CN108697161A - 用于气溶胶递送设备的接近度感测 - Google Patents

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Abstract

控制主体(102)与料筒(104)耦合或者能与料筒(104)耦合，该料筒(104)装备有加热元件(222)且包含气溶胶前体组合物，控制主体和料筒形成气溶胶递送设备。控制主体包括控件(208)，用于控制加热元件以激活气溶胶前体组合物的组分并使气溶胶前体组合物的组分蒸发。接近度传感器(248、252)检测控制主体附近的物体的存在，而无需与该物体进行任何物理接触。接近度传感器或控制部件响应于如此检测到的物体的存在来控制气溶胶递送设备的至少一个功能元件的操作。在另一方面，料筒可包括接近度传感器以便检测气溶胶前体组合物的水平，并可响应于如此检测到的气溶胶前体组合物的水平来控制(多个)功能元件的操作。

Description

用于气溶胶递送设备的接近度感测
技术领域
本公开涉及诸如吸烟制品之类的气溶胶递送设备，并且更具体地涉及可利用电生成的热量来生产气溶胶的气溶胶递送设备(例如，通常被称为电子香烟的吸烟制品)。吸烟制品可配置成加热气溶胶前体，所述气溶胶前体可结合可由烟草制得或来源于烟草或以其它方式结合烟草的材料，所述前体能够形成供人消耗的可吸入物质。
背景技术
数年以来，已提出许多吸烟设备作为需要燃烧烟草用于使用的吸烟产品的改良或替代品。这些设备中有许多据称已设计成提供与香烟、雪茄或烟斗相关联的感觉，但不会递送因烟草燃烧所造成的大量的不完全燃烧物和热解产物。为了这个目的，已提出了利用电能来雾化或加热挥发性材料或尝试在不燃烧烟草的情况下在很大程度上提供香烟、雪茄或烟斗的感觉的众多吸烟产品、风味生成器和药用吸入器。例如，参见在Robinson等人的美国专利第7,726,320号、以及Collett等人的美国专利第8,881,737号中所描述的背景技术中阐述的各种替代性吸烟制品、气溶胶递送设备和热生成源，这些文献通过引用结合于此。再参见，例如Bless等人的美国专利公开第2015/0216232号中的商标名称和商业来源所参考的各种类型的吸烟制品、气溶胶递送设备和电动热生成源，所述专利以引用的方式并入本文中。另外，也已经在以下专利文献中提出了各种类型的电动气溶胶和蒸汽递送设备：Sears等人的美国专利公开第2014/0096781号和Minskoff等人的美国专利公开第2014/0283859号以及Sears等人于2014年5月20日提交的美国专利申请序列第14/282,768号；Brinkley等人于2014年5月23日提交的美国专利申请序列第14/286,552号；Ampolini等人于2014年7月10日提交的美国专利申请序列第14/327,776号；以及Worm等人于2014年8月21日提交的美国专利申请序列第14/465,167号；所有这些文献通过引用结合于此。
发明内容
本公开涉及气溶胶递送设备、形成这种设备的方法，和这种设备的元件。本公开包括但不限于以下示例实现。
示例实现1：一种与料筒耦合或者能够与料筒耦合的控制主体，所述料筒装备有加热元件且包含气溶胶前体组合物，所述控制主体与所述料筒耦合或者能够与所述料筒耦合以便形成气溶胶递送设备，在所述气溶胶递送设备中，所述加热元件被配置为激活所述气溶胶前体组合物的组分并使所述气溶胶前体组合物的组分蒸发，所述控制主体包括：壳体；并且在所述壳体内，控制部件，所述控制部件被配置为以活动模式操作，在所述活动模式中，所述控制主体与所述料筒耦合，处于所述活动模式中的所述控制部件被配置为控制所述加热元件以便激活所述气溶胶气体组合物的组分，并使所述气溶胶气体组合物的组分蒸发；以及接近度传感器，所述接近度传感器被配置为检测所述控制主体附近的物体的存在而不需要与所述物体进行任何物理接触，所述接近度传感器或所述控制部件还配置为响应于如此检测到的所述物体的存在来控制所述气溶胶递送设备的至少一个功能元件的操作。
示例实现2：前述或任何随后的示例实现或其任意组合的控制主体，其中所述接近度传感器为电感式、电容式、超声、霍尔效应、光电或非机械磁接近度传感器。
示例实现3：任何前述或任何随后的示例实现或其任意组合的控制主体，其中所述接近度传感器被配置为在用户可编程的范围内检测所述物体的存在。
示例实现4：任何前述或任何随后的示例实现或其任意组合的控制主体，其中所述接近度传感器被配置为检测所述物体的存在包括被配置为在测量满足阈值的情况下获得所述测量并检测所述物体的存在，并且其中所述阈值是用户可编程的，以便取决于特定用户，使得所述接近度传感器被配置为检测所述特定用户的存在。
示例实现5：任何前述或任何随后的示例实现或其任意组合的控制主体，其中所述至少一个功能元件的所述操作是用户可编程的。
示例实现6：任何前述或任何随后的示例实现或其任意组合的控制主体，其中所述接近度传感器或控制部件被配置为控制至少一个功能元件包括被配置为控制感觉反馈构件以便提供用户可感知的反馈。
示例实现7：任何前述或任何随后的示例实现或其任意组合的控制主体，其中所述接近度传感器或控制部件被配置为控制至少一个功能元件包括被配置为改变所述至少一个功能元件的功率状态。
示例实现8：任何前述或任何随后的示例实现或其任意组合的控制主体，其中所述接近度传感器或控制部件被配置为改变所述功率状态包括被配置为改变通信接口的所述功率状态，该通信接口耦合到所述控制部件并被配置为启用无线通信。
示例实现9：任何前述或任何随后的示例实现或其任意组合的控制主体，其中所述接近度传感器或所述控制部件被配置为控制至少一个功能元件包括被配置为控制至少一个功能元件以便改变所述气溶胶递送设备的锁定状态。
