Распознавание продукта в генерирующих аэрозоль устройствах
Изобретение относится табачной промышленности, а именно к генерирующим аэрозоль системам. Генерирующая аэрозоль система содержит емкость, заключающую в себе генерирующий аэрозоль субстрат и соединение для идентификации продукта, ассоциированное с емкостью. Система содержит также электронное изделие, выполненное с возможностью размещения в нем емкости. Электронное изделие содержит электронные средства управления и электрохимический датчик-переключатель, функционально связанный с электронными средствами управления. Электрохимический переключатель выполнен с возможностью переключения из первого состояния во второе состояние при взаимодействии соединения для идентификации продукта с электрохимическим датчиком. Удельная электропроводность электрохимического датчика-переключателя в первом состоянии отличается от удельной электропроводности во втором состоянии. Электронные средства управления выполнены с возможностью инициирования генерирования устройством аэрозоля из генерирующего аэрозоль субстрата при изменении состояния электрохимического датчика-переключателя в результате взаимодействия с соединением для идентификации продукта. Также раскрыто электронное изделие генерирования аэрозоля и никотинсодержащее устройство для использования в электронном изделии генерирования аэрозоля. Технический результат заключается в повышении способности идентификации подлинности изделия, содержащего расходный материал для генерирования аэрозоля. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.
Настоящее изобретение относится к генерирующим аэрозоль устройствам. Аспекты настоящего изобретения находят конкретное применение в отношении образующих аэрозоль устройств, содержащих потребляемый генерирующий аэрозоль субстрат. Примеры осуществления настоящего изобретения описаны применительно к электронным курительным изделиям.
Электронные курительные изделия обычно выполнены с возможностью размещения в них емкости, заключающей в себе генерирующий аэрозоль субстрат. После использования емкости или израсходования генерирующего аэрозоль субстрата емкость может быть извлечена из изделия и заменена на свежую емкость. Емкости могут представлять собой, например, обертки, которые окружают табачный стержень, картриджи, заключающие в себе жидкий источник никотина, или картриджи, заключающие в себе сухой порошковый никотин.
Независимо от типа емкости или генерирующего аэрозоль изделия, большую проблему создают контрафактные продукты, поскольку бывает трудно установить, соответствуют ли емкости или генерирующие аэрозоль субстраты стандартам производителя электронных генерирующих аэрозоль изделий.
Одна задача настоящего изобретения состоит в изготовлении электронного генерирующего аэрозоль изделия и системы, имеющих улучшенную способность к подтверждению генерирующего аэрозоль содержимого емкости для использования с генерирующим аэрозоль изделием. Другие задачи настоящего изобретения станут понятны специалистам в данной области техники после прочтения и уяснения настоящего описания, которое включает в себя приведенную ниже формулу изобретения и сопроводительные графические материалы.
В аспекте настоящего изобретения генерирующая аэрозоль система содержит емкость, заключающую в себе генерирующий аэрозоль субстрат и ассоциированное с этой емкостью соединение для идентификации продукта. Система дополнительно содержит электронное изделие, выполненное с возможностью размещения в нем емкости. Электронное изделие содержит электронные средства управления и электрохимический датчик-переключатель, функционально соединенный с электронными средствами управления. Электрохимический переключатель выполнен с возможностью переключения из первого состояния во второе состояние при взаимодействии соединения для идентификации продукта с электрохимическим датчиком. Удельная электропроводность электрохимического переключателя в первом состоянии отличается от удельной электропроводности во втором состоянии. Электронные средства управления выполнены с возможностью инициирования генерирования устройством аэрозоля из генерирующего аэрозоль субстрата при изменении состояния электрохимического датчика-переключателя в результате взаимодействия с соединением для идентификации продукта.
Первое состояние переключателя может рассматриваться как электрически «разомкнутое» или «замкнутое». Второе состояние переключателя может рассматриваться как электрически «замкнутое» или «разомкнутое», причем если первое состояние рассматривается как разомкнутое, то второе состояние рассматривается как замкнутое, и если первое состояние рассматривается как замкнутое, то второе состояние рассматривается как разомкнутое. Понятия «разомкнутый» и «замкнутый» применительно к электрохимическому переключателю могут рассматриваться как относительные, а не абсолютные. Предпочтительно, второе состояние электрохимического переключателя является электрически «замкнутым» относительно первого состояния.
Предпочтительно, различие в удельной электропроводности между первым и вторым состояниями электрохимического переключателя составляет по меньшей мере 20%, например по меньшей мере 30% или по меньшей мере 40%. Более предпочтительно, различие в удельной электропроводности между первым и вторым состояниями электрохимического переключателя составляет по меньшей мере 50%.
В «замкнутом» состоянии, независимо от того, является оно первым или вторым состоянием, электропроводность может составлять вплоть до 1000 раз больше, чем электропроводность в «разомкнутом» состоянии. Например, в замкнутом состоянии электропроводность может составлять вплоть до 100 раз больше, чем электропроводность в разомкнутом состоянии, или вплоть до 10 раз больше, чем электропроводность в разомкнутом состоянии.
В одном аспекте настоящего изобретения электронное изделие выполнено с возможностью размещения в нем емкости, заключающей в себе генерирующий аэрозоль субстрат. Емкость содержит соединение для идентификации продукта. Электронное изделие содержит электронные средства управления и электрохимический датчик-переключатель, функционально связанный с электронными средствами управления. Электрохимический датчик-переключатель выполнен с возможностью переключения из первого состояния во второе состояние при взаимодействии соединения для идентификации продукта с электрохимическим датчиком. Удельная электропроводность электрохимического переключателя в первом состоянии отличается от удельной электропроводности во втором состоянии. Электронные средства управления выполнены с возможностью инициирования генерирования электронным изделием аэрозоля из генерирующего аэрозоль субстрата при нахождении электрохимического датчика-переключателя во втором состоянии.
В аспекте настоящего изобретения никотинсодержащее устройство для использования в электронном генерирующем аэрозоль изделии содержит емкость и никотинсодержащий генерирующий аэрозоль субстрат, размещенный в емкости. Устройство содержит также соединение для идентификации продукта, ассоциированное с емкостью. Соединение для идентификации продукта выполнено с возможностью обнаружения этого соединения с помощью электрохимического датчика-переключателя электронного генерирующего аэрозоль изделия для обеспечения возможности генерирования аэрозоля из генерирующего аэрозоль субстрата при размещении емкости в изделии.
