MX2011000318A - Un sistema de sensor de flujo. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un sistema sensor de flujo para detectar el flujo de fluido indicativo de una fumada en un sistema generador de aerosol. El sistema sensor incluye un circuito de detección que comprende un resistor de detección y una salida de voltaje. El resistor de detección está arreglado para detectar el flujo de fluido con base en la resistencia. El circuito de detección está arreglado de tal forma que un cambio en la resistencia del resistor de detección provoca un cambio en la salida de voltaje. El sistema sensor también incluye un generador de señal arreglado para suministrar una señal de accionamiento con impulso en el circuito de detección para energizar al circuito de detección. El circuito de detección se energiza cuando la señal de accionamiento con impulso es alta y no se energiza cuando la señal de accionamiento con impulso es baja. El sistema sensor está arreglado para operar en un primer modo, en donde no se detecta o se espera una fumada y en donde la señal de accionamiento con impulso tiene una primera frecuencia y en un segundo modo, en donde se espera o se detecta la fumada y en donde la señal de accionamiento con impulso tiene una segunda frecuencia, mayor que la primera frecuencia.

Description

UN SISTEMA SENSOR DE FLUJO Campo de la Invención La presente invención se relaciona con un sistema sensor de flujo. En particular, pero no exclusivamente, la presente invención se relaciona con un sistema sensor de flujo para un sistema generador de aerosol. La presente invención encuentra particular aplicación como un sistema sensor de flujo para un sistema para fumar, por ejemplo, un sistema para fumar calentado en forma eléctrica.

Antecedentes de la Invención Varios documentos de la técnica previa, como por ejemplo, US-A-5 060 671; US-A-5 388 594, US-A-5 505 214, US-A-5 591 368, WO-A-2004/043175, EP-A-0 358 002, EP-A-0 295 122, EP-A-1 618 803, EP-A-1 736 065 Y WO-A-2007/131449 describen sistemas para fumar operados en forma eléctrica, los cuales cuentan con varias ventajas. Una ventaja es que reducen en forma importante el humo de corriente lateral, mientras permiten al fumador suspender y reiniciar en forma selectiva el fumado.

Los sistemas generadores de aerosol de la técnica previa pueden incluir un substrato formador de aerosol, uno o más elementos de calentamiento para calentar el substrato para formar el aerosol y un suministro de energía para suministrar la entrega a uno o más elementos de calentamiento. Los sistemas generadores de aerosol de la técnica previa pueden proporcionar un impulso de energía al calentador para proporcionar el intervalo de temperatura deseado para la operación y para liberar los compuestos volátiles para cada fumada. Muchos de los sistemas generadores de aerosol de la técnica previa incluyen un sensor de flujo para detectar el flujo de fluido (por ejemplo, el flujo de aire o el flujo de aerosol) en el sistema generador de aerosol. El sensor puede jugar un papel muy importante en la administración de entrega de aerosol. Cuando el sensor de flujo detecta un flujo de aire indicativo de la succión provocada por el usuario que toma la fumada, un mecanismo de aerolización, que incluye el elemento o elementos de calentamiento o cualquier tipo de atomizador se activa para proporcionar el aerosol para esa fumada. E¡ sensor de flujo puede ser un sensor pasivo (esto es, mecánico) o un sensor activo.

Típicamente, los sensores pasivos incluyen una membrana de desplazamiento y un contacto eléctrico. El flujo de aire creado por la succión del usuario desplaza la membrana para que toque el contacto eléctrico, lo cual activa el mecanismo para formar aerosol. Siempre que el flujo de aire sea lo suficientemente fuerte para mantener el desplazamiento de la membrana, el mecanismo para formar aerosol permanecerá activado. Las ventajas de un sensor pasivo incluyen la sencillez del diseño, el bajo costo y el consumo de energía omisible. Los sensores activos con frecuencia están con base en la pérdida de calor como resultado del flujo de fluido. Este tipo de sensor activo con frecuencia es llamado como anemómetro térmico. El sensor comprende un resistor que se calienta a una alta temperatura. Cuando el flujo enfría el resistor, una disminución consecuente en la temperatura para una energía determinada o un incremento en la energía para mantener una temperatura determinada, indica la velocidad del flujo de aire. El resistor típicamente es un resistor con base de un sistema micro-electro-mecánico (MEMS). Las ventajas del sensor activo incluyen el hecho de que la pérdida de calor es proporcional a la velocidad de flujo, de modo que el sensor se puede utilizar para proporcionar información sobre las características de las fumadas. Además, el sensor no se ve afectado por los impactos mecánicos durante la transportación y manipulación.

Debido a que los sensores de flujo provistos en los sistemas generadores de aerosol de la técnica previa, incluyendo los antes descritos, también cuentan con algunas desventajas, un objetivo de la invención es proporcionar un sistema sensor de flujo mejorado, apropiado para un sistema generador de aerosol.

Breve Descripción de la Invención De conformidad con un primer aspecto de la invención, se proporciona un sistema sensor de flujo para detectar el flujo de fluido indicativo de una fumada en un sistema generador de aerosol, el sistema sensor está arreglado para operar en un primer modo, en donde no se espera o detecta una fumada, y un segundo modo, en el cual la fumada es esperada o detectada, y comprende: un circuito de detección que comprende un resistor de detección y una salida de voltaje, el resistor de detección está arreglado para detectar el flujo de fluido con base en un cambio en la resistencia, el circuito de detección está arreglado de tal forma que un cambio en la resistencia del resistor de detección provoca un cambio en la salida de voltaje, y un generador de señal arreglado para suministrar una señal de accionamiento con impulso al circuito de detección para energizar el circuito de detección, de modo que el circuito de detección se energiza cuando la señal de accionamiento de impulso es alta y no se energiza cuando la señal ST de accionamiento de impulso es baja, en donde la señal de accionamiento con impulso tiene una primera frecuencia f, en el primer modo y una segunda frecuencia f2 mayor que la primera frecuencia en el segundo modo.

Debido a que el sistema sensor incluye un resistor de detección incorporado dentro de un circuito de detección, que tiene un voltaje de salida que es un voltaje de diferencia, la sensibilidad es alta y se pueden detectar los pequeños cambios en el flujo. El uso de la señal ST de accionamiento con impulso significa que el circuito de detección no se energiza en forma constante, sino que solamente se energiza cada vez que la señal S! de accionamiento con impulso es alta, esto es, cuando la señal ST de onda cuadrada es 1, mejor que 0. Esto reduce mucho el consumo de energía. El sistema sensor puede estar constantemente activo, lo cual significa que no hay necesidad de un interruptor de encendido/apagado. Las frecuencias fi y f2 se pueden seleccionar para proporcionar una sensibilidad y un consumo de energía apropiados. El sistema sensor se puede utilizar para obtener la información de calidad y de cantidad sobre una fumada.

El generador de señal para suministrar una señal de accionamiento con impulso de preferencia, comprende un microcontrolador, la señal con impulso es provista en una salida del micro-controlador. Cuando el generador de señal comprende un micro-controlador, de preferencia, el micro-controlador está programado para controlar los valores de f, y f2. En otras modalidades, el generador de señal para suministrar una señal de accionamiento con impulso puede ser cualquier tipo de circuitería eléctrica programable.