示例实现10：任何前述或任何随后的示例实现或其任意组合的控制主体，其中所述接近度传感器还配置为响应于如此检测到的所述物体的存在而输出接近度检测信号，其中所述控制主体还包括流量传感器，该流量传感器配置为检测通过所述壳体的至少一部分的空气流，并响应于如此检测到的所述空气流而输出气流检测信号，并且其中，所述接近度传感器或控制部件被配置为控制至少一个功能元件的操作包括所述控制部件被配置为响应于所述接近度检测信号和所述气流检测信号两者而启动活动模式下的操作，并且其中控制所述加热元件以便激活所述气溶胶前体组合物的组分并使所述气溶胶前体组合物的组分蒸发。
示例实现11：任何前述或任何随后的示例实现或其任意组合的控制主体，其中所述接近度传感器包括第一和第二电容式接近度传感器，其被配置为分别测量第一和第二电容，该第一和第二电容分别指示用户和参考的存在，其中所述接近度传感器还配置为从所述第一和第二电容计算所述用户的出汗水平，或者输出或输出对应于所述第一和第二电容的信号以便所述控制部件从所述第一和第二电容计算所述用户的所述出汗水平，并且其中所述接近度传感器或控制部件还配置为控制至少一个功能元件的操作包括还配置为响应于所述用户的汗液的存在和出汗水平控制至少一个功能元件的操作。
示例实现12：任何前述或任何随后的示例实现或其任意组合的控制主体，其中所述接近度传感器或控制部件被配置为控制至少一个功能元件包括被配置为向服务平台上传与由所述接近度传感器检测到的所述物体的存在相关联的数据。
示例实现13：一种与控制主体耦合或者能够与控制主体耦合的料筒，所述控制主体装备有控制部件，所述控制主体与所述料筒耦合或者能够与所述料筒耦合以便形成气溶胶递送设备，所述料筒包括：壳体，所述壳体限定被配置为保持气溶胶前体组合物的储集器；加热元件，所述加热元件被配置为以活动模式操作，在所述活动模式中，所述料筒与所述控制主体耦合，所述活动模式中的所述加热元件能够由所述控制部件控制以便激活所述气溶胶前体组合物的组分并使所述气溶胶前体组合物的组分蒸发；以及接近度传感器，所述接近度传感器被配置为检测所述储集器中的所述气溶胶前体组合物的水平，而不需要与所述气溶胶前体组合物进行任何物理接触，所述接近度传感器或控制部件被配置为响应于如此检测到的所述气溶胶前体组合物的水平来控制所述气溶胶递送设备的至少一个功能元件的操作。
示例实现14：任何前述或任何随后的示例实现或其任意组合的料筒，其中所述接近度传感器为电容式、超声、霍尔效应、光电或非机械磁接近度传感器。
示例实现15：任何前述或任何随后的示例实现或其任意组合的料筒，其中所述接近度传感器包括第一和第二电容式接近度传感器，其被配置为分别测量第一和第二电容，该第一和第二电容分别指示水平和参考，并且所述接近度传感器被配置为检测所述气溶胶前体组合物的水平包括被配置为从所述第一和第二电容计算所述气溶胶前体组合物的水平，或者输出或输出对应于所述第一和第二电容的信号，以便所述控制部件从所述第一和第二电容计算所述气溶胶前体组合物的水平。
示例实现16：任何前述或任何随后的示例实现或其任意组合的料筒，其中所述接近度传感器或控制部件被配置为控制至少一个功能元件包括被配置为控制感觉反馈构件以便提供用户可感知的反馈。
示例实现17：任何前述或任何随后的示例实现或其任意组合的料筒，其中所述接近度传感器或所述控制部件被配置为控制至少一个功能元件包括被配置为控制至少一个功能元件以便改变所述气溶胶递送设备的锁定状态。
示例实现18：任何前述或任何随后的示例实现或其任意组合的料筒，其中所述接近度传感器或控制部件被配置为控制至少一个功能元件包括被配置为向服务平台上传与由所述接近度传感器检测到的所述气溶胶前体组合物的水平相关联的数据。
通过阅读以下详细描述连同下文简要描述的附图将了解本公开的这些和其它特征、方面和优点。本公开包含阐述于本公开中的两个、三个、四个或更多个特征或元件的任何组合，而不管这类特征或元件是否在本文中所描述的特定示例实现中明确地组合或以其它方式引用。本公开旨在整体阅读以使得在本公开的方面和示例实现中的任何一个中其任何可分离特征或元件应视为既定的，即可组合的，除非本公开的上下文另外明确规定。
因此，将理解，本简要发明内容是仅出于概述一些示例实现，以便提供本公开的一些方面的基本理解的目的而提供的。因此，将领会，上文所描述的示例实现仅是示例，且不应解释为以任何方式限制本公开的范围或精神。通过结合借助于示例说明一些所描述示例实现的原理的附图做出以下详细描述，其它示例实现、方面和优点将变得显而易见。
附图说明
因此，已经以前述总括方式对本公开作了描述，现在参照附图，这些附图不一定按比例绘制，且在附图中：
图1图示根据本公开的示例实现的包括耦合到控制主体的料筒的气溶胶递送设备的侧视图；
图2是根据各种示例实现的气溶胶递送设备的局部剖视图；以及
图3和图4图示了根据各种示例实现的接近度传感器。
具体实施方式
现在将在下文中参考本公开的示例实现更充分地描述本公开。描述这些示例实现以使得本公开透彻且完整，且将本公开的范围充分传达给所属领域的技术人员。实际上，本公开能以许多不同形式来具体化，且不应解释为限于本文中所阐述的实现方案；相反，提供这些实现方案，使得本公开将满足适用的法律要求。如在说明书和所附权利要求书中所使用，除非上下文另外明确规定，否则单数形式“一(a/an)”、“所述(the)”及类似用语包含多个指示物。
如下文中所描述，本公开的示例实现涉及气溶胶递送系统。根据本公开的气溶胶递送系统使用电能来加热材料(优选无需以任何显著程度燃烧材料)以形成可吸入物质；且这类系统的部件具有制品的形式，最优选的是视为手持式设备的充分紧凑型。即，优选的气溶胶递送系统的部件的使用不导致在主要由于烟草燃烧或热解的副产物产生的气溶胶的意义上的烟雾的产生，相反，那些优选系统的使用导致由于其中结合的某些组分的挥发或蒸发所引起的蒸汽的产生。在一些示例实现中，气溶胶递送系统的部件可以表征为电子烟，且那些电子烟最优选地结合烟草和/或来源于烟草的组分，且因此以气溶胶形式递送来源于烟草的组分。
