CN1280661A - 点火器启动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种卷烟识别系统(50),它包括一个在沿点火器的卷烟接收器(27)的部位上的线圈(1102)、一个与线圈(1102)相连的振荡电路(1106)和一个根据振荡电路的输出启动和断开点火器的控制器。
Description
本发明涉及电动吸烟系统,更具体来说,涉及电动吸烟系统的点火器,以及为其工作作好准备的启动器。
共同转让的美国专利第5,388,594号、第5,505,214号和第5,591,368号公开了各种电动吸烟系统,其包括电点火器和卷烟。这些系统可提供吸烟压力,同时可显著降低侧流烟,使吸烟者可以选择暂停和再次开始吸烟。
美国专利第5,388,594号中的点火器的推荐实施例包括多个蛇形加热器,在其结构中可滑动地接纳系统的卷烟的烟草杆部分。卷烟和点火器构制得当卷烟插入点火器,且各加热器为每抽一口烟而被启动时,在每个加热器抵靠卷烟的部位(下文中称为“加热器足迹”)围绕卷烟的点位上出现局部碳化。
在美国专利第5,388,594号中,在一个抽烟循环中施加在每个加热器构件上的次序和能量是由一个控制器的逻辑电路调控的,该控制器在其接收来自抽吸传感器的信号时执行一个电力子程序。该电力子程序包括以下步骤:在抽吸开始时阅读电源(电池)电压,以及与一个恒定焦耳热计时器配合工作,解析一个关闭信号,因而使脉冲期间(其循环期间)相对于电源电压受到调节,以便在电池放电循环的电压的整个范围内提供相同的能量(焦耳)。
共同转让的美国专利第5,388,594号、第5,505,214号和第5,591,368号公开了卷烟结构,其包括一个管状烟草覆盖网,当向该网施加热量时,它释放烟草烟雾成份。烟草最好是沿网的内侧覆盖的,该网包括一个未填充部分即空腔,以便促进烟雾更完整的发展。各种形状的空腔(也称间隙或空隙)可以改善电热烟草的供应。
美国专利第5,591,368号描述一种电吸烟系统,它包括一个电点火器,该电点火器具有多个电阻加热器和一个控制器,以及一个卷烟,该卷烟具有一个管状烟草网,该网只部分地填装切好的烟丝,从而形成一个填装烟草的杆部和一个未填装烟草的杆部。最好在卷烟完全插入点火器时,在点火器内的加热器构件的工作部分部分地重叠卷烟杆的上述填装烟草部分和未填装烟草部分。由于上述重叠,立即释放的烟雾从更易引燃的未填装烟草的杆部发生,使吸烟者在开始抽吸时可接受到立即的反映。填装烟草的杆部的燃烧稍许滞后,并提供卷烟杆的填装部分中的烟草或烟草混合物的香味。因此,这种装置可以向吸烟者提供他或她从抽吸较为传统的卷烟所期望的各种快感;即刻的反应,以及填装烟草的味道和香气。
对于美国专利第5,591,368号的系统来说,重要的是卷烟和点火器内部结构要匹配,以便可实现需要比例的加热器重叠,因此就需要使点火器能够辨别已插入点火器的既定卷烟是否具有需要的内部结构,特别是卷烟是否包括一个在管状卷烟网内的空腔。为了这个需要,重要之处在于电吸烟系统的卷烟和点火器要匹配,以便实现需要的品味和预定的供应水平。
上述共同转让的美国专利第5,388,594号,第5,505,214号和5,591,368号都公开了下述系统,在该系统中,一个卷烟检测器对卷烟的插入作出反应,向一逻辑电路发出信号,这些检测器中的一些包括光学元件。已经发现,在点火器的加热构件上或附近设置的透镜或其它光线传递元件易于集尘和/或烟草的烟雾凝结并变得蒙上烟雾。
还发现光学检测器如暴露于环境(外部)光源的话,可能发出假信号。当试图使这种检测器远离或靠近点火器的装烟孔的进口时,这个问题更加严重。
因此,本发明的一个目的是提供一种电吸烟系统中的卷烟识别机构,它能够区分具有空腔的卷烟和更为传统的卷烟。
本发明的另一个目的是提供一种卷烟识别系统,它能够邻近于电加热装置工作。