De preferencia, el sistema sensor de flujo también comprende una fuente de corriente arreglada para suministrar una corriente de valor predeterminado a través de un circuito de detección, en donde la señal Si de accionamiento con impulso se suministra a la fuente de corriente. La fuente de corriente de valor predeterminado permite al resistor de detección en el circuito de detección ser utilizado a una corriente constante, lo cual proporciona un método de operación que tiene el consumo más bajo de energía. Debido a que la fuente de corriente se energiza a través de la señal Si de accionamiento con impulso, la fuente de corriente no se energiza en forma constante, pero solamente se energiza cada vez que la señal de accionamiento con impulso es alta, lo cual también reduce el consumo de energía. La fuente de corriente reduce la no linealidad de la dependencia de la salida de voltaje del circuito de detección en la resistencia del resistor de detección. En una modalidad preferida, la fuente de corriente es una fuente de corriente compensada con temperatura. Esto es ventajoso ya que esto elimina cualquier cambo en la salida de voltaje del circuito de detección, cuando la temperatura ambiental cambie, en una modalidad, la fuente de corriente comprende una fuente de voltaje, dos transistores en una configuración de espejo y un resistor de entrada.

De preferencia, el sistema sensor de flujo también comprende un amplificador diferencial arreglado para amplificar la salida de voltaje del circuito de detección. Esto es ventajoso ya que la salida del circuito de detección puede ser de solamente unos cuantos mV. De preferencia, el amplificador diferencial tiene un bajo consumo de energía y una alta ganancia.

De preferencia, el amplificador de ganancia se puede desactivar cuando la señal S! de accionamiento con impulso es baja y se puede activar cuando la señal de accionamiento con impulso es alta. Esto también reduce el consumo de energía. De preferencia, la salida del amplificador diferencial es proporcional a la salida de voltaje del circuito de detección dentro del un intervalo de valores de la salida de voltaje del circuito de detección, y se satura cuando la salida de voltaje del circuito de detección es menor o igual que ese intervalo. Esto es, cuando la salida de voltaje del circuito de detección es menor que ese intervalo, la salida del amplificador diferencial tiene un valor constante, cuando la salida de voltaje del circuito de detección es mayor que ese intervalo, la salida del amplificador diferencial tiene un valor constante, y cuando la salida de voltaje del circuito de detección está dentro del intervalo, existe una relación lineal entre la salida de la salida de detección y la salida del amplificador diferencial.

De preferencia, el sistema sensor opera en el segundo modo por un período predeterminado de tiempo después de que se detecta un cambio en la salida de voltaje del circuito de detección indicativo de una fumada y opera en el primer modo en todos los otros tiempos. De este modo, cuando se detecta una fumada, o en otro tiempo, la señal Si de accionamiento con impulso cambia de la primera frecuencia f, a una segunda frecuencia f2 más alta. Esto significa que el tiempo máximo para fumar, cuando el sensor opera en el primer modo, es segundos, f, se puede seleccionar para proporcionar el balance adecuado entre el consumo de energía y la sensibilidad en el primer modo. Cuando se detecta una fumada mientras el sensor está operando en el segundo modo, el tiempo máximo para fumar el 1//2 segundos. f2 se puede seleccionar para proporcionar un balance apropiado entre el consumo de energía y la sensibilidad en el segundo modo. En una modalidad, la primera frecuencia f-i es 3 Hz y la segunda frecuencia f2 es de 22 Hz.

De preferencia, el período de tiempo predeterminado, en el cual opera el sensor en el segundo modo, después de la detección de una fumada, es igual al tiempo promedio entre fumadas para un usuario particular. De conformidad con ello, el tiempo predeterminado puede ser adaptable, de modo que se ajusta continuamente con base en el promedio actual de los tiempos previos entre fumadas. En forma alternativa, el período predeterminado de tiempo puede tener un valor fijo.

Cuando el medio para suministrar la señal de accionamiento con impulso comprende un micro-controlador, de preferencia, la salida de voltaje del circuito de detección es provista a una entrada del micro-controlador. Esto puede ser a través de un amplificador diferencial. Entonces, en una modalidad, cuando la entrada para el micro-controlador indica que se ha detectado una fumada, el micro-controlador tiene la capacidad de cambiar la señal S! de accionamiento con impulso en su salida, desde la primera frecuencia fi a la segunda frecuencia f2.

De preferencia, una señal S2 se suministra para otros componentes en el sistema generador de aerosol, la señal S2 es alta cuando la salida de voltaje del circuito de detección indica que se detectó una fumada, y la señal S2 es baja cuando la salida de voltaje del circuito de detección indica que no se ha detectado una fumada. Cuando el medio para suministrar la señal ST de accionamiento con impulso comprende un micro-controlador, de preferencia, lá señal S2 es provista en otra salida del micro-controlador. Entonces, cuando la entrada del micro-controlador indica que se detectó una fumada, el micro-controlador está arreglado para emitir una señal S2 alta, y cuando la entrada del micro-controlador indica que no se detectó una fumada, el micro-controlador está arreglado para emitir una señal S2 baja. Los otros componentes en el sistema generador de aerosol pueden incluir, sin limitar, un mecanismo para formar aerosol (que puede ser un mecanismo de evaporación, un motor de evaporación, un mecanismo de atomización o un motor de atomización), un atomizador, un elemento de calentamiento y un indicador de fumada.

El sistema sensor de flujo también puede comprender un medio para ajustar la sensibilidad del sistema sensor, el medio para ajustar la sensibilidad comprende uno o más de: un resistor variable en el circuito de detección, un circuito de desplazamiento de auto-ajuste, un generador de señal para suministrar una señal Sc de calibración con impulso al circuito de detección.

El resistor variable se puede ajustar para cambiar la sensibilidad del sistema sensor. De preferencia, el resistor de detección tiene un intervalo de resistencia operativa (el intervalo tiene una magnitud fija) y el ajuste del resistor variable cambia la posición del intervalo de resistencia operativa del resistor de detección, esto es, el punto bajo del intervalo de la resistencia operativa. Esto, a su vez, afecta la salida de voltaje del circuito de detección en ausencia de una fumada, lo cual afecta la sensibilidad del sistema. En una modalidad preferida, el resistor variable se ajusta de tal forma que el intervalo de resistencia operativa del resistor de detección tiene un punto bajo o está justo por debajo de cero. Esto ofrece mejor sensibilidad.

El circuito de desplazamiento de auto-ajuste se puede utilizar para cambiar la sensibilidad del sistema sensor. El circuito de desplazamiento se puede formar al conectar una salida del micro-controlador con una entrada no invertida del amplificador diferencial y conectar la salida del amplificador diferencial con una entrada del micro-controlador. El micro-controlador puede monitorear la salida del amplificador diferencial VSaiida y suministrar un voltaje en la entrada no invertida hasta que VSai¡da = 0.