某些优选气溶胶递送系统的气溶胶生成件可提供抽吸通过点燃和燃烧烟草(且因此吸入烟草烟雾)所使用的香烟、雪茄或烟斗的许多感觉(例如，吸入和呼出习惯、口味或风味类型、感官效应、身体感觉、使用习惯、视觉线索，诸如由可见气溶胶提供的那些视觉线索，等等)，而无任何显著程度的燃烧其任何组分。例如，本公开的气溶胶生成件的用户可极类似于吸烟者使用传统类型的吸烟制品来握持且使用所述件，在所述件的一个端部上抽吸以吸入由所述件产生的气溶胶，在所选择的时间间隔获取或抽吸喷烟等等。
本公开的气溶胶递送系统还可以表征为蒸汽产生制品或药物递送制品。因此，这种制品或设备可以被适配以提供一种或多种可吸入形式或状态的物质(例如，风味剂和/或药物活性成分)。例如，可吸入物质可以大体上呈蒸汽形式(即，在低于其临界点的温度下呈气相的物质)。可替换地，可吸入物质可以是气溶胶形式(即，气体中细固体颗粒或液滴的悬浮液)。为简单起见，不管是否可见且不管是否是可能视为烟雾状的形式，如本文中所使用的术语“气溶胶”意图包括适合于人类吸入的形式或类型的蒸汽、气体和气溶胶。
本公开的气溶胶递送系统通常包括提供于外部主体或壳(其可称为壳体)内的多个部件。外部主体或壳的总体设计可变化，且可限定气溶胶递送设备的总体尺寸和形状的外部主体的型式或配置可变化。通常，类似于香烟或雪茄的形状的细长主体可由单个一体式壳体形成，或所述细长壳体可由两个或更多可分离的主体形成。例如，气溶胶递送设备可以包括可大体上呈管状形状的细长壳体或主体，且因此类似于常规香烟或雪茄的形状。在一个示例中，气溶胶递送设备的部件中的所有部件包含在一个壳体内。替代地，气溶胶递送设备可以包括两个或大于两个接合且可分离的壳体。例如，气溶胶递送设备可以在一端具有控制主体，该控制主体包括包含一个或多个可重复使用的部件(例如，诸如可再充电电池和/或超级电容器的蓄电池以及用于控制该物品的操作的各种电子器件)的壳体，并且在另一端且可移除地与其可耦合地具有包含可丢弃部分(例如，可丢弃含香料盒)的外部主体或外壳。
本公开的气溶胶递送系统最优选地包括以下部件的某个组合：功率源(即，电功率源)、至少一个控制部件(例如，用于诸如通过控制电流流过功率源到制品的其他部件来致动、控制、调节和停止用于热量生成的功率的装置，例如单独地或作为微控制器的一部分的微处理器)、加热器或热生成构件(例如，电阻加热元件或其他部件，其单独地或与一个或多个进一步的元件组合通常可以被称为“雾化器”)、气溶胶前体组合物(例如，通常在施加足够热时能够产生气溶胶的液体，诸如通常被称为“烟汁(smoke juice)”、“电子烟液(e-liquid)”以及“电子烟汁(e-juice)”的成分)以及允许在气溶胶递送设备上抽吸以吸入气溶胶的口端区或尖端(例如，贯穿制品的所限定的空气流路径，以使得可以在抽吸时从此处吸取生成的气溶胶)。
鉴于下文中提供的进一步的公开内容，本公开的气溶胶递送系统内的部件的更特定型式、配置以及布置将是显而易见的。此外，在考虑可商购的电子气溶胶递送设备(诸如，本公开的背景技术部分中引用的那些代表性产品)时，可以理解各种气溶胶递送系统部件的选择和布置。
在各种示例中，气溶胶递送设备可以包括配置成保存气溶胶前体组合物的储集器。储集器尤其可由多孔材料(例如，纤维材料)形成，且因此可以被称为多孔衬底(例如，纤维衬底)。
用作气溶胶递送设备中的储集器的纤维衬底可以是由多种纤维或长丝形成的织造或非织造材料，且可由天然纤维和合成纤维中的一种或两种形成。例如，纤维衬底可包括玻璃纤维材料。在特定示例中，可以使用醋酸纤维素材料。在其它示例实现中，可以使用碳材料。储集器可以大体上呈容器的形式，且可以包括其中所包括的纤维材料。
图1图示了根据本公开的各种示例实现的气溶胶递送设备100的侧视图，该气溶胶递送设备100包括控制主体102和料筒104。具体地说，图1图示耦合到彼此的控制主体和料筒。控制主体和料筒能以运作关系可拆卸地对准。各种机构可以将料筒连接到控制主体从而产生螺纹接合、压入配合接合、过盈配合、磁性接合等等。在一些示例实现中，当料筒和控制主体处于组装配置时，气溶胶递送设备可以是大体上棒状、大体上管状形状或大体上圆柱形状。气溶胶递送设备的横截面也可以是大致矩形或菱形，这可以使其本身与大体上平坦或薄膜的功率源(诸如包括扁平电池的功率源)更好的兼容。料筒和控制主体可包括可由多种不同材料中的任一种形成的分离的、各自的壳体或外部主体。所述壳体可由任何适合的结构上合理的材料形成。在一些示例中，壳体可由诸如不锈钢、铝等等之类的金属或合金形成。其它适合的材料包括各种塑料(例如，聚碳酸酯)、金属电镀塑料(metal-platingover plastic)、或陶瓷等等。
在一些示例实现中，气溶胶递送设备100的控制主体102或料筒104中的一个或这两个可以被称为可丢弃的或可重复使用的。例如，控制主体可具有可替换电池或可再充电电池，且因此可与任何类型的再充电技术组合，所述再充电技术包括诸如通过通用串行总线(USB)缆线或连接器连接到典型的壁式充电器、连接到汽车充电器(即，点烟器插座)、连接到计算机、连接到光伏电池(有时称为太阳能电池)或太阳能电池的太阳能电池板或连接到RF到DC转换器。另外，在一些示例实现中，料筒可包括如公开于Chang等人的美国专利第8,910,639号中的单次使用式料筒，所述专利通过全文引用结合于此。
图2更具体地图示根据一些示例实现的气溶胶递送设备100。如在其中所示的剖视图中所见，气溶胶递送设备可以再次包括控制主体102和料筒104，每个都包括多个相应的部件。图2中图示的部件代表可存在于控制主体和料筒中的部件，且并不旨在限制本公开所涵盖的部件的范围。如所示，例如，控制主体可由控制主体壳206形成，所述控制主体壳可包括控制部件208(例如单独或作为微控制器的一部分的微处理器)、流量传感器210、功率源212以及一个或多个发光二极管(LED)214，且这类部件可以可变方式被对准。功率源可包括例如电池(可丢弃的或可再充电的)、固态电池、薄膜固态电池、超级电容器等、或它们的某种组合。在Sur等人于2015年10月21提交的美国专利申请序列第14/918,926号中提供了合适的功率源的一些示例，该文献通过引用被结合。LED可以是气溶胶递送设备100可被装备有合适的视觉指示器的一个示例。除了诸如LED之类的视觉指示器之外或作为对诸如LED之类的视觉指示器的替代，可包括诸如音频指示器(例如，扬声器)、触觉指示器(例如，振动电机)等的其他指示器。
