TW202000052A - 霧氣生成裝置及使該裝置動作之方法和程式 - Google Patents

霧氣生成裝置及使該裝置動作之方法和程式 Download PDF

Info

Publication number
TW202000052A
TW202000052A TW107121531A TW107121531A TW202000052A TW 202000052 A TW202000052 A TW 202000052A TW 107121531 A TW107121531 A TW 107121531A TW 107121531 A TW107121531 A TW 107121531A TW 202000052 A TW202000052 A TW 202000052A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
load
value
mist
sensor
temperature
Prior art date
Application number
TW107121531A
Other languages
English (en)
Inventor
山田学
赤尾剛志
水口一真
辻将之
藤田創
Original Assignee
日商日本煙草產業股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商日本煙草產業股份有限公司 filed Critical 日商日本煙草產業股份有限公司
Priority to TW107121531A priority Critical patent/TW202000052A/zh
Publication of TW202000052A publication Critical patent/TW202000052A/zh

Links

Images

Abstract

本揭示提供一種霧氣生成裝置,係能夠以低成本且高精度來觀測加熱器的冷卻過程,而且能夠以低成本且高精度來偵測霧氣源的不足或枯竭。霧氣生成裝置100具備:貯留霧氣源的貯留部116A或保持霧氣源的霧氣基材116B;負載132,係以藉由來自於電源110的供電所致之發熱將霧氣源霧化,且其電阻之值會因應溫度而改變;感測器112,係檢測負載之電阻之值或與電阻關聯之電性的值;以及控制部106,係構成為根據感測器112所檢測出的值之時間序列的變化,以感測器112所檢測出的值的時間序列的變化與負載132之溫度的降低保持相關關係的態樣,監視負載132升溫至能夠將霧氣源霧化的溫度以上為止之後的負載132的冷卻過程。