La señal Sc de calibración con impulso se puede utilizar para ajusfar la sensibilidad del sistema sensor. De preferencia, en cada impulso de la señal Sc de calibración, se ajusta el ancho de cada impulso de la séñal Si de accionamiento con impulso. De preferencia, este ajuste está arreglado para cambiar la proporción de cada impulso de la señal Si durante el cual se puede detectar un cambio en la salida de voltaje del circuito de detección, la cual indica una fumada.. La señal Sc de calibración con impulso se puede arreglar para tener un impulso cada "x" impulso de la señal S-? de accionamiento con impulso, que opera a la primera frecuencia o a la segunda frecuencia. El valor de "x" es un cualquier valor apropiado, por ejemplo, 1000. En forma alternativa, la señal Sc de calibración con impulso se puede arreglar para tener un impulso cada vez que la señal ST de accionamiento con impulso cambia de la primera frecuencia a la segunda frecuencia o en otros tiempos apropiados. Cuando el medio para suministrar la señal S-, de accionamiento con impulso comprende un micro-controlador, de preferencia, la señal Sc de accionamiento con impulso es provista en una salida del micro-controlador.

El resistor de detección puede ser un resistor con base MEMS de silicio. En otra modalidad, el resistor de detección puede formar parte del sensor con base MEMS de silicio. El sensor también puede comprender un resistor de referencia.

El circuito de detección puede comprender un puente Wheatstone que tiene una primera pata y una segunda pata y en donde el voltaje de salida es la diferencia entre un voltaje a través de la primera pata y un voltaje a través de la segunda pata.

De conformidad con un segundo aspecto de la invención, se proporciona un sistema generador de aerosol para recibir un substrato formador de aerosol, el sistema incluye un sistema sensor de flujo para detectar el flujo de fluido en el sistema generador de aerosol, el cual indica una fumada, un sistema sensor de flujo de conformidad con el primer aspecto de la invención.

El sistema generador de aerosol puede ser un sistema generador de aerosol calentado en forma eléctrica. El sistema generador de aerosol puede ser un sistema para fumar. De preferencia, el sistema es portátil. De preferencia, el sistema comprende un alojamiento para recibir un substrato formador de aerosol y está diseñado para ser sujetados por el usuario.

El substrato formador de aerosol puede comprender un material con contenido de tabaco que comprende compuestos saborizantes volátiles de tabaco que se liberan del substrato luego del calentamiento. El substrato formador de aerosol también puede comprender un formador de aerosol. El substrato formador de aerosol puede ser un substrato sólido, un substrato líquido, un substrato gaseoso, o una combinación de dos o más de un sólido, un líquido o un gas.

Cuando el substrato formador de aerosol es un substrato líquido, el sistema generador de aerosol puede comprender un mecanismo para formar aerosol en contacto con la fuente de substrato líquido. El mecanismo para formar aerosol puede comprender por lo menos un elemento de calentamiento para calentar el substrato para formar el aerosol, en donde el elemento de calentamiento se puede activar cuando el sistema generador de aerosol detecta el flujo de fluido indicativo de una fumada. En forma alternativa, el elemento de calentamiento puede estar separado de, pero en comunicación con el mecanismo para formar aerosol. El por lo menos un elemento de calentamiento puede comprender un solo elemento de calentamiento o más de un elemento de calentamiento. El elemento de calentamiento o los elementos de calentamiento pueden adoptar cualquier forma apropiada con el fin de calentar más efectivamente el substrato formador de aerosol. De preferencia, el elemento de calentamiento comprende un material eléctricamente resistor.

El mecanismo para formar aerosol puede incluir uno o más elementos electromecánicos, tal como elementos piezoeléctricos. El mecanismo para formar aerosol puede incluir elementos que utilizan los efectos electrostáticos, electromagnéticos o neumáticos. El sistema generador de aerosol puede comprender una cámara de condensación.

Durante la operación, el substrato puede estar contenido por completo dentro del sistema generador de aerosol. En ese caso, el usuario puede fumar en una boquilla del sistema generador de aerosol. En forma alternativa, durante la operación, el substrato puede estar parcialmente contenido dentro del sistema generador de aerosol. En ese caso, el substrato puede formar parte de un artículo separado y el usuario puede fumar directamente en el artículo por separado.

El sistema generador de aerosol comprende una fuente de energía. La fuente de energía puede ser una batería de litio-ion o cualquier de sus variantes por ejemplo, una batería de polímero de litio-ion o una batería de hidruro de níquel-metal o una batería de níquel-cadmio, un súper capacitor o una celda de combustible. En una modalidad alternativa, el sistema generador de aerosol puede comprender circuitería que se puede cargar por una porción de carga externa y arreglarse para proporcionar energía para un número predeterminado de fumadas.

De conformidad con un tercer aspecto de la invención, se proporciona un método para accionar un sistema sensor de flujo para detectar el flujo de fluido indicativo de una fumada en un sistema generador de aerosol, el sistema sensor está arreglado para operar en un primer modo, en donde no se espera o se detecta una fumada, y en un segundo modo, en donde se espera o se detecta una fumada, el método comprende las etapas de: suministrar una señal Si de accionamiento con impulso a un circuito de detección para energizar el circuito de detección, de modo que el circuito de detección se energiza cuando la señal de accionamiento con impulso es alta y no se energiza cuando la señal S! de accionamiento con impulso es baja, el circuito de detección incluye un resistor de detección y una salida de voltaje, el resistor de detección está arreglado para detectar el flujo de fluido con base en un cambio en la resistencia del resistor de detección, el circuito de detección está arreglado de tal forma que un cambio en la resistencia del resistor de detección provoca un cambio en la salida de voltaje y el cambio en el sistema sensor entre el primer y el segundo modos de operación, en, donde la señal de accionamiento con impulso tiene una primera frecuencia en el primer modo y tiene una segunda frecuencia f2 mayor que la primera frecuencia f-i , en el segundo modo.

El. accionamiento del sistema sensor de flujo con una señal ST de accionamiento con impulso significa que el circuito de detección no se energiza continuamente, sino solamente cuando la SÍ es alta. Esto reduce mucho el consumo de energía mientras y se pueden seleccionár para una sensibilidad apropiada.

En una modalidad, la etapa de cambiar el sistema sensor entre el primer y el segundo modos de operación comprende cambiar el sistema sensor del primer modo, en donde la señal Si de accionamiento con impulso tiene una primera frecuencia f-, al segundo modo, en donde la señal ST de accionamiento con impulso tiene una segunda frecuencia f2, cuando se detecta una fumada. La fumada se detecta por un cambio en la salida de voltaje del circuito de detección. En forma alternativa, o además, la etapa de cambiar el sistema sensor entre el primer y el segundo modos de operación comprende cambiar el sistema sensor del primer modo, en donde la señal S-? de accionamiento con impulso tiene una primera frecuencia f-,, al segundo modo, en donde la señal ST de accionamiento con impulso tiene una segunda frecuencia f2, cuando se espera una fumada con base en los hábitos de usuario. El tiempo en que se espera una fumada se puede pronosticar con base en los hábitos de usuario. Por ejemplo, el sistema sensor puede cambiarse del primer modo al segundo modo, uno o más de: un período de tiempo predeterminado después de una fumada anterior y un tiempo predeterminado del día. El período de tiempo predeterminado puede ser el tiempo promedio entre las fumadas del usuario y esto se puede adaptar para que se ajuste continuamente con base en un promedio del tiempo entre fumadas. En forma alternativa, el período de tiempo predeterminado puede tener un valor fijo. Esto es conveniente ya que, cuando el sistema sensor opera en el segundo modo antes de una fumada, el tiempo de respuesta será mucho más corto.