本发明的另一个目的是提供一种卷烟识别系统,它不易受到环境光线的干扰的影响。
本发明的另一个目的是提供一种卷烟识别系统,它能够在手持式电点火器的紧凑范围内工作。
本发明可实现上述的和其它的目的,本发明提供一种电吸烟系统,其点火器包括一个卷烟识别系统,该卷烟识别系统的结构可识别在卷烟中,最好是在部分填装的卷烟中设置的一个感应标记。
更具体来说,本发明提供一种卷烟识别系统,该系统包括一个设在沿点火器的装烟座的一个位置上的线圈、一个与线圈相连的从动振荡电路和一个根据振荡电路的输出启动或关闭点火器的控制器。
本发明的另一个方面是,在部分填装的卷烟中设置一个感应标记元件,该元件具有一个金属箔或者一个电容性的墨或带。
参阅以下附图阅读下面对本发明推荐实施例的详细描述,可以清楚理解本发明的上述和其它的目的、优点和新颖特征。
图1是按照本发明的一个推荐实施例的吸烟系统的立体图,系统的卷烟插在电点火器内;
图2是图1的吸烟系统的立体图,但是在结束吸烟时卷烟已从点火器抽出;
图3A是图1加热装置的一个推荐实施例的局部立体详图,包括波浪形发夹状加热元件和推荐的卷烟识别系统的部分;
图3B是图3A所示推荐的卷烟识别系统的示意图;
图4是包括一感应标记的图1所示部分填装的卷烟的一个推荐实施例的部分分解的立体图;
图5是包括另一种感应标记的图1所示部分填装的卷烟的另一推荐实施例的部分分解的立体图;
图6是图1和图2所示电点火器的推荐控制电路的示意框图;
图7是典型的感应电路输出对时间的曲线图;
图8是按照本发明的一个推荐实施例的电路图。
现在参阅图1和2,本发明的一个推荐实施例提供一吸烟系统21,该吸烟系统最好包括一个部分填装的过滤嘴卷烟23和一个可重复使用的点火器25。卷烟23适于插入一环形卷烟接收器27并从其中取出,上述接收器位于点火器25的前端部分。当卷烟23已经插入时,吸烟系统21按照与较为传统的卷烟基本相同的方式使用,但是并不点火或闷烧。在一次或多次抽吸后,卷烟23被丢弃。每只卷烟23每次吸烟时最好提供8次或更多次的抽吸(抽吸循环);但是,调节可以抽吸的总数的多少是设方面的事情。
这种吸烟系统的进一步细节在共同转让的美国专利第5,388,594号、第5,505,214号、第5,591,368号和第5,499,636号中也有描述,上述专利文件全文在本说明书中用作参考。
点火器25包括一个具有前、后壳部33和35的壳体31。一个或多个电池可卸地装在后壳部35中向加热装置39供能,加热装置39包括多个电阻加热元件37(在图3A中也画出)。加热元件37设置在前壳部33中,以便滑动地接受卷烟23。一个止动器182设置在加热装置39的底部,可保证完全插入的卷烟23相对于加热元件37一致地放置。卷烟接收器27、加热元件37和止动器182共同形成一个用于接收一卷烟23的卷烟接收空间127。
在前壳部33中的控制电路41可选择地建立在每次抽吸启动电循环实行过程中在电池35a和一个或多个加热元件37之间的电连接。本发明的推荐实施例包括一个卷烟识别系统50,它能够在部分填装的过滤嘴卷烟23插入点火器25时进行辨别。在进行检测后,控制电路41为抽吸启动操作作好准备。在未作检测时,控制电路41使点火器处于能量保存休眠方式。关于卷烟识别系统50将在下文中详述。
现在仍参阅图1和2,点火器壳体31的后壳部35最好易于打开和闭合,例如,借助螺纹或卡扣件,以便进行电池的更换。如果需要,为了用房屋电源或类似电源在充电器中对电池充电可以设置一个电插座或触头。前壳部33最好可卸地连接于后壳部35,例如,借助燕尾接合或窝座配合等。
