KR20240073000A - 전자 에어로졸 제공 시스템들을 위한 재충전가능 물품들의 액체 감지를 위한 장치 및 방법들 - Google Patents

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반 데어 버그 하딘
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Abstract

에어로졸 제공 시스템을 위한 물품이 설명되고, 이 물품은, 에어로졸 생성 재료를 위한 저장 영역; 에어로졸 생성 재료를 저장 영역에 추가할 수 있게 하는, 저장 영역의 내부와 유체 연통하는 입구 오리피스(orifice); 저장 영역의 커패시턴스(capacitance)를 측정하도록 배열된 제1 쌍의 커패시터 플레이트(capacitor plate)들을 포함하는 제1 용량성(capacitive) 센서; 저장 영역의 커패시턴스를 측정하도록 배열된 제2 쌍의 커패시터 플레이트들을 포함하는 제2 용량성 센서; 및 제1 용량성 센서 및 제2 용량성 센서에 의해 수행된 커패시턴스 측정들을 물품 외부에서 별도로 확인할 수 있게 하는 전기 접촉부들을 포함한다. 또한, 장치 및 방법이 설명된다.

Description

전자 에어로졸 제공 시스템들을 위한 재충전가능 물품들의 액체 감지를 위한 장치 및 방법들
본 개시내용은 전자 에어로졸 제공 시스템들을 위한 재충전가능 물품들에서 액체 감지를 위한 장치들 및 방법들에 관한 것이다.
소위 전자 시가렛(cigarette)들로 흔히 구성되는 전자 에어로졸 제공 시스템들은 시스템의 모든 요소들이 공통 하우징에 있는 단일 형식, 또는 요소들을 2 개 이상의 하우징들 간에 분산하여 함께 결합하여 시스템을 형성할 수 있는 다중 구성요소 형식을 가질 수 있다. 후자 형식의 일반적인 예는 디바이스와 물품을 포함하는 2-구성요소(component) 시스템이다. 디바이스에는 전형적으로 배터리와 같은 시스템을 위한 전기 전력 소스와, 에어로졸을 생성하기 위한 요소들을 작동하기 위한 제어 전자장치가 포함되어 있다. 카트리지(cartridge), 카토마이저(cartomiser), 소모품, 및 클리어로마이저(clearomiser)를 포함하는 용어들로도 불리는 물품은 전형적으로 에어로졸이 발생되는 에어로졸화 가능한/에어로졸 생성 재료의 공급물을 유지하기 위한 저장 체적 또는 영역과, 에어로졸화 가능한 재료를 기화시키기 위해 작동 가능한 가열기와 같은 에어로졸 생성기를 포함한다. 유사한 3-구성요소 시스템은 물품에 부착되는 별도의 마우스피스를 포함할 수 있다. 많은 설계들에서, 물품은, 에어로졸화 가능한 재료가 소비되면 디바이스에서 분리되어 버려지도록 의도된다는 점에서, 일회용이 되도록 설계되어 있다. 사용자는 제조업체에 의해 에어로졸화 가능한 재료로 미리 충전된 새로운 물품을 획득하여, 이를 디바이스에 부착하여 사용한다. 반면, 디바이스는 다수의 연속된 물품들과 함께 사용되도록 의도되며, 배터리를 재충전할 수 있는 기능이 있어 장시간 작동을 허용할 수 있다.
소모품들이라고 할 수 있는 일회용 물품들은 사용자에게는 편리하지만, 천연 자원들을 낭비하여 환경에 해로운 것으로 간주될 수 있다. 따라서, 사용자가 에어로졸화 가능한 재료로 재충전할 수 있도록 구성된 대안적인 설계의 물품이 알려져 있다. 이는 폐기물을 감소시키고, 사용자에 대한 전자 시가렛 사용의 비용을 절감할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸화 가능한 재료는, 사용자가 물품 상의 재충전 오리피스(orifice)를 통해 물품 내로 특정 양의 재료를 짜내거나 떨어뜨릴 수 있는 병에 제공될 수 있다. 그러나, 품목들이 작고 관련된 재료의 체적이 전형적으로 적기 때문에, 재충전하는 행위는 어색하고 불편할 수 있다. 병과 물품 사이의 접합부를 정렬하는 것이 어려울 수 있으며, 부정확할 경우 재료가 유출될 수 있다. 이는 낭비일 뿐만 아니라, 위험할 수도 있다. 에어로졸화 가능한 재료에는 종종 액체 니코틴이 포함되어 있어, 피부에 접촉하면 유독할 수 있다.
따라서, 에어로졸화 가능한 재료가 담긴 병 또는 다른 저장소 및 재충전 가능한 카트리지를 수용하고 전자에서 후자로의 재료의 이송을 자동화하도록 구성된 재충전 유닛들 또는 디바이스들이 제안되었다. 따라서, 이러한 재충전 디바이스들에 대한 대안적인, 개선된 또는 향상된 특징들 및 설계들이 관심을 끌고 있다.
본 명세서에 설명된 일부 실시예들의 제1 양태에 따르면, 에어로졸 제공 시스템을 위한 물품이 제공되고, 이 물품은, 에어로졸 생성 재료를 위한 저장 영역; 에어로졸 생성 재료를 저장 영역에 추가할 수 있게 하는, 저장 영역의 내부와 유체 연통하는 입구 오리피스; 저장 영역의 커패시턴스(capacitance)를 측정하도록 배열된 제1 쌍의 커패시터 플레이트(capacitor plate)들을 포함하는 제1 용량성(capacitive) 센서; 저장 영역의 커패시턴스를 측정하도록 배열된 제2 쌍의 커패시터 플레이트들을 포함하는 제2 용량성 센서; 및 제1 용량성 센서 및 제2 용량성 센서에 의해 수행된 커패시턴스 측정들을 물품 외부에서 별도로 확인할 수 있게 하는 전기 접촉부들을 포함한다.
본 명세서에 설명된 일부 실시예들의 제2 양태에 따르면, 제1 양태에 따른 물품을 포함하는 에어로졸 제공 시스템이 제공된다.
본 명세서에 설명된 일부 실시예들의 제3 양태에 따르면, 저장소로부터 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스가 제공되며, 이 재충전 디바이스는, 에어로졸 생성 재료를 포함하고 출구 오리피스를 갖는 저장소를 수용하기 위한 저장소 인터페이스(interface); 저장소의 출구 오리피스와 물품의 저장 영역 사이에 유체 흐름 경로가 형성되도록, 에어로졸 생성 재료를 위한 저장 영역을 갖는 에어로졸 제공 시스템의 물품을 수용하기 위한 물품 인터페이스 ― 물품은 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 따른 물품임 ― ; 수용된 저장소로부터 수용된 물품의 저장 영역으로 에어로졸 생성 재료를 이동시키기 위해 작동 가능한 이송 기구; 및 이송 기구를 작동하도록 구성된 제어기를 포함하고, 이 제어기는 또한: 이송 기구가 작동하는 동안 제1 용량성 센서에 의해 수행된 제1 커패시턴스 측정들 및 제2 용량성 센서에 의해 수행된 제2 커패시턴스 측정들을 검색하고; 제1 커패시턴스 측정들 및 제2 커패시턴스 측정들을 프로세싱하여 물품의 저장 영역이 에어로졸 생성 재료를 저장 영역의 미리 결정된 용량까지 포함하는 시기를 결정하고; 및 이에 응답하여, 이송 기구의 작동을 중단하도록 구성된다.
본 명세서에 설명된 일부 실시예들의 제4 양태에 따르면, 에어로졸 제공 시스템의 물품을 재충전하기 위한 장치가 제공되고, 이 장치는 제1 양태에 따른 물품을 포함하는 에어로졸 제공 시스템, 및 제3 양태에 따른 재충전 디바이스를 포함한다.
본 명세서에 설명된 일부 실시예들의 제5 양태에 따르면, 저장소로부터 물품을 재충전하는 방법이 제공되고, 이 방법은, 에어로졸 생성 재료가 저장소로부터 저장 영역으로 이동되는 동안 제1 용량성 센서로부터 물품의 저장 영역에 대한 제1 커패시턴스 측정들 및 제2 용량성 센서로부터 물품의 저장 영역에 대한 제2 커패시턴스 측정들을 획득하는 단계; 제1 커패시턴스 측정들 및 제2 커패시턴스 측정들을 프로세싱하여 저장 영역이 에어로졸 생성 재료를 저장 영역의 미리 결정된 용량까지 포함하는 시기를 결정하는 단계; 및 미리 정해진 용량에 도달했다고 결정되면 에어로졸 생성 재료가 저장 영역으로 이동하는 것을 중단하는 단계를 포함한다.
특정 실시예들의 제6 양태에 따르면, 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위해 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스가 제공되고, 이 재충전 디바이스는, 에어로졸 생성 재료를 물품에 이송하도록 구성된 이송 기구; 재충전 디바이스와 맞물릴 때 물품 내의 에어로졸 생성 재료의 양을 결정하도록 구성된 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부; 및 제어기를 포함하고, 이 제어기는, 물품으로부터 기준 값을 수신하고 ― 기준 값은 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부와 연관된 물품의 특성을 나타냄 ― ; 적어도 수신된 기준 값을 사용하여 임의의 물품의 특성의 측정된 표시와 임의의 물품의 에어로졸 생성 재료의 양 사이의 기본 매핑(default mapping)을 수정하고; 및 재충전 디바이스를 제어하여 수정된 매핑에 기초하여 에어로졸 생성 재료의 양을 물품에 공급하도록 구성된다.
특정 실시예들의 제7 양태에 따르면, 에어로졸 생성 재료를 저장하고 재충전 디바이스에 의해 에어로졸 생성 재료로 재충전되도록 구성된, 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위한 물품이 제공되고, 이 재충전 디바이스는 에어로졸 생성 재료를 물품으로 이송하도록 구성된 이송 기구, 및 재충전 디바이스와 맞물릴 때 물품 내의 에어로졸 생성 재료의 양을 결정하도록 구성된 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부를 포함하고, 이 물품은, 기준 값 ― 기준 값은 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부와 연관된 물품의 특성을 나타냄 ― 을 포함하고, 재충전 기구는 물품으로부터 기준 값을 수신하고, 적어도 수신된 기준 값을 사용하여, 임의의 물품의 특성의 측정된 표시와 임의의 물품의 에어로졸 생성 재료의 양 사이의 기본 매핑을 수정하고, 수정된 매핑에 기초하여 물품에 에어로졸 생성 재료의 양을 공급하도록 재충전 기구를 제어하도록 구성된다.
특정 실시예들의 제8 양태에 따르면, 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 시스템이 제공되며, 이 시스템은 제6 양태의 재충전 디바이스 및 제7 양태의 물품을 포함한다.
특정 실시예들의 제9 양태에 따르면, 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위해 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스를 작동하기 위한 방법이 제공되고, 이 재충전 디바이스는 에어로졸 생성 재료를 물품에 이송하도록 구성된 이송 기구, 및 재충전 디바이스와 맞물릴 때 물품 내의 에어로졸 생성 재료의 양을 결정하도록 구성된 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부를 포함하며, 이 방법은, 기준 값을 물품으로부터 수신하는 단계 ― 기준 값은 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부와 연관된 물품의 특성을 나타냄 ― ; 적어도 수신된 기준 값을 사용하여 임의의 물품의 특성의 측정된 표시와 임의의 물품의 에어로졸 생성 재료의 양 사이의 기본 매핑을 수정하는 단계; 및 재충전 디바이스를 제어하여 수정된 매핑에 기초하여 에어로졸 생성 재료의 양을 물품에 공급하는 단계를 포함한다.
특정 실시예들의 제10 양태에 따르면, 에어로졸 제공 수단과 함께 사용하기 위해 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 수단이 제공되고, 이 재충전 수단은, 에어로졸 생성 재료를 물품으로 이송하도록 구성된 이송 수단; 재충전 수단과 맞물릴 때 물품 내의 에어로졸 생성 재료의 양을 결정하도록 구성된 에어로졸 생성 재료 양 감지 수단; 및 제어기 수단을 포함하고, 이 제어기 수단은, 기준 값을 물품으로부터 수신하고 ― 기준 값은 에어로졸 생성 재료 양 감지 수단과 연관된 물품의 특성을 나타냄 ― ; 적어도 수신된 기준 값을 사용하여 임의의 물품의 특성의 측정된 표시와 임의의 물품의 에어로졸 생성 재료의 양 사이의 기본 매핑을 수정하고; 및 재충전 수단을 제어하여 수정된 매핑에 기초하여 에어로졸 생성 재료의 양을 물품에 공급하도록 구성된다.
특정 실시예들의 제11 양태에 따르면, 에어로졸 생성 재료를 저장하고 재충전 수단에 의해 에어로졸 생성 재료로 재충전되도록 구성된, 에어로졸 제공 수단과 함께 사용하기 위한 물품이 제공되고, 이 재충전 수단은 물품에 에어로졸 생성 재료를 이송하도록 구성된 이송 수단, 및 재충전 수단과 맞물릴 때 물품 내의 에어로졸 생성 재료의 양을 결정하도록 구성된 에어로졸 생성 재료 양 감지 수단을 포함하고, 이 물품은, 기준 값 ― 기준 값은 에어로졸 생성 재료 양 감지 수단과 연관된 물품의 특성을 나타냄 ― 을 포함하고, 이 재충전 수단은 물품으로부터 기준 값을 수신하고, 적어도 수신된 기준 값을 사용하여, 임의의 물품의 특성의 측정된 표시와 임의의 물품의 에어로졸 생성 재료의 양 사이의 기본 매핑을 수정하고, 수정된 매핑에 기초하여 물품에 에어로졸 생성 재료의 양을 공급하도록 재충전 수단을 제어하도록 구성된다.
특정 실시예들의 이러한 그리고 추가의 양태들은 첨부된 독립 및 종속 청구항들에 기재되어 있다. 종속 청구항들의 특징들은 청구항들에 명시적으로 기재된 것들 이외의 다른 조합들로 서로 그리고 독립 청구항들의 특징들과 결합될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 명세서에 설명된 접근 방식은 아래에 제시된 것과 같은 특정 실시예들에 한정되지 않고, 본 명세서에 제시된 특징들의 임의의 적절한 조합들을 포함하며 고려한다. 예를 들어, 전자 에어로졸 제공 시스템들을 위한 재충전가능 물품들에서 액체를 감지하기 위한 장치들 및 방법들은, 아래에 설명된 다양한 특징들 중 임의의 하나 이상을 적절하게 포함하는 본 명세서에 설명된 접근 방식들에 따라 제공될 수 있다.
이제 본 발명의 다양한 실시예들을 다음 도면들을 참조하여 예시적으로만 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 개시내용의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 전자 에어로졸 제공 시스템을 통한 단순화된 개략적인 단면도를 도시한다.
도 2는 본 개시내용의 실시예들이 적용될 수 있는 재충전 디바이스의 단순화된 개략도를 도시한다.
도 3은 본 개시내용의 예에 따른 에어로졸 제공 시스템의 물품을 재충전하는 저장소의 단순화된 개략적인 단면도를 도시한다.
도 4는 본 개시내용에 따른 제1 예시적인 물품의 단순화된 개략적인 종단면도를 도시한다.
도 5는 본 개시내용의 예에 따른 제1 및 제2 용량성 센서들의 단순화된 개략도를 도시한다.
도 6은 본 개시내용의 예에 따른 커패시턴스 측정들을 사용하여 물품 재충전을 제어하는 예시적인 방법의 단계들의 흐름도를 도시한다.
도 7은 본 개시내용에 따른 2 개의 예시적인 용량성 센서들을 사용하여 물품의 유체 레벨에 따라 측정된 커패시턴스의 그래프를 도시한다.
도 8a 내지 도 8e는 각각 에어로졸 생성 재료로 충전된 저장 영역이 있는 물품에 대해, 온도(도 8a), 제1 센서로부터의 제1 커패시턴스(도 8b), 제2 센서로부터의 제2 커패시턴스(도 8c), 제2 커패시턴스를 사용하여 보정된 제1 커패시턴스(도 8d), 및 보정된 제1 커패시턴스의 오류(도 8e)에 대해 24 시간 관찰 기간 동안의 실험 측정들 및 계산들을 도시한다.
도 9는 본 개시내용의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 전자 에어로졸 제공 시스템을 통한 단순화된 개략적인 단면도를 도시한다.
도 10은 본 개시내용의 실시예들이 적용될 수 있는 재충전 디바이스의 단순화된 개략도를 도시한다.
도 11은 본 개시내용의 예에 따른 에어로졸 제공 시스템의 물품을 재충전하는 저장소의 단순화된 개략적인 단면도를 도시한다.
도 12는 본 개시내용의 양태에 따른 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부를 보다 상세하게 예시하는 도 10의 재충전 디바이스의 일부에 대한 단순화된 개략도를 도시한다.
도 13은 2 개의 병렬 커패시터 플레이트들 사이에 물품을 배치하여 획득된 커패시턴스와 물품 내의 에어로졸 생성 재료의 양 사이의 관계를 강조하는 그래프를 도시한다.
도 14는 2 개의 병렬 커패시터 플레이트들 사이에 물품을 배치하여 획득된 커패시턴스와 물품 내의 에어로졸 생성 재료의 양을 기본 물품의 커패시턴스와 에어로졸 생성 재료의 양 사이의 기본 관계와 비교하여 강조하는 2 개의 플롯들의 그래프를 도시한다.
도 15는 2 개의 병렬 커패시터 플레이트들 사이에 물품을 배치하여 획득된 커패시턴스와 물품 내의 에어로졸 생성 재료의 양을 강조하는 2 개의 플롯들의 그래프를 도시하는 것으로서, 2 개의 플롯들이 상이한 관계들을 도시한다.
도 16은 본 개시내용의 양태들에 따른 재충전 기구를 작동하기 위한 방법을 나타내는 흐름도를 도시한다.
도 17a 및 도 17b는 본 개시내용의 양태들에 따라 도 16의 방법에 대한 수정 사항들을 도시한다.
특정 예들 및 실시예들의 양태들 및 특징들이 본 명세서에서 논의/설명된다. 특정 예들 및 실시예들의 일부 양태들 및 특징들은 통상적으로 구현될 수 있으며, 이것들은 간결성을 위해 상세히 논의/설명되지 않는다. 따라서, 상세히 설명되지 않은 본 명세서에서 논의된 장치들 및 방법들의 양태들 및 특징들은 그러한 양태들 및 특징들을 구현하기 위한 임의의 종래의 기술들에 따라 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
위에서 설명된 바와 같이, 본 개시내용은 e-시가렛들과 같은 전자 에어로졸 또는 증기 제공 시스템들에 관한 것이다(그러나, 이에 제한되지 않음). 이하 설명 전반에 걸쳐, "e-시가렛" 및 "전자 시가렛"이라는 용어들이 종종 사용될 수 있다; 그러나, 이들 용어들은 에어로졸(증기) 제공 시스템 또는 디바이스와 상호 교환적으로 사용될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 이러한 시스템들은 니코틴을 포함하거나 포함하지 않을 수 있는 액체 또는 겔(gel) 형태의 기질(에어로졸 생성 재료)을 기화시켜 흡입 가능한 에어로졸을 생성하도록 의도된다. 추가적으로, 하이브리드 시스템들은 액체 또는 겔 기질과 가열되는 고체 기질을 포함할 수 있다. 고체 기질은 예를 들어 담배 또는 다른 비-담배 제품들일 수 있으며, 이는 니코틴을 포함하거나 포함하지 않을 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "에어로졸 생성 재료" 및 "에어로졸화 가능한 재료"라는 용어들은 열 또는 일부 다른 수단의 적용을 통해 에어로졸을 형성할 수 있는 재료들을 지칭하도록 의도된다. "에어로졸"이라는 용어는 "증기"와 상호 교환적으로 사용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "시스템" 및 "전달 시스템"이라는 용어들은 사용자에게 물질을 전달하는 시스템들을 포함하며, 전자 시가렛들, 담배 가열 제품들, 및 에어로졸화 가능한 재료들의 조합을 사용하여 에어로졸을 생성하는 하이브리드 시스템들과 같이 에어로졸화 가능한 재료를 연소시키지 않고 에어로졸화 가능한 재료로부터 화합물들을 방출하는 비가연성 에어로졸 제공 시스템들, 및 에어로졸화 가능한 재료를 포함하고 이러한 비가연성 에어로졸 제공 시스템들 중 하나 내에서 사용되도록 구성된 물품들을 포함하도록 의도된다. 본 개시내용에 따르면, "비가연성" 에어로졸 제공 시스템은 에어로졸 제공 시스템(또는 그 구성요소)의 구성 에어로졸 생성 재료가 사용자에게 전달을 용이하게 하기 위해 연소되거나 태워지지 않는 시스템이다. 일부 실시예들에서, 전달 시스템은 전동식 비가연성 에어로졸 제공 시스템과 같은 비가연성 에어로졸 제공 시스템이다. 일부 실시예들에서, 비가연성 에어로졸 제공 시스템은 베이핑(vaping) 디바이스 또는 전자 니코틴 전달(END) 시스템으로도 알려져 있는 전자 시가렛이지만, 에어로졸 생성 재료에 니코틴이 존재하는 것이 필수 요건은 아니라는 점에 유의하도록 한다. 일부 실시예들에서, 비가연성 에어로졸 제공 시스템은, 그 중 하나 또는 복수가 가열될 수 있는 에어로졸화 가능한 재료들의 조합을 사용하여 에어로졸을 생성하는 하이브리드 시스템이다. 에어로졸화 가능한 재료들 각각은 예를 들어 고체, 액체 또는 겔 형태일 수 있으며, 니코틴을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 하이브리드 시스템은 액체 또는 겔 에어로졸 생성 재료와 고체 에어로졸 생성 재료를 포함한다. 고체 에어로졸 생성 재료는 예를 들어 담배 또는 비-담배 제품을 포함할 수 있다.
전형적으로, 비가연성 에어로졸 제공 시스템은 비가연성 에어로졸 제공 디바이스 및 비가연성 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위한 물품(소모품)을 포함할 수 있다. 그러나, 에어로졸 생성기 또는 에어로졸 생성 구성요소에 전력을 공급하기 위한 수단을 자체적으로 포함하는 물품들은 그 자체로 비가연성 에어로졸 제공 시스템을 형성할 수 있을 것으로 예상된다. 일부 실시예들에서, 비가연성 에어로졸 제공 디바이스는 전력 소스 및 제어기를 포함할 수 있다. 전력 소스는 예를 들어, 전기 전력 소스일 수 있다. 일부 실시예들에서, 비가연성 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위한 물품은 에어로졸 생성 재료, 에어로졸 생성 구성요소(에어로졸 생성기), 에어로졸 생성 영역, 마우스피스, 및/또는 에어로졸 생성 재료를 수용 및 유지하기 위한 영역을 포함할 수 있다.
일부 시스템들에서, 에어로졸 생성 구성요소 또는 에어로졸 생성기는 에어로졸을 형성하기 위해 에어로졸화 가능한 재료로부터 하나 이상의 휘발성 물질들을 방출할 수 있도록 에어로졸화 가능한 재료와 상호 작용할 수 있는 가열기를 포함한다. 그러나, 본 개시내용은 이와 관련하여 제한되지 않으며, 진동 메시(mesh)와 같은 다른 접근 방식들을 사용하여 에어로졸을 형성하는 시스템들에도 적용된다.
일부 실시예들에서, 비가연성 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위한 물품은 에어로졸화 가능한 재료 또는 에어로졸화 가능한 재료를 수용하기 위한 영역을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 비가연성 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위한 물품은 마우스피스를 포함할 수 있다. 에어로졸화 가능한 재료를 수용하기 위한 영역은 에어로졸화 가능한 재료를 저장하기 위한 저장 영역일 수 있다. 예를 들어, 저장 영역은 저장소일 수 있다. 일부 실시예들에서, 에어로졸화 가능한 재료를 수용하기 위한 영역은 에어로졸 생성 영역과 분리되거나, 또는 에어로졸 생성 영역과 결합될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "구성요소"라는 용어는, 전자 시가렛 또는 가능하게는 외부 하우징 또는 벽 내에 여러 개의 더 작은 부품들 또는 요소들을 통합하는 이와 유사한 디바이스의 부품, 섹션(section), 유닛, 모듈, 조립체 또는 이와 유사한 것을 지칭하는 데 사용될 수 있다. 전자 시가렛과 같은 에어로졸 제공 시스템은 물품 및 디바이스와 같은 하나 이상의 이러한 구성요소들로 형성되거나 구축될 수 있으며, 구성요소들은 서로 제거 가능하게 또는 분리 가능하게 연결될 수 있거나, 또는 전체 시스템을 정의하기 위해 제조 중에 영구적으로 함께 결합될 수 있다. 본 개시내용은, 예를 들어, 액체 또는 다른 에어로졸화 가능한 재료를 유지하는 에어로졸화 가능한 재료 운반 구성요소(대안적으로 카트리지, 카토마이저, 포드(pod) 또는 소모품으로 지칭되기도 함) 형태의 물품, 및 에어로졸화 가능한 재료로부터 증기/에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 생성 구성요소 또는 에어로졸 생성기를 작동시키기 위한 전기 전력을 제공하기 위한 배터리 또는 다른 전력 소스를 갖는 디바이스로서 구성되어 서로 분리 가능하게 연결 가능한 2 개의 구성요소들을 포함하는 시스템들에 적용 가능하다(그러나, 이에 제한되지 않음). 구성요소는 예들에 포함된 것들보다 더 많은 또는 더 적은 부품들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 본 개시내용은 시스템에 포함된 저장소, 탱크, 용기 또는 다른 리셉터클(receptacle)과 같은 저장 영역에 유지되거나 또는 캐리어 기질에 흡수되는 액체 또는 겔 형태의 에어로졸화 가능한 재료를 활용하는 에어로졸 제공 시스템들 및 그 구성요소들에 관한 것이다. 증기/에어로졸 생성을 위해 에어로졸 생성기에 제공하기 위한 목적으로 저장소로부터 재료를 전달하기 위한 배열체가 포함된다. "액체", "겔", "유체", "소스 액체", "소스 겔", "소스 유체" 등의 용어들은 본 개시내용의 예들에 따라 저장 및 전달될 수 있는 형태를 갖는 재료를 지칭하기 위해 "에어로졸 생성 재료", "에어로졸화 가능한 기재 재료" 및 "기재 재료" 등과 같은 용어들과 상호 교환적으로 사용될 수 있다.
