-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen eines inhalierbaren Aerosols mit einem Aufnahmebereich für einen Artikel, der bei Erhitzung ein Aerosol abgibt, mit zumindest einem Sensor zum Erfassen einer physikalischen Eigenschaft des Artikels als Sensordaten und mit einer Steuereinheit zum Steuern der Vorrichtung und/oder zur Auswertung der Sensordaten.
-
Derartige Inhalatoren stellen seit einiger Zeit eine Alternative zum klassischen Tabakkonsum dar, bei dem Tabakprodukte verbrannt werden und der entstehende Rauch eingeatmet wird. Verschiedene Ausprägungen von Inhalatoren sind bekannt. Bei Verdampfern, die auch als elektrische Zigaretten oder E-Zigaretten bezeichnet werden, wird ein Aerosol aus einer aromatisierten und gegebenenfalls nikotinhaltigen Flüssigkeit (auch „Liquid“ genannt) durch Erhitzen mittels einer elektrischen Heizvorrichtung erzeugt. Weiterhin sind sogenannte „heat-not-burn“-Vorrichtungen bekannt, in denen ein auf Tabak basierender Feststoff erhitzt wird, wobei die Temperatur in der Regel unterhalb der Zündtemperatur gehalten wird und somit weniger gesundheitsschädliche Stoffe freigesetzt werden. Es ist bekannt, derartige Inhalatoren mit Sensoren zu versehen, um beispielsweise die Temperatur der Heizvorrichtung zu überwachen oder bestimmte Eigenschaften des jeweiligen Aerosol erzeugenden Artikels zu messen.
-
Beispielsweise aus der
EP 3 536 176 A1 ist eine Verdampfungsvorrichtung zum Erzeugen eines inhalierbaren Aerolos bekannt, wobei ein Füllstand einer zu verdampfenden Flüssigkeit mittels eines Füllstandssensors erfasst wird. Bei einem niedrigen Füllstand kann beispielweise ein Signal an einen Benutzer ausgeben oder der Betrieb der Verdampfungsvorrichtung verhindert werden. Der Füllstandssensor ist insbesondere als kapazitiver Sensor ausgebildet. Der vorliegenden Erfindung liegt unter anderem die Erkenntnis zugrunde, dass ein derartiger Sensor oftmals unzureichende bzw. ungenaue Ergebnisse liefert. Außerdem wäre ein erweiterter Umfang sensorbasierter Funktionen der Vorrichtung wünschenswert.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, die Genauigkeit bei einer Füllstandsmessung in einer Vorrichtung zum Erzeugen eines inhalierbaren Aerosols zu verbessern und den auf Sensordaten basierenden Funktionsumfang der Vorrichtung zu erweitern.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Erzeugen eines inhalierbaren Aerosols mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs.
-
Vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zum Erzeugen eines inhalierbaren Aerosols.
-
Die Vorrichtung umfasst einen Aufnahmebereich für einen Artikel, der bei Erhitzung das Aerosol erzeugt. Das Aerosol kann, wie vorstehend bereits beschrieben ist, Nikotin und/oder andere Stoffe aufweisen.
-
Die Vorrichtung umfasst ferner zumindest einen Sensor zum Erfassen einer physikalischen Eigenschaft des Artikels als Sensordaten. Mit Hilfe der Sensordaten kann die Vorrichtung bzw. der Artikel überwacht werden.
-
Außerdem umfasst die Vorrichtung eine Steuereinheit zum Steuern der Vorrichtung und/oder zur Auswertung der Sensordaten.
-
Erfindungsgemäß ist der zumindest eine Sensor als ein elektrostatischer Sensor ausgebildet. Des Weiteren ist die Steuereinheit derart ausgebildet, dass diese anhand zumindest der Sensordaten des elektrostatischen Sensors einen Füllstand des Artikels ermittelt und/oder den Artikel identifizieren kann.
-
Der elektrostatische Sensor kann dabei eine elektrostatische Aufladung des Artikels messen. Die Messung der elektrostatischen Aufladung kann dabei beispielsweise dadurch erfolgen, dass eine elektrische Spannung gemessen wird, die durch eine elektrische Influenz am elektrostatischen Sensor gemessen wird. Die elektrische Influenz wird dabei durch die elektrostatische Aufladung ausgebildet. Da mit der elektrostatischen Aufladung ein elektrostatisches Feld einhergeht, kann auch das elektrostatische Feld gemessen werden. Zusätzlich oder alternativ kann die elektrostatische Aufladung auch mittels einer Veränderung der elektrostatischen Aufladung und/oder mittels einer Veränderung des durch die elektrostatische Aufladung ausgebildeten elektrostatischen Feldes gemessen werden.
-
Ferner kann die elektrostatische Aufladung auch anhand einer Kraft auf eine Probeladung gemessen werden.
-
Die elektrostatische Aufladung kann zusätzlich auch durch die Messung des elektrischen Feldes ermittelt werden.
-
Des Weiteren kann auch eine Änderung der elektrostatischen Aufladung, also ein zeitlicher Verlauf, gemessen werden, um anhand dessen den Artikel zu identifizieren und/oder um den Füllstand zu messen.
-
Mittels des elektrostatischen Sensors können auch, insbesondere ruhende, elektrische Ladungen, eine Ladungsverteilung und/oder ein elektrisches Feld erfasst werden.
-
Mittels des elektrostatischen Sensors kann auch ein elektrisches Potential erfasst werden, welches der elektrostatisch aufgeladene Artikel ausbildet.
-
Mittels der Messung durch den elektrostatischen Sensor kann die Ermittlung des Füllstandes verbessert werden. Beispielsweise kann die gemessene elektrostatische Aufladung des Artikels von dem Füllstand abhängen. Eine höhere gemessene elektrostatische Aufladung kann beispielsweise bedeuten, dass der Füllstand höher ist.
-
Zusätzlich oder alternativ kann mittels des elektrostatischen Sensors auch der Artikel identifiziert werden. Verschiedene Artikel können voneinander unterschiedliche elektrostatische Aufladungen bzw. unterschiedliche elektrostatische Charakteristika, d.h. unterschiedliche Charakteristika der elektrostatischen Aufladung, aufweisen. Beispielsweise können unterschiedliche Artikel unterschiedliche zeitliche Verläufe der elektrostatischen Aufladung aufweisen, weil sie sich beispielsweise unterschiedlich entladen. Ferner kann der zeitliche Verlauf auch vom Füllstand abhängen.
-
Die Vorrichtung kann ferner eine Heizvorrichtung zum Erhitzen des Artikels umfassen, so dass das Aerosol erzeugt werden kann. Die Heizvorrichtung kann beispielsweise als Heizwendel ausgebildet sein.
-
Zusätzlich oder alternativ kann die Heizvorrichtung auch am Artikel selbst angeordnet sein. Dann kann jedoch die Steuereinheit die Heizvorrichtung des Artikels steuern, wenn eine Schnittstelle vorhanden ist, welche die Heizvorrichtung mit der Steuereinheit verbindet.
-
Des Weiteren kann die Vorrichtung eine Energieversorgung, insbesondere in Form eines Energiespeichers, aufweisen. Die Energieversorgung kann insbesondere die Heizvorrichtung, die Sensoren und ggf. die Heizvorrichtung des Artikels mit elektrischer Energie versorgen. Die Energieversorgung kann beispielsweise als wenigstens ein Akkumulator oder wenigstens eine Batterie ausgebildet sein. Die Energieversorgung kann entweder fest in der Vorrichtung verbaut oder wechselbar sein. Ebenfalls denkbar ist eine Energieversorgung in Form eines Kondensators. Die Vorrichtung kann insbesondere einen Anschluss für eine externe Energiequelle aufweisen, worüber die Energieversorgung beispielsweise aufgeladen werden kann.
-
Die Vorrichtung kann zur Verwendung von verschiedenen Aerosol erzeugenden Artikeln ausgebildet sein. Wie bereits erwähnt, kann der Artikel eine aromatisierte und gegebenenfalls nikotinhaltige Flüssigkeit aufweisen oder aus dieser bestehen. Die Vorrichtung kann einen fest verbauten Flüssigkeitsspeicher aufweisen, in den der Artikel in Form der Flüssigkeit eingefüllt werden kann. Der Artikel kann auch aus einer mit einer entsprechenden Flüssigkeit gefüllten Kartusche bestehen, die nach dem Verbrauch ausgewechselt werden muss. Der Artikel kann weiterhin einen auf Tabak basierenden Feststoff aufweisen oder aus diesem bestehen. Gebräuchlich sind beispielsweise Artikel, die an klassische Zigaretten in einer verkürzten Form erinnern, wobei der tabakbasierende Feststoff in ein Zigarettenpapier gewickelt ist.
-
Die Heizvorrichtung kann in Abhängigkeit des Aerosol erzeugenden Artikels unterschiedlich ausgebildet sein. Die Heizvorrichtung kann beispielsweise eine oder mehrere Heizspiralen aufweisen, die sich durch den Durchfluss von elektrischem Strom erwärmen. Denkbar ist ebenfalls eine Lichtquelle, beispielsweise in Form eines Lasers, als Heizvorrichtung. Die Heizvorrichtung kann als Bestandteil der Vorrichtung ebenfalls wechselbar ausgebildet sein. Im Falle einer zu verdampfenden Flüssigkeit kann die Heizvorrichtung einen Flüssigkeitsträger, insbesondere in Form von Watte oder in Form eines metallischen Siebs, aufweisen. Auch ist die Heizvorrichtung in diesem Fall insbesondere durch ein flüssigkeitsübertragendes Element mit einem Flüssigkeitsvorrat verbunden. Das flüssigkeitsübertragende Element kann beispielswiese ein Docht oder ein Drahtgeflecht sein und die Flüssigkeit insbesondere durch Kapillarkräfte übertragen. Die Steuereinheit ist beispielsweise ausgebildet, die Heizvorrichtung in Abhängigkeit eines Verhaltens eines Benutzers der Vorrichtung zu aktivieren. Insbesondere ist es denkbar, dass die Heizvorrichtung durch das Betätigen eines Schalters, durch Berührung eines Körperteils des Benutzers oder das Inhalieren des Benutzers ausgelöst wird.