电池35a的型号应可向加热元件37供应充足的电力,以便按照需要工作,并最好包括可更换和可充电的类型。其它的电源是适用的,例如电容器。在推荐实施例中,电源包括4个串联的镍镉电池,总的非负载电压在大约4.8至5.6伏特的范围内。但是,电源的特性是按照吸烟系统21中的其它元件的特性选择的,特别是按照加热元件37的特性选择的。共同转让的美国专利第5,144,962号,在本说明书中用作参考,它描述了本发明的吸烟系统中可以使用的几种电源类型,例如可充电的电池电源和包括电池和由电池充电的电容器的电力装置。
现在具体参阅图2,当电路41收到来自卷烟识别系统50的适当信号时,它最好作好准备,以便在收到来自抽吸启动传感器45的进一步信号时执行电力循环,上述传感器对吸烟者开始抽吸卷烟23时出现的压力变化或空气流动速率敏感。抽吸启动传感器45最好设置在点火器25的前壳部33中,并经由一个穿过位于加热装置39底部的止动器182的孔与加热装置39的卷烟座127连通。适用于吸烟系统21的抽吸启动传感器45在共同转让的美国专利第5,060,671号和第5,388,594号中描述,这两个专利的公开内容在本说明书中用作参考。
抽吸传感器45最好包括由美国Illinois州Freeport的Honeywell公司的微动开关分部制造的163PCOID35型硅传感器。流量传感器,例如使用热线风速测量法原理的流量传感器也已成功地用于在检测出空气流量变化时启动一个适当的加热元件37。当由传感器45启动时,控制电路41向一个适当的加热元件37供应电流。
现在参阅图3A和3B,推荐的卷烟识别系统50包括一个线圈1102,它沿卷烟接收器27同心地围绕一个部位设置,以及一个振荡电路1106,它可以集成在控制电路41中,或者最好是作为邻近于线圈1102的单独的电子元件布置的。感应线圈1102具有大约15至25匝,最好大约为20匝,是20至40号线,最好大致为30号线。电引线1104将线圈1102连接于振荡电路1106。
振荡电路1106以一个适当的接头1108通过控制电路41连接于电池35a,并通过引线112向控制电路41提供一个输出信号(Vid)。
一个指示器51设置在沿点火器25的外部的一个部位上,最好在前壳部33上,指示在卷烟23的吸烟中尚存的抽吸次数。指示器51最好包括一个七段液晶显示器。在推荐实施例中,当卷烟识别系统50检测出在加热装置39中存在部分填装的卷烟23时,使指示器51显示数字“8”。
卷烟识别系统50最好用于向电路41提供信号,电路41则向指示器51提供信号,使抽吸传感器45作好准备。在指示器51上显示的数字“8”反映出每只卷烟23上可有8次抽吸,即,尚未进行抽吸循环,尚无加热元件被启动以加热卷烟23。当卷烟23被完全吸用后,指示器显示数字“O”。当从点火器25取出卷烟23时,卷烟识别系统50不再检测卷烟23的存在,指示器51被关掉。
作为显示尚存抽吸次数的替代,显示器也可用于指示系统是处于工作或非工作状态(“开(on)”或“关(off)”)。
本发明使用的电源、电路、抽吸启动传感器和指示器在共同转让的美国专利第5,060,671号、第5,388,594号和第5,591,368号中描述,所有这些专利在本说明书中用作参考。
现在参阅图3A,点火器25的前壳部33包封一个基本呈圆筒形的加热装置39,其加热元件37滑动地接收卷烟23。加热装置39适于与加热元件37成固定关系地支承插入的卷烟23,使加热元件37在沿每只新插入的卷烟23的大致相同的部位与卷烟并排放置。在推荐实施例中,加热装置39包括8个相互平行的加热元件37,它们绕卷烟接收器27的对称轴线同心地设置。每个加热元件37抵靠(或热连通于)完全插入的卷烟23的部位,在本说明书中称为加热足迹。
