[发明专利]流量传感器系统

说明书

本发明涉及一种流量传感器系统。特别地但非排他性地，本发明涉及一种用于烟雾发生系统的流量传感器。本发明可特别地用作用于吸烟系统(例如电加热吸烟系统)的流量传感器系统。

例如US-A-5060671、US-A-5388594、US-A-5505214、US-A-5591368、WO-A-2004/043175、EP-A-0358002、EP-A-0295122、EP-A-1618803、EP-A-1736065和WO-A-2007/131449的多个现有技术文献公开了具有许多优点的电动操作吸烟系统。一个优点是其显著减少侧流烟气，同时允许吸烟者选择性地中止以及重新开始吸烟。

现有技术的烟雾发生系统可以包括烟雾形成基体、用于将该基体加热以形成烟雾的一个或多个加热元件、以及向所述一个或多个加热元件供电的电源。现有技术的烟雾发生系统可以向加热器提供能量脉冲以提供操作所期望的温度范围并释放针对每次抽吸的挥发性化合物。现有技术的许多烟雾发生系统包括用于感测烟雾发生系统中的流体流动(例如气流或烟雾流动)的流量传感器。该传感器可以在管理烟雾传送中起到重要作用。当流量传感器感测到表示由用户的一次抽吸引起的吸入的气流时，可以包括加热元件或任何类型的雾化器的烟雾化机构被激活以便提供针对该次抽吸的烟雾。流量传感器可以是无源(亦即，机械的)传感器或有源传感器。

无源传感器通常包括移位薄膜和电触点。由用户的吸入产生的气流使薄膜移位，使得其碰触电触点，这激活烟雾化机构。只要气流强到足以保持薄膜的移位，烟雾化机构将保持被激活。无源传感器的优点包括设计简化、由此产生的低成本、和能量消耗可忽略。有源传感器常常基于由流体流动引起的热损耗。此类有源传感器常常称为热风速计。该传感器包括被加热至高温的电阻器。当流动使电阻器冷却时，随之产生的对于给定功率的温度下降、或要保持给定温度的功率的增加指示气流速度。电阻器通常是基于硅微机电系统(MEMS)的电阻器。有源传感器的优点包括这样的事实，即热损耗与流速成比例，因此可以使用该传感器来提供关于抽吸特性的信息。另外，在运输和操作期间，传感器不那么受到机械震动的影响。

由于在现有技术的烟雾发生系统(包括上述那些)中提供的流量传感器确实具有许多缺点，所以本发明的目的是提供适合于烟雾发生系统的改进的流量传感器系统。

根据本发明的第一方面，提供一种用于在烟雾发生系统中感测指示抽吸的流体流动的流量传感器系统，该传感器系统被设置成在第一模式下和第二模式下操作，在第一模式下，未预期或检测到抽吸，而在第二模式下，预期或检测到抽吸，并且包括：感测电路，其包括感测电阻器和电压输出，所述感测电阻器被设置成基于电阻的变化来检测流体流动，所述感测电路被设置成使得所述感测电阻器的电阻变化引起所述电压输出的变化；以及信号发生器，其被设置成向所述感测电路提供脉冲驱动信号S₁以对所述感测电路供电，使得所述感测电路在脉冲驱动信号S₁为高时被供电且在脉冲驱动信号S₁为低时不被供电，其中，所述脉冲驱动信号S₁在第一模式下具有第一频率f₁，而在第二模式下具有大于第一频率f₁的第二频率f₂。

由于传感器系统包括被结合到感测电路中的感测电阻器，其具有作为差值电压的输出电压，所述灵敏度是高的，且可以检测到小的流量变化。脉冲驱动信号S₁的使用意味着感测电路不是被恒定地供电，而是仅在脉冲驱动信号S₁为高时、即在方波信号S₁是1而不是0时被供电。这显著地减少功率消耗。传感器系统可以是恒定激活的，这意味着不需要单独的通/断开关。可以选择频率f₁和f₂以提供适当的灵敏度和功率消耗。可以使用传感器系统来获得关于抽吸的定性和定量信息。

用于提供脉冲驱动信号的信号发生器优选地包括微控制器，在微控制器的一个输出上提供脉冲信号。如果信号发生器包括微控制器，则优选地将微控制器编程为控制f₁和f₂的值。在其它实施例中，用于提供脉冲驱动信号的信号发生器可以是任何类型的可编程电子电路。