CN113556947A - 用于电子烟的液体检测方法和系统及具有该系统的烟弹 - Google Patents
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Abstract
提供了一种用于电子烟(2000)的液体检测系统(100)，该系统包括：光源(110，3110)；光检测器(120，3120)；液体储存器(130，3130，4130)，该液体储存器包括用于容纳液体的内部腔体(131，3131，4131)；以及光引导件(140，3140，4140)，该光引导件光学地耦合至该光源和检测器使得从该源发射的光沿光学路径朝向该检测器传播，该光学路径在该光引导件内、在与该腔体的边界(B)处包括内反射，使得该检测器沿所述光学路径接收的光根据该腔体的内容物而变化。还提供了一种包括该系统的液体烟弹(2700，3700，4700)和电子烟(2000)，一种用于确定该液体烟弹的内容物的方法(500)以及一种包括可执行指令的计算机可读介质，当装置执行这些指令时使得实施该方法。
Description
技术领域
本披露涉及个人用汽化装置，例如电子烟。特别地，本披露的多个方面涉及一种液体检测方法和系统及其电子烟和可抛弃式液体胶囊/烟弹。
背景技术
电子烟是例如香烟和雪茄等传统吸烟制品的替代品。替代于产生燃烧烟雾，电子烟汽化可由使用者吸入的液体。液体典型地包括气溶胶形成物质，例如产生蒸气的甘油或丙二醇。液体中的其他常见物质是尼古丁和多种不同的香料。
电子烟通常包括吸嘴部分、液体储存器以及供电单元。通过汽化器或加热器单元实现汽化，该汽化器或加热器单元典型地包括加热线圈形式的加热元件以及流体传递元件，例如芯吸件。通过加热器加热流体传递元件中的液体直到液体转化为蒸气来发生汽化。电子烟可以被配置用于接纳胶囊或烟弹形式的可抛弃式消耗品。(包括液体储存器和汽化器的胶囊通常被称为“烟弹”。)替代性地，整个电子烟可以是可抛弃式的。
电子烟在汽化器没有可利用的液体的情况下不能工作。进一步地，加热干燥的流体传递元件可能导致蒸气的味道不令人满意，这是需要避免的。因此，需要确定电子烟或烟弹中剩余的液位。这允许警告使用者，需要例如通过更换几乎空的烟弹来补充液体，或如果电子烟是一次性使用的话则应该丢弃该烟弹。
此外，一些类型的多用途电子烟被配置为仅在某些认可液体的情况下安全操作。因此，进一步需要验证存在的任何液体都可以与此电子烟一起使用。
确定电子烟液体储存器的内容物的一些手段在例如US 2017/0340009 A1、US2018/0098574 A1以及US 2016/0345628 A1中进行描述。
在此提出的是用于确定电子烟液体储存器的内容物以便进行液位测量和/或验证的替代性手段。
发明内容
根据第一方面，提供了一种用于电子烟(2000)的液体检测系统(100)，该系统包括：光源(110，3110)；光检测器(120，3120)；液体储存器(130，3130，4130)，该液体储存器包括用于容纳液体的内部腔体(131，3131，4131)；以及光引导件(140，3140，4140)，该光引导件光学地耦合至该光源和该光检测器使得从该光源发射的光沿光学路径朝向该光检测器传播，该光学路径包括在该光引导件内在与该腔体的边界(B)处的内反射，使得该光检测器沿所述光学路径接收的光根据该腔体的内容物而变化。
光源可以例如是发光二极管(LED)(比如白色LED或黄色LED)或激光器。光检测器可以例如是光电二极管或电荷耦合装置(CCD)。
该腔体可以包括液体，该液体具有的折射率nl(f)在该光源被配置用于发射并且该光检测器被配置用于检测的频率f范围的至少一部分上高于该光引导件的折射率ng(f)。
在光源被配置用于发射并且光检测器被配置用于检测的频率f范围的至少一部分上，光引导件的折射率ng(f)可以高于空气的折射率。
光源被配置用于发射并且光检测器被配置用于检测的频率f范围可以例如与300nm至1500nm、例如850nm至1300nm的波长范围相对应。
