MX2014008089A - Dispositivo generador de aerosol con deteccion de flujo de aire. - Google Patents

Dispositivo generador de aerosol con deteccion de flujo de aire.

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Abstract

Se proporciona un dispositivo generador de aerosol configurado para la inhalación del usuario de un aerosol generado, el dispositivo comprende: un elemento calentador configurado para calentar un substrato formador de aerosol, una fuente de energía conectada con el elemento calentador y un controlador conectado con el elemento calentador y con la fuente de energía, en donde el controlador está configurado para controlar la energía suministrada al elemento calentador desde la fuente de energía para mantener la temperatura del elemento calentador a una temperatura objetivo y está configurado para monitorear los cambios en la temperatura del elemento calentador o cambios en la energía suministrada al elemento calentador para detectar un cambio en el flujo de aire más allá del elemento calentador indicativo de la inhalación del usuario. El controlador puede determinar cuando el usuario ha inhalado y puede usar esto para el control dinámico del dispositivo, así como para proporcionar datos de la inhalación del usuario para su análisis posterior.

Description

DISPOSITIVO GENERADOR DE AEROSOL CON DETECCIÓN DE FLUJO DE AIRE Campo de la Invención La especificación se relaciona con dispositivos generadores de aerosol y en particular, con dispositivos generadores de aerosol para la inhalación del usuario, tal como dispositivos para fumar. La especificación se relaciona con un dispositivo y con un método para detectar cambios en el flujo de aire a través de un dispositivo generador de aerosol, típicamente correspondiente a la inhalación del usuario o fumada, en una manera económica y confiable.
Antecedentes de la Invención Los cigarros de extremo encendido convencionales entregan humo como resultado de la combustión del tabaco y una envoltura, lo cual ocurre a temperaturas que pueden exceder los 800 grados Celsius durante una fumada. A estas temperaturas, el tabaco se degrada térmicamente por pirólisis y combustión. El calor de la combustión se libera y genera varios productos gaseosos de combustión y destilados del tabaco. Los productos se arrastran a través del cigarro y se enfrían y se condensan para formar un humo que contiene los sabores y aromas asociados con el fumado. A las temperaturas de combustión, no solamente se generan sabores y aromas sino que también varios compuestos no deseables.
Los dispositivos para fumar calentados en forma eléctrica son bien conocidos y son esencialmente sistemas generadores de aerosol, que operan a temperaturas más bajas que los cigarros de extremo encendido convencionales. Un ejemplo de tal dispositivo para fumar eléctrico se describe en WO2009/118085. El documento WO2009/118085 describe un sistema para fumar eléctrico en donde el substrato formador de aerosol se calienta por un elemento calentador para generar un aerosol. La temperatura del elemento calentador es controlada para estar dentro de un intervalo particular de temperaturas con el fin de asegurar que no se generen compuestos volátiles no deseados y que se liberen del substrato, mientras se liberan otros compuestos volátiles deseados.
Breve Descripción de la Invención Sería conveniente proporcionar una función de detección de fumada en dispositivo generador de aerosol en forma económica y confiable. La detección de fumada es útil por ejemplo, por ejemplo, para el control dinámico del elemento calentador dentro del sistema y para propósitos analíticos.
En un aspecto de la especificación, se proporciona un dispositivo generador de aerosol configurado para la inhalación del usuario de un aerosol generado, el dispositivo comprende: un elemento calentador configurado para calentar al substrato formador de aerosol; una fuente de energía conectada con el elemento calentador; y un controlador conectado con el elemento calentador y con la fuente de energía, en donde el controlador está configurado para controlar la energía suministrada al elemento calentador desde la fuente de energía para mantener la temperatura del elemento calentador a una temperatura objetivo y está configurado para monitorear los cambios en la temperatura del elemento calentador o los cambios en la energía suministrada al elemento calentador para detectar un cambio en el flujo de aire más allá del elemento calentador indicativo de una inhalación del usuario.
Como se usa aquí, un "dispositivo generador de aerosol" se relaciona con un dispositivo que interactúa con un substrato formador de aerosol para generar un aerosol. El substrato formador de aerosol puede ser parte de un artículo generador de aerosol, por ejemplo, parte de un artículo para fumar. Un dispositivo generador de aerosol puede ser un dispositivo para fumar que interactúa con un substrato formador de aerosol de un artículo generador de aerosol para generar un aerosol que se puede inhalar directamente hasta los pulmones del usuario a través de la boca del usuario. El dispositivo generador de aerosol puede ser un sujetador.
Como se usa aquí, el término "substrato formador de aerosol" se relaciona con un substrato con la capacidad de liberar compuestos volátiles que pueden formar un aerosol. Tales compuestos volátiles pueden ser liberados al calentar el substrato formador de aerosol. Un substrato formador de aerosol puede ser parte, convenientemente, del artículo generador de aerosol o del artículo para fumar.
Como se usa aquí, los términos "artículo generador de aerosol" y "artículo para fumar" se refieren a un artículo que comprende un substrato formador de aerosol que tiene la capacidad de liberar compuestos volátiles que pueden formar un aerosol. Por ejemplo, un artículo generador de aerosol puede ser un artículo para fumar que genera un aerosol que se puede inhalar directamente hasta los pulmones del usuario a través de la boca del usuario. El artículo generador de aerosol puede ser desechable. El término "artículo para fumar" se usa de aquí en adelante. Un artículo para fumar puede comprender o no una barra de tabaco.
Como se usa aquí, el término "inhalación" se refiere a la acción de un usuario que extrae un aerosol en su cuerpo a través de la boca o nariz. La inhalación incluye la situación en donde el aerosol es arrastrado hacia los pulmones del usuario y también a la situación en donde el aerosol solamente se arrastra dentro de la boca o la cavidad nasal del usuario antes de ser expulsado del cuerpo del usuario.
El controlador puede comprender un microprocesador programable. En otra modalidad, el controlador puede comprender un chip electrónico dedicado, tal como un arreglo de compuerta programable de campo (FPGA) o un circuito integrado de aplicación específica (ASIC). En general, se puede usar cualquier dispositivo con la capacidad de proporcionar una señal con la capacidad de controlar al elemento calentador consistente con las modalidades aquí descritas. En una modalidad, el controlador está configurado para monitorear la diferencia entre la temperatura del elemento calentador y la temperatura objetivo para detectar un cambio en el flujo de aire después del elemento calentador indicativo de la inhalación del usuario.
La especificación proporciona la detección de cambios en el flujo de aire a través del dispositivo generador de aerosol y en particular, la detección de las inhalaciones o fumadas del usuario, sin requerir un sensor de flujo de aire. Esto reduce el costo y la complejidad de proporcionar la detección de la inhalación del usuario comparada con los dispositivos existentes que incluyen un sensor de flujo de aire dedicado e incrementa la confiabilidad, ya que tiene menos componentes que pueden potencialmente fallar.