도 1은 e-시가렛(10)과 같은 일반적인 예시적인 전자 에어로졸/증기 제공 시스템의 매우 개략적인 도면(실척이 아님)으로서, 전형적인 시스템의 다양한 부품들 사이의 관계를 도시하고 작동의 일반적인 원리들을 설명하기 위한 목적으로 제시되었다. 본 개시내용이 이러한 방식으로 구성된 시스템에 한정되는 것은 아니며, 특징들은 위에서 설명된 및/또는 당업자에게 명백한 다양한 대안들 및 정의들에 따라 수정될 수 있음에 유의하도록 한다. e-시가렛(10)은 본 예에서 점선으로 표시된 종축을 따라 연장되는 일반적으로 세장형 형상을 가지며, 2 개의 주요 구성요소들, 즉, 디바이스(20)(제어 또는 전력 구성요소, 섹션 또는 유닛), 및 에어로졸 생성 재료를 보유하고 증기/에어로졸을 생성하도록 작동하는 물품 또는 소모품(30)(카트리지 조립체 또는 섹션, 종종 카토마이저, 클리어로마이저 또는 포드라고도 함)을 포함한다.
물품(30)은 예를 들어 니코틴을 포함하는, 에어로졸이 발생되는 액체 또는 겔과 같은 제형을 포함하는 다른 에어로졸 생성 재료 또는 소스 액체를 포함하는 저장소(3)와 같은 저장 영역을 포함한다. 예를 들어, 소스 액체는 약 1 % 내지 3 %의 니코틴과 50 %의 글리세롤을 포함할 수 있으며, 나머지는 물과 프로필렌 글리콜의 거의 동일한 양들을 포함하고, 가능하게는 또한 향미들과 같은 다른 성분들도 포함할 수 있다. 향미들을 전달하기 위해 니코틴이 없는 소스 액체도 사용될 수 있다. 담배의 일부 또는 액체로부터 생성된 증기가 통과하는 다른 향미 성분과 같은 고체 기질(예시되지 않음)도 포함될 수 있다. 저장소(3)는 저장 탱크의 형태를 가질 수 있으며, 액체가 탱크의 경계들 내에서 자유롭게 이동 및 유동하도록 소스 액체를 저장할 수 있는 용기 또는 리셉터클이다. 다른 예들에서, 저장 영역은 에어로졸 생성 재료를 유지하는 흡수 재료(탱크 등의 내부에 있거나, 또는 물품의 외부 하우징 내에 포지셔닝(position)됨)를 포함할 수 있다. 소모성 물품의 경우, 저장소(3)는 소스 액체가 소비된 후 일회용이 되도록 제조 중에 충전 후 밀봉될 수 있다. 그러나, 본 개시내용은 물품(30)의 재사용을 가능하게 하기 위해 새로운 소스 액체를 추가할 수 있는 입구 포트, 오리피스 또는 다른 개구부(도 1에 도시되지 않음)를 갖는 재충전가능 물품들에 관련된다. 또한 물품(30)은 에어로졸 생성기(5)를 포함하며, 이 예에서 전기적으로 구동되는 가열 요소 또는 가열기(4) 및 에어로졸 생성 재료 이송 구성요소(6)의 형태를 가질 수 있는 에어로졸 생성 구성요소를 포함한다. 가열기(4)는 저장소(3)의 외부에 로케이팅(locate)되며, 가열에 의해 소스 액체를 기화시켜 에어로졸을 생성하도록 작동될 수 있다. 에어로졸 생성 재료 이송 구성요소(6)는 에어로졸 생성 재료를 저장소(3)로부터 가열기(4)로 전달하도록 구성되는 이송 또는 전달 배열체이다. 일부 예들에서, 이것은 심지 또는 다른 다공성 요소의 형태를 가질 수 있다. 심지(6)는 저장소(3) 내부에 로케이팅된 하나 이상의 부분들을 가질 수 있거나, 또는 그렇지 않으면 저장소(3) 내의 액체와 유체 연통할 수 있어서, 소스 액체를 흡수하여 심지 또는 모세관 작용에 의해 가열기(4)에 인접하거나 접촉하는 심지(6)의 다른 부분들로 이송할 수 있다. 이에 따라, 이 액체는 가열 및 기화되고, 심지(6)에 의해 가열기(4)로 이송되기 위해, 지속적인 모세관 작용을 통해, 저장소(3)로부터 대체 액체가 끌어당겨진다. 심지는 저장소(3)와 가열기(4) 사이의 도관으로서 저장소로부터 가열기로 액체를 전달하거나 이송하는 것으로 생각될 수 있다. 일부 설계들에서, 가열기(4)와 에어로졸 생성 재료 전달 구성요소(6)는 일체형 또는 모놀리식이며, 다공성 및 전도성 재료와 같이, 액체 이송 및 가열 모두에 사용될 수 있는 동일한 재료로 형성된다. 또 다른 경우들에서, 에어로졸 생성 재료 이송 구성요소는 모세관 작용에 의하지 않고, 예를 들어 액체가 저장소(3)를 빠져나와 가열기(4)로 전달될 수 있는 하나 이상의 밸브들의 배열을 포함하여 다른 방식으로 작동할 수 있다.
본 명세서에서 에어로졸 생성기(5)로 지칭되는 가열기 및 심지(또는 이와 유사한) 조합은 때때로 무화기 또는 무화기 조립체로 지칭될 수 있으며, 소스 액체와 무화기가 있는 저장소를 통칭하여 에어로졸 소스라고 지칭할 수 있다. 다양한 설계들이 가능하며, 도 1의 매우 개략적인 표현과 비교하여 부품들이 상이하게 배열될 수 있다. 예를 들어, 위에서 언급된 바와 같이, 심지(6)는 가열기(4)와 완전히 분리된 요소일 수 있거나, 또는 가열기(4)는 다공성이고 심지 기능의 적어도 일부를 직접 수행할 수 있도록 구성될 수도 있다(예를 들어, 금속 메시). 본 예에서, 시스템은 전자 시스템이고, 가열기(4)는 오믹(ohmic)/저항(줄) 가열에 의해 작동하는 하나 이상의 전기 가열 요소들을 포함할 수 있지만, 유도 가열도 또한 사용될 수 있으며, 이 경우 가열기는 유도 가열 배열의 서셉터(susceptor)를 포함한다. 이러한 유형의 가열기는 아래에 더 자세히 설명된 예들 및 실시예들에 따라 구성될 수 있다. 따라서, 일반적으로, 본 맥락에서, 무화기 또는 에어로졸 생성기는, 여기에 전달된 소스 액체(또는 다른 에어로졸 생성 재료)를 가열하여 증기를 발생시킬 수 있는 증기 생성 요소, 및 심지 작용/모세관 힘 등에 의해 저장소 또는 유사한 액체 저장소로부터 증기 생성 요소로 액체를 전달 또는 수송할 수 있는 액체 수송 또는 전달 요소의 기능을 구현하는 하나 이상의 요소들로 간주될 수 있다. 에어로졸 생성기는 전형적으로 도 1에서와 같이 에어로졸 생성 시스템의 물품(30)에 수용되지만, 일부 예들에서는, 적어도 가열기 부분이 디바이스(20)에 수용될 수 있다. 본 개시내용의 실시예들은 본 명세서에 개시된 예들 및 설명과 일치하는 모든 및 임의의 이러한 구성들에 적용 가능하다.
도 1로 돌아가서, 물품(30)은 또한 사용자가 가열기(4)에 의해 생성된 에어로졸을 흡입할 수 있는 개구부 또는 공기 출구를 갖는 마우스피스 또는 마우스피스 부분(35)을 포함한다.
디바이스(20)는 e-시가렛(10)의 전기 구성요소들을 위한, 특히 가열기(4)를 작동시키기 위한 전기 전력을 제공하기 위해 셀(cell) 또는 배터리(7)(이하 배터리로 지칭하며, 재충전 가능하거나 불가능할 수 있음)와 같은 전력 소스를 포함한다. 또한, e-시가렛을 일반적으로 제어하기 위한 인쇄 회로 기판 및/또는 다른 전자장치 또는 회로부와 같은 제어기(8)가 있다. 제어기는 소프트웨어로 프로그래밍된 프로세서를 포함할 수 있으며, 이는 시스템 사용자에 의해 수정될 수 있다. 제어 전자장치/회로부(8)는 증기가 필요할 때 배터리(7)로부터의 전력을 사용하여 가열기(4)를 작동시킨다. 이때, 사용자는 마우스피스(35)를 통해 시스템(10) 상을 흡입하고, 공기(A)는 디바이스(20)의 벽에 있는 하나 이상의 공기 입구들(9)을 통해 유입된다(공기 입구들은 대안적으로 또는 추가적으로 물품(30) 내에 로케이팅될 수 있음). 가열기(4)가 작동되면, 에어로졸 생성 재료 이송 구성요소(6)에 의해 저장소(3)로부터 전달된 소스 액체를 기화시켜 시스템을 통해 흐르는 공기에 증기를 혼입시켜 에어로졸을 생성하고, 이는 그 후 마우스피스(35)의 개구부를 통해 사용자에 의해 흡입된다. 에어로졸은 사용자가 마우스피스(35)에서 흡입할 때 공기 입구들(9)과 에어로졸 생성기(5) 및 공기 출구를 연결하는 하나 이상의 공기 채널들(도시되지 않음)을 따라 에어로졸 생성기(5)로부터 마우스피스(35)로 운반된다.
보다 일반적으로, 제어기(8)는 에어로졸 제공 시스템의 동작을 제어하여 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이 본 개시내용의 실시예들 및 예들에 따른 기능을 제공하고, 그러한 디바이스들을 제어하기 위한 확립된 기술들에 따라 에어로졸 제공 시스템의 종래의 동작 기능들을 제공하도록 적절하게 구성/프로그래밍될 수 있다. 제어기(8)는 본 명세서에 설명된 원리들에 따라 에어로졸 제공 시스템의 작동의 상이한 양태들과 연관된 다양한 서브 유닛들/회로부 요소들 및 에어로졸 제공 시스템들의 다른 통상적인 작동 양태들, 예를 들어 사용자 디스플레이(스크린 또는 표시기 등)를 포함할 수 있는 시스템들을 위한 디스플레이 구동 회로부 및 하나 이상의 사용자 작동 가능한 제어부들(12)을 통한 사용자 입력 검출들 등을 논리적으로 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 제어기(8)의 기능은, 예를 들어, 하나 이상의 적절하게 프로그래밍된 프로그래머블 컴퓨터들 및/또는 원하는 기능을 제공하도록 구성된 하나 이상의 적절하게 구성된 주문형 집적 회로들/회로부/칩(chip)들/칩셋(chipset)들을 사용하여, 다양한 상이한 방식들로 제공될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
디바이스(20) 및 물품(30)은 도 1의 양방향 화살표들로 표시된 바와 같이, 종축에 평행한 방향으로 분리되어 서로 분리 가능한 별도의 연결 가능한 부품들이다. 구성요소들(20, 30)은 시스템(10)이 사용 중일 때 디바이스(20)와 물품(30) 사이에 기계적 및 일부 경우들에서는 전기적 연결을 제공하는 협력 맞물림 요소들(21, 31)(예를 들어, 나사 또는 베이어닛 피팅(bayonet fitting))에 의해 함께 결합된다. 가열기(4)가 옴 가열에 의해 작동하는 경우, 가열기가 배터리(5)에 연결될 때 전류가 가열기(4)를 통과할 수 있도록 전기적 연결이 필요하다. 유도 가열을 사용하는 시스템들에서, 전기 전력이 필요한 부품들이 물품(30)에 로케이팅되지 않은 경우 전기 연결을 생략할 수 있다. 유도 동작 코일(coil)이 디바이스(20)에 수용되어 배터리(5)로부터 전력을 공급받을 수 있으며, 물품(30) 및 디바이스(20)는, 이들이 연결될 때, 가열기(4)가 가열기의 재료에 전류 흐름을 발생시키기 위한 목적으로 코일에 의해 발생된 자속에 적절히 노출되도록 형상화될 수 있다. 도 1의 설계는 단지 예시적인 배열일 뿐이며, 다양한 부품들 및 피처들이 디바이스(20)와 물품(30) 사이에 상이하게 분포될 수 있고, 다른 구성요소들 및 요소들이 포함될 수 있다. 2 개의 섹션들은 도 1과 같은 종 방향 구성으로 또는 병렬, 나란한 배열과 같은 상이한 구성으로 함께 종단간 연결될 수 있다. 시스템은 일반적으로 원통형일 수도 있고 그렇지 않을 수도 있으며 및/또는 일반적으로 종 방향 형상을 가질 수 있다. 섹션들 또는 구성요소들 중 하나 또는 둘 모두는 소진될 때 폐기 및 교체되도록 의도되거나, 또는 저장소 재충전 및 배터리 재충전과 같은 동작들에 의해 인에이블링(enable)되는 다수의 사용들을 위해 의도될 수 있다. 다른 예들에서, 시스템(10)은, 디바이스(20) 및 물품(30)의 부품들이 단일 하우징에 포함되고 분리될 수 없다는 점에서, 단일체일 수 있다. 본 개시내용의 실시예들 및 예들은 이러한 구성들 및 당업자가 인지할 수 있는 다른 구성들 중 임의의 구성에 적용 가능하다.
본 개시내용은 에어로졸 제공 시스템에서 에어로졸 생성 재료를 위한 저장 영역의 재충전에 관한 것으로서, 사용자는 이전에 저장된 양이 모두 소진되었을 때 시스템에 새로운 에어로졸 생성 재료를 편리하게 제공할 수 있다. 이는 본 명세서에서 재충전 디바이스, 재충전 유닛, 재충전 스테이션, 또는 단순히 도크(dock)로 지칭되는 장치의 제공에 의해 자동으로 수행되는 것이 제안된다. 재충전 디바이스는 에어로졸 제공 시스템, 또는 더 편리하게는, 비어 있거나 부분적으로만 채워진 저장 영역과 에어로졸 생성 재료를 유지하는 더 큰 저장소를 갖는 에어로졸 제공 시스템으로부터의 물품을 수용하도록 구성된다. 저장소와 저장 영역 사이에 유체 연통 흐름 경로가 확립되고, 재충전 디바이스의 제어기는 흐름 경로를 따라 에어로졸 생성 재료를 저장소에서 저장 영역으로 이동시키기 위해 작동 가능한 이송 기구 또는 배열체를 제어한다. 이송 기구는 재충전 디바이스에 대한 사용자의 재충전 요청 입력에 응답하여 활성화될 수 있거나, 또는 제어기에 의해 검출된 재충전 디바이스의 특정 상태 또는 조건에 응답하여 자동으로 활성화될 수 있다. 예를 들어, 물품과 저장소가 모두 재충전 유닛 내부에 올바르게 포지셔닝된 경우, 재충전이 수행될 수 있다. 저장 영역에 원하는 양의 에어로졸 생성 재료가 보충되면(예를 들어 저장 영역이 충전되거나 또는 사용자가 지정한 양의 재료가 물품에 이송된 경우), 이송 기구는 비활성화되고, 이송이 중단된다. 대안적으로, 이송 기구는 제어기에 의한 활성화에 응답하여 고정된 양의 에어로졸 생성 재료를 자동으로 분배하도록 구성될 수 있다(예를 들어, 저장 영역의 용량과 일치하는 고정된 양).
도 2는 예시적인 재충전 디바이스의 매우 개략적인 표현을 도시한다. 재충전 디바이스는 다양한 요소들 및 이들 간의 관계를 예시하기 위해 단순화된 형태로만 도시되어 있다. 본 개시내용과 관련된 요소들 중 하나 이상의 요소의 보다 구체적인 특징들이 아래에서 보다 상세하게 설명될 것이다.
재충전 디바이스(50)는 편의상 이하에서 "도크"로 지칭될 것이다. 이 용어는 사용 중에 재충전 디바이스에 저장소 및 물품이 수용되거나 "도킹"되기 때문에 적용 가능하다. 도크(50)는 외부 하우징(52)을 포함한다. 도크(50)는 (이러한 옵션들이 배제되는 것은 아니지만, 휴대용 디바이스나 상업용 디바이스가 아닌) 가정이나 직장에서 물품들을 재충전하는 데 유용할 것으로 예상된다. 따라서, 예를 들어 금속, 플라스틱 또는 유리로 제조된 외부 하우징은 예를 들어 선반, 책상, 테이블 또는 카운터 상에서 영구적이고 편리한 접근에 적합하도록 외향 외관이 보기 좋게 설계될 수 있다. 하우징은 본 명세서에 설명된 다양한 요소들을 수용하기에 적합한 임의의 크기일 수 있으며, 예를 들어 약 10 cm 내지 20 cm의 치수들을 가질 수 있지만, 이보다 더 작은 또는 더 큰 크기들이 바람직할 수 있다. 하우징(50) 내부에는 2 개의 캐비티들 또는 포트들(54, 56)이 정의된다. 제1 포트(54)는 저장소(40)를 수용하고 인터페이스하도록 형상 및 치수가 정해진다. 제1 또는 저장소 포트(54)는 저장소(40)와 도크(50) 사이의 인터페이스를 가능하게 하도록 구성되며, 따라서 대안적으로 저장소 인터페이스라고도 할 수 있다. 주로, 저장소 인터페이스는 에어로졸 생성 재료를 저장소(40) 밖으로 이동시키기 위한 것이지만, 일부 경우들에서, 인터페이스는 저장소(40)와 도크(50) 사이의 통신 및 저장소(40)의 특성들 및 특징들 결정을 위한 전기 접촉부들 및 감지 기능들과 같은 추가 기능들을 가능하게 할 수 있다.
저장소(40)는 에어로졸 생성 재료(42)를 유지하기 위한 저장 영역을 정의하는 벽 또는 하우징(41)을 포함한다. 저장 영역의 체적은 도크(50)에서 재충전하고자 의도되는 물품의 저장 영역의 여러 배 또는 몇 배를 수용할 수 있을 만큼 충분히 크다. 따라서, 사용자는 선호하는 에어로졸 생성 재료(향미, 강도, 브랜드(brand) 등)가 충전된 저장소를 구입하여, 이를 사용하여 물품을 다수 회 재충전할 수 있다. 사용자는 상이한 에어로졸 생성 재료들로 이루어진 여러 개의 저장소들(40)을 획득할 수 있으므로, 물품 재충전 시 편리한 선택을 이용 가능하게 할 수 있다. 저장소(40)는 에어로졸 생성 재료(42)가 저장소(40) 밖으로 빠져나갈 수 있는 출구 오리피스 또는 개구부(44)를 포함한다. 현재의 맥락에서, 에어로졸 생성 재료(42)는 액체 형태 또는 겔 형태를 가지므로, 에어로졸 생성 유체로 간주될 수 있다. "유체"라는 용어는 편의상 액체 또는 겔 재료를 지칭하기 위해 본 명세서에서 사용될 수 있으며; 본 명세서에서 "액체"라는 용어가 사용되는 경우, 문맥상 액체만을 의도하는 것이 분명하지 않은 한, 액체 또는 겔 재료를 지칭하는 것으로 유사하게 이해되어야 한다.
하우징 내부에 정의된 제2 포트(56)는 물품(30)을 수용하고 물품과 인터페이스할 수 있도록 형상 및 치수가 정해진다. 제2 또는 물품 포트(54)는 물품(30)과 도크(50) 사이의 인터페이스를 가능하게 하도록 구성되므로, 대안적으로 물품 인터페이스라고도 부를 수 있다. 물품 인터페이스는 에어로졸 생성 재료를 물품(30) 내로 수용하기 위한 것이고, 본 예에 따르면, 물품 인터페이스는 물품(30)과 도크(50) 사이의 통신 및 물품(30)의 특성들 및 특징들을 결정하기 위한 전기 접촉부들 및 감지 기능들과 같은 추가 기능들을 가능하게 한다.
물품(30) 자체는 벽 또는 하우징(31)을 포함하며, (벽(31) 내의 모든 공간을 차지하지 않을 수도 있지만) 에어로졸 생성 재료를 유지하기 위한 저장 영역(3)이 그 내부에 존재한다. 저장 영역(3)의 체적은 저장소(40)의 체적보다 여러 배 또는 몇 배 더 작기 때문에, 물품(30)은 단일 저장소(40)로부터 다수 회 재충전될 수 있다. 또한, 물품은 에어로졸 생성 재료가 저장 영역(3)으로 유입될 수 있는 입구 오리피스 또는 개구부(32)를 포함한다. 도 1과 관련하여 위에서 논의된 바와 같이, 다양한 다른 요소들이 물품에 포함될 수 있다. 편의상, 물품(30)은 이하에서 포드(30)로 지칭될 수 있다.
도크의 하우징(52)은 또한 유체 도관(58)을 수용하는데, 이는 저장소(40)와 물품(30)의 저장 영역(3)이 유체 연통으로 배치되는 통로 또는 흐름 경로로서, 저장소(40)와 물품(30)이 모두 도크(50) 내에 정확하게 포지셔닝될 때 에어로졸 생성 재료가 저장소(40)로부터 물품(30)으로 이동할 수 있도록 해준다. 저장소(40)와 물품(30)을 도크(50) 내에 배치하면, 유체 도관(58)이 저장소(40)의 출구 오리피스(44)와 물품(30)의 입구 오리피스(32) 사이에 연결되도록 이들을 로케이팅하고 맞물리게 한다. 일부 예들에서, 유체 도관(58)의 전부 또는 일부가 저장소(40) 및 물품(30)의 부분들에 의해 형성될 수 있으므로, 유체 도관은 저장소(40) 및/또는 물품(30)이 도크(30) 내에 배치될 때만 생성되고 정의된다는 점에 유의하도록 한다. 다른 경우들에서, 유체 도관(58)은 도크(52)의 본체 내에 정의된 흐름 경로일 수 있으며, 각각의 단부에는 개개의 오리피스들이 맞물려 있다.
저장소 포트(54) 및 물품 포트(56)에 대한 접근은 임의의 편리한 수단을 통해 이루어질 수 있다. 도크(50)의 하우징(52)에는 구멍들이 제공될 수 있으며, 이를 통해 저장소(40) 및 물품(30)을 배치하거나 푸시할 수 있다. 도어(door)들 등이 구멍들을 덮기 위해 포함될 수 있으며, 이는 재충전이 이루어질 수 있도록 폐쇄된 상태로 배치되기 위해 요구될 수 있다. 도어들, 해치(hatch)들 및 다른 힌지 커버링들, 또는 서랍들 또는 트레이(tray)들과 같은 슬라이딩 액세스 요소들은, 도어 등이 폐쇄되어 있을 때 저장소(40) 또는 물품(30)을 하우징 내부로 적절한 정렬로 가져오는, 저장소(40) 또는 물품(30)을 수용 및 유지하는 형상의 트랙(track)들, 슬롯(slot)들 또는 오목부(recess)들을 포함할 수 있다. 이러한 및 다른 대안들은 당업자에게 명백할 것이며, 본 개시내용의 범위에 영향을 미치지 않는다.
도크(50)는 또한 에어로졸 생성 재료("액체" 또는 "유체") 이송 기구, 배열체, 장치 또는 수단(53)을 포함하며, 이는 유체를 저장소(40) 밖으로, 도관(58)을 따라 물품(30) 내로 이동시키거나 또는 이동을 유발하도록 작동될 수 있다. 이송 기구(53)에 대한 다양한 옵션들이 고려된다.
제어기(55)는 또한 도크(50)에 포함되며, 이는 도크(50)의 구성요소들을 제어하고, 특히 이송 기구를 작동시키기 위한 제어 신호들을 생성 및 전송하기 위해 작동 가능하다. 위에서 설명된 바와 같이, 이는 하우징(52) 상의 버튼 또는 스위치(도시되지 않음)의 작동과 같은 사용자 입력에 응답하거나, 또는 저장소(40) 및 물품(30) 모두가 개개의 포트들(54, 56) 내부에 존재하는 것으로 검출되는 것에 자동으로 응답할 수 있다. 따라서, 제어기(55)는 포트들 및/또는 저장소(40) 및 물품(30)으로부터 이송 기구(53)를 동작시키기 위한 제어 신호들의 생성에 사용될 수 있는 데이터를 획득하기 위해 포트들(54, 56)의 접촉부들 및/또는 센서들(도시되지 않음)과 통신할 수 있다. 제어기(55)는 마이크로제어기, 마이크로프로세서, 또는 바람직한 회로부, 하드웨어, 펌웨어 또는 소프트웨어의 임의의 구성을 포함할 수 있다; 다양한 옵션들이 당업자에게 명백할 것이다.
마지막으로, 도크(50)는 제어기(53)에 전기 전력을 제공하기 위한 전력 소스(57), 및 센서들, 스위치들, 버튼들 또는 터치 패널들과 같은 사용자 입력들, 및 도크의 작동 및 상태에 대한 정보를 사용자에게 전달하기 위한 발광 다이오드들 및 디스플레이 스크린들과 같은 디스플레이 요소들과 같이, 도크에 포함될 수 있는 임의의 다른 전기 구성요소들을 포함한다. 또한, 이송 기구는 전기적으로 구동될 수 있다. 도크가 집 또는 사무실에 영구적으로 로케이팅될 수 있기 때문에, 전력 소스(57)는 전기 메인 케이블을 도크(50)에 연결하기 위한 소켓을 포함할 수 있어, 도크(50)가 "플러그인(plug in)"될 수 있도록 할 수 있다. 대안적으로, 전력 소스는 교체 가능하거나 재충전 가능한 하나 이상의 배터리들을 포함할 수 있으며, 이 경우 충전 케이블을 위한 소켓 연결이 포함될 수 있다.