-
Es ist ebenfalls denkbar, dass die Heizvorrichtung nicht Bestandteil der Vorrichtung, sondern Bestandteil des Artikels ist und beispielsweise mit diesem regelmäßig ausgetauscht wird. In diesem Fall wird insbesondere durch den Aufnahmebereich eine Verbindung zwischen der Heizvorrichtung des Artikels und der Energieversorgung hergestellt. Die Vorrichtung kann dafür eine Schnittstelle aufweisen, mittels der eine Heizvorrichtung des Artikels angesteuert und/oder mit Energie versorgt werden kann. Über die Schnittstelle kann insbesondere die Steuereinheit die Heizvorrichtung des Artikels steuern.
-
Der elektrostatische Sensor kann ein erster Sensor sein, der eine erste physikalische Eigenschaft des Artikels als erste Sensordaten erfasst. Erster Sensor und elektrostatischer Sensor können hier gleichbedeutend sein.
-
Vorteilhaft ist es, wenn die Vorrichtung weiterhin zumindest einen zweiten Sensor zum Erfassen einer zweiten physikalischen Eigenschaft des Artikels als zweite Sensordaten aufweist. Vorteilhafterweise kann die Vorrichtung einen dritten Sensor zum Erfassen einer dritten physikalischen Eigenschaft des Artikels als dritte Sensordaten umfassen.
-
Mithilfe des zweiten Sensors und vorzugsweise des dritten Sensors, der die zweite und vorzugsweise die dritte physikalische Eigenschaft des Aerosol erzeugenden Artikels erfasst und der Auswertung der Signale zumindest des ersten Sensors, des zweiten und vorzugsweise des dritten Sensors lässt sich eine Genauigkeit und Zuverlässigkeit bei der Ermittlung des Füllstands des Aerosol erzeugenden Artikels erhöhen. Darüber hinaus ermöglicht die gemeinsame Auswertung der Signale des ersten Sensors, des zweiten Sensors und vorzugsweise des dritten Sensors weitere auf dieser Auswertung basierende Funktionen, wie insbesondere die Identifikation des Aerosol erzeugenden Artikels.
-
Der Aufnahmebereich kann den Artikel insbesondere formschlüssig aufnehmen. Es ist denkbar, dass der Aufnahmebereich eine Rastvorrichtung zur Fixierung des Artikels umfasst. Wie bereits erwähnt, kann der Aufnahmebereich ebenfalls eine Verbindung zur Energieversorgung aufweisen. Der Aufnahmebereich kann beispielsweise als Flüssigkeitsspeicher bzw. Flüssigkeitstank ausgebildet sein.
-
Der erste Sensor, der zweite Sensor und/oder der dritte Sensor sind vorzugsweise als elektronische Bauteile, insbesondere Halbleiterelemente, ausgebildet. Die Sensoren werden vorzugsweise von der Energieversorgung mit einer elektrischen Spannung versorgt. In Abhängigkeit der ersten, zweiten und/oder dritte physikalischen Eigenschaft verändert sich beispielsweise ein Ausgabesignal der Sensoren, dass sich als erste, zweite und/oder dritte Sensordaten manifestiert. Die ersten, zweiten und/oder dritte Sensordaten können beispielsweise als analoge und/oder digitale Daten vorliegen.
-
Die Sensoren sind insbesondere integrale Bestandteile der Vorrichtung und unabhängig vom Artikel. Im Sinne der Nachhaltigkeit sollen die Sensoren insbesondere nicht mit dem Artikel ausgetauscht werden.
-
Unter den physikalischen Eigenschaften des Artikels sind vorliegend Eigenschaften zu verstehen, die durch die Zusammensetzung, eine Menge bzw. Restmenge, die geometrischen Abmessungen und/oder grundsätzliche Materialeigenschaften des Artikels bestimmt sind. Bei dem Begriff Artikel ist einerseits der beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Vorrichtung verbrauchte Stoff als auch ein Behältnis bzw. eine Umhüllung des Stoffs umfasst.
-
Die Steuereinheit ist beispielsweise als elektrische Schaltung, insbesondere integrierter Schaltkreis, oder Mikrocontroller ausgebildet. Insbesondere ist die Steuereinheit ausgebildet, die Sensordaten zu empfangen, zu speichern, umzuwandeln und/oder mathematische Operationen mit den Sensordaten auszuführen. Vorzugsweise ist die Steuereinheit ausgebildet, Ausgabedaten und/oder Steuersignale auf Basis der Sensordaten zu erzeugen.
-
Unter dem Begriff des Füllstands des Artikels ist insbesondere eine Menge bzw. Restmenge des bereits erwähnten, beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Vorrichtung verbrauchten, Stoffs zu verstehen. Ein Ermitteln des Füllstands des Artikels kann beispielsweise automatisch in regelmäßigen Abständen, bzw. mit einer bestimmten Taktzeit, erfolgen. Das Ermitteln des Füllstands kann insbesondere dazu verwendet werden, einen Benutzer im Falle eines niedrigen Füllstands zu benachrichtigen oder die Benutzung der Vorrichtung zu verhindern. Eventuelle Beschädigungen der Vorrichtung oder Nachteile für den Benutzer können somit vermieden werden.
-
Unter Identifikation des Artikels ist insbesondere eine Zuordnung des momentan in der Vorrichtung verwendeten Artikels zu einer bestimmten Gattung von Artikeln zu verstehen. Eine Gattung von Artikeln kann beispielsweise dadurch bestimmt sein, dass sie vom Hersteller der Vorrichtung zu einer Verwendung mit der Vorrichtung bestimmt bzw. freigegeben ist. Außerdem kann sich die Gattung von Artikeln beispielsweise durch einen bestimmten Nikotingehalt und/oder eine bestimmte Aromatisierung auszeichnen. Vor allem kann eine Identifikation des Artikels beispielsweise eine Verwendung der Vorrichtung mit unerwünschten Artikeln von Wettbewerbern oder Nachahmungen von Artikeln verhindern.
-
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung ist die Steuereinheit derart ausgebildet, dass diese die ersten, zweiten und dritten Sensordaten zusammenführt und/oder gemeinsam auswertet. Es ergibt sich somit bei der Auswertung der einzelnen Sensordaten ein Synergieeffekt, der die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Datenauswertung erhöht. Falls beispielsweise die Auswertung eines einzelnen Sensors unschlüssige Ergebnisse geliefert, können die anderen Sensordaten herangezogen werden, um trotzdem zu einem schlüssigen Ergebnis zu kommen.
-
Die Sensordaten können beispielsweise zur gegenseitigen Korrektur herangezogen werden. Sie können als Parameter einer Ausgleichsrechnung verwendet werden. Es kann beispielsweise eine Sensorfusion bzw. Informationsfusion von der Steuereinheit durchgeführt werden. Die Sensordaten der einzelnen Sensoren können beispielsweise unterschiedlich gewichtet werden, je nachdem welche sensorbasierte Funktion von der Vorrichtung vorgenommen werden soll. Darüber hinaus kann abhängig von der jeweiligen sensorbasierten Funktion nur eine Untermenge der Sensoren gemeinsam ausgewertet werden. Die Steuereinheit umfasst zur gemeinsamen Auswertung der Sensordaten beispielsweise Datenmodelle, die vom jeweiligen Hersteller der Vorrichtung im Rahmen von Laborversuchen mit verschiedenen Artikeln und verschiedenen Zuständen der Artikel, wie insbesondere Füllstände, ermittelt wurden.
-
Vorteilhafterweise ist der zweite und/oder dritte Sensor als kapazitiver Sensor und/oder optischer Sensor, insbesondere Spektralsensor, ausgebildet. Diese Sensoren erlauben einerseits gut reproduzierbare Messungen unterschiedlicher physikalischer Eigenschaften. Andererseits sind derartige Sensoren kostengünstig in der Herstellung und lassen sich gut miniaturisieren. Die erste, zweite und/oder dritte physikalische Eigenschaft ist dabei insbesondere eine Permittivität, ein elektromagnetisches Spektrum und/oder eine, insbesondere charakteristische, elektrostatische Aufladung. Bei dem elektromagnetischen Spektrum kann es sich um ein Absorptions- und/oder Emissionsspektrum handeln.
-
Der kapazitive Sensor misst insbesondere die elektrische Kapazität zwischen zwei voneinander isolierten elektrischen Leitern, wobei die Kapazität gleich dem Verhältnis der Ladungsmenge, die auf diesen Leitern gespeichert ist, und der zwischen ihnen herrschenden elektrischen Spannung ist. Die Kapazität ist dabei abhängig von der Permittivität des zwischen den Leitern oder in unmittelbarer Umgebung der Leiter befindlichen isolierenden Mediums und der Geometrie der Leiter. Die Abhängigkeit von der Permittivität kann für die vorliegende Vorrichtung ausgenutzt werden. Der Artikel ist allgemein als Isolator bzw. Dielektrikum ausgebildet, wobei die Permittivität des Artikels einerseits von seiner Beschaffenheit und bei einem Artikel in Form einer Flüssigkeit bzw. wenn der Artikel eine Flüssigkeit aufweist von dem Füllstand der Flüssigkeit abhängt.
-
Der kapazitive Sensor weist insbesondere wenigstens zwei Elektroden auf, zwischen denen die Kapazität gemessen wird, wobei die zwei Elektroden beispielsweise derart beabstandet sein können, dass der Artikel bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Vorrichtung zwischen den Elektroden angeordnet ist. Alternativ können beide Elektroden auch in unmittelbarer Nähe neben dem Artikel, beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse, angeordnet sein. Die Elektroden können in beiden genannten Fällen beispielsweise in einer Seitenwand des Aufnahmebereichs angeordnet sein. Durch die Änderung der Kapazität, die durch den kapazitiven Sensor detektiert wird, kann ebenfalls unabhängig von den anderen Sensoren in einfacher Weise ein Einlegen des Artikels in den Aufnahmebereich erkannt werden.