De preferencia, el método comprende suministrar una señal S-! de accionamiento con impulso a la segunda frecuencia f2 por un período de tiempo predeterminado después de que se ha detectado un cambio en la salida de voltaje del circuito de detección indicativo de una fumada, y suministrar la señal de accionamiento con impulso a la primera frecuencia ^ en todos los otros tiempos.

De preferencia, el método comprende la etapa de suministrar una señal S2 a otros componentes en el sistema generador de aerosol, la señal S2 es alta cuando la salida de voltaje del circuito de detección indica que se detectó una fumada, y la señal S2 es baja cuando la salida de voltaje del circuito detector indica que no se ha detectado una fumada. La señal S2 puede ser utilizada para activar uno o más de: un mecanismo para formar aerosol, un atomizador, un elemento de calentamiento y un indicador de fumada.

El método también puede comprender la etapa de ajusfar la sensibilidad del sistema sensor, lo cual comprende uno o más de: ajustar periódicamente la resistencia de un resistor variable en el circuito de detección; proporcionar un circuito de desplazamiento de auto-ajuste, y suministrar una señal Sc de calibración de impulso al circuito de detección.

El método también comprende el paso de entregar un aerosol a un usuario dependiendo de las características de la fumada detectada por el circuito de detección. Las características descritas con relación a un aspecto de la invención también se pueden aplicar en otro aspecto de la invención.

Breve Descripción de los Dibujos La invención será descrita a manera de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales: La Figura 1 muestra una modalidad ejemplificativa de un sistema sensor de conformidad con la invención.

La Figura 2a muestra una señal GP2 de la Figura 1.

La Figura 2b muestra la señal VSai¡da de a Figura 1 en ausencia de una fumada.

La Figura 2c muestra la señal VSaMda de la Figura 1 cuando se detecta una fumada.

La Figura 3 muestra un arreglo alternativo para el circuito de detección de la Figura 1, en la forma de un puente Wheatstone.

La Figura 4 muestra la forma en que se puede establecer el punto de ajuste de relajación.

La Figura 5 muestra un método de operación del sistema sensor de la Figura 1.

Descripción Detallada de la Invención Un sensor apropiado para usarse en el sistema sensor de la presente invención puede comprender un substrato de silicio, una membrana de nitruro de silicio en el substrato y dos elementos de calentamiento de platino en la membrana. Los dos elementos de calentamiento son resistores, uno actúa en forma simultánea como un accionador y como un sensor, el otro como una referencia. Tal sensor es vehtajoso ya que proporciona una respuesta rápida del sensor. Por supuesto, se pueden utilizar otros sensores apropiados. Durante la operación, existe un cambio en la resistencia del resistor de detección debido al enfriamiento por un flujo de fluido adyacente. Este cambio en la resistencia se debe a las pérdidas térmicas.

El resistor de detección se puede utilizar a una temperatura constante, en cuyo caso la energía de calentamiento requerida en incremento se mide y proporciona una indicación del flujo de fluido. En forma alternativa, el resistor de detección se puede utilizar a una energía de calentamiento constante, en cuyo caso la temperatura disminuida proporciona la indicación del flujo de fluido. En forma alternativa, el resistor de detección se puede utilizar con una corriente constante, como será descrito a continuación, con referencia a las Figuras 1 y 3, en cuyo caso el cambio en el equilibrio de un circuito de detección proporciona la indicación del flujo de fluido.

La Figura 1 muestra una modalidad ejemplífícativa de un sistema sensor de conformidad con la invención. El sistema 101 sensor de la Figura 1 incluye un circuito 103 de detección, una fuente de corriente de valor predeterminado en la forma de un espejo 105 de corriente, un amplificador 107 diferencial y un generador de señal para suministrar la señal de accionamiento con impulso en la forma de un micro-controlador 109 y un transistor 111 de accionamiento.

El sistema 101 sensor de la Figura 1 incluye un circuito 103 de detección. El circuito 103 de detección incluye los resistores Ri, R y un resistor Rv variable en la rama izquierda y los resistores R2, R3 y un resistor Rs de detección en la rama derecha. El resistor Rs de detección es el resistor de detección de un sensor como el antes descrito o cualquier otro tipo de sensor apropiado. Rv es una resistencia ajustable y se puede utilizar para establecer el punto de ajuste de relajación (por ejemplo, cuando no hay flujo de aire en el sistema), como será descrito más adelante. En forma alternativa, un circuito de desplazamiento de auto-ajuste se puede utilizar para establecer el punto de ajuste de relajación. En esta modalidad, una salida del micro-controlador se puede conectar con la entrada no invertida del amplificador diferencial (no mostrado en la Figura 1) y la VSaljda del amplificador diferencial se puede conectar con una entrada del micro-controlador. El micro-controlador se puede utilizar para monitorear la salida del amplificador diferencial V e inyectar un voltaje en la entrada no invertida del amplificador diferencial hasta que V =0- El voltaje medido VD|F es la medición de diferencia (en este caso ejemplificativo, la diferencia entre V2 en la rama B derecha y , en la rama A izquierda. Cuando el circuito 103 de detección está en equilibrio, la relación de resistencia en la rama izquierda: *, Es igual a la relación de resistencias en la rama derecha: Lo cual resulta en = ?' ~ v< que0 es igual a cero. Tan pronto como el Rs se enfría por el flujo de fluido, existe un cambio en la resistencia de Rs, lo cual resulta en un cambio en el voltaje de la rama B derecha y en un valor no cero para VD|F.

Se puede demostrar fácilmente que para el circuito 103 de detección de la Figura 1 : cuando Rv + R4 = y Rs + R3 = R2, entonces: La medición VD,F de diferencia proporciona una indicación del flujo de fluido que provoca un cambio en la resistencia Rs. Debido a que VD,F es la medición de diferencia, se pueden tomar medidas muy exactas, incluso para un pequeño cambio en el flujo de fluido y por lo tanto, en la resistencia. La configuración ofrece información, tal como el volumen y densidad de la fumada, para ser registrados. Se debe notar a partir de la ecuación (1), que VD|F no depende linealmente de la resistencia Rs de detección.

En la modalidad de la Figura 1, la fuente de corriente de valor predeterminado está en la forma de un espejo 105 de corriente, que comprende dos transistores T-i y T2 en una configuración de espejo, más un resistor REF.. La corriente IM en T2 debe ser igual a lREF en T\ (lo cual es también la corriente que pasa a través del circuito 103 sensor). Y: Por lo tanto: v -y l¡4 - * k£F - KREF La no-linealidad en el circuito de detección (consultar Ecuaciones (1) y (2) anteriores) se compensa por un espejo de corriente. Esto es ventajoso debido a que en un sistema que compensa la no-linealidad de esta forma, la no linealidad se encuentra para ser dos veces menor que la no linealidad en un sistema compensado por variación de voltaje. De este modo, el espejo 105 de corriente en la modalidad de la Figura 1 reduce la no-linealidad del sistema.

