KR20190033081A - 질량 공기 흐름 센서를 가진 전자 담배 - Google Patents

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KR20190033081A
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라몬 알라콘
아담 호프만
마이클 스타맨
크리스토퍼 마일즈
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폰템 홀딩스 1 비.브이.
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Abstract

본 발명의 일 양태에 따라, 흐름 채널(601) 및 무화기를 포함하는 전자 흡연 디바이스가 제공된다. 흐름 채널은 인입 공기 흐름 개구부(611), 인입 공기 흐름 경로(607), 센서 조립체(615), 및 인출 공기 흐름 개구부(613)를 포함할 수 있다. 무화기는 흐름 채널에 유체 결합될 수 있다. 흐름 채널은 인입 공기 흐름 개구부로부터, 인입 공기 흐름 경로를 통해, 센서 조립체 위에, 그리고 인출 공기 흐름 개구부를 통해 공기 흐름을 지향시키도록 구성될 수 있다. 전자 흡연 디바이스는 공기 흐름을 무화기 위에 전달하도록 추가로 구성될 수 있다.

Description

질량 공기 흐름 센서를 가진 전자 담배
본 발명은 일반적으로 전자 흡연 디바이스들에 관한 것으로 특히 전자 담배들에 관한 것이다.
전자 담배(e-cigarette)와 같은 전자 흡연 디바이스는 전형적으로 전기 전력원(예를 들어, 단일 사용 또는 재충전가능 배터리, 전기 플러그, 또는 다른 전력원)을 수용하는 하우징, 및 전기적으로 작동가능한 무화기를 갖는다. 무화기는 저장소로로부터 공급되는 액체를 기화시키거나 무화시키고 기화되거나 무화된 액체를 에어로졸로서 제공한다. 제어 전자 장치는 무화기의 활성화를 제어한다. 일부 전자 담배들에서, 공기 흐름 센서는 전자 흡연 디바이스 내에 제공되며, 이 센서는 디바이스 상의 사용자 퍼핑을 (예를 들어, 디바이스를 통한 압하(under-pressure) 또는 공기 흐름 패턴을 감지함으로써) 검출한다. 공기 흐름 센서는 디바이스의 전원을 켜고 증기를 발생시키기 위해 제어 전자 장치에 퍼프를 표시하거나 시그널링한다. 다른 e-담배들에서, 스위치는 e-담배의 전원을 켜서 증기의 퍼프를 발생시키기 위해 사용된다.
선행 기술 eCig들에서, 압력 센서는 액체 용액을 기화시키기 위해 eCig 상에서 사용자의 흡인을 감지하고 활성화 신호를 가열 코일에 송신하도록 구성된다. 그러나, 이러한 압력 센서들은 크고 고가일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 흐름 채널 및 무화기를 포함하는 전자 흡연 디바이스가 제공된다. 흐름 채널은 인입 공기 흐름 개구부, 인입 공기 흐름 경로, 센서 조립체, 및 인출 공기 흐름 개구부를 포함할 수 있다. 무화기는 흐름 채널에 유체 결합될 수 있다. 흐름 채널은 인입 공기 흐름 개구부로부터, 인입 공기 흐름 경로를 통해, 센서 조립체 위에, 그리고 인출 공기 흐름 개구부를 통해 공기 흐름을 지향시키도록 구성될 수 있다. 전자 흡연 디바이스는 공기 흐름을 무화기 위에 적어도 부분적으로 전달하도록 추가로 구성될 수 있다.
본 발명의 특성들, 특징들 및 장점들 및 그들이 위에 설명된 바와 같이 획득되는 방식은 첨부 도면들을 참조하여 설명되는, 예시적 실시예들의 이하의 설명과 관련하여 더 명백해지고 더 분명히 이해될 것이다.
도면들에서, 동일한 요소 번호들은 도면들 각각에서 동일한 요소들을 표시한다:
도 1은 예시적 e-담배의 개략 단면 예시이다.
도 2a는 본 개시의 다양한 양태와 일치하는, eCig 배터리 하우징의 부분 분해 조립도이다.
도 2b는 본 개시의 다양한 양태와 일치하는, eCig 배터리 하우징의 부분 분해 조립도이다.
도 3은 개시의 일 양태에 따라 구성되는 마이크로컨트롤러의 일 예이다.
도 4는 개시의 일 양태에 따라 구성되는 흐름 센서의 일 예이다.
도 5a 및 도 5b는 단일 증폭기 또는 다수의 증폭기를 통한 신호 증폭 및 필터링의 예들이다.
도 6은 제1 및 제2 서모파일을 포함하는 eCig의 전기 회로도이다.
도 7은 하나의 서모파일을 포함하는 eCig의 전기 회로도이다.
도 8a 및 도 8b는 개시의 원리들에 따른 흐름 채널의 일 예이다.
도 9는 센서 조립체의 일 실시예의 측면도이다.
도 10은 센서 조립체의 다른 실시예의 개략도이다.
도 11a는 센서 조립체의 다른 실시예의 개략도이다.
도 11b는 센서의 일 실시예의 개략도이다.
도 12a 내지 도 12c는 개시에 따른 흐름 채널들의 수개의 실시예의 개략도들이다.
도 13은 다양한 흐름 속도에 대해 전달되는 전력의 일 실시예를 예시하는 그래프이다.
도 14는 다양한 흐름 속도에 대한 응답 신호들의 수개의 실시예를 예시하는 그래프이다.
도 15는 시간에 따른 흐름 속도의 일 실시예를 예시하는 그래프이다.
도 16은 다양한 흐름 속도에 대한 응답 신호들의 수개의 실시예를 예시하는 그래프이다.
도 17은 개시에 따른 신호들을 해석하기 위한 프로세스의 일 실시예들 예시하는 흐름도이다.
이하의 도처에서, 전자 흡연 디바이스는 e-담배를 참조하여 예시적으로 설명될 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, e-담배(10)는 전형적으로 단부 캡(12)을 갖는 원통형 중공 튜브를 포함하는 하우징을 갖는다. 원통형 중공 튜브는 단일 피스 또는 다수 피스 튜브일 수 있다. 도 1에서, 원통형 중공 튜브는 전력 공급 부분(14) 및 무화기/액체 저장소 부분(16)을 갖는 투피스 구조체로서 도시된다. 동시에, 전력 공급 부분(14) 및 무화기/액체 저장소 부분(16)은 7.5 mm 직경과 함께 종래의 담배와 거의 동일한 크기 및 형상, 전형적으로 약 100 mm일 수 있는 원통형 튜브를 형성하지만, 길이들은 범위가 70에서 150 또는 180 mm까지 이르고, 직경들은 5에서 28 mm까지 이를 수 있다.
전력 공급 부분(14) 및 무화기/액체 저장소 부분(16)은 전형적으로 e-담배(10)의 구성요소들을 포함하기 위해 하우징을 제공하도록 금속(예를 들어, 강철 또는 알루미늄, 또는 질긴 플라스틱)으로 제조되고 단부 캡(12)와 함께 기능을 한다. 전력 공급 부분(14) 및 무화기/액체 저장소 부분(16)은 예를 들어, 마찰 밀어 끼워맞춤, 스냅 끼워맞춤, 베이오넷 부착, 자기 끼워맞춤, 또는 나사산들에 의해 함께 끼워맞추도록 구성될 수 있다. 단부 캡(12)은 전력 공급 부분(14)의 전면 단부에 제공된다. 단부 캡(12)은 단부 캡 근방에 위치되는 발광 다이오드(light-emitting diode)(LED)(18)가 단부 캡을 통해 광을 방출하는 것을 허용하기 위해 반투명 플라스틱 또는 다른 반투명 재료로 제조될 수 있다. 대안적으로, 단부 캡은 광이 통과되는 것을 허용하지 않는 금속 또는 다른 재료들로 제조될 수 있다.
공기 유입구는 단부 캡 내에, 원통형 중공 튜브 다음의 유입구의 에지에, 원통형 중공 튜브의 길이를 따르는 어디든지, 또는 전력 공급 부분(14) 및 무화기/액체 저장소 부분(16)의 연결부에 제공될 수 있다. 도 1은 전력 공급 부분(14)과 무화기/액체 저장소 부분(16) 사이의 교차점에 제공되는 한 쌍의 공기 유입구(20)를 도시한다.
전원 장치, 바람직하게는 배터리(22), LED(18), 제어 전자 장치(24) 및, 임의로, 공기 흐름 센서(26)는 원통형 중공 튜브 전력 공급 부분(14) 내에 제공된다. 배터리(22)는 제어 전자 장치(24)에 전기적으로 연결되며, 제어 전자 장치는 LED(18) 및 공기 흐름 센서(26)에 전기적으로 연결된다. 이러한 예에서, LED(18)는 단부 캡(12)에 인접한, 전력 공급 부분(14)의 전면 단부에 있고; 제어 전자 장치(24) 및 공기 흐름 센서(26)는 무화기/액체 저장소 부분(16)에 인접한 배터리(22)의 타단부에 있는 중심 캐비티에 제공된다.
공기 흐름 센서(26)는 퍼프 검출기로서의 역할을 하여, e-담배(10)의 무화기/액체 저장소 부분(16) 상의 사용자 퍼핑 또는 흡입을 검출한다. 공기 흐름 센서(26)는 공기 압력의 변화들에 의해 이동하도록 야기되는 변형가능 멤브레인을 포함하는 마이크로폰 스위치와 같은, 공기 흐름 또는 공기 압력의 변화들을 검출하기 위한 임의의 적절한 센서일 수 있다. 대안적으로, 센서는 예를 들어, 홀 소자 또는 전기-기계 센서일 수 있다.
제어 전자 장치(24)는 또한 무화기(28)에 연결된다. 도시된 예에서, 무화기(28)는 무화기/액체 저장소 부분(16)의 중심 통로(34)를 가로질러 연장되는 심지(32) 주위에 둘러싸여지는 가열 코일(30)을 포함한다. 중심 통로(34)는 예를 들어, 액체 저장소의 하나 이상의 벽 및/또는 e-담배(10)의 무화기/액체 저장소 부분(16)의 하나 이상의 벽에 의해 한정될 수 있다. 코일(30)은 무화기(28) 내의 어디든지 위치될 수 있고 원통형 액체 저장소(36)의 세로 축으로 가로지르거나 세로 축과 평행할 수 있다. 심지(32) 및 가열 코일(30)은 중심 통로(34)를 완전히 차단하지 않는다. 오히려, 공기 갭은 가열 코일(30)의 어느 하나의 측면 상에 제공되어 공기가 가열 코일(30) 및 심지(32)를 지나 흐를 수 있게 한다. 무화기는 대안적으로 세라믹 히터들, 또는 섬유 또는 메시 재료 히터들과 같은, 가열 요소들의 다른 형태들을 사용할 수 있다. 소닉, 피에조, 및 제트 스프레이와 같은 비저항 가열 요소들은 또한 가열 코일을 대신해서 무화기에 사용될 수 있다.