Description

霧氣生成裝置及使該裝置動作之方法和程式
本揭示係有關使由使用者所抽吸之霧氣(aerosol,又稱氣溶膠)產生之霧氣生成裝置及使該裝置動作之方法和程式。
一般的電子香煙、加熱式香煙或霧化器(nebulizer)等用以產生使用者抽吸的霧氣之霧氣生成裝置中,於藉由霧化而成為霧氣之霧氣源不足時,當使用者進行抽吸時,會無法將充分的霧氣供應給使用者。此外,電子香煙或加熱式香煙於此情形下會產生可能會釋出具有非預期之香吸嚐味之霧氣的問題。
在作為對該問題的解決策略上,專利文獻1揭示有依據將加熱器冷卻時加熱器溫度從某一溫度下降至另一溫度所需的時間,而偵測霧氣源之枯竭的技術。在專利文獻2至5也揭示有用以解決上述問題或具有有利於上述問題之解決的可能性之各種技術。
此等技術現正處於發展中。能夠以低成本且高精度來觀測霧氣生成裝置之加熱器的冷卻過程的技術, 以及能夠以低成本且高精度來偵測霧氣生成裝置內的霧氣源的不足或枯竭的技術等為必要者。此外,加熱器的冷卻過程係會受到因應於霧氣生成裝置之狀態的影響。因此,觀測加熱器的冷卻過程的話,就能夠得知霧氣生成裝置的狀態,所以能夠以低成本且高精度來觀測霧氣生成裝置之加熱器的冷卻過程的技術也為必要者。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1:國際公開第2017/185355號
專利文獻2:國際公開第2017/185356號
專利文獻3:國際公開第2017/024477號
專利文獻4:國際公開第2017/144191號
專利文獻5:國際公開第2017/084818號
本揭示係有鑒於上述之問題點而完成者。
本揭示所欲解決的第1課題係提供:能夠以低成本且高精度來觀測加熱器的冷卻過程,而且能夠以低成本且高精度來偵測霧氣源的不足或枯竭之霧氣生成裝置及使該霧氣生成裝置動作之方法和程式。
本揭示所欲解決的第2課題係提供:能夠以低成本且高精度來偵測霧氣源的不足或枯竭之霧氣生成裝置及使該霧氣生成裝置動作之方法和程式。
本揭示所欲解決的第3課題係提供:能夠以低成本且高精度來偵測霧氣源的不足或枯竭之霧氣生成裝置及使該霧氣生成裝置動作之方法及程式。
為解決上述第1課題,依據本揭示之第1實施形態,係提供一種霧氣生成裝置,其係包含:貯留霧氣源的貯留部或保持前述霧氣源的霧氣基材;負載,係以來自於電源的供電所致之發熱將前述霧氣源霧化,且該負載之電阻之值會因應溫度而改變;感測器,係檢測前述負載之電阻之值或與電阻關聯之電性的值;以及控制部,係構成為根據前述感測器所檢測出的值之時間序列的變化,以前述感測器所檢測出的值的時間序列的變化與前述負載之溫度的降低保持相關關係的態樣,監視前述負載升溫至能夠將前述霧氣源霧化的溫度以上為止之後的前述負載的冷卻過程。
於一實施形態,前述控制部係構成為根據對霧氣生成的要求,控制從前述電源對前述負載之供電。從前述供電之結束至前述冷卻過程之監視的開始為止的時間,與前述冷卻過程之監視中前述感測器檢測前述電阻之值或與前述電阻關聯之電性的值的周期之中至少一方,係比前述控制部可達成的最小值還大。
於一實施形態,前述控制部係構成為根據前述冷卻過程,判斷前述貯留部或前述霧氣基材中的前述霧氣源之枯竭的發生。
於一實施形態,前述控制部係構成為:於前述冷卻過程之開始時或剛開始後設置無感應帶,於該無感應帶中,係不進行前述冷卻過程的監視或不根據所監視的前述冷卻過程判斷前述枯竭的發生。
於一實施形態,前述控制部係構成為根據對霧氣生成的要求,控制從前述電源對前述負載之供電。前述無感應帶係設為前述供電之結束時產生的殘留電流與突波電流之中至少一方的電流值成為臨限值以下為止。
於一實施形態,前述無感應帶的時間的長度係比在不發生前述霧氣源之枯竭的情形中前述冷卻過程到完成為止之時間的長度還短。
於一實施形態,前述控制部係構成為:根據對霧氣生成的要求,控制從前述電源對前述負載之供電,並以比前述供電之結束時產生的殘留電流與突波電流之中至少一方的電流值成為臨限值以下所需要的時間還長的週期,於前述冷卻過程之監視中藉由前述感測器檢測與前述電阻值關聯之值。
於一實施形態,前述控制部係構成為使於前述冷卻過程的監視中,藉由前述感測器檢測前述電阻之值或與前述電阻關聯之電性的值之週期階段地縮短。
於一實施形態,前述控制部係構成為與藉由前述感測器所檢測之值對應的前述負載的溫度愈低,愈縮短前述冷卻過程之監視中藉由前述感測器檢測前述電阻之值或與前述電阻關聯之電性的值的週期。
於一實施形態,前述控制部係構成為:藉由將前述感測器所檢測之值之時間序列的變化予以平滑化,來修正於前述冷卻過程之開始時或剛開始後藉由前述感測器所檢測之值,並根據前述經修正後的前述值而監視前述冷卻過程。
於一實施形態,前述控制部係構成為使用平均化處理與低通濾波器之中之至少一方,來修正藉由前述感測器所檢測之值。
於一實施形態,前述控制部係構成為根據前述感測器所檢測之值成為恆定狀態為止之前述冷卻過程,判斷前述霧氣源之枯竭的發生。
於一實施形態,前述控制部係構成為:根據對霧氣生成的要求,控制從前述電源對前述負載之供電,根據於執行前述供電之前藉由前述感測器所檢測之值,與於前述冷卻過程中藉由前述感測器所檢測之值的比較,判斷藉由前述感測器所檢測之值是否已達到恆定狀態。
於一實施形態,前述控制部係構成為根據與比室溫還高出了既定值之溫度對應的藉由前述感測器所檢測之值,與於前述冷卻過程中藉由前述感測器所檢測之值的比較,判斷藉由前述感測器所檢測之值是否已達到恆定狀態。
於一實施形態,前述既定值係比起因於前述感測器之誤差所造成的從藉由前述感測器所檢測之值獲得之前述負載之溫度的誤差還大。
於一實施形態,前述控制部係構成為根據藉由前述感測器所檢測之值之時間微分值,判斷藉由前述感測器所檢測之值是否已達到恆定狀態。
於一實施形態,前述控制部係構成為根據藉由前述感測器所檢測之值的偏差或分散,判斷藉由前述感測器所檢測之值是否已達到恆定狀態。
依據本揭示之第1實施形態,係提供一種使霧氣生成裝置動作之方法,其係包含:藉由對電阻之值會因應溫度而改變的負載供電而導致之發熱將霧氣源霧化的步驟;檢測前述負載之電阻之值或與電阻關聯之電性的值的步驟;以及根據前述檢測出的值之時間序列的變化,以前述所檢測出的值的時間序列的變化與前述負載之溫度的降低保持相關關係的態樣,監視前述負載升溫至能夠將前述霧氣源霧化的溫度以上為止之後的冷卻過程的步驟。
此外,依據本揭示之第1實施形態,係提供一種霧氣生成裝置,其係包含:貯留霧氣源的貯留部或保持前述霧氣源的霧氣基材;負載,係以來自於電源的供電所致之發熱將前述霧氣源霧化,且該負載之電阻之值會因應溫度而改變;感測器,係檢測前述負載之電阻之值或與電阻關聯之電性的值;以及控制部,係構成為根據前述感測器所檢測出的值之時間序列的變化,監視前述負載升溫至能夠將前述霧氣源霧化的溫度以上為止之後的冷卻過程。前述控制部構成為以前述負載的溫度與電阻之值或與 電阻關聯之電性的值不會乖離的時序,或不會妨礙前述冷卻過程中的前述負載的冷卻的頻度,在前述冷卻過程的監視中藉由前述感測器檢測前述值。
此外,依據本揭示之第1實施形態,係提供一種使霧氣生成裝置動作之方法,其係包含:藉由對電阻之值會因應溫度而改變的負載供電而導致之發熱將霧氣源霧化的步驟;檢測前述負載之電阻之值或與電阻關聯之電性的值的步驟;以及根據前述所檢測出的值之時間序列的變化,監視前述負載升溫至能夠將前述霧氣源霧化的溫度以上為止之後的冷卻過程的步驟;以前述負載的溫度與電阻之值或與電阻關聯之電性的值不會乖離的時序,或不會妨礙前述冷卻過程中的前述負載的冷卻的頻度,在前述冷卻過程的監視中,檢測前述值。
此外,依據本揭示之第1實施形態,係提供一種霧氣生成裝置,其係包含:貯留霧氣源的貯留部或保持前述霧氣源的霧氣基材;負載,係以來自於電源的供電所致之發熱將前述霧氣源霧化,且該負載之電阻之值會因應溫度而改變;感測器,係檢測前述負載之電阻之值或與電阻關聯之電性的值;以及控制部,係構成為:根據前述感測器所檢測出的值之時間序列的變化,監視前述負載升溫至能夠將前述霧氣源霧化的溫度以上為止之後的冷卻過程。前述控制部構成為根據在前述冷卻過程之中,比前述負載之冷卻開始時或冷卻剛開始後還往後,且比前述負載達到室溫還往前之藉由前述感測器所檢測之值的時間序 列的變化,判斷前述貯留部中的前述霧氣源之枯竭的發生。
於一實施形態,前述控制部係構成為:根據藉由前述感測器所檢測之值或該值的時間序列的變化,判斷藉由前述感測器所檢測之值是否已達到恆定狀態,並根據藉由前述感測器所檢測之值達到恆定狀態為止之前述冷卻過程,判斷前述枯竭的發生。
此外,依據本揭示之第1實施形態,係提供一種使霧氣生成裝置動作之方法,其係包含:藉由對電阻之值會因應溫度而改變的負載供電而導致之發熱將霧氣源霧化的步驟;檢測前述負載之電阻之值或與電阻關聯之電性的值的步驟;以及根據前述檢測出的值之時間序列的變化,監視前述負載升溫至能夠將前述霧氣源霧化的溫度以上為止之後的冷卻過程的步驟。根據在前述冷卻過程之中,比前述負載之冷卻開始時或冷卻剛開始後還往後,且比前述負載達到室溫還往前之前述所檢測之值的時間序列的變化,判斷前述霧氣源之枯竭的發生。
此外,依據本揭示之第1實施形態,係提供一種程式,係當藉由處理器執行時,使前述處理器執行上述的方法之其中任一方法。
為解決上述第2課題,依據本揭示之第2實施形態,係提供一種霧氣生成裝置,其係包含:貯留霧氣源的貯留部或保持前述霧氣源的霧氣基材;負載,係以來自於電源的供電所致之發熱將前述霧氣源霧化;感測器, 係輸出與前述負載的溫度關聯的值;以及控制部,係構成為根據前述負載升溫至能夠將前述霧氣源霧化的溫度以上為止之後的冷卻過程中從前述感測器之輸出值導出的冷卻速度,判斷前述貯留部或前述霧氣基材中的前述霧氣源之枯竭的發生。
於一實施形態,前述控制部係構成為根據前述冷卻過程中,發生前述霧氣源之枯竭時之前述冷卻速度與不會發生該枯竭時之前述冷卻速度之間的差為臨限值以上之時間帶中的前述冷卻速度,判斷前述枯竭的發生。
於一實施形態,前述控制部係構成為根據前述冷卻過程中,前述負載之溫度落在僅在發生前述枯竭時才可到達的溫度範圍之時間帶中的前述冷卻速度,判斷前述枯竭的發生。
於一實施形態,前述控制部係構成為從前述感測器之複數個輸出值導出前述冷卻速度,並在前述冷卻過程之中,前述負載之溫度落在僅在發生前述枯竭時才可到達的溫度範圍之時間帶中,取得前述感測器之複數個輸出值之中至少在時間軸上為最早的值。
於一實施形態,前述控制部係構成為在前述冷卻過程之中,前述負載之溫度落在僅在發生前述枯竭時才可到達的溫度範圍之時間帶中,取得前述感測器之複數個輸出值。
於一實施形態,前述負載之電阻值會因應溫度而改變,前述感測器係輸出與電阻值有關的值作為與 前述負載之溫度關聯的值。
於一實施形態,前述控制部係構成為於前述冷卻過程之開始時或剛開始後設置無感應帶,於該無感應帶中,係不藉由前述感測器來取得與前述電阻值有關的值或不導出前述冷卻速度。或是,前述控制部係構成為:根據以將前述感測器之輸出值之時間序列的變化予以平滑化的方式所修正之於前述冷卻過程之開始時或剛開始後之前述感測器的輸出值,導出前述冷卻速度。
於一實施形態,前述控制部係構成為以前述冷卻過程之前從前述電源供電至前述負載之電力階段地減少或漸增的方式,控制從前述電源對前述負載的供電。
於一實施形態,前述控制部係構成為根據對霧氣源生成的要求,控制從前述電源對前述負載的供電。前述無感應帶係以持續到前述供電之結束時產生的殘留電流與突波電流之中至少一方的電流值成為臨限值以下為止的方式設置。
於一實施形態,前述無感應帶係在未發生前述枯竭之情形中比前述冷卻過程完成的長度還短。
於一實施形態,霧氣生成裝置更包含:第一電路,係串聯連接於前述電源與前述負載之間,且具有第一開閉器;以及第二電路,係串聯連接於前述電源與前述負載之間,與前述第一電路並聯連接,具有第二開閉器,且電阻值比前述第一電路還大。前述控制部係構成為控制前述第一開閉器與前述第二開閉器,且根據前述第一開閉 器與前述第二開閉器之中僅將前述第二開閉器導通之期間之前述感測器的輸出值,導出前述冷卻速度。
於一實施形態,前述控制部係構成為在即將開始前述冷卻過程之前將前述第二開閉器導通。
於一實施形態,從前述供電之結束起至開始藉由前述感測器取得與前述電阻值有關之值為止的時間,與前述感測器取得與前述電阻值有關之值之週期之中至少一方,比前述控制部可達成的最小值還大。
此外,依據本揭示之第2實施形態,係提供一種使霧氣生成裝置動作之方法,其係包含:藉由對負載供電所致之發熱將霧氣源霧化的步驟;檢測與前述負載之溫度關聯之值的步驟;以及根據前述負載升溫至能夠將前述霧氣源霧化的溫度以上為止之後的冷卻過程中從前述所檢測出之值導出的冷卻速度,判斷前述霧氣源之枯竭的發生的步驟。
此外,依據本揭示之第2實施形態,係提供一種程式,其係當藉由處理器執行時,使前述處理器執行上述的方法。
為解決上述第3課題,依據本揭示之第3實施形態,係提供一種霧氣生成裝置,其係包含:貯留霧氣源的貯留部或保持前述霧氣源的霧氣基材;負載,係以來自於電源的供電所致之發熱將前述霧氣源霧化,且在以僅在前述貯留部或前述霧氣基材中的前述霧氣源的枯竭發生時才可到達的溫度被加熱時物性會改變;感測器,係輸 出與前述負載之物性關聯之值;以及控制部,係構成為根據前述負載升溫至能夠將前述霧氣源霧化的溫度以上為止之後的前述感測器之輸出值,判斷前述霧氣源之枯竭的發生。
於一實施形態,前述控制部係構成為根據前述負載升溫至能夠將前述霧氣源霧化的溫度以上為止之後之恆定狀態中屬於前述感測器之輸出值的恆定值,判斷前述枯竭的發生。
於一實施形態,前述控制部係構成為可取得對霧氣生成的要求,且以前述要求的取得為契機而取得前述恆定值。
於一實施形態,前述控制部係構成為根據使前述負載升溫至能夠將前述霧氣源霧化的溫度以上為止之前後之前述感測器之輸出值的變化量,判斷前述枯竭的發生。
於一實施形態,前述控制部係構成為根據使前述負載升溫至能夠將前述霧氣源霧化的溫度以上為止之前後之恆定狀態中屬於前述感測器之輸出值的差,判斷前述枯竭的發生。
於一實施形態,前述控制部係構成為從前述負載升溫至能夠將前述霧氣源霧化的溫度以上為止之後,至前述感測器之輸出值達到恆定狀態為止,禁止前述負載所為之前述霧氣源的霧化。
於一實施形態,前述控制部係構成為:於 前述負載升溫至能夠將前述霧氣源霧化的溫度以上為止之後的冷卻過程中,根據達到恆定狀態之前之前述感測器的輸出值,與發生了前述枯竭時之恆定狀態中與前述負載之物性關聯之值加上既定值後所得之值的比較,或根據從達到恆定狀態之前之前述感測器的輸出值減去既定值後所得之值,與發生了前述枯竭時之恆定狀態中與前述負載之物性關聯之值的比較,判斷前述枯竭的發生。
於一實施形態,前述負載之電阻值係因應溫度而改變。前述感測器係輸出與前述負載之電阻值有關的值作為與前述負載之物性關聯的值。
於一實施形態,前述控制部係構成為:根據前述負載升溫至能夠將前述霧氣源霧化的溫度以上為止之後的前述感測器的輸出值,與前述負載之表面形成有保護膜時之與前述負載之電阻值關聯的值的比較,判斷前述枯竭的發生。
於一實施形態,前述控制部係構成為:根據使前述負載升溫至能夠將前述霧氣源霧化的溫度以上為止之前後的前述感測器的輸出值的變化量,與前述負載之表面形成保護膜所造成之與前述負載之電阻值關聯的值之變化量的比較,判斷前述枯竭的發生。
於一實施形態,前述負載係含有:具有銅之氧化還原電位以下之氧化還原電位的金屬。
於一實施形態,前述負載係不具有鈍化覆膜。
於一實施形態,前述負載係含有NiCr。
於一實施形態,霧氣生成裝置更包含:第一電路,係串聯連接於前述電源與前述負載之間,且具有第一開閉器;以及第二電路,係串聯連接於前述電源與前述負載之間,與前述第一電路並聯連接,具有第二開閉器,且電阻值比前述第一電路還大。前述控制部係構成為:控制前述第一開閉器與前述第二開閉器,且根據前述第一開閉器與前述第二開閉器之中僅將前述第二開閉器導通之期間之前述感測器的輸出值,判斷前述枯竭的發生。
此外,依據本揭示之第3實施形態,係提供一種使霧氣生成裝置動作之方法,該霧氣生成裝置包括以僅在霧氣源的枯竭發生時才可到達的溫度被加熱時物性會改變的負載,該使霧氣生成裝置動作之方法包含:檢測與前述負載之物性關聯之值的步驟;以及根據前述負載升溫至能夠將前述霧氣源霧化的溫度以上為止之後的前述所檢測出的值,判斷前述霧氣源之枯竭的發生的步驟。
此外,依據本揭示之第3實施形態,係提供一種程式,其係當藉由處理器執行時,使前述處理器執行上述的方法。
依據本揭示之第1實施形態,可提供能夠以低成本且高精度來觀測加熱器的冷卻過程,而且能夠以低成本且高精度來偵測霧氣源的不足或枯竭之霧氣生成裝置及使該霧氣生成裝置動作的方法及程式。
依據本揭示之第2實施形態,可提供能夠以低成本且高精度來偵測霧氣源的不足或枯竭之霧氣生成裝置及使該霧氣生成裝置動作的方法及程式。
依據本揭示之第3實施形態,可提供能夠以低成本且高精度來偵測霧氣源的不足或枯竭之霧氣生成裝置及使該霧氣生成裝置動作的方法及程式。
100A、100B‧‧‧霧氣生成裝置
102‧‧‧本體
104A‧‧‧匣盒
104B‧‧‧霧氣生成物品
106‧‧‧控制部
108‧‧‧通知部
110‧‧‧電源
112、112A至112D‧‧‧感測器
112E‧‧‧溫度感測器
114‧‧‧記憶體
116A‧‧‧貯留部
116B‧‧‧霧氣基材
118A、118B‧‧‧霧化部
120‧‧‧空氣吸入流路
121‧‧‧霧氣流路
122‧‧‧吸口部
124‧‧‧箭頭
130‧‧‧保持部
132‧‧‧負載
134、200、2800‧‧‧電路
202‧‧‧第一電路
204‧‧‧第二電路
206‧‧‧第一場效電晶體
208‧‧‧變換部
210‧‧‧第二場效電晶體
212‧‧‧分路電阻
214‧‧‧場效電晶體
216‧‧‧二極體
218‧‧‧電感器
220‧‧‧電容器
304、502、702、1102、1104、1802、1804、2902‧‧‧曲線
2002‧‧‧冷卻曲線
506‧‧‧時間
2302A、2302B、2402、2404、2406‧‧‧區域
2502、2504、2506‧‧‧參考編號
3100‧‧‧表
Rshunt‧‧‧既知的電阻值
Vout‧‧‧輸出電壓
RHTR‧‧‧負載的電阻值
第1A圖係本揭示之一實施形態之霧氣生成裝置之構成之概略性的方塊圖。
第1B圖係本揭示之一實施形態之霧氣生成裝置之構成之概略性的方塊圖。
第2圖係顯示關於本揭示之第1實施形態之霧氣生成裝置之一部分之例示性的電路構成之圖。
第3圖係分別針對貯留部或霧氣基材內的霧氣源有充足量時及霧氣源枯竭時,概略地顯示對負載的供電停止之後之負載的冷卻過程。
第4圖係本揭示之一實施形態所構成之用以監視負載的冷卻過程,判定霧氣源是否枯竭之處理的流程圖。
第5圖係顯示藉由突波電流的發生,所量測之負載之電阻值能夠大幅變動的情形。
第6圖係顯示本揭示之一實施形態之處理的流程圖。
第7圖係概念地顯示用以減輕突波電流的發生所造成的影響之本揭示的實施形態。
第8圖係與第7圖關聯之本揭示之一實施形態之處理的流程圖。
第9圖係概念地顯示用以減輕突波電流的發生所造成的影響之本揭示的一實施形態。
第10圖係與第9圖關聯之本揭示之一實施形態之處理的流程圖。
第11圖係概念地顯示依據本揭示之一實施形態之用以監視負載之冷卻過程之值的量測時序。
第12圖係概念地顯示依據本揭示之一實施形態之用以監視負載之冷卻過程之值的量測時序。
第13圖係與第12圖關聯之本揭示之一實施形態之處理的流程圖。
第14圖係概念地顯示依據本揭示之一實施形態之用以監視負載之冷卻過程之值的量測時序。
第15圖係與第14圖關聯之本揭示之一實施形態之處理的流程圖。
第16圖係概念地顯示依據本揭示之一實施形態之對負載的供電及供電停止後之負載的冷卻過程。
第17圖係與第16圖關聯之本揭示之一實施形態之處理的流程圖。
第18圖係概念地顯示依據本揭示之一實施形態之負載之冷卻過程的監視方法。