El espejo 105 de corriente puede tener cualquier configuración apropiada. El espejo de corriente puede colocarse en el lado de alto voltaje del circuito 103 de detección mejor que entre el circuito de detección y la tierra, como se muestra en la Figura 1. Se puede utilizar cualquier tipo de transistor apropiado para ?? y T2, incluyendo los transistores PNP, transistores NPN y transistores CMOS. Los arreglos alternativos para la fuente de corriente también son posibles. El sistema de sensor debe operar correctamente en un intervalo de temperatura razonable, y el espejo 105 de corriente compensa cualquier cambio de temperatura. Otras fuentes de corriente compensadas de temperatura también se encuentran disponibles. En caso de que la temperatura externa cambie, el voltaje de salida del circuito de detección VD|F, se verá afectado, lo cual puede provocar una operación incorrecta o mediciones no exactas. ?? y T2 deben tener las mismas características eléctricas y se deben colocar suficientemente juntas y en un empaque más pequeño con el fin de reducir al mínimo cualquier diferencia de temperatura entre ellos.

Con referencia al arreglo particular del espejo 105 de corriente, por una parte, cuando hay una diferencia de temperatura entre ?? y T2 debido a que los dos transistores tienen el mismo potencial a través de sus empalmes de base-emisor (VBE), la VBE se mantiene constante. Esto significa que, cuando los dos transistores están a diferentes temperaturas, la corriente a través de ?? es diferente de la corriente a través de T2, para así mantener VBE. Por otra parte, cuando la temperatura externa cambia para así afectar J^ y T2 por igual, la corriente a través de ambos transistores cambia en forma igual con el fin de mantener la VBE constante.

El sistema 101 sensor también incluye un amplificador diferencial 107 en la salida del circuito 103 de detección, con el fin de amplificar el v*o.ltaje VD|F de salida, que típicamente es de solamente unos cuantos mil voltios. En la Figura 1, se utiliza un amplificador AD623, fabricado por Analog Devices, Inc. de Massachussets, EUA. Tal amplificador utiliza menos que aproximadamente 0.5 mA y tiene una ganancia de hasta 1000. Sin embargo, cualquier amplificador diferencial apropiado se puede sustituir. El amplificador 107 está conectado con un voltaje de suministro Vs, y la ganancia del amplificador se ajusta por el resistor RG de acuerdo con: De modo que para una ganancia de =1000, RG se ajusta en 100 O.

La ecuación (3) aplica solamente a través de un intervalo particular de VDIF- Cualquier lado de este intervalo, el amplificador se saturará. En un ejemplo, cuando VmF = 0, V, VSALIDA = 1.5. Cuado VmF < 1.5 mV, VSALIDA se satura en 0 V. Cuando VD|F > 1.5 mV, VSAUDA se satura en 3V. Dentro del intervalo -1.5 < VD,F < + 1.5 mV, la Ecuación (3) aplica, esto es, la relación es lineal con un gradiente igual a la ganancia, que es de alrededor de 1000, cuando RG se ajusta en 100 O.

El sistema 101 sensor también incluye un micro-controlador 109 y un transistor 111 de accionamiento. En una modalidad, el micro-controlador tiene una entrada GP0 y salidas GP2 y GP4. El circuito 103 de detección y el espejo 105 de corriente son los consumidores más altos de energía en la Figura 1. Con el fin de reducir el consumo de energía, el circuito 103 de detección y el espejo 105 de corriente no se energizan en forma continua, más bien se activan por una señal Si de accionamiento con impulso desde el micro-controlador 109. La corriente I EF con impulso se suministra al espejo 105 de corriente y el circuito 103 de detección de conformidad con la señal en la salida GP2 del micro-controlador 109, a través del transistor 111 de accionamiento. El transistor 111 se comporta como un interruptor, el cual conduce cuando la señal GP2 es alta. El ancho y la frecuencia del impulso son controlados por el micro-controlador 109. En esta modalidad, la salida VSAUDA está conectada con la entrada GP0 del micro-controlador con el fin de digitalizar la salida del amplificador diferencial. Se observa que la salida GP0 y el ancho y la frecuencia de la señal con impulso en GP2 se puede ajusfar de acuerdo con ello. En la modalidad de la Figura 1 , el micro-controlador 109 es un micro-controlador de 8 bits con base de flash serie PIC12f675 fabricado por Microchip Technology, Inc de Arizona, EUA. El micro-controlador tiene un puerto de suministro, un puerto a tierra y seis puertos de Entrada/Salida l/O GP0 a GP5, que incluyen cuatro puertos de conversión análoga a digital. Puede funcionar a 3 V, cualquier micro-controlador apropiado se puede utilizar.

La Figura 2a muestra un impulso de la señal de onda cuadrada en la salida GP2 del micro-controlador (señal S^. La Figura 2b muestra la forma en que la señal GP2 afecta la señal en VSALIDA en ausencia de una fumada. La Figura 2a muestra el voltaje contra el tiempo para GP2. La Figura 2b muestra el voltaje contra el tiempo para VSAUDA- Las gráficas de las Figuras 2a y 2b son están a escala. Cada impulso de la señal en GP2 en la Figura 2a se divide en tres fases marcadas, f, g y h en la Figura 2a. Estas fases serán descritas más adelante. La señal en VSAUDA en la Figura 2b se divide en cinco fases, marcadas a, b, c, d y e en la Figura 2b.

En la fase a, la señal GP2 es de oC. Esto es antes de un impulso.

Por lo tanto, no se suministra la corriente al circuito 103 de detección. El resistor Rs de detección no tiene corriente fluyendo a través del mismo, de modo que está a temperatura ambiente. La salida del circuito 103 de detección, VD|F es 0V que produce una salida VSAUDA de 1.5 V, como se describe antes.

En la fase b, la señal GP2 es 3V. Ahora la corriente se suministra al circuito 103 de detección, lo cual significa que la temperatura de Rs empieza a incrementar. La salida V0|F del circuito 103 de detección incrementa a más de 1.5 mV, lo que significa que la salida VSAUDA del amplificador se satura en 3 V.

En la fase c, la temperatura del Rs continúa elevándose y esto empieza a disminuir la salida del circuito 103 de detección. El VD!F cae por debajo del nivel de saturación de 1.5 mV para que la respuesta lineal se obtenga de la salida VSALIDA del amplificador. De modo que VSAUDA cae en 5 forma lineal con VD|F conforme la temperatura Rs se eleva.

En la fase d, la temperatura de Rs se ha elevado lo suficiente de modo que VD|F es menor que -1.5 mV y la salida VSAUDA del amplificador otra vez se satura, esta vez en 0V.

En la fase e, el impulso de GP2 ha terminado de modo que el voltaje lü GP2 otra vez está en 0 V. La corriente ya no se suministra al circuito 103 de detección, lo cual significa que a salida VD,F es 0V, lo cual produce una salida VSAUDA de 1.5V, tal como en la fase a. Rs disminuye en temperatura por adelantado del siguiente impulso.

