本公开涉及通过加热气溶胶形成基质而操作的气溶胶生成电子系统。具体地，本公开涉及使用填充有包括气溶胶形成基质的液体组合物的消耗品的系统和装置并且涉及消耗品本身。更具体地，本公开涉及确定消耗品中液体组合物的填充水平。
背景技术：
包括气溶胶形成基质的液体组合物可被称为电子烟液(e-liquid)。在许多电子烟液气溶胶生成系统中，电子烟液存储于接收在气溶胶生成装置中的筒中，以加热电子烟液来形成供消费者吸入的气溶胶。当筒由气溶胶生成装置接收时，消费者通常看不到电子烟液。因为消费者不能看到电子烟液水平，所以消费者可能不知道电子烟液何时接近耗尽。因此，当消费者没有容易获得的电子烟液供应来补充筒中的电子烟液或没有可用的更换筒时，电子烟液可能被耗尽。因此，可能出人意料地剥夺消费者使用气溶胶生成系统。另外，当筒耗尽或几乎耗尽时，可能发生过度加热剩余的电子烟液，并且可能导致生成不希望的化合物。至少由于这些原因，消费者可能期望知道筒内的电子烟液的填充状态。
监测气溶胶生成装置接收的筒的填充状态会带来挑战。例如，筒与气溶胶生成装置分开，并且通常不具有电源。另外，筒和气溶胶生成装置的位置可能变化，从而导致筒中的液体移动。这种移动可能使静态测量具有挑战性，并且可能给在优选取向上进行的测量带来障碍。此外，筒中的液体的体积通常相当小，并且可能需要准确的传感器。另外，将传感器放置成与电子烟液接触可能导致电子烟液与传感器之间的不期望的相互作用。例如，电子烟液可能被传感器中的材料污染，传感器可能被电子烟液降解，并且传感器可能需要被密封，并且可能因密封而发生复杂情况。此类因素可导致较高成本的消耗品。
需要提供一种能够确定筒中的电子烟液的填充水平的气溶胶生成电子烟液系统。
技术实现要素：
气溶胶生成系统可包括筒、被构造成接收筒的气溶胶生成装置、光源和检测器。筒可包括被构造成容纳液体组合物的存储隔室，所述液体组合物包括气溶胶形成基质。气溶胶生成装置可包括电源和可操作地联接到电源的控制电子器件。光源可以可操作地联接到控制电子器件，并且定位和定向成将光发射到筒的存储隔室中。从光源发射的光可被液体组合物吸收。检测器可以可操作地联接到控制电子器件，并且定位和定向成检测从光源发射的光。
在一些方面，本发明包括气溶胶生成系统，该气溶胶生成系统包括筒、被构造成接收筒的气溶胶生成装置、光源和检测器。筒包括被构造成容纳液体组合物的存储隔室，所述液体组合物包括气溶胶形成基质。气溶胶生成装置包括电源和可操作地联接到电源的控制电子器件。光源可操作地联接到控制电子器件，并且定位和定向成将光发射到筒的存储隔室中。从光源发射的光被液体组合物吸收。检测器可操作地联接到控制电子器件，并且定位和定向成检测从光源发射的光。光源和检测器两者均被配置成位于存储隔室的相同侧附近，并且存储隔室的与光源相对的表面被构造成吸收从光源发射到存储隔室中的光。
控制电子器件可以被配置成确定筒的存储隔室中的液体组合物的填充水平，或者可以被配置成将关于检测器检测到的信号的数据传输到另一个装置，以确定存储隔室中的液体组合物的填充水平。
在一些方面，本发明可包括气溶胶生成装置，该气溶胶生成装置可包括电源、可操作地联接到电源的控制电子器件，以及构造成接收筒的容器，所述筒具有容纳液体组合物的存储隔室，所述液体组合物包括气溶胶形成基质。该装置还可包括光源和检测器。光源可以可操作地联接到控制电子器件，并且定位和定向成将光发射到容器的存储隔室中。检测器可以可操作地联接到控制电子器件，并且定位和定向成在光已进入存储隔室之后检测从光源发射的光。
在一些方面，本发明包括气溶胶生成装置，该气溶胶生成装置包括电源，可操作地联接到电源的控制电子器件，以及容器，该容器被构造成接收筒，该筒具有容纳液体组合物的存储隔室，该液体组合物包括气溶胶形成基质。所述装置还包括光源和检测器。光源可操作地联接到控制电子器件，并且定位和定向成将光发射到容器(或筒)的存储隔室中。检测器可操作地联接到控制电子器件，并且定位和定向成在光已进入存储隔室之后检测从光源发射的光。光源和检测器两者均被配置成在筒接收在容器内时位于筒的存储隔室的相同侧附近，并且存储隔室的与光源相对的表面被构造成吸收从所述光源发射到存储隔室中的光。
本发明可包括用于气溶胶生成装置的筒。筒可包括：用于容纳液体组合物的存储隔室，该液体组合物可包括气溶胶形成基质；光源；第一触点；检测器；和第二触点。光源可以定位和定向成将光发射到存储隔室中。第一触点可以可操作地联接到光源。第一触点可以在筒被接收在气溶胶生成装置中时，定位和定向成电连接到气溶胶生成装置的对应第一触点。检测器可以定位和定向成检测从光源发射的光。第二触点可以可操作地联接到检测器。第二触点可以在筒被接收在气溶胶生成装置中时，定位和定向成电连接到气溶胶生成装置的对应第二触点。
在一些方面，本发明包括用于气溶胶生成装置的筒。筒包括：用于容纳液体组合物的存储隔室，该液体组合物包括气溶胶形成基质；光源；第一触点；检测器；和第二触点。光源定位和定向成将光发射到存储隔室中。第一触点可操作地联接到光源。第一触点在筒被接收在气溶胶生成装置中时，定位和定向成电连接到气溶胶生成装置的对应第一触点。检测器定位和定向成检测从光源发射的光。第二触点可操作地联接到检测器。第二触点在筒被接收在气溶胶生成装置中时，定位和定向成电连接到气溶胶生成装置的对应第二触点。光源和检测器两者均被配置成位于存储隔室的相同侧附近，并且存储隔室的与光源相对的表面被构造成吸收从光源发射到存储隔室中的光。