第19圖係與第18圖關聯之本揭示之一實施形態之處理的流程圖。
第20圖係概念地顯示依據本揭示之一實施形態之負載之冷卻過程的監視方法。
第21圖係與第20圖關聯之本揭示之一實施形態之處理的流程圖。
第22圖係與第20圖關聯之本揭示之一實施形態之處理的流程圖。
第23圖係概念地顯示於霧氣生成裝置中停止對負載之供電後之負載的冷卻過程的曲線圖。
第24圖係顯示實際的負載的冷卻速度的圖。
第25圖係針對適於量測負載的冷卻速度之時序進行說明的圖。
第26圖係依據本揭示之一實施形態之檢測霧氣源之枯竭之處理的流程圖。
第27圖係依據本揭示之一實施形態之檢測霧氣源之枯竭之處理的流程圖。
第28圖係概念地顯示依據本揭示之一實施形態之霧氣生成裝置具備的電路。
第29圖係概念地顯示依據本揭示之一實施形態之判斷霧氣源之枯竭之發生的手法。
第30圖係與第29圖關聯之本揭示之一實施形態之處理的流程圖。
第31圖係顯示可使用於負載之製造之各式各樣的金屬之氧化還原電位及氧化覆膜之形成容易度的表。
第32圖係概念地顯示依據本揭示之一實施形態之判 斷霧氣源之枯竭之發生的手法。
第33圖係與第32圖關聯之本揭示之一實施形態之處理的流程圖。
第34圖係概念地顯示依據本揭示之一實施形態之判斷霧氣源之枯竭之發生的手法。
第35圖係與第34圖關聯之本揭示之一實施形態之處理的流程圖。
以下,一面參考圖面一面來詳細說明本揭示之實施形態。此外,本揭示之實施形態包含電子香煙、加熱式香煙或霧化器,但本揭示並不限定於該等實施形態。本揭示之實施形態可包含用以產生使用者抽吸之霧氣源之各式各樣的霧氣生成裝置。
第1A圖係本揭示之一實施形態之霧氣生成裝置100A之構成之概略性的方塊圖。須留意第1A圖係概略性且概念性地顯示霧氣生成裝置100A具有的各構件,並非顯示各構件及霧氣生成裝置100A之嚴密的配置、形狀、尺寸、位置關係等。
如第1A圖所示,霧氣生成裝置100A具有第一構件102(以下稱「本體102」)及第二構件104(以下稱「匣盒104A」)。如圖所示,舉其一例,本體102也可包含控制部106、通知部108、電源110、感測器112及記憶體114。霧氣生成裝置100A也可具有流量感測器、壓力感測器、電壓感測器、電阻感測器、溫度感測器等感測器, 於本揭示中,也將此等感測器統稱為「感測器112」。本體102又可包含將於後述的電路134。舉其一例,匣盒104A也可包含貯留部116A、霧化部118A、空氣吸入流路120、霧氣流路121、吸口部122、保持部130及負載132。也可為本體102內包含的構件的一部分包含於匣盒104A內。也可為匣盒104A內包含的構件的一部分包含於本體102內。匣盒104A也可構成能夠對本體102進行裝卸。或是取代本體102及匣盒104A,而將本體102及匣盒104A內包含之全部的構件包含在同一個殼體內。
貯留部116A可構成作為收容霧氣源的槽。此情形下,霧氣源係例如甘油或丙二醇等多元醇、水等液體。霧氣生成裝置100A為電子香煙時,貯留部116A內的霧氣源可為藉由加熱而釋出芳香味成分的香煙原料或源自於香煙原料之抽出物。保持部130係保持霧氣源。例如保持部130係由纖維狀或多孔質性的素材所構成,於纖維間的間隙或多孔質材料的細孔保持呈液體的霧氣源。前述的纖維狀或多孔質性的素材係可使用例如棉花或玻璃纖維,或是香煙原料等。霧氣生成裝置100A為霧化器等醫療用吸入器時,霧氣源也可含有患者要吸入的藥劑。就其他例子而言,貯留部116A也可具有能夠補充所消耗之霧氣源的構成。或是,貯留部116A也可以能夠於霧氣源消耗時更換貯留部116A本身的方式構成。再者,霧氣源並非限於液體,而可為固體。霧氣源為固體時的貯留部116A也可為空腔型的容器。
霧化部118A係以將霧氣源霧化而產生霧氣的方式構成。當藉由感測器112偵測到抽吸動作時,霧化部118A就會產生霧氣。例如,抽吸動作係可藉由流量感測器或流速感測器來偵測。此情形下,若是使用者銜著吸口部122進行抽吸所產生的空氣吸入流路120內的空氣的流量或流速的絕對值或變化量滿足既定的條件的話,則流量感測器或流速感測器也可偵測抽吸動作。再者,例如抽吸動作也可藉由壓力感測器來偵測。此情形下,若是使用者銜著吸口部122進行抽吸而在空氣吸入流路120內成為負壓等既定的條件滿足的話,壓力感測器也可偵測抽吸動作。此外,僅以流速感測器或壓力感測器分別輸出空氣吸入流路120內的流量、流速及壓力,控制部也可根據該輸出而偵測抽吸動作。
此外,亦可不偵測抽吸動作,或不等待抽吸動作的偵測,而係藉由例如使用按壓鈕或觸控面板或加速度感測器等,使霧化部118A產生霧氣源,或者也可使霧化部118A接受來自於電腦110的供電。以如此的構成,例如即使構成霧化部118A的保持部130或負載132或霧氣源本身之熱容量較大時,於使用者實際抽吸霧氣源的時序中,霧化部118A也能夠適切地生成霧氣源。此外,感測器112也可包含偵測對按壓鈕或觸控面板的操作的感測器或加速度感測器。
例如,保持部130係以連結貯留部116A及霧化部118A的方式來設置。此情形下,保持部130之一 部分通過貯留部116A之內部而與霧氣源接觸。保持部130之另一部分往霧化部118A延伸。此外,往霧化部118A延伸之保持部130的另一部分也可被收容於霧化部118A,或是透過霧化部118A再通過貯留部116A的內部。霧氣源藉由保持部130的毛細管效應而被從貯留部116A往霧化部118A運送。舉其一例,霧化部118A具備加熱器,該加熱器包含電性連接於電源110的負載132。加熱器係以與保持部130接觸或接近的方式來配置。當偵測到抽吸動作時,控制部106就控制霧化部118A的加熱器或對該加熱器的供電,將透過保持部130而被運送的霧氣源加熱,藉此將該霧氣源霧化。霧化部118A之其他的例子也可為藉由超音波振動而將霧氣源霧化的超音波式霧化器。空氣吸入流路120連接於霧化部118A,空氣吸入流路120通往霧氣生成裝置100A的外部。於霧化部118A產生的霧氣與透過空氣吸入流路120所吸入的空氣混合。如箭頭124所示,霧氣與空氣的混合流體被送出往霧氣流路121。霧氣流路121係具有用以將霧化部118A所產生的霧氣與空氣的混合流體輸送到吸口部122的管狀構造。
吸口部122位於霧氣流路121的終端,並以將霧氣流路121對霧氣生成裝置100A的外部開放的方式來構成。使用者藉由銜著吸口部122來抽吸而將含有霧氣的空氣往口腔內吸入。
通知部108也可包含LED(發光二極體:light emitting diode)等發光元件、顯示器、揚聲器、振動 器等。可因應需要而將通知部108建構成藉由發光、顯示、發聲、振動等而對使用者進行若干的通知。
電源110係對通知部108、感測器112、記憶體114、負載132、電路134等霧氣生成裝置100A的各構件供應電力。電源110也可透過霧氣生成裝置100A之既定的埠(未圖示)而連接於外部電源,藉此能夠進行充電。也可僅將電源110從第一構件102或霧氣生成裝置100A拆下,也可與新的電源110更換。再者,藉由將本體102整體與新的本體102更換而能夠將電源110與新的電源110更換。
感測器112係可包含:用以取得施加於電路134之整體或特定部分之電壓的值,與負載132有關的電阻值或與溫度有關的值所使用的1個或複數個感測器。感測器112也可組裝於電路134內。感測器112的功能也可組裝於控制部106內。感測器112也可包含偵測空氣吸入流路120及/或霧氣流路121內的壓力的變動的壓力感測器或偵測流量的流量感測器。感測器112也可包含偵測貯留部116A等構件之重量的重量感測器。感測器112也可以計算使用霧氣生成裝置100A之使用者所進行的抽吸的次數的方式來構成。感測器112也可以累計對霧化部118A的通電時間的方式來構成。感測器112也可以偵測貯留部116A內之液面之高度的方式來構成。控制部106及感測器112也可以求取或偵測電源110之SOC(State of Charge、充電狀態)、電流累計值、電壓等的方式來構成。SOC也可 藉由電流累計法(庫侖計算法)或SOC-OCV(Open Circuit Voltage、開電路電壓)法等來求得。感測器112也可為使用者能夠操作的操作鈕等。
控制部106可為作為微處理器或微電腦而構成的電子電路模組。控制部106也可以依照儲存在記憶體114之電腦可執行的命令而控制霧氣生成裝置100A之動作的方式來構成。記憶體114係ROM(唯讀記憶體)、RAM(隨機存取記憶體)、快閃記憶體等記憶媒體。記憶體114中除了上述的電腦可執行的命令之外,也可儲存霧氣生成裝置100A之控制所必須的設定資料等。例如,記憶體114也可儲存通知部108的控制程式(發光、發聲、振動等態樣等)、霧化部118A的控制程式、藉由感測器112取得及/或偵測到的值、霧化部118A的加熱履歷等各式各樣的資料。控制部106因應需要而從記憶體114讀出資料並利用於霧氣生成裝置100A的控制,因應需要而將資料儲存於記憶體114。
第1B圖係本揭示之一實施形態之霧氣生成裝置100B之構成之概略性的方塊圖。
如圖所示,霧氣生成裝置100B係具有與第1A圖之霧氣生成裝置100A類似的構成。但是,第二構件104B(以下稱為「霧氣發生物品104B」或「桿104B」)的構成係與第一構件104A的構成不同。舉其一例,霧氣發生物品104B也可包含霧氣基材116B、霧化部118B、空氣吸入流路120、霧氣流路121、吸口部122。本體102內包 含的構件之一部分也可被包含於霧氣發生物品104B內。霧氣發生物品104B內包含的構件之一部分也可被包含於本體102內。霧氣發生物品104B也可構成為可對本體102插拔。或是也可取代本體102及霧氣發生物品104B,而將本體102及霧氣發生物品104B內包含之全部的構件包含在同一個殼體內。
霧氣基材116B也可作為擔持霧氣源之固體來構成。與第1A圖之貯留部116A的情形相同,霧氣源係例如甘油或丙二醇等多元醇、水等液體。霧氣基材116B內的霧氣源可為藉由加熱而釋出芳香味成分的香煙原料或源自於香煙原料之萃取物。霧氣生成裝置100B為霧化器等醫療用吸入器時,霧氣源也可含有患者要吸入的藥劑。霧氣基材116B也可以能夠於霧氣源消耗時更換霧氣基材116B本身的方式構成。霧氣源並非限於液體,而可為固體。
霧化部118B係以將霧氣源霧化而產生霧氣的方式構成。當藉由感測器112檢測到抽吸動作時,霧化部118B就會產生霧氣。霧化部118B具備加熱器(未圖示),該加熱器包含電性連接於電源110的負載。當檢測到抽吸動作時,控制部106就控制霧化部118B的加熱器或對該加熱器的供電,將霧氣基材116B內所擔持的霧氣源加熱,藉此將該霧氣源霧化。霧化部118B之其他的例子也可為藉由超音波振動而將霧氣源霧化的超音波式霧化器。空氣吸入流路120連接於霧化部118B,空氣吸入流路120通往 霧氣產生裝置100B的外部。於霧化部118B產生的霧氣與透過空氣吸入流路120所吸入的空氣混合。如箭頭124所示,霧氣與空氣的混合流體被送出往霧氣流路121。霧氣流路121係具有用以將霧化部118B所產生的霧氣與空氣的混合流體輸送到吸口部122的管狀構造。此外,於霧氣產生裝置100B中,霧氣源發生物品104B係以藉由位於其內部或插入內部的霧化部118B而從其內部被加熱的方式來構成。也可取而代之,霧氣源發生物品104B以藉由包圍或收納本身的方式所構成之霧化部118B而從其外部被加熱的方式來構成。
控制部106係構成為:以各式各樣的方法來控制本揭示之實施形態之霧氣生成裝置100A及100B(以下也統稱為「霧氣生成裝置100」)。
於霧氣生成裝置中霧氣源不足時,當使用者進行抽吸時,就無法對使用者供應充分的霧氣。而且,在為電子香煙或加熱式香煙時,可能會釋出具有非預期的芳香味(以下將此現象也稱為「非預期的舉動」)之霧氣。本案發明人等發明了:在霧氣源枯竭或不足時執行適切的控制之霧氣生成裝置及使該裝置動作之方法和程式。以下主要是假定霧氣生成裝置具有第1A圖所示之構成的情形,針對本揭示之各實施形態來詳細說明。但是,視需要亦對於霧氣生成裝置具有第1B圖所示之構成的情形一併說明。本揭示所屬領域中具有通常知識者當可明白霧氣生成裝置具有第1A圖及第1B圖以外之各式各樣的構成的情形也能 夠應用本揭示的實施形態。
<第1實施形態>
第2圖係顯示關於本揭示之第1實施形態之霧氣生成裝置100A之一部分之例示性的電路構成之圖。
第2圖所示之電路200具備:電源110、控制部106、感測器112A至112D(以下也統稱為「感測器112」)、負載132(以下也稱為「加熱器電阻」)、第一電路202、第二電路204、包含第一場效電晶體(FET、Field Emission Transistor)206的開關Q1、變換部208、包含第二場效電晶體210的開關Q2、電阻212(以下亦稱為「分路電阻器」)。此外,感測器112也可內建於控制部106或變換部208等其他的構成要素。例如以使用PTC(Positive Temperature Coefficient,正的溫度係數特性)加熱器或NTC(Negative Temperature Coefficient、負的溫度係數特性)的加熱器的方式,負載132的電阻值會因應溫度而改變。分路電阻器212係串聯連接於負載132,具有既知的電阻值。分路電阻器212之電阻值也可相對於溫度實質性地不變。分路電阻器212具有比負載132還大的電阻值。也可對應於實施形態而省略感測器112C、112D。本揭示所屬技術領域中具有通常知識者當會明白不僅是FET,也可將絕緣柵雙極電晶體(iGBT)、接觸器等各式各樣的元件作為開關Q1及Q2使用。
變換部208係例如切換.轉換器,可包含 場效電晶體214、二極體216、電感器218以及電容器220。也可為控制部106以變換部208轉換電源110之輸出電壓,並將經轉換後的輸出電壓施加於電路整體的方式來控制轉換部208。此外,也可使用升壓型的切換.轉換器或升降壓型的切換.轉換器或LDO(Linear DropOut)調節器等來取代第2圖所示之降壓型的切換.轉換器。此外,變換器208並非必要的構件,也可省略。再者,也可構成為由與控制部106個別設置之未圖示的控制部控制變換部208。該未圖示的控制部也可內建於變換部208。
第1A圖所示的電路134係將電源110與負載132電性連接並可包含第一電路202及第二電路204。第一電路202及第二電路204係並聯連接於電源110及負載132。第一電路202可包含開關Q1。第二電路204可包含開關Q2及電阻212(以及作為可選配的感測器112D)。第一電路202具有比第二電路204還小的電阻值。於本例子中,感測器112B及112D為電壓感測器,分別以偵測負載132及電阻212的兩端的電壓值的方式構成。然而,感測器112的構成並非限定於如此。例如,感測器112也可為使用有既知電阻或使用有霍耳元件(Hall element)的電流感測器,並可偵測流通於負載132及/或電阻212之電流的值。
如第2圖中以虛線箭頭所示,控制部106能夠控制開關Q1、開關Q2等,能夠取得由感測器112所偵測到的值。控制部106也可建構成:藉由將開關Q1從 關斷(OFF)狀態切換成導通(ON)狀態而使第一電路202發揮功能,藉由將開關Q2從關斷狀態切換成導通狀態而使第二電路204發揮功能。控制部106也可建構成:藉由交互地切換開關Q1及Q2而使第一電路202及第二電路204交互地發揮功能。
第一電路202係使用於霧氣源的霧化。開關Q1被切換成導通狀態而第一電路202發揮功能時,會對加熱器(亦即,加熱器內的負載132)供應電力,而使負載132被加熱。因負載132的加熱,保持在霧化部118A內的保持部130的霧氣源(在第1B圖之霧氣生成裝置100B的情形下,為被霧氣基材116B所擔持的霧氣源)被霧化而產生霧氣。
第二電路204係用於取得施加於負載132之電壓的值、與負載132之電阻關聯之值、與負載132之溫度關聯之值、施加於電阻212之電壓的值等。舉其一例,如第2圖所示,考量感測器112B及112D為電壓感測器的情形。當開關Q2為導通而第二電路204發揮著功能時,電流會流通於開關Q2、電阻212及負載132。藉由感測器112B及112D分別取得施加於負載132之電壓的值及/或施加於電阻212之電壓的值。此外,利用藉由感測器112D所取得之施加於電阻212之電壓的值與電阻212之既知的電阻值Rshunt,能夠求得流通於負載132之電流的值。由於依據變換部208的輸出電壓Vout與該電流值,能夠求得電阻212及負載132之電阻值的合計值,所以藉由從該合 計值減去既知的電阻值Rshunt,能夠求得負載132的電阻值RHTR。負載132具有因應溫度而改變電阻值之正或負的溫度係數特性時,根據預先得知的負載132的電阻值與溫度之間的關係,以及以上述方式求得的負載132的電阻值RHTR,能夠推定負載132的溫度。本技術領域中具有通常知識者當能理解利用流通於電阻212之電流的值來取代流通於負載132之電流的值的方式,亦能夠推定負載132的電阻值或溫度。因此,與此例子中的負載132之電阻值關聯之值係可包含負載132的電壓值、電流值等。感測器112B及112D之具體例不限定於電壓感測器,也可包含電流感測器(例如霍耳元件(Hall element))等其他的元件。
感測器112A係檢測電源110於放電時或無負載時的輸出電壓。感測器112C係檢測變換部208的輸出電壓。或是,變換部208的輸出電壓也可為預先設定的目標電壓。該等構件的電壓係施加於整體電路的電壓。
負載132的溫度為THTR時之負載132的電阻值RHTR係能夠如以下方式表示。
RHTR(THTR)=(VHTR×Rshunt)/(VBatt-VHTR)
在此說明,VBatt係施加於整體電路的電壓。不使用變換部208時,VBatt係電源110的輸出電壓。使用變換部208時,VBatt係符合於變換部208的目標電壓。VHTR係施加於加熱器的電壓。也可使用施加於分路電阻器212的電壓來取代VHTR
第3圖係分別針對貯留部116A(或霧氣基材 116B)內的霧氣源有充足量時及霧氣源枯竭時,概略地顯示開關Q1被關斷而停止對負載132(加熱器)的供電之後之負載132的冷卻過程。橫軸顯示時間,縱軸顯示負載132的溫度。
曲線302係顯示霧氣源有充足量時負載132之冷卻曲線。僅限於霧氣源有充足量,即使從電源110持續供電至負載132,負載132的溫度也會收斂在某溫度(以下亦稱為「在正常時會達到之霧氣源的最高溫度」或「霧氣生成溫度」)附近。換言之,在停止了對負載132的供電時負載132的溫度係在正常時會達到之霧氣源的最高溫度。此乃由於使用於負載132及霧氣源之升溫的熱能量被使用於霧氣源之蒸發(相轉移)而產生的現象。在霧氣源係由單一溶媒所構成時,在正常時會達到之霧氣源的最高溫度係與該溶媒的沸點一致。相對於此,在霧氣源係由混合溶媒所構成時,在正常時會達到之霧氣源的最高溫度係依據構成混合溶媒之各種溶媒的組成與其莫耳比而改變。於混合溶媒中的正常時會達到之霧氣源的最高溫度係可依據實驗來求得,也可使用拉午耳(Raoult)法則等解析性地求得。舉其一例,如第3圖所示,開關Q1被關斷而停止了對負載132供電時的負載132的溫度大約200℃。負載132的溫度如以曲線302所示與時間的經過一同降低,而達到室溫(此為25℃)。
曲線304係顯示霧氣源枯竭(或不足)時負載132的冷卻曲線。由於霧氣源枯竭,所以對負載132的供 電停止時,負載132的溫度會比霧氣生成溫度還高,因此,負載132處於過熱狀態。舉其一例,如第3圖所示,負載132的溫度可達到350℃。當供電停止時,負載132的溫度就如曲線304所示隨同時間的經過而降低,終究達到室溫。
RHTR(t=0)係顯示對負載132供電停止時負載132的電阻值。RHTR(THTR=R.T.)係顯示負載132的溫度達到室溫時負載132的電阻值。