En una modalidad, el controlador puede estar configurado para monitorear si la diferencia entre la temperatura del elemento calentador y la temperatura objetivo excede un umbral con el fin de detectar un cambio en el flujo de aire más allá del elemento calentador indicativo de la inhalación del usuario. El controlador puede estar configurado para monitorear si la diferencia entre la temperatura del elemento calentador y la temperatura objetivo excede un umbral por un período de tiempo predeterminado o por un número predeterminado de ciclos de medición para detectar un cambio en el flujo de aire más allá del elemento calentador indicativo de la inhalación del usuario. Esto asegura que las fluctuaciones de tiempo corto en la temperatura no arrojen una falsa detección de la inhalación del usuario.
En otra modalidad, el controlador puede estar configurado para monitorear la diferencia entre la energía suministrada al elemento calentador y un nivel de energía esperado para detectar un cambio en el flujo de aire más allá del elemento calentador indicativo de la inhalación del usuario. En forma alternativa o además, el controlador puede estar configurado para comparar un índice de cambio de temperatura o un índice de cambio de energía suministrada, con un nivel umbral para detectar un cambio en el flujo de aire más allá del elemento calentador indicativo de la inhalación del usuario.
El controlador puede estar configurado para ajustar la temperatura objetivo cuando se detecta un cambio en el flujo de aire más allá del calentador. El flujo de aire incrementado lleva más oxígeno al contacto con el substrato. Esto incrementa la probabilidad de combustión del substrato a una temperatura determinada. La combustión del substrato no es conveniente. Así, la temperatura objetivo puede disminuirse cuando se detecta un incremento en el flujo de aire con el fin de reducir la probabilidad de combustión del substrato. En forma alternativa o además, el controlador puede estar configurado para ajustar la energía suministrada al elemento calentador cuando se detecta un cambio en el flujo de aire más allá del elemento calentador. El flujo de aire más allá del elemento calentador típicamente tiene un efecto de enfriamiento en el elemento calentador. La energía para el elemento calentador puede incrementarse en forma temporal para compensar este efecto de enfriamiento.
La fuente de energía puede ser cualquier suministro de energía apropiado, por ejemplo, una fuente de voltaje DC, tal como una batería. En una modalidad, el suministro de energía es una batería de iones de litio. En forma alternativa, el suministro de energía puede ser una batería de hidruro de níquel de metal, una batería de cadmio-níquel o una batería con base de litio, por ejemplo, una batería de litio-cobalto, una batería de litio-hierro-fosfato o una batería de polímero de litio. La energía se puede suministrar al elemento calentador como una señal pulsada. La cantidad de energía suministrada al elemento calentador se puede ajustar al alterar el ciclo de trabajo o el ancho de impulso de la señal de energía.
El controlador se puede configurar para monitorear la temperatura del elemento calentador con base en la medición de la resistencia eléctrica del elemento calentador. Esto permite detectar la temperatura del elemento calentador sin necesitar hardware de detección adicional.
La temperatura del calentador se puede monitorear en período de tiempo predeterminados, tal como unos cuantos milisegundos. Esto se puede realizar en forma continua o solamente durante períodos cuando la energía se suministra al elemento calentador.
El controlador puede estar configurado para reiniciarse, listo para detectar la siguiente fumada del usuario cuando la diferencia entre la temperatura detectada y la temperatura objetivo es menor que una cantidad umbral. El controlador puede estar configurado para requerir que la diferencia entre la temperatura detectada y la temperatura objetivo sea menor que una cantidad umbral por un tiempo predeterminado o por un número de ciclos de medición.
El controlador también puede incluir una memoria. La memoria puede estar configurada para registrar los cambios detectados en el flujo de aire o en las fumadas del usuario. La memoria puede registrar una cuenta de las fumadas del usuario o el tiempo de cada fumada. La memoria también puede estar configurada para registrar la temperatura del elemento calentador y la energía suministrada durante cada fumada. La memoria puede registrar cualquier dato disponible desde el controlador, según sea deseado.
La fumada del usuario puede ser útil para los posteriores estudios clínicos, así como para el mantenimiento y diseño del dispositivo. Los datos de la fumada del usuario se pueden transferir a una memoria externa o a un dispositivo de procesamiento por cualquier medio de salida de datos apropiado. Por ejemplo, el dispositivo generador de aerosol puede incluir un radio inalámbrico conectado con el controlador o con la memoria o con la clavija de la barra universal en serie (USB) conectada con el controlador o con la memoria. En forma alternativa, el dispositivo generador de aerosol puede estar configurado para transferir datos desde la memoria a la memoria externa en un dispositivo de carga de batería, cada vez que el dispositivo generador de aerosol se recarga a través de conexiones de datos apropiados.
El dispositivo puede ser un dispositivo para fumar eléctrico. El dispositivo generador de aerosol puede ser un dispositivo programa calentado en forma eléctrica que comprende un calentador eléctrico. El término "calentador eléctrico" se refiere a uno o más elemento calentadores eléctricos.
El calentador eléctrico puede comprender un solo elemento calentador. En forma alternativa, el calentador eléctrico puede comprender más de un elemento calentador. El elemento calentador o los elementos calentadores pueden estar dispuestos para calentar más efectivamente el substrato formador de aerosol.
El calentador eléctrico puede comprender un material eléctricamente resistivo. Los materiales eléctricamente resistivos incluyen, sin limitar: semiconductores, tales como semiconductores tales como cerámicas dopadas, cerámicas eléctricamente "conductoras" (tales como por ejemplo, disilicio de molibdeno), carbón, grafito, metales, aleaciones de metal y materiales compuestos hechos de un material cerámico y un material metálico. Tales materiales compuestos pueden comprender cerámicas dopadas o no dopadas. Los ejemplos de cerámicas dopadas apropiadas incluyen carburos de silicio dopados. Los ejemplos de metales incluyen titanio, zirconio, tántalo y metales del grupo platino. Los ejemplos de aleaciones de metal apropiadas incluyen acero inoxidable, níquel, cobalto, cromo, aluminio, titanio, zirconio, hafnio, niobio, molibdeno, tántalo, tungsteno, estaño, galio, manganeso, oro y aleaciones con contenido de hierro y súper aleaciones con base en níquel, hierro, cobalto, acero inoxidable, Timetal®, y aleaciones con base de hierro-manganeso-aluminio. En materiales compuestos, el material eléctricamente resistivo puede estar incrustado, encapsulado o recubierto con un material aislante o viceversa, dependiendo de la cinética de la transferencia de energía y las propiedades físico-químicas externas requeridas. Los materiales cerámicos y/o aislantes pueden incluir por ejemplo, óxido de aluminio u óxido de zirconio (Zr02). En forma alternativa, el calentador eléctrico puede comprender un elemento calentador infrarrojo, una fuente fotónica o un elemento calentador inductivo.