중심 통로(34)는 심지(32)의 단부들이 액체 저장소(36)에 인접하거나 액체 저장소로 연장되는 상태에서 원통형 액체 저장소(36)에 의해 둘러싸여진다. 심지(32)는 한 묶음의 섬유유리 파이버들 또는 코튼 또는 뱀부 얀(bamboo yarn)과 같은 다공성 재료일 수 있으며, 액체 저장소(36) 내의 액체는 심지(32)의 단부들로부터 가열 코일(30)에 의해 둘러싸여지는 심지(32)의 중심 부분을 향해 모세관 작용에 의해 흡인된다.
액체 저장소(36)는 액체에 침지되는 충전재(도 1에 도시되지 않음)를 대안적으로 포함할 수 있고, 충전재는 심지(32)의 단부들이 충전재에 인접하는 상태에서 중심 통로(34)를 둘러싼다. 다른 실시예들에서, 액체 저장소는 액체로 채워지도록 배열되는 도넛형 캐비티를 포함할 수 있고 심지(32)의 단부들은 도넛형 캐비티로 연장된다.
공기 흡기 포트(38)는 단부 캡(12)로부터 멀리 떨어진 무화기/액체 저장소 부분(16)의 후면 단부에 제공된다. 흡기 포트(38)는 원통형 중공 튜브 무화기/액체 저장소 부분(16)으로부터 형성될 수 있거나 단부 캡에 형성될 수 있다.
사용 시에, 사용자는 e-담배(10)를 흡입한다. 이것은 공기로 하여금 공기 유입구들(20)과 같은, 하나 이상의 공기 유입구를 통해 e-담배(10)로 흡인되게 하고, 중심 통로(34)를 통해 공기 흡기 포트(38)를 향해 흡인되게 한다. 발생하는 공기 압력의 변화는 공기 흐름 센서(26)에 의해 검출되며, 그것은 제어 전자 장치(24)에 전달되는 전기 신호를 발생시킨다. 신호에 응답하여, 제어 전자 장치(24)는 가열 코일(30)을 활성화시키며, 가열 코일은 심지(32)에 존재하는 액체로 하여금 기화되게 하여 중심 통로(34) 내에 에어로졸(가스 및 액체 성분들을 포함할 수 있음)을 생성한다. 사용자가 e-담배(10)를 계속 흡입함에 따라, 이러한 에어로졸은 중심 통로(34)를 통해 흡인되고 사용자에 의해 흡기된다. 동시에, 제어 전자 장치(24)는 또한 LED(18)를 활성화시켜 LED(18)로 하여금 점등하게 하며, 그것은 반투명 단부 캡(12)을 통해 보여진다. LED의 활성화는 종래의 담배의 끝에서 작열하는 잔화(glowing ember)의 출현을 모방할 수 있다. 심지(32)에 존재하는 액체가 에어로졸로 변환됨에 따라, 더 많은 액체는 모세관 작용에 의해 액체 저장소(36)로부터 심지(32)로 흡인되고 따라서 가열 코일(30)의 후속 활성화를 통해 에어로졸로 변환되도록 이용가능하다.
일부 e-담배는 일회용이도록 의도되고 배터리(22) 내의 전기 전력은 액체 저장소(36) 내에 포함되는 액체를 기화시키기에 충분하도록 의도되며, 그 후에 e-담배(10)는 버려진다. 다른 실시예들에서, 배터리(22)는 재충전가능하고 액체 저장소(36)는 리필가능하다. 액체 저장소(36)가 도넛형 캐비티인 경우들에서, 이것은 리필 포트(도 1에 도시되지 않음)를 통해 액체 저장소(36)를 리필함으로써 달성될 수 있다. 다른 실시예들에서, e-담배(10)의 무화기/액체 저장소 부분(16)은 전력 공급 부분(14)로부터 분리가능하고 새로운 무화기/액체 저장소 부분(16)은 새로운 액체 저장소(36)와 맞춰질 수 있으며 그것에 의해 액체의 공급을 보충한다. 일부 경우들에서, 액체 저장소(36)를 대체하는 것은 액체 저장소(36)의 대체와 함께 가열 코일(30) 및 심지(32)의 대체를 수반할 수 있다. 무화기(28) 및 액체 저장소(36)를 포함하는 대체가능 유닛은 카토마이저로 언급될 수 있다.
새로운 액체 저장소는 사용자가 에어로졸을 흡기하는 통로(또는 다수의 통로)를 한정하는 카트리지(도 1에 도시되지 않음)의 형태일 수 있다. 다른 실시예들에서, 에어로졸은 카트리지의 외부 주위에서 공기 흡기 포트(38)로 흐를 수 있다.
물론, 전형적 e-담배(10)의 구조체 및 기능의 상기 설명에 더하여, 변화들이 또한 존재한다. 예를 들어, LED(18)는 생략될 수 있다. 공기 흐름 센서(26)는 예를 들어, e-담배의 중앙에서보다는 오히려 단부 캡(12)에 인접하여 배치될 수 있다. 공기 흐름 센서(26)는 사용자가 공기 흐름 또는 공기 압력의 변화의 검출에 응답하는 것보다는 오히려 e-담배를 수동으로 활성화할 수 있게 하는 스위치로 대체되거나, 스위치로 보충될 수 있다.
상이한 타입들의 무화기들이 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 무화기는 액체에 침지되는 다공성 본체의 내부에서의 캐비티 내의 가열 코일을 가질 수 있다. 이러한 디자인에서, 에어로졸은 다공성 본체를 가열하는 코일의 활성화에 의해 또는 대안적으로 다공성 본체를 넘어서거나 통과하는 가열된 공기에 의해 다공성 본체 내의 액체를 증발시킴으로써 발생된다. 대안적으로, 무화기는 조합하여 또는 히터가 없을 때 에어로졸을 생성하기 위해 압전 무화기를 사용할 수 있다.
도 2a는 본 개시의 다양한 양태와 일치하는, eCig 전력 공급 부분(212)(또한 전력 공급 부분으로 언급됨)의 부분 분해 조립도이다. 전력 공급 부분(212)은 또한 무화기/액체 저장소 부분들로 언급되는 일회용 및 리필가능 무화기/액체 저장소 부분들(도 1에 도시된 바와 같은 14)에 의해 전력 공급 부분(212)의 재충전 및 재사용을 용이하게 하는 다수의 전기 구성요소를 수용한다. 배터리(218)는 인쇄 회로 보드 상의 컨트롤러 회로(222)에 전기적으로 결합된다. eCig로부터 사용자의 흡인의 하나 이상의 특성을 결정하기 위한 공기 흐름 센서(224)는 또한 인쇄 회로 보드 상에 위치되고, 컨트롤러 회로(222)에 통신 결합된다. 본 개시와 일치하는 다양한 실시예에서, 공기 흐름 센서(224)는 관련 흡인 특성들을 (직접 또는 간접 상관들을 통해) 캡처할 수 있는 질량 공기 흐름 센서, 압력 센서, 속도 센서, 히터 코일 온도 센서, 또는 임의의 다른 센서일 수 있다. 본 실시예에서, 공기 흐름 센서(224)는 공기 흐름 센서(224)를 가로질러 공기의 흐름을 결정하는 질량 공기 흐름 센서이다. 그 다음, 공기의 측정된 흐름은 무화기/액체 저장소 부분을 통해 흡인되며, 히터 코일들은 eCig 쥬스를 공기로, 그리고 사용자의 입으로 무화시킨다. 따라서, 전력 공급 부분(212)를 통해 공기의 질량 흐름 속도를 측정함으로써, 컨트롤러 회로(222)는 흡인의 강도의 가변 표시를 제공할 뿐만 아니라, 무화기/액체 저장소 부분 내의 가열 코일의 가열 프로파일(예를 들어, 전력, 시간의 길이 등)을 조정할 수 있으며 - LED들(220A-E)을 통해, 그것은 eCig의 기능성을 나타내는 특성들을 표시하기 위해 컨트롤러 회로에 의해 독립적으로 처리되거나 가변 세기들로 전원 공급될 수 있다. 예를 들어, 감지된 질량 공기 흐름에 기초하여 조명 세기를 변화시킨다. 추가 실시예들에서, LED들은 또한 다른 것들 중에서, 나머지 배터리 수명, 충전, 슬립 모드와 같은, eCig의 다른 기능 양태들을 표시할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에서, 인쇄 회로 보드로부터 연장되는 전기 핀들은 무화기/액체 저장소 부분에 전기적으로 결합될 수 있고, 그것에 의해 전력 공급 부분(212)과 무화기/액체 저장소 부분(도시되지 않음) 사이의 에너지 전달 및 데이터 통신 둘 다를 허용한다. 다양한 다른 실시예에서, 핀들은 충전 및 외부 회로와의 데이터 통신을 용이하게 하기 위해 인쇄 회로 보드의 표면으로부터 전력 공급 부분의 외부로 연장될 수 있다.
다른 관련 정보 중에서, 상태, 전력 잔여, 사용, 에러 메시지들의 사용자 표시들을 제공하기 위해, 가요성 인쇄 회로 보드(221)는 와이어 리드들(242A-B)을 통해 컨트롤러 회로(222)에 통신 결합된다. 가요성 회로 보드(221)는 하나 이상의 광원을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 가요성 회로 보드(221)는 LED들(220A-E)을 포함한다. 전력 공급 부분(212)의 나머지로 조립될 때, LED들(220A-E)은 광 가이드(216)의 주변 부분, 및 광 가이드(216)의 원위 단부를 조명하는 선단 확산기(246)를 둘 다 조명한다. 선단 확산기(246) 및 광 가이드(216)는 LED들(220A-E)의 활성화에 응답하여 전력 공급 부분(212)의 원위 단부의 균일한 조명을 함께 용이하게 한다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 서로(예를 들어, 땜납에 의해) 전기적으로 결합되면, 배터리(218), 가요성 인쇄 회로 보드(221), 및 컨트롤러 회로(222) 및 공기 흐름 센서(224)를 포함하는 인쇄 회로 보드는 상부 부-조립체(sub-assembly) 하우징(240) 및 하부 부-조립체 하우징(241)에 의해 둘러싸여진다. 일 실시예에서, 상부 부-조립체 하우징(240) 및 하부 부-조립체 하우징(241)는 흐름 채널을 생성할 수 있다. 상부 부-조립체 하우징(240) 및 하부 부-조립체 하우징(241)에 의해 생성되는 흐름 채널은 공기 흐름 센서 위에 공기 흐름을 지향시킬 수 있다. 부-조립체 하우징 부분들은 부-조립체와 다양한 구성요소를 완전히 위치시킨다. 많은 실시예들에서, 부-조립체 하우징 부분들은 조립 후에 부-조립체를 유지하기 위해 로케이팅 핀들 및 일체형 잠금 특징들을 이용한다.
조립이 부-조립체 상에 완료되면, 부-조립체는 일단부로부터 튜브(245)로 슬라이딩될 수 있고, 선단 확산기(246) 및 주변 광 가이드(216)는 튜브의 반대 단부로부터 삽입될 수 있어 전력 공급 부분(212)의 조립을 완료한다. 주변 광 가이드(216)의 원위 선단 및 튜브(245) 내의 에치 패턴(248)를 통해, LED들(220A-E)은 튜브(245)의 원위 주변 부분, 및 전력 공급 부분(212)의 원위 선단 주위를 균일하게 조명할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에서, 하나 이상의 주 특징은 상부 및/또는 하부 부-조립체 하우징 부분들(240 및 241)의 외부 표면 상에 존재할 수 있다. 부-조립체가 튜브(245)로 삽입될 때, 튜브(245)의 내부 표면을 따르는 쌍을 이룬 주 특징들은 세로 축을 따라 튜브 및 부-조립체를 회전 정렬하고 부-조립체가 그 안에서 회전하는 것을 방지한다.
