JP6929858B2 - 電極を備えたエアロゾル発生システム - Google Patents
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Description
本発明は、単なる例証として、添付図面を参照しながら、さらに説明する。
Cは、測定される静電容量であり、kは、第一のコンデンサー極板と第二のコンデンサー極板との間の誘電体の相対的な誘電率であり、ε0は、真空誘電率であり、Aは、第一および第二のコンデンサー極板の表面積であり、dは、第一のコンデンサー極板と第二のコンデンサー極板との間の間隔である。測定される静電容量C、真空誘電率ε0、第一および第二のコンデンサー極板の表面積A、ならびに第一のコンデンサー極板と第二のコンデンサー極板との間の間隔dは、既知である。既知の値が用いられて、誘電体の相対的な誘電率kを定めることができる。
いくつかの実施形態では、液体貯蔵部分は担体材料を含まない。それらの実施形態では、第一のコンデンサー極板と第二のコンデンサー極板との間の誘電体は、液体エアロゾル形成基体、空気、または液体エアロゾル形成基体と空気の組み合わせを含む。液体貯蔵部分が液体エアロゾル形成基体(k〜37)で充填される時の第一の電極と第二の電極との間の全体の平均的な誘電率は、約37である。使用時に、液体エアロゾル形成基体の半分が消費されて、空気(k〜1)と置き換えられた時、第一の電極と第二の電極との間の全体の平均的な誘電率kHALFは、式3に示すように、約19である。
液体貯蔵部分内に保持されているすべての液体エアロゾル形成基体が消費されて、空気と置き換えられると、第一の電極と第二の電極との間の全体の平均的な誘電率kEMPTYは、式6に示すように、約1.3である。
液体貯蔵部分内に保持されている液体エアロゾル形成基体の体積分率は、測定した静電容量から定められる全体の平均的な誘電率、ならびに液体貯蔵部分内に保持されている液体エアロゾル形成基体、空気および担体材料の既知の誘電率から算出されうる。
コンデンサー極板の長さL、内側および外側の半径a、b、ならびに真空誘電率ε0は、既知である。第一の電極と第二の電極との間の全体の平均的な比誘電率kは、測定した静電容量から定められてもよく、液体貯蔵部分内に保持されている液体エアロゾル形成基体の体積分率は、液体貯蔵部分内に保持されうる液体エアロゾル形成基体、空気および担体材料の既知の比誘電率を用いて算出されてもよい。
測定される抵抗R、第一の電極と第二の電極との間の間隔d、および第一および第二の電極の表面積Aは、既知であり、また第一の電極と第二の電極との間の全体の平均抵抗率ρを定めるために用いられうる。液体貯蔵部分内に保持されている液体エアロゾル形成基体の体積分率は、式2〜6において上述の既知の誘電率を用いる体積分率の算出と同様に、液体エアロゾル形成基体、空気および担体材料の既知の電気抵抗率を用いて定められうる。
液体エアロゾル形成基体が液体貯蔵部分から消費されるのに従って、第一のコンデンサーの表面積A1は、減少し、第二のコンデンサーの表面積A2は、増加する。第一および第二のコンデンサー極板の合計の表面積Aは、一定なままであり、第一および第二のコンデンサーの表面積の合計である。式9は、再構成されて、第一のコンデンサーの表面積A1を定めることができ、それは、コンデンサーの全体の表面積A、第一のコンデンサー極板と第二のコンデンサー極板との間の間隔d、液体エアロゾル形成基体k1の誘電率、および空気k2の誘電率に関する既知の値を用いて、算出されうる。液体貯蔵部分内に保持されている液体エアロゾル形成基体の容積である、第一のセクションの容積V1は、第一のセクションの表面積A1とコンデンサー極板間の間隔dとを乗じることによって定められうる。
式10は、再構成されて、第一のセクションの長さL1を定めることができ、それは、第一および第二のコンデンサー極板の全長L、第一のコンデンサー極板の半径a、第二のコンデンサー極板の半径b、液体エアロゾル形成基体の誘電率k1、ならびに空気の誘電率k2に関する既知の値を用いて、算出されうる。液体貯蔵部分内に保持されている液体エアロゾル形成基体の容積に対応する、第一のセクションの容積V1は、式11に示すように、第一のセクションの長さL1と第一のコンデンサー極板と第二のコンデンサー極板との間の環状の表面積とを乗じることによって定められうる。
Claims (13)
- 液体エアロゾル形成基体を保持するための液体貯蔵部分と、
第一の電極および前記第一の電極から間隔をおいて配置される第二の電極であって、前記液体貯蔵部分の少なくとも一部分が、前記第一の電極と前記第二の電極との間に配置される、第一の電極および第二の電極と、
1つ以上のエアロゾル発生要素を含むエアロゾル発生手段であって、前記エアロゾル発生要素のうちの少なくとも1つが、前記第一の電極と前記第二の電極のうちの1つを含む、エアロゾル発生手段と、