-
Für den optischen Sensor sind verschiedene Ausgestaltungen denkbar. Grundsätzlich misst der optische Sensor aber Licht wenigstens einer Lichtquelle, das vom Artikel beeinflusst wurde. Unter dieser Beeinflussung kann beispielsweise Absorption, Reflexion, Brechung und/oder Fluoreszenz verstanden werden. Das vom Sensor gemessene Licht kann im sichtbaren Bereich, im Infrarotbereich und/oder im Ultraviolettbereich liegen. Der als Spektralsensor ausgebildete optische Sensor misst insbesondere eine Intensitätsverteilung in Abhängigkeit von der Wellenlänge des Lichts. Die oben aufgezählten Beeinflussungen, insbesondere die Absorption und/oder die Fluoreszenz, können damit insbesondere in Abhängigkeit der Wellenlänge gemessen werden.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung umfasst der optische Sensor einen Detektor und ein erstes und/oder zweites Leuchtmittel.
-
Durch die Verwendung dedizierter Leuchtmittel mit vorgegebener Intensität bzw. spektraler Zusammensetzung des Lichts kann die Messgenauigkeit des optischen Sensors verbessert werden. Das erste Leuchtmittel und das zweite Leuchtmittel können hierbei beispielsweise unterschiedliche Intensitäten und/oder spektrale Zusammensetzungen des emittierten Lichts aufweisen. Das erste Leuchtmittel und/oder das zweite Leuchtmittel sind beispielsweise als LED, insbesondere als Weißlicht-LED, beispielsweise mit einer Farbtemperatur von 6000 K, ausgebildet. Es ist denkbar, dass das erste Leuchtmittel als monochromatisches Leuchtmittel und das zweite Leuchtmittel als Weißlicht-Leuchtmittel, also polychromatisches Leuchtmittel mit breiter spektraler Verteilung, ausgebildet ist. Beispielsweise können das erste Leuchtmittel und das zweite Leuchtmittel von der Steuereinheit zu unterschiedlichen Zeitpunkten für eine Messung des optischen Sensors aktiviert werden.
-
Der Detektor ist beispielsweise als Fotodiode, Solarzelle, CCD- oder CMOS-Detektor ausgebildet. Der Detektor ist insbesondere als spektraler Detektor ausgebildet, d. h. der Detektor ist ausgebildet die Intensität des Lichts in Abhängigkeit von der Wellenlänge zu messen. Hierzu ist der Detektor beispielsweise als CCD-Spektrometer bzw. Gitterspektrometer ausgebildet.
-
In diesem Zusammenhang stellt es einen Vorteil dar, wenn das erste Leuchtmittel benachbart zum Detektor angeordnet und/oder das zweite Leuchtmittel vom Detektor beabstandet ist. Hierdurch können verschiedene Bereiche des Artikels festgelegt werden die vom optischen Sensor bzw. Detektor erfasst werden. Das vom Detektor beanstandete zweite Leuchtmittel kann beispielsweise einen großen Volumenanteil des Artikels durchleuchten. Das zum Detektor benachbarte erste Leuchtmittel kann beispielsweise nur einen Ausschnitt der Oberfläche des Artikels beleuchten. Hierdurch lassen sich verschiedene Aspekte der Beschaffenheit des Artikels besser unterscheiden. Wie bereits beschrieben, können das erste Leuchtmittel und das zweite Leuchtmittel von der Steuereinheit beispielsweise zu unterschiedlichen Zeitpunkten für eine Messung des optischen Sensors aktiviert werden. Das erste Leuchtmittel und das zweite Leuchtmittel können beispielsweise für unterschiedliche sensorbasierte Funktionen der Vorrichtung verwendet werden. So kann beispielsweise das erste Leuchtmittel ausschließlich bei der Identifikation des Artikels verwendet werden.
-
Es ist vorteilhaft, wenn der Detektor und/oder das erste Leuchtmittel in einer Seitenwand des Aufnahmebereichs und/oder bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Artikels an einer Längsseite des Artikels angeordnet sind und/oder das zweite Leuchtmittel in einem Boden des Aufnahmebereichs und/oder bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Artikels an einer Stirnseite des Artikels angeordnet ist. Eine derartige Anordnung der Leuchtmittel und des Detektors erlaubt es beispielsweise, dass das erste Leuchtmittel nur einen Ausschnitt der Oberfläche des Artikels beleuchtet und dass das zweite Leuchtmittel einen Großteil des Artikels durchleuchtet. Durch die Untersuchung von unterschiedlichen Bereichen des Artikels können die Messergebnisse weiter verfeinert werden. Falls der Artikel beispielsweise als Kartusche mit einer darin enthaltenen Flüssigkeit ausgebildet ist, kann insbesondere das erste Leuchtmittel eine Seitenwand der Kartusche beleuchten und das zweite Leuchtmittel die Kartusche mit der darin enthaltenen Flüssigkeit durchleuchten. Damit können die Eigenschaften der Kartusche und der darin enthaltenen Flüssigkeit eventuell getrennt voneinander untersucht werden.
-
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Vorrichtung wenigstens ein, insbesondere visuelles, akustisches und/oder haptisches, Rückmeldungselement, insbesondere ein Anzeigeelement und/oder ein Vibrationselement, aufweist. Das Rückmeldungselement erlaubt es der Vorrichtung bzw. der Steuereinheit mit einem Benutzer der Vorrichtung zu kommunizieren. Dabei können beispielsweise Benutzungshinweise und/oder Fehlermeldungen kommuniziert werden. Ausgaben am Rückmeldungselement erfolgen insbesondere auf Basis der Auswertung der Sensordaten durch die Steuereinheit. Beispiele für ein visuelles Rückmeldungselement können ein Leuchtmittel, insbesondere eine LED, oder eine Anzeige, insbesondere eine LCD Anzeige, sein. Die visuellen Rückmeldungselemente sind insbesondere auf einer für einen Benutzer gut sichtbaren Außenseite der Vorrichtung angeordnet. Ein akustisches Rückmeldungselement kann insbesondere ein Tongeber oder Lautsprecher sein. Ein Beispiel für ein haptisches Rückmeldungselement ist das bereits erwähnte Vibrationselement, das insbesondere ausgebildet ist die Vorrichtung in Vibration zu versetzen. Die Vorrichtung kann insbesondere mehrere der beispielhaft aufgezählten Rückmeldungselemente aufweisen.
-
Zusätzlich ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung einen Datenspeicher aufweist, in dem Referenzwerte und/oder Referenzwertsätze für zumindest einen Artikel abgespeichert sind. Durch einen Vergleich der Sensordaten mit den Referenzwerten bzw. den Referenzwertsätzen wird insbesondere die Identifikation des Artikels ermöglicht. Eine erfolgreiche Identifikation setzt dabei voraus, dass ein Satz von Sensordaten mit einem Referenzwertsatz übereinstimmt. Die Übereinstimmung muss dabei nicht unbedingt exakt vorliegen, es kann auch das unterschreiten einer bestimmten Differenz genügen. Es ist denkbar, dass die Referenzwerte bzw. die Referenzwertsätze jeweils mit einem Toleranzbereich im Datenspeicher abgelegt sind. Eine Übereinstimmung von Messwerten und Referenzwerten bzw. der Referenzwertsätze ist in diesem Fall beispielsweise auch innerhalb des Toleranzbereiches gegeben.
-
Ein Referenzwert kann beispielsweise die Farbe des Artikels sein, welche vom optischen Sensor erfasst wird. Die Referenzwertsätze können beispielsweise zeitliche Verläufe der elektrischen Aufladung oder der anderen physikalischen Eigenschaften des Artikels sein. Die Referenzwertsätze können somit beispielsweise aus mehreren Referenzwerten bestehen. Beispielsweise beschreiben die Referenzwertsätze als zeitlicher Verlauf das Entladen des Artikels. Unterschiedliche Artikel oder Artikel mit unterschiedlichen Füllständen können sich beispielsweise unterschiedlich Entladen oder Aufladen, was durch den zeitlichen Verlauf abgebildet wird.
-
Die Referenzwertsätze können auch ein Ansteigen und/oder Abfallen der elektrostatischen Aufladung beschreiben, welche für einen Artikel charakteristisch ist.
-
Durch die im Datenspeicher gespeicherten Referenzwertsätze kann beispielsweise von einem Hersteller der Vorrichtung eine Menge von mit der Vorrichtung verwendbaren Artikeln begrenzt werden. Ein Referenzwertsatz entspricht dabei beispielsweise einem mit der Vorrichtung kompatiblen Artikel. Die Referenzwerte bzw. Referenzwertsätze wurden beispielsweise von einem Hersteller der Vorrichtung im Rahmen von Laborversuchen mit einer Vielzahl unterschiedlicher Artikel ermittelt. Es ist denkbar, dass ein Benutzer weitere Referenzwertsätze auf den Datenspeicher übertragen kann. Auf diese Weise kann auch im Nachhinein von einem Hersteller die Auswahl an kompatiblen Artikeln erweitert werden. Eine derartige Erweiterung kann auch beispielsweise mittels eines automatischen Updates der Vorrichtung erfolgen.
-
Ein Referenzwert und/oder ein Referenzwertsatz kann beispielsweise einen zeitlichen Verlauf einer physikalischen Eigenschaft, insbesondere der elektrostatischen Aufladung, des Artikels umfassen.
-
Der Datenspeicher ist beispielsweise als Flash-Speicher ausgebildet. Zum Beschreiben und Auslesen des Datenspeichers kann die Vorrichtung ebenfalls eine Datenschnittstelle, insbesondere einen USB-Anschluss aufweisen. Auch kabellose Datenschnittstellen, insbesondere eine Bluetooth- oder WLAN-Schnittstelle sind denkbar.