제조 동안 부-조립체의 사용은 전체 조립 시간을 감소시킬 뿐만 아니라, 조립 복잡성을 최소화하는 것을 돕는다. 더욱이, 부-조립체는 전력 공급 부분 내의 전자 회로가 테스팅 시에 고장날 때와 같이, 부-조립체가 전력 공급 부분(212)의 신속한 재작업을 허용함에 따라 스크랩을 완화하는 것을 돕는다. 더욱이, 부-조립체는 부구성요소들에 대한 충격 및 진동 관련 손상을 감소시킴으로써 그것의 유용한 수명 동안 eCig들의 공통 장애 모드들을 완화하는 것을 돕는다. 구체적으로, 상부 및 하부 부-조립체 하우징 부분들(240 및 241) 내에 컨트롤러 회로(222) 및 가요성 회로 보드(221)를 완전히 위치시킴으로써, 회로를 전기적으로 결합하는 와이어 리드들(242A-B) 및 본딩 패드들은 장애 모드들을 경험할 가능성이 더 적다. 예를 들어, 응력은 본딩 패드 상의 납땜 이음에서 균열된다.
본 개시의 다양한 실시예에서, 튜브(245) 상의 패턴(248)은 다양한 상이한 패턴, 형상, 이미지 및/또는 로고를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 패턴(248)은 서로 근접하여 위치되는 복수의 삼각형이다. 패턴(248)은 튜브(245)의 페인팅된 표면 위로 레이저 에칭되거나, 튜브(245)의 외부 표면 내로 실크 스크리닝, 드릴링 또는 다른 방법으로 커팅될 수 있고, 그리고/또는 튜브 자체는 반투명 또는 약간 투명할 수 있고 패턴은 주변 광 가이드(316)의 외부 표면(350)에 배치될 수 있다. 튜브(245)의 외부 표면 상의 패턴(248)은 컨트롤러 회로(222)가 LED들(220A-E)로부터 주변 광 가이드(216)를 통해 방출되는 광을 통해 eCig들의 시각 표시들에 기능성을 제공하는 것을 허용한다. eCig는 다른 시각적으로 구별가능한 특성들 중에서, 밝기(예를 들어, LED 듀티 사이클), 컬러(예를 들어, 출력 주파수 및/또는 멀티 다이오드 LED들), 위치, 온/오프 시간, 패턴화를 변화시킴으로써 복수의 시각 표시들을 제공할 수 있다.
도 2b는 본 개시의 다양한 양태와 일치하는, eCig 전력 공급 부분 부-조립체(213)의 부분 분해 조립도이다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 가요성 회로(221) 및 배터리(218)는 컨트롤러 회로 위로 납땜되는 와이어 리드들을 통해 컨트롤러 회로(222)에 전기적으로 결합된다. 컨택트들(225A-C)(또한 전기 핀들로 언급됨)은 또한 컨트롤러 회로(222)에 전기적으로 결합되고 상부 부-조립체 하우징(240) 내의 애퍼처들을 향해 연장된다. 컨택트들(225A-C)은 배터리(218)를 충전할 뿐만 아니라, 컨트롤러 회로(222)와 외부 회로 사이의 전기 통신을 용이하게 한다.
조립될 때, 가요성 회로(221)는 배터리(218) 위에 그리고 주변에 연장된다. 배터리는 상부 및 하부 부-조립체 하우징 부분들(240 및 241)에 의해 주변에 둘러싸여진다. 컨트롤러 회로(222)는 스페이서(229)와 MAF 개스킷(228) 사이에 샌드위치되고; 스페이서 및 MAF 개스킷은 상부 및 하부 부-조립체 하우징 부분들(240 및 241)의 각각의 표면들과 접촉하고 그것에 의해 부-조립체 내에 컨트롤러 회로를 완전히 위치시킨다. 스페이서(229)는 컨트롤러 회로(222) 상의 LED로부터 하부 부-조립체 하우징(241) 내의 애퍼처를 통해 광을 전달하기 위해 광 가이드로서의 기능을 하는 내부 애퍼처를 포함한다. MAF 개스킷(228)은 컨트롤러 회로(222)와 상부 부-조립체 하우징(240) 사이의 공기 흐름 통로를 용이하게 한다. MAF 개스킷(228)은 둘 다 질량 공기 흐름 센서의 부근에 공기 흐름 통로의 원하는 단면적을 유지하기 위해 뿐만 아니라, 공기 흐름 센서(224)(도 2a에 도시된 바와 같음)를 지나 공기 흐름을 지향시키기 위해 컨트롤러 회로(222)와 상부 부-조립체 하우징 사이에 시일을 형성한다.
암형 커넥터 포트(258)는 eCig의 무화기/액체 저장소 부분 상의 수형 커넥터 포트에 쌍을 이루고, 유체 유출구를 통해 공기의 흐름을 제공하고, (수형 및 암형 커넥터 포트들이 서로 쌍을 이룰 때) 수형 커넥터 포트 상의 대응하는 전기 컨택트들에 통신 결합되는 복수의 전기 컨택트를 통해 전력 및 데이터 통신 신호들을 제공한다. 본 개시의 다양한 실시예에서, 수형 및 암형 커넥터 포트들은 형상이 반원통형이다. 본원에 사용되는 바와 같이, "반원통형"은 실린더의 세로 축(또는 길이방향)과 평행한 평면에 의해 커팅될 때 실린더의 더 크거나 더 작은 부분을 포함하는 일부들뿐만 아니라, 실린더의 절반의 형상을 갖는 일부들을 설명한다. 공기 흐름 개스킷(227)은 암형 커넥터 포트(258)로 삽입되고 쌍을 이룬 수형 커넥터 포트와의 유체 밀봉을 용이하게 한다. 하나의 특정 실시예에서, 공기 흐름 센서(224)는 eCig를 통해 공기의 흐름을 측정하는 질량 공기 흐름 센서이며, 공기 흐름 개스킷(227)은 질량 공기 흐름 센서가 공기 흐름을 측정한 후에 부가 공기가 공기 흐름을 무화기/액체 저장소 부분으로 들어가게 하는 것(또는 공기 흐름으로부터의 공기의 탈출)을 방지한다.
부조립체(213)가 외부 튜브(245)로 조립되고 삽입되었으면, 잠금 핀(226)은 전력 공급 부분(212) 내에 부-조립체(213)를 축방향으로 그리고 회전으로 결합하기 위해 외부 튜브 및 상부 부-조립체 하우징(240) 내의 대응하는 애퍼처들을 통해 삽입된다.
도 3은 개시의 일 양태에 따라 구성되는 마이크로컨트롤러(320)의 일 예를 도시한다. 마이크로컨트롤러(320)는 마이크로컴퓨터(326), 메모리(324) 및 인터페이스(328)를 포함한다. 마이크로컨트롤러(320)는 무화기(도시되지 않음)를 구동하는 드라이버(322)를 포함할 수 있다. 드라이버(322)는 예를 들어, 펄스 폭 변조기(pulse-width modulator)(PWM) 또는 신호 발생기를 포함할 수 있다. 마이크로컴퓨터(320)는 가열 요소의 활성화(및 비활성화)를 포함하는, eCig의 동작들을 제어하기 위해, 외부에 또는 메모리(324) 내에 저장될 수 있는 컴퓨터 프로그램을 실행하도록 구성된다. 메모리(324)는 본 개시에 설명되는 프로세스들을 수행하기 위해 컴퓨터 코드의 하나 이상의 세그먼트 또는 섹션을 저장할 수 있는 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 대안적으로(또는 부가적으로) 코드 세그먼트들 또는 코드 섹션들은 인터페이스(328)를 통해 액세스될 수 있는 외부 컴퓨터 판독가능 매체(도시되지 않음) 상에 제공될 수 있다.
마이크로컨트롤러(320)는 마이크로컴퓨터(326), 드라이버(322), 메모리(322), 및/또는 인터페이스(328) 대신에 주문형 집적 회로(integrated circuit)(IC) 등을 포함할 수 있다는 점이 주목된다.
마이크로컨트롤러는 매체 흐름과 연관되는, 질량 흐름, 체적 흐름, 속도 데이터, 시간 데이터, 날짜 데이터, 흐름 지속 데이터 등을 포함하는, 매체 흐름 데이터를 로깅하도록 구성될 수 있다. 매체는 에어로졸, 가스(예를 들어, 공기), 액체 등을 포함할 수 있다. 마이크로컨트롤러는 그러한 데이터에 기초하여 히터를 턴 온/오프할 뿐만 아니라, 히터 PWM 또는 가열 표면 위로 분배되는 액체 용액의 양과 같은 제어 파라미터들을 조정하도록 구성될 수 있다. 이러한 제어는 흐름 데이터에 비례하여 또는 흐름 데이터가 파라미터인 알고리즘에 따라 행해질 수 있다. 게다가, 마이크로컨트롤러는 사용자가 eCig에 입김을 우연히 불어넣은 경우에 흐름 방향을 결정하고 히터의 틀린 활성화를 한정 또는 제한하기 위해 흐름 데이터를 사용할 수 있다.
도 4는 개시의 일 양태에 따라 구성되는 흐름 센서(330)의 일 예를 도시한다. 흐름 센서(330)는 기판(331) 및 서모파일(예를 들어, 2개 이상의 서모커플)을 포함하며, 이 서모파일은 상류 서모파일(또는 서모커플)(332) 및 하류 서모파일(또는 서모커플)(333)을 포함한다. 기판(331)은 열 분리 베이스를 포함할 수 있다. 흐름 센서(130)는 히터 요소(334)를 포함할 수 있다. 흐름 센서(330)는 참조 요소(335)를 포함할 수 있다. 히터 요소(334)는 히터 저항기를 포함할 수 있다. 참조 요소(335)는 참조 저항기를 포함할 수 있다.