El elemento calentador eléctrico puede adoptar cualquier forma apropiada. Por ejemplo, el elemento calentador eléctrico puede adoptar la forma de una cuchilla de calentamiento. En forma alternativa, el elemento calentador eléctrico puede adoptar la forma de un recinto o substrato que tiene diferentes porciones electro-conductivas o un tubo metálico eléctricamente resistivo. En forma alternativa, una o más agujas o barras de calentamiento se extienden a través del centro del substrato formador de aerosol como se describe antes. En forma alternativa, el elemento calentador eléctrico puede ser un calentador de disco (extremo) o una combinación de un calentador de disco con agujas o barras de calentamiento. Otras alternativas incluyen un alambre o filamento de calentamiento, por ejemplo, un alambre de (Niquel-Cromo) Nl-Cr, de platino, oro, plata, tungsteno o de una aleación, o una placa de calentamiento. En forma opcional, el elemento calentador puede estar depositado en o en un material portador rígido. En tal modalidad, el calentador eléctricamente resistivo puede formarse con el uso de un metal que tiene una relación definida entre la temperatura y la resistividad. En tal dispositivo ejemplificativo, el metal puede formarse como un riel en un material aislante apropiado, tal como un material de cerámica y después emparedarse en otro material aislante, tal como el vidrio. Los calentadores formados de esta manera se pueden usar tanto para calentar como para monitorear la temperatura de los calentadores durante la operación.
El calentador eléctrico puede comprender un sumidero de calor, o un depósito de calor que comprende un material con la capacidad de absorber y almacenar calor y después, liberar el calor con el tiempo hasta el substrato formador de aerosol. El sumidero de calor puede estar formado de cualquier material apropiado, tal como un metal o material de cerámica apropiado. En una modalidad, el material tiene una alta capacidad de calor (material de almacenamiento sensible al calor) o es un material con la capacidad de absorber y después liberar el calor a través de un proceso reversible, tal como un cambio de fase de alta temperatura. Los materiales de almacenamiento sensibles al calor incluyen gel de sílice, alúmina, carbón, una esterilla de vidrio, fibra de vidrio, minerales, un metal o una aleación, tal como aluminio, plata o plomo y un material de celulosa, tal como el papel. Otros materiales apropiados que liberan el calor a través de un cambio de fase reversible incluyen parafina, acetato de sodio, naftaleno, cera, óxido de polietileno, un metal, una sal de metal, una mezcla de sales eutécticas o una aleación.
El sumidero de calor o el depósito de calor puede estar dispuesto de forma que quede directamente en contacto con el substrato formador de aerosol y puede transferir el calor almacenado directamente al substrato. En forma alternativa, el calor almacenado en el sumidero de calor o en el depósito de calor se puede transferir al substrato formador de aerosol en la interfaz porosa por medio de un conductor de calor, tal como un tubo metálico.
El calentador eléctrico puede calentar el substrato formador de aerosol por medio de conducción. Durante el uso, el calentador eléctrico puede estar por lo menos parcialmente en contacto con el substrato o con el portador en donde se deposita el substrato. En forma alternativa, el calor desde el calentador eléctrico puede conducirse hasta el substrato por medio de un elemento conductor de calor.
En forma alternativa, el elemento calentador eléctrico puede transferir el calor al aire ambiental entrante que se arrastra a través del sistema para fumar calentado en forma eléctrica durante el uso, lo que a su vez, calienta el substrato formador de aerosol por convección. El aire ambiental se puede calentar antes de pasar a través del substrato formador de aerosol.
En una modalidad, la energía se suministra al calentador eléctrico hasta que el elemento calentador o los elementos del calentador alcanzan una temperatura de entre aproximadamente 250°C y 440°C con el fin de producir un aerosol desde el substrato formador de aerosol. Se puede usar cualquier sensor de temperatura o circuitería de control con el fin de controlar el calentamiento del elemento calentador o los elementos calentadores para alcanzar la temperatura de entre aproximadamente 250°C y 440°C, lo cual incluye el uso de uno o más calentadores. Esto es al contrario de cigarros convencionales en donde la envoltura del cigarro y la combustión del tabaco pueden alcanzar los 800°C.
El substrato formador de aerosol puede estar contenido en un artículo para fumar. Durante la operación, el artículo para fumar que contiene al substrato formador de aerosol puede estar contenido por completo dentro del dispositivo generador de aerosol. En ese caso, el usuario puede fumar por una boquilla del dispositivo generador de aerosol. Una boquilla puede ser cualquier porción del dispositivo generador de aerosol que se coloca dentro de la boca del usuario con el fin de inhalar directamente el aerosol generado por el artículo generador de aerosol o un dispositivo generador de aerosol. El aerosol se conduce a la boca del usuario a través de la boquilla. En forma alternativa, durante la operación, el artículo para fumar que contiene el substrato formador de aerosol puede estar contenido parcialmente dentro del dispositivo generador de aerosol. En ese caso, el usuario puede fumar directamente en la boquilla del artículo para fumar.
El artículo para fumar puede tener forma esencialmente cilindrica.
El artículo para fumar puede ser esencialmente alargado. El artículo para fumar puede tener una longitud y una circunferencia esencialmente perpendicular a la longitud. El substrato formador de aerosol puede tener una forma esencialmente cilindrica. El substrato formador de aerosol puede ser esencialmente alargado. El substrato formador de aerosol puede también tener una longitud y una circunferencia esencialmente perpendiculares a la longitud. El substrato formador de aerosol puede ser recibido en el recinto deslizante del dispositivo generador de aerosol de modo que la longitud del substrato formador de aerosol es esencialmente paralela a la dirección del flujo de aire en el dispositivo generador de aerosol.
El artículo para fumar puede tener una longitud total de entre aproximadamente 30 milímetros y aproximadamente 100 milímetros. El artículo para fumar puede tener un diámetro externo entre aproximadamente 5 milímetros y aproximadamente 12 milímetros. El artículo para fumar puede comprender un tapón de filtro. El tapón de filtro puede estar ubicado en el extremo corriente abajo del artículo para fumar. El tapón de filtro puede ser una estopa de filtro de acetato de celulosa. El tapón de filtro tiene aproximadamente 7 milímetros de longitud en una modalidad, pero puede tener una longitud de entre aproximadamente 5 milímetros y aproximadamente 10 milímetros.
En una modalidad, el artículo para fumar tiene una longitud total de aproximadamente 45 milímetros. El artículo para fumar puede tener un diámetro externo de aproximadamente 7.2 milímetros. Además, el substrato formador de aerosol puede tener una longitud de aproximadamente 10 milímetros. En forma alternativa, el substrato formador de aerosol puede tener una longitud de aproximadamente 12 milímetros. Además, el diámetro del substrato formador de aerosol puede ser de entre aproximadamente 5 milímetros y aproximadamente 12 milímetros. El artículo para fumar puede comprender una envoltura externa de papel. Además, el artículo para fumar puede comprender una separación entre el substrato formador de aerosol y el tapón de filtro. La separación puede ser de aproximadamente 18 milímetros, pero puede estar dentro del intervalo de aproximadamente 5 milímetros aproximadamente a 25 milímetros.
El substrato formador de aerosol puede ser un substrato formador de aerosol sólido. En forma alternativa, el substrato formador de aerosol puede comprender tanto componentes sólidos como líquidos. El substrato formador de aerosol puede comprender un material con contenido de tabaco que contiene compuestos volátiles de sabor de tabaco que se liberan del substrato luego del calentamiento. En forma alternativa, el substrato formador de aerosol puede comprender un material de no tabaco. El substrato formador de aerosol puede comprender un formador de aerosol que facilita la formación de un aerosol denso y estable. Los ejemplos de formadores de aerosol apropiados son glicerina y propilen-glicol.