例如以波长为589nm的钠黄光双重D线(yellow doublet D-line of sodium)常规测得的，光引导件的折射率ng(f)可以例如在1.45与1.50之间。光引导件可以例如由透明或半透明材料、例如玻璃或塑料(如聚碳酸酯)形成。例如，该光引导件可以是折射率为1.458的聚乙烯或折射率为1.4906的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。光引导件的接触液体的任何表面应该由食品级认可的物质形成，以免污染液体。光引导件可以是固体或可以例如是充液或充气管。在后一种情况下，管壁的厚度以及填充该管的液体或气体可以被选择为提供合适的折射率。
例如以波长为589nm的钠黄光双重D线常规测得的，液体的折射率nl(f)可以例如在1.40与1.50之间。例如，该液体可以是折射率为1.4399的丙二醇(PG)，或折射率为1.4731的植物甘油(VG)或这些的混合物。
该光源可以相对于该光引导件被定位，使得沿所述光学路径传播的光以角度θ入射到所述边界上，其中，在该光源被配置用于发射并且该光检测器被配置用于检测的频率范围的至少一部分上有
ne(f)是占据该腔体的未被该液体所占据的任何体积的气体的折射率。
占据腔体的没有被液体所占据的任何体积的气体可以包括空气。
该液体储存器可以在细长方向上从第一端延伸到第二端；该光源可以位于该第一端处；并且该光检测器可以位于该第二端处。
该光引导件可以包括多个光引导部分；其中，该多个光引导部分的第一光引导部分(4141)光学地耦合至该光源；该多个光引导部分的最终光引导部分(4144)光学地耦合至该光检测器；并且每个相继光引导部分通过反射表面光学地耦合至下一个光引导部分。
可以存在至少四个反射表面。
该液体储存器可以在细长方向上从第一端延伸到第二端；并且该光源和该光检测器可以都位于该第一端处。
该光引导件可以被配置用于横向于该细长方向传送光。
该系统可以进一步包括汽化器，其中，该光引导件位于与该汽化器相偏置的位置上。
汽化器可以包括加热器(3730，4730)以及流体传递元件(3720，4720)。
液体储存器可以进一步包括外壁，光引导件被包括在该外壁中。
液体储存器可以进一步包括外壁，该外壁至少部分地围绕光引导件。
液体储存器可以进一步包括内壁，光引导件被包括在该内壁中。
光引导件可以设置有通道(4710)，该通道被配置用于允许蒸气在使用电子烟期间流出汽化器。
该系统可以进一步包括控制器(2500)，该控制器可通信地联接至该光检测器并且被配置用于根据从该光检测器接收的信号确定：该腔体中的液体体积；和/或该光引导件传送的光与该腔体中的任何液体进行相互作用而产生的折射特性。
系统可以进一步包括可通信地联接至控制器的存储器。存储器可以在控制器本地，例如在包括系统的液体烟弹内或在包括系统的电子烟内通过有线或无线连接而可通信地联接。替代性地，存储器可以远离控制器。
该系统可以进一步包括取向检测器，该取向检测器可通信地联接至该控制器，其中，该控制器被配置用于进一步根据从该取向检测器接收的信号确定所述液体体积和/或所述折射特性。
进一步根据从取向检测器接收的信号来确定所述液体体积和/或所述折射特性的控制器可以包括在计算中与从取向检测器接收的信号相结合来确定所述液体体积和/或所述折射特性的控制器。替代性地或附加地，进一步根据从取向检测器接收的信号来确定所述液体体积和/或所述折射特性的控制器可以包括仅在从取向检测器接收的信号指示系统的取向在预定范围内的条件下才确定所述液体体积和/或所述折射特性的控制器。
取向检测器可以包括光源、光引导件以及光检测器并且被配置用于通过比较与从光源穿过光引导件到达光检测器的两个或更多个不同的光学路径相对应的光检测器信号来检测取向。
光引导件可以包括当腔体中的液体体积足够高并且腔体处于合适的取向时使被容纳在腔体中的液体聚集的两个或更多个液阱，所述两个或更多个不同的光学路径各自包括不同组的液阱表面的反射。
控制器可以可通信地联接至光源并且被配置用于根据预定计划控制光源发射光爆(light burst)。
该系统可以进一步包括用户输入装置，其中，控制器可通信地联接至光源和用户输入装置二者并且被配置用于响应于从用户输入装置接收的信号来控制光源发射光爆。