相对于当前可用的或当前描述的系统、装置和用于气溶胶生成装置的筒，本文所述的系统、装置和容纳液体气溶胶形成基质的筒的各个方面或实施例可以提供一个或多个优点。例如，本发明的系统、装置和筒允许消费者即使不能看到液体也被告知筒中的液体组合物的填充状态。这允许消费者预测需要再填充或更换筒，并且允许消费者在液体组合物的供应或替代筒容易获得的适当时间再填充或更换筒。另外，系统可以提醒消费者筒已耗尽或几乎耗尽，使得消费者可以停止使用系统，直到插入更换筒或直到筒中的液体供应被补充为止，这可用来防止消费者暴露于可能与液体组合物的过度加热相关联的不期望的化合物。另外或替代地，所述系统可以被配置成降低加热器的温度，以避免可能由于液体组合物的供应耗尽而产生的过度加热。在阅读了本文呈现的公开内容之后，这些和其它优点对于本领域的技术人员将是显而易见的。
本文所述的感测设备和方法可以与从包括气溶胶形成基质的液体组合物生成气溶胶的任何合适的气溶胶生成系统一起使用。术语“气溶胶生成”制品、装置或系统是指能够从气溶胶形成基质释放挥发性化合物以形成可由用户吸入的气溶胶的制品、装置或系统。术语“气溶胶形成基质”是指能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基质。通常，加热基质以引起挥发性化合物的释放。液体气溶胶形成基质是在例如约15℃至约30℃的环境温度下为液体的基质。液体气溶胶形成基质被认为包括液体溶液、悬浮液、分散体等。优选地，液体气溶胶形成基质是溶液。
优选地，气溶胶生成系统是手持式系统，其具有用于插入消费者的口中的烟嘴。气溶胶生成系统包括筒并且包括被构造成接收筒的气溶胶生成装置，所述筒包括被构造成容纳液体组合物的存储隔室，所述液体组合物包括气溶胶形成基质。气溶胶生成装置或筒还可包括烟嘴。优选地，筒包括烟嘴。
气溶胶生成装置包括电源和可操作地联接到电源的控制电子器件。电源和控制电子器件可操作地联接到气溶胶生成元件，该气溶胶生成元件在被激活时被构造成从包括气溶胶形成基质的液体组合物生成气溶胶。优选地，气溶胶生成元件包括加热元件。优选地，加热元件包括电阻式加热部件。优选地，加热元件包括液体可渗透加热元件，例如，多孔电阻材料。优选地，加热元件包括电阻细丝的网格。网格可以是基本平面的或者可以包括基本平面的部分。
筒或装置可包括气溶胶生成元件。如果筒包括气溶胶生成元件，则当筒由气溶胶生成装置接收时，气溶胶生成元件电联接到电源和控制电子器件。如果气溶胶生成装置包括气溶胶生成元件，则当筒由气溶胶生成装置接收并且气溶胶生成元件被激活时，气溶胶生成元件电联接到电源和控制电子器件，并且定位成使液体组合物形成气溶胶。当气溶胶生成元件可以可移除地附接到气溶胶生成装置时，所述装置被认为包括气溶胶生成元件。
气溶胶生成系统限定气流路径，所述气流路径在气溶胶生成元件被激活时，使由液体组合物形成的气溶胶夹带在空气中，当消费者在系统的口端抽吸时，所述空气流动通过该路径以供消费者吸入。
筒可包括能够吸收、存储或吸收和存储包括气溶胶形成基质的液体组合物的保持材料。保持材料与包括气溶胶形成基质的液体组合物接触，并且可以与气溶胶生成元件接触，所述气溶胶生成元件可以是筒或气溶胶生成装置的一部分。
保持材料可以包括具有纤维或多孔结构的毛细管材料，所述纤维或多孔结构形成多个小孔隙或微通道。液体气溶胶形成基质可以通过毛细作用输送通过毛细管材料。保持材料可以包括多条纤维、线或形成毛细管束的其他细孔隙管。纤维或线可以大体对准，以将包括气溶胶形成基质的液体组合物从保持材料的一个表面输送到保持材料的大体上相对的表面。备选地，保持材料可以包括海绵状或泡沫状材料。保持材料可以包括任何合适的材料或材料组合。合适的材料的实例包括海绵或泡沫材料、呈纤维或烧结粉末形式的陶瓷或石墨基材料、泡沫金属或塑料材料、纤维材料(例如，纺成或挤出纤维，如醋酸纤维素、聚酯、粘结聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯纤维、尼龙纤维、陶瓷纤维)及它们的组合。在一个示例性实施例中，保持材料包括高密度聚乙烯(hdpe)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)。
筒可包括保持材料和传输材料。传输材料是例如通过毛细作用将液体从材料的一端有效地传送到另一端的材料，如芯。保持材料可以与包括气溶胶形成基质的液体组合物接触，并且与传输材料接触。传输材料可以将液体组合物从保持材料传输到气溶胶生成元件。
传输材料可以具有面向高保持材料的第一表面和面向气溶胶生成元件的相对的第二表面。传输材料的表面的至少一部分的形状可以与传输元件的第二表面可接触的气溶胶生成元件的表面的形状相符。
传输材料可以具有纤维或多孔结构。传输材料优选地包括毛细管束。例如，传输材料可以包括多条纤维或线或其他细孔隙管。传输材料被构造成主要在正交或垂直于传输材料的厚度方向的方向上传输液体。传输材料可以优选地包括细长纤维，使得毛细作用发生在纤维之间的小空间或微通道中。