이제, 재충전의 제어에 관한 추가의 세부사항들이 설명될 것이다. 도 3은 저장소로부터 재충전하기 위해 배열된 물품의 개략도를 도시하고, 여기서 저장소 및 물품은 모두 재충전 도크(도시되지 않음)의 적절한 인터페이스들에 수용된다. 에어로졸 생성 유체(42)를 포함하는 저장소(40)는 출구 오리피스로서 노즐(60)이 배열되어 있다. 노즐(60)은 도 2에 도시된 유체 도관으로서 역할을 한다. 이 예에서, 노즐은 관형의 세장형 형상을 가지며, 제1 단부(61)로부터, 유체 분배 지점으로서 역할을 하는, 저장소(40)로부터 멀리 떨어진 제2 또는 원위 단부(62)로 연장된다. 유체는 예를 들어 근위 단부(61) 또는 그 부근의 밸브(도시되지 않음)에 의해 저장소에 보유되며, 이 밸브는 물품으로의 유체 이송이 시작될 때 개방된다. 다른 경우들에서, 예를 들어 노즐의 보어(bore)가 충분히 작은 경우, 표면 장력이 유체를 보유하기에 충분할 수 있다. 원위 단부(62)는 물품(30)의 입구 오리피스(32) 내로 삽입되며, 이 예에서는 물품(30)의 저장 영역(3) 내로 직접 연장된다. 다른 예들에서는, 입구 오리피스(32)를 저장 영역(3)의 내부에 연결하는 튜빙, 배관 또는 일부 다른 유체 흐름 경로가 있을 수 있다. 사용 시, 에어로졸 생성 재료(42)는 도크의 유체 이송 기구를 사용하여, 근위 단부(61)로부터 원위 단부(62)까지 노즐(60)(유체 도관으로 작용함)에 의해 정의된 유체 채널을 따라, 저장소(40) 밖으로 이동되어, 노즐의 유체 출구에 도달하고 저장 영역(3)으로 유입되어, 물품(30)을 에어로졸 생성 재료로 재충전하게 된다.
도 3은 예시적인 배열만을 도시한 것으로서, 저장소의 출구 오리피스는 노즐이 아닌 다른 형태로 구성될 수 있으며, 위에서 언급된 바와 같이, 재충전 도크를 사용하여 물품의 재충전을 가능하게 하는 유체 도관은 저장소와 물품의 부분들을 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수도 있다. 그러나, 일반적으로, 물품의 입구 오리피스는 유체 도관과 맞물리도록 구성되어, 저장소로부터의 유체가 유체 도관으로부터 물품의 저장 영역으로 배출될 수 있다. 유체 도관과의 맞물림은 물품이 재충전 도크의 물품 포트에 삽입된 후 물품과 유체 도관의 단부(예를 들어, 노즐의 원위 단부) 사이의 상대적인 이동에 의해 이루어질 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 재충전 프로세스는 재충전 디바이스의 제어기에 의해 관리되며, 이송 기구에 제어 신호들을 생성 및 전송하여 저장소로부터 물품으로 유체의 이동을 시작하도록 하는 단계를 포함한다. 이는 물품의 저장 영역의 알려진 용량에 해당하는 고정된 유체의 양을 분배하도록 수행되고, 그 후 이송 기구의 작동이 중단된다. 더 유용하게는, 물품 내의 유체 레벨 또는 양의 검출에 대응하여 유체 분배의 중단을 구현할 수 있다. 제어기는 저장 영역이 가득 차게 되는 시기를 인식하고, 이에 따라 이송 기구가 유체 이송을 중지하도록 구성된다. 이는, 재충전 프로세스를 시작할 때 물품에 존재하는 유체의 양에 관계없이, 저장 영역에 액체를 흘리거나 압력이 구축되지 않고, 물품이 안전하게 재충전될 수 있게 한다. 따라서, 물품들이 보충될 수 있을 뿐만 아니라, 비어 있는 상태로부터 완전히 재충전될 수도 있다.
본 개시내용에서는, 커패시턴스 측정들을 사용하여 재충전 디바이스에 수용된 물품의 유체의 특성들을 결정하는 방법을 제안한다.
일부 예들에서는, 물품 자체에 통합된 커패시터 플레이트들을 사용하여 커패시턴스 측정들을 획득하는 것이 제안된다. 이러한 배열을 사용하면 커패시터 플레이트들이 물품의 저장 영역과 더 밀접하고 직접적으로 연관되어, 더 정확하고 민감한 측정들을 생성할 수 있다.
도 4는 예시적인 물품의 개략적인 도면(실척이 아님)을 도시한다. 물품(30)은 물품(30)의 외부 형상을 정의하는 외부 하우징(31)에 의해 한정되고, 도 1을 참조하여 위에서 논의된 바와 같이 물품(30)의 다양한 요소들 및 부품들을 수용하기 위한 내부 공간을 형성한다. 본 개념과 관련하여, 유체 에어로졸 생성 재료(42)를 유지하기 위한 저장 영역(3)이 도시되어 있다. 본 개념과 관련이 없는 다른 부분들은 단순화를 위해 도시하지 않는다. 저장 영역(3)은 단순한 원통형 또는 직육면체 탱크로 나타내었으나, 다시 이는 단순화를 위한 것이며, 저장 영역(3)은 물품 내의 다른 부분들의 특성 및 물품의 크기와 형상에 따라, 실제로는 임의의 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 저장 영역은 환형일 수 있고, 공기 및 에어로졸의 흐름을 위한 중앙 통로 주위에 정의되고, 심지 및 가열기와 같은 증기 생성 구성요소들을 수용할 수 있다.
외부 하우징(31)은 하나 이상의 벽들로 형성되며, 여기서 외부 하우징을 조립하는 데 사용되는 벽들의 개수는 물품의 설계에 따라 규정될 것이다. 물품(30)은 다소 세장형 형상을 가지며, 한쪽 단부는 마우스피스 단부(36)이다. 이 외부 하우징은 마우스피스에 대한 편안한 형상을 형성하기 위해 마우스피스 단부를 향해 내측으로 경사져 있다. 측면 벽들은 마우스피스 단부로부터, 마우스피스 단부(36)의 반대편에 있는 물품(30)의 제2 단부를 향해 연장된다. 제2 단부를 향해, 측면 벽들은 에어로졸 생성 시스템을 생성하기 위해 해당 디바이스의 단부에 있는 수용 소켓에 삽입하기 위한 오목부된 부분(37)을 갖는다. 그러나, 이는 예일 뿐이며, 외부 하우징은 다른 형태로 형성될 수 있다.
물품(30)은 벽(33)에 의해 제2 단부에서 폐쇄된다. 이 벽(33)은 에어로졸 생성 재료가 물품(30)의 재충전을 위해 저장 영역에 추가될 수 있는 입구 오리피스(32)를 포함하고, 따라서 이 벽은 입구 벽으로 간주될 수 있다. 또한, 이 예에서, 입구 벽(33)은 마우스피스 단부(36)에 대한 물품(30)의 반대쪽 단부에 있다는 점에 유의하도록 한다. 재충전을 허용하기 위해, 마우스피스 단부는 재충전 디바이스의 물품 포트 또는 인터페이스에 삽입되어 유지될 수 있으며, 입구 벽은 유체 도관과의 연결을 위해 노출된 상태로 유지될 수 있다. 예를 들어, 물품 포트는 도 4에서와 같이 마우스피스 단부가 아래쪽으로 배향되도록 하여 물품을 수용할 수 있으므로, 재충전을 위해 입구 벽이 위쪽을 향하도록 할 수 있다. 이는 특정 증기 생성기들 또는 증기 생성기와 저장 영역 조합들과 같은, 물품의 일부 내부 구성들에 유용할 수 있다. 또한, 입구 오리피스를 마우스피스 반대편의 물품 벽에 배치하면, 일반적으로, 물품이 디바이스에 결합될 때 덮이게 할 수 있다. 따라서, 조작 또는 우발적으로 오염물질들이 저장 영역으로 유입되는 것으로부터 보호된다. 그러나, 본 개념이 이러한 방식으로 제한되는 것은 아니며, 입구 오리피스 및 연관된 입구 벽은 외부 하우징(31)의 일부로서 다른 방식으로 로케이팅될 수 있다.
또한, 물품이 에어로졸 제공 시스템을 형성하는 디바이스에 물품(30)을 전기적으로 연결하기 위한 전기 접촉부들(35)이 도시되어 있다. 접촉부들은 전형적으로 외부 하우징(31)의 단부 벽을 통과하며, 이 경우 단부 벽은 또한 입구 벽(33)이기도 한다. 도 4의 묘사는 다양한 목적들을 위해 도시된 바와 같이 또는 다른 방식으로 배치된 여러 전기 접촉부들을 포함할 수 있는 것을 단순화한 표현이다. 본 경우에서, 접촉부들은 재충전 중 유체의 검출을 위해 물품에 포함된 커패시터 플레이트들과 연관되어 제공되며, 재충전 디바이스의 제어기와의 통신을 위해 재충전 디바이스의 해당 접촉부들과 연결된다.
물품(30)은 2 개의 용량성 센서들, 즉, 제1 용량성 센서(70) 및 제2 용량성 센서(72)를 포함한다. 각각의 용량성 센서(70, 72)는 한 쌍의 커패시터 플레이트들을 포함한다. 각각의 쌍의 플레이트들은 저장 영역(3)의 커패시턴스를 측정할 수 있도록 물품(30) 상에 또는 물품 내에 배열된다. 이를 달성하기 위해, 각각의 쌍의 플레이트들은 저장 영역(3)의 체적의 일부 또는 전부가 플레이트들 사이에 배치되도록 로케이팅된다. 플레이트들은 저장 영역(3)의 벽의 내부 표면 또는 외부 표면 상에, 또는 물품(30)의 하우징(31)의 내부 표면 또는 외부 표면 상에, 또는 저장 영역(3)과 하우징(31) 사이의 중간 포지션에서 하우징 내에 로케이팅될 수 있다. 물품의 일부 설계들에서, 물품(30)의 하우징(31)은 또한 저장 영역(3)의 벽을 제공할 수 있다. 플레이트들은 적절한 전도성 재료로부터 절단되거나 스탬핑(stamp)되어 관련 벽 또는 하우징에 장착되거나, 또는 물품에서 다른 방식으로 지지될 수 있다. 대안적으로, 플레이트들은 관련 벽 또는 하우징 상에 전도성 재료를 증착하여 형성될 수 있다. 묘사된 배열에서, 각각의 용량성 센서(70, 72)는 도 4에서 보이는 저장 영역의 동일한 측면에 제1 플레이트를 가지며, 저장 영역의 반대 측면에 보이지 않는 제2 플레이트를 갖는다. 전기적 연결들이 각각의 플레이트와 물품의 접촉부들(35) 사이에 형성된다.
따라서, 각각의 용량성 센서(70, 72)는 그 커패시터 플레이트들 사이의 공간이 물품의 저장 체적의 일부를 포함하도록 배열된다. 저장 영역에 에어로졸 생성 재료가 비어 있는 경우, 각각의 센서의 커패시턴스 값은 플레이트들의 면적, 플레이트들 사이의 거리, 및 빈 저장 영역을 차지하는 공기의 유전체 값을 포함한 파라미터들에 따라 (커패시터에 대한 일반적인 방식에 따라) 존재한다. 저장 영역이 에어로졸 생성 재료로 채워지면, 커패시터 플레이트들 사이의 공간은 공기와 유전율이 상이한 재료로 점유된다. 따라서, 센서의 커패시턴스는 가득 찬 저장 영역과 빈 저장 영역에 대해 상이하다. 한 쌍의 커패시터 플레이트들에 걸쳐 진동 전압을 가하면 센서를 통해 전류 흐름이 생성되고, 이 전류는 알려진 방식으로 외부에서 검출될 수 있으며, 측정 시 커패시턴스에 대한 정보를 추론하기 위해 측정될 수 있다. 따라서, 제어기의 제어를 받는 커패시턴스 감지 회로가 물품 인터페이스에 물품이 수용될 때 물품 상의 전기 접촉부들(35)과 접촉하는 전기 접촉부들과 함께, 재충전 디바이스에 제공된다. 제어기는 용량성 센서들의 커패시턴스를 조사하도록 구성되며, 측정들로부터 가득 찬 저장 영역 및 빈 저장 영역을 식별할 수 있다.
커패시턴스는 저장 영역에 에어로졸 생성 재료가 존재하면 변화되며, 이러한 변화는, 유체의 양이 증가함에 따라 저장 영역의 공기를 변위시키기 때문에, 빈 저장 영역의 값으로부터 가득 찬 저장 영역의 값으로 저장 영역을 재충전하는 프로세스에 걸쳐 점진적으로 이루어진다. 따라서, 적절한 교정을 통해, 에어로졸 생성 재료의 중간 양들이 또한 측정될 수 있으며, 제어기에 유체량 또는 레벨과 측정된 커패시턴스 또는 검출된 전류 간의 관계를 제공하여, 용량성 센서들에서 획득된 측정들으로부터 유체량을 결정할 수 있다.
이는 커패시터 플레이트의 많은 구성들에 대해 적어도 어느 정도 달성될 수 있지만, 저장 영역의 전체 높이 또는 깊이에 걸쳐 연장되는 용량성 센서를 사용하여 전체 범위의 유체 레벨 측정이 획득될 수 있다. 이는 도 4의 예에 도시되어 있으며, 여기서 제1 용량성 센서(70)의 플레이트들은 저장 영역(3)의 베이스 또는 하부 단부(3a)로부터 저장 영역(3)의 최상부 또는 상부 단부(3b)까지 도달하는 길이를 갖는다. 이는, 묘사된 바와 같이, 물품(30)이 그 단부 벽(33)의 입구 오리피스(34)를 통해 재충전을 위해 수직으로 배향된 경우의 저장 영역(3)의 높이이다. 따라서, 저장 영역(3)의 높이는 재충전 동안 에어로졸 생성 재료가 저장 영역에 추가됨에 따라 유체 레벨이 상승하거나 증가하는 방향에 해당하며, 커패시터 플레이트들은 이 방향을 따라 연장된다. 제1 용량성 센서(70)의 플레이트들은 저장 영역(3)이 비어 있을 때 유체 레벨이 0 또는 0에 가까운 저장 영역(3)의 베이스(3a)로부터, 저장 영역(3)이 에어로졸 생성 재료로 가득 차서 그 최대 용량으로 충전되어 있을 때 유체 레벨이 도달하는 저장 영역(3)의 최상부(3b)까지 연장된다. 다른 예들에서, 제1 커패시터(70)의 플레이트들은 예를 들어, 일부 용량 또는 가득 찬 용량일 수 있는 저장 영역에 대한 미리 결정된 레벨 또는 관심 용량인 유체 레벨을 검출하기 위해 저장 영역(3)의 높이를 따라 덜 멀리 연장될 수 있다. 제로 레벨까지 측정하는 것은 관심이 없을 수도 있으며, 가득 찬 용량에 가까운 유체 레벨들을 검출하는 것이 적절하다고 간주되므로, 플레이트들은 저장 영역(3)의 베이스까지 도달할 필요가 없다. 그러나, 도 4에 도시된 배열이 가장 큰 측정 범위를 제공한다.
물품은 또한 제2 용량성 센서(72)를 포함한다. 물품(30) 및 재충전 디바이스의 전기 연결부들 및 접촉부들, 및 커패시턴스 검출 회로부는, 제1 용량성 센서(70)와 별도로 제2 용량성 센서(72)를 사용하거나 조사하여 제1 커패시턴스 측정들 및 제2 커패시턴스 측정들을 획득할 수 있도록 구성된다. 커패시턴스 측정들의 목적은 물품의 저장 영역에서 에어로졸 생성 재료의 레벨 또는 체적에 대한 정보, 및 저장 영역의 최대 용량과의 관계를 결정하는 것이므로, 제2 용량성 센서(72)의 플레이트들은 또한 재충전 중에 유체 레벨의 증가 방향을 따라 연장된다. 제2 커패시턴스 측정은 제1 커패시턴스 측정을 개선하기 위해 제1 커패시턴스 측정들과 함께 다양한 방식들로 사용될 수 있으며, 제2 센서의 플레이트들의 크기가 그에 따라 선택될 수 있다. 이들은 제1 용량성 센서(70)의 플레이트들과 동일한 거리 또는 길이로 연장될 수 있으며, 예를 들어 도 4에서 팬텀으로 도시된, 저장 탱크의 가득 찬 높이에 걸쳐 비어 있는 상태로부터 가득 찬 상태(최대 용량)까지 연장될 수 있다. 대안적으로, 제2 플레이트들은 제1 플레이트들보다 면적이 더 작을 수 있으므로, 저장 영역(3)의 체적 중 더 적은 비율에 걸쳐 유체 레벨의 변화들을 검출할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 예시된 바와 같이, 재충전 방향을 따라 제2 플레이트들의 길이 또는 치수는 제1 플레이트들의 길이 또는 치수보다 더 작을 수 있다. 특히, 도 4의 예는 저장 영역의 베이스(3a)의 제로 유체 레벨로부터 저장 영역(3)의 최대 용량보다 적은 것에 대응되는 부분 유체 레벨까지 연장되도록 로케이팅된 제2 용량성 센서(72)의 플레이트들을 도시한다. 따라서, 저장 영역(3)의 하부 부분만이 제2 용량성 센서(72)에 의해 커버된다. 하부 부분은 저장 영역의 가득 찬 용량의 최대 20 %, 예를 들어, 5 %, 10 % 또는 15 %일 수 있지만, 20 % 이하의 다른 값들이 사용될 수도 있다. 일부 애플리케이션들의 경우, 제2 용량성 센서(72)의 범위에 대해 20 % 내지 100 %(가득 찬 용량) 범위의 값들이 선택될 수 있다. 도 4에 도시된 구성은, 제1 센서의 플레이트들과 제2 센서의 플레이트들이 모두 재충전 중에 유체 레벨의 증가 방향(재충전 방향)을 따라 범위를 가지며, 제2 센서 플레이트들은 이 방향을 따라 제1 센서 플레이트들보다 더 짧을 수 있고, 제1 센서 플레이트들 및 제2 센서 플레이트들은 재충전 방향에 대해 서로 평행하고 나란히 있는 것으로 요약될 수 있다. 이러한 방식으로, 재충전 방향의 범위 또는 정도의 적어도 일부가 두 개의 센서들에 의해 커버된다. 그러나, 물품에 대한 2 개의 용량성 센서들의 다른 구성들도 배제되지는 않는다. 커패시터 플레이트들은 재충전 방향에 직교하는 방향으로 폭을 갖는다. 일부 예들에서는, 제1 커패시터 플레이트들이 제2 커패시터 플레이트들과 동일한 폭을 가질 수 있는데, 이는 두 개의 센서들의 측정들을 더 쉽게 비교하거나 조합할 수 있게 하기 때문이다(커패시턴스는 플레이트 면적에 비례함). 그러나, 예를 들어 물품의 다른 구성요소들에 더 편리하게 맞추기 위해 상이한 폭들을 사용할 수 있으며, 커패시턴스 측정들을 프로세싱할 때 적절한 조정을 수행해야 한다.
도 5는 위에서 본, 즉, 재충전 방향을 따라 본 용량성 센서 배열의 개략도를 도시한다. 저장 영역(3)은 (재충전 방향과 직교하는) 이 평면에서 직사각형 단면을 갖는다. 제1 센서(70)를 구성하는 제1 쌍의 플레이트들(70a, 70b)은 제2 센서(72)를 구성하는 제2 쌍의 플레이트들(72a, 72b)과 마찬가지로 직사각형의 반대쪽 긴 변들의 외부 표면 상에 배열된다. 제1 쌍의 플레이트들(70a, 70b)은 제2 쌍의 플레이트들(72a, 72b) 옆에 있다. 직사각형 단면의 탱크의 경우, 이는 2 개의 센서들에게 플레이트들 간의 동일한 간격을 제공하므로, 측정들 간에 쉽게 비교할 수 있다. 그러나, 이것은 필수적인 것은 아니며, 필요한 경우, 커패시턴스 측정들에 상이한 간격들에 대한 보정을 적용하여, 쌍들의 플레이트들이 상이하게 배치될 수 있다. 각각의 플레이트는 물품의 외부 상에 배열된 전기 접촉부들(35)에 전기적으로 연결된다(도시되지 않음). 물품이 재충전 디바이스에 설치되면, 물품의 접촉부들(35)은 일반적인 방식으로 구성될 수 있는 제어기(55) 및 연관된 커패시턴스 검출 회로부와 전기적으로 통신하는 용량성 센서들을 배치하는 재충전 디바이스의 적절한 접촉부들(59)에 정렬되어 연결된다. 제어기(55)는 예를 들어, 적절한 프로그래밍을 통해, 제1 및 제2 용량성 센서들(70, 72)로부터 획득된 커패시턴스 측정들로부터 저장 영역 내의 에어로졸 생성 재료의 레벨 또는 양을 결정하도록 구성된다. 이에 대응하여, 제어기(55)는 제어 신호들을 생성하여 이송 기구(53)로 전송하여, 이송 기구(53)가 저장소로부터 물품으로 유체를 이동하기 위한 동작을 중지, 시작 또는 달리 변경하도록 한다.
유용하게는, 제어기 및 임의의 연관된 회로부는 개별적인 제1 커패시턴스 측정들 및 제2 커패시턴스 측정들을 획득하기 위해 제1 용량성 센서(70)와 제2 용량성 센서(72)를 개별적으로 조사하도록 구성될 수 있다. 제1 센서(70)와 제2 센서(72)의 플레이트들이 서로 가깝기 때문에, 물품의 크기가 작을 수밖에 없기 때문에, 두 개의 센서들 사이에 약간의 간섭이 발생할 수 있다. 따라서, 하나의 센서의 플레이트들은 다른 센서로부터 측정들이 획득되고 있는 동안 접지(접지 연결)될 수 있으며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 제어기는 물품의 재충전의 전체 또는 일부에 걸쳐 두 개의 센서들 간에, (필요한 측정의 분해능에 따라) 가능하게는 빠르게, 전환하도록 구성될 수 있다.
용량성 센서 측정들에 기초하는 재충전 제어의 구체적인 예로서, 제어기는 커패시턴스 측정들을 사용하여 재충전 프로세스 중에 물품이 가득 찼을 때(또는 일부 다른 사전 정의된 유체 레벨에 도달했을 때)를 확인하고, 이에 따라, 에어로졸 생성 재료가 저장소로부터 물품으로 이동하는 것을 중단하도록 이송 기구를 제어하도록 구성될 수 있다. 그런 다음 사용자가 재충전된 물품을 재충전 디바이스에서 제거하여, 에어로졸 생성 시스템에서 다시 사용할 수 있다.
제1 용량성 센서로부터의 커패시턴스 측정들만을 사용하여 전체 물품 저장 영역을 검출할 수 있지만, 본 명세서에서는 제2 용량성 센서로부터의 커패시턴스 측정들도 사용하여 제1 커패시턴스 측정들을 수정, 조정, 보정, 교정, 향상 또는 개선함으로써 물품의 유체 레벨을 보다 정확하게 결정함으로써 이점들을 획득할 수 있다고 제안하고 있다. 이러한 방식으로, 재충전 동작을 보다 적절하게 종료하여 물품에서 원하는 재충전 레벨을 달성함으로써, 과충전 또는 과소 충전의 가능성들을 감소시킬 수 있다. 과충전은 저장 영역의 압력을 증가시켜, 누출들 및 유출들의 변화를 증가시킬 수 있다. 과소 충전은 물품이 더 빨리 다시 비워져, 더 자주 재충전 동작들이 수행될 필요가 있음을 의미한다. 따라서, 재충전 중에 제1 커패시턴스 측정들과 제2 커패시턴스 측정들이 모두 검색되거나 획득되고, 두 개의 측정들이 모두 프로세싱되어 필요한 양의 에어로졸 생성 재료가 전달된 시기(즉, 저장 영역이 완전히 가득 찬 또는 최대 용량과 같은 미리 결정된 원하는 용량으로 충전된 시기)를 결정하여, 이에 응답하여 재충전이 중단되는 것이 제안된다.
도 6은 용량성 센서 제어를 사용하여 물품을 재충전하기 위한 방법의 예의 흐름도를 도시한다. 제1 단계(S1)에서, 재충전은 제어기의 제어 하에 재충전 디바이스에서, 이송 기구를 작동하여 저장소로부터 물품으로 유체를 이동시킴으로써 수행된다. 재충전 동안, 제2 단계(S2)에서, 제1 용량성 센서에서 제1 커패시턴스 측정들이 획득되고, 제2 용량성 센서에서 제2 커패시턴스 측정들이 획득된다. 제3 단계(S3)에서, 제1 커패시턴스 측정들 및 제2 커패시턴스 측정들은 물품의 현재 유체 레벨 또는 양에 대한 값을 도출하거나 결정하기 위해 제어기에 의해 프로세싱된다. 실제 유체 레벨 값이 결정될 수도 있고, 또는 커패시턴스 값들이 유체 레벨 값들에 어떻게 매핑되는지 알려진 커패시턴스 측면에서 데이터가 남아있을 수도 있다. 다음 단계(S4)로 이동하면, 결정된 유체 레벨이, 저장 영역이 최대 용량으로 충전되는 레벨과 같은 미리 결정된 필요한 유체 레벨과 비교된다. 단계(S3)에서와 같이, 결정된 필요한 유체 레벨들은 프로세싱 단계들의 수를 줄이기 위해, 실제 유체 레벨들 또는 양들(예를 들어, 유체의 중량 또는 체적)이거나 또는 커패시턴스로 표현될 수도 있다. 단계(S5)에서는, 비교 결과가 평가된다. 필요한 유체 레벨에 도달(또는 초과)한 것으로 확인되면, 방법은 최종 단계(S6)로 이동하고, 이송 기구가 턴 오프되어 물품으로의 유체의 이동이 중단되고 재충전 동작이 종료된다. 반면에, 단계(S5)에서 필요한 유체 레벨에 아직 도달하지 않은 것으로 확인되면, 방법은 단계(S1)로 돌아가서 물품으로의 유체 이동이 계속되도록 한다. 방법의 연속적인 루프들에서, 제2 커패시턴스의 추가 측정들이 필요하지 않을 수 있으므로, 단계(S2)에서, 제2 커패시턴스 측정을 획득하는 것은 제2 커패시턴스 측정이 적용되는 용도에 따라 선택 사항일 수 있다.