Cuando el substrato formador de aerosol es un substrato formador de aerosol sólido, el substrato formador de aerosol sólido puede comprender, por ejemplo, uno o más de polvo, gránulos, perlas, tiras, hebras, listones u hojas que contienen uno o más de: hojas de hierbas, hojas de tabaco, fragmentos de nervaduras de tabaco, tabaco reconstituido, tabaco homogenizado, tabaco extruido y tabaco expandido. El substrato formador de aerosol sólido puede estar suelto o puede ser provisto en un contenedor o cartucho apropiado. En forma opcional, el substrato formador de aerosol sólido puede contener tabaco adicional o compuestos volátiles de sabor de no tabaco a ser liberados después de calentamiento del substrato formador de aerosol sólido. El substrato formador de aerosol sólido puede también contener cápsulas que por ejemplo, incluyen tabaco adicional o compuestos volátiles de sabor de no tabaco y tales cápsulas se pueden fundir durante el calentamiento del substrato formador de aerosol sólido.
Como se usa aquí, el tabaco homogenizado se refiere a un material formado al aglomerar tabaco en partículas. El tabaco homogenizado puede estar en la forma de una hoja. El material de tabaco homogenizado puede tener un contenido formador de aerosol mayor que el 5% con base de peso seco. En forma alternativa, el material de tabaco homogenizado puede tener un contenido de formador de aerosol de entre 5% y 30% en peso con base de peso seco. Las hojas de material de tabaco homogenizado se pueden formar al aglomerar el tabaco en partículas obtenido al moler o triturar una o más láminas de hoja de tabaco y tallos de hoja de tabaco. En forma alternativa o además, las hojas de material de tabaco homogenizado pueden comprender uno o más de polvo de tabaco, hebras de tabaco y otros sub-productos de tabaco en partículas formados durante por ejemplo, el tratamiento, manejo y embarque del tabaco. Las hojas de material de tabaco homogenizado pueden comprender uno o más aglutinantes intrínsecos, que son aglutinantes endógenos de tabaco, uno o más aglutinantes extrínsicos, que son aglutinantes exógenos de tabaco o una combinación de los mismos para ayudar a aglomerar el tabaco en partículas, en forma alternativa o además, las hojas de material de tabaco homogenizado puede comprender otros aditivos que incluye, sin limitar, fibras de tabaco y sin tabaco, formador de aerosol, humectantes, plastificadores, saborizantes, rellenos, solventes acuosos y no acuosos y combinaciones de los mismos.
En una modalidad particularmente preferida, el substrato formador de aerosol comprende una hoja plegada reunida de material de tabaco homogenizado. Como se usa aquí, el término "hoja plegada" se refiere a una hoja que tiene una pluralidad de lomos o corrugaciones esencialmente paralelas. De preferencia, cuando el artículo generador de aerosol ha sido ensamblado, los lomos o corrugaciones esencialmente paralelos se extienden a lo largo o paralelos al eje longitudinal del artículo generador de aerosol. Esto facilita el reunir la hoja plegada de material de tabaco homogenizado para formar un substrato formador de aerosol. Sin embargo, se podrá apreciar que las hojas plegadas de material de tabaco homogenizado para incluirse en el artículo generador de aerosol pueden tener, en forma alternativa o además, una pluralidad de lomos o corrugaciones esencialmente paralelos que se depositan en un ángulo agudo u obtuso con relación al eje longitudinal del artículo generador de aerosol cuando el artículo generador de aerosol ha sido ensamblado. En ciertas modalidades, el substrato formador de aerosol puede comprender una hoja reunida de material de tabaco homogenizado que tiene una textura uniforme sobre esencialmente toda su superficie. Por ejemplo, el substrato formador de aerosol puede comprender una hoja plegada de material de tabaco homogenizado que comprende una pluralidad de lomos o corrugaciones esencialmente paralelas que están separadas esencialmente uniformes a través del ancho de la hoja.
En forma opcional, el substrato formador de aerosol puede ser provisto o puede ser incrustado en un portador térmicamente estable. El portador puede tomar la forma de polvo, gránulos, perlas, tiras, hebras, listones u hojas. En forma alternativa, el portador puede ser un portador tubular que tiene una capa delgada de substrato sólido depositada en su superficie interna o en su superficie externa o en ambas, la superficie interna y la superficie externa. Tal portador tubular puede formarse por ejemplo, de papel, o un material tipo papel, una esterilla de fibra de carbón no tejida, una malla metálica de punto abierto de baja masa o una hoja metálica perforada o cualquier otra matriz de polímero térmicamente estable.
El substrato formador de aerosol sólido puede ser depositado en la superficie del portador en forma de por ejemplo, una hoja, espuma, gel o pasta. El substrato formador de aerosol sólido puede ser depositado en la superficie completa del portador, o en forma alternativa, puede ser depositado en un patrón con el fin de proporcionar una entrega de sabor no uniforme durante el uso.
Aunque se hace referencia a los substratos formadores de aerosol sólidos, será evidente para las personas experimentadas en la técnica que se pueden usar otras formas del substrato formador de aerosol con otras modalidades. Por ejemplo, el substrato formador de aerosol puede ser un substrato formador de aerosol líquido. Cuando se proporciona el substrato formador de aerosol líquido, el dispositivo generador de aerosol de preferencia, comprende medios para retener el líquido. Por ejemplo, el substrato formador de aerosol líquido puede quedar retenido en un contenedor. En forma alternativa o además, el substrato formador de aerosol líquido puede ser absorbido dentro del material portador poroso. El material portador poroso puede estar hecho de cualquier tapón o cuerpo absorbente, por ejemplo, un metal espumado o material plástico, polipropileno, terileno, fibras de nylon o cerámicas. El substrato formador de aerosol líquido puede quedar retenido en el material portador poroso antes de usar el dispositivo generador de aerosol o en forma alternativa, el substrato formador de aerosol líquido puede liberarse del material portador poroso durante o inmediatamente antes del uso. Por ejemplo, el substrato formador de aerosol líquido puede ser provisto en una cápsula. La cubierta de la cápsula de preferencia se funde con el calentamiento y libera el substrato formador de aerosol líquido dentro del material portador poroso. La cápsula también puede contener un sólido en combinación con el líquido.
En forma alternativa, el portador puede ser una tela no tejida o un conjunto de fibras en donde se han incorporado los componentes de tabaco. La tela no tejida o el conjunto de fibras pueden comprender, por ejemplo, fibras de carbón, fibras de celulosa natural o fibras de derivado de celulosa.
El dispositivo generador de aerosol puede también comprender una entrada de aire. El dispositivo generador de aerosol también puede comprender una salida de aire. El dispositivo generador de aerosol puede también comprender una cámara de condensación para permitir que se forme un aerosol con las características deseadas.
