Устройство для нагревания курительного материала и изделие с курительным материалом

Устройство для нагревания курительного материала и изделие с курительным материалом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение относится к устройству, предназначенному для нагревания курительного материала, и к изделию с курительным материалом.

Уровень техники

Изделия для курения, такие как сигареты, сигары и тому подобное во время использования сжигают табак для создания табачного дыма. Предпринимались попытки получения альтернатив этим изделиям путем создания продуктов, которые выделяют смеси без горения. Примерами таких продуктов являются так называемые продукты для нагревания, но не горения, которые выделяют смеси путем нагревания, но не горения курительного материала. Таким материалом может быть, например, табак или другие нетабачные продукты, которые могут содержать или не содержать никотин.

Раскрытие изобретения

Первым объектом изобретения является устройство для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента этого материала, содержащее корпус и емкостный датчик, выполненный с возможностью реагирования на изменение емкости, когда изделие с курительным материалом при использовании вставлено в корпус, позволяя идентифицировать изделие с курительным материалом.

В типовом варианте емкостный датчик включает в себя электрод, а устройство содержит процессор, выполненный с возможностью реагирования на изменение емкости между электродом и изделием с курительным материалом, вставленным в корпус при использовании.

Емкостный датчик может включать в себя по меньшей мере два электрода, а устройство содержит процессор, выполненный с возможностью реагирования на изменение емкости между по меньшей мере двумя электродами, когда изделие с курительным материалом вставлено в корпус при использовании. При этом по меньшей мере два электрода расположены таким образом, что по крайней мере часть изделия с курительным материалом, вставленного в корпус при использовании, находится между по меньшей мере двумя электродами.

В типовом варианте осуществления изобретения устройство включает в себя электрическую схему, выполненную с возможностью включения устройства для нагревания изделия с курительным материалом, вставленного в корпус при использовании, только в том случае, если изменение емкости соответствует по меньшей мере одному заранее заданному критерию.

В типовом варианте осуществления изобретения устройство включает в себя электрическую схему, выполненную с возможностью переключения между подачей зарядного напряжения на емкостный датчик для его зарядки до относительно высокого напряжения и обеспечением разрядки емкостного датчика до относительно низкого напряжения, а также с возможностью включения устройства для нагревания изделия с курительным материалом, вставленного в корпус при использовании, только в том случае, если количество переходов между относительно высоким напряжением и относительно низким напряжением на емкостном датчике в заданный период времени меньше заранее заданного количества. При этом заранее заданное количество представляет собой количество переходов между относительно высоким напряжением и относительно низким напряжением на емкостном датчике в заданный период времени, когда изделие с курительным материалом не вставлено в корпус.

В типовом варианте осуществления изобретения устройство включает в себя резистивный датчик, выполненный с возможностью измерения электрического сопротивления, когда изделие с курительным материалом вставлено в корпус при использовании.

В типовом варианте осуществления изобретения устройство включает в себя нагреватель, обеспечивающий нагревание изделия с курительным материалом, помещенного в корпус при использовании.

Вторым объектом изобретения является устройство для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента этого материала, содержащее корпус и резистивный датчик, выполненный с возможностью измерения электрического сопротивления, когда изделие с курительным материалом при использовании вставлено в корпус, позволяя идентифицировать изделие с курительным материалом.

В типовом варианте резистивный датчик включает в себя по меньшей мере два электрода, а устройство содержит процессор, выполненный с возможностью измерения электрического сопротивления с использованием по меньшей мере двух электродов, когда изделие с курительным материалом при использовании вставлено в корпус. При этом два электрода расположены таким образом, что по крайней мере часть изделия с курительным материалом, вставленного в корпус при использовании, находится между ними и в контакте с этими по меньшей мере двумя электродами, так что эти по меньшей мере два электрода обеспечивают измерение электрического сопротивления по крайней мере части изделия с курительным материалом.

В типовом варианте осуществления изобретения устройство включает в себя электрическую схему, выполненную с возможностью включения устройства для нагревания изделия с курительным материалом, вставленного в корпус при использовании, только в том случае, если электрическое сопротивление удовлетворяет по меньшей мере одному заранее заданному критерию.

Кроме того, устройство включает в себя нагреватель, обеспечивающий нагревание изделия с курительным материалом, помещенного в корпус при использовании.