加热元件37最好是一种在本说明书中称为波浪形发夹式加热元件37的结构,其中,每个加热元件37包括至少第一和第二长的蛇形件53a和53b,这两个蛇形件在一个端部(末端)54相连。末端54邻近卷烟接收器27的开口183。加热元件37的相反端部56a和56b根据控制器41的选择性建立而电连接于电源35a的相反电极。更具体来说,分别通过极销104、极销104和一个蛇形件53a的自由端部56a之间的接头122、通过末端54的至少一部分形成一条通至另一蛇形件53b及其端部56b的电通路。最好一个整体形成的共用连接环110在长的蛇形件53b的所有端部56b之间提供一个共用的电连接。在推荐实施例中,环110通过环110和销105之间的一个接头123连接于电源35a的正极。加热装置39中的电连接的结构及建立的细节在共同转让的美国专利第5,060,671号、第5,388,594号和第5,591,368号中描述,所有这些专利在本说明书中用作参考。
可作为点火器25一部分工作的附加加热装置37包括在共同转让的美国专利第5,665,262号和第5,498,855号中所公开的那些,上述专利在本说明书中用作参考。
加热元件37最好在电路41的抽吸启动控制下单独地被赋能,以便最好分8次在绕卷烟23的圆周的间隔开来的位置上加热卷烟23。象吸用更为传统的卷烟通常能够实现的那样,这种加热可以用卷烟23形成8次抽吸。更为优选的作法是对于一次或多次抽吸同时启动多于一个加热元件。
现在参阅图4,卷烟23最好包括一个烟草杆60和一个过滤嘴62,它们最好用末端纸64连接在一起。
卷烟23的烟草杆60最好包括一烟草网66,它在一端绕一个自由流动过滤嘴74,在另一端绕一个烟草塞80折成管状(圆筒形)。或者也可用纤维素醋酸酯塞来替代烟草塞80。
象在构制更为传统的卷烟那样,一个外包层71紧密包住烟草网,并,并沿一条纵缝固定在一起。外包层71在绕一个自由流动过滤嘴74和烟草塞80包围的状态中保持烟草网66。
烟草网66本身最好包括一个底网68和一个沿底网的内表面设置的烟味材料层70。在烟草杆60的末端72,烟草网66和外包层71一起绕管状自由流动过滤嘴74包绕。烟草塞80最好与烟草网66分开构制,包括一个相对较短的柱状切碎的烟草填料,其最好已经包裹和固定在塞包层84内。
一般来说,烟草塞80的长度最好相对于烟草杆60的总长度来设定,从而沿烟草杆60在自由流动过滤嘴74和烟草塞80之间形成一个空腔90。空腔90相当于烟草杆60的一个未填装的部分,并与烟草杆60的自由流动过滤嘴74直接流体连通。
末端62最好包括一个邻近烟草杆60设置的自由流动过滤嘴92和在末端62的远离烟草杆60的远端的过滤嘴塞94。自由流动过滤嘴92最好呈管状,以很小的压降传递空气,但是,也可以使用标准结构的低效率过滤嘴。自由流动过滤嘴92的内径最好为2至6毫米,最好大于烟草杆60的自由流动过滤嘴74的内径。
为了外观,过滤嘴塞104封闭末端62的自由端,如果需要,为实现某种过滤,虽然过滤嘴塞104最好包括一个低效率过滤嘴,其效率最好大约为15至25%。
这种卷烟的进一步详细描述可见共同转让的美国专利第5,499,636号,该专利全文在本说明书中用作参考。
用在本发明的装置中的卷烟23还包括一个感应标记900,它最好包括一个围绕自由流动过滤嘴塞94设置的塞的箔包层904。塞的箔包层904的厚度推荐在大约0.00025至大约0.005英寸的范围内,最好大约为0.0005英寸。塞的箔包层904可以有选择地包括一个如前所述的箔层和一个传统的塞包层材料的叠层。
现在参阅图5,在这种替代方案中,卷烟23’的感应标记900’可以包括一个金属、磁性或感应墨906的带或层,其最好沿塞包层64’的内表面设置。墨906可涂布在塞包层64’的选择的部分上或覆盖其全部内表面。在这种替代方案中,墨906可以涂布在卷烟23’的其它构件上,例如,它的第一自由流动过滤嘴74’、第二自由流动过滤嘴92’或包层71’的邻近自由流动过滤嘴74’的部分上。
显然,可以选用各种箔、墨或金属件如金属带、磁化带或杆,以便形成在一个既定卷烟结构内的感应标记900,从而与振荡电路1106的线圈1102相互作用,对产品进行识别,这将在下文中详述。另外,虽然图5中墨条906为纵向延伸的,但是,条、带或金属件也可以是在圆周方向上延伸的,以便形成在沿卷烟23’的一个部位上的环。