제2 커패시턴스 측정은 다양한 방식들로 활용될 수 있다. 예를 들어, 제2 용량성 센서는 제1 용량성 센서와 재충전 방향을 따라 동일한 범위를 갖도록 구성될 수 있다(도 6에서 팬텀으로 도시된 예). 따라서, 두 개의 센서들 모두 저장 영역의 전체 깊이에 걸쳐 유체 레벨을 측정하고, 유체 레벨이 필요한 레벨에 도달했는지 검출할 수 있다. 따라서, 제1 커패시턴스 측정과 제2 커패시턴스 측정의 프로세싱에는 필요한 레벨과 비교하기 위한 유체 레벨의 단일 표시를 생성하기 위해 2 개의 측정들의 평균을 포함할 수 있다. 이는 예를 들어 최대 충전 레벨은 포함하지만 제로 및 낮은 충전 레벨들은 포함하지 않는 저장 영역의 더 짧은 높이에 걸쳐 연장되는 더 작은 용량성 센서들로도 구현될 수 있다.
다른 예들에서는, 정확도를 높이기 위해 제2 커패시턴스 측정을 사용하여 제1 커패시턴스 측정을 보정하거나 조정할 수 있다. 다양한 조건들 및 상황들로 인해 커패시턴스 측정들이 예상 값과 달라질 수 있다. 커패시턴스 측정에서 결정된 유체 레벨을 필요한 유체 레벨과 비교하는 본 애플리케이션에서는, 결정된 유체 레벨의 임의의 변동이 필요한 유체 레벨에 도달한 것으로 확인되는 시기에 영향을 미쳐, 과충전 또는 과소 충전의 작은 오차들을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 재료의 유전체 특성들은 온도에 따라 달라질 수 있으므로, 임의의 주어진 유체 레벨에 대해 검출된 커패시턴스도 온도에 따라 유사하게 달라질 수 있다.
따라서, 일부 예들에서는, 온도와 같은 환경 조건들의 변동들을 보상하는 데 사용될 수 있는 커패시턴스 측정을 제공하는 기준 센서로서 제2 용량성 센서를 사용하는 것이 제안된다. 이 기능을 위해, 제2 용량성 센서는 도 4의 비-팬텀 구성, 즉, 제1 용량성 센서의 재충전 방향에 따른 범위보다 작고, 선택적으로 훨씬 적은 범위를 갖는 구성으로 구성될 수 있다. 제2 용량성 센서의 플레이트들이 저장 영역의 베이스 쪽으로 로케이팅되어, 가능하게는 제로 충전 레벨을 커버하고 있는 경우, 저장 영역 내부의 플레이트들 사이의 공간은 재충전 프로세스 초기에 유체로 충전된다. 유체 레벨이 제2 센서 플레이트들의 범위 위로 이동함에 따라, 커패시턴스가 변화하지만, 유체 레벨이 플레이트들의 상부 에지를 지나면, 플레이트들 사이의 공간에 더 이상 임의의 큰 변동이 없고, 커패시턴스 값이 포화 상태가 된다. 커패시턴스는 유체 레벨이 더 증가해도 거의 변하지 않고 유지된다. 따라서, 제2 용량성 센서로부터의 커패시턴스 측정은 당시 에어로졸 생성 재료의 특성들 또는 속성들을 나타내는 것으로 처리되어, 제1 용량성 센서로부터의 판독값을 보상하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 재충전 시 유체의 온도가 커패시턴스를 증가시키는 것과 같은 경우, 제1 및 제2 커패시턴스 측정들이 모두 높아지지만, 제2 측정은 포화 후 실질적으로 고정된 값이 될 것이다. 제1 측정은 유체 레벨이 증가함에 따라 달라질 것이며, 이는 온도에 의한 더 높은 베이스 레벨과 관련이 있다. 제1 측정값에서 제2 측정값을 빼면(또는 유사한 수학적 프로세스를 행함)(상이한 플레이트 크기 또는 분리와 같은 센서들 간의 차이들을 조정하기 위한 임의의 조작을 더함) 유체 레벨로 인한 제2 측정값의 일부만 남으므로, 온도의 영향이 제거되고, 보다 정확한 유체 레벨 결정에 도달할 수 있다.
도 7은 2 개의 상이한 커패시턴스 센서들에 대해 실험적으로 측정된 저장 영역의 유체량에 따른 커패시턴스 변동의 그래프를 도시한다. 커패시턴스 센서들은 모두 방금 설명된 바와 같이 저장 영역의 베이스로부터 저장 영역의 전체 높이보다 작은 거리에 대해 위쪽으로 연장되도록 구성된 제2 커패시턴스 센서들이다. 저장 영역의 높이는 23 mm이었다. 하나의 센서에는 재충전 방향을 따라 10 mm 범위의 커패시터 플레이트들이 있고, 다른 센서에는 재충전 방향을 따라 3 mm 범위의 커패시터 플레이트들이 있다. 이 그래프는 저장 영역의 유체의 양이 증가함에 따라(물품 또는 포드의 중량; 가로축) 측정된 커패시턴스(센서들로부터의 원시 출력; 세로축)를 도시한다. 세로 선들은 센서 플레이트들의 최대 높이들, 즉, 2 개의 센서들이 포화 상태가 되는 지점들에 해당하는 유체 양들 또는 충전 레벨을 나타낸다. 예상되는 바와 같이, 측정된 커패시턴스는 센서 플레이트들의 최상부 에지를 통과할 때까지 유체 레벨이 증가함에 따라 점진적으로 그리고 꾸준히 변화한다(이 예에서는, 감소함). 이 지점을 넘어서면, 측정된 커패시턴스는 정체되고, 더 이상 큰 변화가 관찰되지 않는다. 이는 커패시터 센서에 대한 포화 값으로서, 유체 레벨을 검출하도록 구성된 제1 커패시턴스 센서의 출력을 보정하거나 조정하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 전체 재충전 시간 동안 제2 커패시턴스 센서에 대한 커패시턴스 값들을 계속 검색할 필요가 없는 것으로 간주될 수 있다. 대신에, 포화 상태에 도달한 후 측정들을 중단하고, 최종 값을 제2 커패시턴스 측정으로 취할 수 있다. 충전 레벨이 포화 레벨을 통과한 것으로 알려지면 한 번만 측정이 이루어질 수 있다. 대안적으로, 측정들을 계속하고, 포화 고원부에 걸쳐 획득된 다수의 측정들로부터 평균 포화 값을 계산할 수도 있다.
제2 용량성 센서에서 얼마나 많은 측정들이 수행되든 관계없이, 제2 커패시턴스 측정이 재충전 프로세스 초기에 비교적 일찍 포화되면 제1 커패시턴스 측정의 보정이 더 잘 이루어질 수 있다. 따라서, 재충전 방향을 따라 상대적으로 짧은 거리만큼 연장되는 제2 커패시터 플레이트들을 의미하는 더 짧은 센서가 선호될 수 있다. 예를 들어, 최대 용량까지 저장 영역의 깊이의 20 % 이하, 예를 들어, 5 % 또는 10 % 또는 25 %의 높이가 유용하다. 이러한 작은 높이는 (제1 용량성 센서에 의해 탱크 높이의 얼마나 많은 부분이 커버되고 있는지 여부에 관계없이) 제1 용량성 센서 플레이트들의 해당 치수의 비율로 표현될 수도 있다. 따라서, 제2 센서의 플레이트들은 재충전 방향을 따라 제1 센서의 플레이트들의 치수의 20 % 이하(예를 들어, 5 %, 10 %, 15 % 또는 20 %)인 재충전 방향을 따른 치수를 가질 수 있다.
도 8a 내지 도 8e는 2 개의 용량성 센서들을 사용한 유체 레벨 감지의 온도 보정에 대한 실험적 조사에서 획득된 데이터의 그래프들을 도시한다.
도 8a는 24 시간 기간 동안 측정된 물품의 저장 영역의 에어로졸 생성 재료의 온도(T)를 도시한다. 저장 영역은 충전되어 측정 기간 동안 가득 찬 상태로 유지된다. 실온(20 ℃) 주변에서 약간의 온도 변동을 볼 수 있으며, 측정 기간 동안 약간의 상승 추세를 보인다.
도 8b는 동일한 24 시간 기간 동안, 물품의 최대 용량까지 유체를 검출하도록 구성된 제1 용량성 센서에서 수집된 커패시턴스 측정들(C)(원시 데이터)을 도시한다. 저장 영역이 가득 차서 이 시간 동안 유체 레벨이 일정하게 유지되었지만, 측정된 커패시턴스는 변동을 도시한다. 이러한 변동은 도 8a에 도시된 온도 변화에 따른 것으로, 온도가 높을수록 커패시턴스 측정이 감소하므로, 측정 기간 동안 전반적인 추세는 하향한다. 따라서, 온도의 변화들은 커패시턴스 기반 유체 레벨 검출에 중요한 영향을 미치는 요인으로 간주될 수 있다.
도 8c는 설명한 바와 같이 기준 센서로 구성된 제2 용량성 센서에서 수집된 커패시턴스 측정들(C)(원시 데이터)로서, 제1 용량성 센서보다 높이가 더 작은 것을 도시한다. 도 8b와 비교하면 시간 경과에 따른 전반적인 변화가 온도 변동들에 따라 매우 유사하다는 것을 도시한다. 제2 커패시턴스 측정들의 크기는, 커패시터 플레이트들의 크기들이 상이하기 때문에, 제1 커패시턴스 측정들과 상이하다는 점에 유의해야 한다.
도 8d는 도 8c의 제2 커패시턴스 측정들을 사용하여 보상 또는 보정된 도 8b의 제1 커패시턴스 측정들을 도시한다. 온도 상승으로 인한 시간 경과에 따른 하향 추세가 제거되어, 훨씬 더 수평적인 선이 나타나며, 이는 물품에서 일정한 유체 양을 반영한다는 점에 유의해야 한다. 변동들도 또한 보상되지 않은 측정보다 훨씬 더 작다.
도 8e는 보상된 제1 커패시턴스 측정들에서 계산된 오차 비율을 도시한다. 오차는 대부분 ±0.5 % 범위로서, 제안된 유체 레벨 측정들 보정 방법이 매우 유용하다는 것을 도시한다.
일부 물품 설계들에서는, 저장 영역 및 연관된 커패시터 플레이트들(도 5의 예와 같이)을 통과하는 단면이 재충전 방향을 따라 실질적으로 일정하게 유지된다. 이러한 경우, 제1 용량성 센서에서 측정된 커패시턴스와 저장 영역에서의 에어로졸 생성 재료의 양 사이의 관계는 실질적으로 선형일 수 있으며, 재료가 커패시터 플레이트들 사이의 공간의 증가하는 양을 점유함에 따라 커패시턴스가 상대적으로 일정한 비율로 (재료의 유전 특성들에 따라) 위로 또는 아래로 변화할 수 있다. 그러나, 다른 설계들에서는, 단면 구성이 물품의 높이에 따라 일정하지 않다. 예를 들어, 환형 저장 영역은 가열기 및 심지와 같은 품목들이 내부에 있는 중앙 공기 흐름 채널을 둘러싸고 있을 수 있다. 공기 흐름 채널의 폭이 일정하지 않을 수 있다. 저장 영역의 측면 벽들은 수직이 아닐 수 있다. 커패시터 플레이트들은 수직이 아닐 수 있다. 물품의 다른 구성요소들이 커패시터 플레이트들과 저장 영역 사이에 개재될 수 있다. 이러한 및 다른 구성들 중 임의의 구성은, 임의의 주어진 높이에서, 커패시터 플레이트들 사이의 재료들이 일부 다른 높이에서 상이할 수 있고, 및/또는 플레이트들 사이의 공간에 상이한 양의 유체가 존재할 수 있고, 및/또는 플레이트들의 분리가 상이할 수 있음을 의미한다. 따라서, 유체의 첨가로 인한 커패시턴스의 변화는 저장 영역의 높이에 따라 변하는 비율을 갖는다. 측정된 커패시턴스와 액체 레벨 사이에는 비선형 관계가 있다. 따라서, 바람직하게는, 저장 영역에 필요한 양의 에어로졸 생성 재료가 포함되어 있는지 여부를 결정할 때 관련 비선형 관계를 적용하도록 제어기가 교정되어야 한다.
도 4 및 도 5의 예들은 평면 요소들로 구성된 제1 커패시터와 제2 커패시터 모두의 커패시터 플레이트들을 도시한다. 그러나, 이는 필수적인 것은 아니며, 플레이트들은 물품의 전체 구성 내에서 편리한 대로 다른 방식으로 형상화되고 로케이팅될 수 있다. 또 다른 대안으로서, 적절한 전기적 연결들이 제공되고 적절한 로케이션에서 저장 영역의 외부 경계들 내에 위치된 경우, 물품의 가열 요소가 용량성 센서들 중 하나 또는 둘 모두를 위한 커패시터 플레이트로 사용될 수 있다. 예를 들어, 재충전 방향과 동일한 방향을 따라 연장되는 세장형 가열 요소를 제1 용량성 센서를 위한 플레이트로 사용할 수 있다. 이 방향으로의 범위가 더 작은 가열 요소를 제2 용량성 센서를 위한 플레이트로 사용할 수 있다.
지금까지 논의된 예들은 적어도 용량성 센서들의 커패시터 플레이트들을 물품에 통합한다. 커패시턴스 검출기 회로부의 대부분은 재충전 디바이스에 편리하게 포함되지만, 일부 또는 전체가 물품에 포함될 수도 있다. 재충전 디바이스의 제어기가 물품의 저장 영역과 관련된 커패시턴스 측정들을 획득할 수 있는 한, 물품과 재충전 디바이스 사이의 커패시턴스 감지 부품들의 정확한 구분은 중요하지 않다. 물품에 커패시터 플레이트들을 배치하면 플레이트들이 저장 영역에 매우 가깝게 있어, 플레이트들 사이의 거리 및 플레이트들 사이의 외부 구성요소들의 양을 줄일 수 있다. 그러나, 이로 인해 물품의 비용과 복잡성이 증가할 수 있다. 물품이 물품 인터페이스에 올바르게 삽입되어 재충전 준비가 되었을 때 저장 영역이 커패시터 플레이트들의 쌍들 사이의 공간들에 놓이도록 적절하게 포지셔닝된, 커패시터 플레이트들 중 하나 이상을 재충전 유닛의 물품 인터페이스에 통합하여 유사한 결과를 획득할 수 있다. 이러한 배열에서, 커패시터 감지는 또한 제어기에 의해 재충전 디바이스에서 물품의 존재를 검출하는 데 사용될 수 있으며, 이에 응답하여, 재충전 동작이 시작될 수 있다.
또한 이와 관련하여, 재충전 디바이스는 제어기가 재충전 디바이스에서 물품의 존재를 검출할 수 있도록 구성된 별도의 센서 또는 센서들을 포함할 수 있다. 별도의 센서는 용량성 센서일 수도 있고 아닐 수도 있으며, 물품 또는 재충전 도크의 유체 레벨 용량성 센서들과 함께 사용될 수 있다. 별도의 센서의 출력은 재충전 동작을 시작하기에 적절하도록 물품이 재충전 디바이스에 존재하고 올바르게 로케이팅되어 있는지 확인하는 데 사용될 수 있다. 또한, 커패시턴스 측정들을 시작하기 전에 물품의 정확한 로케이션을 확인하면 용량성 센서들도 물품 및/또는 재충전 디바이스에 대해 올바르게 포지셔닝되어 있음을 나타낸다. 이를 통해 용량성 센서들에서 획득된 커패시턴스 측정들이 정확한 것으로 간주될 수 있다. 따라서, 물품이 필요한 만큼 충전되었는지 또는 충전되지 않았는지 잘못 표시할 수 있는 잘못된 측정들 및 판독들을 방지할 수 있다.
용량성 센서들의 커패시터 플레이트들이 물품 또는 재충전 디바이스의 어디에 로케이팅되든 상관없이, 플레이트들과 연관되어 하나 이상의 전자기 실드(shield)들이 포함될 수 있다. 이러한 임의의 실드는, 간섭을 유발하고 커패시턴스 측정들에 오류들을 도입할 수 있는 임의의 부유 전자기장들로부터 플레이트들을 격리할 수 있다. 따라서, 측정들의 정확도가 향상될 수 있다.
정확도를 개선하기 위한 추가적인 또는 대안적인 기술은, 제어기가 저장 영역의 유체 레벨이 필요한 유체 레벨에 도달했는지 결정할 때 커패시턴스 측정들과 함께 다른 측정들, 검출들 또는 판독들을 고려하는 것이다. 저장 영역의 유체 레벨의 표시를 제공할 수 있는 상이한 2 개의 소스들로부터의 정보 간에 예기치 않은 불일치가 발생하면 측정 오류의 증거로 간주될 수 있다. 이는 제어기가 충전 동작을 중단하게 하고, 및/또는 재충전 도크의 디스플레이 등을 통해 사용자에게 오류 알림 또는 메시지를 반환하게 하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 제어기는 저장소로부터 저장 영역으로 유체를 이동하기 위해 작동할 때 이송 기구의 작동을 모니터링할 수 있다. 이송 기구의 작동 지속시간 또는 이송 기구에 포함된 이동 부품에 의해 이동된 거리와 같은 기능을 사용하여 이송된 유체의 양을 추정할 수 있다. 이 추정치는 용량성 센서들로부터 확인된 유체 레벨과 교차 확인되어, 부정확성들을 식별하거나 드러낼 수 있다.
본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 다음이 제공된다.
일부 실시예들에서, 비가연성 에어로졸 제공 시스템은 에어로졸 생성 재료 가열 시스템이며, 비연소식 가열(heat-not-burn) 시스템으로도 알려져 있다. 이러한 시스템의 예로는 담배 가열 시스템이 있다.
일부 실시예들에서, 본 개시내용은, 에어로졸 생성 재료를 포함하고 비가연성 에어로졸 제공 디바이스들과 함께 사용되도록 구성된 소모품들에 관한 것이다. 이러한 소모품들은 때때로 본 개시내용 전체에 걸쳐 물품들로 지칭되기도 한다.
일부 실시예들에서, 에어로졸 생성 재료를 수용하기 위한 영역은 에어로졸 생성 영역과 분리되거나, 또는 에어로졸 생성 영역과 결합될 수 있다. (이는 에어로졸이 발생되는 영역임). 일부 실시예들에서, 비가연성 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위한 물품은 생성된 에어로졸이 사용자에게 전달되기 전에 통과하는 필터 및/또는 에어로졸 개질제를 포함할 수 있다.
일부 예들에서, 본 개시내용은, 시스템에 포함된 저장소, 탱크, 용기 또는 다른 리셉터클과 같은 에어로졸 생성 재료 저장 영역에 유지되거나 또는 캐리어 기질에 흡수되는 액체, 겔 또는 고체 형태의 에어로졸 생성 재료를 활용하는 에어로졸 제공 시스템들 및 그 구성요소들에 관한 것이다. 증기/에어로졸 생성을 위해 에어로졸 생성 재료를 에어로졸 생성기에 제공하기 위한 목적으로 에어로졸 생성 재료 저장 영역으로부터 에어로졸 생성 재료를 전달하기 위한 배열이 포함된다. "액체", "겔", "고체", "유체", "소스 액체", "소스 겔", "소스 유체" 등의 용어들은 본 개시내용의 예들에 따라 저장 및 전달될 수 있는 형태를 갖는 재료를 지칭하기 위해 "에어로졸 생성 재료", "에어로졸화 가능한 기재 재료" 및 "기재 재료"와 같은 용어들과 상호 교환적으로 사용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, '에어로졸 생성 재료'는 예를 들어 가열되거나, 조사되거나, 또는 임의의 다른 방식으로 에너지가 공급될 때 에어로졸을 생성할 수 있는 재료를 의미한다. 예를 들어, 에어로졸 생성 재료는 활성 물질 및/또는 향미제들을 포함하거나 포함하지 않을 수 있는 고체, 액체 또는 겔의 형태일 수 있다. 일부 실시예들에서, 에어로졸 생성 재료는 "비정질 고체"를 포함할 수 있으며, 이는 대안적으로 "모놀리식 고체"(즉, 비-섬유성)로 지칭될 수 있다. 일부 실시예들에서, 비정질 고체는 건조된 겔일 수 있다. 비정질 고체는 액체와 같은 일부 유체를 그 안에 보유할 수 있는 고체 재료이다. 일부 실시예들에서, 에어로졸 생성 재료는 예를 들어 비정질 고체 약 50 wt%, 60 wt% 또는 70 wt% 내지 비정질 고체 약 90 wt%, 95 wt% 또는 100 wt%를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 에어로졸 생성 재료는 하나 이상의 활성 성분들, 하나 이상의 향미들, 하나 이상의 에어로졸 형성제(former) 재료들, 및/또는 하나 이상의 다른 기능성 재료들을 포함할 수 있다. 여기서 사용되는 바와 같은 활성 물질은 생리학적 활성 재료일 수 있으며, 이는 생리학적 반응을 달성하거나 향상시키도록 의도된 재료이다. 활성 물질은 예를 들어 뉴트라수티컬(nutraceutical)들, 누트로픽(nootropic)들, 향정신성 재료들 중에서 선택될 수 있다. 활성 물질은 자연적으로 발생하거나 합성적으로 획득될 수 있다. 활성 물질은 예를 들어 니코틴, 카페인, 타우린, 테인, B6 또는 B12 또는 C와 같은 비타민들, 멜라토닌, 카나비노이드들, 또는 이들의 구성 성분들, 유도체들 또는 조합들을 포함할 수 있다. 활성 물질은 담배, 대마초 또는 다른 식물생약(botanical)의 하나 이상의 구성 성분들, 유도체들 또는 추출물들을 포함할 수 있다. 여기서 사용되는 바와 같이, "향미" 및 "향미제"라는 용어들은 현지 규정이 허용하는 경우 성인 소비자들을 위한 제품에서 원하는 맛, 향 또는 다른 소마토센소리얼(somatosensorial) 감각을 생성하는 데 사용될 수 있는 재료들을 지칭한다. 여기에는 자연적으로 발생하는 향미 재료들, 식물생약들, 식물생약들의 추출물들, 합성으로 획득된 재료들, 또는 이들의 조합들이 포함될 수 있다. 에어로졸 형성제 재료는 에어로졸을 형성할 수 있는 하나 이상의 구성 성분들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 에어로졸 형성제 재료는 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 에리스리톨, 메소-에리스리톨, 에틸 바닐레이트, 에틸 라우레이트, 디에틸 수버레이트, 트리에틸 시트레이트, 트리아세틴, 디아세틴 혼합물, 벤질 벤조에이트, 벤질 페닐 아세테이트, 트리부티린, 라우릴 아세테이트, 라우릭산, 미리스트산, 및 프로필렌 카보네이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 하나 이상의 다른 기능성 재료들은 pH 조절제들, 착색제들, 방부제들, 결합제(binder)들, 충전제들, 안정화제들, 및/또는 항산화제들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 9는 예시적인 전자 에어로졸/증기 제공 시스템(110)의 고도로 개략적인 다이어그램(실척대로 그려지지 않음)으로서, 전형적인 시스템의 다양한 부품들 간의 관계를 도시하고 일반적인 작동 원리들을 설명하기 위한 목적으로 제시된 것이다. 본 개시내용이 이러한 방식으로 구성된 시스템에 한정되는 것은 아니며, 특징들은 위에서 설명된 및/또는 당업자에게 명백한 다양한 대안들 및 정의들에 따라 수정될 수 있다는 점에 유의해야 한다.
에어로졸 제공 시스템(110)은 본 예에서 점선으로 표시된 종축을 따라 연장되는 일반적으로 세장형 형상을 가지며, 에어로졸 제공 디바이스(120)(제어 또는 전력 구성요소, 섹션 또는 유닛), 및 에어로졸 생성 재료를 운반하고 증기/에어로졸을 생성하도록 작동 가능한 물품 또는 소모품(130)(카트리지 조립체 또는 섹션, 때로는 카토마이저, 클리어로마이저 또는 포드로 지칭됨)을 포함하는 2개의 주요 구성요소들을 포함한다. 이하의 설명에서, 에어로졸 제공 시스템(110)은 액체 에어로졸 생성 재료(소스 액체)로부터 에어로졸을 생성하도록 구성되며, 위에서 설명된 개시내용은 이러한 예를 사용하여 본 개시내용의 원리들을 설명할 것이다. 그러나, 본 개시내용은 액체 에어로졸 생성 재료를 에어로졸화하는 것에 한정되지 않으며, 특징들은 상술한 바와 같이 상이한 에어로졸 생성 재료들, 예를 들어 고체 에어로졸 생성 재료들 또는 겔 에어로졸 생성 재료들을 에어로졸화하기 위해 위에서 설명된 및/또는 당업자에게 명백한 다양한 대안들 및 정의들에 따라 수정될 수 있다.
물품(130)은 에어로졸이 발생될 소스 액체, 예를 들어 니코틴을 포함하는 소스 액체를 포함하기 위한 저장소(103)(에어로졸 생성 재료 저장 영역의 예로서)를 포함한다. 예를 들어, 소스 액체는 약 1 % 내지 3 %의 니코틴 및 50 %의 글리세롤을 포함할 수 있고, 나머지는 대략 동일한 양들의 물과 프로필렌 글리콜을 포함하며, 가능하게는 또한 향미제들과 같은 다른 성분들을 포함할 수도 있다. 예를 들어 향미를 전달하기 위해, 니코틴이 없는 소스 액체가 사용될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 액체로부터 생성된 증기가 통과하는 담배 또는 다른 향미 부여 요소의 일부와 같은 고체 기질(예시되지 않음)도 포함될 수 있다. 저장소(103)는 저장 탱크의 형태를 가질 수 있으며, 액체가 탱크의 경계들 내에서 자유롭게 이동 및 유동하도록 소스 액체가 저장될 수 있는 용기 또는 리셉터클일 수 있다. 다른 예들에서, 저장 영역은 에어로졸 생성 재료를 실질적으로 유지하는 흡수 재료(탱크 등의 내부에 있거나, 또는 물품의 외부 하우징 내에 포지셔닝됨)을 포함할 수 있다. 소모성 물품의 경우, 저장소(103)는 소스 액체가 소비된 후 일회용이 되도록 제조 중에 충전 후 밀봉될 수 있다. 그러나, 본 개시내용은 물품(130)의 재사용을 가능하게 하기 위해 새로운 소스 액체를 추가할 수 있는 입구 포트, 오리피스 또는 다른 개구부(도 9에 도시되지 않음)를 갖는 재충전가능 물품들과 관련된다.