传输材料可以由具有至少160℃或更高，如大约250℃或更高的热分解温度的耐热材料制成。传输材料可包括棉或经处理的棉(如乙酰化棉)的纤维或线。也可以使用其他合适的材料，例如，如基于陶瓷或石墨的纤维材料或由纺丝、拉伸或挤出纤维制成的材料，如玻璃纤维、醋酸纤维素，或任何合适的耐热聚合物。传输材料的纤维各自的厚度可以在10μm到40μm之间，并且更具体地在15μm到30μm之间。传输材料可以具有任何合适的毛细现象和孔隙度，以便与具有不同物理特性的液体一起使用。传输材料可以通过毛细作用传输包括气溶胶形成基质的液体组合物。包括气溶胶形成基质的液体组合物可以具有这些物理特性，包括粘度、表面张力、密度、热导率、沸点、蒸气压力等，这些物理特性定制成便于通过毛细作用将包括气溶胶形成基质的液体组合物传输通过传输材料。
保持材料或保持材料和传输材料(如果存在的话)可以设置在筒的存储隔室中或者可以在存储隔室的外部，条件是保持材料(如果存在的话)定位成接触设置在存储隔室中的包括气溶胶形成基质的液体组合物。例如，液体可渗透壁或壁的液体可渗透部分可以具有形成存储隔室的至少一部分的内表面，并且可以具有与保持材料接触的外表面。
气溶胶生成系统包括用于检测存储隔室中的液体组合物的体积或用于检测存储隔室中的液体组合物的填充水平的感测设备。感测设备包括光源和光检测器。光源和检测器可操作地联接到气溶胶生成装置的控制电子器件和电源。光源定位和定向成将光发射到筒的存储隔室中。检测器定位和定向成检测从光源发射的光。筒或气溶胶生成装置可包括光源。筒或气溶胶生成装置可包括检测器。
如果筒包括光源，光源在筒被装置接收时优选地可操作地联接到气溶胶生成装置的电源和控制电子器件。例如，筒可包括电联接到光源的外部电触点。气溶胶生成装置可包括可操作地联接到控制电子器件和电源的对应触点。当筒被装置接收时，筒的外部触点可以接触装置的对应触点以将光源可操作地联接到装置的控制电子器件和电源。筒和装置可具有对应的特征，以确保在筒被装置接收时实现电触点之间接触的适当取向。
如果筒包括光源，则光源可以暴露于存储隔室的内部，或者可以相对于存储隔室的内部密封。例如，筒可包括材料窗口，来自光源的光可通过该材料窗口传输到存储隔室的内部。
如果装置包括光源，筒包括材料窗口，当筒被装置接收时，来自光源的光可以通过该材料窗口传输到存储隔室的内部。筒和装置可以具有对应的特征，以确保在筒被装置接收时光源和窗口的正确对准。
如果筒包括检测器，则检测器在筒被装置接收时，优选地可操作地联接到气溶胶生成装置的电源和控制电子器件。例如，筒可包括电联接到检测器的外部电触点。气溶胶生成装置可包括可操作地联接到控制电子器件和电源的对应触点。当筒被装置接收时，筒的外部触点可以接触装置的对应触点以将检测器可操作地联接到装置的控制电子器件和电源。筒和装置可具有对应的特征，以确保在筒被装置接收时实现电触点之间接触的适当取向。
如果筒包括检测器，则检测器可以暴露于存储隔室的内部，或者可以相对于存储隔室的内部密封。例如，筒可包括材料窗口，来自存储隔室内部的光可以通过该材料窗口传输到位于存储隔室的外部并且邻近窗口的检测器。
如果装置包括检测器，则筒包括材料窗口，当筒被装置接收时，来自存储隔室内部的光可以通过该材料窗口传输到检测器。筒和装置可以具有对应的特征，以确保在筒被所述装置接收时检测器和窗口的正确对准。
光源可以发射具有某波长的光，所述波长被包括气溶胶形成基质的液体组合物吸收。例如，光源可以发射波长在约10纳米到约1毫米范围内的光。优选地，光源发射红外光。例如，光源可以发射波长在约100纳米到约1毫米范围内的光。例如，光源可以发射波长为从约200纳米到约25微米或波长为从约500纳米到约10微米或从约700纳米到约4微米的光。
可以采用任何合适的光源。例如，光源可以是相对单色的，或者可以发射波长在一定范围内的光。优选地，发射光的波长范围是窄的。
在一些实施例中，可以采用滤光器来限制可以通过滤光器的光的波长。滤光器可以是例如光学带通滤光器，其允许某一波长带内的光通过并限制所述带外部的波长的光通过。滤光器可以位于光源与存储隔室的内部之间。当采用这种滤光器时，光源可以发射广谱光。
从光源穿过筒的存储隔室中的液体组合物的光可以是全向的、定向的或聚焦的。光可以任何合适的方式聚焦，例如通过采用透镜将光聚焦到特定点。可以通过采用诸如发光二极管、激光二极管或准直器的定向源来定向产生光。在一些实施例中，光可以是聚焦的和准直的或聚焦的和定向的。应理解，全向、定向或聚焦光的使用可取决于所采用的检测方案。下文更详细地论述了可采用的检测方案的一些实例。
可基于将被包括气溶胶形成基质的液体组合物吸收的光的波长来选择光源或滤光器。附加地或替代地，可以将吸收由光源发射的光的化合物添加到液体组合物中，以确保液体组合物吸收发射的光。