En este sistema, una fumada se puede detectar durante la fase c de I5 V SALIDA, eso es, durante la respuesta lineal del amplificador diferencial, en un arreglo convencional, el circuito 103 de detección se ajusta de modo que se equilibrio VDIF = 0 se alcanza cuando la resistencia del calentador sensor ha alcanzado una temperatura constante en un flujo cero. Con una corriente constante, esto significa que suministrar la corriente al sensor 20 por suficiente tiempo para que la resistencia del calentador sensor alcance la temperatura equilibrio. Esto significa un alto consumo de energía del sensor. En esta modalidad de la invención, el consumo de energía se reduce al ajustar los impulsos para que la resistencia del calentador no pueda, o solamente pueda alcanzar su temperatura de equilibrio. 25 La Figura 2c muestra la señal en VSALIDA, cuando se detecta una fumada. La Figura 2c muestra el voltaje contra el tiempo para VSAUDA. Otra vez, la gráfica de la Figura 2c no está a escala. Cuando se toma una fumada, el flujo de fluido resultante provoca la inclinación de VSAUDA (fase c) para moverse a la derecha. La cantidad de desplazamiento de la inclinación es proporcional a la velocidad de flujo. Conforme la inclinación se desplaza a la derecha, esto finalmente ofrece la señal VSALIDA de la misma forma que la señal de accionamiento GP2 mostrada en la Figura 2a. Esto se muestra en la Figura 2c. La señal GP2 va a cero antes o al mismo tiempo en que empieza la inclinación de la fase c. La fumada se detecta justo antes del final del impulso GP2. Cuando la señal VSALIDA se digitaliza (a través de GP0), cuando este valor está sobre un valor umbral, entonces se considera que detectó una fumada. Por esto, es importante que sin ningún flujo de fluido y antes de la medición, VSALIDA sea 0 V.

La Figura 3 muestra un arreglo alternativo para el circuito 103 de detección, en la forma de una configuración 303 de puente Wheatstone que incluye al resistor RS de detección. . Los cuatro lados del puente Wheatstone incluyen los resistores R,, RV (en a pata A' izquierda), R2 y (R3 + RS) (en la pata B' derecha), respectivamente. Otra vez, RV es una resistencia ajustable y se utiliza para establecer el punto de ajuste del puente Wheatstone. El arreglo del puente es ventajoso ya que permite pequeñas variaciones en la resistencia del sensor a ser detectada. Además, este arreglo reduce las variaciones provocadas por cambios en la temperatura ambiente.

La Figura 4 muestra la forma en que se puede utilizar la resistencia R variable o un circuito de desplazamiento de auto-ajuste para establecer el punto de ajuste de relajación del circuito 103 de detección o el puente 303 Wheatstone y ajusta la sensibilidad del sistema sensor. Como se describe con referencia a las fases b, c y d de la Figura 2b, la resistencia Rs del sensor se eleva cuando se enciende, a un valor determinado por el ancho de impulso de la señal GP2 generado por el micro-controlador 109. La RB o el circuito de desplazamiento de auto-ajuste se puede utilizar para determinar el nivel de voltaje al cual ocurre en Rs y esto se ilustra en la Figura 4.

El intervalo de valores que Rs puede tomar, con el cambio en temperatura, se muestra en la Figura 4 en el intervalo 401. El impacto del ajuste Rv o el uso del circuito de desplazamiento de auto-ajuste es mover el intervalo 401 a lo largo de la línea longitudinal, como se indica por la flecha 403. El punto de ajuste de relajación es el punto en el cual se coloca la variación de voltaje de Rs. El movimiento del intervalo 401 de Rs a lo largo de la línea diagonal en la Figura 4 corresponde al movimiento de la inclinación de la fase c de VSALIDA en la Figura 2b hacia la izquierda o a la derecha. La mejor sensibilidad se alcanza cuando el intervalo 401 empieza o está justo por debajo de cero en la Figura 4, lo cual corresponde a la inclinación de la fase c de VSAUDA colocada en o justo antes del final del impulso GP2 en la Figura 2b.

La Figura 5 muestra una modalidad del método de operación del arreglo de la Figura 1. El tercio superior de la Figura 5 muestra el voltaje contra el tiempo (señal S-i). El tercio central de la Figura 5 muestra el voltaje contra el tiempo para VSAUDA (correspondiente a GP0). El tercio inferior de la Figura 5 muestra el voltaje contra el tiempo para la salida CTLR del micro-controlador (correspondiente a la señal S2 en GP4). Las gráficas de la Figura 5 no están a escala. Como se describe antes, para reducir al mínimo el consumo de energía, el circuito 103 de detección o el puente 303 Wheatstone y el espejo 105 de corriente se energizan con una señal de accionamiento con impulso en GP2. Un impulso cuadrado de GP2 se muestra en la Figura 2a. El lado izquierdo de la Figura 5 muestra la señal que opera en un primer modo. El lado derecho de la Figura 5 muestra la señal que opera en un segundo modo.

El lado izquierdo de la Figura 5 muestra el método de operación cuando no se detecta una fumada y la señal está operando en un primer modo. La frecuencia de impulso, mientras la señal opera en un primer modo, en esta modalidad es 3Hz, esto es, un impulso aproximadamente cada 330 ms. Esta frecuencia proporciona un buen compromiso entre la sensibilidad y el consumo de energía. El ancho de impulso de GP2 es 12.1 ms en esta modalidad. De conformidad con esto, el voltaje V SALÍ DA tiene la forma mostrada en el lado izquierdo de la Figura 5. Se debe notar que cada impulso de VSALIDA en la mitad izquierda del lado izquierdo de la Figura 5 tiene la forma mostrada en la Figura 2b, pero la forma del impulso se muestra solamente en forma esquemática en la Figura 5. En el lado izquierdo de la Figura 5, no se detecta ninguna fumada de modo que la forma del impulso es igual a la mostrada en la Figura 2b, mejor que la mostrada en la Figura 2c.

El lado derecho de la Figura 5 muestra el método de operación cuando se detecta una fumada y la señal opera en un segundo modo. La fumada se detecta en el tiempo 501. Como se puede observar en el tercio central del lado derecho de la Figura 5, la fumada se detecta debido a que la porción inferior del impulso VSALIDA (parte inferior de la inclinación de fase c) tiene el valor más alto. Esto corresponde al flujo de fluido que mueve la inclinación en la fase c hacia la derecha, de modo que la inclinación se corta antes de alcanzar la fase d, por la señal GP2 que regresa a OV. Cuando se detecta una fumada en el tiempo 501, la detección en la entrada GP0 cambia a la señal S2 de salida de GP4 de 0 a 1 , para que VCTRL se encienda, como se muestra en el tercio inferior del lado derecho de la Figura 5. La detección en la entrada GP0 también provoca un cambio en la frecuencia de impulso de GP2 y el sistema empieza a operar en un segundo modo. Por supuesto, el cambio de la señal GP4 también se puede utilizar para controlar otros circuitos, por ejemplo, un mecanismo de aerosol, un atomizador, un elemento de calentamiento y un indicador de fumada. Ahora, en esta modalidad, la frecuencia del impulso.de GP2 en el segundo modo es 22 Hz, esto es un impulso aproximadamente cada 45 ms, como se muestra en el tercio superior del lado derecho de la Figura 5. Se debe notar que el ancho del impulso se queda igual que en el primer modo, esto es, en esta modalidad 12.1 ms. Se debe notar que la porción inferior de la señal VSai¡da sigue la curva punteada marcada 503. Esta curva es el perfil de fumada, ya que a cantidad de inclinación de VSAUDA se mueve a la derecha es proporcional a la velocidad de flujo. Conforme la porción inferior de la señal VSAUDA incrementa, la velocidad de flujo incrementa de cero a su máximo, conforme la porción inferior de la señal VSAUDA disminuye de su máximo a cero, la velocidad de flujo se disminuye del máximo a cero.