-
Vorteilhaft ist es, wenn die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass diese zur Identifikation des Artikels und/oder zum Messen des Füllstandes zumindest die ersten Sensordaten mit den Referenzwerten und/oder den Referenzwertsätzen vergleichen kann. Beispielsweise kann der zeitliche Verlauf des gemessenen Entladens und/oder Aufladens der elektrostatischen Aufladung mit abgespeicherten Referenzwertsätzen, welche die zeitlichen Verläufe des Entladens und/oder des Aufladens der elektrostatischen Aufladung umfassen, verglichen werden. Anhand dessen kann dann der Artikel identifiziert und/oder der Füllstand bestimmt werden.
-
Wie bereits beschrieben, ist es vorteilhaft, mit der Vorrichtung kompatible Artikel von Artikeln zu unterscheiden, die nicht mit der Vorrichtung kompatibel sind. Hierdurch wird beispielsweise eine Nachahmung von Artikeln oder eine fehlerhafte Benutzung der Vorrichtung verhindert.
-
Von Vorteil ist es, wenn die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass diese zur Identifikation des Artikels und/oder zum Erfassen des Füllstands, insbesondere die zeitlichen Verläufe, der von mehreren Antenneneinheiten erfassten Sensordaten miteinander und/oder mit im Datenspeicher gespeicherten Referenzwertsätzen vergleichen kann. Die Antenneneinheiten können zum Artikel verschieden positioniert und/oder orientiert sein, so dass die verschiedenen Antenneneinheiten verschiedene Sensordaten erfassen. Anhand dessen kann jedoch beispielsweise eine räumliche Verteilung der elektrostatischen Aufladung geschlossen werden, so dass der Artikel identifiziert und/oder der Füllstand ermittelt werden kann.
-
Die Referenzwerte können beispielsweise den oben beschriebenen physikalischen Eigenschaften des Artikels entsprechen. So kann ein dritter Referenzwert beispielsweise die Permittivität des Artikels sein, ein zweiter Referenzwert kann einem elektromagnetischen Spektrum des Artikels entsprechen, wobei in diesem Fall der Referenzwert als eine Vielzahl von Wertepaaren, nämlich Intensitäten und Wellenlängen, zu verstehen ist. Ein erster Referenzwert kann die charakteristische elektrostatische Ladung des Artikels sein. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Referenzwerte den nicht weiter verarbeiteten Sensordaten entsprechen, die von den physikalischen Eigenschaften des Artikels abhängen. In diesem Fall sind beispielsweise Ausgangsspannungen der Sensoren als Referenzwerte hinterlegt. Bei einer gemeinsamen Auswertung der Sensordaten durch die Steuereinheit können die Referenzwerte auch einem Ergebnis einer eventuell komplexen gemeinsamen Verarbeitung der Sensordaten entsprechen.
-
Von Vorteil ist es, wenn der zumindest eine elektrostatische Sensor zumindest eine, insbesondere vier, Antenneneinheit umfasst, mittels der Messwerte erfasst werden können. Mit Hilfe der Antenneneinheit kann die elektrostatische Aufladung bzw. das elektrische Feld erfasst werden. Sind mehrere Antenneneinheiten vorhanden, können die Messwerte der verschiedenen Antenneneinheiten miteinander von der Steuereinheit verglichen werden, so dass die Messung durch den elektrostatischen Sensor vertrauenswürdiger ist.
-
Sind mehrere Antenneneinheiten vorhanden, können zwei Antenneneinheiten die Sensordaten erfassen.
-
Die zumindest eine Antenneneinheit kann beispielsweise auf einer Leiterplatte ausgebildet sein.
-
Vorteilhaft ist es, wenn mittels der zumindest einen Antenneneinheit ein elektrostatisches und/oder elektrodynamisches Feld erzeugt werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann die zumindest eine Antenneneinheit das elektrostatische und/oder elektrodynamische Feld auch erfassen. Das so elektrostatische und/oder elektrodynamische Feld beeinflusst den Artikel, so dass der Artikel beispielsweise elektrostatisch aufgeladen wird, was wiederum vom elektrostatischen Sensor oder von der zumindest einen Antenneneinheit gemessen werden kann. Sind beispielsweise zwei Antenneneinheiten vorhanden, kann eine Antenneneinheit das Feld erzeugen und die andere Antenneneinheit die daraus resultierende elektrostatische Aufladung, insbesondere den zeitlichen Verlauf, des Artikels messen. Anhand einer Charakteristik des Aufladens und/oder des Entladens der elektrostatischen Aufladung des Artikels kann so dieser identifiziert und/oder der Füllstand ermittelt werden. Die Steuereinheit kann dabei die zumindest eine Antenneneinheit entsprechend ansteuern.
-
Von Vorteil ist es, wenn eine Antenneneinheit als Sende- und Empfängerantenne ausgebildet ist. Zusätzlich oder alternativ ist die Steuereinheit derart ausgebildet, dass diese über die Sendeantenne den Artikel statisch auflädt und, insbesondere zeitgleich oder zeitversetzt, über die Empfängerantenne die statische Aufladung des Artikels erfasst.
-
Vorteilhaft ist es, wenn eine Antenneneinheit als Sendeantenne und eine andere Antenneneinheit als Empfängerantenne ausgebildet ist. Zusätzlich oder alternativ ist die Steuereinheit derart ausgebildet, dass diese über die Sendeantenne den Artikel elektrostatisch auflädt und, insbesondere zeitgleich oder zeitversetzt, über die Empfängerantenne die statische Aufladung des Artikels erfasst.
-
Von Vorteil ist es, wenn die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass diese anhand der Sensordaten des elektrostatischen Sensors eine räumliche Verteilung der elektrostatischen Aufladung des Artikels ermitteln kann. Dadurch kann beispielsweise auf den Füllstand geschlossen werden.
-
Vorteilhaft ist es, wenn die Steuereinheit den zeitlichen Verlauf der vom elektrostatischen Sensor erfassten ersten Sensordaten, insbesondere der von der zumindest einen Antenneneinheit erfassten Sensordaten, die vom zweiten Sensor erfassten zweiten Sensordaten und/oder die vom dritten Sensor erfassten dritten Sensordaten ermitteln kann. Beispielsweise wird sich die elektrische Aufladung des Artikels mit der Zeit abschwächen, wobei eine Abschwächungsrate vom Artikel, von dessen Beschaffenheit und/oder vom Füllstand abhängen kann. Anhand der Messung des zeitlichen Verlaufs der ersten, zweiten und/oder dritten Sensordaten kann somit auf den Artikel und/oder den Füllstand geschlossen werden.
-
Sind mehrere Antenneneinheiten vorhanden, kann die Steuereinheit aus den Sensordaten jeder Antenneneinheit den zeitlichen Verlauf ermitteln. Daraufhin kann die Steuereinheit die zeitlichen Verläufe der Sensordaten der verschiedenen Antenneneinheiten miteinander vergleichen. Die Steuereinheit kann daraus den Artikel identifizieren und/oder den Füllstand ermitteln.
-
Von Vorteil ist es, wenn die Steuereinheit auf einen Artikel angelernt werden kann. Dies kann dadurch erfolgen, dass Testartikel in die Vorrichtung eingesetzt werden und die Steuereinheit zumindest mittels des elektrostatischen Sensors die ersten Sensordaten erfasst. Daraus kann die Steuereinheit die Referenzwerte und/oder die Referenzwertsätze ermitteln und im Datenspeicher abspeichern. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuereinheit für das Anlernen bzw. das Erzeugen der Referenzwerte und/oder der Referenzwertsätze auch die zweiten und/oder dritten Sensordaten heranziehen.
-
Die Steuereinheit kann aber auch dadurch angelernt werden bzw. sich selbst anlernen, dass sie stetig bei normaler Verwendung der Vorrichtung die Referenzwerte und/oder die Referenzwertsätze des verwendeten Artikels ermittelt. Da die Benutzer der Vorrichtung überwiegend den gleichen Artikel bzw. die gleiche Marke des Artikels konsumieren, kann so die Steuereinheit stetig bei Verwendung die Referenzwerte und/oder die Referenzwertsätze ermitteln. Die Steuereinheit kann beispielsweise einen Hinweis ausgeben, wenn ein unterschiedlicher Artikel in die Vorrichtung eingesetzt wird, um den Benutzer darauf aufmerksam zu machen, dass er unter Umständen unwissentlich den falschen Artikel verwendet.
-
Durch eine erfolgreiche Identifikation kann die Vorrichtung auch an den jeweiligen Artikel angepasst werden. Eine derartige vorteilhafte Anpassung ergibt sich, wenn in dem Datenspeicher ein artikelspezifischer Heizparameter der Heizvorrichtung, insbesondere ein Heizverlauf, für zumindest einen Artikel abgespeichert ist und wenn die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass diese den Heizparameter der Heizvorrichtung an den artikelspezifischen Heizparameter des identifizierten Artikels anpasst. Verschiedene Artikel können aufgrund unterschiedlicher Zusammensetzung verschieden auf ein Erhitzen reagieren, wobei sich bei einem einheitlichen Heizverlauf ein für einen Benutzer mehr oder gegebenenfalls weniger angenehmes Aerosol ergibt. Dies kann in vorteilhafter Weise durch die Anpassung des Heizparameters bzw. Heizverlaufs an den jeweiligen Artikel ausgeglichen werden. Der Heizparameter kann dabei beispielsweise eine maximale Temperatur oder eine Heizdauer sein. Der Heizverlauf ist insbesondere eine Temperatur in Abhängigkeit von der Heizdauer. Die Heizparameter bzw. Heizverläufe können insbesondere vom Hersteller der Vorrichtung vorgegeben sein. Es ist aber ebenfalls denkbar, dass ein Benutzer eigene Heizparameter bzw. Heizverläufe im Datenspeicher abspeichern kann.