包括气溶胶形成基质的任何合适的液体组合物可以与本文所述的系统一起使用。合适的气溶胶形成基质可以包括植物基材料。例如，气溶胶形成基质可以包括烟草或含有挥发性烟草香精化合物的含烟草材料，这些挥发性烟草香精化合物在加热时从气溶胶形成基质释放。附加地或替代地，气溶胶形成基质可以包括不含烟草材料。气溶胶形成基质可以包括均质化植物基材料。气溶胶形成基质可以包括至少一种气溶胶形成剂。气溶胶形成剂的实例包括：多元醇，如三甘醇、1,3-丁二醇、丙二醇和甘油；多元醇的酯，如甘油单乙酸酯、甘油二乙酸酯或甘油三乙酸酯；及一元、二元或多元羧酸的脂族酯，如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯。气溶胶形成基质可包含其他添加剂和成分如香料。优选地，气溶胶形成基质包含尼古丁。优选地，气溶胶形成基质为液体气溶胶形成基质。在一些实施例中，气溶胶形成基质包含甘油、丙二醇、水、尼古丁和任选地一种或多种香料。
可以使用任何合适的检测器。例如，检测器可以是光电检测器，例如光电二极管。检测器被配置成检测光源发射的或穿过滤光器(如果采用的话)的光的波长。优选地，光源和滤光器(如果存在的话)发射并通过红外光，并且检测器吸收红外光。例如，检测器可以检测波长在约100纳米到约1毫米范围内的光。例如，检测器可以检测波长为从约200纳米到约25微米，或波长为从约500纳米到约10微米或从约700纳米到约4微米的光。在一些实施例中，检测器能够检测在波长的宽光谱上的光，但到达检测器的光的波长受到光源和滤光器(如果存在的话)的限制。
筒可以包括用以将已行进通过液体组合物的光引导至检测器的光导。例如，筒可以包括用以将光引导至检测器的准直器、镜或另一反射表面、透镜等。应理解，用以将光引导至检测器的设备可取决于所采用的检测方案。下文更详细地论述了可采用的检测方案的一些实例。
因为液体组合物吸收光源发射的光，所以到达检测器的光的量可以相对于光源传输的光的量减少。光源检测到的光的减少将与筒的存储隔室中的液体组合物的体积成比例。
对于包括可被认为含有已知或相对不变浓度的化合物的气溶胶形成基质的液体组合物，该液体组合物吸收的光应与光在通过储罐中的液体组合物的路径长度成比例。因此，如果存储隔室中存在更多液体组合物，那么较多光应被吸收且较少光应到达检测器。
检测器可以相对于光源定位和定向成检测从筒的存储隔室内的液体-空气界面反射的光。在此类取向中，光可以从光源通过液体组合物传到液体-空气界面，并且通过液体组合物返回到检测器。这可以延长光行进到达检测器的路径的长度，并且因此可以提高系统的灵敏度。在一些实施例中，检测器相对于光源定位和定向成检测穿过液体组合物且穿过液体-空气界面的光。
检测器可以相对于光源以任何合适的方式定位和定向，前提是由光源发射的光可以到达检测器。检测器可以相对于光源位于存储隔室的相对侧附近，或者可以位于与光源相同的一侧附近。如果检测器检测到反射信号，则光源和检测器可以邻近同一侧。检测器可以定位在与光源相同的存储隔室的一侧处或一侧上。光源和检测器两者都可以定位在存储隔室的相同侧处或相同侧上。光源和检测器两者都可以定位在存储隔室的相同侧附近。
存储隔室具有从存储隔室的底部延伸到存储隔室的顶部的长度。存储隔室的“底部”可以是存储隔室的最远离系统的口端的表面。光源可以位于存储隔室的顶部或底部附近，并且检测器可以位于存储隔室的顶部或底部附近。当光源和检测器邻近存储隔室的相对的顶侧和底侧时，筒优选地包括将光引导到检测器的光导。
存储隔室包括从存储隔室的底部延伸到顶部的外围侧壁。当光源和检测器邻近存储隔室的相对的顶侧和底侧时，侧壁的内表面优选地反射从光源发射的或穿过滤光器(如果存在的话)的光。
光源和检测器可以邻近存储隔室的侧壁，在存储隔室的顶部与底部之间。
所述系统可包括多个光源和多个检测器，该多个光源和多个检测器中的每一个当在装置上时可操作地联接到气溶胶生成装置的电源和控制电子器件，或者当在筒上时可操作地联接到气溶胶生成装置的电源和控制电子器件。多个光源和检测器的位置和取向可以变化。在一些实施例中，光源邻近一个表面(例如，顶表面或底表面)定位和定向，并且检测器邻近相同表面或相对表面定位和定向。在一些实施例中，光源和检测器围绕存储隔室的周边，例如围绕侧壁定位。光源和检测器围绕周边的位置可以交替。
筒的存储隔室的内表面可以反射或吸收从光源发射的或穿过滤光器(如果存在的话)的光。如果要实现总光检测或接近总光检测，则存储隔室的内表面优选地反射光。当要进行总光检测或接近总光检测时，一个或多个光源可以是全向的。当要进行总光检测或接近总光检测时，系统可包括多个检测器。附加地或替代地，系统可包括用以将光引导至一个或多个检测器的光导。
如果光源和检测器位于存储隔室的相同侧附近，并且被配置成通过反射来检测液体组合物的吸光度，则存储隔室的与光源相对的表面优选地吸收从光源发射的或穿过滤光器(如果存在的话)的光。检测器接收的信号可在液体组合物填充存储隔室时相对较低，可随着液体组合物耗尽而增加，并且可在存储隔室为空时达到基本为零，因为光可被相对表面吸收且因此可不反射回到检测器。光源和检测器可以在筒被接收在气溶胶生成装置中时，位于存储隔室的相同侧附近。