如第3圖所示,霧氣源枯竭時負載132的溫度降低至室溫為止所需要的時間,係比霧氣源為充足量時負載132的溫度降低至室溫為止所需要的時間還長。其原因在於:在負載132主要藉由空氣冷卻效果來冷卻的情形下,與霧氣源處於充足時相比較,於霧氣源枯竭時開關Q1被關斷而對負載132的供電停止時的負載132的溫度較高之故。此外,霧氣源為充足量時,負載132係可藉由比負載132還低溫的霧氣源或從貯留部116A新供給的霧氣源而被冷卻,在霧氣源枯竭時與有充足量時,在負載132的溫度降低至室溫為止所需要的時間上易產生不同。
第4圖係本揭示之一實施形態所構成之用以監視負載132的冷卻過程,判定霧氣源是否枯竭之處理的流程圖。在此進行說明控制部106係執行全部的步驟者。但是,要留意的是一部分的步驟也可藉由霧氣生成裝置100以外的構件來執行。
至第4圖的處理前為止,使用者所為的霧 氣生成要求係持續進行著。處理係於步驟402開始,控制部106係判定霧氣生成要求是否已結束。舉其一例,控制部106係可根據壓力感測器的輸出而判定使用者所為的抽吸是否已結束。於其他的例子中,也可為控制部106根據是否已無按下為了進行對負載132的供電而裝配霧氣生成裝置100的按鈕,來判定霧氣生成要求是否已結束。此外於其他的例子中,也可為控制部106根據從偵測到為了進行對負載132的供電而裝配於霧氣生成裝置100的按鈕的按下等之對使用者界面的操作之後是否經過了預定時間,來判定霧氣生成要求是否已結束。
霧氣生成要求持續的情形下(步驟402之「否」),處理係回到步驟402之前。當霧氣生成要求結束時(步驟402之「是」),處理係前進至步驟404。於步驟404中,控制部106將開關Q1設成關斷,而停止對負載132的供電。
處理前進至步驟406,控制部106係將計時器啟動。控制部106也可將計時器的值設定為初始值t=0。
處理前進至步驟408,控制部106係等待時間進行達預定的值△t。此外於其他的例子中,也可為從後述的步驟416返回到步驟418時,控制部106將從執行步驟416之最新的時間開始的經過時間設為△t,而對t進行加算(increment)。
處理前進至步驟410,控制部106係將開關 Q2設成導通,而使第二電路204發揮功能。控制部106能夠以與第2圖關聯來說明的方法來量測負載132的電阻值RHTR(t)。於步驟412中,控制部106也可從檢測負載132的電阻值之感測器取得電阻值。或是,控制部106也可使用從檢測與電阻值相關之電性的值(電流值等)之感測器所取得的值來求得電阻值。其次,於步驟414中,控制部106將開關Q2設成關斷。
處理前進至步驟410,控制部106判定於步驟412所獲得的值RHTR(t)是否與預定的值RHTR(THTR=R.T.)相等。如第3圖所示,負載132若為PTC加熱器,則負載132的電阻值從與開關Q1設成關斷的時間點的溫度對應的值RHTR(T=0),隨著時間的經過而變小。當負載132的溫度達到室溫時,負載132的電阻值就成為RHTR(THTR=R.T.)。因此,依據於步驟416執行之與負載132的電阻值有關的上述的判定,能夠判定負載132的溫度是否已降低至室溫。
負載132的電阻值未達到預定的值時(步驟416之「否」),處理係回到步驟408之前。當負載132的電阻值已達到預定的值時(步驟402之「是」),處理係前進至步驟418。於步驟418中,控制部106判定此時之計時器的值t(亦即,從開關Q1被設成關斷之後起經過的時間)是否超過預定的臨限值Thre。如第3圖所示,Thre係於霧氣源為充足量時負載132之溫度下降至室溫為止所需要的冷卻時間。
計時器的值超過臨限值時(步驟418之「是」),處理係前進至步驟420。此乃意味著負載132之溫度下降至室溫為止係需要超過臨限值Thre的時間。從第3圖的說明也可得知,能理解在開關Q1被設成關斷的時間點負載132係處於過熱狀態。因此,於步驟420中,控制部106判定為霧氣源枯竭。
計時器的值在臨限值以下時(步驟418之「否」),處理係前進至步驟422。於步驟422中,控制部106判定霧氣源的剩餘量充足。
依據第4圖的實施形態,根據由感測器112檢測出之值的時間序列的變化,能夠監視負載升溫至能夠將霧氣源霧化的溫度以上之後的負載的冷卻過程。此監視係在感測器112檢測出的值之時間序列的變化與負載之溫度的下降保持相關關係的態樣來實施。例如,負載132若為PTC加熱器,則負載132之電阻值的變化與負載132的溫度具有相關關係,當負載132的溫度隨著時間的經過而下降時,負載132的電阻值也下降。藉由如此的構成,即使不使用專用的溫度感測器,也能夠高精度地觀測負載(加熱器)的冷卻過程。
此外,依據第4圖的實施形態,控制部106係建構成根據冷卻過程來判斷貯留部116A或霧氣基材116B中的霧氣源之枯竭的發生。因此,在因使用者所為之抽吸等干擾較少的狀態下能夠偵測出霧氣源的枯竭。
第5圖係顯示藉由突波電流(或殘留電流) 的發生,所量測之負載132之電阻值可能大幅變動的情形。曲線502係顯示霧氣源處於充足時負載132的冷卻曲線。曲線504係顯示霧氣源枯竭(或不足)時負載132的冷卻曲線。參考編號506係顯示突波電流(或殘留電流)平定下來所需要的時間。由於電路134大多具有電感(inductor)(感應)成分,所以在將開關Q1設成關斷的瞬間後,因流動於第一電路202的電流會劇變,會發生具有與電流之劇變的程度(時間微分值)與電感的積對應之大小的突波電流。因此,當將開關Q1設成關斷後立刻將開關Q2設成導通來測定負載132的電阻值時,突波電流會重疊於電阻值量測用的電流。藉此,會產生所測定之負載132之電阻值大幅變動等不良情形。換言之,未保持前述之負載132之電阻值的變化與負載132之溫度所具有的相關關係,而有該等關係會乖離之虞。因此,難以較好精度來觀測負載132的冷卻過程或正確地測定負載132的溫度達到室溫為止的時間。此外,由於電路134不僅具有電感成分而且也大多具有電容器(電容)成分,所以將開關Q1設成關斷之後流動於電路的殘留電流也會有與突波電流同樣地產生不良情形之虞。
第6圖係顯示可解決上述問題之本揭示之一實施形態之處理的流程圖。步驟602及604的處理與第4圖之步驟402及404的處理相同,故省略說明。
於步驟606中,控制部106在預定時間(例如10ms等)之間,將開關Q1及開關Q2雙方維持為關斷而進行待機。亦即,於負載132的冷卻過程開始時或剛開始 後設有不進行冷卻過程的監視或不進行依據所監視的冷卻過程來判斷枯竭之發生的無感應帶。此時的預定時間係例如可為第5圖所示之直到突波電流平定為止的時間506。如前述般,因突波電流具有與電流之供電程度(時間微分值)對應的大小,故會隨著時間經過而慢慢地減少。同樣地,殘留電流也會隨著時間經過而慢慢地減少。與該時間有關的資訊可預先儲存於記憶體114,也可因應感測器112的輸出值而可變地設定。藉由設有無感應帶,如第5圖所示,將開關Q2設成導通的時序僅延遲上述預定時間。步驟608至624的處理與第4圖之步驟406至422的處理相同,故省略說明。此外,步驟608的處理也可於步驟606之前執行。
依據第6圖的實施形態,控制部106係建構成在冷卻過程開始時或剛開始後設有不進行冷卻過程的監視或不依據所監視的冷卻過程而判斷枯竭之發生的無感應帶。因此,不易觀測到在冷卻過程開始時或剛開始後量測負載132之電阻值時會產生的感測器112之輸出值的變動,所以會提升負載之冷卻過程的觀測精度。
無感應帶也可設為供電結束時產生的殘留電流與突波電流之中至少一方的電流值達到臨限值以下為止。舉其一例,控制部106也可建構成:藉由感測器112所包含的磁性感測器來觀測殘留電流或突波電流產生的電磁波雜訊,根據該雜訊的大小,判斷殘留電流與突波電流之中至少一方的電流值。藉此,能夠防止在殘留電流或突 波電流重畳於感測器112之輸出值的狀態下觀測冷卻過程,因此提升觀測精度。
無感應帶之時間的長度,在霧氣源未發生枯竭時,係可比至冷卻過程完成為止之時間還短。舉其一例,無感應帶之時間的長度,也可比第5圖之Thre的長度還短。藉此,能夠抑制因設定過度長的無感應帶而造成妨礙冷卻過程的觀測。
第7圖係概念地顯示用以減輕突波電流(或殘留電流)的發生所造成的影響之本揭示的實施形態。曲線702係顯示霧氣源有充足量時負載132的冷卻曲線。曲線704係顯示霧氣源枯竭(或不足)時負載132的冷卻曲線。參考編號706係顯示突波電流(或殘留電流)平定下來的時間。此例子係以比對負載132的供電結束時產生的殘留電流與突波電流之中至少一方的電流值成為臨限值以下所需要的時間(以參考編號706顯示的時間)還長的週期T,在冷卻過程的監視中,藉由感測器112檢測出與負載132之電阻值關聯的值。此外,也可在最左側之虛線的時間點(突波電流發生時間點)進行上述檢測,也可不進行檢測。
第8圖係與第7圖關聯之本揭示之一實施形態之處理的流程圖。步驟802至808的處理與第4圖之步驟402至408的處理相同。
於步驟810中,控制部106判定計時器顯示的時間t是否為上述的週期T的整數倍。t不是T的整數倍時(步驟810之「否」),處理返回到步驟808之前。
t是T的整數倍時(步驟810之「是」),成為到達第7圖中以虛線顯示之量測的時序。處理往步驟812前進,開關Q2設為導通,量測負載132的電阻值或與電阻值關聯的值。步驟812至824的處理與第4圖之步驟410至422的處理相同。
依據第7圖及第8圖的實施形態,控制部106係建構成以比供電結束時產生的殘留電流與突波電流之中至少一方的電流值達到臨限值以下所需要的時間還長的週期,在冷卻過程的監視中,藉由感測器112檢測出與負載132之電阻值關聯的值。因此,不易觀測到負載132的冷卻過程開始時或冷卻過程剛開始後量測負載132之電阻值時的感測器112之輸出值的變動,所以會提升負載之冷卻過程的觀測精度。
第9圖係概念地顯示用以減輕突波電流的發生所造成的影響之本揭示的一實施形態。曲線902顯示霧氣源處於充足時負載132的冷卻曲線。曲線904係顯示霧氣源枯竭(或不足)時負載132的冷卻曲線。此例子中,於冷卻過程開始時或剛開始後藉由感測器112檢測出的值藉由將該值之時間序列的變化予以平滑化的方式而予以修正。於一例子中,如第9圖所示之數式,也可將從某個量測時間點起至另一個量測時間點為止所測定之負載132的電阻值的平均值決定作為該量測時間點之負載132的電阻值。例如,第9圖所顯示之數式中N=5,可求出第9圖所示之5條虛線之中與最後的虛線對應的時間點的電阻值作 為包含在該時間點及之前的4個時間點之5個時間點量測到的5個電阻值的平均值。此外,也可為使所求出的從某個量測時間點(起始點)起至另一個量測時間點(終點)為止所測定之負載132的電阻值的平均值並非作為終點的電阻值,而係作為在起始點的電阻值,也可為作為起始點與終點之間所包含的時間點的電阻值。
第10圖係與第9圖關聯之本揭示之一實施形態之處理的流程圖。步驟1002至1014的處理與第4圖之步驟402至414的處理相同。
於步驟1016中,控制部106使預定的整數N增加(increment)。N的初始值可為0,於步驟1016中N的值也可為僅增加1。此N與第9圖所示之數式的右邊出現的N對應。
處理前進至步驟1018,控制部106判定N是否與預定的臨限值Thre1相等。舉其一例,將5個量測到的電阻值的平均值作為使用於控制的電阻值來使用時,N=5。
N未達到臨限值時(步驟1018之「否」),處理往步驟1008前進,N達到臨限值時(步驟1018之「是」),處理往步驟1020前進。於步驟1020中,控制部106根據例如第9圖所示的式來算出Rave(t)。處理往步驟1022前進,控制部106將N重置(reset)成零。之後的步驟1024至1030的處理與第4圖之步驟416至422的處理相同。
依據第9圖及第10圖的實施形態,控制部 106係建構成將藉由感測器112檢測出的值之時間序列的變化予以平滑化的方式來修正冷卻過程開始時或剛開始後藉由感測器112檢測出的值,並根據所修正的值來監視冷卻過程。第9圖及第10圖的例子中,雖係進行複數個所獲得的值的單純平均,惟於其他的例子中,也可求取複數個量測值的移動平均。依據此等構成,可在使用者之抽吸等干擾較少的狀態下偵測霧氣源的枯竭。此外,控制部106也可建構成使用平均化處理與低通濾波器之中至少一方,修正由感測器112檢測出的值。藉此,能夠以更簡便的方法來實現平滑化處理。
一面參考第11圖至第15圖,一面針對用以監視負載之冷卻過程之值之適切的量測時序進行說明。依據與第2圖關聯而說明之量測負載132之電阻的方法,不使用專用的溫度感測器就能夠監視負載132的冷卻過程。但是,一旦要量測負載132的電阻值,就需要對電路134通電,因此每當量測負載負載132電阻值時,負載132因流動於本身的電流而大多會發熱。因此,以不適當的量測時序進行之負載之冷卻過程的監視會構成干擾,而有使負載之冷卻過程的觀測精度降低之虞。
第11圖係概念地顯示依據本揭示之一實施形態之用以監視負載之冷卻過程之值的量測時序。曲線1102係顯示霧氣源處於充足時負載132的冷卻曲線。曲線1104係顯示霧氣源枯竭(或不足)時負載132的冷卻曲線。與第4圖的實施形態相同,冷卻過程的監視係能夠在感測 器112檢測出的值之時間序列的變化與負載132之溫度的下降保持相關關係的態樣來實施。例如,負載132若為PTC加熱器,則負載132之電阻值的變化與負載132的溫度具有相關關係,當負載132的溫度隨著時間的經過而下降時,負載132的電阻值也下降。此時於一例中,如第11圖所示,於冷卻過程的監視中,感測器112檢測電阻之值或與電阻關聯之電性的值的週期T也可比控制部106可達成的最小值Tmin還大。也可於供電之結束起至經過預定的時間之後開始冷卻過程的監視,該預定的時間也可比控制部106可達成的最小值Tmin還大。依據如此的構成,由於用以監視負載的冷卻過程之值的量測時序為適切,所以即使不使用專用的溫度感測器也能夠高精度地觀測負載的冷卻過程。
第12圖係概念地顯示依據本揭示之一實施形態之用以監視負載之冷卻過程之值的量測時序。曲線1202係顯示霧氣源有充足量時負載132的冷卻曲線。曲線1204係顯示霧氣源枯竭(或不足)時負載132的冷卻曲線。如圖所示,也可為在t=0的時間點量測負載132之電阻值或與電阻關聯之電性的值之後,設預定的期間的無感應帶,於該無感應帶結束後再度進行值的量測。也可在無感應帶中不量測值。或是,也可在無感應帶中雖也量測值,但不將在無感應帶中所量測到的值用於判斷霧氣源是否枯竭。無感應帶結束後量測值的週期T可比控制部106可達成的最小值Tmin還大,也可為Tmin。此外,也可從供電之結束起經過預定時間之後開始冷卻過程的監視。
第13圖係與第12圖關聯之本揭示之一實施形態之處理的流程圖。步驟1302至1308的處理與第4圖之步驟402至408的處理相同。
於步驟1310中,控制部106判定計時器顯示的時間是否超過了無感應帶之預定的期間Tdead_Zone(亦即,是否無感應帶已結束)。無感應帶未結束時(步驟1310之「否」),處理返回到步驟1308之前。無感應帶已結束時(步驟1310之「是」),處理前進至步驟1312。步驟1312至1324的處理與第4圖之步驟410至422的處理相同。依據第12圖及第13圖的實施形態,藉由設有無感應帶,使用以監視負載的冷卻過程之值的量測時序變為適切,所以即使不使用專用的溫度感測器也能夠高精度地觀測負載的冷卻過程。
第14圖係概念地顯示依據本揭示之一實施形態之用以監視負載之冷卻過程之值的量測時序。曲線1402係顯示霧氣源有充足量時負載132的冷卻曲線。曲線1404係顯示霧氣源枯竭(或不足)時負載132的冷卻曲線。如圖所示,從在t=0的時間點最初量測負載132之電阻值或與電阻關聯之電性的值起至第2次量測值為止的時間,可比第2次的量測時間點與第3次的量測時間點之間的時間還長。如圖所示,其後也可設定成鄰接的量測時間點之間的時間漸漸地變短。
第15圖係與第14圖關聯之本揭示之一實施形態之處理的流程圖。步驟1502至1506的處理與第4 圖之步驟402至406的處理相同。
於步驟1508中,控制部106決定第14圖所示之量測週期T的值。於一例中,如步驟1508所示,可以預定的係數α與該時間點之負載132的電阻值的積之形式求出量測週期T。負載132若為PTC加熱器,則當負載132的溫度下降時,負載132的電阻值就變小,因此,依據上述的例子,每當量測值時T會變短。上述的T的算出方法僅為一例。其他的例子方面,量測週期T也可為以自冷卻過程之開始起的經過時間呈反比的方式來計算,也可以與既已進行的量測的次數成反比的方式來計算。
步驟1510的處理與步驟408的處理相同。處理前進至1512,控制部106判定於步驟1508中的T的更新後是否時間經過達該所更新的T。時間未經過達T時(步驟1512之「否」),處理返回到步驟1510之前。時間經過達T時(步驟1512之「是」),處理前進至步驟1514。步驟1514至1520的處理與步驟410至416的處理相同。
判定為負載132未達到室溫時(步驟1520之「否」),處理返回到步驟1508之前,設定新的T,並重複步驟1508至1520的處理。判定為負載132已達到室溫時(步驟1520之「是」),處理前進到步驟1522。步驟1522至1526的處理與步驟418至422的處理相同。
依據第14圖及第15圖的實施形態,控制部106係可建構成於前述冷卻過程的監視中階段地縮短藉由感測器112檢測電阻之值或與電阻關聯之電性的值之週 期。控制部106也可建構成與藉由感測器112所檢測之值對應的負載132的溫度愈低,愈縮短冷卻過程之監視中藉由感測器112檢測電阻之值或與電阻關聯之電性的值的週期。藉由此特點,能夠設定適切的量測頻度,使對於負載132之冷卻過程造成的影響變得極少。
第16圖係概念地顯示依據本揭示之一實施形態之對負載的供電及供電後之負載的冷卻過程。曲線1602係顯示霧氣源處於充足時負載132的冷卻曲線。曲線1604係顯示霧氣源枯竭(或不足)時負載132的冷卻曲線。第16圖中的星形記號係表示與霧氣生成開始前或供電剛開始後之負載132的電阻值對應之負載132的溫度。
第17圖係與第16圖關聯之本揭示之一實施形態之處理的流程圖。於步驟1702中,控制部106判定是否有霧氣生成要求。舉其一例,控制部106也可根據壓力感測器的輸出等來判定使用者所為的抽吸是否已開始。於其他例子中,控制部106也可判定為了進行對負載132的供電而裝配於霧氣生成裝置100的按鈕是否已被按壓。
處理前進至1704,控制部106在將開關Q1設為導通之前,將開關Q2設成導通。接著於步驟1706,控制部106以已說明之各種方法來量測負載132的電阻值或與電阻值關聯的電性的值。以下說明量測負載132的電阻值之情形。控制部106將在步驟1706所量測到的電阻值作為初始值並加以保持。於步驟1708,控制部106將開關Q2設成關斷。處理前進至步驟1710,控制部106將開關 Q1設成導通而開始對負載132的供電。
步驟1712至1724的處理與步驟402至414的處理相同。
處理前進至步驟1726,控制部106判定在步驟1722所量測到的電阻值RHTR(t)是否與在步驟1706所量測到的初始值相等。兩者不相等時(步驟1726之「否」),處理返回到步驟1718之前。兩者相等時(步驟1726之「是」),處理前進至步驟1728。步驟1728至1732的處理與步驟428至422的處理相同。
依據第16圖及第17圖的實施形態,控制部106建構成根據感測器112所檢測之值達到恆定狀態為止的冷卻過程,判斷霧氣源之枯竭的發生。由於觀測冷卻過程至負載132的溫度達到恆定狀態為止,所以能夠監視冷卻過程至適切的終點為止。舉其一例,控制部106也可建構成根據在執行供電之前藉由感測器112檢測出的值,與於冷卻過程中藉由感測器112檢測出的值的比較,判斷藉由感測器112檢測出的值是否已達到恆定狀態。藉此,根據霧氣生成前的電阻值可判斷是否已達到恆定狀態。因此,與根據既定的臨限值來進行判斷的情形相比較,本揭示能夠考慮負載132的個體差異,而提升判斷是否已達到恆定狀態的精度。此外,即使霧氣生成裝置100之使用環境中的溫度與一般的室溫(例如25℃)不同的情形下,也能夠適切地觀測冷卻過程的終點。