料筒104可由料筒壳216形成，该料筒壳216封围被配置为保持气溶胶前体组合物的储集器218，并包括加热器222(有时称为加热元件)。在各种配置中，该结构可被称为罐(tank)；并且相应地，术语“料筒”、“罐”等可以可互换地使用以指代封围用于气溶胶气体组合物的储集器并包括加热器的壳或其他壳体。
如所示，在一些示例中，储集器218可以与液体输送元件220处于流体连通，该液体输送元件220被适配成芯吸或以其他方式将存储在储集器壳体中的气溶胶前体组合物输送到加热器222。在一些示例中，阀门可以定位在储集器与加热器之间，且配置成控制从储集器传送或递送到加热器的气溶胶前体组合物的量。
可以采用配置成当电流被施加通过其时产生热量的材料的各种示例以形成加热器222。这些示例中的加热器可以是电阻加热元件，诸如，线圈、微加热器等。可以形成加热元件的示例材料包含康泰尔(Kanthal；FeCrAl)、镍铬合金(Nichrome)、不锈钢、二硅化钼(MoSi2)、硅化钼(MoSi)、掺杂有铝的二硅化钼(Mo(Si,Al)2)、石墨和石墨基材料(例如，碳基发泡体和纱线)以及陶瓷(例如，正或负温度系数陶瓷)。在下文进一步描述在根据本公开的气溶胶递送设备中的可使用的加热器或加热构件的示例实现，且可并入到诸如如本文中所描述的图2中所图示的设备中。
开口224可存在于料筒壳216中(例如，在口端处)以允许从料筒104释放所形成的气溶胶。
料筒104还可以包含一个或多个电子部件226，所述电子部件可包括集成电路、存储器部件、传感器等等。电子部件可适用于通过有线或无线装置与控制部件208和/或与外部设备通信。电子部件可以定位在料筒或其底座228内的任何位置处。
尽管单独地图示控制部件208和流量传感器210，但应理解，控制部件和流量传感器可组合为具有直接附接到其上的空气流量传感器的电子电路板。进一步，电子电路板可以相对于图1的图示被水平地定位，因为电子电路板可以在长度上平行于控制体的中心轴线。在一些示例中，空气流量传感器可包括其自身的电路板或其可附接到的其它底座元件。在一些示例中，可利用柔性电路板。柔性电路板可以被配置成各种形状，包括基本上管状形状。在一些示例中，柔性电路板可与如下文进一步描述的加热器衬底组合、层叠到其上或形成所述加热器衬底的部分或全部。
控制主体102和料筒104可以包括适用于促进它们之间的流体接合的部件。如图2中所图示，控制主体可包括其中具有空腔232的耦合器230。料筒的底座228可适用于接合耦合器，并且可包括适用于在空腔内配合的突出部234。这类接合可促进控制主体与料筒之间的稳定连接，以及建立在控制主体中的功率源212和控制部件208与料筒中的加热器222之间的电连接。进一步，控制主体壳206可包括进风口236，所述进风口可以是壳中的连接到耦合器的凹口，所述凹口允许耦合器周围的环境空气通过并进入壳，接着在所述壳处该环境空气穿过耦合器的空腔232并通过突出部234进入料筒中。
根据本公开有用的耦合器和底座描述于Novak等人的美国专利申请公开第2014/0261495号中，所述专利以全文引用的方式并入本文中。例如，如图2中所见的耦合器230可以限定被配置为与底座228的内周边240匹配的外周边238。在一个示例中，底座的内周边可以限定半径，所述半径基本上等于或略大于耦合器的外周边的半径。进一步，耦合器可以限定外周边处的一个或多个突起242，所述突起配置成与限定在底座的内周边处的一个或多个凹槽244接合。然而，可采用结构、形状和部件的各种其他示例来将底座耦合到耦合器。在一些示例中，料筒104的底座与控制主体102的耦合器之间的连接可以是基本上永久性的，然而在其他示例中，它们之间的连接可以是可释放的，使得例如控制主体可与可以是可丢弃式和/或可再填充的一个或多个额外料筒一起重复使用。
在一些示例中，气溶胶递送设备100可以是基本上棒状或基本上管状形状或基本上圆柱形状的。在其他示例中，涵盖了进一步的形状和尺寸，例如，矩形或三角形横截面、多面形状等等。
图2中示出的储集器218可以是容器或者可以是纤维储集器，如当前所描述的。例如，在这个示例中，储集器可以包括一层或多层非织造纤维，所述非织造纤维基本上形成为环绕料筒壳216的内部的管的形状。气溶胶前体组合物可以保存在储集器中。液体组分例如可以通过储集器以吸附方式保存。储存器可以与液体输送元件220流体连接。在这个示例中，液体输送元件可以经由毛细管作用(capillary action)将存储在储集器中的气溶胶前体组合物输送到金属导线线圈形式的加热器222。因此，加热器与液体输送元件一起在加热布置中。在下文进一步描述在根据本公开的气溶胶递送设备中有用的储集器和输送元件的示例实现，且这类储集器和/或输送元件可以并入到如本文中所描述的如图2中所图示的设备中。具体来说，如下文进一步描述的加热构件和输送元件的特定组合可并入到如本文中所描述的如图2中所图示的设备中。
在使用时，当用户在气溶胶递送设备100上抽吸时，由流量传感器210检测到空气流，并且加热器222被激活以使气溶胶前体组合物的组分蒸发。在气溶胶递送设备的口端上抽吸使得环境空气进入进风口236并穿过耦合器230中的空腔232和底座228的突出部234中的中心开口。在料筒104中，被抽吸的空气与所形成的蒸气组合以形成气溶胶。搅动、吸吮或以其它方式将气溶胶从加热器抽吸出且在气溶胶递送设备的口端中的开口224排出。