当光源和检测器被激活以确定存储隔室中的液体组合物的体积时，可能期望装置和装置接收的筒处于特定取向。为了帮助确定装置和接收在装置中的筒的取向，装置可包括可操作地联接到电源和控制电子器件的惯性传感器。可以采用任何合适的惯性传感器。例如，惯性传感器可包括加速度计、陀螺仪或加速度计和陀螺仪。优选地，惯性传感器包括1轴(1-axis)加速度计，该轴沿着存储隔室的纵向轴线。这种加速度计可以用作测斜仪，因为它测量由于重力引起的加速度值。当加速度计沿着其轴测量的值为1g时，存储隔室应定向在垂直位置，底部向下。当光源和检测器邻近储罐的顶表面或底表面时，此类取向可以是优选的。
来自惯性传感器的输入可用于确定装置的倾斜角，其可用于基于倾斜角确定存储隔室中的液体组合物的体积，可用于确定要激活哪一对光源和检测器等。
所述装置可以包括显示器或者可以被配置成将信息传输至另一装置(例如，计算机或移动智能电话)以供显示。显示器可以在确定存储隔室中的液体组合物的体积或填充水平之前提醒消费者将装置定向于特定取向。例如，显示器可以指示消费者将装置置于竖直的底部向下的取向，或者可以指示消费者将装置置于基部中，该基部被构造成将装置定向在竖直的底部向下的取向。如果装置包括惯性传感器，则一旦装置被正确定向，就可以激活光源和检测器。附加地或替代地，装置可包括可操作地联接到控制电子器件的输入，其允许用户指示装置被正确定向并且可以开始体积或填充水平感测。
在一些优选实施例中，所述系统包括邻近存储隔室的底部的单个光源和单个检测器。装置或筒可包括光源和检测器。当光源和检测器被激活以测量储罐中的液体组合物的体积或填充水平时，装置和装置接收的存储隔室优选地定向为竖直的底部向下的取向。优选地，存储隔室中的光源、检测器和液体组合物的液体-空气界面(其可将光从光源反射到检测器)以三角形关系定向。所述装置优选地包括惯性传感器，或者能够提醒消费者将装置置于竖直的底部向下的取向。一旦检测到或指示竖直的底部向下的取向，就可以激活光源和检测器。检测器接收的光的量可以由控制电子器件用于确定存储隔室中的液体的体积或存储隔室的填充水平。存储隔室的顶部内表面优选地吸收从存储隔室发射的光。例如，顶部内表面可以是黑色的。
检测器接收的信号可在液体组合物填充存储隔室时由于液体组合物吸收光而相对较低，可随着液体组合物耗尽而增加，并且可在存储隔室为空时达到基本为零，因为光可被相对表面吸收且因此可不反射回到检测器。
在一些情况下，当少量的液体组合物保留在存储隔室中时，从光源发射的信号可能由于反射角太大而无法到达检测器。在这种情况下，检测器检测到的信号可以类似于空存储隔室的信号。也就是说，该信号可达到基本为零。所述系统可在此类情况下启动互补过程，以验证存储隔室是否为空或是否有少量的液体组合物保留在存储隔室中。互补过程包括向消费者提供将装置倒置到竖直的自下而上的取向的指令，这将使任何剩余液体位于存储隔室的顶部，即任何剩余液体将定向在底部上。光源和检测器可以被激活。如果存储隔室中有少量的液体组合物，则一些光将从空气-液体界面反射并返回到检测器，该检测器将接收信号。如果没有液体组合物保留在存储隔室中，则光将被存储隔室的顶部吸收，并且基本上通过检测不会检测到信号。因此，如果通过互补过程检测到信号，则可以确定少量的液体组合物保留在存储隔室中，并且如果通过互补过程未检测到信号，则可以确定没有液体组合物保留在存储隔室中。
在一些优选实施例中，所述系统包括以交替方式围绕存储隔室的周边定位的多个光源和检测器。例如，如果存储隔室是圆柱形的，则光源和检测器可以围绕存储隔室的周边形成环。交替的光源和检测器的多个环可以围绕存储隔室的周边设置。检测方案优选地基于来自光源的光从液体-空气界面反射到检测器。光源可以依序激活，同时测量检测器接收到的光以识别光源和定向成使得光在到达检测器之前穿过液体组合物的至少一个检测器。如果光不通过液体组合物，到达检测器的光的量将大于光通过液体组合物时由于光被液体组合物吸收而到达检测器的光的量。指示通过液体组合物的光的一个或多个检测到的信号可用于确定存储隔室中的液体组合物的体积或存储隔室中的液体组合物的填充水平。
在一些优选实施例中，所述系统包括邻近存储隔室的底部或顶部的光源和邻近存储隔室的底部的检测器，其中光源和检测器邻近相对的表面。所述装置优选地包括惯性传感器，或者能够提醒消费者将装置置于竖直的底部向下的取向。一旦检测到或指示竖直的底部向下的取向，就可以激活光源和检测器。检测器接收的光的量可以由控制电子器件用于确定存储隔室中的液体的体积或存储隔室的填充水平。在这样的构造中，气溶胶生成元件可以沿着存储隔室的侧壁定位并定位在所述侧壁的外部，使得气溶胶生成元件不干扰光从顶部到底部或从底部到顶部传输通过存储隔室。气溶胶生成元件可以形成存储隔室的侧壁的一部分。气溶胶生成元件和气溶胶生成元件定位所沿着的侧壁的部分优选地可透过存储隔室中的液体组合物。例如，气溶胶生成元件可以是多孔的。优选地，气溶胶生成元件包括加热元件。筒可包括在气溶胶生成元件与筒的壁之间的通道，该通道可形成气流路径的一部分以用于将气溶胶递送给消费者以供吸入。
