一操作模式切换到诸如活动模式的第二操作模式。
尽管上述实施例在某些方面集中于一些具体实例气溶胶供给系统，但是将理解，可将相同的原理应用于使用其他技术的气溶胶供给系统。也就是说，根据本文所述的方法，与确定加热元件是否出现故障状态无直接关系的气溶胶供给系统的各个方面的具体方式对于某些实施例隐含的原理是不重要的。例如，基于在US2011/0226236[1]中公开的系统的配置可用在其他实施方式中。
为了解决各种问题和改进技术，本公开通过说明示出了可实施要求保护的发明的各种实施例。本公开的优点和特征仅是实施例的现有样本，并且不是穷尽的和/或排他的。仅以帮助理解和教导要求保护的发明来呈现它们。要理解，本公开的优点、实施例、实例、功能、特征、结构和/或其他方面不被认为是对权利要求所限定的本公开的限制或对权利要求的等同物的限制，并且可使用其它实施例，并且可进行修改而不脱离权利要求的范围。除了本文具体描述的那些之外，各种实施例可合适地包括、包含、实质包含所公开的元件、部件、特征、部件、步骤、装置等的各种组合，并且因此将认识到，从属权利要求可与除了权利要求中明确阐述的组合之外的组合中的独立权利要求的特征组合。本公开可包括目前没有要求保护的其他发明，但是可在将来要求保护。

Claims (21)

1.一种气溶胶输送设备，包括：
控制电路，用于控制所述设备的操作模式；
运动传感器，被布置成检测所述设备的运动并且将对应的运动检测信号输出到所述控制电路；以及
空气流动传感器，被布置成检测所述设备中的空气流动并将对应的空气流动检测信号输出到所述控制电路；
其中，所述控制电路被配置为根据所述运动检测信号来确定何时存在与由使用者敲击所述设备相对应的敲击事件，并且根据所述空气流动检测信号来确定何时存在与所述设备中的空气流动相对应的空气流动事件，并且其中，所述控制电路被配置为响应于检测到包括至少一个敲击事件和至少一个空气流动事件的预定义事件序列来控制所述设备从第一操作模式切换到第二操作模式。
2.根据权利要求1所述的气溶胶输送设备，其中，所述预定义事件序列包括至少一个敲击事件之后跟随至少一个空气流动事件。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的气溶胶输送设备，其中，所述预定义事件序列包括多个敲击事件。
4.根据权利要求1和2中任一项所述的气溶胶输送设备，其中，所述预定义事件序列包括两个敲击事件之后跟随一个空气流动事件。
5.根据权利要求1所述的气溶胶输送设备，其中，所述预定义事件序列包括与预定义的时间段相关联地发生的所述至少一个敲击事件和所述至少一个空气流动事件。
6.根据权利要求5所述的气溶胶输送设备，其中，所述预定义的时间段在从包括以下各项的组中选择的范围内：1秒至1.5秒；1.5秒到2秒；2秒到2.5秒；2.5秒到3秒；3秒到3.5秒；3.5秒到4秒；少于5秒；以及少于10秒。
7.根据权利要求1和2中任一项所述的气溶胶输送设备，其中，所述设备包括加热元件，并且其中，从所述第一操作模式到所述第二操作模式的所述切换包括所述控制电路激活对所述加热元件的电力供给。
8.根据权利要求1和2中任一项所述的气溶胶输送设备，其中，所述控制电路进一步被配置为根据所述空气流动检测信号来确定当所述设备处于所述第二操作模式时何时存在与所述设备中的空气流动的减少对应的空气流动减少事件，并且响应于所述空气流动减少事件，控制所述设备从所述第二操作模式切换到第三操作模式，在所述第三操作模式中，所述控制电路被配置为响应于检测到空气流动事件控制所述设备切换回所述第二操作模式。
9.根据权利要求1和2中任一项所述的气溶胶输送设备，其中，所述运动传感器是加速度计。
10.根据权利要求9所述的气溶胶输送设备，其中，所述控制电路被配置为当所述运动检测信号指示所述设备已经经历超过阈值加速度的加速度时，则确定已经发生敲击事件。