В примерах осуществления настоящего изобретения описаны электронные изделия, которые содержат датчик, выполненный с возможностью обнаружения химической сигнатуры, ассоциированной с потребляемым генерирующим аэрозоль субстратом. Электронные изделия могут представлять собой курительные изделия, изделия для доставки фармацевтических препаратов или другие изделия для доставки аэрозоля от генерирующего аэрозоль субстрата пользователю.
Различные аспекты настоящего изобретения могут иметь одно или более преимуществ над доступными в настоящее время или описанными ранее электронными изделиями и системами. Например, использование соединения для идентификации продукта в качестве химического отличительного признака для идентификации емкости, заключающей в себе генерирующий аэрозоль субстрат, который (признак) может быть обнаружен электронным изделием, обеспечивает решение, альтернативное аутентификации. Кроме того, если соединение для идентификации продукта присутствует в концентрации, которая может обнаруживаться электронным изделием за ограниченный промежуток времени, многократное или длительное использование емкости может привести к утрате ее химического отличительного признака. Например, количество ассоциированного с данной емкостью соединения для идентификации продукта может снижаться с течением времени, если соединение для идентификации продукта рассеивается с течением времени. Предпочтительно, количество ассоциированного с данной емкостью соединения для идентификации продукта рассеивается до уровня, лежащего ниже порога его обнаружения датчиком электронного изделия, за период времени, меньший стандартного периода времени для однократного использования емкости. Таким образом, согласно некоторым аспектам настоящего изобретения, подтверждение аутентичности может быть ограничено однократным использованием емкости. Если электронное изделие выполнено с возможностью блокировки использования в случае, если химический отличительный признак (соединение для идентификации продукта) не обнаружен, и система выполнена с возможностью ограничения обнаружения однократным использованием, обеспечивается возможность предотвращения повторной заправки емкостей потребителями и таким образом обеспечивается возможность получения воспроизводимого качества ощущений, благодаря обеспечению того, что генерирующий аэрозоль субстрат в емкости приготовлен в соответствии с производственными спецификациями. Эти и другие преимущества различных аспектов настоящего изобретения будут понятны специалистам в данной области техники после прочтения и понимания настоящего раскрытия.
Настоящее изобретение может быть применимо к любому подходящему электронному изделию. В контексте данного документа «электронное изделие» представляет собой изделие, которое имеет один или более электрических компонентов. Предпочтительно, по меньшей мере некоторые из указанных одного или более электрических компонентов осуществляют управление доставкой аэрозоля от генерирующего аэрозоль субстрата пользователю. Электрические компоненты могут включать в себя нагреватель субстрата, который может содержать, например, один или более электрорезистивных элементов, или они могут включать в себя клапан с электрическим управлением, размещенный и выполненный с возможностью допущения или предотвращения прохождения генерируемого аэрозоля от субстрата к пользователю. Управление указанными нагревателем, клапаном или другим электрическим компонентом может осуществляться с помощью электронных средств управления. Электронные средства управления могут быть обеспечены в любой подходящей форме, и они могут содержать, например, контроллер или запоминающее устройство и контроллер. Контроллер может содержать одно или более из следующего: машина состояний на основе специализированной интегральной схемы (ASIC), цифровой процессор сигналов, вентильная матрица, микропроцессор или эквивалентная дискретная или интегральная логическая схема. Электронные средства управления могут содержать запоминающее устройство, которое хранит команды, инициирующие выполнение одним или более компонентами электронной схемы управления функций или аспектов этой электронной схемы управления. Функции, придаваемые электронным средствам управления, в настоящем изобретении, могут быть осуществлены в виде одного или более из следующего: программное обеспечение, программно-аппаратное обеспечение и аппаратное обеспечение.
Предпочтительно, электронное изделие выполнено с возможностью доставки аэрозоля пользователю. Предпочтительно, аэрозоль содержит никотин. Аэрозоль может генерироваться из любого подходящего генерирующего аэрозоль субстрата. Например, субстрат может содержать табак. В некоторых вариантах осуществления субстрат содержит жидкую композицию, содержащую никотин. В некоторых вариантах осуществления субстрат содержит сухой порошок, содержащий никотин, такой как никотиновая соль. Описанные в данном документе генерирующие аэрозоль изделия включают в себя изделия, в которых осуществляется прямой или косвенный нагрев генерирующего аэрозоль субстрата для образования аэрозоля, и изделия, в которых субстрат не нагревается, и вместо этого для доставки аэрозоля используется воздушный поток или химическая реакция.
Следует иметь в виду, что изделие, которое не содержит электронных средств управления, может быть легко модифицировано для включения в него электронных средств управления, таких как управляемый клапан, для реализации одного или более вариантов осуществления настоящего изобретения.
Электронное изделие согласно настоящему изобретению содержит датчик, выполненный с возможностью обнаружения соединения для идентификации продукта, ассоциированного с генерирующим аэрозоль субстратом для использования с данным изделием. Соединение для идентификации продукта может быть ассоциировано с емкостью для хранения генерирующего аэрозоль субстрата. В контексте данного документа «ассоциированное с емкостью» соединение для идентификации продукта может представлять собой соединение для идентификации продукта, которое может находиться на или в емкости, или же на или в субстрате, заключенном внутри емкости.