此外,也可以有別於上述的實施形態,而 考慮感測器112的測定誤差,於步驟1726中,判定在步驟1722所量測到的電阻值RHTR(t)是否與在步驟1706所量測到的初始值或執行供電之前藉由感測器112檢測出的值加上微小的預定值△後所得之值相等。
第18圖係概念地顯示依據本揭示之一實施形態之負載之冷卻過程的監視方法。曲線1802係顯示霧氣源處於充足時負載132的冷卻曲線。曲線1804係顯示霧氣源枯竭(或不足)時負載132的冷卻曲線。此例子中,將負載132之溫度下降至比室溫還高的溫度(例如25℃+△)為止之近似性的冷卻時間,取代負載132的溫度完全下降至室溫(例如25℃)為止之理想性的冷卻時間作為達到恆定狀態的時間來使用。
第19圖係與第18圖關聯之本揭示之一實施形態之處理的流程圖。步驟1902至1914的處理與步驟402至414的處理相同。
於步驟1916中,控制部106將在步驟1912所量測到負載132的電阻值,與經過上述近似性的冷卻時間之後的負載132的電阻值(RHTR(RHTR=R.T.+△)作比較,來判定兩者是否一致。後者的電阻值也可預先記憶在記憶體114。兩者不一致時(步驟1916之「否」),處理返回到步驟1908之前。兩者一致時(步驟1916之「是」),處理前進至步驟1918。步驟1918至1922的處理與步驟418至422的處理相同。
依據第18圖及第19圖的實施形態,控制 部106建構成根據感測器112所檢測之值達到恆定狀態為止的冷卻過程,判斷霧氣源之枯竭的發生。舉其一例,控制部106係建構成根據與比室溫高達既定值之溫度對應之由感測器112所檢測之值,與於冷卻過程中藉由感測器112所檢測之值的比較,判斷感測器所檢測之值是否已達到恆定狀態。
第18圖及第19圖之實施形態所使用的△的值,也可以比起因於感測器112之誤差所造成的從感測器112所檢測之值獲得的負載的溫度的誤差還大的方式來設定。舉其一例,感測器112為電壓感測器時,從增益誤差、偏置誤差、磁滯誤差等針對該感測器為已知的測定誤差的值,能夠求出使用該電壓感測器可測定的電阻值的誤差。而且,從可測定的電阻值的誤差與針對負載132為已知的溫度-電阻特性的誤差,能夠求出可針對負載132推定出的溫度的誤差。此情形下,將△設定成比該可推定之溫度的誤差還大即可。與根據相當於室溫等既定的臨限值來進行判斷的情形相比較,本揭示能夠考慮負載132的個體差,而提升判斷是否已達到恆定狀態的精度。
第20圖係概念地顯示依據本揭示之一實施形態之負載之冷卻過程的監視方法。曲線2002係負載132的冷卻曲線。RHTR(tn-6)、RHTR(tn-5)、...、RHTR(tn)分別表示在tn-6、tn-5、...、tn的時間點量測的負載132的電阻值。也可使用與負載132之電阻關聯之電性值來取代電阻值。針對負載132所量測之該等的值的時間微分值、偏差及分 散,係能夠利用例如第20圖所示之數式來算出。此例子中,即使負載132之被推定的溫度尚未達室溫+△,也可根據上述時間微分值、偏差或分散是否滿足預定的條件而判定負載132的電阻值或與電阻值關聯的電性的值是否已達到恆定狀態。
第21圖係與第20圖關聯之本揭示之一實施形態之處理的流程圖。步驟2102至2116的處理與第19圖之步驟1902至1916的處理相同。
於步驟2116中,判定負載132未達預定的恆定狀態時(步驟2116之「否」),處理前進至步驟2118。於步驟2118中,控制部106判定負載132的電阻值(或與電阻值關聯之電性的值)之時間微分值的絕對值是否比臨限值還小。絕對值為臨限值以上時(步驟2118之「否」),處理返回到步驟2108之前。絕對值比臨限值還小時(步驟2118之「是」),處理前進至步驟2120。此外,於步驟2118中的條件係可進一步包含上述時間微分值為零以下。藉此,能夠避免在冷卻曲線2002振動而其斜率成為正時誤判斷為已達到恆定狀態。步驟2120至2124的處理與步驟1918至1922的處理相同。
第22圖係與第20圖關聯之本揭示之一實施形態之處理的流程圖。步驟2202至2216為止的處理與步驟2102至2116為止的處理相同。
於步驟2216中,判定負載132未達預定的恆定狀態時(步驟2216之「否」),處理前進至步驟2218。 於步驟2218中,控制部106判定負載132的電阻值(或與電阻值關聯之電性的值)之分散是否比臨限值還小。也可利用偏差來判定以取代分散。分散為臨限值以上時(步驟2218之「否」),處理返回到步驟2208之前。分散比臨限值還小時(步驟2218之「是」),處理前進至步驟2220。步驟2220至2224的處理與步驟2120至2124的處理相同。
依據第20圖、第21圖及第22圖的實施形態,控制部106建構成根據感測器112所檢測的值之時間微分值、偏差或分散,判斷感測器112所檢測的值是否已達到恆定狀態。與使用感測器112所檢測的值本身的情形相比較,由於考慮值的時間變化,所以容易判斷達到恆定狀態。
如以上所述,依據本揭示之第1實施形態,控制部106可建構成係以負載132的溫度與電阻之值或與電阻關聯之電性的值不會乖離的時序,或不會妨礙冷卻過程中的負載132的冷卻的頻度,在冷卻過程的監視中,藉由感測器112來檢測值。因此,即使不使用專用的溫度感測器,也能夠高精度地觀測負載的冷卻過程。
依據本揭示之第1實施形態,控制部106可建構成根據在冷卻過程之中比負載132之冷卻開始時或冷卻剛開始後還往後,且比負載132達到室溫還往前之藉由感測器112所檢測之值的時間序列的變化,判斷貯留部116A中或於霧氣基材116B中的霧氣源之枯竭的發生。於一例中,控制部106係可構成為根據藉由感測器112所檢 測之值或該值的時間序列的變化,判斷藉由感測器112所檢測之值是否已達到恆定狀態,並根據藉由感測器112所檢測之值達到恆定狀態為止之冷卻過程,判斷枯竭的發生。因此,即使不使用專用的溫度感測器,也能夠高精度地觀測負載的冷卻過程。
於上述的說明中,本揭示的第1實施形態係說明了霧氣生成裝置及使霧氣生成裝置動作之方法。然而,應可理解當本揭示係能夠以在藉由處理器來執行時會使該處理器執行該方法的程式,或儲存有該程式之電腦可讀取的記憶媒體之形式來實施。
<第2實施形態>
負載132(或加熱器)冷卻時,為便於說明假設僅在負載132、利用毛細管效果而從貯留部116A往負載132運送霧氣源之構件(例如保持部130。以下稱「芯(wick)」)與芯所保持的霧氣源及大氣之間進行熱交換時,利用牛頓(Newton)之冷卻的法則,以下的式成立。
Figure 107121531-A0202-12-0050-1
其中,QHTR係負載132的熱量。αwick、αliquid及αair係分別為芯、芯所保持之霧氣源及大氣的熱傳導率。Swick、Sliquid及Sair係分別為芯、芯所保持之霧氣源及負載132對大氣的表面積。THTR、Twick、Tliquid及Tair係分別為負載132、芯、芯所保持之霧氣源及大氣的溫度。
此外,針對負載132的熱量,以下的式成 立。
Figure 107121531-A0202-12-0051-2
在此說明,CHTR係負載132的熱容量。
將式(1)與式(2)之合併,以下的式成立。
Figure 107121531-A0202-12-0051-3
為求簡化,以下列的式(4)至(6)來定義緩和時間τ。
Figure 107121531-A0202-12-0051-4
Figure 107121531-A0202-12-0051-5
Figure 107121531-A0202-12-0051-6
使用式(4)至(6)的話,式(3)可如以下方式改寫。
Figure 107121531-A0202-12-0051-7
為求更簡化,式(7)可如以下方式改寫。
Figure 107121531-A0202-12-0051-8
此外,於上述改寫,係使用以下的式(9)與式(10)所定義的數式。
Figure 107121531-A0202-12-0052-9
Figure 107121531-A0202-12-0052-10
為了解微分方程式(8),利用以下的式(11),導入新的變數T1
Figure 107121531-A0202-12-0052-11
利用式(11),對微分方程式(8)進行變數變換。
Figure 107121531-A0202-12-0052-12
假設在負載132的冷卻過程,芯、芯所保持的霧氣源及大氣相對於負載132其熱容量非常大,則負載132的冷卻過程中的芯、芯所保持的霧氣源及大氣的溫度變化為小到可以忽視。如此一來,由於微分方程式(12)的左邊第1項可視為0,所以微分方程式(12)可如以下的方式變形。
Figure 107121531-A0202-12-0052-13
利用變數分離來解微分方程式(13)時,可獲得以下的式。
Figure 107121531-A0202-12-0053-14
在此說明,C係積分常數。
將式(11)視為時間t的函數,求t=0時的值,則可獲得以下的式。
Figure 107121531-A0202-12-0053-15
在此說明,THTR(0)係t=0時,亦即負載132的冷卻過程開始時負載132的溫度。將式(15)用於式(14)的邊界條件的話,以下的式成立。
Figure 107121531-A0202-12-0053-16
使用式(11)及式(16)的話,可針對THTR(t)來解式(14)。
Figure 107121531-A0202-12-0054-17
本揭示的發明人等發現到對式(17)進行時間微分的話,能夠利用以下的式來近似負載132之溫度的時間微分(冷卻速度)。
Figure 107121531-A0202-12-0054-18
如以上所述,若是負載132之冷卻過程中的芯、芯所保持的霧氣源及大氣的溫度變化為小到可忽視之程度,則負載的溫度的時間變化會因THTR(0)而受到較大的影響。亦即,可得知於冷卻過程開始時之負載的溫度愈 高,則負載的溫度愈易降低。
從以上的考察,本揭示的發明人等想到了利用負載132的冷卻速度來判定霧氣源是否已枯竭的技術思想。
第23圖係概念地顯示於霧氣生成裝置100中停止對負載132之供電後之負載132的冷卻過程的曲線圖。橫軸顯示時間,縱軸表示負載的溫度。在此說明,假設正常時會達到的霧氣源的最高溫度為200℃,將霧氣源枯竭時呈過熱狀態的負載132達到的溫度之一例設為350℃。
如以上所述,負載132的溫度愈高,則負載132的溫度下降速度愈快。因此,於第23圖的例子中,為了檢測霧氣源之枯竭,最好是在區域2302A及2302B等包含超過正常時會達到之霧氣源之最高溫度的溫度的區域中量測負載132的溫度變化。反之,如區域2304那般僅包含會正常地達到之霧氣源之最高溫度以下之溫度的區域,則不適合為了檢測霧氣源之枯竭而來量測負載132之溫度變化的速度。
第24圖係顯示實際的負載132的冷卻過程的圖。第24圖(a)顯示霧氣源充足時的冷卻速度。第24圖(b)顯示霧氣源枯竭(或不足)時的冷卻速度。於第24圖(a)與(b)中,橫軸顯示時間,縱軸顯示藉由負載132的電阻所觀測到的負載132的冷卻速度。此外,於第24圖(a)與(b)中,縱軸的尺標相同。
大約在4.8秒附近,負載132的加熱停止之後,將負載132的冷卻過程的觀測依時間序列順序來區分為區域2402、區域2404、區域2406時,可有以下的情形。
在區域2402,由於為負載132的加熱剛停止後,故負載132的冷卻速度強烈地受到前述的突波電流或殘留電流等所造成的干擾的影響。因此,藉由負載132的電阻值來觀測冷卻速度時,難以將區域2402中的負載132的冷卻速度使用於判定霧氣源是否已枯竭。此外,本揭示所屬技術領域中具有通常知識者當可明白,在使用專用的溫度感測器來觀測負載132的冷卻速度時,不易上述需擔心的情況。
在區域2404,(a)所示的霧氣源充足時的冷卻速度與(b)所示之霧氣源枯竭(或不足)時的冷卻速度大幅不同。此乃由於前述的負載的溫度的不同會造成在冷卻速度上有顯著的差異之故。因此,區域2404中的負載132的冷卻速度適合於用以判定霧氣源是否已枯竭。
在區域2406,(a)所示的霧氣源充足時的冷卻速度與(b)所示之霧氣源枯竭(或不足)時的冷卻速度幾乎相同。此乃由於觀測前述會正常地達到之霧氣源的最高溫度以下的溫度的冷卻速度之故。因此,區域2406中的負載132的冷卻速度不適合用以判定霧氣源是否已枯竭。
第25圖係針對適於量測負載132的冷卻過程之時序進行說明的圖。如與第23圖關聯的說明,開關Q1設為關斷而在負載132之冷卻開始之後儘早的時序量 測冷卻速度,藉此能夠更正確地判斷霧氣源是否已枯竭。但是,如參考編號2502所示,當開關Q1剛關斷後將開關Q2導通時,由於突波電流的影響,與所量測之負載132之溫度有關的值會大幅變動。因此難以正確地量測冷卻速度。相對於此,如參考編號2506所示,即使在負載132的溫度為霧氣源之沸點以下的時序使開關Q2導通來進行量測,在霧氣源已枯竭的情形與霧氣源充足的情形之間也不易產生明顯的差。由此等情形,如參考編號2504所示,本揭示的發明人等達成以下見解:在從開關Q1關斷經過預定的時間之後(超過所設定的非感應帶之後),最好在負載132的溫度能夠落在僅在霧氣源之枯竭發生時才可達到的溫度區域的時序來量測冷卻速度。
第26圖係依據本揭示之一實施形態之偵測霧氣源之枯竭之處理的流程圖。在此說明控制部106係進行全部的步驟之情形。然而,要留意的是一部分的步驟也可藉由霧氣生成裝置100以外的構件來執行。
處理係於步驟2602開始,控制部106判定霧氣生成要求是否已結束。舉其一例,控制部106也可根據壓力感測器的輸出等,來判定使用者所為之抽吸是否已結束。於其他的例子中,控制部106根據為了進行對負載132的供電而裝配於霧氣生成裝置100的按鈕是否已不被按下,而判定霧氣生成要求是否已結束。此外於其他的例子中,也可為控制部106根據為了進行對負載132的供電而裝配於檢測出霧氣生成裝置100的按鈕的按下等之對使 用者界面的操作之後是否經過了預定時間,而判定霧氣生成要求是否已結束。
霧氣生成要求持續時(步驟2602之「否」),處理返回到步驟2602之前。當霧氣生成要求結束時(步驟2602之「是」),處理前進至步驟2604。於步驟2604中,控制部106將開關Q1設成關斷而停止對負載132的供電。
處理前進至步驟2606,控制部106在預定時間的期間將開關Q1及Q2雙方維持設成關斷並待機。亦即,在負載132的冷卻過程之開始時或剛開始後設有無感應帶,在該無感應帶中,係不進行冷卻過程的監視或不根據所監視的冷卻過程判斷枯竭的發生。無感應帶可設於突波電流衰減之後的時間點且比負載132的溫度達到霧氣源之沸點以下時還往前的時間點為止。
處理前進至步驟2608,控制部106使計時器啟動。控制部106也可將計時器的值設定成初始值t=0。
處理前進至步驟2610,控制部106將開關Q2設成導通而使第二電路204發揮功能。處理前進至步驟2612,控制部106使用感測器112等而於時刻t1量測與負載132之溫度有關的值。該感測器112也可建構成檢測負載132的溫度、電壓、電阻值等並加以輸出。於此,量測負載132的電阻值RHTR(t1)。處理前進至步驟2614,控制部106將開關Q2設成關斷。
處理前進至步驟2616,控制部106再度將 開關Q2設成導通,而使第二電路204發揮功能。處理前進至步驟2618,控制部106於時刻t2量測與負載132之溫度有關的值,例如量測負載132的電阻值RHTR(t2)。處理前進至步驟2620,控制部106再度將開關Q2設成關斷。
處理前進至步驟2622,控制部106根據RHTR(t1)、RHTR(t2)、t1及t2的值來求得負載132的冷卻速度。接著,於步驟2624中,控制部106將所獲得的冷卻速度與預定的臨限值作比較。冷卻速度比臨限值還小時(步驟2624之「是」),處理前進至步驟2626,控制部106判定為霧氣源枯竭。相對於此,冷卻速度比臨限值還大時(步驟2624之「否」),處理前進至步驟2628,控制部106判定為霧氣源剩餘充足。
如以上所述,依據第26圖所示的實施形態,控制部106係建構成根據負載132升溫至能夠將霧氣源霧化的溫度以上為止之後的冷卻過程中從感測器112之輸出值導出的冷卻速度,判斷貯留部116A或霧氣基材116B中的霧氣源之枯竭的發生。根據冷卻速度來偵測是否已發生霧氣源之枯竭,能夠迅速且高精度地判斷是否已發生霧氣源的枯竭。此外,也可省略步驟2614與步驟2616而在步驟2610設成導通的開關Q2持續導通至步驟2620為止。
此外,依據上述的實施形態,控制部106係建構成根據在冷卻過程之中霧氣源之枯竭發生時的冷卻速度與該枯竭未發生時的冷卻速度之間的差為臨限值以上的時間帶(例如與第23圖中的區域2302A或2302B對應的 時間帶)中的冷卻速度,判斷枯竭的發生。或是,控制部106也可建構成根據冷卻過程中負載132之溫度落在僅在發生枯竭時才可到達的溫度範圍之時間帶(例如與區域2302A對應的時間帶)中的冷卻速度,判斷枯竭的發生。根據於冷卻速度有明顯差的區間所導出的冷卻速度,判斷是否發生了霧氣源的枯竭。因此,能夠以更高精度地進行是否發生了枯竭的判斷。
此外,依據上述的實施形態,控制部106也可建構成從感測器112之複數個輸出值導出冷卻速度,並在冷卻過程中在負載132之溫度落在僅在發生枯竭時才可到達的溫度範圍之時間帶,取得感測器112之複數個輸出值之中至少在時間軸最先的值。或是,控制部106也可建構成在冷卻過程中在負載132之溫度落在僅在發生枯竭時才可到達的溫度範圍之時間帶,取得感測器112之複數個輸出值。依據此等構成,由於只要是屬於測定期間之起始點有明顯差的區域即可,所以可無須嚴格地進行無感應帶的設定,而且不須使用控制週期極端快之高性能的微電腦作為控制部106。
如已與本揭示之第1實施形態關聯而說明者,負載132也可因應溫度而改變電阻值。感測器112也可輸出與電阻值有關的值作為與負載132之溫度關聯的值。此情形下,由於係從負載132的電阻值導出溫度,所以不需要高價的專用的溫度感測器。此外,控制部106也可建構成在冷卻過程之開始時或剛開始後設置無感應帶,在該 無感應帶中,係不藉由感測器112取得與電阻值有關的值或不導出冷卻速度。或是,控制部106也可建構成根據以使感測器112之輸出值的時間序列的變化呈平滑化的方式所修正之在冷卻過程之開始時或剛開始後的感測器112的輸出值,來導出冷卻速度。依據此構成,由於不使用在冷卻開始時或冷卻剛開始後的電阻值,所以不易觀測到感測器112之輸出值的變動,會提升冷卻過程的觀測精度。
於一例中,控制部106也可建構成以使冷卻過程之前從電源110供給至負載132之電力階段地減少或漸減的方式,控制從電源110對負載132的供電。藉此,於霧氣源生成階段的末期,能夠減少流動於電路的電流。因此,由於能夠縮短因前述的突波電流或殘留電流等所造成的輸出值變動的期間,所以能夠觀測於冷卻速度產生之更明顯的差的區間。
於一例中,上述的無感應帶也可設成持續至供電結束時產生的殘留電流與突波電流之中至少一方的電流值達到臨限值以下為止。藉此,無感應帶變得比突波電流或殘留電流消滅為止或成為可忽略程度之大小為止的時間還長。因此,殘留電流或突波電流與感測器之輸出值重疊的狀態中不會觀測冷卻過程,所以會提升觀測精度。
於一例中,無感應帶也可於未發生枯竭時比冷卻過程完成的長度還短。藉此,無感應帶變得比霧氣源充足時的冷卻時間還短。因此,由於不需要過於長時間的無感應帶,所以能夠抑制冷卻過程的觀測受妨礙。