该系统可以进一步包括用户输出装置(2400)，其中，该控制器可通信地联接至该用户输出装置并且被配置用于响应于确定以下各项而控制该用户输出装置向使用者发出警告：所确定的液体体积低于预定阈值；和/或所确定的折射特性在预定范围之外。
该系统可以进一步包括汽化器，其中，该控制器被配置为响应于来自用户输入装置的信号而启动该汽化器，条件是：所确定的液体体积超过预定阈值；和/或所确定的折射特性在预定范围内。
汽化器可以包括加热器(3730，4730)。启动汽化器可以包括使加热器开启。
根据第二方面，提供了一种包括第一方面的系统的电子烟。
根据第三方面，提供了一种用于电子烟(2000)的包括第一方面的系统的液体烟弹(2700，3700，4700)。
根据第四方面，提供了一种用于确定如权利要求14所述的液体烟弹的内容物的方法(500)，该方法包括：从该光检测器接收(510)信号；以及响应于此，根据从该光检测器接收的信号来确定(520)：该腔体中的液体体积；和/或该光引导件传送的光与该腔体中的任何液体进行相互作用而产生的折射特性。
可以进一步根据从取向检测器接收的信号来确定所述液体体积和/或所述折射特性。
可以通过比较与从光源穿过光引导件到达光检测器的两个或更多个不同的光学路径相对应的光检测器信号来确定所述液体体积和/或所述折射特性。
该方法可以进一步包括，在从光检测器接收信号之前控制光源发射光爆。
该方法可以进一步包括：确定(530)：所确定的液体体积低于预定阈值；和/或所确定的折射特性在预定范围之外；并且响应于此，触发(531)用户警告。
该方法可以进一步包括：从用户输入装置接收(501)信号；确定(530)：所确定的液体体积超过预定阈值；和/或所确定的折射特性在预定范围内；并且响应于所述确定以及从该用户输入装置接收该信号，启动(532)汽化器。
该方法可以进一步包括：将来自该光检测器的该信号的指示写入(534)存储器；启动该汽化器之后，接收(501)来自该用户输入装置的另一个信号以及来自该光检测器的另一个信号；响应于此，确定(530)来自该光检测器的该另一个信号是否与存储在该存储器中的该指示相匹配；并且如果来自该光检测器的该另一个信号与存储在该存储器中的该指示相匹配，则启动(532)该汽化器。
根据第五方面，提供了一种包括可执行指令的计算机可读介质，当装置执行这些指令时使得实施第四方面的方法。
附图说明
现在将通过举例方式并且参考附图来描述本披露的多个方面。在附图中：
图1展示了示例性液体检测系统的操作原理；
图2示意性地展示了示例性电子烟；
图3A示意性地展示了示例性烟弹；
图3B示意性地展示了替代性示例性烟弹；
图4A展示了完全组装的替代性示例性烟弹；
图4B以分解形式示出了图4A的部件中的一些部件；
图4C更详细地示出了图4A和图4B的光引导件；
图4D示出了穿过图4A至图4C的烟弹的轴向截面；
图4E示出了穿过图4A至图4D的烟弹的径向截面；并且图5是展示了使用液体检测系统的示例性方法的流程图。
具体实施方式
以下描述是为了使本领域的任何技术人员都能够制造和使用该系统、并且是在特定应用的背景下提供的。对于本领域技术人员而言，所披露的实施例的各种修改是显而易见的。
术语“顶部”、“底部”、“侧”、“前”、“后”、“向前”、“后方”以及其他描述特征取向的术语不旨在是限制性的，并且在使用时仅被包括在内以便利于在附图的背景下描述这些特征的相对位置。在使用中或在储存期间，特征可以以其他取向设置。
本发明人已经认识到，当光遇到两种传输介质之间的边界时，光内反射并在某些情况下折射的方式可以用于确定电子烟的液体储存器的内容物。
当光束穿过第一介质朝向与第二介质的边界传送时，其可能从边界完全反射、或者可能部分地折射到第二介质中并且部分地反射回到第一介质中。根据菲涅耳(Fresnel)方程，反射光的比例、反射引起的相移、以及反射光的偏振都取决于两种介质的折射率以及光束照射边界的角度。
全内反射发生的条件是，边界上的相对于边界在入射点处的法线的入射角大于斯涅尔定律(Snell's law)给出的临界角θc：
其中，n1和n2分别是第一介质和第二介质的折射率。