Любое подходящее соединение может использоваться в качестве соединения для идентификации продукта. Предпочтительно, соединение для идентификации продукта не присутствует иным образом в емкости или в субстрате, заключенном в емкости, чтобы обеспечивалась возможность обнаружения этого соединения среди фоновых количеств в емкости и субстрате. Предпочтительно, соединение для идентификации продукта представляет собой соединение, которое, как ожидается, не будет присутствовать в окружающей среде, в которой будет использоваться электронное изделие, так что обнаружение соединения для идентификации продукта может быть показательным для данного продукта (емкости, заключающей в себе генерирующий аэрозоль субстрат), а не для фоновых количеств этого соединения в окружающей среде. Предпочтительно, соединение для идентификации продукта является летучим или переносится в летучем носителе, например таком, как летучий растворитель. Если соединение для идентификации продукта является летучим или переносится в летучем носителе, то возможна транспортировка этого соединения из емкости или субстрата к датчику на электронном изделии, и таким образом возможно его обнаружение указанным датчиком. Если соединение для идентификации продукта является летучим или переносится в летучем носителе, возможно его рассеяние из емкости или субстрата до уровней, меньших предела обнаружения в датчике. Предпочтительно, количество ассоциированного с данной емкостью соединения для идентификации продукта рассеивается до уровней, лежащих ниже порога их обнаружения датчиком в курительном изделии, за период времени, меньший типового периода времени для однократного использования емкости. Таким образом, согласно некоторым предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения, подтверждение аутентичности может быть ограничено однократным использованием емкости. Для предотвращения избыточных преждевременных потерь соединения для идентификации продукта во время, например, хранения емкости перед использованием, емкость может быть герметизирована в упаковке, являющейся малопроницаемой или непроницаемой для соединения для идентификации продукта. Тем не менее, если возможно существенное уменьшение количества соединения для идентификации продукта с течением времени в процессе хранения в результате утечки из упаковки, рассеяния из емкости или по иным причинам, емкость или упаковка, в которой хранится емкость, могут быть маркированы сроком хранения, сроком годности и т.п.
Неограничивающие примеры соединений для идентификации продукта, которые могут применяться согласно идеям, представленным в данном документе, включают в себя изомерные соединения, такие как изомеры ксилола, и аминосодержащие соединения.
Предпочтительно, соединение для идентификации продукта присутствует в достаточно низкой концентрации, которая не ощущается пользователем, но при этом присутствует в концентрации, которая достаточно высока для того, чтобы быть обнаруженной датчиком электронного изделия. Расстояние от датчика до источника соединения для идентификации продукта и чувствительность датчиков являются факторами, которые способны повлиять на требуемую концентрацию соединения для идентификации продукта.
В некоторых вариантах осуществления датчики способны обнаруживать соединения для идентификации продукта в диапазоне пикограмм (10-12), диапазоне фемтограмм (10-15) или в диапазоне аттограмм (10-18). Соответственно, соединения для идентификации продукта могут быть обнаружены датчиком даже в том случае, если источник соединения для идентификации продукта присутствует в очень низкой концентрации и на сравнительно большом расстоянии от датчика. В некоторых вариантах осуществления источник соединения для идентификации продукта размещен таким образом, что при размещении емкости в электронном изделии источник находится на расстоянии от 100 миллиметров до 150 миллиметров от датчика.
Соединение для идентификации продукта может быть ассоциировано с емкостью, в которой размещен генерирующий аэрозоль субстрат, любым подходящим способом. Предпочтительно, соединение для идентификации продукта может присутствовать на корпусе, образующем емкость. Соединение может присутствовать внутри или снаружи корпуса. Предпочтительно, соединение размещено на емкости в таком месте, что при размещении емкости в электронном изделии указанное соединение оказывается расположенным вблизи датчика электронного изделия. Соединение для идентификации продукта может быть размещено на или в резервуаре, который представляет собой часть корпуса емкости или прикреплен к корпусу емкости. Например, соединение или композиция, содержащая это соединение, могут быть нанесены в виде пятна на бумагу или другой подходящий материал, который может быть прикреплен к емкости. В некоторых вариантах осуществления емкость содержит бумагу, на которую могут быть нанесены в виде пятна соединение или композиция, содержащая это соединение. Например, если генерирующий аэрозоль субстрат представляет собой стержень из табака, емкость может представлять собой обертку, такую как бумажная обертка, размещенную вокруг стержня.
С емкостью для хранения генерирующего аэрозоль субстрата может быть ассоциировано более чем одно соединение для идентификации продукта. В результате увеличения количества соединений для идентификации продукта обеспечивается возможность получения продукта, который труднее подделать или который способен обеспечивать дополнительную информацию, относящуюся к продукту. Например, если изготовитель емкостей с образующими аэрозоль субстратами изготавливает продуктовую линейку емкостей, заключающих в себе 15 различных композиций образующих аэрозоль субстратов для использования в совместимом электронном изделии, изготовитель может выбрать некоторую комбинацию одного или более из пяти различных соединений для идентификации продукта, чтобы ассоциировать ее с каждой емкостью с тем, чтобы каждая продуктовая линейка могла иметь уникальный химический отличительный признак, определяемый комбинацией соединений для идентификации продукта. Электронное изделие предпочтительно содержит пять разных датчиков для раздельного обнаружения одного или более из пяти возможных соединений для идентификации продукта. Полученные от датчика данные относительно присутствия или отсутствия различных соединений для идентификации продукта могут использоваться электронным изделием для определения идентичности содержимого емкости.
В дополнение или в качестве альтернативы использованию множества соединений для идентификации продукта, любой другой подходящий идентификатор может быть ассоциирован с емкостью, заключающей в себе генерирующий аэрозоль субстрат. Например, с емкостью может быть ассоциирована RFID-метка для индикации идентичности емкости или емкости и ее содержимого. Использование RFID-метки и соединения для идентификации продукта согласно настоящему изобретению обеспечивает возможность получения продукта (емкости, заключающей в себе субстрат), который сложнее подделать, чем продукт, который содержит лишь RFID-метку для целей аутентификации. В некоторых вариантах осуществления обеспечивается возможность обнаружения электронным изделием RFID-метки, ассоциированной с емкостью, возможность обнаружения соединения для идентификации продукта, ассоциированного с емкостью, и возможность использования информации от RFID-метки для осуществления проверки соответствия с целью подтверждения того, что соединение для идентификации продукта представляет собой соединение, которое, как предполагается, ассоциировано с данной емкостью. Такая проверка соответствия может служить в качестве дополнительного барьера для изготовителей контрафакта.