-
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass diese bei einer Nicht-Übereinstimmung der Sensordaten zumindest eines der Sensoren mit den korrespondierenden Referenzwerten des Referenzwertsatzes ein Aktivieren der Heizvorrichtung verhindert und/oder über das wenigstens eine Rückmeldungselement ein Fehlersignal ausgibt. Auf diese Weise kann ein Benutzen der Vorrichtung mit einem nicht autorisierten Artikel verhindert werden. Dies erschwert insbesondere die Nachahmung von Artikeln. Eventuell kann automatisch oder durch einen Benutzer bei einer Nichtübereinstimmung wenigstens ein zweiter Identifikationsvorgang ausgelöst werden, um Fehleinschätzungen der Steuereinheit zu vermeiden.
-
Ein weiterer Vorteil zeigt sich, wenn die Vorrichtung einen Drucksensor zum Erfassen eines Inhaliervorgangs eines Benutzers der Vorrichtung aufweist. Hierdurch kann beispielsweise die Heizvorrichtung bei dem Erkennen eines Inhaliervorgangs durch den Drucksensor automatisch ausgelöst werden.
-
Auch kann beispielsweise automatisch eine Füllstandsmessung beim Erkennen eines Inhaliervorgangs durch den Drucksensor erfolgen. Der Drucksensor kann beispielsweise als piezoresistiver, piezoelektrischer, kapazitiver oder induktiver Drucksensor ausgebildet sein.
-
Einen weiteren großen Vorteil stellt es dar, wenn die Vorrichtung wenigstens einen Orientierungssensor, insbesondere eine inertiale Messeinheit, zum Erfassen einer Ist-Orientierung der Vorrichtung umfasst. Das Ermitteln einer Ist-Orientierung kann eine wichtige Voraussetzung für weitere Funktionen der Vorrichtung darstellen. So können beispielsweise die Sensordaten der anderen Sensoren von der Ist-Orientierung der Vorrichtung beeinflusst sein. Insbesondere falls der Artikel eine zu verdampfende Flüssigkeit umfasst verändern sich die Messergebnisse der Sensoren in Abhängigkeit der Lage der Flüssigkeit im Flüssigkeitsspeicher. Die Lage der Flüssigkeit im Flüssigkeitsspeicher ist wiederum aufgrund der Schwerkraft abhängig von der Ist-Orientierung der Vorrichtung. Es ist ebenfalls denkbar, dass vor der Identifikation des Artikels die Vorrichtung in eine bestimmte Orientierung gebracht werden muss. Der Orientierungssensor ist beispielsweise ausgebildet, eine Neigung der Vorrichtung, insbesondere eine Abweichung von der Senkrechten zu ermitteln. Die Vorrichtung ist beispielsweise genau dann parallel zur senkrechten, wenn eine Längsachse der Vorrichtung, d. h. eine Achse entlang der längsten Ausdehnung der Vorrichtung, parallel zur Senkrechten ist. Die Senkrechte ist diejenige Achse entlang derer die Schwerkraft wirkt. Grob abgeschätzt ist die senkrechte eine Achse, die auf den Erdmittelpunkt zeigt. Der Orientierungssensor ist insbesondere als mikro-elektro-mechanisches System (MEMS) ausgebildet. Eine inertiale Messeinheit ist insbesondere eine Kombination eines oder mehrerer Orientierungssensoren, Beschleunigungssensoren und/oder Drehratensensoren.
-
Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit außerdem derart ausgebildet, dass diese zum Ermitteln des Füllstands des Artikels zunächst mittels des wenigstens einen Orientierungssensors eine Ist-Orientierung der Vorrichtung erfasst und mit einer im Datenspeicher hinterlegten Soll-Orientierung abgleicht und bei Übereinstimmung das Ermitteln des Füllstands fortsetzt oder bei Nicht-Übereinstimmung über das wenigstens eine Rückmeldungselement ein Fehlersignal ausgibt. Für präzise Messergebnisse sollte ein Ermitteln des Füllstands des Artikels bei aufrechter Position der Vorrichtung stattfinden. Dies kann durch die beschriebene Ausbildung der Steuereinheit gewährleistet werden. Der Benutzer wird durch das Fehlersignal beispielsweise angehalten die Vorrichtung in die entsprechende aufrechte Position zu bringen, sodass die Ermittlung des Füllstands fortgesetzt werden kann. Es ist ebenfalls denkbar, dass bei einer Übereinstimmung der Ist-Orientierung und der Soll-Orientierung automatisch eine Ermittlung des Füllstands des Artikels ausgelöst wird. Die Soll-Orientierung ist insbesondere von dem Hersteller der Vorrichtung vorgegeben.
-
Es ist auch von Vorteil, wenn die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass diese zum Ermitteln des Füllstands des Artikels die Sensordaten der Sensoren als Parameter einer im Datenspeicher hinterlegten Füllstandsfunktion übergibt, wobei ein Ausgabewert der Füllstandsfunktion einen momentanen Füllstand des Artikels darstellt. Für den Füllstand ist es aufgrund der vielen möglichen unterschiedlichen Zustände eventuell unzweckmäßig einzelne Referenzwerte für die Sensordaten zu hinterlegen. Es ist daher im Hinblick auf den Speicherbedarf im Datenspeicher und der Präzision der Ermittlung des Füllstands vorteilhaft die Füllstandsfunktion zu verwenden. Die Füllstandsfunktion kann beispielsweise von dem Hersteller der Vorrichtung im Rahmen von Laborversuchen ermittelt worden sein. Es ist denkbar, dass mehrere Füllstandsfunktionen im Datenspeicher hinterlegt sind, wobei diese beispielsweise artikelspezifisch sind. In diesem Fall ist eine Voraussetzung für die Ermittlung des Füllstands eine erfolgreiche Identifikation des Artikels. Es kann daher zweckmäßig sein, unmittelbar nach einem Einlegen eines Artikels in die Vorrichtung oder eines Befüllens der Vorrichtung mit einem Artikel die Identifikation des Artikels vorzunehmen.
-
Einen weiteren Vorteil stellt es dar, wenn die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass diese eine Taktzeit zum Abrufen der Sensordaten zumindest eines Sensors erhöht, sobald der Füllstand einen im Datenspeicher hinterlegten Füllstandsgrenzwert, insbesondere von 30%, unterschreitet. Eine Benutzung der Vorrichtung mit einem Artikel, bei dem die zu verdampfende Flüssigkeit verbraucht ist, kann zu einer Beschädigung der Vorrichtung und/oder einem unerwünschten Erlebnis für den Benutzer führen. Deshalb ist es wichtig, einen niedrigen Füllstand mit erhöhter Präzision zu überwachen. Die Taktzeit ist hierbei als Frequenz der aufeinanderfolgenden automatischen Auslesevorgänge der Sensordaten zu verstehen. Beispielsweise kann die Taktzeit nach dem Unterschreiten des Füllstandsgrenzwertes verdoppelt werden.
-
Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit außerdem derart ausgebildet, dass diese bei unterschrittenem Füllstandsgrenzwert über das wenigstens eine Rückmeldungselement ein Fehlersignal ausgibt und/oder ein Aktivieren und Deaktivieren der Heizvorrichtung in Abhängigkeit der vom Orientierungssensor erfassten Ist-Orientierung der Vorrichtung und des ermittelten Füllstands steuert. Auch bei einem niedrigen Füllstand aber noch nicht erschöpftem Flüssigkeitsvorrat kann bei einer bestimmten Orientierung der Vorrichtung bei einem Heizvorgang eventuell keine Flüssigkeit zur Heizvorrichtung gelangen. Hierbei droht ebenfalls beispielsweise eine Beschädigung der Vorrichtung. Beispielsweise kann bei einer zu großen Neigung der Vorrichtung in Bezug auf die Senkrechte ein Aktivieren der Heizvorrichtung von der Steuereinheit verhindert werden. Ein Neigungsgrenzwert kann hierbei beispielsweise 30°, 20° oder 10° betragen. Der Neigungsgrenzwert kann ebenfalls beispielsweise von dem Füllstand abhängen. Dabei wird der Neigungsgrenzwert insbesondere bei sinkendem Füllstand kleiner.
-
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass diese ein Aktivieren der Heizvorrichtung nur zulässt, wenn eine Ist-Orientierung der Vorrichtung einer im Datenspeicher hinterlegten Soll-Orientierung entspricht. Wie bereits angedeutet kann dies insbesondere bei einem niedrigen Füllstand einer Beschädigung der Vorrichtung oder einem unerwünschten Erlebnis durch den Benutzer vorbeugen. Auch in sonstigen Fällen kann aber eventuell das Erlebnis des Benutzers auf diese Weise verbessert werden. Die Soll-Orientierung bezieht sich insbesondere auf eine Neigung der Vorrichtung.
-
Es ist ein weiterer Vorteil, wenn die Steuereinheit ausgebildet ist, bei dem Ermitteln des Füllstands eine Differenz aus einem im Datenspeicher gespeicherten Dosierfüllstand und dem Ist-Füllstand des Artikels zu bilden und, falls die Differenz einen im Datenspeicher hinterlegten Differenzgrenzwert überschreitet, über das wenigstens eine Rückmeldungselement ein Fehlersignal auszugeben und/oder ein Aktivieren der Heizvorrichtung zu verhindern. Hierdurch ist es dem Hersteller oder einem Benutzer der Vorrichtung beispielsweise möglich eine zeitabhängige maximale Dosierung des Artikels, die von dem Benutzer in einem Dosierungsintervall konsumiert wird, zu begrenzen. Beispielsweise kann eine maximale Dosierung für einen Tag festgelegt werden. Der Dosierfüllstand wird hierbei insbesondere im Zeitpunkt der Festlegung der maximalen Dosierung oder am Beginn des Dosierungsintervalls gespeichert. Die maximale Dosierung wird vorzugsweise von der Steuereinheit in den Differenzgrenzwert umgesetzt. Die Vorrichtung kann insbesondere einen Zeitgeber, beispielsweise eine Uhr, aufweisen, mit dessen Hilfe das Dosierungsintervall festgelegt bzw. überprüft wird.