根据本披露，从光引导件与液体储存器的内部腔体之间的边界反射的光被检测以便确定液体储存器中的液体存在/缺少/液位和/或其身份。提出的液体检测系统被布置为使得光源发射的光的特性是已知的，此光源发射的光束在所述边界上的入射角是已知的并且光引导件的折射率是已知的。以这种方式，检测到的光可以指示填充腔体的介质在光束在边界上的入射点处的折射率。因此，系统可以被布置为使得检测到的光将根据液位超过还是低于光束在边界上的入射点并且根据液体的成分而不同。光引导件被布置为使得在至少一个取向上，被容纳在腔体中的任何液体将聚集(pool)抵靠所述边界。
系统可以被布置为使得，当光源被固持在典型使用的取向上时，该光源沿光学路径将光引导至光检测器，该光学路径在液位超过预定最小填充液位时与边界处的全内反射相结合、但在液位低于此预定最小填充液位时不与之相结合，或反之亦然。为了实现这一点，光引导件的折射率(ng)、液体的折射率(nl)以及占据腔体的没有被液体所占据的体积的气体/蒸气混合物(典型地是空气)的折射率(na)必须遵守：
na＜ng＜nl (2)
或
na＞ng＞nl (3)
折射率是取决于频率的，因此为了使得条件(2)或(3)之一发生，该不等式必须在光源被配置用于发射并且光检测器被配置用于检测的频率范围的至少一部分上为真。例如，光源和光检测器的中心频率可以被配置为基本上相同，被选择用于光引导件的材料和液体可以被选择为具有在此中心频率下满足不等式(2)和(3)之一的折射率。
操作原理在图1中示意性地展示，示出了示例性系统100，该系统包括光源110、光检测器120、包括用于容纳液体的内部腔体131(被示出为部分填充)的液体储存器130、以及光引导件140。
光源110发射的光束经由在点B1、B2、B3以及B4处以此顺序的内反射遵循光学路径穿过光引导件140到达光检测器120。在本实例中，光引导件140是直杆，因此点B1处的入射角θ也是点B2、B3和B4处的入射角。(入射角是光射线与边界在入射点处的法线之间的角。)在本实例中，满足不等式(2)，因此在点B1和B2(低于填充液位)处，一些光被反射并且一些光被折射到液体中，而在点B3和B4处(超过填充液位)，光被全部内反射。
在本实例中，可以根据光检测器120检测到的光确定填充液位在点B2与B3之间的某处。
图2示意性地展示了示例性电子烟2000，液体检测系统(例如图1的系统100)可以在该电子烟中使用。电子烟2000包括电源2200(例如电池)、一个或多个用户输入装置2300、一个或多个用户输出装置2400、以及控制器或处理器2500。控制器2500从一个或多个用户输入装置2300接收信号并且响应于该信号控制一个或多个用户输出装置2400。电子烟2000进一步包括吸嘴2600和包含液体储存器的烟弹2700、加热器以及流体传递元件。(液体储存器可以替代性地与汽化器分开设置，该汽化器包括加热器和流体传递元件。)
电源2200按需求向一个或多个用户输入装置2300、一个或多个用户输出装置2400、控制器或处理器2500、以及烟弹2700供电。
电子烟2000进一步包括用于访问存储器的存储器模块2800。此存储器可以存储控制器2500执行的指令和/或控制器2500计算时使用的参数(例如预定阈值)和/或可以用于存储光检测器收集的数据。模块2800可以包括一个或多个本地存储器和/或用于例如通过BluetoothTM、WifFi、近场通信(NFC)或通过有线连接与一个或多个远程存储器通信的收发器。
以相同的方式，存储器模块2800可以提供在本地或远程对电子烟2000执行的某些功能，被描述为由控制器2500执行的处理也可以在本地或远程执行。例如，一些或所有处理任务可以由执行电子烟配套软件(例如配套应用)的智能手机或其他用户装置执行。
烟弹2700可以通过用户输入装置2300响应于用户输入而开启。例如，用户输入装置2300可以是按钮。替代性地，用户输入装置2300可以是流动传感器，该流动传感器被配置用于检测空气何时从进气口穿过烟弹2700被吸入电子烟2000以及何时离开吸嘴2600。