Согласно аспектам настоящего изобретения, переключатель для электронных средств управления электронным изделием содержит датчик соединения для идентификации продукта, который переключает переключатель из первого состояния, такого как сравнительно разомкнутое или замкнутое, во второе состояние, такое как сравнительно замкнутое или разомкнутое, при воздействии соединения для идентификации продукта на датчик. Может использоваться любой подходящий датчик для обнаружения соединения для идентификации продукта, ассоциированного с емкостью, заключающей в себе генерирующий аэрозоль субстрат. Предпочтительно, датчик содержит электрохимический датчик. Например, датчик может содержать композит из углеродных нанотрубок или графена и соединение, с помощью которого обнаруживается соединение для идентификации продукта, таким образом, чтобы полупроводниковое или электрическое поведение датчика изменялось в зависимости от наличия или отсутствия соединения для идентификации продукта. Один подходящий электрохимический датчик содержит композит из углеродных нанотрубок и металлопорфирина, который химически чувствителен к аминам. Наличие или отсутствие аминов влияет на свойства полупроводника и электрическое поведение датчика. См., например, Lui и др., «Композиты из однослойных углеродных нанотрубок/металлопорфирина для хемирезистивного обнаружения аминов и порчи мяса», издательство Angewandte Chemie International English. 26 мая 2015; 54(22): 6554-7. См. также Singh и др. «Функционализация и определение характеристик однослойных углеродных нанотрубок», Chemical Society Reviews 38(8): 2214-30 (сентябрь 2009). Может применяться любой подходящий электрохимический датчик, который способен изменять свое полупроводниковое или электрическое поведение для размыкания или замыкания переключателя, содержащего указанный датчик.
В случае, если более чем одно соединение для идентификации продукта ассоциировано с емкостью, которая заключает в себе генерирующий аэрозоль субстрат, электронное изделие предпочтительно имеет более чем один датчик. Например, электронное изделие может содержать два, три, четыре, пять или более датчиков. Каждый датчик может быть выполнен в виде переключателя, объединенного со схемой для обнаружения данного соединения для идентификации продукта или комбинации соединений для идентификации продукта, ассоциированных с емкостью. Например, если продуктовая линейка емкостей может содержать комбинацию одного или более из пяти различных соединений для идентификации продукта, электронное изделие может содержать пять датчиков, каждый из которых выполнен с возможностью обнаружения отличного от других соединения для идентификации продукта, даже в том случае, если данная емкость в указанной продуктовой линейке может заключать в себе менее чем пять различных соединений для идентификации продукта.
Любое походящее покрытие или слой могут быть включены в схему для обнаружения соединения для идентификации продукта. Например, хемирезистивные или полупроводниковые материалы, такие как углеродные нанотрубки, покрытые политиофеном, таким как каликсарен-замещенный материал в химии гость-хозяин, а также графеновые субстраты, пропитанные политиофеном, будут иметь селективную реакцию на молекулы ксилола или производные молекул ксилола, и они могут быть высоко- или сверхчувствительными и могут показывать изменения проводимости, обнаруживаемые при комнатной температуре и атмосферном давлении. Углеродные нанотрубки с покрытием (Coating Carbon nanotubes, CNT) или однослойные углеродные нанотрубки (Single-walled Carbon Nanotubes, SWNT) с гафнием и золотом способны усиливать способность к обнаружению. Еще одним примером являются композиты из углеродных нанотрубок/металлопорфирина, которые могут использоваться для обнаружения аминосодержащих соединений, как описано выше.
Предпочтительно, датчик является гибким, если электронное изделие является гибким или сгибаемым. Примеры гибких датчиков включают в себя датчики на основе углеродных нанотрубок или графеновых структур.
Независимо от обнаруженного соединения для идентификации продукта, обеспечивается возможность использования данных, полученных с помощью датчика в электронном изделии согласно настоящему изобретению, для любой одной или более подходящих целей, лишь некоторые из которых описаны в настоящем раскрытии более подробно.
В предпочтительных вариантах осуществления электронное изделие содержит датчик соединения для идентификации продукта, функционально связанный с запоминающим устройством, таким как ОЗУ, для хранения данных, полученных от датчика. Запоминающее устройство может быть функционально связано с надлежащим вычислительным устройством для анализа данных от датчика, например для анализа того, являются ли эти данные показательными для присутствия соединения для идентификации продукта. Дополнительно или в качестве альтернативы, электронное изделие может содержать выходное устройство для передачи сохранных данных, полученных с помощью датчика, на другое устройство с целью отображения и/или анализа. Выходное устройство может содержать выходное устройство связи. Выходное устройство связи может представлять собой проводное или беспроводное устройство связи. Проводное выходное устройство связи может содержать один или более портов, таких как порт USB или порт FireWire, для функциональной связи электронного изделия с другим вычислительным устройством, таким как мобильный смартфон или компьютер. Беспроводное устройство связи содержит телеметрический, Bluetooth-, инфракрасный или другие беспроводные передатчики для функциональной связи курительного изделия с другим вычислительным устройством, таким как мобильный смартфон или компьютер. Компьютер, мобильный смартфон или другое вычислительное устройство могут использоваться для приема данных, полученных от датчика. Вычислительное устройство может в этом случае использоваться для анализа полученных данных. Вычислительное устройство, независимо от того, является оно частью электронного изделия или частью дистанционного устройства, может использоваться для предоставления информации потребителю. Например, для потребителя может быть обеспечена звуковая, тактильная или визуальная обратная связь, информирующая о том, что емкость является аутентичной и что устройство готово к использованию, или о том, что емкость не была определена как аутентичная и что устройство не готово к использованию.
В некоторых вариантах осуществления данные, полученные с помощью датчика в электронном изделии согласно настоящему изобретению, могут быть предоставлены в центр сбора данных, значение, считанное с емкости с помощью электронного изделия, будет сохранено в запоминающем устройстве с помощью электронного изделия и передано, возможно вместе с другими значениями, в том числе идентификатором электронного изделия, в центр сбора данных. Такой процесс может дополнительно содействовать предотвращению использования контрафакта в случае, если бы изготовители контрафакта были способны изготовить контрафактную RFID-метку с существующим идентификатором совместимой емкости, благодаря передаче на электронные изделия черного списка идентификаторов емкости.
Электронное изделие может содержать устройство для идентификации местоположения, которое может быть реализовано в виде одного или более из следующего: аппаратные средства, программные средства, программно-аппаратные средства. Например, устройство может содержать GPS-приемник для идентификации местоположения на основе глобальной системы позиционирования. Устройство может содержать антенну для приема сигналов сотовых телефонов, сигналов Wi-Fi и т.п. для использования поддерживающей GPS. Может использоваться любое другое подходящее устройство для идентификации местоположения.
Благодаря использованию устройства для идентификации местоположения, обеспечивается возможность получения информации о месте, в котором была совершена попытка использования несовместимого электронного изделия.