도 4에 보여지는 바와 같이, 서모파일들(332, 333)은 히터 요소(334)로부터의 상류 및 하류에 대칭적으로 위치될 수 있다. 히터 요소(334)는 서모파일들(332, 333)의 열 접점들을 가열한다. 이에 응답하여, 서모파일들(332, 333) 각각은 그것의 열 접점과 냉 접점 사이의 온도 기울기에 비례하는 출력 전압을 발생시킨다("제벡" 효과). 서모파일들(332, 333) 및 히터 요소(334)의 열 접점들은 열 분리 베이스 상에 상주할 수 있다. 질량 공기 흐름 센서 신호 컨디셔닝은 다양한 형태의 필터들 또는 이득 증폭기들로 구성될 수 있다. 필터들은 신호 증폭 전 또는 후에 잡음을 제거하기 위해 사용될 수 있으며, 그것에 의해 불필요한 환경 잡음들 또는 압력 변화들에 대한 감도를 감소시킨다. 필터링은 저역 통과, 고역 통과, 대역 통과, 또는 그것의 조합을 사용하여 달성될 수 있다. 신호 이득 증폭은 상류 또는 하류 서모파일 신호들, 또는 그것의 조합 상에 전자 증폭을 이용함으로써 달성될 수 있다. 상류 또는 하류 서모파일 신호들의 증폭은 합 또는 차를 형성하기 위해 각각의 신호, 또는 이러한 신호들의 조합에 대한 단일 상태 또는 다수의 캐스케이드 단계를 사용할 수 있다. 증폭기 회로는 신호 오프셋을 도입하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 증폭기는 트랜지스터들, 연산 증폭기들, 또는 다른 집적 회로들을 포함할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 필터(364)를 가진 단일 증폭기 및 오프셋(380)를 가진, 상류 및 하류에 걸친 차동 증폭기 및 필터들의 일 예를 예시한다. 도 5a에서 필터(364)를 가진 단일 증폭기로 도시된 바와 같이, 공기 흐름 신호(360)는 신호 출력(363)가 송신되기 전에 필터(361) 및 이득 증폭기(362)를 통과한다. 도 5b에 도시된 오프셋(380)을 가진, 상류 및 하류에 걸친 차동 증폭기 및 필터들은 상류 공기 흐름 신호(370) 및 하류 공기 흐름 신호(371)를 포함한다. 상류 공기 흐름 신호(370)는 제1 필터(372)를 통과하고 하류 공기 흐름 신호는 제2 필터(373)를 통과한다. 그 다음, 제1 및 제2 필터들(371, 372)의 출력들은 차동 증폭기(374)에 들어간다. 그 다음, 신호는 차동 증폭기(374)로부터 출력되고 오프셋(375)과 함께 이득 증폭기(375)에 들어간다. 그 다음, 이득 증폭기(376)는 신호 출력(377)을 출력한다.
도 6은 제1 서모파일(452) 및 제2 서모파일(453)을 포함하는 개시의 일 실시예의 전기 회로도를 예시한다. 도 6에 도시되는 eCig는 마이크로컨트롤러(440), 질량 공기 흐름 센서(450), 증폭기(449), 및 히터(456)를 포함한다. 질량 공기 흐름 센서(450)는 질량 공기 흐름 히터(451), 제1 서모파일(452), 및 제2 서모파일(453)을 포함한다. 전기 회로도는 질량 공기 흐름 히터(451) 및 제1 및 제2 서모파일들(452, 453) 위에서 공기 흐름(454)의 방향을 추가로 예시한다. 마이크로컨트롤러(440)는 데이터 취득 회로(441), 및 아날로그 디지털 변환기(442)를 포함할 수 있다. 데이터 취득 회로(441)는 히터(456)의 온도, 히터(256)가 특정 시간에 활성화되었던 횟수, 히터(456)가 활성화되었던 시간의 길이, 및 다른 정보와 같은 데이터를 로깅하고 송신할 수 있다. 데이터 취득 및 송신의 더 상세한 설명은 2013년 11월 21일에 출원된 공동 양도된 미국 임시 출원 제61/907,239호에서 발견될 수 있으며, 그것의 전체 개시는 본원에 완전히 제시된 것처럼 참조로 통합된다. 아날로그 디지털 변환기(442)는 eCig에 관한 정보를 마이크로컨트롤러(440), 데이터 취득 회로(441), 및 마이크로컨트롤러(440) 상에 존재하거나 eCig에 다른 방법으로 연결될 수 있는 다른 디바이스들 및 센서들에 출력할 수 있다.
도 7은 하나의 서모파일(552)을 포함하는 개시의 다른 실시예의 전기 회로도를 예시한다. 도 7에 도시된 eCig는 마이크로컨트롤러(540), 질량 공기 흐름 센서(550), 증폭기(549), 및 히터(556)를 포함한다. 질량 공기 흐름 센서(550)는 질량 공기 흐름 히터(551) 및 서모파일(552)을 포함한다. 전기 회로도는 히터(554) 및 서모파일(552) 위에 공기 흐름의 방향을 추가로 예시한다. 마이크로컨트롤러(540)는 데이터 취득 회로(541), 및 아날로그 디지털 변환기(542)를 포함할 수 있다. 데이터 취득 회로(541)는 히터(556)의 온도, 히터(556)가 특정 시간에 활성화되었던 횟수, 히터(556)가 활성화되었던 시간의 길이, 및 다른 정보와 같은 데이터를 로깅하고 송신할 수 있다. 아날로그 디지털 변환기(542)는 eCig에 관한 정보를 마이크로컨트롤러(540), 데이터 취득 회로(541), 및 마이크로컨트롤러(540) 상에 존재하거나 eCig에 다른 방법으로 연결될 수 있는 다른 디바이스들 및 센서들에 출력할 수 있다. 일 실시예에서, eCig는 또한 피드백 및 이득 저항기들(557, 558)을 포함할 수 있다. 공기 흐름 센서에 관한 더 많은 정보는 2014년 6월 19일에 출원된 PCT 공보 제WO 2014/205263호에서 발견될 수 있으며, 이 PCT 공보는 전체적으로 제시된 것처럼 본원에 참조로 포함된다.
도 8a 및 도 8b는 개시의 원리들에 따른 흐름 채널의 일 예를 도시한다. 도 8a 및 도 8b에 보여지는 바와 같이, 흐름 채널은 감지 표면 위에 다수의 흐름을 지향시키기 위해 센서의 부근에 형상화될 수 있으며, 따라서 시스템의 감도를 증가시킨다. 도 8a는 흐름 채널(601)의 일 실시예의 평면도를 도시한다. 도 8b는 도 8a에 도시된 흐름 채널(601)의 단부도를 도시한다. 흐름 채널(601)은 제1 측면 벽(603), 제2 측면 벽(605), 상단 벽(623), 하단 벽(625), 인입 공기 흐름 개구부(611), 인입 공기 흐름 경로(607), 센서 조립체(615), 인출 공기 흐름 경로(609), 및 인출 공기 흐름 개구부(613)를 포함한다. 제1 측면 벽(603), 제2 측면 벽(605), 상단 벽(623), 및 하단 벽(625)은 인입 공기 흐름 개구부(611), 인입 공기 흐름 경로(607), 인출 공기 흐름 경로(609), 및 인출 공기 흐름 개구부(613)를 한정한다. 인입 공기 흐름 개구부(611)는 공기가 흐름 채널(601)에 들어가는 것을 허용할 수 있다. 인입 공기 흐름 경로(607)는 흐름 채널(601)의 세로 축을 따라 연장될 수 있다. 인입 공기 흐름 경로(607)는 인입 공기 흐름 개구부(611)를 통해 흐름 채널(601)에 들어가는 임의의 공기가 센서 조립체(615)를 넘어서기 전에 층 흐름을 생성하도록 세로 축을 따라 일정 거리 연장되고 충분한 체적을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 센서 조립체 위에 층 흐름을 달성하기 위해, 인입 공기 흐름 경로는 1.5 내지 2 mm의 세로 길이를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 인입 공기 흐름 경로의 세로 길이는 흐름 채널의 상이한 치수들 및 체적들에 응답하여 조정될 수 있다. 센서 조립체(615)의 감도는 흐름 채널(601)의 체적을 감소시킴으로써 증가될 수 있다. 그러나, 흐름 채널(601a)의 체적을 감소시킴으로써 사용자에 대한 흡인 저항이 증가된다. 흐름 채널(601)의 체적이 증가함에 따라 신호 품질은 감소하지만, 흡인 저항은 감소된다. 공기가 센서 조립체(615)를 넘어선 후에, 공기 흐름은 시스템의 나머지를 통과함에 따라 난류일 수 있다. 센서 조립체(615)는 센서(617)를 포함할 수 있다. 센서(617)는 센서 조립체(615) 위에서 공기 흐름을 검출할 수 있고 센서 조립체(615) 위에 있고 흐름 채널(601)을 통과하는 공기 흐름의 질량을 추가로 검출할 수 있다. 공기 흐름은 공기 흐름 경로(619)를 따라 센서 위에 이동될 수 있다. 일 실시예에서, 센서는 질량 공기 흐름 센서를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 센서는 정전용량형 센서를 포함할 수 있다. 센서 조립체(615)를 넘어선 후에, 흐름 채널(601)을 통과한 공기 흐름은 인출 공기 흐름 경로(609)에 들어가고 인출 공기 흐름 개구부(613)를 통해 흐름 채널(601)을 나갈 수 있다. 흐름 채널(601)을 떠난 후에, 공기 흐름은 외부 공기 흐름 경로(621)에 들어갈 수 있다. 일 실시예에서, 외부 공기 흐름 경로(621)은 흐름 채널(601)에 들어가고 센서 조립체(615)를 넘어서는 임의의 공기가 흐름 채널(601) 및 외부 공기 흐름 경로(621)를 통해 무화기(도시되지 않음)로 경로 지정될 수 있도록 밀봉될 수 있다.
다른 실시예들에서, 전환기는 공기의 일부가 무화기를 넘어서고 공기의 일부가 무화기 주위를 전환하도록 공기 흐름이 센서 조립체를 넘어선 후에 존재할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 전자 흡연 디바이스는 공기 흐름을 무화기 위에 적어도 부분적으로 전달하도록 구성된다. 일 실시예에서, 무화기를 넘어서는 공기의 일부는 센서 조립체를 넘어서는 공기의 50% 이상일 수 있다. 다른 실시예에서, 무화기를 넘어서는 공기의 일부는 센서 조립체를 넘어서는 공기의 50% 이하일 수 있다. 센서 조립체를 넘어서는 공기 흐름의 일부를 전환시킴으로써, 무화기를 넘어서는 공기의 양은 제어될 수 있고 무화기에 의해 생성되는 에어로졸 또는 증기의 양은 조절될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 부가 공기 유입구는 센서 조립체의 하류에 추가될 수 있어, 부가 공기는 센서 조립체를 넘어선 공기 흐름에 추가될 수 있다. 일 실시예에서, 센서 조립체의 하류에 부가 공기 유입구를 추가하는 것은 센서 신호의 감도를 감소시킬 수 있지만, 증기 스트림을 추가로 희석시킬 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 부가 구성요소들은 공기 흐름 스트림이 센서 조립체를 통과한 후에 공기 흐름을 공기 흐름 스트림에 전환시키거나 추가하기 위해 사용될 수 있다. 부가 구성요소들은 무화기에서 떨어져서 공기 흐름 스트림을 전환시키거나, 부가 공기를 공기 흐름 스트림에 추가하거나, 공기 흐름 스트림이 무화기를 통과한 후에 부가 공기 흐름을 부여하기 위해 사용될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 센서 조립체를 넘어서는 공기 흐름은 전자 흡연 디바이스의 하류 부분을 통과하는 공기 흐름의 제1 부분을 포함할 수 있다. 전자 흡연 디바이스의 상류 부분을 통과하는 공기 흐름의 제2 부분은 센서 조립체 주위에 전환될 수 있다. 일 실시예에서, 공기 흐름의 제2 부분은 공기 흐름의 제1 부분이 센서 조립체를 넘어선 후에 공기 흐름의 제1 부분과 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 무화기는 히터를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 무화기는 본 기술분야의 통상의 기술자에게 공지되어 있는 바와 같이 기계 또는 열 무화기를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 흐름 채널은 도 2a 및 도 2b에 예시된 바와 같이 배터리 하우징의 기포 및 플라스틱 부분들에 의해 한정될 수 있다. 일 실시예에서, 흐름 채널의 기포 부분은 30%의 최소 압축 비율을 포함할 수 있다. 기포가 흐름 채널 내에 사용될 때, 기포는 흐름 채널을 밀봉한 채로 유지하기에 충분히 압축되지만, 기포가 채널로 침입하는 정도까지 압축될 수 없다. 일 실시예에서, 기포는 마이크로 폐쇄 밀봉 기포를 포함할 수 있다.