图3A示意性地展示了示例性烟弹3700，其可以用作图2的电子烟2000的烟弹2700。烟弹3700包括蒸气流管3710，流体传递元件3720和加热器3730位于该蒸气流管内。蒸气流管3710在液体储存器3130内，该液体储存器具有用于容纳液体的腔体3131。腔体3131被示出为部分填充。蒸气流管3710包括一个或多个液体入口3711，该一个或多个液体入口典型地朝向烟弹3700的使用时通常最低的一端。一个或多个液体入口3711允许液体从腔体3131渗透到流体传递元件3720中。当加热器3730开启时，流体传递元件3720中的此液体被汽化。如所绘制的，汽化器是竖直流体传递元件汽化器。可以替代性地使用水平流体传递元件，例如流体传递元件从一个液体入口延伸经过蒸气流管到达另一个液体入口并且加热器卷绕流体传递元件。
烟弹3700进一步包括以与图1的相应元件相似的方式操作的光引导件3140、光源3110以及光检测器3120。光引导件3140可以被定位成使得腔体3131将其围绕。替代性地，光引导件3140可以形成液体储存器3130的侧壁的一部分或从该侧壁延伸出去。
在替代性实例中，蒸气流管本身可以是光引导件。
另一个替代性实例在图3B中展示，其中，与图3A共享的附图标记指代相应部件。在本实例中，光源3110和光检测器3120都位于烟弹3700的同一端处。虽然该光源和光检测器可以替代性地位于相反端处，但是如所示出的它们与汽化器位于同一端处。因为光源3110和光检测器3120位于光引导件3140的同一端处，因此光束从光源3110到光检测器3120所遵循的光学路径必须包括在烟弹3700的另一端处的反射。这使用镜子3750来完成，该镜子可以是分开的部件或可以是光引导件3140的端面。特别地当烟弹3700可更换并且电池或其他电源2200作为电子烟2000的永久部件分开定位时，使光源3110和光检测器3120靠近在一起可以简化电连接。
图4A至图4E展示了替代性示例性烟弹4700，其可以用作图2的电子烟2000的烟弹2700。图4A示出了完全组装的烟弹4700，而图4B以分解形式示出了其一些部件。烟弹4700包括围绕轴向蒸气流管4710的液体储存器4130。该蒸气流管和液体储存器装配在光引导件4140内，该光引导件装配在汽化器3740上。图4C更详细地示出了光引导件4140。
图4D和图4E展示了烟弹4700的液体检测系统的操作，分别示出了穿过烟弹4700的轴向截面和穿过烟弹4700的径向截面，展示了光引导件4140的形状。蒸气流管4710延伸穿过光引导件4140的中心。在该蒸气流管与光引导件4140接合的区域中，液体储存器4130形成为延伸穿过光引导件4140的多个中空叉形，从而形成液阱，容纳在液体储存器的腔体4131中的任何液体可以根据液体储存器4130的填充液位和取向而聚集在这些液阱中。
如图4D所示，来自光源(未示出)的光在相对于烟弹的轴线的基本上纵向方向上穿过光管道4141进入光引导件410。光接着从成大约45°角度的斜削角4142反射，使得光学路径的方向改变为相对于烟弹的轴线基本上横向。
图4E示出了光束的行程的下一个阶段，其中，该光束通过在与液体储存器4130的腔体4131的多个延伸进入光引导件4140的部分的边界处的反射来引导。光束被所遇到的腔体4131的第一部分分为第一光学路径和第二光学路径，该第一光学路径包括在点B1L处反射、然后在点B2L、B3L以及B4L点处以此顺序进一步反射，该第二光学路径包括在点B1R处反射、然后在点B2R、B3R以及B4R处以此顺序进一步反射。
图4E展示的两个光学路径接着遇到另一个斜削角4143，如图4D所示该另一个斜削角执行与斜削角4142相反的功能，也就是将光束路径的方向从与烟弹的轴线基本上横向改变为相对于烟弹的轴线基本上纵向。光束接着离开光引导件4140穿过与光管道4141类似的纵向光管道4144，该纵向光管道通向光检测器(未示出)。
因为图4的示例性光引导件将光学路径分为围绕液体储存器的圆周的两半的多个部分，因此即使仅存在少量剩余物并且烟弹没有完美定向，也仍可以检测到液体。如果光检测器被配置为使得在遵循左手光学路径的射线与遵循右手光学路径的射线之间进行区分，于是还可以根据光检测器读数来确定烟弹4700的取向。
替代性或附加的取向检测器可以设置在上述任何示例性系统中，例如可以提供一个或多个陀螺仪和/或加速度计以进行取向检测。
