用于感測(cè)空氣流量的設(shè)備和方法
【專利說明】用于感測(cè)空氣流量的設(shè)備和方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2013年6月19日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/836,923的權(quán)益，其通過引用被結(jié)合于此，就像在這里被完整闡述一樣。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開涉及用于檢測(cè)和監(jiān)控介質(zhì)流的系統(tǒng)、方法、設(shè)備和計(jì)算機(jī)程序，該介質(zhì)流例如包括氣體流、液體流、浮質(zhì)(aerosol)流等等。
【背景技術(shù)】
[0004]電子煙(也被稱為電子香煙(eCig)和個(gè)人噴霧器(PV))是將液體溶液蒸發(fā)或霧化成浮質(zhì)霧的電子吸入器，該浮質(zhì)霧然后可被輸送給用戶。典型的eCig具有兩個(gè)主要部件一電池部件和煙彈霧化器(cartomizer)。電池部分通常包括可再充電的鋰離子(L1-1on)電池、發(fā)光二極管(LED)、和壓力傳感器。煙彈霧化器通常包括液體溶液、霧化器、和管嘴。霧化器通常包括蒸發(fā)液體溶液的加熱線圈。
[0005]在現(xiàn)有技術(shù)的eCig中，壓力傳感器被配置為感測(cè)用戶對(duì)eCig的吸入并發(fā)送激活信號(hào)給加熱線圈來蒸發(fā)液體溶液。然而，這些壓力傳感器可能較大并且成本高昂。存在以下未實(shí)現(xiàn)的需求:需要能夠檢測(cè)用戶對(duì)eCig的吸入但是較小并使用較少的電池能量來運(yùn)行的傳感器。
[0006]本公開通過提供小型、低能耗的設(shè)備來提供滿足上述未實(shí)現(xiàn)的需求的系統(tǒng)、方法、設(shè)備和計(jì)算機(jī)程序。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本公開的一個(gè)非限制示例，提供了用于檢測(cè)和監(jiān)控介質(zhì)流的系統(tǒng)、方法、設(shè)備和計(jì)算機(jī)程序。該設(shè)備包括具有熱電堆的流傳感器，其中熱電堆可包括第一熱電偶和第二熱電偶。流傳感器還可包括參考元件和加熱器元件。參考元件可包括參考電阻器。加熱器元件可包括加熱器電阻器。
[0008]系統(tǒng)包括流傳感器和微控制器。微控制器可包括微計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)器和接口。微控制器還可包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)。微控制器可包括專用集成電路(ASIC)。微控制器被配置為從流傳感器接收傳感器信號(hào)并檢測(cè)在預(yù)定區(qū)域中的介質(zhì)流。微控制器可被配置為監(jiān)控作為時(shí)間的函數(shù)的介質(zhì)流。微控制器可被配置為記錄介質(zhì)流數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括與介質(zhì)流數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的時(shí)間和日期數(shù)據(jù)。介質(zhì)可包括浮質(zhì)、氣體(例如，空氣)、液體等等。微控制器可被配置為不僅基于數(shù)據(jù)打開/關(guān)閉加熱器，還調(diào)整諸如加熱器脈沖寬度調(diào)制(PWM)驅(qū)動(dòng)信號(hào)和/或被分配到加熱表面上的液體溶液的量之類的控制參數(shù)?？膳c流數(shù)據(jù)成比例地進(jìn)行該控制或者根據(jù)其中流數(shù)據(jù)是參數(shù)的算法來進(jìn)行該控制。此外，微控制器可使用流數(shù)據(jù)來確定流向并且約束或限制在例如用戶不小心向設(shè)備吹入的情形時(shí)對(duì)加熱器的錯(cuò)誤激活。
[0009]方法可被實(shí)現(xiàn)為檢測(cè)在預(yù)定區(qū)域中或者鄰近預(yù)定區(qū)域的介質(zhì)流。方法包括接收傳感器信號(hào)、檢測(cè)溫度的變化、并識(shí)別超出閾值的活動(dòng)。超出閾值的活動(dòng)可包括流傳感器中的溫度曲線中的變動(dòng)高于預(yù)定閾值。