도 9는 센서 조립체(651)의 일 실시예의 측면도를 예시한다. 센서 조립체(651)는 지지 구조체(653), 센서(655), 제1 층(659), 및 제2 층(661)을 포함할 수 있다. 지지 구조체(653)는 센서(655)에 전기적으로 결합될 수 있는 PCB 또는 다른 구성요소를 포함할 수 있다. 센서(655)는 센서 조립체(651) 위에서 공기 흐름을 검출할 수 있고 센서 조립체(651) 위에서 공기 흐름의 질량을 추가로 검출할 수 있다. 일 실시예에서, 센서는 질량 공기 흐름 센서를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 센서는 정전용량형 센서를 포함할 수 있다. 제1 층(659) 및 제2 층(661)은 센서 조립체(651)의 인입 부분(665)을 따라 연장되는 상부 표면(663)을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 상부 표면(663)은 센서(655)가 지지 구조체(653) 위에 연장되는 높이와 유사한 지지 구조체(653) 위의 높이를 포함할 수 있다. 제1 층(659) 및 제2 층(661)에 의해 생성되는 상부 표면(663)은 공기 흐름 경로(667)를 통과하고 센서 조립체(651)를 넘어서는 공기 흐름에 의해 생성되는 난류를 최소화하기 위해 사용될 수 있다. 제1 층(659)은 PCB 제조 공정 동안 사용될 수 있는 다수의 물질 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 층(659)은 구리를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 제1 층(659)은 PCB 또는 다른 지지 구조체 상에 증착될 수 있는 땜납 마스크, 실크스크린, 또는 임의의 다른 재료를 포함할 수 있다. 제2 층(661)은 PCB 제조 공정 동안 사용될 수 있는 다수의 물질 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 층(661)은 땜납 마스크를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 제2 층(661)은 PCB 또는 다른 지지 구조체 상에 증착될 수 있는 구리, 실크스크린, 또는 임의의 다른 재료를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 실크스크린 층은 제2 층(661)의 상단에 추가로 증착될 수 있다. 이러한 재료들은 센서 조립체(651)의 제조 동안 사용될 수 있다. PCB 구성요소의 제조 동안 이미 존재한 재료들을 사용하면, 부가 제조 비용들이 제한될 수 있다. 일 실시예에서, 센서가 형성될 수 있고 그 다음 백그라인딩 공정은 센서와 일체화되지 않는 센서의 부분들을 제거하기 위해 사용될 수 있다. 센서를 백그라인딩함으로써, 센서의 높이는 감소될 수 있어, 더 적은 부가 재료가 지지 구조체 상에 배치되는 것을 필요로 한다. 일 실시예에서, 백그라인딩 공정을 겪은 후에, 센서는 .1 mm의 높이를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 백그라인딩 공정을 겪은 후에, 센서는 .2 mm의 높이를 포함할 수 있다.
도 10은 센서 조립체(701)의 다른 실시예의 개략도를 도시한다. 센서 조립체(701)는 지지 구조체(703), 센서(705), 제1 구조체 구성요소(707), 및 제2 구조체 구성요소(709)를 포함할 수 있다. 센서(705)는 지지 구조체(703)에 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 센서(705)는 지지 구조체(703)에 전기적으로 결합될 수 있다. 제1 구조체 구성요소(707) 및 제2 구조체 구성요소(709)는 지지 구조체(703)에 결합될 수 있다. 제1 구조체 구성요소(707) 및 제2 구조체 구성요소(709)는 센서(705)를 지지 구조체(703)에 고정하는 것을 원조할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 구조체 구성요소(707) 및 제2 구조체 구성요소(709)는 센서(705)의 상부 표면에 인접한 상부 표면을 각각 포함할 수 있다. 제1 지지 구조체(707) 및 제2 지지 구조체(709)는 센서(705) 위에 공기 흐름을 지향시키는 것을 원조하고 공기가 센서(705)를 넘어서게 될 때 파괴적이거나 다른 방법으로 불필요할 수 있는 공기 흐름들을 최소화하기 위해 사용될 수 있다.
도 11a는 센서 조립체(751)의 다른 실시예를 예시한다. 센서 조립체(751)는 지지 구조체(753), 센서 베이스 부분(757), 센서 상단 부분(755), 및 센서 전이 영역(759)을 포함할 수 있다. 지지 구조체(753)는 센서 베이스 부분(757)을 수용하도록 크기 설정되고 구성되는 함몰부를 포함할 수 있다. 센서 베이스 부분(757)이 지지 구조체(753)의 함몰부 내에 배치될 때, 센서 상단 부분(755)은 지지 구조체의 상부 부분 위에 있을 수 있다. 센서 전이 영역(759)은 지지 구조체(753)의 상부 표면과 일렬로 정렬될 수 있다. 센서 베이스 부분(757)을 지지 구조체(753)의 함몰부 내에 고정함으로써, 센서 상단 부분(755)은 센서 조립체(751)를 지나 흐르는 공기 흐름에 대한 센서 상단 부분(755)의 임의의 효과들을 최소화할 수 있다. 위에 명시된 바와 같이, 다른 실시예들에서, 부가 재료는 센서 조립체(751)를 넘어서는 공기 흐름에 가능하게 야기되는, 임의의 효과들, 난류 또는 다른 것을 추가로 최소화하기 위해 지지 구조체 상에 배치될 수 있다.
도 11b는 도 11a의 센서를 예시한다. 센서는 센서 베이스 부분(757), 센서 상단 부분(755), 및 센서 전이 영역(759)을 포함한다. 위에 설명된 바와 같이, 센서 베이스 부분(757)는 지지 구조체 내의 함몰부 내에 배치될 수 있다. 다른 실시예들에서, 센서 베이스 부분(757)은 지지 구조체의 상단 표면에 결합될 수 있다. 센서 상단 부분(755)은 공기 흐름 속도를 측정하기 위해 센서를 넘어서는 공기 흐름과 상호작용하도록 요구되는 센서의 부분을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 센서 전이 영역(759)은 통과하는 공기 흐름에 노출될 필요가 있는 센서의 부분(센서 상단 부분(755)) 및 통과하는 공기 흐름에 노출될 필요가 없는 센서의 부분(센서 하단 부분(757))을 분리하는 것으로 표시될 수 있다.
도 12a는 흐름 채널(801)의 일 실시예의 개략도를 도시한다. 흐름 채널(801)은 상부 하우징(803), 지지 구조체(805), 지지 함몰부(807), 센서(809), 및 공기 흐름 경로(811)를 포함할 수 있다. 상부 하우징(803), 지지 구조체(805), 및 센서(809)는 공기 흐름 경로(811)를 한정할 수 있다. 흐름 채널(801)에 들어가는 공기는 센서(809)를 공기 흐름 방향(813)으로 넘어설 수 있다. 지지 함몰부(807)는 센서(809)의 하부 부분을 수용하도록 크기 설정되고 구성될 수 있다. 센서(809)의 하부 부분이 지지 함몰부(807) 내에 배치될 때, 센서(809)의 상부 부분은 지지 구조체(805)의 상부 표면 위에 있을 수 있다. 센서(809)를 지지 함몰부(807) 내에 고정함으로써, 센서(809)는 센서(809)를 지나 흐르는 공기 흐름에 임의의 효과들을 최소화할 수 있다. 위에 명시된 바와 같이, 다른 실시예들에서, 부가 재료는 센서(809)를 넘어서는 공기 흐름에 가능하게 야기되는, 임의의 효과들, 난류 또는 다른 것을 추가로 최소화하기 위해 지지 구조체 상에 배치될 수 있다. 상부 하우징은 다양한 재료를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상부 하우징은 플라스틱을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 상부 하우징은 흐름 채널 위에 배치되는 테이프를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 상부 하우징은 공기 흐름 경로를 통해 흐르는 공기로부터의 변형에 견디어 낼 수 있는 임의의 다른 재료를 포함할 수 있다.
도 12b는 흐름 채널(831)의 다른 실시예의 개략도를 도시한다. 흐름 채널(831)은 상부 하우징(833), 지지 구조체(835), 센서(837), 제1 구조체 구성요소(841), 제2 구조체 구성요소(839), 및 공기 흐름 경로(843)를 포함할 수 있다. 상부 하우징(833), 지지 구조체(835), 제1 구조체 구성요소(841), 제2 구조체 구성요소(839), 및 센서(837)는 공기 흐름 경로(843)를 한정할 수 있다. 흐름 채널(831)에 들어가는 공기는 센서(837)를 공기 흐름 방향(845)으로 넘어설 수 있다. 센서(837)는 지지 구조체(835)에 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 센서(837)는 지지 구조체(835)에 전기적으로 결합될 수 있다. 제1 구조체 구성요소(841) 및 제2 구조체 구성요소(839)는 지지 구조체(835)에 결합될 수 있다. 제1 구조체 구성요소(841) 및 제2 구조체 구성요소(839)는 센서(837)를 지지 구조체(835)에 고정하는 것을 원조할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 구조체 구성요소(841) 및 제2 구조체 구성요소(839)는 센서(837)의 상부 표면에 인접한 상부 표면을 각각 포함할 수 있다. 제1 지지 구조체(841) 및 제2 지지 구조체(839)는 센서(837) 위에 공기 흐름을 지향시키는 것을 원조하고 공기가 센서(837)를 넘어서게 될 때 파괴적이거나 다른 방법으로 불필요할 수 있는 공기 흐름들을 최소화하기 위해 사용될 수 있다. 상부 하우징은 다양한 재료를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상부 하우징은 플라스틱을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 상부 하우징은 흐름 채널 위에 배치되는 테이프를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 상부 하우징은 공기 흐름 경로를 통해 흐르는 공기로부터의 변형에 견디어 낼 수 있는 임의의 다른 재료를 포함할 수 있다.