또한, 물품(130)은 에어로졸 생성기(105)를 포함하며, 이 에어로졸 생성기는 전기 구동 가열 요소 또는 가열기(104) 및 에어로졸 생성 재료를 에어로졸 생성 재료 저장 영역으로부터 에어로졸 생성기로 이송하도록 설계된 에어로졸 생성 재료 이송 구성요소(106)의 형태를 가질 수 있다. 가열기(104)는 저장소(103)의 외부에 로케이팅되며, 가열에 의해 소스 액체를 기화시켜 에어로졸을 생성하도록 작동할 수 있다. 에어로졸 생성 재료 이송 구성요소(106)는 에어로졸 생성 재료를 저장소(103)에서 가열기(104)로 전달하도록 구성된 이송 또는 전달 배열체이다. 일부 예들에서, 이는 심지 또는 다른 다공성 요소의 형태를 가질 수 있다. 심지(106)는, 소스 액체를 흡수하여 이를 심지 또는 모세관 작용에 의해 가열기(104)에 인접하거나 접촉하는 심지(106)의 다른 부분들로 이송할 수 있도록, 저장소(103) 내부에 하나 이상의 부품들이 로케이팅되거나, 또는 다른 방식으로 저장소(103) 내의 액체와 유체 연통할 수 있다. 심지는 유리 섬유들 또는 면 섬유들과 같이 액체의 위킹(wicking)을 유발할 수 있는 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 이에 따라, 이 위킹된 액체가 가열 및 기화되고, 대체 액체가 연속 모세관 작용을 통해 저장소(103)로부터 심지(106)에 의해 가열기(104)로 이송되기 위해 흡인된다. 심지(106)는 저장소(103)와 가열기(104) 사이의 도관으로서 저장소로부터 가열기로 액체를 전달하거나 이송하는 것으로 생각될 수 있다. 일부 실시예들에서, 가열기(104)와 에어로졸 생성 재료 이송 구성요소(106)는 단일체 또는 모놀리식이며, 액체 이송 및 가열 모두에 사용될 수 있는 동일한 재료, 예를 들어 다공성 및 전도성을 모두 갖는 재료로 형성된다. 또 다른 경우들에서, 에어로졸 생성 재료 이송 구성요소(106)는 예를 들어 액체가 저장소(103)를 빠져나와 가열기(104)로 전달될 수 있는 하나 이상의 밸브들의 배열을 포함하는 것과 같이, 모세관 작용에 의하지 않고 다른 방식으로 작동할 수 있다.
본 명세서에서 에어로졸 생성기(105)로 지칭되는 가열기 및 심지(또는 이와 유사한 것) 조합은 때때로 아토마이저(atomiser) 또는 아토마이저 조립체라고도 하며, 소스 액체와 아토마이저를 포함하는 저장소를 통칭하여 에어로졸 소스라고 할 수 있다. 다양한 설계들이 가능하며, 도 9의 고도의 개략적인 표현과 비교하여 부품들이 상이하게 배열될 수 있다. 예를 들어, 위에서 언급한 바와 같이, 심지(106)는 가열기(104)와 완전히 분리된 요소일 수도 있고, 또는 가열기(104)가 다공성이고 심지 기능의 적어도 일부를 직접 수행할 수 있도록 구성될 수도 있다(예를 들어, 금속 메시).
본 예에서, 시스템은 전자 시스템이고, 가열기(104)는 오믹/저항(줄) 가열에 의해 작동하는 하나 이상의 전기 가열 요소들을 포함할 수 있다. 물품(130)은 에어로졸 제공 디바이스(120)의 인터페이스에 있는 전기적 접촉부들(도시되지 않음)에 전기적으로 맞물리는 물품(130)의 인터페이스에 있는 전기적 접촉부들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 따라서, 전기 에너지는 에어로졸 제공 디바이스(120)로부터 전기 접촉부들을 통해 가열기(104)로 전달되어 가열기(104)의 가열을 유발할 수 있다. 다른 예들에서, 가열기(104)는 유도 가열될 수 있으며, 이 경우 가열기는 교류 전기 전류가 통과하는 적절한 구동 코일을 포함할 수 있는 유도 가열 배열체의 서셉터를 포함할 수 있다. 이러한 유형의 가열기는 아래에 보다 상세히 설명된 예들 및 실시예들에 따라 구성될 수 있다.
따라서, 일반적으로, 본 맥락에서의 에어로졸 생성기는, 이에 전달되는 소스 액체(또는 다른 에어로졸 생성 재료)를 가열하여 증기를 발생시킬 수 있는 에어로졸 생성 요소, 및 위킹 작용/모세관 힘 또는 다른 방식에 의해 저장소 또는 유사한 액체 저장소로부터 증기 생성 요소로 액체를 전달 또는 수송할 수 있는 액체 수송 또는 전달 요소의 기능성을 구현하는 하나 이상의 요소들로 간주될 수 있다. 에어로졸 생성기는 전형적으로 도 9에서와 같이 에어로졸 생성 시스템의 물품(130)에 하우징되지만, 일부 예들에서는, 적어도 가열기 부분이 디바이스(120)에 하우징될 수 있다. 본 개시내용의 실시예들은 본 명세서의 예들 및 설명과 일치하는 모든 및 임의의 그러한 구성들에 적용 가능하다.
도 9로 돌아가서, 물품(130)은 또한 사용자가 가열기(104)에 의해 생성된 에어로졸을 흡입할 수 있는 개구부 또는 공기 출구를 갖는 마우스피스 또는 마우스피스 부분(135)을 포함한다.
에어로졸 제공 디바이스(120)는 에어로졸 제공 시스템(110)의 전기 구성요소들을 위한, 특히 가열기(104)를 작동하기 위한 전기 전력을 제공하기 위해 셀 또는 배터리(107)(이하 배터리라고 하며, 재충전 가능하거나 또는 재충전 불가능할 수도 있음)와 같은 전력 소스를 포함한다. 또한, 에어로졸 제공 시스템(110)을 일반적으로 제어하기 위한 인쇄 회로 기판 및/또는 다른 전자장치 또는 회로부와 같은 제어 회로부(108)가 있다. 제어 회로부(108)는 시스템의 사용자에 의해 수정될 수 있는 소프트웨어로 프로그래밍된 프로세서를 포함할 수 있다. 일 양태에서, 제어 회로부(108)는 증기가 필요할 때 배터리(107)로부터의 전력을 사용하여 가열기(104)를 작동시킨다. 이때, 사용자는 마우스피스(135)를 통해 시스템(110) 상을 흡입하고, 공기(A)는 디바이스(120)의 벽에 있는 하나 이상의 공기 입구들(109)을 통해 유입된다(공기 입구들은 대안적으로 또는 추가적으로 물품(130)에 로케이팅될 수 있음). 가열기(104)가 작동되면, 에어로졸 생성 재료 이송 구성요소(106)에 의해 저장소(103)로부터 전달된 소스 액체를 기화시켜 시스템을 통해 흐르는 공기로 증기를 혼입시켜 에어로졸을 생성하고, 이는 그 후 마우스피스(135)의 개구를 통해 사용자에 의해 흡입된다. 에어로졸은 사용자가 마우스피스(135) 상을 흡입할 때 공기 입구들(109)을 에어로졸 생성기(105)와 공기 출구로 연결하는 하나 이상의 공기 채널들(도시되지 않음)을 따라 에어로졸 생성기(105)로부터 마우스피스(135)로 운반된다.
보다 일반적으로, 제어 회로부(108)는 에어로졸 제공 시스템(110)의 작동을 제어하도록 적절하게 구성/프로그래밍되어, 그러한 디바이스들을 제어하기 위한 확립된 기술들에 따른 에어로졸 제공 시스템의 통상적인 작동 기능들뿐만 아니라, 위에서 설명된 본 개시내용의 일부로서 설명된 임의의 특정 기능성도 제공하도록 구성된다. 제어 회로부(108)는 본 명세서에 설명된 원리들 및 에어로졸 제공 시스템들의 다른 통상적인 작동 양태들에 따라 에어로졸 제공 시스템의 작동의 상이한 양태들과 연관된 다양한 서브 유닛들/회로부 요소들, 예를 들어 사용자 디스플레이(예컨대, 스크린 또는 표시기) 및 하나 이상의 사용자 작동 가능한 제어장치들(112)을 통한 사용자 입력 검출들을 포함할 수 있는 시스템들을 위한 디스플레이 구동 회로부를 논리적으로 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 제어 회로부(108)의 기능성은, 예를 들어, 원하는 기능성을 제공하도록 구성된 하나 이상의 적절하게 프로그래밍된 프로그래머블 컴퓨터들 및/또는 하나 이상의 적절하게 구성된 애플리케이션 특정 집적 회로들/회로부/칩들/칩셋들을 사용하여 다양한 상이한 방식들로 제공될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
디바이스(120) 및 물품(130)은 도 9의 양방향 화살표들로 표시된 바와 같이 종축에 평행한 방향으로 분리됨으로써 서로 분리 가능한 별도의 연결 가능한 부품들이다. 구성요소들(120, 130)은 시스템(110)이 사용 중일 때 협력 맞물림 요소들(121, 131)(예를 들어, 나사 또는 베이어닛 피팅(bayonet fitting))에 의해 함께 결합되어 디바이스(120)와 물품(130) 사이에 기계적 및 일부 경우들에서는 전기적 연결성을 제공한다. 가열기(104)가 옴 가열로 작동하는 경우, 배터리(105)에 연결될 때 전류가 가열기(104)를 통과할 수 있도록 전기적 연결성이 필요하다. 유도 가열을 사용하는 시스템들에서, 전기 전력이 필요한 부품들이 물품(130)에 로케이팅되지 않는 경우, 전기적 연결성을 생략할 수 있다. 유도 동작 코일/구동 코일은 디바이스(120)에 하우징되어 배터리(105)로부터 전력을 공급받을 수 있으며, 물품(130) 및 디바이스(120)는, 이들이 연결될 때, 가열기의 재료에 전류 흐름을 발생시키기 위한 목적으로 코일에 의해 발생되는 플럭스에 가열기(104)가 적절히 노출되도록 형상화될 수 있다. 도 9의 설계는 단지 예시적인 배열일 뿐이며, 다양한 부품들 및 특징들이 디바이스(120)와 물품(130) 사이에 상이하게 분포될 수 있고, 다른 구성요소들 및 요소들이 포함될 수 있다. 2 개의 섹션들은 도 9에서와 같이 종방향 구성으로 종단간 함께 연결될 수 있거나, 또는 병렬의, 나란한 배열과 같은 상이한 구성으로 연결될 수도 있다. 시스템은 일반적으로 원통형일 수도 있고 그렇지 않을 수도 있으며 및/또는 일반적으로 종 방향 형상을 가질 수도 있다. 섹션들 또는 구성요소들 중 하나 또는 둘 모두는 소진 시 폐기 및 교체되도록 의도되거나, 또는 저장소 재충전 및 배터리 재충전과 같은 동작들에 의해 인에이블링되는 다수의 사용들을 위해 의도될 수 있다. 다른 예들에서, 시스템(110)은, 디바이스(120)와 물품(130)의 부품들이 단일 하우징에 포함되고 분리될 수 없는 단일체일 수 있다. 본 개시내용의 실시예들 및 예들은 이러한 구성들 및 당업자가 인지할 수 있는 다른 구성들 중 임의의 구성에 적용 가능하다.
본 개시내용은 에어로졸 제공 시스템에서 에어로졸 생성 재료를 위한 저장 영역의 재충전에 관한 것으로서, 사용자는 이전에 저장된 양이 소진되었을 때 시스템에 새로운 에어로졸 생성 재료를 편리하게 제공할 수 있다. 이는 본 명세서에서 재충전 디바이스, 재충전 유닛, 재충전 스테이션, 또는 단순히 도크로 지칭되는 장치의 제공에 의해, 자동으로 수행되는 것이 제안된다. 재충전 디바이스는 에어로졸 제공 시스템, 또는 더 편리하게는, 비어 있거나 부분적으로만 가득 찬 저장 영역과 에어로졸 생성 재료를 유지하는 더 큰 저장소를 갖는 에어로졸 제공 시스템으로부터의 물품을 수용하도록 구성된다. 더 큰 저장소와 저장 영역 사이에 유체 연통 흐름 경로가 확립되고, 재충전 디바이스의 제어기는 에어로졸 생성 재료를 재충전 디바이스의 더 큰 저장소로부터 저장 영역으로 흐름 경로를 따라 이동시키도록 작동 가능한 이송 기구(또는 배열체)를 제어한다. 이송 기구는 재충전 디바이스에 대한 사용자의 재충전 요청 입력에 응답하여 활성화되거나, 또는 제어기에 의해 검출된 재충전 디바이스의 특정 상태 또는 조건에 응답하여 자동으로 활성화될 수 있다. 예를 들어, 물품 및 더 큰 저장소가 모두 재충전 유닛 내부에 올바르게 포지셔닝되거나 다른 방식으로 재충전 유닛에 결합되어 있는 경우, 재충전이 수행될 수 있다. 저장 영역이 원하는 양의 에어로졸 생성 재료로 보충되면(예를 들어 저장 영역이 충전되거나 또는 사용자에 의해 지정된 양의 재료가 물품에 이송된 경우), 이송 기구가 비활성화되고, 이송이 중단된다. 대안적으로, 이송 기구는 저장 영역의 용량과 일치하는 고정된 양과 같이, 제어기에 의한 활성화에 반응하여 고정된 양의 에어로졸 생성 재료를 자동으로 분배하도록 구성될 수 있다.
도 10은 예시적인 재충전 디바이스의 고도로 개략적인 도면을 도시한다. 재충전 디바이스는 다양한 요소들과 이들 간의 관계를 예시하기 위해 단순화된 형태로만 도시되어 있다. 본 개시내용과 연관된 요소들 중 하나 이상의 요소의 보다 구체적인 특징들이 아래에서 보다 상세하게 설명될 것이다.
재충전 디바이스(150)는 편의상 이하에서는 "도크"로 지칭될 것이다. 이 용어는 사용 중에 재충전 디바이스에 저장소와 물품이 수용되거나 "도킹"되기 때문에 적용될 수 있다. 도크(150)는 외부 하우징(152)을 포함한다. 도크(150)는 (이러한 옵션들이 배제되는 것은 아니지만, 휴대용 디바이스 또는 상업용 디바이스가 아닌) 가정이나 직장에서 물품들의 재충전에 유용할 것으로 예상된다. 따라서, 예를 들어 금속, 플라스틱 또는 유리로 이루어진 외부 하우징은 예를 들어 선반, 책상, 테이블 또는 카운터 상에서, 영구적이고 편리하게 접근하기에 적합하게 하도록 보기 좋은 외부 외관을 갖도록 설계될 수 있다. 이것은 본 명세서에 설명된 다양한 요소들을 수용하기에 적합한 임의의 크기일 수 있으며, 예를 들어 약 10 cm 내지 20 cm의 치수들을 갖지만, 더 작거나 큰 크기들이 바람직할 수 있다. 하우징(150) 내부에는 2 개의 캐비티들 또는 포트들(154, 156)이 정의되어 있다.
제1 포트(154)는 재충전 저장소(140)를 수용하고 인터페이스하도록 형상 및 치수가 지정된다. 제1 또는 재충전 저장소 포트(154)는 재충전 저장소(140)와 도크(150) 사이의 인터페이스를 가능하게 하도록 구성되므로, 재충전 저장소 인터페이스라고 대안적으로 지칭될 수도 있다. 주로, 재충전 저장소 인터페이스는 에어로졸 생성 재료를 재충전 저장소(140) 밖으로 이동시키기 위한 것이지만, 아래에 설명되는 바와 같이, 일부 경우들에서, 인터페이스는 재충전 저장소(140)와 도크(150) 사이의 통신 및 재충전 저장소(140)의 특성들 및 특징들의 결정을 위한 전기적 접촉부들 및 감지 기능들과 같은 추가 기능들을 가능하게 할 수 있다.
재충전 저장소(140)는 에어로졸 생성 재료(142)를 유지하기 위한 저장 공간을 정의하는 벽 또는 하우징(141)을 포함한다. 저장 영역의 체적은 도크(150)에서 재충전되도록 의도되는 물품(130)의 저장 영역/저장소(103)의 여러 배 또는 몇 배를 수용할 수 있을 만큼 충분히 크다. 따라서, 사용자는 그들의 선호하는 에어로졸 생성 재료(향미, 강도, 브랜드 등)로 충전된 저장소(140)를 구입하여, 이를 물품(130)을 다수 회 재충전하는 데 사용할 수 있다. 사용자는 물품 재충전 시 편리한 선택을 이용 가능하게 할 수 있도록 상이한 에어로졸 생성 재료들의 여러 개의 저장소들(140)을 획득할 수 있다. 재충전 저장소(140)는 에어로졸 생성 재료(142)가 재충전 저장소(140)로부터 빠져나갈 수 있는 출구 오리피스 또는 개구부(144)를 포함한다.
제2 포트(156)는 물품(130)을 수용하고 물품과 인터페이스할 수 있도록 형상 및 치수가 지정되어 있다. 제2 또는 물품 포트(156)는 물품(130)과 도크(150) 사이의 인터페이스를 가능하게 하도록 구성되므로, 물품 인터페이스라고 대안적으로 부를 수도 있다. 주로, 물품 인터페이스는 에어로졸 생성 재료를 물품(130)으로 수용하기 위한 것이지만, 일부 경우들에서, 인터페이스는 물품(130)과 도크(150) 사이의 통신 및 저장소(130)의 특성들 및 특징들의 결정을 위한 전기 접촉부들 및 감지 기능들과 같은 추가 기능들을 가능하게 할 수 있다.
물품(130) 자체는 벽 또는 하우징(131)을 포함하며, 그 내부에는 에어로졸 생성 재료를 유지하기 위한 저장 영역(103)을 갖는다(그러나 벽(131) 내의 모든 공간을 차지하지는 않을 수도 있음). 저장 영역(103)의 체적은 재충전 저장소(140)의 체적보다 여러 배 또는 몇 배 더 작기 때문에, 물품(130)은 단일 재충전 저장소(140)에서 다수 회 재충전될 수 있다. 또한, 물품(130)은 에어로졸 생성 재료가 저장 영역(103)으로 유입될 수 있는 입구 오리피스 또는 개구부(132)를 포함한다. 도 9와 관련하여 위에서 논의된 바와 같이, 다양한 다른 요소들이 물품(130)에 포함될 수 있다.
하우징은 또한 유체 도관(158)을 수용하는데, 이 유체 도관은 재충전 저장소(140)와 물품(130)의 저장 영역(103)이 유체 연통으로 배치되게 하는 통로 또는 흐름 경로로서, 재충전 저장소(140)와 물품(130)이 모두 도크(150) 내에 정확하게 포지셔닝될 때 에어로졸 생성 재료가 재충전 저장소(140)로부터 물품(130)으로 이동할 수 있도록 한다. 재충전 저장소(140)와 물품(130)을 도크(150)에 배치하면, 유체 도관(158)이 저장소(140)의 출구 오리피스(144)와 물품(130)의 입구 오리피스(132) 사이에 연결되도록 이들을 로케이팅하고 맞물리게 한다. 일부 예들에서, 유체 도관(158)의 전부 또는 일부는 재충전 저장소(140) 및 물품(130)의 부분들에 의해 형성될 수 있으므로, 유체 도관은 재충전 저장소(140) 및/또는 물품(130)이 도크(150)에 배치될 때에만 생성 및 정의된다. 다른 경우들에서, 유체 도관(158)은, 각각의 단부에 개개의 오리피스들이 맞물리는 도크(150)의 하우징(152) 내에 정의된 흐름 경로일 수 있다.
저장소 포트(154) 및 물품 포트(156)에 대한 접근은 임의의 편리한 수단을 통해 이루어질 수 있다. 도크(150)의 하우징(152)에는 구멍들이 제공될 수 있으며, 이를 통해 재충전 저장소(140) 및 물품(130)을 배치하거나 밀어 넣을 수 있다. 재충전 저장소(140) 및/또는 물품(130)은 개개의 구멍들 내에 완전히 포함될 수 있거나, 또는 재충전 저장소(140) 및/또는 물품(130)의 일부가 개개의 포트들(154, 156)로부터 돌출되도록 부분적으로 포함될 수 있다. 일부 경우들에서, 먼지 또는 다른 오염물질들이 구멍들로 유입되는 것을 방지하기 위해 구멍들을 덮는 도어들 등이 포함될 수 있다. 재충전 저장소(140) 및/또는 물품(130)이 포트들(154, 165)에 완전히 포함되는 경우, 도어들 등은 재충전이 이루어지도록 하기 위해 폐쇄된 상태로 배치되어야 할 수 있다. 도어들, 해치들 및 다른 힌지식 커버링들, 또는 서랍들 또는 트레이들과 같은 슬라이딩 액세스 요소들은 재충전 저장소(140) 또는 물품(130)을 수용 및 유지하는 형상의 트랙들, 슬롯들 또는 오목부들을 포함할 수 있으며, 도어 등이 폐쇄될 때 재충전 저장소(140) 또는 물품(130)을 하우징(152) 내부로 적절한 정렬 상태로 가져온다. 대안적으로, 도크(150)의 하우징은 물품(130) 또는 재충전 저장소(140)가 삽입될 수 있는 오목부된 부분들을 포함하도록 형상화될 수 있다. 이러한 및 다른 대안들은 당업자에게 명백할 것이며, 본 개시내용의 범위에 영향을 미치지 않는다.
도크(150)는 또한 에어로졸 생성 재료 이송 기구, 배열체, 또는 장치(153)를 포함하며, 이는 재충전 저장소(140)로부터, 도관(158)을 따라, 물품(130) 내로 유체를 이동시키거나 또는 유체의 이동을 유발하도록 작동할 수 있다. 이송 기구(153)에 대해 다양한 옵션들이 고려되지만, 예로서, 이송 기구(153)는 연동 펌프와 같은 유체 펌프를 포함할 수 있다.
제어기(155)도 도크(150)에 포함되며, 이 제어기는 도크(150)의 구성요소들을 제어하고, 특히 이송 기구(153)를 작동시키기 위한 제어 신호들을 생성 및 전송하기 위해 작동될 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 이는 하우징(152) 상의 버튼 또는 스위치(도시되지 않음)의 작동과 같은 사용자 입력에 응답하거나, 또는 재충전 저장소(140) 및 물품(130)이 모두 개개의 포트들(154, 156) 내에 존재하는 것으로 검출되는 것에 응답하여 자동으로 이루어질 수 있다. 따라서, 제어기(155)는 이송 기구(153)를 작동하기 위한 제어 신호들의 생성에 사용될 수 있는 포트들 및/또는 재충전 저장소(140) 및 물품(130)으로부터 데이터를 획득하기 위해 포트들(154, 156)의 접촉부들 및/또는 센서들(도시되지 않음)과 통신할 수 있다. 제어기(155)는 마이크로제어기, 마이크로프로세서, 또는 바람직한 회로부, 하드웨어, 펌웨어 또는 소프트웨어의 임의의 구성을 포함할 수 있다; 다양한 옵션들이 당업자에게 명백할 것이다.
마지막으로, 도크(150)는 제어기(153)에 전기 전력을 제공하기 위한 전력 소스(157), 및 센서들, 스위치들, 버튼들 또는 터치 패널들과 같은 사용자 입력들, 및, 존재하는 경우, 도크의 작동 및 상태에 대한 정보를 사용자에게 전달하기 위한 발광 다이오드들 및/또는 디스플레이 스크린들과 같은 디스플레이 요소들과 같은, 도크에 포함될 수 있는 임의의 다른 전기 구성요소들을 포함한다. 또한, 이송 기구는 전기적으로 구동될 수 있다. 도크(150)는 집 또는 사무실에 영구적인 로케이션을 위한 것일 수 있기 때문에, 전력 소스(157)는 도크(150)가 주 전기에 "플러그인"될 수 있도록 전기 주 케이블을 도크(150)에 연결하기 위한 소켓을 포함할 수 있다. 주 전기를 도크(150)에 대한 적절한 작동 전기 공급으로 변환하기 위한 임의의 적절한 전기 변환기는 주 케이블 상에 또는 도크(50) 내에 제공될 수 있다. 대안적으로, 전력 소스(157)는 교체 가능하거나 재충전 가능한 하나 이상의 배터리들을 포함할 수 있으며, 후자의 경우, 도크(150)는 도크 내에 하우징된 동안 배터리 또는 배터리들을 재충전하도록 적응된 충전 케이블용 소켓 연결부를 포함할 수도 있다.
이제 재충전의 제어와 연관된 추가의 세부사항들을 설명할 것이다. 위에서 설명된 바와 같이, 유체 도관은 저장소(140) 및 물품(130)의 부분들에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 형성될 수 있다. 특히, 유체 도관(158)의 예시적인 배열은 재충전 저장소(140)로부터 유체 에어로졸 생성 재료가 분배되는 노즐이다. 노즐은 도크(150)의 요소로서 제공될 수 있으며, 재충전 저장소(140)가 도크에 설치될 때 재충전 저장소(140)의 출구 오리피스가 노즐의 제1 단부에 결합되도록 할 수 있다. 대안적으로, 노즐은 출구 오리피스를 제공하기 위해 재충전 저장소(140)의 일체형 부분으로 구현될 수 있다. 이렇게 하면 노즐이 특정 저장소 및 그 내용물들에만 연관되므로, 동일한 노즐과 상이한 에어로졸 생성 재료의 저장소들을 사용할 때 발생할 수 있는 임의의 교차 오염을 피할 수 있다. 노즐은 저장소로부터 물품으로 유체 이송을 가능하게 하기 위해 물품(130)의 입구 오리피스에 맞물려 있다. 맞물림은 예를 들어 둘 모두가 도크에 설치된 경우, 물품이 재충전 저장소 쪽으로 이동하거나 그 반대로 이동함으로써 달성될 수 있다.