De preferencia, el dispositivo generador de aerosol es un dispositivo generador de aerosol que es cómodo para que el usuario lo sostenga entre los dedos de una sola mano. El dispositivo generador de aerosol puede tener una forma esencialmente cilindrica. El dispositivo generador de aerosol puede tener una sección transversal poligonal y un botón sobresaliente formado en una cara. En esta modalidad, el diámetro externo del dispositivo generador de aerosol puede ser de entre aproximadamente 12.7 mm y aproximadamente 13.65 mm medida desde la cara plana hasta una cara plana opuesta, entre aproximadamente 13.4 mm y aproximadamente 14.2 mm medida desde un borde hasta el borde opuesto (esto es, desde la intersección de las dos caras en un lado del dispositivo generador de aerosol hasta una intersección correspondiente en el otro lado), y entre aproximadamente 14.2 mm y aproximadamente 15 mm medidos desde la parte superior del botón hasta una cara plana inferior opuesta. La longitud del dispositivo generador de aerosol puede ser entre aproximadamente 70 mm y 120 mm.
En otro aspecto de la modalidad, se proporciona un método para detectar la inhalación del usuario a través del dispositivo generador de aerosol calentado en forma eléctrica, el dispositivo comprende un elemento calentador y un suministro de energía para suministrar energía al elemento calentador, el cual comprende: controlar la energía suministrada al elemento calentador desde la fuente de energía para mantener al elemento calentador a una temperatura objetivo y monitorear los cambios en la temperatura del elemento calentador o cambios en la energía suministrada al elemento calentador para detectar un cambio en el flujo de aire más allá del elemento calentador indicativo de la inhalación del usuario.
El paso de monitoreo puede comprender monitorear la diferencia entre la temperatura del elemento calentador y la temperatura objetivo para detectar un cambio en el flujo de aire más allá del elemento calentador indicativo de la inhalación del usuario.
El método también puede comprender el paso de ajustar la temperatura objetivo cuando se detecta un cambio en el flujo de aire más allá del elemento calentador indicativo de la inhalación del usuario. Como se describe, el flujo de aire incrementado lleva más oxígeno al contacto con el substrato.
En otro aspecto de la especificación, se proporciona un programa de cómputo que cuando se ejecuta en una computadora o en otro dispositivo de procesamiento apropiado, lleva a cabo el método descrito. La especificación incluye modalidades que se pueden implementar como un producto de software apropiado para ejecutarse en dispositivos generadores de aerosol que tienen un controlador programable, así como otros elementos de hardware requeridos.
Breve Descripción de los Dibujos Ahora se describirán ejemplos con detalle con referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales: La Figura 1 es un dibujo esquemático que muestra los elementos básicos de un dispositivo generador de aerosol de conformidad con una modalidad.
La Figura 2 es un diagrama esquemático que ilustra los elementos de control de una modalidad.
La Figura 3 es una gráfica que ilustra los cambios en la temperatura del calentador y la energía suministrada durante las fumadas del usuario, de conformidad con otra modalidad; y La Figura 4 ilustra una secuencia de control para determinar si el usuario toma una fumada, de conformidad con otra modalidad de la presente invención.
Descripción Detallada de la Invención En la Figura 1, se muestra el interior de una modalidad de un sistema 100 generador de aerosol en una manera simplificada. En particular, los elementos del sistema 100 generador de aerosol calentado en forma eléctrica no están dibujados a escala. Los elementos que no son relevantes para la comprensión de la modalidad han sido omitidos para simplificar la Figura 1.
El dispositivo 100 generador de aerosol comprende un alojamiento 10 y un substrato 2 formador de aerosol, por ejemplo, un cigarro. El substrato 2 formador de aerosol está incrustado dentro del alojamiento 10 para entrar en proximidad térmica con el elemento 20 calentador. El substrato 2 formador de aerosol liberará una gama de compuestos volátiles a diferentes temperaturas. Algunos de los compuestos volátiles liberados del substrato 2 formador de aerosol solamente se forman a través del proceso de calentamiento. Cada compuesto volátil será liberado sobre una temperatura de liberación característica. Al controlar la temperatura máxima operativa del dispositivo 100 generador de aerosol para estar por debajo de la temperatura de liberación de algunos compuestos volátiles, la liberación o formación de estos compuestos de humo se pueden evitar.
Además, el dispositivo 100 generador de aerosol incluye un suministro 40 de energía eléctrica, por ejemplo, una batería de iones de litio recargable, provista dentro del alojamiento 10. El dispositivo 100 generador de aerosol también incluye un controlador 30 que está conectado con el elemento 20 calentador, el suministro 40 de energía eléctrica, un detector 32 de substrato formador de aerosol y una interfaz 36 gráfica del usuario, por ejemplo, una pantalla gráfica o una combinación de luces indicadoras LED para transmitir la información con respecto al dispositivo 100 hasta el usuario.
El detector 32 del substrato formador de aerosol puede detectar la presencia e identidad de un substrato 2 formador de aerosol en proximidad térmica con el elemento 20 calentador e indica la presencia del substrato 2 formador de aerosol al controlador 30. La provisión del detector de substrato es opcional.
El controlador 30 controla la interfaz 36 del usuario para desplegar la información del sistema, por ejemplo, la energía de la batería, la temperatura, el estado del substrato 2 formador de aerosol, otros mensajes o combinaciones de los mismos.
El controlador 30 también controla la temperatura máxima operativa del elemento 20 calentador. La temperatura del elemento calentador puede ser detectada por un sensor de temperatura dedicado. Pero en esta modalidad, la temperatura del elemento calentador se determina al monitorear su resistividad eléctrica. La resistividad eléctrica de la longitud del alambre depende de su temperatura. La resistividad p incrementa con la temperatura en incremento. La resistividad p real característica varía dependiendo de la composición exacta de la aleación y de la configuración geométrica del elemento 20 calentador y se puede determinar en forma empírica en el controlador. De este modo, el conocimiento de la resistividad p en cualquier momento determinado se puede usar para deducir la temperatura real de operación del elemento 20 calentador.
La resistencia del elemento calentador R = V/l, en donde V es el voltaje a través del elemento calentador e I es la corriente que pasa a través del elemento 20 calentador. La resistencia R depende de la configuración del elemento 20 calentador así como de la temperatura y se expresa por la siguiente relación: R = p(T) * L/S ecuación 1 En donde p(T) es la resistividad que depende de la temperatura, L es la longitud y S es el área en sección transversal del elemento 20 calentador. L y S son fijos para una configuración determinada del elemento 20 calentador y se puede medir. De este modo, para un diseño del elemento calentador determinado R es proporcional a p(T).
La resistividad p(T) del elemento calentador se puede expresar en forma de polinomio como sigue: ?(?) = ?? * (1 + a?? + a2?2) ecuación2 En donde ?0 es la resistividad a la temperatura de referencia T0 y a! y a2 son los coeficientes del polinomio.
De este modo, al conocer la longitud y la sección transversal del elemento 20 calentador, es posible determinar la resistencia R y por lo tanto, la resistividad p a una temperatura determinada al medir el voltaje V y la corriente I del elemento calentador. La temperatura se puede obtener simplemente desde una tabla de consulta de la resistividad característica contra la relación de temperatura desde el elemento calentador a ser usado o al evaluar el polinomio de la ecuación (2) anterior. De preferencia, el proceso se puede simplificar al representar la resistividad p contra la curva de temperatura en una o más, de preferencia, dos aproximaciones lineales en el rango de temperatura aplicable al tabaco. Esto simplifica la evaluación de la temperatura que es conveniente en el controlador 30 que tiene recursos de computación limitados.