於一例中,也可為從供電結束起至藉由感測器112取得與電阻值有關的值的開始為止的時間,與感測器112取得與電阻值有關的值的週期之中至少一方,比控制部106可達成的最小值還大。藉此,透過電阻值來觀測負載132的冷卻過程時,可刻意地使觀測時序或觀測的頻度降低。因此,即使不使用專用的感測器也能夠高精度地觀測負載的冷卻過程。
第27圖係依據本揭示之一實施形態之檢測霧氣源之枯竭之處理的流程圖。步驟2702及2704的處理與第26圖之步驟2602及2604的處理相同。
處理前進至步驟2706,控制部106將開關Q2設成導通。開關Q2也可於開關Q1剛被關斷後立刻被設成導通。接著於步驟2708中,控制部106將開關Q2設成關斷。與開關Q1呈導通時流動於負載132的電流相比較,開關Q2呈導通時流動於負載132的電流較小。因此,於步驟2706及2708中的開關Q2的導通及關斷之後產生的突波電流比於第25圖中以參考編號2502所示之例子中產生的突波電流還小。此外,步驟2704至2708也可比步驟2702先進行。如此一來,能夠從冷卻過程剛開始後開始觀測冷卻過程。
步驟2710至2732的處理與步驟2606至2628的處理相同。
本揭示之第2實施形態之霧氣生成裝置的一例也可具備第2圖所示的電路200。電路200也可包括: 串聯連接於電源110與負載132之間,且具有第一開閉器(開關)Q1的第一電路202;以及串聯連接於電源110與負載132之間,與第一電路202並聯連接,具有第二開閉器,且電阻值比第一電路202大的第二電路。控制部106也可建構成控制第一開閉器Q1與第二開閉器Q2,並根據在第一開閉器Q1與第二開閉器Q2之中僅將第二開閉器Q2設成導通的期間之感測器的輸出值,來導出冷卻速度。此構成係具有專用的高電阻的電阻值量測用電路。因此,能夠減少電阻值量測時對負載的冷卻過程造成的影響。如關聯第27圖所說明的內容,控制部106也可建構成在即將開始冷卻過程之前將第二開閉器Q24成導通。藉此,第一開閉器Q1與第二開閉器Q2被交互地設成導通。因此,能夠緩和在冷卻過程開始時之突波電流與殘留電流。
第28圖係概念地顯示依據本揭示之一實施形態之霧氣生成裝置具備的電路。電路2800與第2圖的電路200之不同點在於,不具有第二電路204。於第28圖的例子中,霧氣生成裝置也可具備偵測負載132的溫度並加以輸出的溫度感測器112E。此情形下,例如也可為控制部106不進行第26圖中的步驟2606至2622的處理,而係藉由溫度感測器112E直接測定在時間點t1及t2之負載132的溫度,並根據所測定到的溫度來求得冷卻速度。
再於其他的例子中,霧氣生成裝置也可具備與第28圖所示之電路2800同樣構成的電路,也可具備如第2圖所示之偵測負載132之兩端的電壓值的電壓感測 器112B而非溫度感測器112E。此情形下,霧氣生成裝置不具備開關Q2。控制部106也可執行與第26圖之處理同樣的處理。但是,此情形下,控制部106係於預定時間將開關Q1設成關斷並待機以取代步驟2606。控制部106又將開關Q1設成導通以取代步驟2610及2616,將開關Q1設成關斷以取代步驟2614及2620。
於上述的說明中,本揭示的第2實施形態係說明了霧氣生成裝置及使霧氣生成裝置動作的方法。然而,應可理解當本揭示亦能夠以在藉由處理器來執行時使該處理器執行該方法的程式,或儲存有該程式之電腦可讀取的記憶媒體之形式來實施。
<第3實施形態>
在貯留部116A或霧氣基材116B內的霧氣源枯竭時若進行霧氣生成要求,加熱器(負載132)就會以曝露於大氣中的狀態被加熱。因此,依據構成負載132的材料,負載132會發生化學變化,其物性可能會改變。於一例子中,因氧化等現象而於負載132的表面形成保護膜,其結果,負載132的電阻值可能會改變。本揭示的發明人等想到了利用此等現象而來偵測霧氣生成裝置中的霧氣源的枯竭之發生等技術思想。以下,針對本實施形態來具體地說明。
第29圖係概念地顯示依據本揭示之一實施形態之判斷霧氣源之枯竭之發生的手法。曲線圖的橫軸顯示時間,縱軸顯示負載132的電阻值。負載132的電阻值 係只不過是與本實施形態中使用的負載132的物性關聯之值的一例而已。本揭示所屬技術領域中具有通常知識者當可明白,可於本實施形態中使用與肇因於霧氣源的枯竭而會變化之負載132之各式各樣的物性關聯的值。
RHTR(t0)係顯示於進行對負載132供電之前的時刻t0中,在室溫(在此為25℃)(或恆定狀態)時負載132的電阻值。藉由將開關Q2設成導通而使第二電路204發揮功能,能夠量測RHTR(t0)。
此例子係於時刻t1進行霧氣生成要求。依據該要求,開關Q1被設成導通而開始對負載132的供電。如與第1實施形態及第2實施形態關聯所說明的內容,若是於負載132使用PTC加熱器,則隨著負載132之溫度上升,負載132的電阻值RHTR會變大。第29圖中的曲線2902顯示霧氣源有充足量時之負載132的電阻值的變化。曲線2904顯示霧氣源枯竭時之負載132的電阻值的變化。
霧氣源有充足量時如曲線2902所示,當負載132溫度達到於正常時會達到之霧氣源的最高溫度(在此為20℃)時,負載132的電阻值就不會上升。於時刻t2霧氣生成要求結束,開關Q1被設成關斷時,負載132的溫度降低,負載132的電阻值就會下降。當負載132的溫度達到室溫(或恆定狀態)時,電阻值會回復到負載132加熱前的值RHTR(t0)。
霧氣源枯竭時如曲線2904所示,負載132的溫度超過於正常時會達到之霧氣源的最高溫度,比僅在 霧氣源之枯竭發生時才可到達的溫度(例如350℃)更上升。此時,依據負載132的材料而使負載132的物性會改變。例如也有在負載132的表面形成保護膜的情形。此例子中,於時刻t2之負載132的溫度達到350℃以上。當開關Q1被設成關斷時,負載132的溫度會降低,伴隨於此,負載132的電阻值也減少。但是,如第29圖所示,即使負載132的溫度回復到室溫(或恆定狀態),也會因上述的物性的改變的影響而使負載132的電阻值不回復到加熱前的值,而是比該值還大。本實施形態中,根據於時刻t3之負載132的電阻值RHTR(t3)與原本的電阻值RHTR(t0)之間的差分△R是否達到預定的臨限值以上,來判定霧氣源是否枯竭。在此,t3-t2也可設定成在霧氣源有充足量時負載132回復到室溫(或恆定狀態)所需要的時間△tcooling以上。
第30圖係與第29圖關聯之本揭示之一實施形態之處理的流程圖。在此進行說明控制部106係執行全部的步驟者。但是,要留意的是一部分的步驟也可藉由霧氣生成裝置100以外的構件來執行。
處理係於步驟3002開始,控制部106判定是否偵測到加熱器(負載)的連接。例如,在偵測到匣盒104A已連接於本體102時,控制部106判定為已偵測到加熱器的連接。
未偵測到加熱器的連接時(步驟3002之「否」),處理返回到步驟3002。檢測到加熱器的連接時(步驟3002之「是」),處理前進至步驟3004。於步驟3004 中,控制部106將開關Q2設成導通而使第二電路204發揮功能。將開關Q2設成導通的時序係可設成從第28圖之時刻t0起至開始霧氣源生成的時刻t1為止之其中任一時間點。將開關Q2設成導通的時序也可為在後述的步驟3010中判定為有霧氣生成要求的時間點。
處理前進至步驟3006,控制部106量測與負載132之物性關聯的值。例如,控制部106也可利用電壓感測器來測定施加於負載132之兩端的電壓,並根據該電壓來量測負載132的電阻值。以下係以第30圖的例子為量測負載132的電阻值RHTR(t0)之情形進行說明。處理前進至步驟3008,控制部106將開關Q2設成關斷。
處理前進至步驟3010,控制部106判定是否有霧氣生成要求。舉其一例,控制部106也可根據壓力感測器的輸出等來判定使用者所為的抽吸是否已開始。於其他的例子中,控制部106也可判定為了進行對負載132的供電而裝配於霧氣生成裝置100的按鈕是否已被按壓。無霧氣生成要求時(步驟3010之「否」),處理返回到步驟3010之前。有霧氣生成要求時(步驟3010之「是」),處理前進至步驟3012。於步驟3012中,控制部106將開關Q1設成導通並開始對負載132的供電。
步驟3014至3020為止的處理與第4圖之步驟402及408為止的處理相同。
處理前進至步驟3022,控制部106判定計時器的值t是否為第29圖所示之△tcooling以上。不滿足條 件時(步驟3022之「否」),處理返回到步驟3020之前。滿足條件時(步驟3022之「是」),處理前進至步驟3024。
於步驟3024中,控制部106將開關Q2設成導通而使第二電路204發揮功能。接著於步驟3026中,控制部106量測負載132的電阻值RHTR(t3)(參照第29圖)。其次,於步驟3028中,控制部106將開關Q2設成關斷。
處理前進至步驟3030,控制部106判定RHTR(t3)與RHTR(t0)之間的差分是否達到預定的臨限值以上。差分達到預定的臨限值以上時(步驟3030之「是」),處理前進至步驟3032。控制部106判定為霧氣源枯竭。另一方面,差分未達臨限值時(步驟3030之「否」),處理前進至步驟3034,控制部106判定為霧氣源剩餘充足。
第31圖係顯示可使用於負載132(加熱器)之製造之各式各樣的金屬之氧化還原電位及氧化覆膜之形成容易度的表3100。氧化還原電位愈小則愈容易形成氧化覆膜,氧化還原電位愈大則愈不容易形成氧化覆膜。於表3100中,Al最容易形成氧化覆膜,Au最不容易形成氧化覆膜。本實施形態中,將僅在霧氣源之枯竭發生時才可達到的溫度中負載132的物性改變的現象利用於偵測霧氣源枯竭的發生。表3100所示的金屬之中,可形成氧化覆膜的Al、Ti、Zr、Ta、Zn、Cr、Fe、Ni、Pb及Cu適合於製造負載132。因此,負載132也可含有其具有銅之氧化還原電位以下的氧化還原電位的金屬。舉一例而言,除了上述金屬以外,負載132亦可含有NiCr。此外,為了不妨礙到 氧化,負載132也可構成為其表面不具有鈍化覆膜。換言之,表面形成鈍化覆膜的不銹鋼等不適合製造負載132。
第32圖係概念地顯示依據本揭示之一實施形態之判斷霧氣源之枯竭之發生的手法。RHTR(t1)係顯示在開關Q1被設成導通而開始進行對負載132供電時的時刻t1中,在室溫(在此為25℃)(或恆定狀態)時負載132的電阻值。曲線3202係顯示霧氣源處於充足時負載132之電阻值的變化。曲線3204係顯示霧氣源枯竭時負載132之電阻值的變化。
與第29圖的例子同樣,霧氣源有充足量時如曲線3202所示,當負載132的溫度達到正常時會達到之霧氣源的最高溫度(在此為200℃)時,負載132的電阻值就不會上升。於時刻t0,霧氣生成要求結束,當開關Q1被設成關斷時,負載132的溫度降低,負載132的電阻值就會下降。負載132的溫度達到室溫(或恆定狀態)時的電阻值RHTR(t3)會與加熱前的值RHTR(t1)大致相等。
與第29圖的例子同樣,霧氣源枯竭時如曲線3204所示,負載132的溫度超過正常時會達到之霧氣源的最高溫度,且更上升至僅在發生霧氣源枯竭時才可到達的溫度。此時,依據負載132的材料,負載132的物性會變化。當開關Q1被設成關斷時,負載132的溫度會降低,伴隨於此,負載132的電阻值也會減少。但是,即使負載132的溫度回復到室溫(或恆定狀態),也會因物性的改變之影響而使負載132的電阻值RHTR(t3)變得比加熱前的值 RHTR(t1)還大。
第33圖係與第32圖關聯之本揭示之一實施形態之處理的流程圖。步驟3302至3316的處理與第30圖之步驟3014至3028的處理相同。
處理前進至步驟3318,控制部106判定回復到恆定狀態時的負載132的電阻值是否在預定的臨限值Rthre以上。該臨限值Rthre係在霧氣源為充足量時之恆定狀態的電阻值,與針對因過熱而使負載132的物性改變時之負載132的電阻值預先得知之增加量的合計值。換言之,該臨限值Rthre係因過熱而使負載132的物性改變時之負載132的電阻值。臨限值Rthre也可以預先被記憶在記憶體114。於步驟3318,控制部106也可於第32圖之時刻t1量測電阻值,並判定於時刻t3所量測到的電阻值與於時刻t1所量測到的電阻值之間之差分是否在預定的臨限值以上,來取代上述的處理。該預定的臨限值也可預先被記憶在記憶體。步驟3320及3322的處理與步驟3032及3034的處理相同。
第29圖及第30圖的實施形態或第32圖及第33圖的實施形態中,於負載132的冷卻中,當負載132的溫度降低至室溫或恆定狀態為止之前再度發生霧氣生成要求時,負載132的溫度及電阻值就會再度上升。此情形下,難以藉由第30圖或第33圖的處理來正確地判斷霧氣源是否枯竭。作為此問題的解決策略,控制部106可禁止藉由負載132所為之霧氣源的霧化直到負載132的電阻值 回復到恆定狀態為止。舉其一例,控制部106也可即使於第29圖及第32圖所示之△tcooling的期間產生霧氣生成要求,也不會因應該要求。
第34圖係概念地顯示依據本揭示之一實施形態之判斷霧氣源之枯竭之發生的手法。與第32圖的情形不同,此例子係在比時刻t3還往前的時刻t4的時間點量測負載132的電阻值,判斷霧氣源是否已枯竭。時刻t4係霧氣源已枯竭時,負載132升溫至能夠將霧氣源霧化的溫度以上為止之後,比負載132的溫度下降至恆定狀態為止的時間點還往前的時間點。
第35圖係與第34圖關聯之本揭示之一實施形態之處理的流程圖。步驟3502至3508的處理與第33圖之步驟3302至3308的處理相同。
處理前進至步驟3510,控制部106判定計時器的值t是否達到第34圖所示之代替性的冷卻時間以上。條件不滿足時(步驟3510之「否」),處理返回到步驟3508之前。滿足條件時(步驟3510之「是」),處理前進至步驟3512。步驟3512至3516的處理與第33圖之步驟3312至3316的處理相同。
處理前進至步驟3518,控制部106判定在步驟3514所量測到的負載132的電阻值RHTR(t4)是否在預定的值以上。預定的值舉其一例可為R’HTR(t3)+(R’HTR(t3)-RHTR(t1))-△(參照第34圖)。此乃考量了藉由感測器112所為之負載132的電阻值的解析度必須比 R’HTR(t3)-RHTR(t1)還小,且與作為修正項的△而得者。亦即,達到恆定狀態之前的負載132的電阻值會與在發生枯竭時之恆定狀態中的負載132的電阻值加上既定值所獲得之值進行比較。後者之值也可預先記憶在記憶體114。或是也可為將從達到恆定狀態之前的負載132的電阻值減去既定值所獲得的值,與在發生枯竭時之恆定狀態中的負載132的電阻值進行比較。
滿足條件時(步驟3518之「是」),處理前進至步驟3520。控制部106判定為霧氣源已枯竭。條件不滿足時(步驟3518之「否」),處理前進至步驟3522,控制部106判定為霧氣源剩餘充足。
如以上所述,本揭示之第3實施形態之霧氣生成裝置具備負載132,該負載132係當被僅在發生貯留部116A或霧氣基材116B中的霧氣源枯竭時才可達到的溫度加熱時物性會改變。藉由感測器112輸出與負載132之物性關聯的值。控制部106也可建構成根據負載132升溫至能夠將霧氣源霧化的溫度以上為止之後的感測器112的輸出值,判斷枯竭的發生。藉此,根據伴隨著霧氣源之枯竭所造成的負載132之物性的改變,偵測霧氣源的枯竭。因此,能夠高精度地偵測霧氣源之枯竭的發生。
此外,如以上所述,控制部106也可建構成根據負載132升溫至能夠將霧氣源霧化的溫度以上為止之後的恆定狀態中的感測器112的輸出值,判斷枯竭的發生。藉此,根據恆定狀態中的負載132的物性偵測霧氣源 的枯竭。因此,可降低錯誤偵測的可能性。
此外,如以上所述,控制部106也可建構成根據負載132升溫至能夠將霧氣源霧化的溫度以上為止之後的前後的感測器112之輸出值的變化量,判斷枯竭的發生。藉此,根據對負載132供電之前後的負載132之物性的變化量,偵測霧氣源的枯竭。因此,與將供電結束後之物性和臨限值作比較的情形相比較,不易受到負載之個體差所造成的影響。
此外,如以上所述,控制部106也可建構成根據使負載132升溫至能夠將霧氣源霧化的溫度以上為止之前後的恆定狀態的感測器112之輸出值的差,判斷枯竭的發生。藉此,根據供電之前後的恆定狀態中之物性的變化量,偵測霧氣源的枯竭。因此,與將供電結束後之物性和臨限值作比較的情形相比較,不易受到負載132之個體差所造成的影響。
此外,如以上所述,控制部106也可建構成在使負載132升溫至能夠將霧氣源霧化的溫度以上為止之後,禁止藉由負載132所為之霧氣源的霧化至感測器112之輸出值達到恆定狀態為止。藉此,限定有達到恆定狀態為止的間隔。因此,能夠增加判定霧氣源之枯竭的頻度。
此外,如以上所述,控制部106也可建構成根據負載132升溫至能夠將霧氣源霧化的溫度以上為止之後的冷卻過程中,達到恆定狀態之前之感測器112之輸出值,與在發生了枯竭時之恆定狀態中與負載132之物性 關聯之值加上既定值後所得之值的比較,判斷枯竭的發生。或是,控制部106也可建構成根據負載132升溫至能夠將霧氣源霧化的溫度以上為止之後的冷卻過程中,達到恆定狀態之前之感測器112之輸出值減去既定值所獲得之值,與在發生了枯竭時之恆定狀態中與負載132之物性關聯之值的比較,判斷枯竭的發生。藉此,可在比達到恆定狀態的時間點還往前的時間點測定負載132的物性。因此,可更早期地具體指定發生了霧氣源之枯竭。
此外,如以上所述,感測器也可輸出與負載132的電阻值有關的值來作為與負載132之物性關聯的值。藉此,可從負載的電阻值導出溫度。因此,不需要高價的專用的溫度感測器。
此外,如以上所述,控制部106也可建構成根據負載132升溫至能夠將霧氣源霧化的溫度以上為止之後的感測器112的輸出值,與負載132之表面形成有保護膜(例如氧化覆膜)時之與負載132之電阻值關聯的值的比較,判斷枯竭的發生。此外,控制部106也可建構成根據負載132升溫至能夠將霧氣源霧化的溫度以上為止之前後的感測器112的輸出值的變化量,與負載132之表面形成保護膜所造成與負載132之電阻值關聯的值之變化量的比較,判斷枯竭的發生。此等情形下,相當於保護膜部分的值成為臨限值。該臨限值可預先被記憶在記憶體114。因此,能夠適切地偵測出保護膜之形成所造成的電阻值的變化,亦即偵測霧氣源之枯竭的發生。
本揭示之第3實施形態之霧氣生成裝置,於一例中也可具備第2圖所示的電路200。電路200包含:第一電路202,係串聯連接於電源110與負載132之間,且具有第一開閉器(開關)Q1;以及第二電路204,係串聯連接於電源110與負載132之間,與第一電路202並聯連接,具有第二開閉器Q2,且電阻值比第一電路202還大。控制部106也可構成為:控制第一開閉器Q1與第二開閉器Q2,且根據第一開閉器Q1與第二開閉器Q2之中,僅將第二開閉器Q2導通之期間之感測器的輸出值,判斷枯竭的發生。此構成具有專用的高電阻的電阻值量測用電路。因此,能夠減低在電阻值之量測時造成對於負載之冷卻過程的影響。
於上述的說明中,本揭示的第3實施形態係說明了霧氣生成裝置及使霧氣生成裝置動作的方法。然而,應可理解當本揭示能夠以在藉由處理器來執行時使該處理器執行該方法的程式,或儲存有該程式之電腦可讀取的記憶媒體之形式來實施。
以上說明了本揭示之實施形態,惟應當理解該等實施形態僅為例示而已,並非用以限定本揭示之範圍者。應當理解在不脫離本揭示之要旨及範圍的情形下,能夠適當地進行實施形態之變更、追加、改良等。本揭示之範圍不應被上述實施形態之其中任何形態所限定,而應該是僅被申請專利範圍及其均等物所界定。
100A‧‧‧霧氣生成裝置
102‧‧‧本體
104A‧‧‧匣盒
106‧‧‧控制部
108‧‧‧通知部
110‧‧‧電源
112‧‧‧感測器
114‧‧‧記憶體
116A‧‧‧貯留部
118A‧‧‧霧化部
120‧‧‧空氣吸入流路
121‧‧‧霧氣流路
122‧‧‧吸口部
124‧‧‧箭頭
130‧‧‧保持部
132‧‧‧負載
134‧‧‧電路