[0010]計(jì)算機(jī)程序可被提供于計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，當(dāng)在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行該計(jì)算機(jī)程序時(shí)，其使得檢測(cè)介質(zhì)流的方法被實(shí)施。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可包括被配置為實(shí)施本文描述的處理(包括檢測(cè)介質(zhì)流的方法)的步驟的一個(gè)或多個(gè)代碼部分或代碼區(qū)段。
[0011 ] 在一個(gè)實(shí)施例中，電子煙可包括:主體;主體內(nèi)的霧化器;微控制器；電源，該電源在主體內(nèi)并且被電連接至微控制器和霧化器；以及空氣流量傳感器，該空氣流量傳感器被電連接至微控制器。
[0012]在另一實(shí)施例中，電子煙可包括:第一殼體和第二殼體;第一殼體內(nèi)的霧化器;微控制器，該微控制器在第二殼體內(nèi)并且包括數(shù)據(jù)采集電路和模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器;電源，該電源在第二殼體內(nèi)并被配置為被電連接至微控制器和霧化器；以及流傳感器，該流傳感器被電連接至微控制器，其中第一殼體被配置為耦合至第二殼體。
[0013]在又一實(shí)施例中，電子煙可包括殼體;殼體內(nèi)的霧化器;微控制器，該微控制器包括數(shù)據(jù)采集電路和模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器;電源，該電源被電連接至微控制器和霧化器;以及流傳感器，該流傳感器包括熱電堆和加熱器，并且其中流傳感器被電連接至微控制器。
[0014]考慮【具體實(shí)施方式】和附圖，可以闡明本公開的附加特征、優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施例，或者，使本公開的附加特征、優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施例變得明顯。此外，應(yīng)當(dāng)理解，上述
【發(fā)明內(nèi)容】
和下面的【具體實(shí)施方式】和附圖都是示例性的，目的是提供進(jìn)一步說明，而不是限制所主張的本公開的范圍。
【附圖說明】
[0015]多個(gè)附圖被包括以提供對(duì)本公開的進(jìn)一步理解，其被并入本說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了本公開的實(shí)施例，并且與【具體實(shí)施方式】一起用以說明本公開的原理。所示出的本公開的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)不會(huì)比理解本公開的基本概念和可以實(shí)施本公開的各種方式所需要的更詳細(xì)。在圖示中:
[0016]圖1示出了根據(jù)本公開的一個(gè)方面構(gòu)造的eCig的示例；
[0017]圖2示出了根據(jù)本公開的一個(gè)方面構(gòu)造的微控制器的示例；
[0018]圖3示出了根據(jù)本公開的一個(gè)方面構(gòu)造的流傳感器的示例；
[0019]圖4A和4B示出了作為空氣流移動(dòng)的函數(shù)的溫度曲線的示例；
[0020]圖5示出了根據(jù)本公開的原理的流通道的示例；以及
[0021]圖6A和6B示出了通過單個(gè)放大器或多個(gè)放大器的信號(hào)放大和濾波的示例。
[0022]圖7是包括第一熱電堆和第二熱電堆的eCig的電子圖示。
[0023]圖8是包括一個(gè)熱電堆的eCig的電子圖示。
[0024]圖9-11是根據(jù)本公開的空氣流傳感器和參考信號(hào)的輸出的實(shí)施例的圖表。
[0025]圖12是示出了根據(jù)本公開的用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行解釋的過程的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
[0026]本公開還在如下的【具體實(shí)施方式】中被進(jìn)一步描述。
【具體實(shí)施方式】