도 11은 저장소로부터 재충전하도록 배열된 물품의 개략도를 도시한 것으로서, 저장소와 물품 모두 재충전 도크(도시되지 않음)의 적절한 인터페이스들에 수용된다. 소스 액체(142)를 포함하는 재충전 저장소(140)는 출구 오리피스로서 배열된 노즐(160)을 가지며, 노즐(160)의 제1 단부 또는 근위 단부(161)는 재충전 저장소(140)에 인접한다. 노즐은 예를 들어, 플라스틱 재료의 몰딩 또는 3D 프린팅에 의해 재충전 저장소(140)와 일체형으로 형성될 수 있다. 이는 노즐(160)과 재충전 저장소(140)의 하우징(141) 사이에 누출이 없는 접합부를 보장한다. 대안적으로, 두 개의 부품들을 별도로 형성한 후, 예를 들어 용접, 접착제, 나사-나사산 또는 푸시-핏 커플링, 또는 다른 접근 방식에 의해 나중에 결합할 수도 있다. 노즐(160)은 관형의 세장형 형상을 가지며, 제1 단부(161)로부터, 유체 분배 지점으로서 역할을 하는 재충전 저장소(140)로부터 멀리 떨어진 제2 또는 원위 단부(162)까지 연장된다. 유체는 예를 들어, 근위 단부(161) 또는 그 부근의 밸브(도시되지 않음)에 의해 저장소에 보유되며, 이 밸브는 물품(130)으로의 유체 이송이 시작될 때 개방된다. 다른 경우들에서, 예를 들어 노즐(160)의 보어가 충분히 작은 경우, 표면 장력이 유체를 보유하기에 충분할 수 있다. 원위 단부(162)는 물품(130)의 입구 오리피스(132)에 삽입되거나 또는 다른 방식으로 맞물리며, 이 예에서는 물품(130)의 저장 영역(103)으로 직접 연장된다. 다른 예들에서는, 입구 오리피스(132)를 저장 영역(103)의 내부에 연결하는 튜빙, 배관 또는 일부 다른 유체 흐름 경로가 있을 수 있다. 사용 시, 소스 액체(142)는, 물품(130)을 액체 에어로졸 생성 재료로 재충전하기 위해, 노즐의 유체 출구에 도달하고 저장 영역(103)으로 유입되는, 근위 단부(161)로부터 원위 단부(162)까지 노즐(160)(유체 도관으로 작용함)에 의해 정의되는 유체 채널을 따라, 도크(150)의 유체 이송 기구(153)를 사용하여 재충전 저장소(140) 밖으로 이동된다.
도 11은 예시적인 배열만을 도시한 것으로서, 재충전 저장소의 출구 오리피스는 노즐이 아닌 다른 형태로 구성될 수 있으며, 위에서 언급된 바와 같이, 재충전 도크를 사용하여 물품의 재충전을 가능하게 하는 유체 도관은 저장소와 물품의 부분들을 포함할 수 있거나 또는 포함하지 않을 수도 있다. 그러나, 일반적으로, 물품의 입구 오리피스는 유체 도관과 맞물리도록 구성되어, 저장소의 유체가 유체 도관으로부터 물품의 저장 영역으로 배출될 수 있다. 유체 도관과의 맞물림은 물품이 재충전 도크의 물품 포트에 삽입된 후 물품과 유체 도관의 단부(예를 들어, 노즐의 원위 단부) 사이의 상대적인 이동에 의해 달성될 수 있다.
따라서, 재충전 디바이스/도크(150)는 재충전 저장소(140)로부터 물품(130)의 저장소(103)로 에어로졸 생성 재료(소스 액체(142))를 공급하여 물품(130)의 저장소(103)를 재충전 또는 보충할 수 있도록 구성된다. 위에서 언급된 바와 같이, 재충전 프로세스는 재충전 디바이스(150)의 제어기(155)에 의해 제어되며, 에어로졸 생성 재료(소스 액체)를 재충전 저장소(140)로부터 물품(130)으로 이동을 시작하도록 하기 위한 제어 신호들의 생성 및 이송 기구(153)로의 송신을 포함한다. 도크/재충전 디바이스는 물품 내의 에어로졸 생성 재료(소스 액체)의 양을 검출하도록 구성된 기구(이하, 일반적으로 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부로 표시됨)를 포함할 수 있다. 재충전 디바이스/도크(150)는 물품(130) 내에서 검출된 에어로졸 생성 재료(소스 액체)의 양을 사용하여 그에 따라 물품(130)을 재충전한다.
그러나, 물품(130)의 과충전 또는 과소 충전을 방지하기 위해 물품(130)의 정확한 재충전이 요구되는데, 전자는 잠재적으로 저장소/저장 영역의 압력을 증가시켜, 누출들 및 유출들의 기회를 증가시키고, 후자는 물품이 더 빨리 다시 비게 되어 더 자주 재충전 동작들을 수행해야 하므로 나쁜 사용자 경험으로 이어질 수 있다. 따라서, 본 개시내용에 따르면, 재충전 디바이스는 물품으로부터 기준 값(또는 값들)을 획득하여 물품을 정확하게 재충전하도록 구성되며, 여기서 기준 값은 물품 내의 에어로졸 생성 재료의 양을 정확하게 결정하고 그에 따라 재충전 프로세스를 후속적으로 제어하는 프로세스에서 사용된다.
도 12는 물품 포트(156)를 중심으로 한 도크(150)의 단면을 개략적으로 도시한다. 도 12의 도크(150)는 도 10에 도시된 도크를 기반으로 하며, 유사한 구성요소들은 유사한 참조 기호들로 표시된다. 일부 구성요소들은 명확성을 위해 생략한다.
도 12는 물품 포트(156)에 포지셔닝된 물품(130)을 도시하며, 이 구현에서, 물품(130)은 물품 포트(156) 내에 완전히 포함된다. 물품(130)은 물품(130)이 물품 포트(156) 내에 포함될 때 저장소(103)도 물품 포트(156) 내에 완전히 포함되도록 포지셔닝된다. 이전과 같이, 물품(130)은 에어로졸 생성 재료가 예를 들어, 위에서 설명된 바와 같이 입구 오리피스(132)를 통해 물품(130)으로 이송될 수 있는 방식으로 도킹된다.
도크(150)는 물품(130) 내에서 에어로졸 생성 재료의 양을 감지하도록 구성된 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부를 포함한다. 도 12에서, 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부는 물품 포트(156)의 양 측면에 포지셔닝된 한 쌍의 커패시터 플레이트들(159)을 포함한다. 따라서, 물품(130)이 물품 포트(156) 내에 포지셔닝될 때, 물품(130)은 한 쌍의 커패시터 플레이트들(159) 사이에 로케이팅된다. 이와 관련하여, 2 개의 커패시터 플레이트들 사이에서 측정된 커패시턴스는, 부분적으로, 커패시터 플레이트들 사이의 재료(달리 유전체라고도 함)의 함수이다. 보다 구체적으로, 한 쌍의 병렬 커패시터 플레이트들에 대한 커패시턴스(C)는 수학적으로 C = ε (A / d)로 표현될 수 있으며, 여기서 A는 커패시터들의 플레이트들의 중첩되는 면적이고, d는 커패시터 플레이트들 사이의 거리이고, ε는 커패시터 플레이트들 사이의 유전체의 유전율이다. 예를 들어, 물품 포트(156)의 커패시터 플레이트들(159) 사이의 재료가 물품(103)의 저장소(103) 내의 소스 액체의 양의 함수로서 변화함에 따라, 측정된 커패시턴스도 변화한다. 저장소(103)에 에어로졸 생성 재료가 비어 있는 경우, 커패시터 플레이트들(159)의 커패시턴스의 값은, 부분적으로 빈 저장소(103)를 점유하는 공기의 유전체 값(ε)에 의존하여 존재한다. 저장소가 에어로졸 생성 재료로 충전되면, 커패시터 플레이트들(159) 사이의 공간은 공기와 상이한 유전 상수를 갖는 에어로졸 생성 재료에 의해 점유된다. 따라서, 커패시턴스 플레이트들에 의해 측정된 커패시턴스는 가득 찬 저장 영역과 비어 있는 저장 영역, 그리고, 실제로, 비어 있는 것과 가득 찬 것 사이에 있는 에어로졸 생성 재료의 임의의 양에 대해 상이하다. 커패시터 플레이트들(159)의 중첩되는 면적(A) 및 커패시터 플레이트들(159) 사이의 거리(d)가 주어진 도크(150)에 대해 변하지 않는다는 가정 하에, 커패시터 플레이트들(159) 사이에서 측정된 커패시턴스는 물품(130) 내의 에어로졸 생성 재료/소스 액체의 양의 표시로서 역할을 한다.
도 12에 도시된 바와 같이, 커패시터 플레이트들(159)은 적절한 배선을 통해 제어기(155)에 결합된다. 제어기(155)는 한 쌍의 커패시터 플레이트들(159)에 걸쳐 진동 전압의 인가를 유발하도록 구성되며, 이는 커패시터 플레이트들을 통해 전류 흐름을 생성하고, 이는 차례로 적절하고 공지된 방식으로 제어기(155)에 의해 검출될 수 있다. 제어기(155)는, 예를 들어, 적절한 룩업 테이블 또는 교정 곡선을 사용하여 해당 측정을 에어로졸 생성 재료의 양에 대한 표시로 변환함으로써, 해당 측정으로부터, 그에 상응하게 물품(130) 내의 에어로졸 생성 재료의 양에 대한 표시를 결정할 수 있다.
도 12에서, 커패시터 플레이트들(159)은, 물품(130)이 물품 포트(156)와 맞물릴 때 저장소(103)의 전체 높이가 커패시터 플레이트들(159) 사이에 로케이팅되도록 대략 저장소(103)의 높이만큼 연장되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 다른 구현들에서, 커패시터 플레이트들(159)은 상이한 높이들, 예를 들어, 저장소(103)의 높이보다 낮은 높이로 연장될 수 있다. 그러나, 커패시터 플레이트들이 적어도 저장소(103)의 높이만큼 연장되도록 보장함으로써, 도크(150)는 물품(130)이 비어 있고 및/또는 가득 차 있는 시기를 결정할 수 있다. 다른 구현들에서, 복수의 쌍들의 커패시터 플레이트들이 도크(150)에 제공될 수 있으며, 이에 따라 각각의 쌍의 커패시터 플레이트들은 물품 포트(156)의 높이를 따라 상이한 높이로 포지셔닝될 수 있다. 이러한 구현들에서, 각각의 쌍의 커패시터들은 커패시터 플레이트들의 쌍 사이에 공기가 존재할 때의 커패시턴스 값과 커패시터 플레이트들 사이에 소스 액체가 존재할 때의 커패시턴스 값에서 전환하는 레벨 검출기로서 작용할 수 있다. 커패시터 플레이트들의 다른 배열들도 본 개시내용의 원리들 내에서 고려될 수 있다.
본 개시내용의 원리들에 따르면, 도크(150)(또는 보다 구체적으로 그 제어기(155))는 물품(130)으로부터 기준 값을 수신하도록 구성된다. 기준 값은 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부와 연관된 물품(130)의 특성을 나타내는 값이다. 보다 구체적으로, 기준 값은 주어진 물품(130)에 특정한 값을 나타내며, 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부로부터의 출력을 교정/조정/수정하여 물품(130) 내의 에어로졸 생성 재료의 양에 대한 보다 정확한 판독을 제공하기 위해 제어기(155)에 의해 사용될 수 있다.
도 12의 예에서, 기준 값은 물품(130)과 연관된 커패시턴스 값을 포함하거나 또는 이러한 커패시턴스 값이다. 위에서 언급된 바와 같이, 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부로서 커패시터 플레이트들(159)을 사용하는 경우, 측정된 커패시턴스는 부분적으로 커패시터 플레이트들 사이의 유전율(ε)에 의존한다. 물품 포트(156)에 물품(130)이 존재하지 않는 경우, 커패시터 플레이트들 사이의 유전율(ε)은 공기의 유전율이다. 그러나, 물품(130)이 커패시터 플레이트들(159) 사이에 배치되는 경우(또는 다른 말로, 물품(130)이 물품 포트(156) 내에 로케이팅되는 경우), 유전율(ε)은 이제 커패시터 플레이트들(159) 사이에 로케이팅된 다양한 재료들의 유전율의 일부 조합이며, 이 재료들은 물품의 하우징(131) 및/또는 입구 오리피스(132)를 형성하는 재료뿐만 아니라, 물품의 저장소(103)에 유지되는 재료(들)(공기 및 소스 액체의 일부 혼합물일 수 있음)를 포함할 수 있다. 실제 유전율(ε)은 이러한 재료들의 상대적인 양들에 기초하여 커패시터 플레이트들(159) 사이에 포지셔닝된 다양한 재료들의 유전율들의 가중 평균으로 간주될 수 있다.
따라서, 예를 들어, 제조 공차들, 물품의 하우징(131)에 사용되는 재료의 순도/조성의 변동들, 임의의 제조 결함들 등에 기초하여 도크(150)의 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부에 의해 측정될 때 상이한 물품들(130)(저장소(103)의 내용물들은 배제함)은 상이한 커패시턴스 값들을 가질 수 있다. 따라서, 겉보기에 동일한 2 개의 물품들(130)은, 실제로는, 주어진 도크(150)의 커패시터 플레이트들(159)을 사용하여 측정될 때 상당히 상이한 커패시턴스 값들을 생성할 수 있다(저장소(103)의 내용물들은 배제함).
따라서, 본 개시내용에 따르면, 제어기(155)는 표준(또는 다소 일관된) 조건들에서 측정된 것으로서 물품(130)과 연관된 커패시턴스를 나타내는 기준 값을 물품(130)으로부터 수신하며, 여기서 기준 값은 미리 획득된다. 예를 들어, 물품(130)의 제조 동안, 물품(130)은 커패시터 플레이트들(159)과 유사한 한 쌍의 커패시터 플레이트들을 포함할 수 있는 테스트 리그(rig)에 배치될 수 있다. 테스트 리그는 테스트 리그의 커패시터 플레이트들에 고정된 진동 전압(즉, 2 개의 고정된 값들 사이에서 진동하는 전압)을 가하고, 결과적인 커패시턴스 값을 측정할 수 있다. 물품(130)은 비어 있거나(즉, 임의의 에어로졸 생성 재료가 전혀 없는 상태), 또는 측정을 획득하기 전에 미리 정의된 양의 에어로졸 생성 재료(예를 들어, 2 ml의 소스 액체)가 내부에 배치되어 있을 수 있다. 측정된 커패시턴스 값 또는 측정된 커패시턴스를 나타내는 값(예컨대, 유도된 유전율)은 기록되고, 기준 값으로서 물품(130)에 제공된다. 물품(130)이 도크(150)에 결합되면, 제어기(155)는 물품(130)으로부터 기준 값을 수신하고, 기준 값을 사용하여 도크의 커패시터 플레이트들(159)을 사용하여 획득된 측정된 커패시턴스 값을 보상하거나 보정한다.
예를 들어, 수학적으로, 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부에 의해 획득된 측정된 커패시턴스(Cm)는 물품의 커패시턴스(Ca)에 에어로졸 생성 재료의 커패시턴스(Cagm)(또는 더 정확하게는 저장소(103) 내의 에어로졸 생성 재료와 공기의 커패시턴스)를 더한 값으로 표현될 수 있다; 즉, 다음과 같다,
Cm = Ca + Cagm.
일 예에서, 기준 값이 (예를 들어, 물품(130)의 제조 중 테스트 리그를 사용하여) 미리 획득된 빈 물품(130)의 측정된 커패시턴스라고 가정하면, 제어기(155)는 측정된 커패시턴스 값(Cm)에서 기준 값(Ca)을 빼서 저장소(103) 내의 에어로졸 생성 재료의 존재로부터 발생하는 측정된 커패시턴스의 성분의 표시를 획득하도록 구성된다. 보다 일반적으로, 기준 값은 물품(130)에 특정한 값(예를 들어, Ca)에 기초하여 임의의 물품의 측정된 커패시턴스와 임의의 물품의 에어로졸 생성 재료의 양 사이의 기본 매핑을 수정하는 데 사용된다(예를 들어, Cm = Cagm).
이 예에서, 기준 값(Ca)은 빈 저장소(103)를 고려하여, 저장소(103)에 에어로졸 생성 재료가 존재하지 않을 때, 측정된 커패시턴스 값(Cm)은 기준 커패시턴스 값(Ca)과 동일하다. 위의 식은 본 개시내용의 원리들을 예시하기 위한 예일 뿐이며, 제조 중에 물품(130)의 커패시턴스를 획득하는 조건들에 따라, 제어기(155)가 측정된 커패시턴스를 보정하는 방식은 도시한 것과 상이할 수 있다.
도 13은 임의의 단위들(y-축)로 표시된 도크(150)의 커패시터 플레이트들(159)에 의해 측정된 커패시턴스 대 임의의 단위들(x-축)로 표시된 물품(130)의 저장소(103)에 포함된 소스 액체의 양의 플롯을 표시하는 그래프이다. 이 플롯은 단지 측정된 커패시턴스와 소스 액체의 양 사이의 관계의 예로서 도시되며, 구체적인 예를 나타내는 것으로 간주되어서는 안 되며, 오히려 본 개시내용의 양태들을 설명하기 위해 제공된다.
도 13에는, 커패시턴스가 물품(130)이 비어 있는 초기 값(CE)(즉, 저장소에 소스 액체가 포함되어 있지 않은 경우)으로부터 물품(130)이 가득 찬 최종 값(CF)(즉, 저장소에 소스 액체의 최대 허용량이 포함되어 있는 경우)까지 물품 내의 소스 재료의 양에 따라 변화하는 것이 도시되어 있다. 이와 관련하여, 물품(130)의 "가득 찬" 상태는 반드시 저장소(103)가 소스 액체로 완전히 충전되는 것을 의미하는 것은 아니며, 미리 정의된 양의 소스 액체, 예를 들어 2 ml가 물품의 저장소(103) 내에 있는 상황도 포함할 수 있음을 인식해야 한다. 도 13은 측정된 커패시턴스 값과 저장소 내의 소스 액체의 양 사이의 대략 선형 관계를 도시하며, 소스 액체의 양이 증가함에 따라 커패시턴스가 증가한다. 따라서, 빈 물품이 도크(150)에 결합되어 있다고 가정하면, 도크(150)가 물품(130)을 재충전함에 따라, 도크(150)의 커패시터 플레이트들(159)에 의해 측정된 커패시턴스는 저장소(103)의 소스 액체가 증가함에 따라 증가하게 된다.
도 14는 도 13과 유사한 그래프이지만, 초기 값(CE1)에서 시작하는 커패시턴스와 초기 값(CE2)에서 시작하는 커패시턴스의 2 개의 커패시턴스 플롯들을 도시한다. 플롯들에는 ACTUAL 및 DEFAULT로 표시되어 있으며, 본 개시내용의 원리들을 강조하도록 의도된다. DEFAULT 플롯은 "비어 있는" 물품(130)을 나타내는 초기 값(CE2)에서 시작하여 소스 액체의 양에 따라 증가하는 커패시턴스의 변동을 도시한다. DEFAULT 플롯은 본 개시내용의 원리들에 따라 설명된 기준 값이 없을 때 측정된 커패시턴스와 물품(130)의 소스 액체의 양 사이의 관계를 나타내는 것으로 간주될 수 있다. 즉, 물품(130)의 존재 하에서 단순히 커패시터 플레이트들(159)의 커패시턴스를 측정함으로써 물품(130) 내의 소스 액체의 양을 결정하도록 구성된 도크(150)는 DEFAULT라고 표시된 플롯에 의해 도시된 바와 같은 관계를 이용할 수 있다. 도크(150)는 임의의 추가 입력이 없는 경우 이 DEFAULT 관계를 사용하도록 프로그래밍될 수 있다. 반대로, ACTUAL로 표시된 플롯은 측정된 커패시턴스와 물품(130)의 소스 액체의 양 사이의 실제(또는 정확한) 관계를 나타내는 것으로 간주될 수 있다. 이 예에서 두 개의 플롯들은 모두 동일한 선형 관계를 따른다.
도 14는 예를 들어 도크(150)의 물품 포트(156)에 결합되는 물품(130)에 대한 응답으로, 도크(150)의 커패시터 플레이트들(159)에 의해 획득될 수 있는 예시적인 커패시턴스 값을 나타내는 측정된 커패시턴스 값(CMEASURED)을 나타낸다. 도 14에 도시된 바와 같이, 측정된 커패시턴스 값인 CMEASURED는 커패시턴스에 대한 DEFAULT 및 ACTUAL 플롯들 모두에 있으며, 이는 포인트들(A1 및 A2)에 의해 도시된다. 2 개의 포인트들(A1 및 A2)은 물품(130)의 저장소(103) 내의 상이한 양의 소스 액체를 나타낸다. 도크(150)가 DEFAULT 플롯에 도시된 관계를 사용하여 물품(130)의 저장소(103) 내의 소스 액체의 양을 결정하도록 구성된 경우, 도 14로부터, 저장소에 포함된 소스 액체의 실제 양은 양(A2)이 양(A1)보다 작기 때문에 과소평가될 것임이 분명하다.
따라서, 물품(130)에 포함된 소스 액체의 양의 보다 정확한 결정을 제공하기 위해, 물품(130)은 물품(130)의 커패시턴스와 연관된 특성을 나타내는 기준 값을 제어기(155)에 제공한다. 예를 들어, 기준 값은 값(CE1)일 수 있으며, 이는, 제어기(155)에 의해 획득될 때, 제어기는 값(CE1)을 고정된 알려진 선형 관계에 대한 초기 값으로 사용하여 저장소(103) 내의 소스 액체의 양을 결정하는 데 사용되는 실제 관계(즉, ACTUAL로 표시된 플롯)를 결정할 수 있거나, 또는 대안적으로 기준 값은 DEFAULT 플롯과 ACTUAL 플롯 간의 차이(즉, CE2 - CE1)일 수 있으며, 따라서 제어기(155)는 측정된 커패시턴스 값에 그 차이를 더하거나 빼서 조정된 측정된 커패시턴스 값을 제공할 수 있다. 다시 말하지만, 제어기(155)는 수신된 기준 값을 사용하여 임의의 물품의 측정된 커패시턴스와 임의의 물품의 에어로졸 생성 재료의 양 사이의 기본 매핑을 수정하여, 측정된 커패시턴스와 실제 물품(130)의 에어로졸 생성 재료의 양 사이의 실제 관계에 더 가까운 수정된 매핑을 제공할 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 도크(150)를 위한 제어기(155)를 제공하면 물품(130)을 보다 정확하게 재충전할 수 있다. 예를 들어, 제어기(155)가 물품의 저장소(103)를 가득 찬 상태로 만들기 위해 이송할 에어로졸 생성 재료의 양을 결정하도록 구성된 경우, 수정된 매핑에 기초하여, 제어기(155)는 이 에어로졸 생성 재료의 양을 정확하게 계산할 수 있다. 도 14는, DEFAULT 플롯의 경우, 측정된 커패시턴스인 CMEASURED를 기초로 하여, 저장소(103)를 충전하는 데 필요한 소스 액체의 양이 ΔSL2임을 도시한다. 반대로, ACTUAL 플롯의 경우, 측정된 커패시턴스인 CMEASURED를 기초로 하여, 저장소(103)를 충전하는 데 필요한 소스 액체의 양은 ΔSL1이며, 이는 양(ΔSL2)보다 훨씬 적은 양인 것으로 볼 수 있다. 따라서, 제어기(155)가 이송 기구(153)가 저장소(103)를 충전하는 데 필요한 양의 소스 액체를 전달하도록 하고, 소스 액체의 양이 전달되면 이송 기구(153)를 중지하도록 구성된다면, 제어기(155)는 본 개시내용에 설명된 바와 같이 기준 값을 사용하지 않는 경우 양(ΔSL2)이 실제 필요한 양(ΔSL1)보다 크기 때문에 물품(130)이 과충전되게 할 수 있다. 대안적으로, 제어기(155)가 물품이 가득 차 있음을 나타내는 커패시턴스 값(즉, 도크(150)의 커패시터 플레이트들(159)에 의해 감지될 때 물품(130)이 가득 차 있음을 나타내는 예상 커패시턴스 값)을 결정하도록 구성되면, 기준 값에 기초하여, 제어기(155)는 이 에어로졸 생성 재료의 양을 정확하게 계산할 수 있다. 도 14는, DEFAULT 플롯의 경우, 측정된 커패시턴스인 CMEASURED에 기초하여, 가득 찬 저장소(103)를 나타내는 예상 커패시턴스 값은 CF2임을 도시한다. 반대로, ACTUAL 플롯의 경우, 측정된 커패시턴스인 CMEASURED에 기초하여, 가득 찬 저장소(103)를 나타내는 예상 커패시턴스 값은 CF1으로서, CF2보다 훨씬 적은 것으로 볼 수 있다. 따라서, 제어기(155)가 결정된 커패시턴스 값에 도달하고/결정된 커패시턴스 값이 감지되면 이송 기구(153)가 소스 전달을 중지하게 하도록 구성된다면, 제어기(155)는 본 개시내용에 설명된 기준 값을 사용하지 않는 경우 저장소가 가득 찬 것으로 간주된 후까지 커패시턴스 값(CF2)에 도달하지 않기 때문에(커패시턴스 값(CF2)에 전혀 도달할 수도 있는 경우) 물품(130)이 과충전되게 할 수 있다.
따라서, 획득된 기준 값에 기초하여, 제어기(155)는 수정된 매핑을 사용하여 물품(130)에 존재하는 에어로졸 생성 재료의 양을 보다 정확하게 결정할 수 있고, 이로써 물품(130)의 에어로졸 생성 재료의 양의 측정에 달리 영향을 미칠 수 있는 물품들(130) 간의 분산들을 고려할 수 있다. 그 결과, 제어기(155)는 재충전 프로세스를 보다 정확하게 제어할 수 있어, 물품(130)의 과충전 또는 과소 충전의 경우들을 방지하는데 도움이 된다.