Claims (24)

  1. 一種霧氣生成裝置,係包含:貯留霧氣源的貯留部或保持前述霧氣源的霧氣基材;負載,係以來自於電源的供電所致之發熱將前述霧氣源霧化,且該負載之電阻之值會因應溫度而改變;感測器,係檢測前述負載之電阻之值或與電阻關聯之電性的值;以及控制部,係構成為根據前述感測器所檢測出的值之時間序列的變化,以前述感測器所檢測出的值的時間序列的變化與前述負載之溫度的降低保持相關關係的態樣,監視前述負載升溫至能夠將前述霧氣源霧化的溫度以上為止之後的前述負載的冷卻過程。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之霧氣生成裝置,其中,前述控制部係構成為根據對霧氣生成的要求,控制從前述電源對前述負載之供電,從前述供電之結束至前述冷卻過程之監視的開始為止的時間,與前述冷卻過程之監視中前述感測器檢測前述電阻之值或與前述電阻關聯之電性的值的周期之中至少一方,係比前述控制部可達成的最小值還大。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之霧氣生成裝置,其中,前述控制部係構成為根據前述冷卻過程,判斷前述貯留部或前述霧氣基材中的前述霧氣源之枯竭的發 生。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之霧氣生成裝置,其中,前述控制部係構成為於前述冷卻過程之開始時或剛開始後設置無感應帶,於該無感應帶中,係不進行前述冷卻過程的監視或不根據所監視的前述冷卻過程判斷前述枯竭的發生。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之霧氣生成裝置,其中,前述控制部係構成為根據對霧氣生成的要求,控制從前述電源對前述負載之供電,前述無感應帶係設為前述供電之結束時產生的殘留電流與突波電流之中至少一方的電流值成為臨限值以下為止。
  6. 如申請專利範圍第4或5項所述之霧氣生成裝置,其中,前述無感應帶的時間的長度係比在不發生前述霧氣源之枯竭的情形中前述冷卻過程完成為止之時間的長度還短。
  7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之霧氣生成裝置,其中,前述控制部係構成為:根據對霧氣生成的要求,控制從前述電源對前述負載之供電,以比前述供電之結束時產生的殘留電流與突波電流之中至少一方的電流值成為臨限值以下所需要的時 間還長的週期,於前述冷卻過程之監視中藉由前述感測器檢測與前述電阻值關聯之值。
  8. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之霧氣生成裝置,其中,前述控制部係構成為使於前述冷卻過程的監視中藉由前述感測器檢測前述電阻之值或與前述電阻關聯之電性的值之週期階段地縮短。
  9. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之霧氣生成裝置,其中,前述控制部係構成為與藉由前述感測器所檢測之值對應的前述負載的溫度愈低,愈縮短前述冷卻過程之監視中藉由前述感測器檢測前述電阻之值或與前述電阻關聯之電性的值的週期。
  10. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之霧氣生成裝置,其中,前述控制部係構成為:藉由將前述感測器所檢測之值之時間序列的變化予以平滑化,來修正於前述冷卻過程之開始時或剛開始後藉由前述感測器所檢測之值,根據前述經修正後的前述值而監視前述冷卻過程。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之霧氣生成裝置,其中,前述控制部係構成為使用平均化處理與低通濾波器之中之至少一方,來修正藉由前述感測器所檢測之 值。
  12. 如申請專利範圍第3項所述之霧氣生成裝置,其中,前述控制部係構成為根據前述感測器所檢測之值成為恆定狀態為止之前述冷卻過程,判斷前述霧氣源之枯竭的發生。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之霧氣生成裝置,其中,前述控制部係構成為:根據對霧氣生成的要求,控制從前述電源對前述負載之供電,根據於執行前述供電之前藉由前述感測器所檢測之值,與於前述冷卻過程中藉由前述感測器所檢測之值的比較,判斷藉由前述感測器所檢測之值是否已達到恆定狀態。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之霧氣生成裝置,其中,前述控制部係構成為根據與比室溫高了既定值之溫度對應的藉由前述感測器所檢測之值,與於前述冷卻過程中藉由前述感測器所檢測之值的比較,判斷藉由前述感測器所檢測之值是否已達到恆定狀態。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之霧氣生成裝置,其中,前述既定值係比起因於前述感測器之誤差所造成的從藉由前述感測器所檢測之值獲得之前述負載之溫度的誤差還大。
  16. 如申請專利範圍第12項所述之霧氣生成裝置,其中,前述控制部係構成為根據藉由前述感測器所檢測 之值之時間微分值,判斷藉由前述感測器所檢測之值是否已達到恆定狀態。
  17. 如申請專利範圍第12項所述之霧氣生成裝置,其中,前述控制部係構成為根據藉由前述感測器所檢測之值的偏差或分散,判斷藉由前述感測器所檢測之值是否已達到恆定狀態。
  18. 一種使霧氣生成裝置動作之方法,包含:藉由對電阻之值會因應溫度而改變的負載供電而導致之發熱將霧氣源霧化的步驟;檢測前述負載之電阻之值或與電阻關聯之電性的值的步驟;以及根據前述所檢測出的值之時間序列的變化,以前述所檢測出的值的時間序列的變化與前述負載之溫度的降低保持相關關係的態樣,監視前述負載升溫至能夠將前述霧氣源霧化的溫度以上為止之後的冷卻過程的步驟。
  19. 一種霧氣生成裝置,係包含:貯留霧氣源的貯留部或保持前述霧氣源的霧氣基材;負載,係以來自於電源的供電所致之發熱將前述霧氣源霧化,且該負載之電阻之值會因應溫度而改變;感測器,係檢測前述負載之電阻之值或與電阻關聯之電性的值;以及控制部,係構成為根據前述感測器所檢測出的值之 時間序列的變化,監視前述負載升溫至能夠將前述霧氣源霧化的溫度以上為止之後的冷卻過程;前述控制部係構成為以前述負載的溫度與電阻之值或與電阻關聯之電性的值不會乖離的時序,或不會妨礙前述冷卻過程中的前述負載的冷卻的頻度,在前述冷卻過程的監視中藉由前述感測器檢測前述值。
  20. 一種使霧氣生成裝置動作之方法,包含:藉由對電阻之值會因應溫度而改變的負載供電而導致之發熱將霧氣源霧化的步驟;檢測前述負載之電阻之值或與電阻關聯之電性的值的步驟;以及根據前述所檢測出的值之時間序列的變化,監視前述負載升溫至能夠將前述霧氣源霧化的溫度以上為止之後的冷卻過程的步驟;以前述負載的溫度與電阻之值或與電阻關聯之電性的值不會乖離的時序,或不會妨礙前述冷卻過程中的前述負載的冷卻的頻度,在前述冷卻過程的監視中檢測前述值。
  21. 一種霧氣生成裝置,係包含:貯留霧氣源的貯留部或保持前述霧氣源的霧氣基材;負載,係以來自於電源的供電所致之發熱將前述霧氣源霧化,且該負載之電阻之值會因應溫度而改變;感測器,係檢測前述負載之電阻之值或與電阻關聯 之電性的值;以及控制部,係構成為根據前述感測器所檢測出的值之時間序列的變化,監視前述負載升溫至能夠將前述霧氣源霧化的溫度以上為止之後的冷卻過程,前述控制部係構成為根據在前述冷卻過程之中,比前述負載之冷卻開始時或冷卻剛開始後還往後,且比前述負載達到室溫還往前之藉由前述感測器所檢測之值的時間序列的變化,判斷前述貯留部中的前述霧氣源之枯竭的發生。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之霧氣生成裝置,其中,前述控制部係構成為:根據藉由前述感測器所檢測之值或該值的時間序列的變化,判斷藉由前述感測器所檢測之值是否已達到恆定狀態,根據藉由前述感測器所檢測之值達到恆定狀態為止之前述冷卻過程,判斷前述枯竭的發生。
  23. 一種使霧氣生成裝置動作之方法,包含:藉由對電阻之值會因應溫度而導致之改變的負載供電而發熱將霧氣源霧化的步驟;檢測前述負載之電阻之值或與電阻關聯之電性的值的步驟;以及根據前述檢測出的值之時間序列的變化,監視前述負載升溫至能夠將前述霧氣源霧化的溫度以上為止之後的冷卻過程的步驟, 根據在前述冷卻過程之中,比前述負載之冷卻開始時或冷卻剛開始後還往後,且比前述負載達到室溫還往前之前述所檢測之值的時間序列的變化,判斷前述霧氣源之枯竭的發生。
  24. 一種程式,係當藉由處理器執行時,使前述處理器執行如申請專利範圍第18、20及23項中任一項所述之使霧氣生成裝置動作之方法。
TW107121531A 2018-06-22 2018-06-22 霧氣生成裝置及使該裝置動作之方法和程式 TW202000052A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW107121531A TW202000052A (zh) 2018-06-22 2018-06-22 霧氣生成裝置及使該裝置動作之方法和程式