En esta modalidad, el sistema ha sido calibrado apropiadamente, esto se puede observar a partir de la curva 503, la cual se acerca pero no excede al alto valor de VSALIDA- Eso es un equivalente al intervalo de RS 402 de la Figura 4, que empieza en o justo por debajo de cero y la inclinación de la fase de VSAUDA se coloca en o justo por debajo del final del impulso GP2. Esta calibración se puede alcanzar por la variación de RV o el circuito de desplazamiento, como se describe antes con referencia a la Figura 4 o por un método de calibración alternativo, que será descrito más adelante.

En el tiempo 505, cuando no se detecta otra vez un cambio en VSALIDA, la salida VCTRL regresa a 0 V. El impulso GP2 permanece en la segunda frecuencia de 22 Hz por un período de tiempo predeterminado después de que se detecta una fumada en el tiempo 501 , cuando regresa a la primera frecuencia de 3 Hz. Este período de tiempo 501 al 507 puede ser pre-ajustado o estar con base en los hábitos del usuario. Por ejemplo, el período de tiempo puede corresponder al período de tiempo promedio entre dos fumadas.

De este modo, durante el primer modo, cuando la frecuencia del impulso de GP2 está en 3 Hz, en un escenario del peor caso, el tiempo para la primera fumada es aproximadamente 330 ms. Cuando se toma una fumada durante el segundo modo, cuando la frecuencia del impulso GP2 está en 22 Hz, el tiempo máximo de respuesta es mucho más rápido, y en el escenario del peor caso, el tiempo para fumar es aproximadamente 45 ms.

La señal VSAUDA, que representa la fumada, se puede registrar y se puede utilizar para aseverar ciertos datos. Por ejemplo, el tiempo total promedio para una fumada se puede registrar a partir de la señal VSAUDA-Este es el tiempo 501 al 505 en la Figura 5. También, la inclinación de la curva 503 se puede utilizar para calcular la fuerza o intensidad con la cual el usuario toma la fumada. También, el volumen de la fumada se puede determinar a partir del perfil 503 de fumada a través del tiempo 501 al 505. También, el tiempo promedio entre fumadas se puede registrar a partir de la señal VSAUDA (aunque se debe notar que solamente se muestra una fumada en la Figura 5, para simplificar).

La información se puede alimentar al micro-controlador, y por lo tanto permite una gran flexibilidad en la operación. Por ejemplo, a partir del tiempo registrado entre fumadas, el micro-controlador puede adaptar el período de tiempo durante el cual GP2 permanece a una alta frecuencia (501 al 507) de conformidad con los hábitos del usuario. Como otro ejemplo, el micro-controlador puede cambiar automáticamente del impulso GP2 de baja frecuencia al impulso GP2 de alta frecuencia, en un tiempo cuando se espera la siguiente fumada, con base en los hábitos del usuario. Esto disminuirá el tiempo de respuesta, esto es, el tiempo para fumar. Como otro ejemplo, se puede registrar la fuerza con la cual el usuario toma la fumada, y se utiliza para manejar la entrega de aerosol en el accionador, el mecanismo de aerosol o el elemento de calentamiento para adaptarse al usuario.

El método de operación mostrado en la Figura 5 se puede implementar por el software del micro-controlador. Primero el software energiza e inicia el micro-controlador. Después, el se lleva a cabo la estabilización electrónica. Una vez que se han completado estos procesos, el micro-controlador se puede utilizar para generar impulsos en GP2 y leer la respuesta en VSALIDA- Cuando la V SALIDA no es mayor que 0 1 V, no se detecta una fumada, en cuyo caso la señal S, de GP2 se ajusta a la primera frecuencia de impulso, en este caso 3 Hz. El micro-controlador continúa generando impulsos con la primera frecuencia de impulso y lee la respuesta en VSAUDA hasta que detecte la fumada.

Cuando VSALIOA es mayor que 0.1 V, se detecta una fumada, en cuyo caso, se inicia un temporizador contador. Esto corresponde al tiempo 501 de la Figura 5. La salida VCTL del micro-controlador para GP4 (S2) se ajusta en cero y la señal GP2 se ajusta a la segunda frecuencia de impulso, en este caso 22 Hz. El micro-controlador genera impulsos en la segunda frecuencia en GP2 y lee la respuesta en VSALIDA- Cuando VSALIDA es mayor que 0.1 V, la fumada todavía se detecta, en cuyo caso la ST del impulso GP2 todavía tiene impulso a la segunda frecuencia y la salida VCTLR del micro-controlador para GP4 (S2) sigue alta.

Cuando VSAL|DA no es mayor que 0.1 V, ya no se detecta la fumada. Esto corresponde al tiempo 505 en la Figura 5. En este caso, VCTLR se ajusta en bajo. Entonces, cuando el temporizador contador no es cero, el período de tiempo durante el cual el impulso GP2 debe permanecer a la alta frecuencia no ha expirado, ese es el tiempo 507 en la Figura 5 que no se ha alcanzado. En ese caso, la señal Si de señal con impulso GP2 permanece a la alta frecuencia.

Cuando el temporizador contador es cero, el período de tiempo en el cual el impulso GP2 debe permanecer a la alta frecuencia, se ha expirado, esto es, el tiempo 507 en la Figura 5 se ha alcanzado en ese caso, la señal S! con impulso GP2 regresa la primera baja frecuencia.

Como se describe antes, la sensibilidad del sistema se puede ajustar al fijar R o al inyectar un voltaje dentro de la entrada no invertida del amplificador diferencial hasta que la salida del amplificador VSAUDA es 0 V. Otra forma es utilizar una señal Sc de calibración. Un impulso en la señal Sc de calibración puede generarse en forma periódica, por ejemplo, cada x impulsos (por ejemplo, 1000 impulsos) de la señal S! en GP2 o cada vez que la señal S2 cambia del segundo modo (22 Hz) al primer modo (3 Hz). Con referencia a la Figura 2a otra vez, el impulso de calibración se utiliza para mantener un período de tiempo constante para la fase d, esto es, cuando VSAUDA es 0V. Cuando se utiliza el impulso de calibración, el ancho del impulso de GP2 ya no es fijo, es variable. El impulso GP2 se divide en tres fases, f, g y h como se muestra en la Figura 2a. Durante la calibración, en la fase f, que tiene una duración fija de tiempo (en una modalidad 6 ms), la señal GP2 se mantiene alta en 3V, sin considerar la señal VSALIDA- En la fase g, la señal VSAUDA se monitorea y siempre que VSALIDA se mantenga mayor que 0 V (como sucede en la fase b o c, consultar la Figura 2b), la señal GP2 se mantiene alta a 3V: Tan pronto como la señal VSALIDA alcanza 0 V (fase d- consultar la Figura 2d), el tiempo se registra y el período de tiempo para la fase h de GP2, que corresponde a la fase d de VSAL|DA, se ajusta con una duración fija de tiempo (en una modalidad 300 µe). Durante la calibración, en esta modalidad, cuando VSALIDA no alcanza 0 V después de un tiempo total de impulso (f + g + h) de 14 ms, se considera que se detectó una fumada.