Предпочтительно, электронное изделие содержит датчик-переключатель для идентификации продукта, функционально связанный с электронными средствами управления, выполненными с возможностью управления доставкой аэрозоля от электронного изделия. Предпочтительно, электронные средства управления выполнены с возможностью управления доставкой аэрозоля на основе данных, принимаемых от датчика. Например, если емкость аутентифицирована и содержимое емкости идентифицировано, электронные средства управления имеют возможность управления доставкой или доставкой/генерированием аэрозоля на основе содержимого емкости. В некоторых вариантах осуществления электронные средства управления выполнены с возможностью предотвращения доставки аэрозоля от данного изделия на основе данных, принимаемых от датчика. Например, если соединение для идентификации продукта не обнаружено датчиком, электронные средства управления имеют возможность предотвращения доставки аэрозоля от устройства.
В некоторых вариантах осуществления, в которых электронное изделие выполнено с возможностью предотвращения доставки аэрозоля, электронные средства управления содержат управляемый клапан, функционально связанный с датчиком соединения для идентификации продукта. Указанный клапан может быть размещен вдоль канала потока, который проходит от генерирующего аэрозоль субстрата до мундштучного конца электронного изделия. Указанный клапан может быть выполнен с возможностью переключения по умолчанию, например, в закрытое положение, не допускающее доставку аэрозоля пользователю через мундштук, если не обнаружено соединение для идентификации продукта (или надлежащее сочетание соединений). В качестве альтернативы, указанный клапан может быть выполнен с возможностью переключения по умолчанию, например, в открытое положение, допускающее доставку аэрозоля пользователю, и в случае, если соединение для идентификации продукта не обнаружено, указанный клапан может быть переключен в положение, не допускающее доставку аэрозоля.
В некоторых вариантах осуществления, в которых курительное изделие выполнено с возможностью предотвращения доставки аэрозоля, это курительное изделие содержит нагреватель, выполненный с возможностью нагрева субстрата для образования аэрозоля, доставляемого пользователю. Нагреватель может быть функционально связан с датчиком соединения для идентификации продукта. Может быть обеспечено предотвращение активации нагревателя, если соединение для идентификации продукта не обнаружено датчиком. В качестве альтернативы, нагреватель может быть выполнен с возможностью нахождения по умолчанию в активированном состоянии, и в случае, если соединение для идентификации продукта не обнаружено, обеспечивается возможность деактивации нагревателя. В таких случаях некоторое количество аэрозоля может быть доступно для доставки пользователю вследствие предыдущего нагрева субстрата.
В некоторых вариантах осуществления электронное изделие содержит нагреватель, выполненный с возможностью нагрева субстрата для образования аэрозоля, доставляемого пользователю, и содержащий управляемый клапан, такой как вышеописанный клапан.
В качестве альтернативы или в дополнение к предотвращению доставки аэрозоля от электронного изделия, электронные средства управления электронного изделия могут быть функционально связаны с устройством сигнализации для обеспечения сигнализации о том, что соединение для идентификации продукта не обнаружено. Устройство сигнализации может содержать, например, устройство, которое при его активации сообщает вибрации курительному изделию, громкоговоритель для эмиссии слышимого звука, световые индикаторы, которые имеют возможность мигания, и дисплей для отображения предупреждения. В качестве альтернативы, устройство сигнализации может быть внешним по отношению к электронному изделию, и оно может быть соединено с выходным устройством электронного изделия. Устройство сигнализации может содержать, например, мобильный смартфон.
Следует понимать, что предпочтительные варианты осуществления, описанные в данном документе, могут комбинироваться любым подходящим образом. Например, электронное изделие, выполненное с возможностью предотвращения доставки аэрозоля в случае, если соединение для идентификации продукта не обнаружено, может также быть выполнено с возможностью хранения и/или вывода информации, относящейся к данным, полученным с помощью датчика соединения для идентификации продукта.
В некоторых вариантах осуществления электронное изделие согласно настоящему изобретению содержит один или более компонентов, которые инициируют активацию детекторных компонентов датчика при размещении емкости, заключающей в себе субстрат, в электронном изделии. Например, электронное изделие может содержать переключатель, который позиционируется и активируется при размещении емкости в электронном изделии. Активация переключателя может приводить к активации одного или более детекторных компонентов датчика. Такая активация детекторных компонентов может служить для экономии электроэнергии, например электроэнергии батареи, благодаря тому, что электроэнергия без необходимости не перенаправляется на детекторные компоненты. В некоторых вариантах осуществления указанные один или более детекторных компонентов деактивируются по истечении определенного периода времени даже в том случае, если субстрат или емкость не извлечены из корпуса.
Дополнительно или в качестве альтернативы, указанные один или более детекторных компонентов могут активироваться в соответствии с частотой, а не оставаться постоянно активированными. Дополнительно или в качестве альтернативы, указанные один или более детекторных компонентов могут активироваться при осуществлении пользователем затяжки на электронном изделии. В таких вариантах осуществления компоненты для обнаружения затяжки могут быть функционально связаны с переключателями, содержащими датчики. Электронное изделие согласно настоящему изобретению может содержать любые подходящие компоненты для обнаружения затяжки, такие как микрофон, термопара или те, которые описаны, например, в WO 2013/098398 или WO 2010/003480.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления электронное изделие, описанное в данном документе, представляет собой электронное курительное изделие, которое использует нагреваемые, а не сжигаемые табачные расходные материалы и имеет основной модуль и держатель табачной палочки для размещения в нем потребляемой емкости, такой как табачный стержень. Один или более переключателей, содержащих датчики, могут быть включены, например, в держатель табачной палочки, и эти переключатели могут быть связаны с электронными средствами управления в основном модуле. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления, в которых электронные изделия представляют собой электронные сигареты или вейпинговые системы, которые используют картриджи и т.п. в качестве потребляемых компонентов с жидкими композициями, содержащими, например, никотин. Один или более датчиков могут быть непосредственно включены в электронную часть устройства. Следует понимать, что в настоящем изобретении предусмотрены и другие подходящие конфигурации, легко достижимые на основе раскрытия, представленного в данном документе.
Все научные и технические термины, используемые в данном документе, имеют значения, обычно используемые в данной области техники, если не указано иное. Приведенные в данном документе определения предназначены для облегчения понимания определенных терминов, часто используемых в данном документе.