위의 예들에서, 커패시턴스와 물품(130)의 저장소 내의 소스 액체의 양 사이의 관계는 고정된 선형 관계에 기초하며, 이는 알려진 공식 y = mx + c를 따를 수 있으며, 여기서 m은 직선의 기울기이고, c는 그래프의 y-축에서 직선의 교점에 대응하는 상수이다. 직선의 기울기인 m이 고정되어 있고 제어기(155)에 알려져 있다고 가정하면, 라인 상의 단일 기준점만 알면 제어기(155)가 해당 라인 상의 임의의 지점을 유추할 수 있기에 충분하다. 즉, 기울기(m)가 알려져 있고 물품들(130) 간에 변하지 않고, c가 물품의 초기 "빈" 커패시턴스에 해당하는 경우(예를 들어, 도 14의 CE1), 임의의 측정된 커패시턴스(CMEASURED)(이는 위의 식에서의 y 파라미터를 취할 것임)에 대해, 제어기(155)는 위의 식에서 x 파라미터를 풀어서 물품(130)의 소스 액체의 양을 계산할 수 있다. 따라서, 이러한 구현들에서, 기준 값에 대한 단일 값은 제어기(155)가 물품(130) 내의 에어로졸 생성 재료의 양을 정확하게 계산할 수 있게 하기에 충분하다. 직선(m)의 기울기는 제어기(155)에 프로그래밍될 수 있거나, 또는 물품이 도크(150)에 결합될 때 물품(130)에 의해 제공될 수도 있다.
그러나, 일부 구현들에서, 제어기(155)가 소스 액체의 양을 정확하게 계산할 수 있도록 하기 위해 다수의 기준 값들이 필요할 수 있다. 이러한 구현들에서, 기준 값이 물품(130)에 전달될 뿐만 아니라, 기준 값이 대응하는 물품 내의 소스 액체의 양에 대한 표시도 전송된다. 예를 들어, 기준 값들은 물품(130)이 비어 있을 때 물품(130)의 커패시턴스 값을 나타내는 초기 커패시턴스 값(CE), 및 물품(130)이 가득 차 있을 때 물품(130)의 커패시턴스 값을 나타내는 최종 커패시턴스 값(CF)일 수 있다.
도 15는 도 14와 유사한 방식으로 물품 내의 커패시턴스 대 소스 액체의 양을 도시하는 그래프이다. 도 15에는, 초기 값(CE1)에서 시작하는 커패시턴스와 초기 값(CE2)에서 시작하는 커패시턴스의 2 개의 커패시턴스 플롯들이 도시되어 있다. 2 개의 플롯들은 상이한 기울기들(즉, 상이한 값들의 m)을 갖는 직선들로 도시된다. 제1 물품(130)가 가득 차 있을 때 측정된 커패시턴스를 나타내는 커패시턴스 값(CF1)과 CE1을 연결하는 선은, 제2 물품(130)이 가득 차 있을 때 측정된 커패시턴스를 나타내는 커패시턴스 값(CF2)과 CE2를 연결하는 선보다 더 가파른 기울기를 갖는다. 이 시나리오에서, 측정된 커패시턴스 값이 어느 직선에 해당하는지 식별하기 위해, 제어기(155)는 물품(130)으로부터 적어도 2 개의 기준 값들, 예를 들어, CE1 및 CF1을 획득한다. 이를 통해 제어기(155)는 도크(150)과 맞물린 물품(130)에 해당하는 직선의 기울기를 효과적으로 계산하거나 도출할 수 있고, 따라서 제어기(155)는 커패시터 플레이트들(159)에 의해 측정된 커패시턴스 값으로부터 물품(130)의 소스 액체량을 정확하게 식별할 수 있다.
반대로, 다른 구현들에서, 기준 값은 측정된 커패시턴스와 에어로졸 생성 재료의 양 사이의 관계를 결정하기 위한 식에 사용될 파라미터들의 표시들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 위의 예로 돌아가서, 선형 관계에 알지 못하는 기울기(m) 및 알지 못하는 절편(c)이 포함되는 경우, 기준 값들은 값들 m 및 c를 포함할 수 있으며, 제어기(155)에 의해 물품(130)으로부터 획득될 수 있다. 이러한 방식으로, 제어기(155)는 특정 물품(130)에 대응하는 관계의 파라미터들에 대한 값들을 획득하여, 기준 값들을 사용하여 에어로졸 생성 재료 양에 대한 측정된 커패시턴스의 수정된 매핑을 제공할 수 있다.
도 13 내지 도 15에 도시된 커패시터 플레이트들(159)에 의해 감지된 커패시턴스와 물품(130)의 저장소(103)에 포함된 소스 액체의 양 사이의 관계들은 본 개시내용의 양태들을 강조하기 위한 관계의 예로서 제공되었음을 인식해야 한다. 일부 구현들에서, 관계는 상이한 형태, 예를 들어, 포물선 곡선과 같은 곡선(y = ax2 + bx + c 식을 따를 수 있음)을 취할 수 있다. 이러한 구현들에서, 제어기(155)는 상이한 충전 레벨들(즉, 상이한 양들의 소스 액체가 내부에 있음)에서 물품(130)에 대한 측정된 커패시턴스를 나타내는 복수의 기준 값들을 획득할 수 있으며, 여기서 기준 값들의 수는 제어기(155)가 예를 들어, 기준 값들 사이에서 외삽함으로써 커패시턴스와 소스 액체의 양 사이의 관계를 확립하거나 또는 파라미터들(a, b 및 c)을 나타내는 값들을 획득하기에 충분할 수 있다. 따라서, 제어기(155)에 복수의 기준 값들이 제공될 때, 제어기(155)는 측정된 커패시턴스와 소스 액체의 양 사이의 관계를 결정하도록 구성된다.
따라서, 대체로, 도크(150)의 제어기(155)는 임의의 물품의 측정된 커패시턴스와 임의의 물품의 에어로졸 생성 재료의 양 사이의 기본 매핑을 수정함으로써, 측정된 커패시턴스와 물품(130)의 저장소(103)에 포함된 소스 액체의 양 사이의 실제 관계를 계산하거나 확립하기 위해 하나 이상의 기준 값들을 사용하도록 구성된다. 제어기(155)는 관계로 미리 프로그래밍되어 있고, 측정되는 특정 물품(130)에 대한 관계를 조정하기 위해 추가 데이터(예컨대, 기준 값(들))를 필요로 하거나, 또는 그 관계가 물품(130)으로부터 도크(150)에 제공되는 추가 데이터(예컨대, 기준 값들)로부터 도출될 수 있다.
다시 도 12로 돌아가서, 도 12는 물품(130)에 대한 하나 이상의 기준 값들을 저장하도록 구성된 데이터 포함 요소(130a)가 제공되는 물품(130)을 도시한다. 물품(130)의 데이터 포함 요소(130a)는, 적어도 도크(150)에 제공된 연관된 데이터 판독기(156a)에 의해 판독될 수 있는 임의의 적합한 데이터 포함 요소(130a)일 수 있다.
데이터 포함 요소(130a)는 전자적으로 판독 가능한 메모리(예컨대, 마이크로칩 등)로서, 예를 들어 전자적으로 판독 가능한 디지털/바이너리(binary) 코드의 형태로, 물품(130)의 기준 값(들)을 포함하는 전자 판독 가능한 메모리일 수 있다. 전자 판독 가능한 메모리는 전자적으로 소거 가능한 프로그래머블 읽기 전용 메모리(EEPROM)와 같은 임의의 적절한 형태의 메모리일 수 있지만, 당면한 애플리케이션에 따라 다른 유형들의 적절한 메모리가 사용될 수 있다. 본 구현에서의 전자 판독 가능한 메모리는, 물품(130)이 전력 소스(예컨대, 도크(150)에 로케이팅된 전력 소스(153) 또는 디바이스(120)에 로케이팅된 전력 소스(107))에 연속적으로 결합되지 않기 때문에, 비-휘발성이다. 그러나, 다른 구현들에서, 전자 판독 가능한 메모리는 휘발성 또는 반-휘발성일 수 있으며, 이 경우에, 물품(130)은 자체 전력 소스를 필요로 할 수 있고, 이는 물품(130)이 폐기될 때(예를 들어, 물품(130)이 고갈된 경우) 비용들의 증가 및 증가된 재료 낭비를 초래할 수 있다.
데이터 포함 요소(130a)는 물품(130)의 전기 접촉부들(도시되지 않음)을 물품 포트(156)의 전기 접촉부들(도시되지 않음)과 결합하여 전자적으로 판독될 수 있다. 즉, 물품(130)이 물품 포트(156)에 포지셔닝되면, 물품 포트(156)에서 물품(130)과 판독기(156a) 사이에 전기적 연결이 형성된다. 판독기(156a)로부터 데이터 포함 요소(130a)에 전기 전류를 인가하면, 판독기(156a)가 물품(130)의 데이터 포함 요소(130a)로부터 기준 값(들)을 획득할 수 있다. 대안적으로, 데이터 포함 요소(130a)는 RFID 또는 NFC와 같은 임의의 적합한 무선 기술을 사용하여 전자적으로 판독될 수 있고, 물품(130)은 적합한 무선 판독기(156a)에 의해 그러한 판독이 가능하도록 적합한 하드웨어(예컨대, 안테나)를 구비할 수 있다. 판독기(156a)는 제어기(155)에 결합되며, 따라서 획득된 기준 값(들)을 도크(150)의 제어기(155)에 제공하도록 구성된다.
데이터 포함 요소(130a)는 다른 유형들의 적합한 데이터 저장 기구들에 기초할 수 있으며, 원칙적으로, 적합한 판독기에 의해 획득/판독될 수 있는 포맷의 데이터를 포함할 수 있는 임의의 요소가 본 개시내용에 따라 사용될 수 있음을 인식해야 한다. 예를 들어, 데이터 포함 요소(130a)는 기준 값들을 포함하는 광학적으로 판독 가능한 요소(예컨대, 바코드 또는 QR 코드)를 포함할 수 있고, 판독기(156a)는 적합한 광학 판독기(예컨대, 카메라)를 포함할 수 있다. 이 예에서, 데이터 포함 요소(130a)는 이미지들(예컨대, 배열된 바(bar)들 또는 픽셀들)의 형태로 기준 값들을 포함한다. 다른 예에서, 데이터 포함 요소(130a)는 기준 값들을 저장하는 자기 판독 가능 요소(예컨대, 자기 태그(tag)들 또는 스트립(strip)들)를 포함할 수 있고, 판독기(156a)는 적합한 자기 판독기(예컨대, 자기 판독 헤드)를 포함할 수 있다.
데이터 포함 요소(130a)의 유형은 본 개시내용의 원리들에 중요하지 않으며, 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부와 연관된 물품의 특성을 나타내는 기준 값(들)을 포함하거나 저장할 수 있는 임의의 적합한 데이터 포함 요소가 적절하게 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 위에서는 연관된 판독기(156a)에 의해 판독될 수 있는 데이터 포함 요소(130a)를 제공하지만, 본 개시내용의 원리들에 따라 기준 값을 저장하고 제어기(155)로 통신하는 다른 방법들이 사용될 수 있음이 인식되어야 한다. 예를 들어, 물품(130)은 특정 방식으로 도크(150)와 기계적으로 맞물리도록 구성될 수 있으며, 맞물림이 도크(150)에 대한 기준 값을 나타내도록 구성될 수 있다.
도 16은 적어도 부분적으로 물품(130)으로부터 수신된 기준 값에 기초하여 도크(150)의 이송 기구(153)를 작동시키기 위한 예시적인 방법을 나타내는 흐름도이다.
이 방법들은 물품(130)이 도크(150)에 결합되는 단계(S101)에서 시작된다. 물품(130)은 위에서 설명된 바와 같이 도크(150)에 결합될 수 있다. 재충전 저장소(140)는 또한 단계(S101) 이전에, 이와 동시에, 또는 그 이후에 도크(150)에 결합된다고 가정한다.
단계(S102)에서, 제어기(155)는 물품(130)으로부터 기준 값을 판독하도록 구성된다. 설명된 바와 같이, 물품(130)은 도크(150)에 로케이팅된 연관된 판독기(156a)에 의해 판독될 수 있는 데이터 포함 요소(130a)를 포함하여, 제어기(155)는 판독기(156a)를 사용하여 도크(150)로부터 기준 값(들)을 획득할 수 있다. 위에서 설명한 바와 같이, 기준 값을 저장하고 제어기(155)에 통신하기 위한 특정 기술들 중 임의의 기술이 사용될 수 있다.
일부 구현들에서, 물품(130) 및 재충전 저장소(140)가 도크(150)에 올바르게 도킹되면, 물품(130)의 재충전이 자동으로 시작될 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 방법이 단계(S102)로 진행되기 전에, 제어기(155)는 재충전 저장소(140)의 존재(및 잠재적으로 재충전 저장소 내의 액체의 양)를 확인하고, 물품(130) 및 재충전 저장소(140)가 모두 도킹된 경우에만 단계(S102)로 진행하도록 구성될 수 있다. 대안적인 구현들에서, 재충전은 사용자 입력(즉, 이송 기구(153)를 사용하여 소스 액체의 이송을 시작하라는 사용자 요청)에 응답하여 제어될 수 있다. 이러한 구현들에서, 제어기(155)는 단계(S102)로 진행하기 전에 사용자 입력을 수신하기를 기다린다(또한, 잠재적으로, 방법이 단계(S102)로 진행하도록 허용하기 전에 물품(430) 및 재충전 저장소(140)가 도킹되어 있는지 여부를 알기 위해 확인함).
단계(S102) 이후에, 방법은 단계(S103) 또는 단계(S107) 중 하나(또는 둘 모두)로 진행할 수 있다.
먼저, 단계(S103)를 취하면, 단계(S103)에서, 제어기(155)는 커패시터 플레이트들(159)(또는 더 넓게는, 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부)이 물품(130)의 저장소(103)에 포함된 소스 액체의 양, 보다 구체적으로는, 커패시턴스 측정을 나타내는 판독을 수행하게 하도록 구성된다.
단계(S104)에서, 제어기(155)는 적어도 단계(S103)에서 획득된 커패시턴스 측정 및 단계(S102)에서 획득된 기준 값을 사용하여 저장소(103)로 이송할 소스 액체의 양을 계산하도록 구성된다. 참고로, 이는 도 14에 도시된 양(ΔSL)이다. 위에서 설명된 바와 같이, 제어기(155)는 커패시턴스를 저장소(103) 내의 소스 액체의 양에 연결하는 사전 프로그래밍된 관계를 가질 수 있거나, 또는 관계는 획득된 하나 이상의 기준 값들로부터 도출될 수 있거나, 또는 관계는 물품(130) 자체로부터(예를 들어, 데이터 포함 요소(130a)로부터) 획득될 수도 있다. 일단 관계가 확립되면, 제어기(155)는 저장소(103) 내의 소스 액체의 양을 정확하게 결정하기 위해 단계(S103)의 커패시턴스 측정을 사용하도록 구성된다. 그 후, 제어기는 저장소(103)를 충전하기 위해 저장소(103)로 이송할 소스 액체의 양을 계산하도록 구성된다. 이는 저장소가 가득 찼음을 나타내는 액체의 양과 저장소 내의 계산된 소스 액체의 양 사이의 차이를 계산하여 수행된다. 제어기(155)는 기본 충전량(예컨대, 소스 액체 2 ml)으로 작동하도록 설정되거나, 또는 제어기(155)는 (예컨대, 데이터 포함 요소(130a)로부터와 같이, 물품(130) 자체로부터) 저장소(103)의 크기에 관한 정보를 획득할 수 있다.
단계(S105)에서, 제어기(155)는 이송 기구(153)가 저장소(103)를 채우기 위해 계산된 소스 액체의 양을 이송하게 한다. 제어기(155) 및/또는 이송 기구(153)는 (예를 들어, 유체 도관(158)에 위치한 유량계를 사용하여 이송되는 재료의 양을 결정함으로써) 이송 기구(153)에 의해 이송되는 소스 액체의 양을 모니터링하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 제어기(155)는 (예를 들어, 이송 기구(153)가 켜져 있는 지속시간을 설정함으로써) 결정된 양의 소스 액체를 이송하도록 유체 이송 기구(153)의 작동 파라미터들을 설정할 수 있다.
단계(S106)에서, 이송 기구(153)가 소스 액체의 양을 저장소(103)로 이송하면, 제어기(155)는 이송 기구가 소스 액체의 이송을 중단하도록 한다. 제어기(155)는 또한 사용자에게 재충전이 완료되었음을 알리는 알림이 사용자에게 제공되도록 할 수 있다.
단계(S103)를 다시 참조하면, 이 방법은 단계(S107) 대신에 또는 이 단계에 추가로 진행할 수 있다. 단계(S107)에서, 단계(S102)에서 획득된 기준 값에 기초하여, 제어기(155)는 가득 찬 값, 즉, 이 경우에, 커패시터 플레이트들(159)에 의해 측정될 때 물품(130)이 소스 액체로 가득 차 있음을 나타내는 커패시턴스 값을 계산하도록 구성된다. 보다 일반적으로, 가득 찬 값은 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부에 의해 측정될 때 물품(130)이 에어로졸 생성 재료로 가득 차 있음을 나타내는 값이다. 단계(S104)와 관련하여 논의된 바와 같이, 제어기(155)는 커패시턴스를 저장소(103) 내의 소스 액체의 양에 연결하는 사전 프로그래밍된 관계를 가질 수 있거나, 또는 관계는 획득된 하나 이상의 기준 값들로부터 도출될 수 있거나, 또는 관계는 물품(130) 자체로부터(예를 들어, 데이터 포함 요소(130a)로부터) 획득될 수도 있다. 확립된 관계를 사용하여, 단계(S107)에서, 제어기(155)는 미리 정의된 충전 기준을 충족하는 소스 액체의 양을 갖는 저장소에 대한 커패시턴스 값이 무엇인지를 확립하는 것에 기초하여 가득 찬 값을 계산하도록 구성된다(위에서 논의된 바와 같이, 이것은 기본 충전량(예를 들어, 2 ml 소스 액체)이거나 또는 예를 들어, 데이터 포함 요소(130a)로부터와 같이 물품(130) 자체로부터 저장소(103)의 크기 관련 획득된 정보일 수 있음).
단계(S108)에서, 제어기(155)는 위의 기술들에 따라 이송 기구가 재충전 저장소(140)로부터 물품(130)으로 소스 액체를 이송하게 하도록 구성된다. 단계(S109)에서, 제어기(155)는 커패시터 플레이트들(159)에 의해 획득된 커패시턴스 측정을 모니터링하고, 측정된 커패시턴스 값이 계산된 가득 찬 값(미리 정의된 충전 기준에 따라 저장소(103)가 소스 액체로 가득 차 있음을 나타내는 커패시턴스 값)과 동일한 시기를 결정하도록 구성된다. 측정된 커패시턴스 값이 가득 찬 값과 같지 않으면(또는 더 정확하게는, 가득 찬 값보다 작으면), 즉, 단계(S109)에서 "아니오"인 경우, 방법은 단계(S108)로 다시 진행하고, 이송 기구(153)가 작동되어 소스 액체를 물품(30)으로 계속 이송한다. 반대로, 측정된 커패시턴스 값이 가득 찬 값과 동일하면(또는 더 정확하게는, 가득 찬 값보다 크거나 같으면), 즉, 단계(S109)에서 "예"인 경우, 방법은 단계(S110)로 진행하여, 여기서 제어기(155)는 이송 기구가 소스 액체의 이송을 중단하도록 한다. 제어기(155)는 또한 사용자에게 재충전이 완료되었음을 알리는 알림이 사용자에게 제공되도록 할 수도 있다.
언급된 바와 같이, 방법은 단계들(S103 내지 S106) 및/또는 단계들(S107 내지 S110)에 따라 진행될 수 있다. 제어기(155)가 S103 내지 S106 및 S107 내지 S110 모두에 따라 작동하도록 구성된 경우, 일부 구현들에서, 어떤 기준이 먼저 충족되는지(즉, 저장소를 충전하는 데 필요한 소스 액체의 양이 이송되는지 또는 커패시터 플레이트들(159)이 가득 찬 값을 측정했는지) 여부가 소스 액체를 저장소(103)로 이송하는 이송 기구(153)를 중지하는 데 사용된다. 대안적으로, 제어기(155)는 두 개의 기준들이 모두 충족되면 소스 액체의 흐름을 중지하도록 구성될 수 있다.
도 17a 및 도 17b는 각각 도 16에 도시된 방법에 대한 수정된 방법을 나타내며, 이는 도 16의 방법에 개별적으로 또는 함께 적용될 수 있다. 도 17a는 단계(S107)에 정보를 제공하는 추가 방법 단계(S111a)를 포함하며, 도 17b는 단계(S104)에 정보를 제공하는 추가 방법 단계(S111b)를 도시한다. 방법 단계들(S111a 및 S111b)은 물품(130)의 저장소(103)에 포함된 소스 액체의 유형을 나타내는 정보를 제어기(155)에 제공한다. 예를 들어, 소스 액체의 유형을 나타내는 정보는 물품(130)의 데이터 포함 요소(130a)에 포함될 수 있다. 소스 액체의 유형을 나타내는 정보는 구체적으로 커패시터 플레이트들(159)에 의해 수행되는 커패시턴스 측정에 영향을 미칠 수 있는 정보와 관련된다. 예를 들어, 니코틴은 양성자화되지 않은 형태와 양성자화된 형태로 모두 제공될 수 있으며, 여기서 양성자화된 니코틴은 니코틴 염들(소스 액체에 양성자 공여체가 포함됨으로써 형성됨)을 포함한다. 니코틴 염들의 존재는 적어도 염들이 일반적으로 상이한 전기적 특성들을 갖기 때문에 커패시터 플레이트들(159)에 의해 상이한 커패시턴스 측정이 획득되는 것으로 이어질 수 있다.
따라서, 제어기(155)는 소스 액체의 유형의 표시를 획득하고 이를 사용하여 주어진 물품(130)에 대한 커패시턴스와 소스 액체의 양 사이의 관계를 결정하는 데 도움이 되도록 구성될 수 있다. 이러한 정보를 제공함으로써, 제어기(155)는 물품(130) 내의 에어로졸 생성 재료의 양을 보다 정확하게 계산할 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 물품(130)은 일부 구현들에서 제어기(155)에 커패시턴스와 저장소(103) 내의 소스 액체의 양 사이의 관계를 제공할 수 있으며, 이러한 구현들에서, 소스 액체의 유형의 표시는 제공된 관계에 효과적으로 인코딩될 수 있다.
에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부가 하나 이상의 쌍들의 커패시터 플레이트들(159) 및 제어기(155)의 연관된 커패시턴스 측정 회로부로 형성된다고 설명되었지만, 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부는 물품(130) 내의 에어로졸 생성 재료의 양을 감지할 수 있는 임의의 적합한 감지 회로부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부는 물품(130) 내의 에어로졸 생성 재료의 양을 나타내기 위해 제어기(155)에 의해 해석되는 물품(130)의 중량을 감지하도록 구성된, 저울과 같은, 계량 기구를 포함할 수 있다. 본 개시내용의 원리들에 따라 임의의 적절한 기구가 사용될 수 있다.
마찬가지로, 기준 값은, 커패시턴스 값으로 설명되지만, 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부와 연관된 물품의 임의의 적절한 특성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 위의 예에서, 기준 값은 중량 값을 포함할 수 있다. 따라서, 기준 값은 특정 유형의 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부와 연관된 특성이며, 당업자에 의해 적절하게 식별될 수 있다.
또한, 의심을 피하기 위해, 위에서 설명된 바와 같이, 본 개시내용의 원리들은 임의의 유형(예를 들어, 고체, 액체, 겔, 가스 등)의 에어로졸 생성 재료들, 및 에어로졸 생성 재료를 물품(130)으로 이송하도록 적응된 임의의 상응하는 적합한 이송 기구에 적용될 수 있다.
도 16, 도 17a 및 도 17b에 도시된 방법들은 본 개시내용에 적용될 수 있는 특정 특징들을 설명하기 위해 제공되었음을 이해해야 한다. 당업자는, 개개의 방법들에 개시된 특징들의 조합들이 본 개시내용의 범위 내에서 허용된다는 것을 이해해야 한다.
또한, 일반적으로 제어기(155)에 의해 구현되는 기본 매핑은 식(임의의 물품의 측정된 커패시턴스와 임의의 물품의 에어로졸 생성 재료의 양 사이의 관계를 정의함)에 기초한다고 설명되었지만, 그 관계는 다른 방식들로 기록/저장될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 제어기(155)는 물품의 충전 레벨들에 대해 측정된 커패시턴스들의 값들을 저장하는 룩업 테이블(look-up table)을 포함할 수 있다. 룩업 테이블은 기준 값의 수신의 결과로서 수정되는 기본 정보(예컨대, 측정된 커패시턴스들 및 충전 레벨들에 대한 기본 값들)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기준 값은 룩업 테이블 내의 값들 각각에 대해 동일한 조정(예를 들어, 양의 차감)을 제안하거나, 또는 룩업 테이블의 값들을 조정하는 데 사용될 수 있는 식에 대한 파라미터들을 제공할 수 있거나, 또는 복수의 기준 값들이 제공되어 테이블 내의 값들에 대해 상이한 조정들을 제공하거나 식에 대한 다수의 파라미터들을 제공할 수 있다. 따라서, 원칙적으로, 임의의 물품의 측정된 커패시턴스와 임의의 물품의 에어로졸 생성 재료의 양 사이의 매핑은 임의의 적절한 형태를 취할 수 있다. 또한, 도 16, 도 17a 및 도 17b에 설명된 방법들은 본 개시내용의 맥락에서 관련 특징들을 예시한다. 방법들은 본 개시내용과 직접적으로 관련이 없는 추가 단계들을 포함하도록 수정될 수 있다. 예를 들어, 물품(130)은 물품(130) 내에 포함된 소스 액체의 수명과 연관된 정보를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 그 정보는 제조 데이터, 판매 날짜, 뱃치(batch) 번호 등일 수 있다. 제어기(155)는 물품(130)으로부터 소스 액체 수명 정보를 획득할 수 있고, 소스 액체 수명 정보가 소스 액체가 기한이 만료되었음을 나타내는 경우(예를 들어, 제조일이 현재 날짜와 임계량 초과만큼 상이함), 제어기(155)는 재충전 저장소(140)로부터 물품(130)의 재충전을 방지하도록 구성될 수 있다. 소스 액체 수명 정보는 데이터 포함 요소(130a)에 저장될 수 있다.