在一些示例中，气溶胶递送设备100可以包括多种额外的软件控制的功能。例如，气溶胶递送设备可以包括配置成检测功率源输入、功率源端子上的负载和充电输入的功率源保护电路。功率源保护电路可以包括短路保护和欠压锁定(under-voltage lock out)和/或过电压充电保护。气溶胶递送设备还可以包括用于环境温度测量的部件，且其控制部件208可以配置成控制至少一个功能元件，从而在充电开始之前或在充电期间，如果环境温度低于某一温度(例如，0℃)或高于某一温度(例如，45℃)，则抑制功率源充电-尤其是任何电池的充电。
来自功率源212的功率递送可以根据功率控制机制随设备100上的每次喷烟的过程而变化。设备可以包括“长喷烟”安全计时器，使得在用户或部件故障(例如，流量传感器210)引起设备试图连续喷烟的情况下，控制部件208可以控制至少一个功能元件以在一段时间(例如，四秒)之后自动终止喷烟。进一步，设备上的多次喷烟之间的时间可以限制为小于一段时间(例如，100秒)。如果气溶胶递送设备的控制部件或在气溶胶递送设备上运行的软件变得不稳定且不能在适当的时间间隔(例如，八秒)内维护监视(watchdog)安全计时器，则该计时器可以自动地重置该气溶胶递送设备。在流量传感器210有缺陷或者以其他方式出故障的情况下，可以提供进一步的安全保护，诸如，通过永久地禁用气溶胶递送设备以便防止无意的加热。在压力传感器故障使设备连续激活而不在四秒最长喷烟时间之后停止的情况下，喷烟限制开关可以停用设备。
气溶胶递送设备100可以包括喷烟跟踪算法，该喷烟跟踪算法配置成用于一旦针对所附接的料筒已达到所定义数量的喷烟(基于根据料筒中的电子烟液进料计算出的可用喷烟的数量)，进行加热器锁定。气溶胶递送设备可以包括睡眠、待机或低功率模式功能，由此可以在所定义的不使用时段之后自动切断功率递送。可以提供进一步的安全保护，体现在功率源212的所有充电/放电循环可以由控制部件208在其寿命期间进行监测。在功率源已达到预定数量(例如，200)的完全放电和完全再充电循环的等效之后，可以将其声明为耗尽，并且控制部件可以控制至少一个功能元件以防止功率源的进一步充电。
根据本公开的气溶胶递送设备的各种部件可以从本领域中描述的并且可商购的部件中选择。在Peckerar等人的美国专利申请公开第2010/0028766号中描述了可根据本公开而使用的电池的示例，该文献通过引用整体结合于此。
当期望气溶胶生成时(例如，当在使用期间抽吸时)，气溶胶递送设备100可以结合用于控制到加热器222的电功率的供应的传感器210或另一传感器或检测器。如此，例如，提供一种当在使用期间不抽吸气溶胶递送设备时断开到加热器的功率，且在抽吸期间接通功率以致动或触发由加热器生成热的方式或方法。感测或检测机构的附加代表性类型、其结构和配置、其部件以及其操作的一般方法描述于Sprinkel,Jr.的美国专利第5,261,424号、McCafferty等人的美国专利第5,372,148号以及Flick的PCT专利申请公开第WO2010/003480号中，所述文献全部通过引用整体结合于此。
气溶胶递送设备100最优选地包含用于在抽吸期间控制到加热器222的电功率的量的控制部件208或另一控制机构。电子部件的代表性类型、其结构和配置、其特征以及其操作的一般方法描述于Gerth等人的美国专利第4,735,217号、Brooks等人的美国专利第4,947,874号、McCafferty等人的美国专利第5,372,148号、Fleischhauer等人的美国专利第6,040,560号、Nguyen等人的美国专利第7,040,314号、Pan的美国专利第8,205,622号、Fernando等人的美国专利申请公开案第2009/0230117号、Collet等人的美国专利申请公开案第2014/0060554号、Ampolini等人的美国专利申请公开案第2014/0270727号以及Henry等人于2014年3月13日提交的美国专利申请序列第14/209,191号中，所述专利全部以全文引用的方式并入本文中。
用于支持气溶胶前体的代表性类型的衬底、储集器或其他部件描述于Newton的美国专利第8,528,569号、Chapman等人的美国专利申请公开案第2014/0261487号、2013年8月28日提交的Davis等人的美国专利申请序列第14/011,992号以及2014年2月3日提交的Bless等人的美国专利申请序列第14/170,838号中，所述文献全部通过引用整体结合于此。
另外，某些类型的电子烟内的各种芯吸材料以及那些芯吸材料的配置和操作阐述于Sears等人的美国专利申请公开第2014/0209105号中，该文献通过引用整体结合于此。
气溶胶前体组合物(又称为蒸气前体组合物)可包括多种组分，作为示例，所述多种组分包括多元醇(例如，丙三醇、丙二醇或其混合物)、尼古丁、烟草、烟草提取物和/或调味剂。代表性类型的气溶胶前体组分和制剂还在Robinson等人的美国专利第7,217,320号和Zheng等人的美国专利公开第2013/0008457号、Chong等人的美国专利公开第2013/0213417号、Collett等人的美国专利公开第2014/0060554号、Lipowicz等人的美国专利公开第2015/0020823号、和Koller的美国专利公开第2015/0020830号、以及Bowen等人的WO2014/182736中被阐述和被表征，这些文献的公开内容通过引用结合于此。可以采用的其他气溶胶前体包括已经被包括在R.J.ReynoldsVapor公司生产的产品、帝国烟草公司(Imperial Tobacco Group PLC)生产的BLUTM产品、Mistic Ecigs生产的MISTICMENTHOL产品和CN Creative有限公司生产的VYPE产品中的气溶胶前体。用于已经可从Johnson Creek Enterprises LLC获得的电子香烟的所谓的“烟汁”也是符合人意的。