En el modo normal de operación, el ancho total del impulso de GP2 es f + g + h. El tiempo g que se registro durante la calibración ahora se utiliza para el cálculo de la longitud total de impulso. Este método para calibrar el sistema para ajustar la sensibilidad es muy conveniente por las siguientes razones. En primer lugar, la resistencia Rv ajustable se puede reemplazar por una resistencia fija. En segundo lugar, la calibración automática ocurre cada vez que la señal Sc de calibración con impulso tiene un impulso. Esto significa que no hay necesidad de ajustar manualmente cualquier de los componentes en el sistema, ya sea durante la fabricación o durante el mantenimiento, ya que el sistema se ajustará a si mismo en forma automática a la mejor sensibilidad. La ventana de tiempo seleccionada en esta modalidad, de 6 ms a 14 ms, es suficientemente grande para permitir cualquier variación en la temperatura ambiente y en la respuesta de varios componentes electrónicos, pero se puede seleccionar cualquier ventana de tiempo apropiada.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema sensor de flujo para detectar el flujo de fluido indicativo de una fumada en un sistema generador de aerosol, el sistema sensor está arreglado para operar en un primer modo, en donde no se espera o se detecta una fumada y en un segundo modo, en donde se espera o se detecta una fumada, y el cual está caracterizado porque comprende: un circuito de detección que comprende un resistor de detección y una salida de voltaje, el resistor de detección está arreglado para detectar el flujo de fluido con base en una carga en la resistencia, el circuito de detección está arreglado de tal forma que el cambio en la resistencia del resistor de detección provoca un cambio en la salida de voltaje; y un generador de señal arreglado para suministrar una señal ST de accionamiento con impulso al circuito de detección para energizar al circuito de detección, de modo que el circuito de detección se energiza cuando la señal de accionamiento con impulso es alta y no se energiza cuando la señal de accionamiento con impulso es baja, en donde la señal S! de accionamiento con impulso tiene una primera frecuencia en el primer modo y una segunda frecuencia f2 más alta que la primera frecuencia en el segundo modo.

2. El sistema sensor de flujo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende una fuente de corriente arreglada para suministrar una corriente de valor predeterminado a través del circuito de detección, en donde la señal 5? de accionamiento con impulso se suministra a la fuente de corriente.

3. El sistema sensor de flujo de conformidad con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque además comprende un amplificador diferencial arreglado para amplificar la salida de voltaje del circuito de detección.

4. El sistema sensor de flujo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la salida del amplificador diferencial es proporcional a la salida de voltaje del circuito de detección dentro de un intervalo de valores en la salida de voltaje del circuito de detección y se satura cuando la salida de voltaje del circuito de detección es menor que o mayor que el intervalo.

5. Un sistema sensor de flujo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque además comprende un medio para ajustar la sensibilidad del sistema sensor, el medio para ajusfar la sensibilidad comprende uno o más de: un resistor variable en el circuito de detección; un circuito de desplazamiento de auto-ajuste; y un generador de señal para suministrar una señal Sc de calibración con impulso al circuito de detección.

6. El sistema sensor de flujo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el circuito de detección comprende un puente Wheatstone que tiene una primera pata y una segunda pata y en donde la salida de voltaje es la diferencia entre un voltaje a través de la primera pata y un voltaje a través de una segunda pata.

7. Un sistema generador de aerosol para recibir un substrato formador de aerosol, el sistema está caracterizado porque incluye un sistema sensor de flujo para detectar el flujo de fluido en el Sistema generador de aerosol, indicativo de una fumada, el sistema sensor de flujo es de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

8. El sistema generador de aerosol de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque además comprende: por lo menos un elemento de calentamiento para calentar el substrato para formar un aerosol; en donde el sistema sensor de flujo está arreglado para activar al elemento de calentamiento cuando el sistema sensor de flujo detecta un flujo de fluido indicativo de una fumada.

9. Un método para accionar un sistema sensor de flujo para detectar un flujo de fluido indicativo de una fumada en un sistema generador de aerosol, el sistema sensor está arreglado para operar en un primer modo, en donde no se espera o se detecta una fumada y en un segundo modo, en donde se espera o se detecta una fumada, el método está caracterizado porque comprende las etapas de: suministrar una señal S-i de accionamiento con impulso a un circuito de detección para energizar el circuito de detección, de modo que el circuito de detección se energiza cuando la señal ST de accionamiento con impulso es alta y no se energiza cuando la señal Si de accionamiento con impulso es baja, el circuito de detección incluye un resistor de detección y una salida de voltaje, el resistor de detección está arreglado para detectar el flujo de fluido con base en. un cambio en la resistencia, del resistor de detección, el circuito de detección está arreglado de modo que el cambio en la resistencia del resistor de detección provoca un cambio en la salida de voltaje; y cambiar el sistema sensor entre el primer y el segundo modos de operación, en donde la señal Si de accionamiento con impulso tiene una primera frecuencia en el primer modo y tiene una segunda frecuencia f2 mayor que la primera frecuencia en el segundo modo.

10. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el paso de cambiar el sistema sensor entre el primer y segundo modos de operación comprende cambiar el sistema sensor del primer modo, en donde la señal S! de accionamiento con impulso tiene una primera frecuencia f-,, al segundo modo en donde la señal S-, de accionamiento con impulso tiene una segunda frecuencia f2 cuando se detecta la fumada.

11. El método de conformidad con la reivindicación 9 o la reivindicación 10, caracterizado porque la etapa de cambiar el sistema sensor entre el primer y el segundo modos de operación comprende cambiar el sistema sensor del primer modo de operación, en donde la señal de accionamiento con impulso tiene una primera frecuencia f-, al segundo modo de operación, en donde la señal S! de accionamiento con impulso tiene una segunda frecuencia f2, cuando se espera una fumada con base en los hábitos del usuario.

12. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9 a la 11, caracterizado porque además comprende la etapa de suministrar una señal S2 a otros componentes en el sistema generador de aerosol, la señal S2 es más alta cuando la salida de voltaje del circuito de detección indica que se detectó- una fumada, y la señal S2 es baja cuando la salida de voltaje del circuito de detección indica que no se ha detectado una fumada.

13 El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9 a la 12, caracterizado porque además comprende la etapa de ajustar la sensibilidad del sistema sensor, caracterizado porque comprende uno o más de: ajustar periódicamente la resistencia del resistor variable en el circuito de detección; proporcionar el circuito de desplazamiento de auto-ajuste; y suministrar una señal Sc de calibración con impulso para el circuito de detección.

14. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9 a la 13, caracterizado porque además comprende el paso de entregar un aerosol al usuario dependiendo de las características de una fumada detectada por el circuito de detección.