在一些优选实施例中，所述系统包括邻近存储隔室的底部或顶部的光源和邻近存储隔室的底部的检测器，其中光源和检测器邻近相对的表面。所述系统可包括在一侧上的多个光源和在另一侧上的多个检测器。优选地，存储隔室的内表面反射一个或多个光源发射的光。筒可包括用以将光引导到一个或多个检测器的光导。附加地或替代地，一个或多个光源可以是全向的。在这样的构造中，气溶胶生成元件可以沿着存储隔室的侧壁定位并定位在所述侧壁的外部，使得气溶胶生成元件不干扰光从顶部到底部或从底部到顶部传输通过存储隔室。气溶胶生成元件可以形成存储隔室的侧壁的一部分。气溶胶生成元件和气溶胶生成元件定位所沿着的侧壁的部分优选地可透过存储隔室中的液体组合物。例如，气溶胶生成元件可以是多孔的。优选地，气溶胶生成元件包括加热元件。筒可包括在气溶胶生成元件与筒的壁之间的通道，该通道可形成气流路径的一部分以用于将气溶胶递送给消费者以供吸入。
在一些优选实施例中，所述系统包括邻近存储隔室的底部的光源和检测器。装置或筒可包括光源和检测器。所述系统可包括邻近存储隔室的底部的多个光源和多个检测器。所述装置可包括惯性传感器，或者能够提醒消费者将装置置于竖直的底部向下的取向。一旦检测到或指示竖直的底部向下的取向，就可以激活光源和检测器。存储隔室的顶部内表面优选地吸收从存储隔室发射的光。控制电子器件可以被配置成同时激活所有光源，并且可以被配置成同时从所有检测器接收输入。
无论发射和检测光的方式如何，可以基于使用具有已知浓度的已知成分的液体组合物的已知体积的吸收、校准定律，或者基于使用具有已知浓度的已知成分的液体组合物的已知体积的吸收和校准定律来评估检测器检测到的信号。控制电子器件可包括存储器，在该存储器中，转换表将接收到的信号与液体组合物水平相关联。附加地或替代地，控制电子器件可以包括发射器，用于向外部装置(例如，计算机或移动智能手机)提供关于检测到的信号的信息，以确定液体填充水平。
气溶胶生成装置的控制电子器件可以任何合适的形式提供，并且可以例如包括控制器或存储器和控制器。所述控制器可以包括以下中的一个或多个：专用集成电路(asic)状态机、数字信号处理器、门阵列、微处理器，或同等的分立或集成逻辑电路。控制电子器件可包括存储器，该存储器包含使电路的一个或多个部件实施控制电子器件的功能或方面的指令。可归因于本公开中的控制电子器件的功能可以被体现为软件、固件和硬件中的一个或多个。
现在将参考附图，附图描绘本公开中所描述的一个或多个方面。然而，应当理解附图中未描绘的其他方面落入本公开内容的范围和精神内。图中所用的相似编号指代相似部件、步骤等。然而，应理解，编号在给定图中用于指代一部件的使用并不意图对另一图中标注有相同编号的部件进行限制。另外，使用不同编号在不同图中指代部件不旨在指示不同编号的部件不能与其它编号的部件相同或类似。图式是出于说明而非限制的目的来呈现。图中呈现的示意图未必按比例绘制。
附图说明
图1是气溶胶生成系统的实例的示意图。
图2是用于气溶胶生成系统中的筒的实施例的存储隔室和加热组件的特写视图的示意图。
图3是筒以及气溶胶生成装置的光源和检测器的实例的示意图。
图4a是筒和被构造成接收筒的气溶胶生成装置的实例的示意图。
图4b是示出了图4a的呈水平取向的筒和气溶胶生成装置的光源和检测器的横截面的示意图。
图5是示出了气溶胶生成装置和该装置接收的筒的部分的截面的示意图。
图6是示出了气溶胶生成装置和该装置接收的筒的部分的截面的示意图。
图7是示出了筒的包括光源和检测器以及存储隔室的部分的示意图。
图8是示出了筒的包括光源和检测器以及存储隔室的部分的示意图。
图9是示出了筒的包括光源和检测器以及存储隔室的部分的示意图。
图10是示出了筒的包括光源和检测器以及存储隔室的部分的示意图。
具体实施方式
现在参考图1，气溶胶生成系统1包括两个主要部件：筒100和气溶胶生成装置300。筒100从口端101延伸到连接端115。筒100可移除地连接到气溶胶生成装置300的对应连接端315。气溶胶生成装置300包含壳体305，在该壳体中设置了电源(诸如，电池310)、控制电子器件320和任何相关联的电子电路(例如，延伸穿过壳体的电导体和触点)。气溶胶生成系统1可以是便携式的，并且可具有相当于常规吸烟制品(诸如雪茄或香烟)的尺寸。
筒100包括：壳体105，该壳体容纳气溶胶生成元件，该气溶胶生成元件在此情况下包括包含电阻式加热元件的加热器组件120；以及存储隔室103，包括气溶胶形成基质131的液体组合物保持在该存储隔室中。当筒100被气溶胶生成装置300接收时，例如当筒100连接到如图1所描绘的气溶胶生成装置300时，加热器元件可操作地联接到控制电子器件320和电源310，使得加热器元件可以被激活以加热液体组合物131。加热器组件120可包括高保持材料和传输材料(未示出)，其中高保持材料与液体组合物131接触并且传输材料接触高保持材料和加热元件。
气流通路(未示出)从形成于壳体105的一侧上的空气入口(未示出)穿过筒100，经过加热器组件120，并且从加热器组件120延伸到在壳体105的口端101处形成的烟嘴开口。
该系统被配置成使得用户可以在筒100的口端101上进行抽吸或吸取以从系统1吸取气溶胶。当系统1被激活时，控制电子器件320控制从电池310到筒100的电力供应。控制电子器件320可包括气流传感器(未示出)，并且可在气流传感器检测到用户在筒100上抽吸时，向加热器组件120的加热元件供应电力。替代地，可以通过按下按钮或以另一相似方式来激活系统1。当系统1被激活时，加热器组件120的加热元件被激活，从而加热传输材料，该传输材料将液体气溶胶形成基质131从高保持材料芯吸到加热器元件。加热器组件120加热液体气溶胶形成基质131并产生蒸气，该蒸气被夹带在通过气流通路的气流中。蒸气在通路中的气流内冷却以形成气溶胶，该气溶胶然后通过口端101处的开口被抽吸到用户的口中。