设置在电子烟2000中的任何取向检测器都可以向控制器2500提供读数，其中，控制器被配置用于根据从取向检测器接收的信号来确定液体储存器中的液体体积和/或液体储存器的内容物的折射特性(signature)。例如，用于进行这些确定的算法可以结合来自取向检测器的读数。替代性地或附加地，取向检测器发出电子烟2000基本上处于预定“正确”取向的信号可能是做出此类确定的前提。例如，如果取向检测不依赖于光学部件，那么光源可以仅被允许在取向被确定为正确的情况下开启。
光源可以被配置为周期性地或根据一些其他预定计划来脉冲工作，以便连续地监测液体储存器的内容物。替代性地，该光源可以被配置为仅当用户输入装置指示需要使用电子烟时脉冲工作。
在上述实例的任一个中，一个或多个用户输出装置2400可以用于警告使用者液体检测系统做出的任何确定的结果。例如，在确定低液位和/或未经许可的液体类型后，蜂鸣器可以鸣叫或红色指示灯可以闪烁。替代性地或附加地，指示灯可以用于通知使用者液位足够高和/或液体是受到许可的。诸如液晶显示器(LCD)等屏幕可以用于使用文本或符号(例如与使用者在比如移动电话等移动设备中所熟悉的电池充电指示符类似的填充液位指示符)来传达此类信息。如果电子烟2000是经连接的装置，那么液体检测系统做出的确定可以经由其他用户装置(例如通过配套智能应用)来提供。
电子烟2000可以被配置为仅在液体检测系统可以做出液体填充液位足够高和/或液体受到许可的肯定确定的条件下才允许使用电子烟。例如，电子烟2000可以仅响应于此类肯定确定而启动。
光源和光检测器可以被选择为在上述每个实例中都是合适的。光源可以例如是发光二极管(LED)或激光器。光检测器可以例如是光电二极管或电荷耦合装置(CCD)。
光引导件可以例如由透明或半透明材料、例如玻璃或塑料(如聚碳酸酯)形成。例如，该光引导件可以是折射率为1.458的聚乙烯或折射率为1.4906的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。光引导件的接触液体的任何表面应该由食品级认可的物质形成，以免污染液体。光引导件可以是固体或可以例如是充液或充气管。在后一种情况下，管壁的厚度以及填充该管的液体或气体可以被选择为提供合适的折射率。
例如以波长为589nm的钠黄光双重D线常规测得的，液体的折射率nl(f)可以例如在1.40与1.50之间。例如，该液体可以是折射率为1.4399的丙二醇(PG)，或折射率为1.4731的植物甘油(VG)或这些的混合物。
液体储存器可以是可抛弃式烟弹的一部分或可以被配置为吸嘴部分的永久可重复填充部件。因此，当按需求将液体添加到永久液体储存器中时或当更换可抛弃式液体烟弹时，可以应用这种启动系统。如果液体被提供在可更换烟弹中，那么烟弹可以包括上述其他部件，例如汽化器、液体检测系统、或其元件。
因为液位在使用期间在液体储存器中改变，所以光信号对于新的烟弹与对于经使用的烟弹是不同的。因此，可以在电子烟每次关掉时测量光信号。此测量值可以被认为是变量验证值并且可以例如存储在可重写易失性存储器中。因此电子烟在使用后将认证特性保存在其存储器中。因此，下一次使用电子烟时可以利用此特性来认证液体烟弹或可重复填充液体储存器中的液体。
图5是展示了使用液体检测系统(例如上述系统100)的示例性方法500的流程图。在步骤510中，检测光信号。响应于此，在步骤520中，检测液体特征，例如液体储存器腔体中的液体的体积(二元存在/不存在或定量填充液位)或折射特性。
步骤510可以可选地在某些步骤之前。例如，可以在步骤501中从用户输入装置接收用户输入。响应于此，光源可以在步骤502中例如通过短暂地脉冲工作或闪烁来启动。替代性地，步骤502可以根据上述预定计划实施。
为了确定液体储存器的取向，步骤503还可以以若干方式相结合。如果取向检测依赖于光学部件，那么步骤503可以在步骤510中的检测光信号之后。替代性地，如果取向以一些其他方式确定，那么可以在步骤502中响应于步骤503的取向检测而启动光源。在一些实例中，步骤520中的液体特征确定可以涉及结合步骤503做出的取向确定来进行计算。