Используемые в данном документе формы единственного числа включают в себя варианты осуществления со ссылками на множественное число, если из содержания явно не следует иное.
Используемый в данном документе союз «или» обычно используется в своем значении, включающем «и/или», если из содержания явно не следует иное. Термин «и/или» обозначает один или все из перечисленных элементов или комбинацию любых двух или более из перечисленных элементов.
Используемые в данном документе выражения «иметь», «имеющий», «включать», «включающий», «содержать», «содержащий» или им подобные используются в своем широком смысле и в целом означают «включающий, но без ограничения». Следует понимать, что выражения «состоящий по сути из», «состоящий из» и т. п. относятся к категории «содержащий» и т. п.
Слова «предпочтительный» и «предпочтительно» относятся к вариантам осуществления настоящего изобретения, которые могут обеспечить определенные преимущества при определенных условиях. Тем не менее, другие варианты осуществления также могут быть предпочтительными при тех же или других условиях. Кроме того, включение одного или более предпочтительных вариантов осуществления не подразумевает, что другие варианты осуществления не являются полезными, и не предназначено для исключения других вариантов осуществления из объема настоящего изобретения, в том числе формулы изобретения.
Обратимся теперь к графическим материалам, на которых проиллюстрированы некоторые аспекты настоящего изобретения. Следует понимать, что другие аспекты, не показанные на графических материалах, также находятся в рамках объема и сущности настоящего изобретения. Графические материалы представляют собой схематичные чертежи и не обязательно выполнены в масштабе. Одинаковые номера, используемые на фигурах, относятся к одинаковым компонентам, этапам и т. п. Однако следует понимать, что использование номера для ссылки на компонент на заданной фигуре не предназначено для ограничения компонента на другой фигуре, обозначенного тем же самым номером. Кроме того, использование разных номеров для обозначения компонентов на разных фигурах не предназначено для указания на то, что компоненты, пронумерованные иным образом, не могут быть одинаковыми или сходными с другими пронумерованными компонентами.
На ФИГ. 1A-D представлены схематичные чертежи, иллюстрирующие часть схемы, содержащую электрохимический датчик (1A, 1C) и соответствующие состояния стандартных переключателей (1B, 1D).
На ФИГ. 2-3 представлены схематичные чертежи, показывающие виды сбоку электронных изделий согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 4 представлен схематичный чертеж, иллюстрирующий некоторые компоненты электронного изделия согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 5 представлена блок-схема, иллюстрирующая аспекты способа, который может быть осуществлен с помощью электронного изделия согласно различным аспектам настоящего изобретения.
Схема 10, имеющая электрохимический датчик-переключатель 20, показана на ФИГ. 1A, который соответствует схеме 15, имеющей нормально «разомкнутый» переключатель 25 (ФИГ. 1B, показан исключительно для иллюстративных целей). Схема 10, имеющая электрохимический датчик-переключатель 20, в присутствии соединения 155 для идентификации продукта показана на ФИГ. 1С. Схема 15, которая изображена на ФИГ. 1D и в которой переключатель 25 замкнут, показана исключительно для иллюстративных целей и соответствует схеме 10, показанной на ФИГ. 1С. Как показано на ФИГ. 1А-D, при отсутствии соединения для идентификации продукта, электрохимический датчик-переключатель 15 «разомкнут» (ФИГ. 1А). В присутствии соединения 155 для идентификации продукта, полупроводниковые или электрические свойства электрохимического датчика-переключателя 20 изменяются, что приводит к замыканию схемы (ФИГ. 1С). В некоторых вариантах осуществления (не показаны) электрохимический переключатель «замыкается» при отсутствии соединения для идентификации продукта и «размыкается» в присутствии соединения для идентификации продукта.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления электрохимический датчик-переключатель может содержать хемирезистивные или полупроводниковые материалы, такие как углеродные нанотрубки, покрытые политиофеном, таким как каликсарен-замещенный материал в химии гость-хозяин, а также графеновые субстраты, пропитанные политиофеном, или композиты из нанотрубок/металлопорфирина. В качестве электрохимического переключателя может использоваться любой другой электрохимический датчик.
Электрохимические переключатели, описанные в данном документе, в зависимости от изменения удельного сопротивления или удельной электропроводности переключаются в сравнительно разомкнутое и замкнутое состояния, а не в абсолютно разомкнутое и замкнутое состояния. Изменение удельного сопротивления или удельной электропроводности в присутствии соединений для идентификации продукта относительно состояния при отсутствии соединения для идентификации продукта предпочтительно составляет по меньшей мере 20%, например по меньшей мере 30%, по меньшей мере 40% или по меньшей мере 50%.
Обратимся теперь к ФИГ. 2, на которой показано электронное изделие 100 согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения, содержащее корпус 110. Корпус 110 может быть образован из единственной части или из множества взаимно соединенных частей. Корпус 110 образует мундштучный конец 125. Корпус 110 выполнен с возможностью размещения в нем емкости 150, заключающей в себе генерирующий аэрозоль субстрат. Хотя на ФИГ. 2 корпус показан с размещенной в нем емкостью 150 на конце, противоположном мундштучному концу 125, корпус 110 может быть выполнен с возможностью размещения емкости 150 в любом подходящем месте. Одно или более соединений 155 для идентификации продукта могут быть ассоциированы с емкостью 150. Электронное изделие 100 содержит один или более сенсорных переключателей 10 для обнаружения указанных одного или более соединений 155 для идентификации продукта, ассоциированных с емкостью 150. Один или более электрических компонентов (не показаны на ФИГ. 2), функционально связанных с датчиком 10, могут быть размещены в корпусе 110.
В некоторых вариантах осуществления емкость 150 может представлять собой обертку, которая окружает табачный стержень, и электронное изделие 100 может быть выполнено с возможностью нагрева, но не сжигания, табачного стержня для генерирования аэрозоля, который может вдыхаться потребителем чрез мундштучный конец 125. В некоторых вариантах осуществления емкость 150 может представлять собой картридж, содержащий жидкость для вейпинга, и электронное устройство 100 может представлять собой электронную сигарету или вейпинговое устройство.