11.根据权利要求1和2中任一项所述的气溶胶输送设备，其中，所述空气流动传感器包括压力传感器，该压力传感器被配置为测量所述设备的空气流动路径中的气压。
12.根据权利要求11所述的气溶胶输送设备，其中，所述控制电路被配置为当所述空气流动检测信号指示所述设备的所述空气流动路径中的压力变化大于阈值压力变化时，和/或当所述空气流动检测信号指示所述空气流动路径中的压力已经超过阈值压力水平时，则确定已发生空气流动事件。
13.根据权利要求1和2中任一项所述的气溶胶输送设备，其中，所述控制电路进一步被配置为响应于检测到第二预定义事件序列而控制所述设备从所述第二操作模式切换到所述第一操作模式，所述第二预定义事件序列与用于将所述设备从所述第一操作模式切换到所述第二操作模式的预定义事件序列不同。
14.根据权利要求13所述的气溶胶输送设备，其中，所述第二预定义事件序列包括在限定的时间段内没有跟随空气流动事件的至少一个敲击事件。
15.根据权利要求1和2中任一项所述的气溶胶输送设备，其中，所述控制电路进一步被配置为响应于在预定时间段内没有检测到空气流动事件而控制所述设备从所述第二操作模式切换到所述第一操作模式。
16.根据权利要求15所述的气溶胶输送设备，其中，所述预定时间段在从包括以下各项的组中选择的范围内：1分钟至1.5分钟；1.5分钟到2分钟；2分钟至2.5分钟；2.5分钟到3分钟；3分钟到3.5分钟；3.5分钟至4分钟；5分钟到10分钟；以及10分钟到20分钟。
17.根据权利要求15所述的气溶胶输送设备，其中，所述控制电路被配置为响应于接收到配置设定信息而调整所述预定时间段。
18.根据权利要求1和2中任一项所述的气溶胶输送设备，进一步包括电源、加热元件和用于源液体的储存器，其中，所述控制电路被配置为控制从所述电源到所述加热元件的电力供给以在所述加热元件附近选择性地从源液体产生气溶胶。
19.一种操作气溶胶输送设备以控制操作模式的方法，所述方法包括：使用运动传感器和空气流动传感器检测何时存在包括至少一个敲击事件和至少一个空气流动事件的预定义事件序列，所述运动传感器被布置成检测所述设备的运动并且将对应的运动检测信号输出到控制电路，所述空气流动传感器被布置成检测所述设备中的空气流动并且将对应的空气流动检测信号输出到所述控制电路，并且所述方法包括响应于存在所述预定义事件序列，将所述设备从第一操作模式切换到第二操作模式。
20.一种气溶胶输送设备，包括：
控制装置，用于控制所述设备的操作模式；
运动传感器装置，用于检测所述设备的运动并将对应的运动检测信号输出到所述控制装置；以及
空气流动传感器装置，用于检测所述设备中的空气流动并将对应的空气流动检测信号输出到所述控制装置；
其中，所述控制装置被配置成根据所述运动检测信号来确定何时存在与由使用者敲击所述设备相对应的敲击事件，并且根据所述空气流动检测信号来确定何时存在与所述设备中的空气流动相对应的空气流动事件，并且其中，所述控制装置被配置为响应于检测到包括至少一个敲击事件和至少一个空气流动事件的预定义事件序列，控制所述设备从第一操作模式切换到第二操作模式。
21.一种气溶胶输送设备，包括：
控制元件，用于控制所述设备的操作；
运动传感器，用于检测使用者何时敲击所述设备，并响应于此将运动检测信号输出到所述控制元件；以及
空气流动传感器，用于检测使用者何时通过所述设备进行吸气或吹气，并响应于此将空气流动检测信号输出到所述控制元件；
其中，所述控制元件被配置为响应于由所述控制元件接收的包括至少一个运动检测信号和至少一个空气流动检测信号的预定义检测信号序列来控制所述设备的操作特性。
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