前記第一の電極と前記第二の電極との間の電気量を測定し、
前記測定された電気量情報に基づいて、前記液体貯蔵部分内に保持されている液体エアロゾル形成基体の量を定めるように構成される、制御システムと、を含む、エアロゾル発生システム。 - 前記制御システムが、前記測定された電気量情報と前記制御システムに記憶されている基準電気量情報とを比較することによって、前記液体貯蔵部分内に保持されている液体エアロゾル形成基体の量を定めるように構成される、請求項1に記載のエアロゾル発生システム。
- 前記エアロゾル発生システムが、前記液体貯蔵部分から液体エアロゾル形成基体を受けるように配置される、エアロゾル発生手段をさらに含み、前記制御システムが、
液体エアロゾル形成基体の前記定めた量と前記制御システムに記憶されている所定のしきい値とを比較し、
液体エアロゾル形成基体の前記定めた量が、前記所定のしきい値未満の場合、前記エアロゾル発生手段の動作を防ぐようにさらに構成される、請求項1または2に記載のエアロゾル発生システム。 - 前記第一の電極および前記第二の電極が、電気的な絶縁材料のプラットホーム上に配置される、請求項1〜3のいずれかに記載のエアロゾル発生システム。
- 前記第一の電極および前記第二の電極が、相互嵌合される、請求項1〜4のいずれかに記載のエアロゾル発生システム。
- 前記制御システムが、前記第一の電極および前記第二の電極に振動する測定信号を供給するようにさらに構成される、請求項1〜5のいずれかに記載のエアロゾル発生システム。
- 前記制御システムによって測定される前記電気量が、前記第一の電極と前記第二の電極との間のインピーダンスである、請求項1〜6のいずれかに記載のエアロゾル発生システム。
- 前記制御システムによって測定される前記電気量が、前記第一の電極と前記第二の電極との間の抵抗である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のエアロゾル発生システム。
- 前記制御システムによって測定される前記電気量が、前記第一の電極と前記第二の電極との間の静電容量である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のエアロゾル発生システム。
- 前記液体貯蔵部分を含むカートリッジと、
前記制御システムを含む主要ユニットと、を含み、
前記主要ユニットが、前記カートリッジを取り外し可能に受けるように構成され、
前記カートリッジが、前記主要ユニットで受けられた時に、前記第一の電極および前記第二の電極が、前記カートリッジの前記液体貯蔵部分の一部が、前記第一の電極と前記第二の電極との間に配置されるように、配置される、請求項1〜9のいずれかに記載のエアロゾル発生システム。 - 前記カートリッジが、前記エアロゾル発生手段、ならびに前記第一の電極および前記第二の電極を含むか、
前記主要ユニットが、前記エアロゾル発生手段、ならびに前記第一の電極および前記第二の電極を含むか、
前記カートリッジが、前記第一の電極と前記第二の電極のうちの一方を含み、前記主要ユニットが、前記第一の電極と前記第二の電極のうちの他方を含む、請求項10に記載のエアロゾル発生システム。 - 前記主要ユニットが、
前記制御システムと、
前記1つ以上のエアロゾル発生要素を含む、前記エアロゾル発生手段と、
前記第一の電極および前記第二の電極と、を含み、
前記主要ユニットが、液体貯蔵部分を有するカートリッジを取り外し可能に受けるように構成され、
液体貯蔵部分を有するカートリッジが、前記主要ユニットによって取り外し可能に受けられた時に、前記第一の電極および前記第二の電極が、前記カートリッジの前記液体貯蔵部分の一部が、前記第一の電極と前記第二の電極との間に配置されるように、配置される、請求項10に記載のエアロゾル発生システム用の主要ユニット。 - エアロゾル発生システムの液体貯蔵部分内に保持されている液体エアロゾル形成基体の量を定めるための方法であって、前記エアロゾル発生システムが、1つ以上のエアロゾル発生要素を含む、エアロゾル発生手段を含み、前記方法が、
前記エアロゾル発生システムの前記液体貯蔵部分内に、液体エアロゾル形成基体を保持することと、
第一の電極と第二の電極との間に、前記液体貯蔵部分の少なくとも一部分を配置することであって、前記エアロゾル発生要素のうちの少なくとも1つが、前記第一の電極と前記第二の電極のうちの1つを含む、配置することと、
前記第一の電極と前記第二の電極との間の電気量を測定することと、
測定された電気量情報に基づいて、前記液体貯蔵部分内に保持されている液体エアロゾル形成基体の量を定めることと、を含む、方法。
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