도 12c는 흐름 채널(861)의 다른 실시예의 개략도를 도시한다. 흐름 채널(861)은 상부 하우징(863), 제1 측면 지지 구조체(865), 제2 측면 지지 구조체(879), 센서 지지 구조체(867), 센서(869), 공기 흐름 경로(871), 공기 흐름 센서 입구(875), 및 공기 흐름 센서 출구(877)를 포함할 수 있다. 상부 하우징(863), 제1 측면 지지 구조체(865), 제2 측면 지지 구조체(879), 센서 지지 구조체(867), 및 센서(869)는 공기 흐름 경로(871)를 한정할 수 있다. 제1 측면 지지 구조체(865) 및 센서 지지 구조체(867)는 공기 흐름 센서 입구(875)를 한정할 수 있다. 센서 지지 구조체(867) 및 제2 측면 지지 구조체(879)는 공기 흐름 센서 출구(877)를 한정할 수 있다. 흐름 채널(861)에 들어가는 공기는 공기 흐름 센서 입구(875)를 통해 들어갈 수 있고, 센서(869)를 넘어설 수 있고, 공기 흐름 센서 출구(877)를 통해 공기 흐름 방향(873)으로 나갈 수 있다. 위에 설명된 바와 같이, 센서(869)는 센서 지지 구조체(867)에서의 함몰부 내에 배치될 수 있다. 상부 하우징은 다양한 재료를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상부 하우징은 플라스틱을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 상부 하우징은 흐름 채널 위에 배치되는 테이프를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 상부 하우징은 공기 흐름 경로를 통해 흐르는 공기로부터의 변형에 견디어 낼 수 있는 임의의 다른 재료를 포함할 수 있다.
도 13은 주어진 흐름 속도(901)에 대해 전달되는 전력의 일 실시예를 예시하는 그래프를 도시한다. 도시된 그래프는 감지된 공기 흐름 속도에 대한 전력 레벨을 가진 대수 그래프를 도시하는 응답 곡선(903)을 예시한다. 예시된 실시예에 보여지는 바와 같이, 그래프 상의 제1 위치(905)는 제1 흐름 속도로 무화기에 출력될 수 있는 4 W의 전력 레벨을 포함한다. 그래프 상의 제2 위치(907)는 제2 흐름 속도로 무화기에 출력될 수 있는 10 W의 전력 레벨을 포함한다. 응답 곡선은 전력 출력이 흐름 속도에 응답하여 지수적인 대수 곡선을 포함한다. 전력 출력의 지수 증가는 무화기가 선형 응답을 사용하여 공기 흐름의 증가하는 속도로 적절히 가열되지 않을 수 있음에 따라 사용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 전력 출력은 무화기가 전체로서 센서 위에 그리고 시스템을 통해 공기 흐름의 더 크거나 더 빠른 속도에 응답하여 에어로졸의 더 큰 양을 전달할 수 있도록 증가된 공기 흐름에 응답하여 지수 방식으로 증가될 수 있다. 무화기에 의해 생성되는 더 큰 양의 에어로졸은 전통적인 담배를 더 깊게 또는 더 길게 피우는 사용자에 의해 생성될 수 있는 증가된 양의 연기를 모방하려고 시도할 수 있다. 다른 실시예에서, 에어로졸의 증가가 요구되지 않는 경우, 전력 출력은 공기 흐름이 증가됨에 따라 선형 증가를 포함할 수 있다.
도 14는 흐름 속도에 대한 응답(921)의 수개의 실시예를 예시하는 그래프를 도시한다. 도 14에 예시되는 응답은 주어진 흐름 속도에 대한 공기 흐름 센서로부터의 응답이다. 그래프는 제1 응답 곡선(923), 제2 응답 곡선(925), 및 제3 응답 곡선(927)을 예시한다. 제1 응답 곡선(923), 제2 응답 곡선(925), 및 제3 응답 곡선(927) 각각은 상이한 개별 공기 흐름 센서들로부터의 응답을 예시한다. 제2 응답 곡선(925)은 복수의 응답 지점(929)을 추가로 도시한다. 복수의 응답 지점은 주어진 흐름 속도에 대한 공지된 응답을 각각 개별적으로 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 복수의 응답 지점(929)의 일부만이 테스팅 동안 결정될 수 있고 복수의 응답 지점(929)의 다른 것은 결정된 응답 지점들에 맞추기 위해 곡선을 계산함으로써 결정될 수 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 제1 응답 흐름 속도(931)는 5 ml/s 흐름 속도를 포함할 수 있고 제2 응답 흐름 속도(935)는 40 ml/s 흐름 속도를 포함할 수 있다.
도 15는 흐름 v 시간 출력(941)의 일 실시예를 예시하는 그래프를 도시한다. 흐름 v 시간 출력(941)은 사용자 퍼프(943)를 포함한다. 사용자 퍼프(943)는 시간에 따른 가변 흐름 속도를 포함한다. 묘사된 사용자 퍼프(943)에 도시된 바와 같이, 초기에 흐름 속도는 무시가능하다. 나중의 시간에, 사용자는 퍼프를 개시하고, 흐름 속도는 최대 흐름 속도에 도달할 때까지 증가한다. 그 다음, 흐름 속도는 초기 무시가능 흐름 속도로 되돌아갈 때까지, 시간이 흐름에 따라 천천히 낮아진다.
도 16은 흐름 속도에 대한 응답(961)의 수개의 실시예를 예시하는 그래프를 도시한다. 도 14에 보여지는 바와 같이, 예시되는 응답은 주어진 흐름 속도에 대한 공기 흐름 센서로부터의 응답이다. 그래프는 제1 응답 곡선(963), 제2 응답 곡선(965), 제3 응답 곡선(967), 및 제4 응답 곡선(969)을 예시한다. 제1 응답 곡선(963), 제2 응답 곡선(965), 제3 응답 곡선(967), 및 제4 응답 곡선(969) 각각은 상이한 개별 공기 흐름 센서들로부터의 응답을 예시한다. 예시된 실시예들에 보여지는 바와 같이, 센서들의 전부는 상이한 곡선들 및 상이한 베이스라인 조건들을 갖는다. 그 다음, 각각의 센서로부터의 신호들은 각각의 센서를 공통 베이스라인 신호에 가져오기 위해 더 높게 또는 더 낮게 구동될 수 있다. 공통 베이스라인 신호가 할당된 후에도, 각각의 센서는 상이한 곡선을 디스플레이할 것이다. 각각의 센서에 대한 곡선은 공기 흐름 속도들의 서브세트에 대한 응답 신호를 결정함으로써 계산될 수 있다. 일 실시예에서, 3개의 응답 신호는 응답 곡선을 산출하기 위해 결정될 수 있다. 예시된 실시예에서, 응답 신호들은 제1 응답 위치(971), 제2 응답 위치(973), 및 제3 응답 위치(975)에서 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 3개의 응답 신호는 15 ml/s, 25 ml/s, 및 40 ml/s로 기록될 수 있다. 3개의 흐름 속도 각각으로 수신되는 응답 신호는 응답 곡선을 교정하기 위해 사용될 수 있다. 센서들 각각은 대수적이거나 지수적인 응답 곡선을 포함한다. 응답 곡선은 시스템에 의해 룩업될 수 있는 지점들(979)의 테이블을 발생시키기 위해 사용될 수 있다. 룩업 테이블 내의 지점들의 수는 변화될 수 있다. 일 실시예에서, 룩업 테이블은 32개의 값을 포함할 수 있다. 다른 실시예들은 룩업 테이블 내의 더 적거나 더 많은 지점들을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 방정식은 특정 신호에 대한 흐름 속도를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 룩업 테이블은 디바이스를 사용하여 사용자에 의해 수행될 수 있는 것에 대한 최대 범위로 제한될 수 있다. 일 실시예에서, 그러한 상부 범위는 40 ml/s 내지 50 ml/s를 포함할 수 있다. 게다가, 평균 사용자보다 가장 낮은 공기 흐름은 라이트 퍼프(light puff)가 약 15 ml/s인 동안 유지될 수 있을 것이다. 그 결과, 룩업 테이블 내에 사용될 수 있는 정상 범위는 15 ml/s 내지 40 ml/s이다. 다른 실시예에서, 룩업 테이블 내에 사용될 수 있는 정상 범위는 15 ml/s 내지 50 ml/s이다. 또 다른 실시예에서, 사용될 수 있는 정상 범위는 5 ml/s 내지 50 ml/s이다. 또 다른 실시예들에서, 다른 범위들이 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 응답성은 그러한 범위 내의 전력 출력 면에서 스케일링될 수 있다. 다른 실시예에서, 35 ml/s 위의 공기 흐름 속도는 전력 출력을 무화기까지 증가시키지 않을 것이다. 또 다른 실시예에서, 15 ml/s 아래의 공기 흐름 속도는 전력 출력을 무화기까지 감소시키지 않을 것이다. 게다가, 일 실시예에서, 룩업 테이블에 포함되는 값들은 균일하게 스프레드 아웃되지 않는다. 이러한 실시예에서, 35 ml/s 위의 값들은 35 ml/s 아래의 것들보다 더 멀리 떨어져 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 5 ml/s의 임계 공기 흐름 속도는 퍼프 이벤트를 시작하기 위해 사용될 수 있다. 5 ml/s 공기 흐름 속도가 퍼프 이벤트를 시작하기 위해 사용될 수 있지만, 코일은 10 ml/s의 공기 흐름 속도가 발생할 때까지 활성화되지 않는다. 일 실시예에서, 베이스라인 값은 퍼프 이벤트가 5 ml/s로 시작한 후에 갱신을 중지한다. 게다가, 다른 실시예에서, 무화기는 10 ml/s로 활성화를 시작하고, 그 다음 공기 흐름 속도가 10 ml/s 아래로 감소하면, 무화기는 활성화를 정지한다. 게다가, 퍼프 이벤트는 공기 흐름 속도가 5 ml/s 아래로 강하한 후에 정지된다. 게다가, 다른 실시예들에서, 활성화 및 퍼프 이벤트 값들은 본원에 열거된 것들과 상이한 양들을 포함할 수 있다.
도 17은 마이크로컨트롤러 또는 다른 구성요소가 질량 공기 흐름 센서 또는 다른 디바이스로부터 신호들을 해석할 수 있는 프로세스의 흐름도를 예시한다. 단계(1000)에서, 마이크로컨트롤러는 질량 공기 흐름 센서로부터 송신되는 센서 신호를 감시할 수 있다. 마이크로컨트롤러는 단계(1000)에서 감시되고 있는 센서 신호의 변화를 감시할 때, 마이크로컨트롤러는 센서 신호의 변화가 프로그램된 임계치 아래에 있는지를 결정할 수 있다(1001). 시간의 길이에 따른 센서 신호의 변화가 프로그램된 임계치 아래에 있으면, 마이크로컨트롤러 또는 다른 구성요소는 참조 신호 및 관계 신호를 미리 결정된 베이스라인으로 변경할 수 있다(1002). 일 실시예에서, 참조 신호는 2.0 볼트의 베이스라인 판독으로 설정될 수 있다. 그 다음, 마이크로컨트롤러는 센서 신호의 변화에 대한 질량 공기 흐름 센서를 계속 감시한다(1000). 시간에 따른 센서 신호의 변화가 프로그램된 임계치 위에 있으면(1001), 이때 마이크로컨트롤러 또는 다른 구성요소는 참조 신호와 관계 신호 사이의 차이를 판독한다(1003). 단계(1004)에서, 마이크로컨트롤러 또는 다른 구성요소는 참조 신호와 관계 신호 사이의 차이에 따라 디바이스, 센서, 또는 다른 구성요소를 동작시킬 수 있다. 그 다음, 프로세스는 단계(1000)로 다시 돌아가고 마이크로컨트롤러 또는 다른 구성요소는 시간에 따른 센서 신호의 변화에 대한 질량 공기 흐름 센서를 계속 감시한다.