Обратимся теперь к ФИГ. 3, на которой показано электронное изделие 100 согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения, содержащее корпус 110, который имеет мундштук 120 и выполнен с возможностью размещения емкости 150, заключающей в себе генерирующий аэрозоль субстрат. Мундштук 120 имеет мундштучный конец 125. Одно или более соединений 155 для идентификации продукта могут быть ассоциированы с емкостью 150. Электронное изделие 100 содержит один или более датчиков 10 для обнаружения указанных одного или более соединений 155 для идентификации продукта, ассоциированных с емкостью 150. Один или более электрических компонентов (не показаны на ФИГ. 3), функционально связанных с переключателем 10 на основе датчика, могут быть размещены в корпусе 110.
Обратимся теперь к ФИГ. 4, на которой показано электронное изделие 100 согласно различным аспектам настоящего изобретения, содержащее корпус 110, выполненный с возможностью размещения в нем емкости 150, заключающей в себе генерирующий аэрозоль субстрат. Корпус 110 содержит мундштучный конец 125. Одно или более соединений 155 для идентификации продукта ассоциированы с емкостью 150. Электронное изделие 100 содержит электрохимический датчик-переключатель 10 для обнаружения соединения для идентификации продукта. Электронное изделие 100 содержит источник 210 питания, функционально связанный с электронными средствами 200 управления. Источник 210 питания может представлять собой любой подходящий источник питания, такой как батарея, конденсатор и т.п. Предпочтительно, источник 210 питания представляет собой перезаряжаемую батарею, такую как перезаряжаемая литий-ионная батарея, перезаряжаемая никель-кадмиевая батарея и т.п.
В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 4, электронные средства 200 управления функционально связаны с нагревателем 240 и клапаном 220 через переключатель 10 на основе датчика. Клапан 220 размещен вдоль тракта 230, который проходит от емкости 150 до мундштучного конца 125 и по которому возможна транспортировка аэрозоля, генерируемого субстратом. Клапан 220 может переключаться в открытое или закрытое положение для допущения или предотвращения прохождения аэрозоля от субстрата, заключенного в емкости 150, к мундштучному концу 125. Клапан 220 может быть выполнен с возможностью нахождения в закрытом положении, если не замкнут электрохимический датчик-переключатель 10, что может произойти при наличии соединения 155 для идентификации продукта, ассоциированного с емкостью 150. При замыкании схемы переключателем 10 возможно открывание клапана 220 для обеспечения возможности протекания аэрозоля через канал 230.
Нагреватель 240 размещен в контакте с емкостью 150 или вблизи нее и выполнен с возможностью нагрева емкости для инициирования генерирования аэрозоля субстратом. Если электрохимический переключатель 10 замкнут (при наличии соединения для идентификации продукта) и возможно протекание электрического тока на нагреватель 240, который может содержать резистивный элемент, инициируется нагрев субстрата и образование аэрозоля.
В примере, изображенном на ФИГ. 4, показано, что как нагреватель 240, так и клапан 220 функционально связаны с электронными средствами 200 управления через электрохимический переключатель 10. Тем не менее, в некоторых вариантах осуществления (не показаны) лишь нагреватель или лишь клапан связаны с электронными средствами управления через электрохимический переключатель. В некоторых вариантах осуществления изделие 100 может содержать лишь одно из двух - нагреватель или клапан, а не оба, как показано на ФИГ. 4. В некоторых вариантах осуществления электрохимический переключатель включен не в схему с клапаном или нагревателем, а в отдельную схему, связанную с электронными средствами управления, которые могут обнаруживать замыкание и размыкание электрохимического переключателя для надлежащего управления клапаном и/или нагревателем.
В варианте осуществления, изображенном на ФИГ. 4, электронное изделие 100 содержит устройство 300 для идентификации местоположения, такое как GPS- или GPS-поддерживаемое устройство, для обеспечения возможности идентификации местоположения изделия 100. Изделие 100 содержит также передающее устройство 310, функционально связанное с устройством 200 управления. Устройство 200 управления может инициировать передачу передающим устройством 310 данных о местоположении изделия 100 при вставлении емкости 150, подозреваемой на контрафакт, внутрь корпуса 110.
Изображенное электронное изделие 100 содержит также переключатель 320, который активируется при вставлении емкости 150 в корпус 110. В случае, если обнаружена активация переключателя 320, но не обнаружена активация электрохимического переключателя 10, электронные средства управления могут запросить у GPS-устройства 300 идентификацию местоположения изделия 100 и передачу, через передающее устройство 310, данных о месте, в котором совершена попытка использования контрафактной емкости 150 или генерирующего аэрозоль субстрата.
Обратимся теперь к ФИГ. 5, на которой показана блок-схема, иллюстрирующая способ, который может быть осуществлен электронным изделием или системой согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения. На этапе 400 определяют, вставлена ли емкость, заключающая в себе генерирующий аэрозоль субстрат, внутрь электронного изделия. Это может быть определено, например, путем определения того, произошла ли активация переключателя 320, изображенного на FIG. 4. Если емкость вставлена, то определяют (420), обнаружено ли соединение для идентификации продукта, например, путем определения того, замкнут ли электрохимический переключатель. Если соединение для идентификации продукта не обнаружено, то электронное изделие не активируют (440). Если соединение для идентификации продукта обнаружено (например, электрохимический переключатель замкнут), то электронные средства управления могут активировать, например, электронное устройство. Активация электронного устройства может включать в себя активацию нагревателя (такого, как нагреватель 240, изображенный на ФИГ. 4), и/или активацию клапана (такого, как клапан 220, изображенный на ФИГ. 4) для обеспечения возможности доставки аэрозоля от субстрата пользователю (например, по каналу 230, изображенному на ФИГ. 4).
Таким образом, описаны способы, системы, устройства, соединения и композиции для РАСПОЗНАВАНИЯ ПРОДУКТА В ГЕНЕРИРУЮЩИХ АЭРОЗОЛЬ УСТРОЙСТВАХ Различные модификации и варианты настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники без выхода за рамки объема и сущности настоящего изобретения. Несмотря на то, что настоящее изобретение описано применительно к конкретным предпочтительным вариантам осуществления, следует понимать, что заявленное изобретение не должно неправомерно ограничиваться такими конкретными вариантами осуществления. В этой связи, различные модификации описанных вариантов осуществления настоящего изобретения, которые очевидны специалистам в области изготовления электронных изделий или в смежных областях, претендуют на включение в рамки объема нижеследующей формулы изобретения.