[0027]參考在附圖中所描述和/或示出的并在下面詳細(xì)描述的非限制性實(shí)施例和示例，更全面地闡述本公開以及其各種特征和有利細(xì)節(jié)。應(yīng)該注意，附圖中示出的特征不一定是按比例繪制的，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的，一個(gè)實(shí)施例的特征可以與其他實(shí)施例一起使用，即使本文中沒有明確地陳述?？梢允÷詫?duì)已知的組件和處理技術(shù)的描述，以便不會(huì)不必要地使本公開的實(shí)施例變得模糊。本文使用的示例只用于便于理解可以實(shí)施本公開的方式，并進(jìn)一步使本領(lǐng)域技術(shù)人員能實(shí)施本公開的實(shí)施例。因此，本文中的示例和實(shí)施例不應(yīng)該被解釋為限制本公開的范圍。此外，值得注意的是，相似的標(biāo)號(hào)在附圖的若干視圖中表示類似的部件。
[0028]圖1示出了根據(jù)本公開的一個(gè)方面構(gòu)造的eCig10的示例。eCig 10包括煙彈14和eCig主體18。煙彈14包括開口 12，浮質(zhì)可通過開口 12被輸送至用戶。煙彈14包括香料(未示出)和霧化器(未示出)。香料可包括例如液體溶液、凝膠、固體、或包括分子的氣體，它們以浮質(zhì)的形式被輸送給用戶。eCig主體18包括電源(例如，可再充電的鋰離子電池)(未示出)和LED(未示出KeCig 10包括流傳感器設(shè)備(未示出)，該設(shè)備可包括微控制器20(在圖2中示出)和流傳感器30(在圖3中示出)。
[0029]圖2示出了根據(jù)本公開的一個(gè)方面構(gòu)造的微控制器20的示例。微控制器20包括微計(jì)算機(jī)26、存儲(chǔ)器24和接口 28。微控制器20可包括驅(qū)動(dòng)霧化器(未示出)的驅(qū)動(dòng)器22。驅(qū)動(dòng)器22可包括例如脈沖寬度調(diào)制器(PWM)或信號(hào)發(fā)生器。微計(jì)算機(jī)20被配置為執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序(其可被存儲(chǔ)在外部或存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中)以控制eCig(例如，在圖1中示出的eCig 10)的操作，包括加熱元件的激活(和停用)。存儲(chǔ)器24包括可存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)代碼的一個(gè)或多個(gè)區(qū)段或部分以實(shí)施在本公開中描述的處理的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)?？商鎿Q地(或者另外地)，代碼區(qū)段或代碼部分可被置于可通過接口 28訪問的外部計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(未示出)上。
[0030]注意，微控制器20可包括專用集成電路(IC)或類似物，來替代微計(jì)算機(jī)26、驅(qū)動(dòng)器
22、存儲(chǔ)器22、和/或接口 28。
[0031]微控制器可被配置為記錄與介質(zhì)流相關(guān)聯(lián)的介質(zhì)流數(shù)據(jù)，包括:質(zhì)量流(massflow)、體積流、速度數(shù)據(jù)、時(shí)間數(shù)據(jù)、日期數(shù)據(jù)、流持續(xù)時(shí)間數(shù)據(jù)等等。介質(zhì)可包括浮質(zhì)、氣體(例如，空氣)、液體等等。微控制器可不僅被配置為基于這樣的數(shù)據(jù)打開/關(guān)閉加熱器，還被配置為控制諸如下列的參數(shù):加熱器PWM或者被分配到加熱表面上的液體溶液的量?？膳c流數(shù)據(jù)成比例地進(jìn)行該控制或者根據(jù)以流數(shù)據(jù)作為參數(shù)的算法來進(jìn)行該控制。此外，微控制器可使用流數(shù)據(jù)來確定流的方向，并且在用戶不小心吹入eCig 10的情形下約束或限制加熱器的錯(cuò)誤激活。
[0032]圖3示出了根據(jù)本公開的一個(gè)方面構(gòu)造的流傳感器30的示例。流傳感器30包括基底31和熱電堆(例如，兩個(gè)或更多個(gè)熱電偶)，該熱電堆包括上游熱電堆(或熱電偶)32和下游熱電堆(或熱電偶)33?；?1可包括熱絕緣基部。流傳感器30可包括加熱器元件34。流傳感器30可包括參考元件35。加熱器元件34可包括加熱器電阻器。參考元件35可包括參考電阻器。
[0033]如圖3中所見，熱電堆32、3 3可被對(duì)稱地放置在加熱器元件34的上游和下游。加熱器元件34加熱熱電堆32、33