筒100包括光源160和光检测器165，该光检测器延伸到存储隔室103中邻近存储隔室103的底部。光源160和光检测器165可以相对于筒100的内部密封。当筒100被装置300通过触点(未示出)接收时，光源160和光检测器165电联接到控制电子器件320和电源310。控制电子器件320被配置成激活光源160(该光源定位和定向成将光发射到存储隔室130中)，并且被配置成从检测器165接收信号，该检测器被定位并被配置成检测从光源160发射的从液体-空气界面173反射的光，所述液体-空气界面在存储隔室103中的液体组合物131与空气170之间形成。筒100包括光阻挡元件162、167，以防止从光源160发射的光直线传输到检测器167。限定筒的存储隔室130或壳体150的壁对光不透明，使得外部光不会干扰光检测感测系统。
存储隔室103被成形为使得当装置300定向成使得存储隔室103定位成竖直的底部向下的取向(如图1中描绘的)时，在光源160、液体-空气界面173和检测器165之间形成等腰三角形。在图1所描绘的实施例中，存储隔室103的内表面优选地吸收光源160发射的光。例如，存储隔室103的内表面可以是黑色的。然而，如果存储隔室103的内表面反射发射光，则预期感测系统将正常运行。
图2是筒的存储隔室103的特写视图。存储隔室103具有纵向轴线a、底部内表面182、顶部内表面184和从底部182延伸到顶部184的侧壁186。包括气溶胶生成基质的液体组合物131保持在存储隔室103中，并且与加热组件120连通。液体-空气界面173在存储隔室103中的液体组合物131与空气170之间形成。
光源160和光检测器165延伸到存储隔室103中邻近底表面182。如图所示，从光源160发射的光可以沿着纵向轴线a从液体-空气界面173反射以引导到检测器165。反射光的路径形成等腰三角形，光源160和检测器165作为底边，两个侧边11、12长度相等。光行进的路径长度应与液体组合物131吸收的光和在检测器165处检测到的信号成比例。
图3描绘了筒和装置的实施例的一些部件。筒包括壳体105，该壳体形成口端101并且包括存储隔室103。包括气溶胶形成基质的液体组合物131设置在存储隔室130中。液体-空气界面173在存储隔室103中的液体组合物131与空气170之间形成。存储隔室103包括邻近底部的第一窗口108和第二窗口109。第一窗口108和第二窗口109可透过从光源165发射的光。光源165和检测器160是气溶胶生成装置的一部分。当筒被装置接收时，光源165定位和定向成通过第一窗口108将光透射到存储隔室103中，并且检测器165定位和定向成检测穿过第二窗口109的发射光。检测器165定位成检测从液体-空气界面173反射的光。
加热器组件120位于存储隔室103的底部下方。然而，加热器组件可以定位在任何其它合适的位置。
图4a示出了包括筒100和被构造成接收筒100的气溶胶生成装置300的系统。气溶胶生成装置300包括交替的光源160和检测器165的环169，使得当筒100被装置300接收时，交替的光源160和检测器165的环169包围筒100的存储隔室103的周边。筒100包括加热器组件120，该加热器组件在筒100被装置300接收时，与装置300的电源和控制电子器件可操作地联接。筒100形成用于插入到消费者的口中的口端101。包括气溶胶形成基质的液体组合物131设置在存储隔室103中。液体-空气界面173在存储隔室103中的液体组合物131与空气170之间形成。侧壁或其部分可透过由光源160发射的光，以允许来自光源160的光进入存储隔室103，并且允许发射光离开存储隔室103到达检测器165。光源优选地是全向的。
在图4b中，装置和筒水平地定位，使得在存储隔室103中的液体组合物131与空气170之间形成的液体-空气界面173平行于存储隔室103的纵向轴线延伸。在此构造中，光源160和检测器165中的一些高于液体组合物131的水平，并且一些低于液体组合物131。可以在检测器165处检测到光的同时顺序地激活光源160，以基于在检测器处接收的信号识别低于液体组合物131的水平的至少一对光源160和检测器165。这些对中的一对或多对可用于确定存储隔室103中的液体组合物131的填充水平或体积。应理解，当装置和筒使用类似过程处于不同取向时，也可以检测液体组合物的填充水平或体积。
在图5中，筒100被气溶胶生成装置300接收。装置300具有壳体305，该壳体限定用于接收筒100的腔。筒100包括存储隔室130和加热器组件120。加热器组件120沿着存储隔室103的侧壁定位，使得加热器组件120不干扰光从存储隔室103的底部到顶部传输通过存储隔室103。包括气溶胶形成基质的液体组合物131设置在存储隔室103中，并且液体-空气界面173在存储隔室103中的液体组合物131与空气170之间形成。