-
Die Vorrichtung kann beispielsweise ein Eingabemittel aufweisen, insbesondere zur Festlegung einer maximalen Dosierung. Das Eingabemittel kann darüber hinaus beispielsweise auch zur Eingabe eines benutzerdefinierten Heizverlaufs und/oder anderer Betriebsparameter der Vorrichtung dienen. Das Eingabemittel ist insbesondere mit der Steuereinheit zur Datenübertragung verbunden. Das Eingabemittel kann beispielsweise als ein oder mehrere Taster ausgebildet sein. Die Funktion eines Eingabemittels kann auch beispielsweise von der bereits beschriebenen Datenschnittstelle übernommen werden, über die ein externes Eingabemittel mit der Vorrichtung verbunden wird.
-
Für die Vorrichtung ist es außerdem vorteilhaft, wenn die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass diese anhand der Sensordaten zumindest eines Sensors, insbesondere des optischen Sensors, Blasen im Artikel erkennt und/oder die Ermittlung des Füllstands erst startet, wenn eine hinterlegte Wartezeit verstrichen ist und/oder keine Blasen mehr erkannt werden. Blasen in einem eine Flüssigkeit umfassenden Artikel können beispielsweise durch ein Bewegen der Vorrichtung entstehen. Einerseits können die Blasen die Ermittlung des Füllstands negativ beeinflussen, indem die Messergebnisse verfälscht werden. Andererseits gelangt durch die Blasen eventuell zu wenig Flüssigkeit zur Heizvorrichtung, wodurch es möglicherweise zu einem Überhitzen der Heizvorrichtung oder einem unerwünschten Erlebnis des Benutzers kommt. Deshalb ist es ebenfalls denkbar, dass ein Aktivieren der Heizvorrichtung von der Steuereinheit verhindert wird, falls Blasen im Artikel erkannt werden.
-
Aufgrund der durch die Blasen entstehenden zusätzlichen Grenzflächen eignet sich der optische Sensor in besonderer Weise zur Erkennung der Blasen. Insbesondere eine Lichtabsorption kann durch die Blasen erhöht sein. Es ist denkbar, dass Sensordaten des Orientierungssensors als zusätzliches Indiz für ein Vorhandensein von Blasen herangezogen werden, falls beispielsweise vermehrte Bewegungen der Vorrichtung detektiert wurden. Auch kann eine Messung zur Erkennung der Blasen beispielsweise nach einem Detektieren von vermehrten Bewegungen der Vorrichtung ausgelöst werden.
-
Erfindungsgemäß wird außerdem ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zum Erzeugen eines inhalierbaren Aerosols vorgeschlagen, das sich dadurch auszeichnet, dass das Verfahren mit einer Vorrichtung gemäß der vorangegangenen Beschreibung durchgeführt wird. Die beschriebenen Merkmale können hierbei einzeln oder in beliebiger Kombination verwirklicht sein.
-
Die beschriebenen Vorteile der Vorrichtung erstrecken sich ebenfalls auf das Verfahren.
-
Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 4 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
- 5 eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
-
Bei der nachfolgenden Beschreibung der Figuren werden für in den verschiedenen Figuren jeweils identische und/oder zumindest vergleichbare Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet. Die einzelnen Merkmale, deren Ausgestaltung und/oder Wirkweise werden meist nur bei ihrer ersten Erwähnung ausführlich erläutert. Werden einzelne Merkmale nicht nochmals detailliert erläutert, so entspricht deren Ausgestaltung und/oder Wirkweise der Ausgestaltung und Wirkweise der bereits beschriebenen gleichwirkenden oder gleichnamigen Merkmale. Ferner können der Übersichtlichkeit halber nicht alle Merkmale in jeder Figur gezeigt sein. Es kann sein, dass Merkmale lediglich zu einer Figur beschrieben sind, jedoch auch bei den anderen Ausführungsbeispielen der anderen Figuren vorhanden sind.
-
1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Erzeugen eines inhalierbaren Aerosols. Die Vorrichtung 1 umfasst einen Aufnahmebereich 2 für einen Aerosol erzeugenden Artikel 3. Der Artikel 3 umfasst in diesem Beispiel einen Tank 4 und eine in dem Tank bevorratete Flüssigkeit 5. Die Vorrichtung 1 ist in diesem Beispiel ausgebildet, die Flüssigkeit 5 zu verdampfen und damit das inhalierbare Aerosol zu bilden. Hierzu weist die Vorrichtung 1 insbesondere eine Heizvorrichtung 6 auf, durch die die Flüssigkeit 5 erhitzt wird. Die Heizvorrichtung 6 ist hier schematisch mittels einer Heizwendel dargestellt, die mittels Stromfluss erhitzt werden kann. Schematisch ist ferner ein Lufteinlasskanal 23 gezeigt, über den Umgebungsluft zur Heizvorrichtung 6 geleitet wird. Dort vermischt sich die Luft mit dem Aerosol und gelangt über das Mundstück 7 und einen Luftauslasskanal 28 zum Benutzer. Außerdem ist ein Leitungselement 24 schematisch dargestellt. Mittels dem Leitungselement 24 kann die Flüssigkeit 5 zur Heizvorrichtung 6 geführt werden, um dort durch das Erhitzen das Aerosol zu erzeugen. Das Leitungselement 24 ist hier schematisch so gezeigt, dass es in den Tank 4 reicht. Das Leitungselement 24 kann beispielsweise, wie es bei den meisten E-Zigaretten üblich ist, aus Watte oder einem watteähnlichen Stoff ausgebildet sein. Das Leitungselement 24 saugt sich insbesondere mit der Flüssigkeit 5 voll und führt es dadurch zur Heizvorrichtung 6. Die Heizvorrichtung 6 und das Leitungselement 24 können in unmittelbarem Kontakt zueinander stehen. Beispielsweise ist der Tank 4 an der der Heizvorrichtung 6 zugewandten Seite durchlässig für die Flüssigkeit 5, so dass es zum Leitungselement 24 gelangen kann.
-
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 1 die Heizvorrichtung 6. Beim Austausch des Artikels 3 wird somit die Heizvorrichtung 6 nicht mit ausgetauscht. Denkbar sind natürlich auch Artikel 3, bei der die Heizvorrichtung 6 Teil des Artikels 3 ist und somit beim Austausch mit ausgetauscht wird. Ist die Heizvorrichtung 6 Teil des Artikels 3, kann diese jedoch von der Vorrichtung 1 mit Energie versorgt und/oder angesteuert werden.
-
2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Die Vorrichtungen 1 aus 1 und 2 unterscheiden sich maßgeblich durch den Artikel 3, für den die Vorrichtungen 1 bestimmt sind. Die körperlichen Merkmale der beiden Ausführungsbeispiele stimmen zum größten Teil überein. Die Vorrichtung 1 aus 1 weist insbesondere ein Mundstück 7 auf, dass der Vorrichtung 1 aus 2 fehlt. Außerdem ist die Heizvorrichtung 6 bei der Vorrichtung 1 aus 2 in einem Boden 8 das Aufnahmebereichs 2 angeordnet. Der Artikel 3 aus 2 umfasst einen tabakbasierten Feststoff, der beispielsweise von einer Papierhülle 9 umwickelt ist. Bei diesem Artikel 3 setzt ein Benutzer zum Inhalieren des entstehenden Aerosols den Mund direkt am Artikel 3 an. Ein zusätzliches Mundstück 7 ist hier nicht notwendig.
-
Den Ausführungsbeispielen aus 1 und 2 ist gemeinsam, dass die Vorrichtungen 1 jeweils eine Energieversorgung 10 aufweisen, die insbesondere die Heizvorrichtung 6 mit einem elektrischen Strom versorgt. Die Energieversorgung 10 ist beispielsweise als Energiespeicher, insbesondere als Batterie oder Akkumulator ausgebildet. Die Vorrichtungen 1 weisen außerdem zumindest einen elektrostatischen Sensor 11a - 11c zum Erfassen von elektrostatischen Eigenschaften des Artikels 3 auf. Wie in der folgenden Beschreibung erläutert wird, kann die Vorrichtung 1 auch einen zweiten und ggf. einen dritten Sensor aufweisen, so dass der elektrostatische Sensor 11 a - 11c auch ein erster Sensor 11a - 11 c sein kann, der physikalische Eigenschaften des Artikels 3 als erste Sensordaten erfassen kann. Die ersten Sensordaten umfassen somit elektrostatische Eigenschaften des Artikels 3.
-
Die Vorrichtungen 1 weisen jeweils eine Steuereinheit 13 zur Auswertung der Sensordaten auf. Die Steuereinheit 13 ist derart ausgebildet, dass diese anhand der Sensordaten zumindest des zumindest einen ersten Sensors 11 eine Identifikation des Artikels 3 vornimmt. Im Ausführungsbeispiel der 1 ist die Steuereinheit 13 zusätzlich oder alternativ derart ausgebildet, dass diese anhand der Sensordaten zumindest des einen ersten Sensors 11 einen Füllstand der Flüssigkeit 5 des Artikels 3 ermittelt.
-
Die Steuereinheit 13 ist insbesondere mit der Energieversorgung 10, der Heizvorrichtung 6 und dem ersten Sensor verbunden, was in der schematischen Darstellung der Übersichtlichkeit halber aber nicht dargestellt ist. Insbesondere ist die Steuereinheit 13 ausgebildet einen Heizvorgang der Heizvorrichtung 6 zu aktivieren oder zu beenden, wobei die Steuereinheit 13 beispielsweise den durch die Heizvorrichtung 6 fließenden elektrischen Strom steuert.