센서는 센서의 온도가 증가함에 따라 드리프트될 수 있다. 드리프트는 섭씨 도 당 약 .1 %를 포함할 수 있다. 드리프트가 더 높은 종료 흐름 속도들에서, 최소로 나타날 수 있지만, 낮은 전체 신호 때문에, 작은 차이는 감지된 공기 흐름 속도에서 큰 차이를 만들 수 있다. 온도 드리프트 에러를 설명하기 위해 2개의 접근법이 사용될 수 있다. 제1 접근법은 서미스터를 센서에 추가하는 것이다. 이러한 서미스터는 오프셋을 통해 전원 공급될 수 있고 서미스터의 저항은 온도에 따라 변화될 수 있다. 저항은 샘플링될 수 있고 센서의 온도는 결정될 수 있다. 제2 접근법은 퍼프 이벤트가 시작될 때 센서 자체를 사용하고 센서에 의해 출력되는 값을 검토하고 이러한 신호를 베이스라인으로서 사용할 수 있다. 퍼프 이벤트가 발생하고 있지 않을 때의 베이스라인 및 퍼프 이벤트가 발생할 때의 센서에 의해 출력되는 신호. 퍼프 이벤트가 발생하고 있지 않을 때의 베이스라인 신호는 약간 시프트하는 경향이 있다. 이러한 시프트는 온도에 상관될 수 있다. 일 실시예에서, 룩업 테이블은 온도 시프트를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 알고리즘은 온도 시프트를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 본원에 설명되는 온도 시프트는 본 기술분야의 통상의 기술자에게 공지되어 있는 바와 같이 질량 공기 흐름 센서들, 정전용량형 센서들, 또는 다른 것들을 포함하는, 임의의 공기 흐름 센서를 위해 사용될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예는 전자 흡연 디바이스에 관한 것이다. 전자 흡연 디바이스는 흐름 채널 및 무화기를 포함할 수 있다. 흐름 채널은 인입 공기 흐름 개구부, 인입 공기 흐름 경로, 센서 조립체, 및 인출 공기 흐름 개구부를 포함할 수 있다. 무화기는 흐름 채널에 유체 결합될 수 있다. 흐름 채널은 인입 공기 흐름 개구부로부터, 인입 공기 흐름 경로를 통해, 센서 조립체 위에, 그리고 인출 공기 흐름 개구부를 통해 공기 흐름을 지향시키도록 구성될 수 있다. 전자 흡연 디바이스는 공기 흐름을 무화기 위에 적어도 부분적으로 전달하도록 추가로 구성될 수 있다. 더 구체적인 실시예에서, 전자 흡연 디바이스는 센서 조립체와 인출 공기 흐름 개구부 사이의 인출 공기 흐름 경로를 추가로 포함할 수 있다. 더 구체적인 실시예에서, 전자 흡연 디바이스는 흐름 채널에 결합되는 외부 공기 흐름 경로를 추가로 포함할 수 있으며, 외부 공기 흐름 경로는 인출 공기 흐름 개구부로부터 무화기로 공기를 지향시키도록 구성된다.
더 구체적인 실시예에서, 흐름 채널은 제1 측면 벽, 제2 측면 벽, 하단 벽, 및 상단 벽을 추가로 포함하고, 제1 측면 벽, 제2 측면 벽, 하단 벽, 및 상단 벽은 인입 공기 흐름 개구부를 한정한다. 더 구체적인 실시예에서, 흐름 채널은 공기 흐름이 센서 조립체에 도달하기 전에 인입 공기 흐름 경로에서 공기의 층 흐름을 생성하도록 크기 설정되고 구성된다. 일부 실시예들에서, 센서 조립체는 지지 구조체 및 센서를 포함하고, 센서는 지지 구조체에 결합된다. 다른 실시예들에서, 센서 조립체는 지지 구조체에 결합되는 제1 층 및 제2 층을 추가로 포함한다. 또 다른 실시예들에서, 제1 층 및 제2 층은 상부 표면을 생성한다. 다른 실시예들에서, 상부 표면은 센서의 높이와 유사한 지지 구조체 위의 높이를 포함한다. 또 다른 실시예들에서, 상부 표면은 센서 위에서 공기 흐름의 난류를 최소화하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 제1 층은 구리를 포함한다. 다른 실시예들에서, 제2 층은 땜납 마스크를 포함한다. 또 다른 실시예들에서, 센서 조립체는 제2 층의 상단에 증착되는 실크스크린 재료를 추가로 포함한다.
다른 실시예에서, 지지 구조체는 PCB를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 지지 구조체는 지지 함몰부를 포함한다. 다른 실시예들에서, 센서의 하부 부분은 지지 함몰부 내에 맞춰지도록 크기 설정되고 구성된다. 일부 실시예들에서, 센서 조립체는 센서를 추가로 포함하고, 센서는 .2 mm 이하의 높이를 포함한다.
본 개시와 일치하는 다른 다양한 실시예는 전자 흡연 디바이스에 관한 것이다. 전자 흡연 디바이스는 흐름 채널을 포함할 수 있다. 흐름 채널은 인입 공기 흐름 개구부, 인입 공기 흐름 경로, 센서 조립체, 및 인출 공기 흐름 개구부를 포함할 수 있다. 흐름 채널은 인입 공기 흐름 개구부로부터, 인입 공기 흐름 경로를 통해, 센서 조립체 위에, 그리고 인출 공기 흐름 개구부를 통해 공기 흐름을 지향시키도록 구성될 수 있다. 다른 다양한 실시예에서, 흐름 채널은 공기 흐름이 센서 조립체에 도달하기 전에 인입 공기 흐름 경로에서 공기의 층 흐름을 생성하도록 크기 설정되고 구성된다. 또 다른 실시예들에서, 센서 조립체는 지지 구조체, 제1 층, 제2 층, 및 센서를 포함하고, 센서, 제1 층, 및 제2 층은 지지 구조체에 결합된다.
도면들에 예시되는 특징들은 반드시 축척에 따라 도시되는 것은 아니고, 일 실시예의 특징들은 본원에 명시적으로 진술되지 않더라도, 통상의 기술자가 인식하는 바와 같이 다른 실시예들에서 이용될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 널리 공지된 구성요소들 및 처리 기술들의 설명들은 개시의 실시예들을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 생략될 수 있다. 본원에 사용되는 예들은 단지 개시가 실시될 수 있는 방식들의 이해를 용이하게 하고 본 기술분야의 통상의 기술자들이 개시의 실시예들을 추가로 실시할 수 있게 하기 위해 의도될 뿐이다. 따라서, 본원에서의 예들 및 실시예들은 개시의 범위를 제한하는 것으로서 해석되지 않아야 한다. 더욱이, 비슷한 참조 번호들은 도면들 중 수개의 뷰 도처에서 유사한 부분들을 표현한다는 점이 주목된다.
용어들 "포함하는", "구성되는" 및 그것의 변화들은 본 개시에 사용되는 바와 같이, 달리 분명히 지정되지 않는 한, "포함하지만, 제한되지 않는"을 의미한다.
용어들("a", "an", 및 "the")은 본 개시에 사용되는 바와 같이, 달리 분명히 지정되지 않는 한, "하나 이상의"를 의미한다.
프로세스 단계들, 방법 단계들, 알고리즘들 등은 순차적 순서로 설명될 수 있지만, 그러한 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들은 대체 순서들로 작업하도록 구성될 수 있다. 다시 말해, 설명될 수 있는 단계들의 임의의 시퀀스 또는 순서는 단계들이 그러한 순서로 수행된다는 요건을 반드시 표시하는 것은 아니다. 본원에 설명되는 프로세스들, 방법들 또는 알고리즘들의 단계들은 실질적으로 임의의 순서로 수행될 수 있다. 게다가, 일부 단계들은 동시에 수행될 수 있다.
단일 디바이스 또는 물품이 본원에 설명될 때, 하나보다 많은 디바이스 또는 물품이 단일 디바이스 또는 물품을 대신해서 사용될 수 있다는 점이 용이하게 명백할 것이다. 유사하게, 하나보다 많은 디바이스 또는 물품이 본원에 설명되는 경우, 단일 디바이스 또는 물품은 하나보다 많은 디바이스 또는 물품을 대신해서 사용될 수 있다는 점이 용이하게 명백할 것이다. 디바이스의 기능성 또는 특징들은 그러한 기능성 또는 특징들을 갖는 것으로서 명시적으로 설명되지 않는 하나 이상의 다른 디바이스에 의해 대안적으로 구체화될 수 있다.
수개의 실시예가 입도의 특정 정도로 위에 설명되었지만, 본 기술분야의 통상의 기술자들은 본 개시의 사상으로부터 벗어나는 것 없이 개시된 실시예들에 다수의 변경을 할 수 있다. 상기 설명에 포함되거나 첨부 도면들에 도시되는 모든 사안은 예시적인 것으로만 해석되고 제한적인 것으로 해석되지 않도록 의도된다. 상세 또는 구조체의 변화들은 본 교시들로부터 벗어나는 것 없이 이루어질 수 있다. 이전 설명 및 이하의 청구항들은 모든 그러한 수정들 및 변화들을 커버하도록 의도된다.
다양한 실시예는 다양한 장치, 시스템, 및 방법에 대해 본원에 설명된다. 다수의 특정 상세는 명세서에 설명되고 첨부 도면들에 예시된 바와 같이 실시예들의 전체 구조체, 기능, 제조, 및 사용의 철저한 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 실시예들이 그러한 특정 상세들 없이 실시될 수 있다는 점이 본 기술분야의 통상의 기술자들에 의해 이해될 것이다. 다른 사례들에서, 널리 공지된 동작들, 구성요소들, 및 요소들은 명세서에 설명되는 실시예들을 모호하게 하지 않도록 상세히 설명되지 않았다. 본 기술분야의 통상의 기술자들은 본원에 설명되고 예시되는 실시예들이 비제한 예들인 점을 이해할 것이고, 따라서 본원에 개시되는 특정 구조적 및 기능적 상세들은 대표적일 수 있고 실시예들의 범위를 반드시 제한하는 것은 아니며, 그것의 범위는 첨부된 청구항들에 의해 오직 한정된다는 점이 이해될 수 있다.
명세서 도처에서 "다양한 실시예", "일부 실시예들", "일 실시예", "하나의 실시예" 등에 대한 참조는 실시예와 관련하여 설명되는 특정 특징, 구조체, 또는 특성 적어도 하나의 실시예에 포함되는 것을 의미한다. 따라서, 명세서 도처의 장소에서의 구들 "다양한 실시예에서", "일부 실시예들에서", "일 실시예에서", "하나의 실시예에서" 등의 출현들은 동일한 실시예를 반드시 모두 참조하는 것은 아니다. 더욱이, 특정 특징들, 구조체들, 또는 특성들은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다. 따라서, 일 실시예와 관련하여 예시 또는 설명되는 특정 특징들, 구조체들, 또는 특성들은 제한 없이 하나 이상의 다른 실시예의 특징들 구조체들, 또는 특성들과 전체적으로 또는 부분적으로 조합될 수 있다.