步骤520可以可选地在某些另外的步骤之后。例如，液体特征确定的结果可以在询问530处相对于一些预定标准进行查询。如果结果被确定为否定的，例如因为结果指示使用的液位不足或存在未经许可的液体，那么可以在步骤531中借助于用户输出装置警告使用者。另一方面，如果结果被确定为肯定的，那么可以在步骤532中启动汽化器和/或可以在步骤533中警告使用者。
液体特征可以在步骤534中附加地被写入存储器。如果是这样，询问530可以根据存储的结果来确定。例如，如果发现稍后确定的液体特征与先前被记录为肯定的液体特征相匹配，那么可以再次确定结果为肯定的而不需要任何其他计算。
考虑到在此披露的实施例的说明和实践，其他实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。其目的是，说明和实例被认为仅是示例性的。
此外，在本申请以特定顺序列出了方法或过程的步骤的情况下，在某些情况下可以甚至方便地改变执行某些步骤的顺序，并且其目的是，除非权利要求中明确陈述了此类顺序特殊性，否则在此要求保护的方法或过程权利要求的特定步骤不应被解释为是特定顺序的。也就是说，除非另有说明，否则可以以任何顺序执行操作/步骤，并且实施例可以包括比在此披露的那些操作或步骤更多或更少的操作/步骤。进一步预期的是，根据所描述的实施例，在另一操作之前、同时或之后执行或实施特定操作/步骤。
在此描述的方法可以被编码为呈现在计算机可读介质中的可执行指令，该计算机可读介质包括但不限于非暂时性计算机可读存储器、存储装置和/或存储器装置。当此类指令被处理器/控制器(或一个或多个计算机、处理器、控制器和/或其他装置)执行时，这些指令使得处理器/控制器(一个或多个计算机、处理器、控制器和/或其他装置)进行在此描述的方法的至少一部分。非暂时性计算机可读存储介质包括但不限于易失性存储器、非易失性存储器、磁光存储装置(例如磁盘驱动器、磁带、光盘(CD)、数字通用光盘(DVD))或能够存储代码和/或数据的其他介质。
当在此提及处理器或控制器时，应理解为是指单个处理器或控制器或可操作地彼此连接的多个处理器或控制器。相似地，当在此提及存储器时，应理解为是指单个存储器或可操作地彼此连接的多个存储器。
方法和过程还可以部分或完全呈现在硬件模块或装置或固件中，使得硬件模块或装置在被激活时执行相关联的方法和过程。可以使用代码、数据和硬件模块或装置的组合来呈现方法和过程。
可以适用于在此描述的实施例的处理系统、环境和/或构造的实例包括但不限于嵌入式计算机设备、个人计算机、服务器计算机(特定或云(虚拟)服务器)、手持式或笔记本电脑设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子产品、移动电话、网络个人计算机(PC)、小型计算机、大型计算机、包括任何上述系统或设备的分布式计算环境等。本披露中描述的硬件模块或装置包括但不限于专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用或共享处理器和/或其他硬件模块或装置。
在此描述的接收机和发射机可以是独立的或可以被包括在收发器中。在此描述的通信链路包括能够通过一个或多个有线或无线通信信道向至少一个接收机发送数据的至少一个发射机。此类通信链路可以可选地进一步包括一个或多个中继收发器。
用户输入装置可以包括但不限于麦克风、按钮、键盘、触摸屏、触摸板、轨迹球、操纵杆以及鼠标。用户输出装置可以包括但不限于扬声器、蜂鸣器、显示屏、投影仪、指示灯、触觉反馈装置、以及可刷新的盲文显示器。用户界面装置可以包括一个或多个用户输入装置、一个或多个用户输出装置、或二者。
Claims (16)
1.一种用于电子烟(2000)的液体检测系统(100)，该系统包括：
光源(110，3110)；
光检测器(120，3120)；
液体储存器(130，3130，4130)，该液体储存器包括用于容纳液体的内部腔体(131，3131，4131)；
光引导件(140，3140，4140)，该光引导件光学地耦合至该光源和该光检测器使得从该光源发射的光沿光学路径朝向该光检测器传播，该光学路径包括在该光引导件内在与该腔体的边界(B)处的内反射，使得该光检测器沿所述光学路径接收的光根据该腔体的内容物而变化；以及