La Figura 2 es un diagrama en bloque que ilustra los elementos de control del dispositivo de la Figura 1. La Figura 2 también muestra el dispositivo conectado con uno o más dispositivos 58, 60 externos. El controlador 30 incluye una unidad 50 de medición y una unidad 52 de control. La unidad de medición está configurada para determinar la resistencia R del elemento 20 calentador. La unidad 50 de medición pasa las mediciones de resistencia a la unidad 52 de control. La unidad 52 de control entonces controla la provisión de energía desde la batería 40 hasta el elemento 20 calentador al alternar un interruptor 54. El controlador puede comprender un microprocesador así como circuitería electrónica separada. En una modalidad, el microprocesador puede incluir una funcionalidad estándar tal como un reloj interno además de otra funcionalidad.
En la preparación para controlar la temperatura, se selecciona el valor para la temperatura operativa objetivo del dispositivo 100 generador de aerosol. La selección está con base en las temperaturas de liberación de los compuestos volátiles que deben y que no se deben liberar. Este valor predeterminado entonces se almacena en la unidad 52 de control. La unidad 52 de control incluye una memoria 56 no volátil.
El controlador 30 controla el calentamiento del elemento 20 calentador al controlar el suministro de energía eléctrica desde la batería hasta el elemento 20 calentador. El controlador 30 solamente permite el suministro de energía para el elemento 20 calentador cuando el detector 32 de substrato formador de aerosol ha detectado un substrato 20 formador de aerosol y el usuario ha activado el dispositivo. Al alternar el interruptor 54, la energía se suministra como una señal pulsada. El ancho de impulso o el ciclo de trabajo de la señal se puede modular por la unidad 52 de control para alterar la cantidad de energía suministrada al elemento calentador. En una modalidad, el ciclo de trabajo puede estar limitado a 60-80%. Esto puede ofrecer mayor seguridad y evitar que el usuario eleve accidentalmente la temperatura compensada del calentador, de modo que el substrato alcance una temperatura sobre la temperatura de combustión.
Durante el uso, el controlador 30 mide la resistividad p del elemento 20 calentador. El controlador 30 entonces convierte la resistividad del elemento 20 calentador en un valor para la temperatura operativa real del elemento calentador, al comparar la resistividad p medida con la tabla de consulta. Esto se puede llevar a cabo por la unidad 50 de medición o por la unidad 52 de control. En el siguiente paso, el controlador 30 compara la temperatura operativa real derivada con la temperatura operativa objetivo. En forma alternativa, los valores de temperatura en el perfil de calentamiento se pre-convierten en valores de resistencia para que el controlador regule la resistencia en lugar de la temperatura, lo cual evita computaciones en tiempo real para convertir la resistencia en temperatura durante la experiencia de fumado.
Cuando la temperatura operativa real está por debajo de la temperatura operativa objetivo, la unidad 52 de control suministra al elemento 20 calentador con energía eléctrica adicional con el fin de elevar la temperatura operativa real del elemento 20 calentador. Cuando la temperatura operativa real está sobre la temperatura operativa objetivo, la unidad 52 de control reduce la energía eléctrica suministrada al elemento 20 calentador con el fin de disminuir la temperatura operativa real de regreso a la temperatura operativa objetivo.
La unidad de control puede implementar una técnica de control apropiada para regular la temperatura, tal como un bucle de retroalimentación termostático sencillo o una estrategia de control proporcional, integral, derivativo (PID).
La temperatura del elemento 20 calentador no solamente se ve afectada por la energía a ser suministrada al mismo. El flujo de aire más allá del elemento 20 calentador enfría al elemento calentador, lo cual reduce su temperatura. Este efecto de enfriamiento puede ser explotado para detectar cambios en el flujo de aire a través del dispositivo. La temperatura del elemento calentador y también su resistencia eléctrica caerá cuando el flujo de aire incremente antes de que la unidad 52 de control lleve al elemento calentador de regreso a la temperatura objetivo.
La Figura 3 muestra la evolución típica de la temperatura del elemento calentador y la energía aplicada durante el uso del dispositivo generador de aerosol del tipo mostrado en la Figura 1. El nivel de la energía suministrada se muestra como la línea 60 y la temperatura del elemento calentador como la línea 62. La temperatura objetivo se muestra como una línea 64 punteada.
Se requiere de un período inicial de alta energía al inicio del uso con el fin de llevar al elemento calentador hasta la temperatura objetivo tan rápido como sea posible. Una vez que se ha alcanzado una temperatura más alta, la energía aplicada cae al nivel requerido para mantener al elemento calentador en la temperatura objetivo. Sin embargo, cuando el usuario fuma en el substrato 2, el aire se extrae más allá del elemento calentador y lo enfría a la temperatura objetivo. Esto se muestra como la característica 66 en la Figura 3. A fin de regresar al elemento 20 calentador a la temperatura objetivo, hay un pico correspondiente en la energía aplicada, mostrado como la característica 68 en la Figura 3. Este patrón se repite a través del uso del dispositivo, en este ejemplo, una sesión de fumado, en donde se toman cuatro fumadas.
Al detectar los cambios temporales en la temperatura o en la energía o en el índice de cambio de la temperatura o de la energía, se pueden detectar las fumadas del usuario u otros eventos de flujo de aire.
La Figura 4 ilustra un ejemplo de un proceso de control para determinar cuando se toma una fumada. El proceso en la Figura 4 está con base en detectar los cambios en la temperatura del elemento calentador. En el paso 400, un estado variable arbitrario, que inicialmente se fija en 0, se modifica a tres cuartos de su valor original. En el paso 410, se determina un valor delta que es la diferencia entre una temperatura medida del elemento calentador y la temperatura objetivo. Los pasos 400 y 410 se pueden llevar a cabo en un orden invertido o en paralelo. En el paso 415, el valor delta se compara con un valor delta umbral. Cuando el valor delta es mayor que el umbral delta, entonces la variable de estado se incrementa por un cuarto antes de avanzar al paso 425. Esto se muestra en el paso 420. Cuando el valor delta es menor que el umbral, la variable de estado no se cambia y el proceso avanza al paso 425. La variable de estado entonces se compara con un umbral de estado. El valor del umbral de estado usado es diferente, dependiendo de si se determina que el dispositivo en ese momento está en estado de fumado o de no fumado. En el paso 430, la unidad de control determina si el dispositivo está en un estado de fumado o de no fumado. Inicialmente, es decir, en un primer ciclo de control, se supone que el dispositivo está en un estado de no fumado.
Cuando el dispositivo está en un estado de no fumado, la variable de estado se compara con un umbral de estado ALTO en el paso 440. Cuando la variable de estado es más alta que el umbral de estado ALTO, entonces se determina que el dispositivo está en un estado de fumado. Cuando no es así, se determina que permanece en un estado no fumado.
En ambos casos, el proceso entonces avanza al paso 460 y después regresa al 400.