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW107121531A TW202000052A (zh) 2018-06-22 2018-06-22 霧氣生成裝置及使該裝置動作之方法和程式

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202000052A true TW202000052A (zh) 2020-01-01

Family

ID=69941549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107121531A TW202000052A (zh) 2018-06-22 2018-06-22 霧氣生成裝置及使該裝置動作之方法和程式

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TW202000052A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6792907B2 (ja) エアロゾル生成装置並びにこれを動作させる方法及びプログラム
JP6795271B2 (ja) エアロゾル生成装置並びにこれを動作させる方法及びプログラム
JP6936414B2 (ja) エアロゾル生成装置
JP6905073B2 (ja) エアロゾル生成装置、エアロゾル生成装置の制御方法、及びこれらの方法をプロセッサに実行させるためのプログラムラム
JP6889345B1 (ja) エアロゾル生成装置、エアロゾル生成装置の制御方法及び当該方法をプロセッサに実行させるためのプログラム
KR102500892B1 (ko) 에어로졸 생성 장치 및 이것을 동작시키는 방법 및 프로그램
KR102500391B1 (ko) 에어로졸 생성 장치 및 에어로졸 생성 장치의 제조방법
JP6869436B2 (ja) エアロゾル生成装置並びにこれを動作させる方法及びプログラム
CN111655053A (zh) 气溶胶生成装置以及气溶胶生成装置的制造方法
JP6588669B1 (ja) エアロゾル吸引器用の制御装置、制御方法、プログラム、エアロゾル吸引器
JP2021036881A (ja) エアロゾル生成装置並びにこれを動作させる方法及びプログラム
WO2020208870A1 (ja) エアロゾル吸引器用の制御装置、エアロゾル吸引器の制御方法、プログラム及びエアロゾル吸引器
TW202000052A (zh) 霧氣生成裝置及使該裝置動作之方法和程式
TW202000054A (zh) 霧氣生成裝置及使該裝置動作之方法和程式
TW202000053A (zh) 霧氣生成裝置及使該裝置動作之方法和程式
WO2020208869A1 (ja) エアロゾル吸引器用の制御装置、エアロゾル吸引器の制御方法、プログラム及びエアロゾル吸引器
TW201932029A (zh) 霧氣生成裝置及霧氣生成裝置的製造方法
JP2022008303A (ja) エアロゾル生成装置
TW202007291A (zh) 霧氣產生裝置以及使該裝置動作之方法及程式
TW202007290A (zh) 霧氣產生裝置以及使該裝置動作之方法及程式