现在参阅图2和6,点火器25的控制电路41包括一个逻辑电路195,其最好包括一个微控制器或一个特定应用集成电路(ASIC)。逻辑电路195通过控制电路41与卷烟识别系统50、用于检测对插入的卷烟23的抽吸的抽吸传感器45、用于指示卷烟23留下的抽吸次数的LCD指示器51、电源37和定时网络197相连。
逻辑电路195可以包括任何可以进行本说明书中所述功能的传统电路。场-可编程门阵列(例如美国California州Sunnyvale的Actel公司制造的ACTEL A1280A FPGA PQFP 160型)或微控制器可以编程以实现数字逻辑功能,使其它构件实现模拟功能。ASIC或微控制器可在一个构件中实现模拟和数字功能。类似于本发明的控制电路41和逻辑电路195的控制电路和逻辑电路的特征例如在共同转让的美国专利第5,388,594号、第5,505,214号、第5,591,368号和第5,499,636号中描述,所有上述专利全文在本说明书中用作参考。进一步的细节也在1996年10月22日提交的共同未审定的、共同转让的美国专利申请第08/755,044号中也有描述。
在推荐实施例中,8个单独的加热元件37连接于电源35a的正极并通过相应的场效应晶体管(FET)加热器开关201-208接地。在逻辑电路195的电力循环过程中,单独的(或选择的)一些加热器开关201-208分别通过接头211-208,在逻辑电路195的控制下接通。逻辑电路195提供信号,以便启动或断开加热器开关201-208,从而启动或停止加热装置39的相应加热元件37的工作。
逻辑电路195与定时电路197配合工作以精确按照预定的总循环期(“ttotal”)执行每个加热元件37的启动和停用,并且精确地将每个总循环期分成预定的阶段数,每个阶段具有它自己的预定的时间(“tphase”)。在推荐实施例中,总循环期选择为1.6秒(以便小于通常吸烟者一次抽吸卷烟的2秒的时间),总循环期最好分成两个阶段,第一阶段具有1.0秒的预定时间(“tphase1”),第二阶段具有0.6秒的预定时间(“tphase2”)。总循环期、阶段总数和各阶段时间是按照下面将要描述的技术内容需要解算的参数,以便在控制电路41中形成执行一个电力循环的能力,上述电力循环精确地复制在各加热元件37和相邻的卷烟23的部分之间的优选的热相互作用。另外,当形成优选的热直方图(thermo-histogram)时,某些参数(最好是在每个阶段中的工作循环)由控制电路41动态调节,以便精确地复制预定的热直方图,在上述电池放电周期所包括的电压Vin的整个范围内实现每个电力循环。
抽吸启动传感器45向逻辑电路195供应一个信号,指示抽吸启动(即,在一个充分维持的时间上空气流压力连续下降)。逻辑电路195包括一个反回跳分程序(debouncing routine),其用于区分微小的气压变化和对卷烟的更持久一些的抽吸,以避免响应于来自抽吸启动传感器45的错误信号而误启动加热元件。抽吸启动传感器45可包括一个压敏电阻压力传感器或一个用于驱动一个运算放大器的光闸传感器,运算放大器的输出又用于向逻辑电路195供应一个逻辑信号。吸烟系统适用的抽吸启动传感器包括Illinois州Freeport的Honeywell公司的微动开关分部制造的163PCOID35型硅传感器或California州Freemont的lucas-Nova公司制造的NPH-5-02.5G NOVA型传感器或California州Sunnyvale的SenSym制造的SLP004D型传感器。