可以在气溶胶递送设备100中采用产生视觉提示或指示器的附加的代表类型的部件，诸如视觉指示器和相关部件、音频指示器、触觉指示器等等。合适的LED部件的示例以及其配置和用途描述于Sprinkel等人的美国专利第5,154,192号、Newton的美国专利第8,499,766号、Scatterday的美国专利第8,539,959号以及2014年2月5日提交的Sears等人的美国专利申请序列第14/173,266号中，所述文献全部通过引用整体结合于此。
可并入到本公开的气溶胶递送设备中的其他特征、控件或部件描述于Harris等人的美国专利第5,967,148号、Watkins等人的美国专利第5,934,289号、Counts等人的美国专利第5,954,979号、Fleischhauer等人的美国专利第6,040,560号、Hon的美国专利第8,365,742号、Fernando等人的美国专利第8,402,976号、Katase的美国专利申请公开案第2005/0016550号、Fernando等人的美国专利申请公开案第2010/0163063号、Tucker等人的美国专利申请公开案第2013/0192623号、Leven等人的美国专利申请公开案第2013/0298905号、Kim等人的美国专利申请公开案第2013/0180553号、Sebastian等人的美国专利申请公开案第2014/0000638号、Novak等人的美国专利申请公开案第2014/0261495号以及DePiano等人的美国专利申请公开案第2014/0261408号中，所述文献全部通过引用整体结合于此。
控制部件208包括数个电子部件，并且在一些示例中，可以由支撑且电连接电子部件的印刷电路板(PCB)形成。电子部件可包括微处理器或处理器核和存储器。在一些示例中，控制部件可以包括具有集成的处理器核和存储器的微控制器，且可以进一步包括一个或多个集成的输入/输出外围设备。在一些示例中，控制部件可以耦合到通信接口246以启用与一个或多个网络、计算设备或其他适当使能的设备的无线通信。在Marion等人于2015年3月4日提交的美国专利申请序列第14/638,562号中公开了合适的通信接口的示例，该文献的内容通过引用整体结合于此。并且根据其气溶胶递送设备可以配置成无线地进行通信的合适的方式的示例公开于Ampolini等人的2014年7月10日提交的美国专利申请序列第14/327,776号和Henry,Jr.等人于2015年1月29提交的美国专利申请序列第14/609,032号中，所述文献中的每一个通过引用整体结合于此。
根据一些示例实现，控制主体102可以包括接近度传感器248，该接近度传感器248配置为检测控制主体附近的物体的存在，而不需要与该物体进行任何物理接触。合适的接近度传感器的示例包括电感式、电容式、超声、霍尔效应、光电或非机械磁接近度传感器。合适的接近度传感器的一个特定示例包括来自马里兰州诺伍德的Analog Devices公司的电容式接近度传感器和AD7150或AD7151电容转换器。
接近度传感器248或控制部件208可以配置为响应于如此检测到的物体的存在来控制气溶胶递送设备100的至少一个功能元件的操作。气溶胶递送设备可以以多种不同方式中的任何一种被配置用于多种不同应用中的任何一种，并且在一些示例中可以是用户可编程的以用于不同应用。更具体地，在一些示例中，该用户可编程性可以扩展到接近度传感器的范围、(多个)功能元件的操作等。作为另一示例，接近度传感器可以在测量满足阈值的情况下获得测量并检测物体的存在，并且该阈值可以是用户可编程的，以便取决于特定用户，使得接近度传感器被配置为检测特定用户的存在。
可以响应于物体的存在来以多种不同方式中的任何一种对气溶胶递送设备100的(多个)功能元件进行控制。例如，可以控制感觉反馈构件250(例如，LED、听觉元件、振动元件)以便提供用户可感知的反馈(例如，视觉、听觉、触觉反馈)。附加地或替代地，接近度传感器248或控制组件208可以改变至少一个功能元件(诸如通信接口246)的功率状态。例如，这可以包括从低功率状态激活通信接口以及可能的其他功能元件。
作为另一个示例，可以控制(多个)功能元件以便改变气溶胶递送设备100的锁定状态。这可以包括例如在检测到用户的存在时使气溶胶递送设备的一个或多个部件能够进行操作。类似的功能也可以用于将气溶胶递送设备的活动模式操作限制为仅流量传感器210检测到通过气溶胶递送设备的空气流并且接近度传感器248检测到用户的存在的那些情况。更具体地，例如，接近度传感器可以响应于如此检测到的物体的存在而输出接近度检测信号，并且流量传感器可以响应于检测到通过气溶胶递送设备的至少一部分的空气流而输出气流检测信号。然后，控制部件208可以被配置为响应于接近度检测信号和气流检测信号两者而启动活动模式下的操作，并且其中控制加热元件以便激活和蒸发气溶胶前体组合物的组分。
除了涉及从低功率状态激活(多个)功能元件或者解锁气溶胶递送设备100以用于活动模式操作的应用之外或代替该应用，接近度传感器248可以实现更多数量的应用。在一些示例中，可以设置接近度传感器的范围以便能够将气溶胶递送设备用作警告系统。气溶胶递送设备及其接近度传感器可用于检测邻近气溶胶递送设备的用户的入侵者或野生动物的存在，并控制感觉反馈构件250以便提供用户可感知的反馈来警告用户。在另一个示例中，气溶胶递送设备及其接近度传感器可用于检测携带气溶胶递送设备的用户的车辆、人或接近移动车辆的其他物体的存在，并控制感觉反馈构件以便提供用户可感知的反馈来警告用户。
在一些示例中，具有接近度传感器248的气溶胶递送设备100可用作汗液检测器以检测来自其用户的汗液。在电容式接近度传感器的情况下，电容器的电容可取决于相对静态介电常数。该相对静态介电常数可以取决于湿度，对于邻近用户的电容器，湿度可以取决于用户的汗液。因此，接近度传感器可以包括：一个电容式接近度传感器，以便测量取决于用户的汗液的电容；以及另一个接近度传感器，以便测量取决于环境大气压力和湿度的参考电容；并且两个电容的比较可以揭示用户的汗液的度量。