마찬가지로, 물품(130)은 물품(130)의 아이덴티티(identity)와 관련된 식별 정보를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 식별 정보는 물품(130)을 고유하게 식별하는 고유 식별자, 뱃치 번호 등일 수 있다. 제어기(155)는 물품(130)으로부터 식별 정보를 획득할 수 있고, 식별 정보가 물품(130)이 사용하기에 부적합하다는 것을 나타내는 경우(예를 들어, 고유 식별자가 물품(130)이 정품이 아님을 나타내기 때문에), 제어기(155)는 재충전 저장소(140)로부터 물품(130)의 재충전을 방지하도록 구성될 수 있다. 식별 정보는 데이터 포함 요소(130a)에 저장될 수 있다.
재충전 디바이스/도크(150)는 재충전 저장소(140)로부터 물품(130)으로 소스 액체를 이송하기 위해 제공된다고 설명되었지만, 논의된 바와 같이, 다른 구현들은 다른 에어로졸 생성 재료들(예를 들어, 고체들, 예를 들어, 담배)을 사용할 수 있다. 본 개시내용의 원리들은 다른 유형들의 에어로졸 생성 재료에도 동일하게 적용되며, 에어로졸 생성 재료들을 저장/유지하기 위한 적절한 재충전 저장소들(140) 및 물품들(130), 및 적절한 이송 기구(153)는 따라서 그러한 구현들을 위해 당업자에 의해 사용될 수 있다.
또한, 위에서 물품의 커패시턴스가 측정되고 기준 값이 물품의 커패시턴스의 표시를 포함한다고 설명되었지만, 다른 파라미터들이 사용될 수 있음을 인식해야 한다. 따라서, 보다 일반적으로, 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부는, 측정된 커패시턴스뿐만 아니라 물품의 에어로졸 생성 재료의 양을 결정하기 위해 이용될 수 있는 다른 특성들, 예를 들어 물품의 중량도 포함할 수 있는 물품의 특성의 표시를 감지할 수 있다.
따라서, 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위해 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스에 대해 설명되었으며,
이 재충전 디바이스는,
에어로졸 생성 재료를 물품으로 이송하도록 구성된 이송 기구;
재충전 디바이스와 맞물릴 때 물품 내의 에어로졸 생성 재료의 양을 결정하도록 구성된 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부; 및
제어기를 포함하고,
이 제어기는,
기준 값을 물품으로부터 수신하고 ― 이 기준 값은 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부와 연관된 물품의 특성을 나타냄 ― ; 적어도 수신된 기준 값을 사용하여, 임의의 물품의 특성의 측정된 표시와 임의의 물품의 에어로졸 생성 재료의 양 사이의 기본 매핑을 수정하고; 및 수정된 매핑에 기초하여 물품에 에어로졸 생성 재료의 양을 공급하도록 재충전 기구를 제어하도록 구성된다. 또한, 물품, 시스템, 및 방법이 설명된다.
본 명세서에 설명된 다양한 실시예들은 청구된 특징들을 이해하고 가르치는 데 도움을 주기 위한 목적으로만 제시된다. 이러한 실시예들은 실시예들의 대표적인 샘플로서만 제공되며, 완전한 및/또는 배타적인 것은 아니다. 본 명세서에 설명된 장점들, 실시예들, 예들, 기능들, 특징들, 구조들, 및/또는 다른 양태들은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 범위에 대한 제한들 또는 청구항들에 대한 균등물들에 대한 제한들로 간주되어서는 안 되며, 청구된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예들이 활용될 수 있고 수정들이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 본 발명의 다양한 실시예들은 본 명세서에 구체적으로 설명된 것들 이외의 개시된 요소들, 구성요소들, 특징들, 부품들, 단계들, 수단들 등의 적절한 조합들을 적합하게 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들을 필수적 요소로 하여 구성(consist essentially of)될 수 있다. 추가적으로, 본 개시내용에는 현재 청구되지는 않았지만 향후 청구될 수 있는 다른 발명들이 포함될 수도 있다.

Claims (47)

  1. 에어로졸 제공 시스템을 위한 물품으로서,
    에어로졸 생성 재료를 위한 저장 영역;
    에어로졸 생성 재료를 상기 저장 영역에 추가할 수 있게 하는, 상기 저장 영역의 내부와 유체 연통하는 입구 오리피스(orifice);
    상기 저장 영역의 커패시턴스(capacitance)를 측정하도록 배열된 제1 쌍의 커패시터 플레이트(capacitor plate)들을 포함하는 제1 용량성(capacitive) 센서;
    상기 저장 영역의 커패시턴스를 측정하도록 배열된 제2 쌍의 커패시터 플레이트들을 포함하는 제2 용량성 센서; 및
    상기 제1 용량성 센서 및 상기 제2 용량성 센서에 의해 수행된 커패시턴스 측정들을 상기 물품 외부에서 별도로 확인할 수 있게 하는 전기 접촉부들을 포함하는,
    에어로졸 제공 시스템을 위한 물품.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 쌍의 커패시터 플레이트들은 상기 제2 쌍의 커패시터 플레이트들보다 더 큰 면적을 갖는,
    에어로졸 제공 시스템을 위한 물품.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제1 쌍의 커패시터 플레이트들은 에어로졸 생성 재료가 상기 저장 영역에 추가될 때 유체 레벨(level)이 증가하는 방향을 따라 제1 센서 치수를 갖고, 상기 제2 쌍의 커패시터 플레이트들은 유체 레벨이 증가하는 방향을 따라 제2 센서 치수를 갖고, 상기 제1 센서 치수는 상기 제2 센서 치수보다 더 큰,
    에어로졸 제공 시스템을 위한 물품.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 센서 치수는 에어로졸 생성 재료가 비어 있는 상기 저장 영역에 대응하는 제로 유체 레벨로부터 에어로졸 생성 재료의 가득 찬 용량을 포함하는 상기 저장 영역에 대응하는 최대 유체 레벨까지 연장되는,
    에어로졸 제공 시스템을 위한 물품.
  5. 제3 항 또는 제4 항에 있어서,
    상기 제2 센서 치수는 에어로졸 생성 재료가 비어 있는 상기 저장 영역에 대응하는 제로 유체 레벨로부터 에어로졸 생성 재료의 가득 찬 용량보다 적은 양을 포함하는 상기 저장 영역에 대응하는 부분 유체 레벨까지 연장되는,
    에어로졸 제공 시스템을 위한 물품.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 센서 치수는 상기 제1 센서 치수의 20 % 이하인,
    에어로졸 제공 시스템을 위한 물품.
  7. 제3 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 쌍의 커패시터 플레이트들은 유체 레벨이 증가하는 방향에 수직인 제1 센서 폭을 갖고, 상기 제2 쌍의 커패시터 플레이트들은 유체 레벨이 증가하는 방향에 수직인 제2 센서 폭을 갖고, 상기 제1 센서 폭과 상기 제2 센서 폭은 실질적으로 동일한,
    에어로졸 제공 시스템을 위한 물품.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 용량성 센서의 커패시터 플레이트 또는 상기 제2 용량성 센서의 커패시터 플레이트는 상기 저장 영역으로부터 에어로졸 생성 재료를 기화하도록 구성된 상기 물품 내의 가열 요소를 포함하는,
    에어로졸 제공 시스템을 위한 물품.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 따른 물품을 포함하는 에어로졸 제공 시스템.
  10. 저장소로부터 물품을 재충전(refill)하기 위한 재충전 디바이스로서,
    에어로졸 생성 재료를 포함하고 출구 오리피스를 갖는 저장소를 수용하기 위한 저장소 인터페이스(interface);
    상기 저장소의 상기 출구 오리피스와 상기 물품의 저장 영역 사이에 유체 흐름 경로가 형성되도록, 에어로졸 생성 재료를 위한 상기 저장 영역을 갖는 에어로졸 제공 시스템의 물품을 수용하기 위한 물품 인터페이스 ― 상기 물품은 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 따른 물품임 ― ;
    수용된 저장소로부터 수용된 물품의 상기 저장 영역으로 에어로졸 생성 재료를 이동시키기 위해 작동 가능한 이송 기구; 및
    상기 이송 기구를 작동하도록 구성된 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는 또한:
    상기 이송 기구가 작동하는 동안 상기 제1 용량성 센서에 의해 수행된 제1 커패시턴스 측정들 및 상기 제2 용량성 센서에 의해 수행된 제2 커패시턴스 측정들을 검색하고;
    상기 제1 커패시턴스 측정들 및 상기 제2 커패시턴스 측정들을 프로세싱하여 상기 물품의 상기 저장 영역이 에어로졸 생성 재료를 상기 저장 영역의 미리 결정된 용량까지 포함하는 시기를 결정하고; 및
    이에 응답하여, 상기 이송 기구의 작동을 중단하도록 구성되는,
    저장소로부터 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 저장 영역의 상기 미리 결정된 용량은 상기 저장 영역의 최대 용량인,
    저장소로부터 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스.
  12. 제10 항 또는 제11 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 제1 커패시턴스 측정들에 상기 제2 커패시턴스 측정들로부터 도출된 보정을 적용하고 상기 보정된 제1 커패시턴스 측정들을 모니터링하여 상기 저장 영역의 상기 미리 결정된 용량에 대응하는 값에 도달하는 시기를 식별함으로써, 상기 제1 커패시턴스 측정들 및 상기 제2 커패시턴스 측정들을 프로세싱하도록 구성되는,
    저장소로부터 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 제2 커패시턴스 측정들로부터 상기 저장 영역 내의 에어로졸 생성 재료에 대한 온도 값을 도출하고, 상기 도출된 온도 값에 따라 상기 제1 커패시턴스 측정들을 보정하도록 구성되는,
    저장소로부터 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스.
  14. 제10 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재충전 디바이스는 상기 제1 용량성 센서 및 상기 제2 용량성 센서 중 다른 용량성 센서로부터의 커패시턴스 측정들을 검색할 때 상기 제1 용량성 센서 및 상기 제2 용량성 센서 각각을 접지에 연결하도록 구성되는,
    저장소로부터 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스.
  15. 제10 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 저장 영역이 에어로졸 생성 재료를 상기 미리 결정된 용량까지 포함하고 있다고 결정할 때 상기 제1 커패시턴스 측정들과 상기 저장 영역의 에어로졸 생성 재료의 레벨 사이에 비선형 관계를 적용하도록 구성되는,
    저장소로부터 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 비선형 관계는 에어로졸 생성 재료가 상기 저장 영역에 추가될 때 유체 레벨이 증가하는 방향을 따라 상기 저장 영역 및 상기 제1 쌍의 커패시터 플레이트들의 단면 구성의 변화들을 설명하는,
    저장소로부터 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스.
  17. 에어로졸 제공 시스템의 물품을 재충전하기 위한 장치로서,
    상기 장치는 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 따른 물품을 포함하는 에어로졸 제공 시스템, 및 제10 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 따른 재충전 디바이스를 포함하는,
    에어로졸 제공 시스템의 물품을 재충전하기 위한 장치.
  18. 저장소로부터 물품을 재충전하는 방법으로서,
    에어로졸 생성 재료가 상기 저장소로부터 저장 영역으로 이동되는 동안 제1 용량성 센서로부터 상기 물품의 상기 저장 영역에 대한 제1 커패시턴스 측정들 및 제2 용량성 센서로부터 상기 물품의 상기 저장 영역에 대한 제2 커패시턴스 측정들을 획득하는 단계;
    상기 제1 커패시턴스 측정들 및 상기 제2 커패시턴스 측정들을 프로세싱하여 상기 저장 영역이 에어로졸 생성 재료를 상기 저장 영역의 미리 결정된 용량까지 포함하는 시기를 결정하는 단계; 및
    상기 미리 정해진 용량에 도달했다고 결정되면 상기 에어로졸 생성 재료가 상기 저장 영역으로 이동하는 것을 중단하는 단계를 포함하는,
    저장소로부터 물품을 재충전하는 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 저장 영역의 상기 미리 결정된 용량은 상기 저장 영역의 최대 용량인,
    저장소로부터 물품을 재충전하는 방법.
  20. 제18 항 또는 제19 항에 있어서,
    상기 제1 용량성 센서는 에어로졸 생성 재료가 상기 저장 영역으로 이동될 때 유체 레벨이 증가하는 방향을 따라 제1 센서 치수를 갖는 제1 쌍의 커패시터 플레이트들을 포함하고, 상기 제2 용량성 센서는 유체 레벨이 증가하는 방향을 따라 제2 센서 치수를 갖는 제2 쌍의 커패시터 플레이트들을 포함하며, 상기 제1 센서 치수는 상기 제2 센서 치수보다 더 큰,
    저장소로부터 물품을 재충전하는 방법.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 제1 센서 치수는 에어로졸 생성 재료가 비어 있는 상기 저장 영역에 대응하는 제로 유체 레벨로부터 에어로졸 생성 재료의 가득 찬 용량을 포함하는 상기 저장 영역에 대응하는 최대 유체 레벨까지 연장되고, 상기 제2 센서 치수는 에어로졸 생성 재료가 비어 있는 상기 저장 영역에 대응하는 제로 유체 레벨로부터 에어로졸 생성 재료의 가득 찬 용량보다 적은 양을 포함하는 상기 저장 영역에 대응하는 부분 유체 레벨까지 연장되는,
    저장소로부터 물품을 재충전하는 방법.
  22. 제18 항 내지 제21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 커패시턴스 측정들 및 상기 제2 커패시턴스 측정들을 프로세싱하는 단계는, 상기 제2 커패시턴스 측정들로부터 도출된 보정을 상기 제1 커패시턴스 측정들에 적용하는 단계, 및 상기 보정된 제1 커패시턴스 측정들을 모니터링하여 상기 저장 영역의 상기 미리 결정된 용량에 대응하는 값에 도달하는 시기를 식별하는 단계를 포함하는,
    저장소로부터 물품을 재충전하는 방법.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 제2 커패시턴스 측정들로부터 상기 저장 영역 내의 에어로졸 생성 재료에 대한 온도 값을 도출하는 단계, 및 상기 도출된 온도 값에 따라 상기 제1 커패시턴스 측정들을 보정하는 단계를 포함하는,
    저장소로부터 물품을 재충전하는 방법.
  24. 제18 항 내지 제23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 재료가 상기 저장 영역의 상기 미리 결정된 용량에 도달했다고 결정할 때, 상기 제1 커패시턴스 측정들과 상기 저장 영역의 에어로졸 생성 재료의 레벨 사이에 비선형 관계를 적용하는 단계를 포함하는,
    저장소로부터 물품을 재충전하는 방법.
  25. 제24 항에 있어서,
    상기 비선형 관계는 에어로졸 생성 재료가 상기 저장 영역으로 이동될 때 유체 레벨이 증가하는 방향을 따라 상기 저장 영역 및 상기 제1 쌍의 커패시터 플레이트들의 단면 구성의 변화들을 설명하는,
    저장소로부터 물품을 재충전하는 방법.
  26. 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위해 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스로서,
    상기 재충전 디바이스는,
    에어로졸 생성 재료를 상기 물품에 이송하도록 구성된 이송 기구;
    상기 재충전 디바이스와 맞물릴 때 상기 물품 내의 에어로졸 생성 재료의 양을 결정하도록 구성된 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부; 및
    제어기를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 물품으로부터 기준 값을 수신하고 ― 상기 기준 값은 상기 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부와 연관된 상기 물품의 특성을 나타냄 ― ;
    적어도 상기 수신된 기준 값을 사용하여 임의의 물품의 특성의 측정된 표시와 상기 임의의 물품의 에어로졸 생성 재료의 양 사이의 기본 매핑(default mapping)을 수정하고; 및
    상기 재충전 디바이스를 제어하여 상기 수정된 매핑에 기초하여 에어로졸 생성 재료의 양을 상기 물품에 공급하도록 구성되는,
    에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위해 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스.
  27. 제26 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부와 연관된 상기 물품의 특성을 나타내는 상기 기준 값은 미리 결정되는,
    에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위해 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스.
  28. 제26 항 또는 제27 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부와 연관된 상기 물품의 특성을 나타내는 상기 기준 값은 단일 값을 포함하고, 상기 재충전 디바이스의 상기 제어기는, 부분적으로, 상기 수정된 매핑을 제공하기 위해 사용된 상기 물품으로부터 획득된 상기 단일 기준 값에 기초하여, 상기 물품에 에어로졸 생성 재료의 양을 공급하도록 상기 재충전 기구를 제어하도록 구성되는,
    에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위해 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스.
  29. 제28 항에 있어서,
    상기 기준 값은 상기 물품이 미리 결정된 양의 에어로졸 생성 재료를 포함하고 있을 때 상기 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부와 연관된 상기 물품의 특성을 나타내는,
    에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위해 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스.
  30. 제29 항에 있어서,
    상기 기준 값은 상기 물품에 에어로졸 생성 재료가 없는 경우 상기 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부와 연관된 상기 물품의 특성을 나타내는,
    에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위해 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스.
  31. 제26 항 또는 제27 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부와 연관된 상기 물품의 특성을 나타내는 상기 기준 값은 복수의 값들을 포함하고, 상기 재충전 디바이스의 상기 제어기는, 부분적으로, 상기 수정된 매핑을 제공하기 위해 사용된 상기 물품으로부터 획득된 상기 복수의 기준 값들에 기초하여, 상기 물품에 에어로졸 생성 재료의 양을 공급하도록 상기 재충전 기구를 제어하도록 구성되는,
    에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위해 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스.
  32. 제31 항에 있어서,
    상기 복수의 값들은 각각 상기 물품이 미리 결정된 양들의 에어로졸 생성 재료를 포함하고 있을 때 상기 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부와 연관된 상기 물품의 특성을 나타내는,
    에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위해 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스.
  33. 제32 항에 있어서,
    상기 복수의 값들은 상기 물품에 에어로졸 생성 재료가 없을 때 상기 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부와 연관된 상기 물품의 특성의 표시를 포함하는,
    에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위해 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스.
  34. 제31 항에 있어서,
    상기 복수의 값들은 각각 상기 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부와 연관된 상기 물품의 상기 특성과 상기 물품 내의 에어로졸 생성 재료의 양 사이의 관계를 정의하는 식의 파라미터(parameter)를 나타내는,
    에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위해 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스.
  35. 제26 항 내지 제34 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부의 출력 및 상기 수정된 매핑을 제공하기 위해 사용된 상기 물품으로부터 수신된 상기 기준 값에 기초하여 상기 물품으로 이송할 에어로졸 생성 재료의 양을 계산하도록 구성되는,
    에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위해 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스.
  36. 제35 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 이송 기구를 이용하여 상기 제어기에 의해 계산된 에어로졸 생성 재료의 양을 이송하고, 상기 계산된 에어로졸 생성 재료의 양이 이송된 후 에어로졸 생성 재료의 상기 이송이 중단되게 하도록 구성되는,
    에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위해 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스.
  37. 제26 항 내지 제36 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 수정된 매핑을 제공하기 위해 사용된 상기 물품으로부터 수신된 상기 기준 값에 기초하여 상기 물품이 에어로졸 생성 재료로 가득 차 있음을 나타내는 상기 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부에 의해 감지되는 값을 계산하도록 구성되는,
    에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위해 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스.
  38. 제37 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부가 상기 계산된 값을 출력할 때 상기 물품으로의 에어로졸 생성 재료의 상기 이송을 중단하도록 구성되는,
    에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위해 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스.
  39. 제26 항 내지 제38 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부는 상기 제어기에 커패시턴스 값을 제공하도록 구성된 적어도 한 쌍의 커패시터 플레이트들을 포함하는,
    에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위해 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스.
  40. 제39 항에 있어서,
    상기 적어도 한 쌍의 커패시터 플레이트들은 상기 물품이 상기 재충전 디바이스의 물품 포트(port)와 맞물릴 때 상기 물품이 상기 커패시터 플레이트들 사이에 배치되도록 상기 물품을 수용하도록 구성된 상기 물품 포트의 양 측면에 포지셔닝(position)되는,
    에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위해 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스.
  41. 제39 항 또는 제40 항에 있어서,
    상기 기준 값은 상기 물품의 양 측면에 포지셔닝된 적어도 한 쌍의 커패시터 플레이트들을 사용하여 미리 정의된 조건들 하에서 상기 물품의 커패시턴스를 측정함으로써 미리 획득된 커패시턴스 값인,
    에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위해 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스.
  42. 제26 항 내지 제41 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물품은 데이터 포함 요소를 포함하고, 상기 데이터 포함 요소는 상기 기준 값을 포함하고, 상기 재충전 디바이스는 상기 데이터 포함 요소로부터 상기 기준 값을 판독하도록 구성된 판독기를 포함하는,
    에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위해 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스.
  43. 에어로졸 생성 재료를 저장하고 재충전 디바이스에 의해 에어로졸 생성 재료로 재충전되도록 구성된, 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위한 물품으로서,
    상기 재충전 디바이스는 에어로졸 생성 재료를 상기 물품으로 이송하도록 구성된 이송 기구, 및 상기 재충전 디바이스와 맞물릴 때 상기 물품 내의 에어로졸 생성 재료의 양을 결정하도록 구성된 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부를 포함하고,
    상기 물품은,
    기준 값 ― 상기 기준 값은 상기 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부와 연관된 상기 물품의 특성을 나타냄 ― 을 포함하고,
    상기 재충전 기구는 상기 물품으로부터 상기 기준 값을 수신하고, 적어도 상기 수신된 기준 값을 사용하여, 임의의 물품의 특성의 측정된 표시와 상기 임의의 물품의 에어로졸 생성 재료의 양 사이의 기본 매핑을 수정하고, 상기 수정된 매핑에 기초하여 상기 물품에 에어로졸 생성 재료의 양을 공급하도록 상기 재충전 기구를 제어하도록 구성되는,
    에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위한 물품.
  44. 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 시스템으로서,
    상기 시스템은,
    제26 항 내지 제42 항 중 어느 한 항의 재충전 디바이스; 및
    제43 항의 물품을 포함하는,
    에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 시스템.
  45. 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위해, 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스를 작동하기 위한 방법으로서,
    상기 재충전 디바이스는 에어로졸 생성 재료를 상기 물품에 이송하도록 구성된 이송 기구, 및 상기 재충전 디바이스와 맞물릴 때 상기 물품 내의 에어로졸 생성 재료의 양을 결정하도록 구성된 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부를 포함하며,
    상기 방법은,
    기준 값을 상기 물품으로부터 수신하는 단계 ― 상기 기준 값은 상기 에어로졸 생성 재료 양 감지 회로부와 연관된 상기 물품의 특성을 나타냄 ― ;
    적어도 상기 수신된 기준 값을 사용하여, 임의의 물품의 특성의 측정된 표시와 상기 임의의 물품의 에어로졸 생성 재료의 양 사이의 기본 매핑을 수정하는 단계; 및
    상기 재충전 디바이스를 제어하여 상기 수정된 매핑에 기초하여 에어로졸 생성 재료의 양을 상기 물품에 공급하는 단계를 포함하는,
    에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 디바이스를 작동하기 위한 방법.
  46. 에어로졸 제공 수단과 함께 사용하기 위해 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 수단으로서,
    상기 재충전 수단은,
    에어로졸 생성 재료를 상기 물품으로 이송하도록 구성된 이송 수단;
    상기 재충전 수단과 맞물릴 때 상기 물품 내의 에어로졸 생성 재료의 양을 결정하도록 구성된 에어로졸 생성 재료 양 감지 수단; 및
    제어기 수단을 포함하고,
    상기 제어기 수단은,
    기준 값을 상기 물품으로부터 수신하고 ― 상기 기준 값은 상기 에어로졸 생성 재료 양 감지 수단과 연관된 상기 물품의 특성을 나타냄 ― ;
    적어도 상기 수신된 기준 값을 사용하여, 임의의 물품의 특성의 측정된 표시와 상기 임의의 물품의 에어로졸 생성 재료의 양 사이의 기본 매핑을 수정하고; 및
    상기 재충전 수단을 제어하여 상기 수정된 매핑에 기초하여 에어로졸 생성 재료의 양을 상기 물품에 공급하도록 구성되는,
    에어로졸 제공 수단과 함께 사용하기 위해 에어로졸 생성 재료로 물품을 재충전하기 위한 재충전 수단.
  47. 에어로졸 생성 재료를 저장하고 재충전 수단에 의해 에어로졸 생성 재료로 재충전되도록 구성된, 에어로졸 제공 수단과 함께 사용하기 위한 물품으로서,
    상기 재충전 수단은 상기 물품에 에어로졸 생성 재료를 이송하도록 구성된 이송 수단, 및 상기 재충전 수단과 맞물릴 때 상기 물품 내의 에어로졸 생성 재료의 양을 결정하도록 구성된 에어로졸 생성 재료 양 감지 수단을 포함하고,
    상기 물품은,
    기준 값 ― 상기 기준 값은 상기 에어로졸 생성 재료 양 감지 수단과 연관된 상기 물품의 특성을 나타냄 ― 을 포함하고,
    상기 재충전 수단은 상기 물품으로부터 상기 기준 값을 수신하고, 적어도 상기 수신된 기준 값을 사용하여, 임의의 물품의 특성의 측정된 표시와 상기 임의의 물품의 에어로졸 생성 재료의 양 사이의 기본 매핑을 수정하고, 상기 수정된 매핑에 기초하여 상기 물품에 에어로졸 생성 재료의 양을 공급하도록 상기 재충전 수단을 제어하도록 구성되는,
    에어로졸 제공 수단과 함께 사용하기 위한 물품.
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