为了保存能量,抽吸启动传感器45最好以低工作循环(例如2至10%的工作循环)周期性的接通和断开。例如,抽吸启动传感器45最好每10微秒接通一个1微秒的时间。例如,如果抽吸启动传感器45在4个连续脉冲期间(即,在40微秒的时间内)检测到压力降或指示对卷烟的抽吸的气流,那么,抽吸启动传感器就通过一个适当的接头211-218发出一个信号,以便接通一个适当的FET加热器开关201-208。
卷烟识别系统500的输出通过一个接头223送至逻辑电路195。当收到来自卷烟识别系统500的指示部分填装的卷烟已插入卷烟接收器127的信号时,逻辑电路195通过接头225向抽吸启动传感器45发出一个信号,以便接通抽吸启动传感器,从而可以开始抽吸启动电力循环。逻辑电路195也通过接头227向指示器51发出一信号使其接通。
逻辑电路195包括一个PROM(可编程序只读存储器)300,其最好包括至少两个数据库或“查阅表格”302和304,以及一个可选用的第三数据库(查阅表格)306,可能还有一个第四查阅表格307或更多的查阅表格。每个查阅表格302,304(以及可选用的查阅表格306,307)将指示电池电压Vin的信号转换成指示工作循环(对于第一阶段来说,标号为“dc1”,对于第二阶段来说,标号为“dc2”)的信号,以便用于执行直接电力循环的各阶段。第三和第四查阅表格306和307的功能类似。
当开始一个电力循环时,逻辑电路收到一个指示电池电压Vin的信号,然后将直接读数Vin对照第一查阅表格302以形成一个工作循环dc1,以便开始电力循环的第一阶段。第一阶段持续直至定时网络197提供一个指示第一阶段预定时间tphase1已经过去的信号为止,从而使逻辑电路195对照Vin和第二查阅表格304,并形成一个工作循环dc2,以便开始第二阶段。第二阶段持续直止定时网络提供一个指示第二阶段的预定时间tphase2已经过去的信号为止,从而使定时网络197在接头229向逻辑电路195提供一个关闭信号。逻辑电路195也可以开始一个第三阶段,形成一个第三工作循环dc3,直至第三阶段的预定时间(tphase3)已经过去时才发出关闭信号。相类似地也可以选用形成一个第四阶段(tphase4)。本发明也可以在实施时使用附加的阶段。
其它的定时网络电路和逻辑电路也可以使用,例如在1997年10月16日提交的共同未审定的、共同转让的美国专利申请,以及共同转让的美国专利第5,388,594号、第5,505,214号、第5,591,368号、第5,499,636号和第5,372,148号中描述的那些,所有上述文件全文在本说明书中用作参考。
当逻辑电路195从抽吸启动传感器通过接头221收到一个检测到持续压降或气流的信号时,逻辑电路195通过接头231向定时网络197发出一个信号以启动定时网络,然后,定时网络开始按照前述方式逐阶段地发挥功能。逻辑电路195也借助一个逐减分程序确定8个加热元件中的哪一个应被加热,并通过一个适当的接头211-218发送一个信号,以便接通一个适当的FET加热器开关201-208。当定时器运转时,适当的加热元件保持接通。
当定时网络197通过接头229向逻辑电路195发送一个指示定时器已经停止运转的信号时,特定的接通的加热器开关211-218被关断,从而使特定的加热元件37脱开电源。逻辑电路195也减数,并通过接头227向指示器51发送一个信号,使指示器显示还存在少一个的抽吸次数(例如,在第一次抽吸后显示“7”)。当吸烟者下一次抽吸卷烟23时,逻辑电路195将接通另一个预定的FET加热器开关211-218,从而向另一个预定的加热元件供电。这个过程将重复,直至指示器51显示为“O”为止,这就是说,在卷烟23上已不剩余抽吸次数。当卷烟23从点火器25除去时,卷烟传感器57指示不存在卷烟,逻辑电路195复位。
卷烟23上的卷烟标记900和点火器25中的卷烟识别系统50共同在电路41中形成识别卷烟已插入卷烟接收器127,以及识别它是点火器可适当工作的那种正确类型的能力。