1. Генерирующая аэрозоль система, содержащая:
емкость, заключающую в себе генерирующий аэрозоль субстрат;
соединение для идентификации продукта, ассоциированное с емкостью; и
электронное изделие, выполненное с возможностью размещения в нем емкости и содержащее:
электронные средства управления;
электрохимический датчик-переключатель, функционально связанный с электронными средствами управления и выполненный с возможностью переключения из первого состояния во второе состояние при взаимодействии соединения для идентификации продукта с электрохимическим датчиком, причем удельная электропроводность электрохимического датчика-переключателя в первом состоянии отличается от удельной электропроводности во втором состоянии; и
нагреватель и/или управляемый клапан, функционально связанные с электронными средствами управления через электрохимический датчик-переключатель,
причем электронные средства управления выполнены с возможностью инициирования генерирования аэрозоля из генерирующего аэрозоль субстрата при переключении электрохимического датчика-переключателя из первого состояния во второе состояние.
2. Система по п. 1, в которой удельная электропроводность во втором состоянии составляет по меньшей мере на 20% больше, чем в первом состоянии.
3. Система по п. 2, в которой электронное изделие содержит нагреватель, выполненный с возможностью нагрева генерирующего аэрозоль субстрата при размещении емкости в электронном изделии, при этом электрохимический переключатель предотвращает активацию нагревателя электронными средствами управления при отсутствии взаимодействия соединения для идентификации продукта с электрохимическим датчиком-переключателем для инициирования переключения переключателя во второе состояние.
4. Система по п. 2 или 3, в которой электронное изделие содержит управляемый клапан, расположенный вдоль канала между мундштучным концом изделия и генерирующим аэрозоль субстратом при размещении субстрата в изделии и выполненный с возможностью переключения в положение, обеспечивающее возможность протекания аэрозоля от субстрата к мундштучному концу, и в положение, предотвращающее протекание аэрозоля от субстрата к мундштучному концу, причем электрохимический переключатель предотвращает инициирование электронными средствами управления переключением клапана в положение, обеспечивающее возможность протекания аэрозоля от субстрата к мундштучному концу, при отсутствии взаимодействия соединения для идентификации продукта с датчиком-переключателем для переключения указанного переключателя во второе состояние.
5. Система по п. 1 или 2, в которой электронное изделие содержит нагреватель, выполненный с возможностью нагрева генерирующего аэрозоль субстрата, когда емкость размещена в электронном изделии и когда нагреватель активирован с помощью электронных средств управления, причем электронные средства управления выполнены с возможностью активации нагревателя при нахождении электрохимического датчика-переключателя во втором состоянии.
6. Система по любому из пп. 1, 2 или 5, в которой электронное изделие содержит управляемый клапан, расположенный вдоль канала между мундштучным концом изделия и генерирующим аэрозоль субстратом при размещении субстрата в изделии и выполненный с возможностью переключения в положение, обеспечивающее возможность протекания аэрозоля от субстрата к мундштучному концу, и в положение, предотвращающее протекание аэрозоля от субстрата к мундштучному концу, причем электронные средства управления выполнены с возможностью инициирования переключения клапана в положение, обеспечивающее возможность протекания аэрозоля от субстрата к мундштучному концу, при переключении электрохимического датчика-переключателя во второе состояние.
7. Система по любому из пп. 1-6, в которой емкость содержит обертку, а генерирующий аэрозоль субстрат содержит табачный стержень, причем обертка окружает стержень.
8. Система по любому из пп. 1-6, в которой генерирующий аэрозоль субстрат содержит никотинсодержащую жидкую композицию или никотинсодержащий сухой порошок.
9. Система по любому из пп. 1-8, в которой соединение для идентификации продукта является летучим или переносится с помощью летучего растворителя.
10. Система по любому из пп. 1-9, в которой электронное изделие содержит устройство для идентификации местоположения, функционально связанное с электронными средствами управления, и передающее устройство, функционально связанное с электронными средствами управления.
11. Система по п. 10, в которой электронные средства управления выполнены с возможностью подачи на устройство для идентификации местоположения запроса на идентификацию местоположения электронного изделия и передачу данных о местоположении электронного изделия через передающее устройство при размещении емкости в электронном изделии и нахождении электрохимического датчика в первом положении.
12. Система по любому из пп. 1-11, в которой электронное изделие содержит два или более электрохимических датчиков-переключателей, каждый из которых выполнен с возможностью обнаружения присутствия отличного от других соединения для идентификации продукта, причем с емкостью ассоциировано более чем одно соединение для идентификации продукта.
13. Электронное изделие для генерирования аэрозоля, выполненное с возможностью размещения в нем емкости, заключающей в себе генерирующий аэрозоль субстрат и содержащей соединение для идентификации продукта, причем указанное электронное изделие содержит:
электронные средства управления;
электрохимический датчик-переключатель, функционально связанный с электронными средствами управления и выполненный с возможностью переключения из первого состояния во второе состояние при взаимодействии соединения для идентификации продукта с электрохимическим датчиком, причем удельная электропроводность электрохимического датчика-переключателя в первом состоянии отличается от удельной электропроводности во втором состоянии; и
нагреватель и/или управляемый клапан, функционально связанные с электронными средствами управления через электрохимический датчик-переключатель,
причем электронные средства управления выполнены с возможностью инициирования генерирования электронным изделием аэрозоля из генерирующего аэрозоль субстрата при нахождении электрохимического датчика-переключателя во втором состоянии.
14. Никотинсодержащее устройство для использования в электронном генерирующем аэрозоль изделии по п. 13, содержащее:
емкость:
никотинсодержащий генерирующий аэрозоль субстрат, размещенный в емкости; и
соединение для идентификации продукта, ассоциированное с емкостью;
причем соединение для идентификации продукта выполнено с возможностью обнаружения этого соединения с помощью электрохимического датчика-переключателя в электронном генерирующем аэрозоль изделии, чтобы позволить изделию генерировать аэрозоль из генерирующего аэрозоль субстрата при размещении емкости в изделии.
15. Устройство по п. 14, в котором емкость содержит обертку, а генерирующий аэрозоль субстрат содержит табачный стержень, причем обертка окружает стержень.