更具体地，例如，接近度传感器248可以包括第一电容式接近度传感器和第二电容式接近度传感器，第一电容式接近度传感器和第二电容式接近度传感器被配置为分别测量第一电容和第二电容，该第一电容和第二电容分别指示用户和参考的存在。然后，接近度传感器可以从第一电容和第二电容计算用户的出汗水平，或者对应于第一电容和第二电容的输出或输出信号以便控制部件208从第一电容和第二电容(例如，第一电容和第二电容之间的差)计算用户的出汗水平。然后，接近度传感器或控制部件可以响应于用户的汗液的存在和水平来控制至少一个功能元件的操作。这可以包括再次控制感觉反馈构件250以便提供用户可感知的反馈来警告用户，诸如在用户可能高于脱水的阈值水平的情况下(例如，电容之间的差超过阈值水平)。
如图2中进一步所图示，除了控制主体102之外或代替控制主体102，料筒可以包括接近度传感器252并且可能还包括感觉反馈构件254。此处合适的接近度传感器的示例包括电容式、超声、霍尔效应、光电或非机械磁接近度传感器。在一些示例中，该接近度传感器可以被配置为检测储集器218中的气溶胶前体组合物的水平，而不需要与气溶胶前体组合物进行任何物理接触。然后，接近度传感器或控制部件208可以被配置为响应于如此检测到的气溶胶前体组合物的水平来控制气溶胶递送设备100的(多个)功能元件的操作。
类似于上面关于物体的存在，可以响应于气溶胶前体组合物的水平以多种不同方式中的任何一种来控制气溶胶递送设备100的(多个)功能元件。例如，可以控制感觉反馈构件250、254以便提供用户可感知的反馈。附加地或替代地，例如，可以控制(多个)功能元件以便改变气溶胶递送设备的锁定状态，诸如在检测到气溶胶前体组合物的至少阈值水平时使气溶胶递送设备的一个或多个部件能够进行操作。
在任何前述示例中，以及在其他示例中，接近度传感器248、52或控制部件208可以被配置为将与检测到的物体的存在相关联的数据上传到服务平台以用于存储、呈现、分析等等。该服务平台可以包括一个或多个计算设备(例如，服务器)，并且在一些示例中，服务平台可以提供云计算基础设施。气溶胶递送设备100可以通过其通信接口246以及可能的一个或多个网络与服务平台通信。该通信甚至可以更不直接，其中气溶胶递送设备与计算设备(直接地或通过一个或多个网络)通信，该计算设备转而与服务平台(直接地或通过一个或多个网络)通信。
图3图示了接近度传感器300，在一些示例中，接近度传感器300可对应于图2的接近度传感器248。如所示，接近度传感器可以包括激励源302，其被配置为驱动电容式接近度传感器304，该电容式接近度传感器304被配置为在存在附近物体的情况下测量电容的变化。所测得的电容可被提供给电容-数字转换器(CDC)306，该电容-数字转换器(CDC)306被配置为将电容转换成对应的数字信号。该数字信号可被传递至微处理器308或其他数字处理逻辑，其可以机载于接近度传感器上或在一些示例中可以是控制部件208的一部分。微处理器可以转而被配置为响应于数字信号并由此响应于检测到的附近物体的存在来控制至少一个功能元件的操作。这可以包括例如对感觉反馈构件310的控制，感觉反馈构件310也可以机载于接近度传感器上或与接近度传感器(例如，感觉反馈构件250)分离但是与其通信。
图4图示了接近度传感器400，在一些示例中，接近度传感器400可对应于图2的接近度传感器252。如所示，接近度传感器可以包括激励源402，该激励源402被配置为驱动第一电容式接近度传感器404a和第二电容式接近度传感器404b，第一电容式接近度传感器和第二电容式接近度传感器被配置为分别测量第一电容和第二电容，该第一电容和第二电容分别指示相对于储集器406(例如，储集器218)中的气溶胶前体组合物的水平和参考。所测得的电容可被提供给电容-数字转换器(CDC)408，该电容-数字转换器(CDC)408被配置为将电容转换成对应的数字信号。激励源和CDC被示出为通过多路复用器410支持两个电容式接近度传感器。在另一示例中，接近度传感器可以包括用于电容式接近度传感器中的每个电容式接近度传感器的激励源和CDC。
来自CDC408的数字信号可被传递至微处理器412或其他数字处理逻辑，其可以机载于接近度传感器400上或在一些示例中可以是控制部件208的一部分。微处理器可以转而配置成根据数字信号并由此根据第一电容和第二电容来计算气溶胶前体组合物的水平，并且响应于气溶胶前体组合物的水平控制至少一个功能元件的操作。这可以包括例如对感觉反馈构件414的控制，感觉反馈构件414也可以机载于接近度传感器上或与接近度传感器(例如，感觉反馈构件250、254)分离但是与其通信。
(多种)制品的前述使用描述可以通过微小修改应用于本文中所描述的各种示例实现，鉴于本文中所提供的更多公开内容所述微小修改对于所属领域的技术人员而言可以是明显的。然而，以上使用描述并不旨在限制制品的使用，而是提供以符合本公开的公开内容的所有必要需求。图1到图4中所图示的或如上文以其它方式所描述的(多种)制品中所展示的元件中的任一种可以包含于根据本公开的气溶胶递送设备中。
得益于前述描述和相关图式中所呈现的教示，公开内容涉及的所属领域的技术人员将了解本文中阐述的这个公开内容的许多修改和其它实施方案。因此，应理解，本公开不限于所公开的特定实施方案，且其修改和其它实施方案意图包含于所附权利要求书的范围内。此外，尽管前述描述和相关图式在元件和/或功能的某些示例组合的上下文中描述示例实现，但应了解，可以在不脱离所附权利要求书的范围的情况下，通过替代实施方案提供元件和/或功能的不同组合。就此而言，例如，还涵盖与上文明确描述的那些组合不同的元件和/或功能的组合，如同阐述于所附权利要求书中的一些中的一样。尽管本文中采用特定术语，但所述术语仅在通用意义和描述性意义上使用，而不用于局限性目的。

Claims (18)

1.一种与料筒耦合或者能够与料筒耦合的控制主体，所述料筒装备有加热元件且包含气溶胶前体组合物，所述控制主体与所述料筒耦合或者能够与所述料筒耦合以便形成气溶胶递送设备，在所述气溶胶递送设备中，所述加热元件被配置为激活所述气溶胶前体组合物的组分并使所述气溶胶前体组合物的组分蒸发，所述控制主体包括：