在加热元件120与气溶胶生成装置300的壳体305之间形成通道400。通道400形成气流路径的一部分，以将气溶胶输送给消费者以供吸入。
光160和检测器165定位在存储隔室103的外部。因此，存储隔室在顶部和底部处包括透明部分，以允许从光源160发射的光行进通过存储隔室130到达检测器165。
在图6中，气溶胶生成装置300和筒100类似于图5中描绘的和关于该图论述的那些，其中类似部件标记有类似数字。在图6中，筒100包括光导460、465。存储隔室103的底部处的光导460被构造成在大体上平行于存储隔室的纵向轴线的方向上将从光源160发射的光辐射到筒的整个底表面中。光导460大体上是抛物线形的并且反射光，使得来自光源160的入射到表面光导460的光大体上平行于筒100的长度反射。存储隔室103的顶部处的光导465被构造成将通过存储隔室103的顶部传输的基本上所有光引导到检测器165。光导465通常是抛物线形的，并且入射到光导465的表面的光朝向检测器165反射。在一些情况下(未示出)，检测器可以定位在抛物线形的光导的内部中心处或附近，该抛物线形的光导将光反射到中心以供检测。
气溶胶生成装置300可包括用以确定取向的惯性传感器，以表征总信号振幅相对于填充水平或体积的比例，从而更准确地确定存储隔室103中的液体组合物131的体积或填充水平。在图7中，筒包括多个光源160和检测器165，所述多个光源和检测器以交替方式邻近存储隔室103的底部定位。使光源160和检测器165在筒的同一侧上提供了更实用的设计，因为其将电子部件限制在单个侧。检测器165定位和定向成检测从液体-空气界面173反射的光，所述液体-空气界面形成在存储隔室103中的包括气溶胶形成基质的液体组合物131与空气170之间。为了清楚起见，光示出为仅从两个光源160发射，但可以从任何数目的光源发射。可对所有检测器165接收到的信号求和，以确定液体组合物131的填充水平或体积。对检测器165检测到的信号求和提供了已知取向时确定液体体积的简单方式。然而，可以通过其它方式评估检测器165接收到的数据以确定液体体积。
在图8中，筒包括邻近存储隔室103的底部定位的光源160和检测器165。分隔壁169定位在光源160与检测器165之间。检测器165定位和定向成检测从液体-空气界面173反射的光，所述液体-空气界面形成在存储隔室103中的包括气溶胶形成基质的液体组合物131与空气170之间。存储隔室的内表面反射光源发射的光。图8中的筒具有简单性优点。只有一个具有广角发射的光源160，并且只有一个检测器165。在高发射角的情况下，检测器165可以在只有一个光源160时接收所有取向上的信号。此外，光源160和检测器165在装置的同一侧上，这也简化了设计。
在图9中，筒包括邻近存储隔室103的底部定位的多个光源160和邻近存储隔室103的顶部定位的多个检测器165。检测器165定位和定向成检测从光源160发射的从底部到顶部通过存储隔室103的光。对于已知取向，在接收到的所有信号的总和与液体填充体积之间存在关系。图9中的筒被构造成测量通过液体-空气界面173传输的光的信号，这在装置围绕筒的顶部和底部时可以是适合的。
在图10中，筒包括邻近存储隔室103的底部定位的光源160，并且包括邻近存储隔室103的顶部定位的检测器165。检测器165定位和定向成检测从光源160发射的从底部到顶部通过存储隔室103的光。光源是全向的。存储隔室103的内表面反射光源160发射的光。对于已知取向，在接收到的所有信号的总和与液体填充体积之间存在关系。图10中的筒被构造成测量通过液体-空气界面173传输的光的信号，这在装置围绕筒的顶部和底部时可以是适合的。
本文中用到的所有科学和技术术语均具有本领域中常用的含义，另有另外指出。本文提供的定义是为了便于理解本文频繁使用的某些术语。
如本说明书和附随的权利要求书中所用，单数形式“一个”、“一种”和“该”、“所述”涵盖具有复数指代的实施例，对此内容另有明确规定除外。
如本说明书和附随的权利要求书中所用，术语“或”通常以其包括“和/或”的意义上采用，对此内容另有明确规定除外。
如本文中所使用，“具有”、“包含”、“包括”等等以其开放的意义使用，并且一般意味着“包含(但不限于)”。应理解，“基本由……组成”、“由……组成”等归入“包括”等中。
单词“优选的”和“优选地”指在某些环境下可提供某些益处的本发明的实施例。然而，其他实施例在相同或其他环境下也可为优选的。此外，一个或多个优选实施例的叙述不暗示其他实施例是无用的，并且不预期从公开内容包括权利要求的范围内排除其他实施例。
本文为了清楚和简洁起见而描述的本文所提及的任何方向诸如“顶部”、“底部”、“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”和其它方向或取向并不旨在限制实际的装置或系统。本文所述的装置和系统可以多个方向和取向使用。
上文举例说明的实施例不具限制性。与上述实施例一致的其他实施例对于本领域技术人员来说将是显而易见的。
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