汽化器，其中，该光引导件位于与该汽化器相偏置的位置上并且其中，该光引导件设置有通道(4710)，该通道被配置用于允许蒸气在使用该电子烟期间流出该汽化器。
2.如权利要求1所述的系统，其中，该腔体包括液体，该液体具有的折射率nl(f)在该光源被配置用于发射并且该光检测器被配置用于检测的频率f范围的至少一部分上高于该光引导件的折射率ng(f)。
3.如权利要求2所述的系统，其中，该光源相对于该光引导件被定位，使得沿所述光学路径传播的光以角度θ入射到所述边界上，其中，在该光源被配置用于发射并且该光检测器被配置用于检测的频率范围的至少一部分上有
ne(f)是占据该腔体的未被该液体所占据的任何体积的气体的折射率。
4.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，
该液体储存器在细长方向上从第一端延伸到第二端；
该光源位于该第一端处；并且
该光检测器位于该第二端处。
5.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，
该液体储存器在细长方向上从第一端延伸到第二端；并且
该光源和该光检测器都位于该第一端处。
6.如权利要求5所述的系统，其中，该光引导件被配置用于横向于该细长方向传送光。
7.如任一前述权利要求所述的系统，其中，
该光引导件包括多个光引导部分；
该多个光引导部分的第一光引导部分(4141)光学地耦合至该光源；
该多个光引导部分的最终光引导部分(4144)光学地耦合至该光检测器；并且
每个相继光引导部分通过反射表面光学地耦合至下一个光引导部分。
8.如任一前述权利要求所述的系统，进一步包括控制器(2500)，该控制器可通信地联接至该光检测器并且被配置用于根据从该光检测器接收的信号确定：
该腔体中的液体体积；和/或
该光引导件传送的光与该腔体中的任何液体进行相互作用而产生的折射特性。
9.如权利要求8所述的系统，进一步包括取向检测器，该取向检测器可通信地联接至该控制器，其中，该控制器被配置用于进一步根据从该取向检测器接收的信号确定所述液体体积和/或所述折射特性。
10.如权利要求8或9之一所述的系统，进一步包括用户输出装置(2400)，其中，该控制器可通信地联接至该用户输出装置并且被配置用于响应于确定以下各项而控制该用户输出装置向使用者发出警告：
所确定的液体体积低于预定阈值；和/或
所确定的折射特性在预定范围之外。
11.如权利要求8至10中任一项所述的系统，进一步包括汽化器，其中，该控制器被配置为响应于来自用户输入装置的信号而启动该汽化器，条件是：
所确定的液体体积超过预定阈值；和/或
所确定的折射特性在预定范围内。
12.一种用于电子烟(2000)的包括任一前述权利要求所述的系统的液体烟弹(2700，3700，4700)。
13.一种用于确定如权利要求12所述的液体烟弹的内容物的方法(500)，该方法包括：
从该光检测器接收(510)信号；以及
响应于此，根据从该光检测器接收的信号来确定(520)：
该腔体中的液体体积；和/或
该光引导件传送的光与该腔体中的任何液体进行相互作用而产生的折射特性。
14.如权利要求13所述的方法，进一步包括：
确定(530)：
所确定的液体体积低于预定阈值；和/或
所确定的折射特性在预定范围之外；以及
响应于此，触发(531)用户警告。
15.如权利要求13所述的方法，进一步包括：
从用户输入装置接收(501)信号；
确定(530)：
所确定的液体体积超过预定阈值；和/或
所确定的折射特性在预定范围内；以及
响应于所述确定以及从该用户输入装置接收该信号，启动(532)汽化器。
16.如权利要求15所述的方法，进一步包括：
将来自该光检测器的该信号的指示写入(534)存储器；
启动该汽化器之后，接收(501)来自该用户输入装置的另一个信号以及来自该光检测器的另一个信号；
响应于此，确定(530)来自该光检测器的该另一个信号是否与存储在该存储器中的该指示相匹配；并且
如果来自该光检测器的该另一个信号与存储在该存储器中的该指示相匹配，则启动(532)该汽化器。
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