一般来说,感应包括电路对外部电磁影响敏感的性质。通常,感应电路可用于产生迅速变化及放大的电流或其它的电子效应。
一般认为当电阻负载,例如阻尼在感应线圈附近的电磁场的材料施加在感应器上时,其Q(品质因数)值减小。如果感应器是科尔皮兹振荡器的一部分,那么,Q值的减小会使控制电压增加,这会使偏压电流增加,以便补偿无功负载的增加的损失。利用这种现象,本申请人已设计出一种识别是否适当的货品已插入点火器开口的新颖的方法。
取决于插入感应线圈的产品的性质,振荡电路可选择以具有一种频率,该频率可以最佳地放大由插入点火器的正确的产品引起的感应变化。例如,该频率可以在大约0.25兆赫至大约30兆赫的范围内。印刷的感应量,例如,图5的卷烟23’上的墨906如前所述最好由线圈1102和普通的卷烟直径以大约20兆赫来检测,而图4的前述箔904最好使用普通的卷烟直径以大约1兆赫来检测。
本专业技术人员显然懂得当选择适当的频率时需要考虑若干变量,那些因素包括线圈1102的直径、线圈1102的匝数、匝间的距离、线圈材料、电压及其它因素,所有这些因素在解算适当频率时应加以考虑。在一个频率范围上的原型振荡电路1106的分析和测试揭示,振荡电路1106的那一个频率使特定的线圈1102的阻抗达到峰值,最后,相应地调谐电路1106。
现在参阅图7,逻辑电路195最好被编程以不断地监测振荡电路1106的输出信号Vid,最好以保存电力的调制速率监测。在没有卷烟时,逻辑电路195推荐在5至15赫兹的速率。最好在大约8赫兹的速率检查输出信号Vid,而一旦开始检查,逻辑电路195就以25至35赫兹,最好以大约31赫兹检测输出信号Vid。一旦检测出插入,为了抽吸启动操作,逻辑电路195最好在启动点火器25以前用几个,最好是三个附加的连续读数确认初始读数。逻辑电路195用于将信号Vid与最好储存在逻辑电路195中的只读存储器(电可编程序只读存储器或类似装置)中的预定阈值(Vmin)和预定最大值(Vmax)进行比较。最小阈值设定得足够高,且最大值设定得足够低,因而使得只有适当的项目(例如感应标记900)可产生一个落入图7中限定在Vmin和Vmax之间的范围C内的信号Vid。收到上述信号,如前所述,使逻辑电路195能够进行点火器的抽吸启动操作。
在图7中第一时间线部分A的过程中,振荡电路1106未测出任何项目,这指示在线圈1102的区域中未插入具有显著传导性(感应作用)的物品。在图7中的点X上,有物品插入点火器25,这改变了Vid的测值。如果在第二时间线部分B的过程中上述变化落入预定的范围C中,实际上逻辑电路195将插入的物品认作在特定点火器25中使用的真卷烟。如果插入铅笔大小的金属棒,Vmax超值,则逻辑电路195不将该物品认作真品,不会使点火器25工作。
上述的推荐的工作电路表示在图8中。它包括一个振荡电路部分,其包括线圈1002(图8中的LI)及电容器C1,C3和晶体管Q2。线圈LI的有效电阻在图8中由电阻RL1代表。电源Q3的输出可读作Vid,它是一个用于与逻辑电路195沟通道的信号。这种推荐的布置作为一个科尔皮兹振荡器工作,它以预定的最好在大约1至20兆赫的范围内的频率工作,以便(在图8的OSC OUT处)产生一个1.4伏特的峰间输出。
当卷烟23插入,使感应(金属)标记900邻近线圈1102(LI)时,线圈有效电阻(RL1)改变,这又改变了线圈的Q值。当Q值减小时,在电路的反馈部分中维持振荡所需要的驱动电流量增加。该电流被转化成输出电压Vid,其可用于点火器25的逻辑电路195,以分辨载有标记900的卷烟的存在。
这种系统有几种变型,它们同样可以工作、箔可以设置在烟品的内侧或外侧;线圈可以装在加热器内,最好装在接近卷烟表面的低温区域内,例如在密封圈或垫圈内。在这种情形中,阈值必须仔细加以选择,以便对特定类型的卷烟敏感,上述特定类型的卷烟,其结构可以产生感应线圈中的适当的Q值。