壳体；并且在所述壳体内，
控制部件，所述控制部件被配置为以活动模式操作，在所述活动模式中，所述控制主体与所述料筒耦合，处于所述活动模式中的所述控制部件被配置为控制所述加热元件以便激活所述气溶胶气体组合物的组分，并使所述气溶胶气体组合物的组分蒸发；以及
接近度传感器，所述接近度传感器被配置为检测所述控制主体附近的物体的存在而不需要与所述物体进行任何物理接触，所述接近度传感器或所述控制部件还配置为响应于如此检测到的所述物体的存在来控制所述气溶胶递送设备的至少一个功能元件的操作。
2.如权利要求1所述的控制主体，其中所述接近度传感器为电感式、电容式、超声、霍尔效应、光电或非机械磁接近度传感器。
3.如权利要求1所述的控制主体，其中所述接近度传感器被配置为在用户可编程的范围内检测所述物体的存在。
4.如权利要求1所述的控制主体，其中所述接近度传感器被配置为检测所述物体的存在包括被配置为在测量满足阈值的情况下获得所述测量并检测所述物体的存在，并且
其中所述阈值是用户可编程的，以便取决于特定用户，使得所述接近度传感器被配置为检测所述特定用户的存在。
5.如权利要求1所述的控制主体，其中所述至少一个功能元件的所述操作是用户可编程的。
6.如权利要求1所述的控制主体，其中所述接近度传感器或所述控制部件被配置为控制至少一个功能元件包括被配置为控制感觉反馈构件以便提供用户可感知的反馈。
7.如权利要求1所述的控制主体，其中所述接近度传感器或控制部件被配置为控制至少一个功能元件包括被配置为改变所述至少一个功能元件的功率状态。
8.如权利要求7所述的控制主体，其中所述接近度传感器或控制部件被配置为改变所述功率状态包括被配置为改变通信接口的所述功率状态，所述通信接口耦合到所述控制部件并被配置为启用无线通信。
9.如权利要求1所述的控制主体，其中所述接近度传感器或所述控制部件被配置为控制至少一个功能元件包括被配置为控制至少一个功能元件以便改变所述气溶胶递送设备的锁定状态。
10.如权利要求1所述的控制主体，其中所述接近度传感器还配置为响应于如此检测到的所述物体的存在而输出接近度检测信号，
其中所述控制主体还包括流量传感器，该流量传感器配置为检测通过所述壳体的至少一部分的空气流，并响应于如此检测到的所述空气流而输出气流检测信号，并且
其中，所述接近度传感器或所述控制部件被配置为控制至少一个功能元件的操作包括所述控制部件被配置为响应于所述接近度检测信号和所述气流检测信号两者而启动活动模式下的操作，并且其中控制所述加热元件以便激活所述气溶胶前体组合物的组分并使所述气溶胶前体组合物的组分蒸发。
11.如权利要求1所述的控制主体，其中所述接近度传感器包括第一电容式接近度传感器和第二电容式接近度传感器，所述第一电容式接近度传感器和所述第二电容式接近度传感器被配置为分别测量第一电容和第二电容，所述第一电容和所述第二电容分别指示用户和参考的存在，
其中所述接近度传感器还配置为从所述第一电容和所述第二电容计算所述用户的出汗水平，或者对应于所述第一电容和所述第二电容的输出或输出信号以便所述控制部件从所述第一电容和所述第二电容计算所述用户的所述出汗水平，并且
其中所述接近度传感器或所述控制部件还配置为控制至少一个功能元件的操作包括还配置为响应于所述用户的汗液的存在和出汗水平控制至少一个功能元件的操作。
12.如权利要求1所述的控制主体，其中所述接近度传感器或控制部件被配置为控制至少一个功能元件包括被配置为向服务平台上传与由所述接近度传感器检测到的所述物体的存在相关联的数据。
13.一种与控制主体耦合或者能够与控制主体耦合的料筒，所述控制主体装备有控制部件，所述控制主体与所述料筒耦合或者能够与所述料筒耦合以便形成气溶胶递送设备，所述料筒包括：
壳体，所述壳体限定被配置为保持气溶胶前体组合物的储集器；
加热元件，所述加热元件被配置为以活动模式操作，在所述活动模式中，所述料筒与所述控制主体耦合，所述活动模式中的所述加热元件能够由所述控制部件控制以便激活所述气溶胶前体组合物的组分并使所述气溶胶前体组合物的组分蒸发；以及
接近度传感器，所述接近度传感器被配置为检测所述储集器中的所述气溶胶前体组合物的水平，而不需要与所述气溶胶前体组合物进行任何物理接触，所述接近度传感器或所述控制部件被配置为响应于如此检测到的所述气溶胶前体组合物的水平来控制所述气溶胶递送设备的至少一个功能元件的操作。
14.如权利要求13所述的料筒，其中所述接近度传感器为电容式、超声、霍尔效应、光电或非机械磁接近度传感器。
15.如权利要求13所述的料筒，其中所述接近度传感器包括第一电容式接近度传感器和第二电容式接近度传感器，所述第一电容式接近度传感器和所述第二电容式接近度传感器被配置为分别测量第一电容和第二电容，所述第一电容和所述第二电容分别指示水平和参考，并且所述接近度传感器被配置为检测所述气溶胶前体组合物的水平包括被配置为从所述第一电容和所述第二电容计算所述气溶胶前体组合物的水平，或者对应于所述第一电容和所述第二电容的输出或输出信号，以便所述控制部件从所述第一电容和所述第二电容计算所述气溶胶前体组合物的水平。
16.如权利要求13所述的料筒，其中所述接近度传感器或所述控制部件被配置为控制至少一个功能元件包括被配置为控制感觉反馈构件以便提供用户可感知的反馈。
17.如权利要求13所述的料筒，其中所述接近度传感器或所述控制部件被配置为控制至少一个功能元件包括被配置为控制至少一个功能元件以便改变所述气溶胶递送设备的锁定状态。
18.如权利要求13所述的料筒，其中所述接近度传感器或所述控制部件被配置为控制至少一个功能元件包括被配置为向服务平台上传与由所述接近度传感器检测到的所述气溶胶前体组合物的水平相关联的数据。
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