Cuando el dispositivo está en un estado de fumado, la variable de estado se compara con un umbral de estado BAJO en el paso 450. Cuando la variable de estado es más baja que el umbral de estado BAJO, entonces se determina que el dispositivo está en un estado de no fumado. Cuando no es así, se determina que permanece en un estado de fumado. En ambos casos, el proceso entonces pasa al paso 460 y después regresa al paso 400.
El valor de los valores de umbral ALTO y BAJO que influye directamente en el número de ciclos a través del proceso, se requiere para cambiar entre los estados de fumado y de no fumado, y viceversa. De esta forma, se puede evitar que las fluctuaciones de corta duración en la temperatura y el ruido en el sistema, que no son el resultado de la fumada del usuario, sean detectadas como una fumada. Las fluctuaciones cortas se filtran efectivamente hacia afuera. Sin embargo, el número de ciclos requerido se selecciona, convenientemente para que la transición de detección de fumada pueda llevarse a cabo antes de que el dispositivo compense la caída en temperatura al incrementar la energía suministrada al elemento calentador. En forma alternativa, el controlador puede suspender el proceso de compensación mientras toma la decisión si se toma una fumada o no. En un ejemplo, BAJO = 0.06 y ALTO = 0.94, lo que significa que el sistema necesitará ejecutar por lo menos 10 iteraciones cuando el valor delta es mayor que el umbral delta para avanzar de no fumar a fumar.
El sistema ilustrado en la Figura 4 se puede usar para proporcionar un contador de fumada y cuando el controlador incluye un reloj, se proporciona una indicación del tiempo en el cual se toma cada fumada. Los estados de fumado y de no fumado también se puede usar para controlar, en forma dinámica, la temperatura objetivo. El flujo de aire incrementado lleva más oxígeno al contacto con el substrato. Esto incrementa la probabilidad de combustión del substrato a una temperatura determinada. La combustión del substrato no es conveniente. De este modo, la temperatura objetivo se pueda disminuir cuando se determina el estado de fumado con el fin de reducir la probabilidad de combustión del substrato. La temperatura objetivo puede entonces regresarse a su valor original cuando se determina el estado de no fumado.
El proceso mostrado en la Figura 4 es solamente un ejemplo de un proceso de detección de fumada. Por ejemplo, se pueden llevar a cabo procesos similares al ilustrado en la Figura 4, con el uso de energía aplicada como una medición o con el uso del índice de cambio de temperatura o el índice de cambio de la energía aplicada. También es posible usar un proceso similar al mostrado en la Figura 4, pero solamente con el uso de un solo umbral de estado en lugar de diferentes umbrales ALTO y BAJO.
Así como es útil para el control dinámico del dispositivo generador de aerosol, los datos de detección de fumada determinados por el controlador 30 pueden ser útiles para propósitos de análisis, por ejemplo, en evaluaciones clínicas o en los procesos de mantenimiento y diseño del dispositivo. La Figura 2 ilustra la conexión del controlador 30 con un dispositivo 58 externo. El contador de fumada y los datos de tiempo pueden ser exportados al dispositivo 58 externo (junto con cualquier otro dato capturado) y también, pueden ser transmitidos desde el dispositivo 58 hasta otros dispositivos 60 de procesamiento externo o de almacenamiento de datos. El dispositivo generador de aerosol puede incluir cualquier medio de salida de datos adecuado. Por ejemplo, el dispositivo generador de aerosol puede incluir un radio inalámbrico conectado con el controlador 30 o con la memoria 56 o con la clavija de la barra universal en serie (USB) conectada con el controlador 30 o con la memoria 56. En forma alternativa, el dispositivo generador de aerosol se puede configurar para transferir datos desde la memoria a una memoria externa en un dispositivo de carga de batería cada vez que el dispositivo generador de aerosol se recargue a través de las conexiones de datos apropiadas. El dispositivo de carga de batería puede proporcionar una memoria más grande para un elemento de mayor plazo de los datos de fumadas y después se puede conectar con un dispositivo de procesamiento de datos apropiado o con una red de comunicaciones. Además, los datos así como las instrucciones para el controlador 30 se pueden cargar por ejemplo, en la unidad 52 de control cuando el controlador 30 está conectado con el dispositivo 58 externo.
Los datos adicionales también se pueden recolectar durante la operación del dispositivo 100 generador de aerosol y se transfieren al dispositivo 58 externo. Tales datos pueden incluir, por ejemplo, el número de serie u otra información de identificación del dispositivo generador de aerosol, el tiempo al inicio de la sesión de fumado, el tiempo al final de la sesión de fumado e información relacionada con la razón para terminar con la sesión de fumado.
En una modalidad, el número de serie u otra información de identificación o información de rastreo asociada con el dispositivo 100 generador de aerosol puede ser almacenada dentro del controlador 30. Por ejemplo, la información de rastreo se puede almacenar en la memoria 58. Debido a que el dispositivo 100 generador de aerosol no siempre está conectado con el mismo dispositivo 58 externo para cargar o para propósitos de transferencia de datos, esta información de rastreo se puede exportar a los dispositivos 60 de procesamiento externos o de almacenamiento de datos y se reúnen para proporcionar una imagen más completa del comportamiento del usuario.
Será evidente para las personas experimentadas en la técnica que el tiempo de la operación del dispositivo generador de aerosol, tal como el inicio y el final de la sesión de fumado, también se puede capturar con el uso de los métodos y aparatos aquí descritos. Por ejemplo, con el uso de la función del reloj del controlador 30 o la unidad 52 de control, el tiempo de inicio de la sesión de fumado se puede capturar y almacenarse por el controlador 30. En forma similar, el tiempo del fin se puede registrar cuando el usuario o el dispositivo 100 generador de aerosol termina la sesión al detener la energía para el elemento 20 calentador. La exactitud de tal tiempo de inicio y fin también se puede mejorar cuando se carga un tiempo más exacto para el controlador 30 por el dispositivo 58 externo para corregir cualquier pérdida o inexactitud. Por ejemplo, durante una conexión del controlador 30 para el dispositivo 58 externo, el dispositivo 58 puede pedir la función del reloj interno del controlador 30, comparar el valor del tiempo recibido con un reloj provisto dentro del dispositivo 58 externo o uno o más dispositivos 60 de procesamiento externo o de almacenamiento de datos, y proporciona una señal de reloj actualizada al controlador 30.
La razón para terminar una sesión u operación de fumado del dispositivo 100 generador de aerosol puede también ser identificada y capturada. Por ejemplo, la unidad 52 de control puede contener una tabla de consulta que incluye varias razones para el fin de la sesión u operación de fumado. A continuación se proporciona un listado ejemplificativo de tales razones.
La tabla anterior proporciona varias razones para terminar la sesión u operación de fumado. Será evidente para las personas experimentadas en la técnica que al usar varias indicaciones provistas por la unidad 50 de medición y la unidad 52 de control provistas en el controlador 30, ya sea solas o en combinación con las indicaciones registradas en respuesta al controlador 30, el control del calentamiento del elemento 20 calentador, el controlador 30 puede asignar códigos de sesión con una razón para terminar la operación del dispositivo 100 generador de aerosol o de la sesión de fumado con el uso de tal dispositivo. Otras razones que se pueden determinar a partir de los datos disponibles con el uso de los métodos y aparatos antes descritos serán evidentes para las personas experimentadas en la técnica y se pueden implementar con el uso de los métodos y aparatos aquí descritos sin apartarse del espíritu o alcance de esta especificación y de las modalidades ejemplificativas aquí descritas.