虽然已经根据推荐实施例图示并描述了本发明,但是显然也可对其进行各种修改和变化而并不超出由权利要求书限定的本发明的范围。虽然上述的卷烟标记900、线圈和卷烟识别系统是优选的,但是,本专业技术人员在熟悉了本说明书的公开内容时,可容易地认识到,其它类似的元件及测试,可以具有与上面具体提供的数值完全不同的数值,其数值的比例和其类似,在功能上可以提供类似的效果,包括辨别在沿卷烟的一个部位的感应标记的存在,这与本说明书中的描述相同。也可以构想,将本发明应用于部分填装卷烟以外的其它卷烟类型。
Claims (20)
1.一种电吸烟系统,它包括:
一只卷烟,该卷烟包括一个设有预定的感应标记的构件;以及
一个电点火器,该电点火器包括:
卷烟接收器;
一个卷烟识别器,它适于产生一个指示在沿所述卷烟接收器的部位上感应标记存在的信号;以及
一个与所述卷烟识别器相连的控制器,所述控制器用于在收到并处理所述信号时使所述电点火器能够或不能工作。
2.一种电卷烟点火器系统,所述点火器包括:
一个卷烟接收器;
一个卷烟识别器,所述卷烟识别器用于产生一个信号,该信号指示一个感应器的有效电阻水平,上述感应器设置在沿所述卷烟接收器的一个部位上;以及
一个与所述卷烟识别器相连的控制器,所述控制器用于当收到并处理所述信号时使所述电点火器能够或不能工作。
3.如权利要求1或2所述的系统,其特征在于:所述卷烟识别器包括一个感应传感器。
4.如权利要求3所述的系统,其特征在于:所述感应传感器包括一个线圈,所述线圈具有一个内部并连接于一个振荡电路,所述线圈用于将卷烟接收在其内部中。
5.如权利要求4所述的系统,其特征在于:所述振荡电路产生一个由所述控制器检测的输出电压信号。
6.如权利要求5所述的系统,其特征在于:所述控制器将检测到的输出电压与预先设定的选择数据范围进行比较,并根据比较结果启动或断开点火器。
7.如权利要求1所述的系统,其特征在于:所述卷烟包括一个感应标记,该感应标记适于在所述部位影响感应线圈的Q值。
8.如权利要求7所述的系统,其特征在于:所述感应标记是金属箔。
9.如权利要求7所述的系统,其特征在于:所述感应标记是设置在卷烟的一个构件上的感应墨。
10.如权利要求7所述的系统,其特征在于:所述感应标记是金属带。
11.如权利要求8所述的电吸烟系统,其特征在于:所述箔大约0.0005英寸厚。
12.如权利要求3所述的电吸烟系统,其特征在于:所述卷烟识别器包括一个围绕所述卷烟接收器同心设置的感应线圈,所述控制器包括用于检测所述感应线圈上的电感变化的装置。
13.如权利要求12所述的系统,其特征在于:所述卷烟接收器包括一个具有孔的接收座,其用于滑动地接收一支卷烟,所述线圈同心地围绕所述孔设置。
14.一种电子控制电路,它包括
一个感应线圈;
一个连接于所述感应线圈的恒定电压反馈环;以及
一条与所述反馈环相连的电压输出线,因而感应线圈的有效电阻的变化产生电压输出线中的变化。
15.如权利要求14所述的电路,其特征在于:所述反馈环包括一个频率约为1至20兆赫的振荡器。
16.如权利要求15所述的电路,其特征在于:所述反馈环包括一个频率约为1兆赫的振荡器。
17.如权利要求15所述的电路,其特征在于:所述反馈环包括一个频率约为20兆赫的振荡器。
18.一种启动电吸烟系统的点火器的方法,该方法包括下述步骤:产生一个控制信号,该控制信号对于指示在沿卷烟接收器的一个部位上的感应器的有效电阻水平的信号的变化起反应。
19.一种卷烟,它包括一个在沿所述卷烟的部位上的感应标记。
20.一种卷烟识别系统,它包括一个在沿点火器的卷烟接收器的部位上的线圈、一个与所述线圈相连的振荡电路和一个用于根据振荡电路的输出启动和断开点火器的控制器。
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