-
Die Vorrichtungen 1 weisen darüber hinaus einen Datenspeicher 14 auf, der ebenfalls mit der Steuereinheit 13 verbunden ist. Es ist denkbar, dass der Datenspeicher 14 in der Steuereinheit 13 integriert ist. Der Datenspeicher 14 umfasst insbesondere Vergleichsdaten, die die Steuereinheit 13 zur Auswertung der Sensordaten heranziehen kann. Beispielsweise umfasste der Datenspeicher 14 eine Datenbank von Referenzwertsätzen wobei jeder Referenzwertsatz Referenzwerte für die Sensordaten aufweist, die einem bestimmten mit der Vorrichtung 1 kompatiblen und mit der Vorrichtung 1 zur Verwendung bestimmten Artikel 3 entspricht. Diese Referenzwertsätze können folglich von der Steuereinheit 13 zur Identifikation des Artikels 3 herangezogen werden.
-
Eine Identifikation des Artikels 3 kann beispielsweise von der Steuereinheit 13 nach dem Einlegen eines neuen Artikels 3 in den Aufnahmebereich 2 der Vorrichtung 1 durchgeführt werden. Hierzu werden von der Steuereinheit 13 die Sensordaten zumindest des ersten Sensors 11 abgerufen und mit den im Datenspeicher 14 hinterlegten Referenzwerten verglichen. Beim Unterschreiten einer festgelegten Differenz zwischen Referenzwerten und Sensordaten wird der in der Vorrichtung 1 eingelegte Artikel 3 als ein zu einem Referenzwertsatz des Datenspeichers 14 korrespondierender Artikel 3 identifiziert. Abhängig von einer erfolgreichen Identifikation des Artikels 3 kann die Steuereinheit 13 beispielsweise ein Aktivieren der Heizvorrichtung 6 zulassen oder verhindern. Insbesondere soll eine Verwendung der Vorrichtung 1 mit Nachahmungsprodukten verhindert werden. Ebenfalls kann beispielsweise eine Verwendung beschädigter Artikel 3 oder von Artikeln 3, in die bei der Herstellung oder beim Transport Fremdstoffe bzw. Fremdkörper gelangt sind, verhindert werden.
-
Es ist ferner denkbar, dass der Artikel 3 bei der Herstellung in bestimmter Weise markiert wird, sodass eine Identifikation des Artikels 3 durch den zumindest einen Sensor 11 und die Steuereinheit 13 vereinfacht wird. Im Ausführungsbeispiel der 1 kann beispielsweise die Flüssigkeit 5 und/oder der Tank 4 des Artikels 3 mit einer Substanz mit einer bekannten elektrostatischen Eigenschaften versehen werden, sodass dieses elektrostatischen Eigenschaften in einfacher Weise von dem zumindest einen ersten Sensor 11, welcher ein elektrostatischer Sensor 11 ist, erfasst werden kann. Im Ausführungsbeispiel der 2 kann beispielsweise die Papierhülle 9 auf die beschriebene Weise präpariert werden. Ebenfalls beeinflusst beispielsweise eine Dicke der Papierhülle 9 die elektrostatischen Eigenschaften des Artikels 3. Besonders nachahmungsresistent werden die Artikel 3, wenn verschiedene physikalische Eigenschaften der Artikel 3 in bestimmter Weise präpariert werden.
-
Der Datenspeicher 14 kann beispielsweise auch artikelbasierte Heizparameter bzw. Heizverläufe enthalten. Nach einer erfolgreichen Identifikation des Artikels 3 kann die Steuereinheit 13 die Heizvorrichtung 6 insbesondere mit demjenigen Heizparameter bzw. Heizverlauf betreiben, der dem identifizierten Artikel 3 zugeordnet ist.
-
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der 1 weist die Vorrichtung 1 drei elektrostatische Sensoren 11 a - 11 c bzw. erste Sensoren 11 a - 11 c auf. Im Ausführungsbeispiel der 2 ist beispielhaft lediglich ein elektrostatischer Sensor 11 bzw. ein erster Sensor 11 gezeigt.
-
Der Aufnahmebereich 2 weist, wie bereits beschrieben ist, einen Boden 8 sowie zumindest eine Längsseite 25, 26 auf. Der erste elektrostatische Sensor 11a ist in 1 an der ersten Längsseite 25, der zweite elektrostatische Sensor 11b ist in 1 an der zweiten Längsseite 26 und der dritte elektrostatische Sensor 11c ist am Boden 8 angeordnet. Infolgedessen kann beispielsweise der Füllstand gut ermittelt werden.
-
Der elektrostatische Sensor 11 der 2 ist an der ersten Längsseite 25 angeordnet.
-
Ein Ermitteln des Füllstands in dem beschriebenen Sinne ist zwar für das Ausführungsbeispiel der 2 nicht möglich, da der Artikel 3 der Vorrichtung 1 in der 2 keine Flüssigkeit 5 aufweist, jedoch ist es denkbar, dass auch der Artikel 3 in dem Ausführungsbeispiel der 2 im Laufe des Verbrauchs seine physikalischen Eigenschaften derart verändert, dass dies durch den zumindest einen Sensor 11 messbar ist. Folglich kann eventuell auch hier eine Restmenge des verbrauchbaren Artikels 3 durch eine Auswertung der Sensordaten durch die Steuereinheit 13 festgestellt werden. Auch die bereits beschriebenen Dosierungsfunktionen sind somit für das Ausführungsbeispiel der 2 denkbar.
-
3 und 4 zeigen jeweils schematische Darstellungen eines dritten und vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Analog zu den 1 und 2 unterscheiden sich die Ausführungsbeispiele maßgeblich durch die Artikel 3, für die die Vorrichtungen 1 vorgesehen sind. Wie zuvor ist die Vorrichtung 1 der 3 für die Verwendung mit einem Artikel 3 vorgesehen, der eine Flüssigkeit 5 umfasst. Die Vorrichtung 1 der 4 ist für einen Artikel 3 mit einem tabakbasierten Feststoff vorgesehen.
-
Die körperlichen Merkmale der Ausführungsbeispiele der 3 und 4 stimmen zum größten Teil überein.
-
Die Vorrichtungen 1 der 3 und 4 weisen zusätzlich zum ersten Sensor 11 zumindest einen zweiten Sensor 12 und zumindest einen dritten Sensor 19 auf, die zum Erfassen einer zweiten und dritten physikalischen Eigenschaft des Artikels 3 als zweite und dritte Sensordaten ausgebildet sind.
-
Der als optischer Sensor ausgebildete zweite Sensor 12 umfasst in diesen Ausführungsbeispielen einen Detektor 15, ein erstes Leuchtmittel 16 und ein zweites Leuchtmittel 17. Das erste Leuchtmittel 16 ist benachbart zum Detektor 15 angeordnet und das zweite Leuchtmittel 17 ist vom Detektor 15 beabstandet angeordnet. Genauer gesagt sind der Detektor 15 und das erste Leuchtmittel 16 in einer Seitenwand 18 des Aufnahmebereichs 2 angeordnet. Bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Artikels 3 im Aufnahmebereich 2 befinden sich der Detektor 15 und das erste Leuchtmittel 16 an einer Längsseite des Artikels 3. Das zweite Leuchtmittel 17 ist in dem Boden 8 des Aufnahmebereichs 2 angeordnet, wobei bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Artikels 3 das zweite Leuchtmittel 17 an einer Stirnseite des Artikels 3 angeordnet ist. Das erste Leuchtmittel 16 beleuchtet in dieser Anordnung vor allem einen Ausschnitt der Längsseite des Artikels 3. Eine Messung des Detektors 15 bei einem aktiven ersten Leuchtmittel 16 und einem inaktiven zweiten Leuchtmittel 17 erfasst also vor allem die Eigenschaften der längsseitigen Oberfläche des Artikels 3. Das zweite Leuchtmittel 17 durchleuchtet in dieser Anordnung den Artikel 3 von der unteren Stirnseite. Eine Messung des Detektors 15 bei einem inaktiven ersten Leuchtmittel 16 und einem aktiven zweiten Leuchtmittel 17 erfasst also vor allem die Eigenschaften des Volumens des Artikels 3. Durch die Leuchtmittel 16, 17 können also von dem Detektor 15 verschiedene Bereiche des Artikels 3 untersucht werden. Es ist denkbar, dass insbesondere vom ersten Leuchtmittel 16 die bereits erwähnte Markierung zur Identifikation des Artikels 3 beleuchtet wird. Die Leuchtmittel 16, 17 sind beispielsweise als LEDs ausgebildet. Der Detektor 15 ist insbesondere als CCD-Detektor ausgebildet.
-
Es ist denkbar, dass der Artikel 3 bei der Herstellung in bestimmter Weise markiert wird, sodass eine Identifikation des Artikels 3 durch die Sensoren 11, 12, 19 und die Steuereinheit 13 vereinfacht wird. Im Ausführungsbeispiel der 3 kann beispielsweise die Flüssigkeit 5 und/oder der Tank 4 des Artikels 3 mit einer Substanz mit einem bekannten elektromagnetischen Spektrum versehen werden, sodass dieses elektromagnetische Spektrum in einfacher Weise von dem als optischen Sensor ausgebildeten zweiten Sensor 12 erfasst werden kann. Insbesondere kann die Flüssigkeit 5 und/oder der Tank 4 mit einem bestimmten Farbstoff oder einer Farbstoffmischung versehen sein. Im Ausführungsbeispiel der 4 kann beispielsweise die Papierhülle 9 auf die beschriebene Weise präpariert werden. Ebenfalls beeinflusst beispielsweise eine Dicke der Papierhülle 9 besonders stark eine charakteristische Lichtabsorption durch den Artikel 3. Besonders nachahmungsresistent werden die Artikel 3, wenn verschiedene physikalische Eigenschaften der Artikel 3 in bestimmter Weise präpariert werden.
-
In diesen Ausführungsbeispielen ist der dritte Sensor 19 als kapazitiver Sensor ausgebildet und die dritte physikalische Eigenschaft ist eine spezifische Kapazität und/oder spezifische Permittivität des Artikels 3. Beispielsweise kann durch eine Stoffzusammensetzung des Artikels 3 die Permittivität in bestimmter Weise beeinflusst werden.