Otros datos con respecto a la operación del usuario del dispositivo 100 generador de aerosol también se pueden determinar con el uso de los métodos y aparatos aquí descritos. Por ejemplo, el consumo del usuario de las entregas del aerosol se pueden aproximar exactamente debido a que el dispositivo 100 generador de aerosol aquí descrito puede controlar exactamente la temperatura del elemento calentador 0, y debido a que los datos se pueden reunir por el controlador 30, así como por las unidades 50 y 52 provistas dentro del controlador 30, con lo cual se puede obtener un perfil exacto del uso real del dispositivo 100 durante una sesión.
En una modalidad ejemplifícativa, los datos de sesión capturados por el controlador 30 pueden compararse con los datos determinados durante las sesiones controladas para mejorar aún más la comprensión del uso del usuario del dispositivo 100. Por ejemplo, al primero recolectar datos con el uso de una máquina de fumado bajo condiciones ambientales controladas y medir los datos tal como el número de fumada, el volumen de la fumada, el intervalo de la fumada y la resistividad del elemento calentador, se puede construir una base de datos que proporciona por ejemplo, los niveles de nicotina u otra información provista bajo condiciones experimentales. Tales datos experimentales se pueden comparar con los datos recolectados por el controlador 30 durante el uso real y se pueden usar para determinar, por ejemplo, la información sobre el producto que el usuario ha inhalado. En una modalidad, tales datos experimentales se pueden almacenar en uno o más dispositivos 60 y la comparación y procesamiento adicionales se pueden llevar a cabo en uno o más dispositivos 60.
Hasta el grado en que se requieran datos ambientales adicionales para comparar exactamente los datos reales del usuario y los datos experimentales, la unidad 52 de control puede incluir funcionalidad adicional para proporcionar tales datos. Por ejemplo, la unidad 52 de control puede incluir un sensor de humedad o un sensor de temperatura ambiental y los datos de humedad o los datos de temperatura ambiental pueden estar incluiros como parte de los datos eventualmente provistos al dispositivo 58 externo. El uso del dispositivo también se puede analizar para determinar si los datos determinados en forma experimental coinciden con el comportamiento del usuario, por ejemplo, en términos de longitud y frecuencia de inhalación y el número de inhalaciones. Los datos experimentales con la igualdad más alta al comportamiento de uso entonces se pueden usar como base para otro análisis y despliegue.
Será evidente para las personas experimentadas en la técnica que al usar los métodos y aparatos aquí descritos, casi cualquier información deseada puede ser capturada por tal comparación con datos experimentales y se pueden calcular varios atributos asociados con la operación del usuario del dispositivo 100 generador de aerosol.
Las modalidades ejemplificativas antes descritas son ilustrativas, más no limitantes. En vista de las modalidades ejemplificativas antes descritas, las personas experimentadas en la técnica podrán contemplar otras modalidades consistentes con las modalidades ejemplificativas anteriores.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo generador de aerosol configurado para la inhalación del usuario de un dispositivo generador de aerosol, el cual comprende: un elemento calentador configurado para calentar un substrato formador de aerosol; una fuente de energía conectada con el elemento calentador; un controlador conectado con el elemento calentador y con la fuente de energía, en donde el controlador está configurado para controlar la energía suministrada al elemento calentador desde la fuente de energía para mantener al elemento calentador en una temperatura objetivo y está configurado para monitorear los cambios en la temperatura del elemento calentador o los cambios en la energía suministrada al elemento calentador para detectar un cambio en el flujo de aire más allá del elemento calentador indicativo de la inhalación del usuario.
2. El dispositivo generador de aerosol de conformidad con la reivindicación 1, en donde el controlador está configurado para monitorear la diferencia entre la temperatura del elemento calentador y la temperatura objetivo para detectar un cambio en el flujo de aire más allá del elemento calentador indicativo de la inhalación del usuario.
3. El dispositivo generador de aerosol de conformidad con la reivindicación 2, en donde el controlador está configurado para monitorear si la diferencia entre la temperatura del elemento calentador y la temperatura objetivo excede un umbral para detectar un cambio en el flujo de aire más allá del elemento calentador indicativo de la inhalación del usuario.
4. El dispositivo generador de aerosol de conformidad con la reivindicación 3, en donde el controlador está configurado para monitorear si la diferencia entre la temperatura del elemento calentador y la temperatura objetivo excede un umbral por un periodo de tiempo predeterminado o por un número predeterminado de ciclos de medición para detectar un cambio en el flujo de aire más allá del elemento calentador indicativo de la inhalación del usuario.
5. El dispositivo generador de aerosol de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el controlador está configurado para monitorear la diferencia entre la energía suministrada al elemento calentador y un nivel de energía esperado.
6. El dispositivo generador de aerosol de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el controlador está configurado para comparar un índice de cambio de la temperatura o un índice de cambio de la energía suministrada con un nivel umbral.
7. El dispositivo generador de aerosol de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el controlador está configurado para ajustar la energía suministrada al elemento calentador cuando se detecta un cambio en el flujo de aire más allá del elemento calentador.
8. El dispositivo generador de aerosol de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el controlador está configurado para ajustar la temperatura objetivo cuando se detecta un cambio en el flujo de aire más allá del calentador.
9. El dispositivo generador de aerosol de conformidad con la reivindicación 1, en donde el controlador está configurado para monitorear la temperatura del elemento calentador con base en una medición de la resistencia eléctrica del elemento calentador.
10. El dispositivo generador de aerosol de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo incluye un medio de salida de datos y en donde el controlador está configurado para proporcionar un registro de cada cambio detectado en el flujo de aire más allá del elemento calentador indicativo de la inhalación del usuario para el medio de salida de datos.
11. El dispositivo generador de aerosol de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo es un dispositivo para fumar eléctrico.
12. Un método para detectar la inhalación del usuario a través de un generador de aerosol calentado en forma eléctrica, el dispositivo comprende un elemento calentador y un suministro de energía para suministrar energía al elemento calentador, comprende controlar la energía suministrada al elemento calentador desde la fuente de energía para mantener al elemento calentador a una temperatura objetivo, y monitorear los cambios en la temperatura del elemento calentador o los cambios en la energía suministrada al elemento calentador para detectar un cambio en el flujo de aire más allá del elemento calentador indicativo del inhalación del usuario.
13. El método de conformidad con la reivindicación 12, en donde el paso de monitoreo comprende monitorear la diferencia entre la temperatura del elemento calentador y la temperatura objetivo para detectar un cambio en el flujo de aire más allá del elemento calentador indicativo de la inhalación del usuario.
14. El método de conformidad con la reivindicación 12 ó 13, que también comprende el paso de ajustar la temperatura objetivo cuando se detecta un cambio en el flujo de aire más allá del elemento calentador indicativo de la inhalación del usuario.
15. Un programa de cómputo que cuando se ejecuta en una computadora ? en cualquier otro dispositivo de procesamiento apropiado, lleva a cabo el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a la 14.
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