용어들 "근위" 및 "원위"는 임상의가 환자를 치료하기 위해 사용되는 도구의 일단부를 조작하는 것을 참조하여 명세서 도처에서 사용될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 용어 "근위"는 임상의에 가장 가까운 도구의 일단부를 언급하고 용어 "원위"는 임상의로부터 가장 멀리 위치되는 일단부를 언급한다. 간결성 및 명료성을 위해, "수직", "수평", "위", 및 "아래"와 같은 공간 용어들은 예시된 실시예들에 대해 본원에 사용될 수 있다는 점이 추가로 이해될 것이다. 그러나, 수술 도구들은 많은 배향들 및 위치들에 사용될 수 있고, 이러한 용어들은 제한적이고 절대적이도록 의도되지 않는다.
전체적으로 또는 부분적으로, 본원에 참조로 포함된다고 하는, 임의의 특허, 공보, 또는 다른 개시 자료는 포함된 재료들이 본 개시에 제시되는 기존 정의들, 진술들, 또는 다른 개시 자료와 충돌하지 않는 정도까지만 포함된다. 그와 같이, 그리고 필요한 정도까지, 본원에 명시적으로 제시된 바와 같은 개시는 본원에 참조로 포함되는 임의의 충돌 자료를 대체한다. 본원에서 참조로 포함된다고 하지만, 본원에 제시되는 기존 정의들, 진술들, 또는 다른 개시 재료와 충돌하는 임의의 재료, 또는 그것의 일부는 어떠한 충돌도 그러한 포함된 재료와 기존 개시 재료 사이에 발생하지 않는 정도까지만 포함될 것이다.
본 발명은 실제적인 예시적 실시예들인 것으로 현재 간주되는 것과 관련하여 설명되었지만, 발명은 개시된 실시예들에 제한되는 것이 아니라, 이에 반하여, 첨부된 청구항들의 범위 내에 포함되는 다양한 수정 및 균등한 배열들을 커버하도록 의도된다는 점이 이해되어야 한다.
참조 기호들의 리스트
10 전자 흡연 디바이스
12 단부 캡
14 전력 공급 부분
16 무화기/액체 저장소 부분
18 발광 다이오드(LED)
20 공기 유입구들
22 배터리
24 제어 전자 장치
26 공기 흐름 센서
28 무화기
30 가열 코일
32 심지
34 중심 통로
36 액체 저장소
38 공기 흡기 포트
212 전력 공급 부분
213 전력 공급 부분 부-조립체
216 주변 광 가이드
218 배터리
220 LED
221 가요성 인쇄 회로 보드
222 컨트롤러 회로
224 공기 흐름 센서
225 컨택트들
226 잠금 핀
227 공기 흐름 개스킷
228 MAF 개스킷
229 스페이서
240 상부 부-조립체 하우징
241 하부 부-조립체 하우징
242 와이어 리드
245 튜브
246 선단 확산기
248 패턴
258 암형 커넥터 포트
320 마이크로컨트롤러
322 드라이버
324 메모리
326 마이크로컴퓨터
328 인터페이스
330 흐름 센서
331 기판
332 상류 서모파일
333 하류 서모파일
334 히터 요소
335 참조 요소
360 공기 흐름 신호
361 필터
362 이득 증폭기
363 신호 출력
364 필터
370 상류 공기 흐름 신호
371 하류 공기 흐름 신호
372 제1 필터
373 제2 필터
374 차동 증폭기
375 이득 증폭기
376 오프셋
377 신호 출력
380 오프셋
440 마이크로컨트롤러
441 데이터 취득 회로
442 아날로그 디지털 변환기
449 증폭기
450 질량 공기 흐름 센서
451 질량 공기 흐름 히터
452 제1 서모파일
453 제2 서모파일
454 공기 흐름의 방향
456 히터
540 마이크로컨트롤러
541 데이터 취득 회로
542 아날로그 디지털 변환기
549 증폭기
550 질량 공기 흐름 센서
551 질량 공기 흐름 히터
552 서모파일
554 히터
556 히터
557 피드백 저항기
558 이득 저항기
601 흐름 채널
603 제1 측면 벽
605 제2 측면 벽
607 인입 공기 흐름 경로
609 인출 공기 흐름 경로
611 인입 공기 흐름 개구부
613 인출 공기 흐름 개구부
615 센서 조립체
617 센서
619 공기 흐름 경로
621 외부 공기 흐름 경로
623 상단 벽
625 하단 벽
651 센서 조립체
653 지지 구조체
655 센서
659 제1 층
661 제2 층
663 상부 표면
665 인입 부분
667 공기 흐름 경로
701 센서 조립체
703 지지 구조체
705 센서
707 제1 구조체 구성요소
709 제2 구조체 구성요소
751 센서 조립체
753 지지 구조체
755 센서 상단 부분
757 센서 베이스 부분
759 센서 전이 영역
801 흐름 채널
803 상부 하우징
805 지지 구조체
807 지지 함몰부
809 센서
811 공기 흐름 경로
813 공기 흐름 방향
831 흐름 채널
833 상부 하우징
835 지지 구조체
837 센서
839 제2 구조체 구성요소
841 제1 구조체 구성요소
843 공기 흐름 경로
845 공기 흐름 방향
861 흐름 채널
863 상부 하우징
865 제1 측면 지지 구조체
867 센서 지지 구조체
869 센서
871 공기 흐름 경로
873 공기 흐름 방향
875 공기 흐름 센서 입구
877 공기 흐름 센서 출구
879 제2 측면 지지 구조체
901 주어진 흐름 속도에 대해 전달되는 전력
903 응답 곡선
905 제1 위치
907 제2 위치
921 흐름 속도에 대한 응답
923 제1 응답 곡선
925 제2 응답 곡선
927 제3 응답 곡선
929 복수의 응답 지점
931 제1 응답 흐름 속도
935 제2 응답 흐름 속도
941 흐름 v 시간 출력
943 사용자 퍼프
1000 마이크로컨트롤러는 센서를 감시한다
1001 시간에 따른 변화가 임계치 아래인가
1002 참조 신호 및 관계 신호를 정규화한다
1003 참조 신호와 관계 신호 사이의 차이를 판독한다
1004 디바이스를 동작시킨다

Claims (20)

  1. 전자 흡연 디바이스이며,
    인입 공기 흐름 개구부, 인입 공기 흐름 경로, 센서 조립체, 및 인출 공기 흐름 개구부를 포함하는 흐름 채널; 및
    상기 흐름 채널에 유체 결합되는 무화기를 포함하며,
    상기 흐름 채널은 상기 인입 공기 흐름 개구부로부터, 상기 인입 공기 흐름 경로를 통해, 상기 센서 조립체 위에, 그리고 상기 인출 공기 흐름 개구부를 통해 공기 흐름을 지향시키도록 구성되고, 상기 전자 흡연 디바이스는 상기 공기 흐름을 상기 무화기 위에 적어도 부분적으로 전달하도록 구성되는
    전자 흡연 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 센서 조립체와 상기 인출 공기 흐름 개구부 사이의 인출 공기 흐름 경로를 추가로 포함하는, 전자 흡연 디바이스.
  3. 제1항에 있어서, 상기 흐름 채널에 결합되는 외부 공기 흐름 경로를 추가로 포함하며, 상기 외부 공기 흐름 경로는 상기 인출 공기 흐름 개구부로부터 상기 무화기로 공기를 지향시키도록 구성되는, 전자 흡연 디바이스.
  4. 제1항에 있어서, 상기 흐름 채널은 제1 측면 벽, 제2 측면 벽, 하단 벽, 및 상단 벽을 추가로 포함하고, 상기 제1 측면 벽, 상기 제2 측면 벽, 상기 하단 벽, 및 상기 상단 벽은 상기 인입 공기 흐름 개구부를 한정하는, 전자 흡연 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 상기 흐름 채널은 상기 공기 흐름이 상기 센서 조립체에 도달하기 전에 상기 인입 공기 흐름 경로에서 공기의 층 흐름을 생성하도록 크기 설정되고 구성되는, 전자 흡연 디바이스.
  6. 제5항에 있어서, 상기 센서 조립체는 지지 구조체 및 센서를 포함하고, 상기 센서는 상기 지지 구조체에 결합되는, 전자 흡연 디바이스.
  7. 제6항에 있어서, 상기 센서 조립체는 상기 지지 구조체에 결합되는 제1 층 및 제2 층을 추가로 포함하는, 전자 흡연 디바이스.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 층 및 상기 제2 층은 상부 표면을 생성하는, 전자 흡연 디바이스.
  9. 제8항에 있어서, 상기 상부 표면은 상기 센서의 높이와 유사한 지지 구조체 위의 높이를 포함하는, 전자 흡연 디바이스.
  10. 제8항에 있어서, 상기 상부 표면은 상기 센서 위에서 상기 공기 흐름의 난류를 최소화하도록 구성되는, 전자 흡연 디바이스.
  11. 제8항에 있어서, 상기 제1 층은 구리를 포함하는, 전자 흡연 디바이스.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제2 층은 땜납 마스크를 포함하는, 전자 흡연 디바이스.
  13. 제12항에 있어서, 상기 센서 조립체는 상기 제2 층의 상단에 증착되는 실크스크린 재료를 추가로 포함하는, 전자 흡연 디바이스.
  14. 제6항에 있어서, 상기 지지 구조체는 PCB를 포함하는, 전자 흡연 디바이스.
  15. 제6항에 있어서, 상기 지지 구조체는 지지 함몰부를 포함하는, 전자 흡연 디바이스.
  16. 제15항에 있어서, 상기 센서의 하부 부분은 상기 지지 함몰부 내에 맞춰지도록 크기 설정되고 구성되는, 전자 흡연 디바이스.
  17. 제1항에 있어서, 상기 센서 조립체는 센서를 추가로 포함하고, 상기 센서는 .2 mm 이하의 높이를 포함하는, 전자 흡연 디바이스.
  18. 전자 흡연 디바이스이며,
    인입 공기 흐름 개구부, 인입 공기 흐름 경로, 센서 조립체, 및 인출 공기 흐름 개구부를 포함하는 흐름 채널을 포함하고;
    상기 흐름 채널은 상기 인입 공기 흐름 개구부로부터, 상기 인입 공기 흐름 경로를 통해, 상기 센서 조립체 위에, 그리고 상기 인출 공기 흐름 개구부를 통해 공기 흐름을 지향시키도록 구성되는
    전자 흡연 디바이스.
  19. 제18항에 있어서, 상기 흐름 채널은 상기 공기 흐름이 상기 센서 조립체에 도달하기 전에 상기 인입 공기 흐름 경로에서 공기의 층 흐름을 생성하도록 크기 설정되고 구성되는, 전자 흡연 디바이스.
  20. 제19항에 있어서, 상기 센서 조립체는 지지 구조체, 제1 층, 제2 층, 및 센서를 포함하고, 상기 센서, 상기 제1 층, 및 상기 제2 층은 상기 지지 구조체에 결합되는, 전자 흡연 디바이스.
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