-
Der als kapazitiver Sensor ausgeführte dritte Sensor 19 ist beispielsweise derart ausgebildet, dass dieser die Permittivität des Artikels 3 messen kann. Die Sensordaten des zweiten und ggf. des dritten Sensors 19 können ergänzend zu den Sensordaten des ersten Sensors 11 für die in den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 beschriebenen Funktionen der Steuereinheit 13, insbesondere die Identifikation des Artikels 3 und/oder die Ermittlung eines Füllstands des Artikels 3, benutzt werden. Hierdurch werden Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Auswertung der Sensordaten und der darauf basierenden Funktionen weiter erhöht. Die Steuereinheit 13 ist dabei insbesondere ausgebildet, die Sensordaten des ersten Sensors 11, des zweiten Sensors 12 und ggf. des dritten Sensors 19 zusammenzuführen und/oder gemeinsam auszuwerten. Unter Zusammenführen kann beispielsweise verstanden werden, dass die Sensordaten der Sensoren 11, 12, 19 separat bewertet werden aber ein Ergebnis der Auswertung von allen Sensordaten abhängt. Bei einer gemeinsamen Auswertung der Sensordaten des ersten Sensors 11, des zweiten Sensors 12 und ggf. des dritten Sensors 19 werden die Sensordaten beispielsweise gemeinsam bewertet. In letzterem Fall können die Sensordaten beispielsweise als Parameter in eine gemeinsame Berechnung einfließen.
-
Die Vorrichtungen 1 weisen einen Orientierungssensor 20 auf, mit dem eine Ist-Orientierung der Vorrichtungen 1 ermittelbar ist. Der Orientierungssensor 20 ist beispielsweise als inertiale Messeinheit ausgebildet. Außerdem ist der Orientierungssensor 20 mit der Steuereinheit 13 verbunden, wobei die Steuereinheit 13 ausgebildet ist, bestimmte Funktionen in Abhängigkeit der Ist-Orientierung der Vorrichtung 1 auszuführen. Beispielsweise ist es zweckmäßig eine Ermittlung des Füllstands der Flüssigkeit 5 auszuführen, wenn die Vorrichtung 1 wie in den dargestellten Schemata in einer aufrechten Position ist. Beispielsweise kann der Datenspeicher 14 hierzu eine oder mehrere Soll-Orientierungen umfassen, mit denen die Steuereinheit 13 die vom Orientierungssensor 20 ermittelte Ist-Orientierung abgleichen kann.
-
Insbesondere im Ausführungsbeispiel der 3 kann beispielsweise bei einem niedrigen Füllstand der Flüssigkeit 5 von der Steuereinheit 13 ein Aktivieren der Heizvorrichtung 6 bei einer durch den Orientierungssensor 20 erfassten übermäßigen Neigung der Vorrichtung 1 verhindert werden.
-
Die Vorrichtungen 1 weisen außerdem einen Drucksensor 21 auf, der insbesondere durch einen Druckabfall ein Inhalieren eines Benutzers der Vorrichtungen 1 erfassen kann. Auch der Drucksensor 21 ist mit der Steuereinheit 13 verbunden, sodass die Steuereinheit 13 bei dem Erfassen eines Inhaliervorgangs beispielsweise automatisch die Heizvorrichtung 6 aktivieren kann. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Steuereinheit 13 beim Erfassen eines Inhaliervorgangs durch den Drucksensor 21 eine Ermittlung des Füllstands der Flüssigkeit 5 oder allgemein eine Ermittlung der Restmenge des Artikels 3 durchführt.
-
Um mit einem Benutzer der Vorrichtungen 1 zu kommunizieren dient ein Rückmeldungselement 22, dass beispielsweise als optisches Anzeigeelement, akustisches Lautsprecherelement oder haptisches Vibrationselement ausgebildet ist. Über das Rückmeldungselement 22 können insbesondere Fehlermeldungen ausgegeben werden. So kann einem Benutzer beispielsweise ein niedriger Füllstand bzw. allgemein ein fast aufgebrauchter und somit wechselbedürftiger Artikel 3 signalisiert werden. Das entsprechende Signal kann beispielsweise ein Aufleuchten, ein Ton oder ein Vibrieren des Rückmeldungselements 22 sein. Durch das Rückmeldungselement 22 kann dem Benutzer der Vorrichtung 1 beispielsweise ebenfalls eine fehlgeschlagene Identifikation des Artikels 3 mitgeteilt werden. Auch beispielsweise eine fehlerhafte Ist-Orientierung, ein niedriger Ladezustand der Energieversorgung 10, eine Beschädigung der Heizvorrichtung 6 oder eine sonstige Fehlfunktion der Vorrichtung 1 kann durch das Rückmeldungselement 22 angezeigt werden. Es ist denkbar, dass falls das Rückmeldungselement 22 als optisches Anzeigeelement ausgebildet ist eine Gattung des erfolgreich identifizierten Artikels 3 angezeigt wird.
-
Ferner weist die Vorrichtung 1 eine Schnittstelle 18 auf, mittels welcher die Vorrichtung 1 beispielsweise mit einem Smartphone verbunden werden kann. Über das Smartphone können dann beispielsweise Statistiken angezeigt und/oder die Vorrichtung 1 gesteuert werden. Die Steuereinheit kann dabei ein Signal an das Smartphone senden, beispielsweise, dass der Füllstand niedrig ist, um den Benutzer darauf aufmerksam zu machen. Auch Fehlermeldungen können von der Steuereinheit übermittelt werden. Die Schnittstelle 18 ist dabei vorzugsweise eine drahtlose Schnittstelle, beispielsweise Bluetooth, WLAN oder ähnliches.
-
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der elektrostatische Sensor 11 bzw. der erste Sensor 11 zumindest eine Antenneneinheit 27 umfassen. Beispielhaft sind hier die beiden elektrostatischen Sensoren 11a, 11c der 1 detaillierter dargestellt. Natürlich können auch die anderen elektrostatischen Sensoren 11 der anderen Figuren gemäß der 5 ausgebildet sein.
-
Der erste elektrostatische Sensor 11a, welcher an der ersten Längsseite 25 angeordnet ist, umfasst zumindest eine, in diesem Ausführungsbeispiel vier, Antenneneinheiten 27a - 27d. Der dritte elektrostatische Sensor 11c, welcher am Boden 8 angeordnet ist, umfasst ebenfalls zumindest eine, in diesem Ausführungsbeispiel zwei, Antenneneinheiten 27e, 27f.
-
Die Antenneneinheiten 27a - 27f können voneinander beabstandet an der Längsseite 25 und/oder am Boden 8 angeordnet sein.
-
Zusätzlich oder alternativ können die Antenneneinheiten 27 auch in einer Umfangsrichtung um den Aufnahmebereich 2 angeordnet sein.
-
Mehrere Antenneneinheiten 27 können beispielsweise dazu verwendet werden, um ein Messergebnis zu bestätigen oder um beispielsweise einen Durchschnittswert aus den Messergebnissen der jeweiligen Antenneneinheiten 27 zu bilden. Mittels der mehreren Antenneneinheiten 27 wird das Messergebnis des elektrostatischen Sensors 11 verbessert bzw. wird vertrauenswürdiger.
-
Die zumindest eine Antenneneinheit 27 kann ferner von der Steuereinheit 13 angesteuert werden.
-
Die zumindest eine Antenneneinheit 27 kann des Weiteren dazu verwendet werden, die elektrostatische Aufladung des Artikels 3 zu messen. Durch die elektrostatische Aufladung des Artikels 3 erfolgt auch eine Ladungsverschiebung am elektrostatischen Sensor 11 und insbesondere in der zumindest einen Antenneneinheit 27, welche gemessen werden kann.
-
Mit Hilfe der zumindest einen Antenneneinheit 27 kann ferner gesendet und/oder empfangen werden. Beispielsweise kann mittels der zumindest einen Antenneneinheit 27 ein elektrisches, insbesondere ein elektrostatisches oder elektrodynamisches, Feld erzeugt werden, auf welches der Artikel 3 reagiert. Dabei kann sich der Artikel 3 selbst elektrostatisch aufladen, was daraufhin wieder gemessen werden kann. Erzeugt die Antenneneinheit 27 dabei ein elektrodynamisches Feld, kann eine Charakteristik, beispielsweise ein zeitlicher Verlauf, der elektrostatischen Aufladung des Artikels 3 gemessen werden, anhand dessen dann der Füllstand des Artikels 3 und/oder der Artikel 3 identifiziert werden kann.
-
Natürlich kann mit Hilfe der Antenneneinheit 27 auch lediglich die elektrostatische Aufladung gemessen werden. Der Füllstand kann beispielsweise über die Stärke der elektrostatischen Aufladung ermittelt werden. Mehr Flüssigkeit 5 im Tank 3 kann auch mit der Stärke der elektrostatischen Aufladung zusammenhängen.
-
Zusätzlich oder alternativ kann eine Antenneneinheit 27 auch an der zweiten Längsseite 26 angeordnet sein.
-
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Vorrichtung
- 2
- Aufnahmebereich
- 3
- Artikel
- 4
- Tank
- 5
- Flüssigkeit
- 6
- Heizvorrichtung
- 7
- Mundstück
- 8
- Boden
- 9
- Papierhülle
- 10
- Energieversorgung
- 11
- elektrostatischer Sensor/erster Sensor
- 12
- zweiter Sensor
- 13
- Steuereinheit
- 14
- Datenspeicher
- 15
- Detektor
- 16
- erstes Leuchtmittel
- 17
- zweites Leuchtmittel
- 18
- Schnittstelle
- 19
- dritter Sensor
- 20
- Orientierungssensor
- 21
- Drucksensor
- 22
- Rückmeldungselement
- 23
- Lufteinlasskanal
- 24
- Leitungselement
- 25
- erste Längsseite
- 26
- zweite Längsseite
- 27
- Antenneneinheit
- 28
- Luftauslasskanal
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