Третьим объектом изобретения является устройство для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента этого материала, содержащее корпус и устройство считывания, выполненное с возможностью распознавания изделия с курительным материалом, вставленного в корпус при использовании, с помощью по меньшей мере двух разных способов считывания.

В типовом варианте осуществления изобретения один из по меньшей мере двух разных способов считывания использует емкостное считывание, а другой - резистивное считывание.

Кроме того, один из по меньшей мере двух разных способов считывания может использовать электрическое считывание, а другой - оптическое считывание.

Подходящими способами оптического считывания являются, например, распознавание штриховых кодов (которые могут представлять собой обычные линейные или более современные двумерные коды) с использованием, например, одного или более светоизлучающих диодов (LED), лазеров или т.п. и соответствующего приемника или приемников излучения. Может использоваться видимый или невидимый свет в зависимости, например, от характера знака или маркера на курительном материале.

В типовом варианте осуществления изобретения устройство включает в себя нагреватель, обеспечивающий нагревание изделия с курительным материалом, помещенного в корпус при использовании.

Четвертым объектом изобретения является изделие с курительным материалом, имеющее неметаллический электропроводящий участок для считывания датчиком устройства для нагревания курительного материала.

В типовом варианте осуществления изобретения неметаллический электропроводящий участок имеет форму ленты, по крайней мере частично охватывающей изделие.

В типовом варианте осуществления изобретения неметаллический электропроводный участок содержит углерод.

В типовом варианте осуществления изобретения неметаллический электропроводный участок представляет собой печатную краску.

В некоторых вариантах осуществления изобретения изделие с курительным материалом может помещаться (по крайней мере, частично) в корпус. В таких случаях устройство само может включать в себя нагреватель, обеспечивающий нагревание изделия с курительным материалом, помещенного в корпус при использовании. В некоторых других вариантах осуществления изобретения изделие с курительным материалом может содержать курительный материал, например, в жидком или ином виде в сочетании с нагревателем. В таких случаях в изделие с курительным материалом и со встроенным нагревателем может быть при использовании соединено с устройством, включающим в себя электроснабжение для нагревателя.

Варианты осуществления изобретения описаны далее в качестве примеров со ссылками на чертежи.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показано устройство для нагревания курительного материала, вид в перспективе;

на фиг. 2 - то же, вид в продольном разрезе;

на фиг. 3 показаны электроды с вставленным между ними изделием с курительным материалом, вид в перспективе;

на фиг. 4 схематично показано соединение электродов со схемой считывания;

на фиг. 5 - график изменения напряжения по времени;

на фиг. 6 - графики изменения измеренного напряжения по времени при отсутствии изделия с курительным материалом и при его наличии;

на фиг. 7 - пример выполнения электрода и изделия с курительным материалом, вид в перспективе;

на фиг. 8 - другой пример выполнения устройства для нагревания курительного материала, вид в продольном разрезе;

на фиг. 9 показан другой пример выполнения электродов с вставленным между ними изделием с курительным материалом, вид в перспективе;

на фиг. 10 - еще один пример выполнения устройства для нагревания курительного материала, вид в продольном разрезе;

на фиг. 11 показан еще один пример выполнения электродов с вставленным между ними изделием с курительным материалом, вид в перспективе;

на фиг. 12 схематично показан другой пример соединения электродов со схемой считывания;

на фиг. 13 показано изделие с курительным материалом, вид в продольном разрезе;

на фиг. 14 показан пример выполнения клейкой бумаги;

на фиг. 15 - другой пример выполнения клейкой бумаги.

Варианты осуществления изобретения

В настоящем описании термин «курительный материал» включает в себя материалы, которые выделяют при нагревании испаряющиеся компоненты обычно в виде аэрозоля. «Курительный материал» включает в себя любой материал, содержащий табак, и может, например, включать в себя один или более видов табака, производных табака, объемно-расширенного табака, восстановленного табака или заменителей табака. «Курительный материал» может также включать в себя другие не табачные продукты, которые, в зависимости от продукта, могут содержать или не содержать никотин.

На фиг. 1 показано устройство 1, предназначенное для нагревания курительного материала и испарения по крайней мере одного компонента курительного материала для создания аэрозоля, который можно вдыхать. Устройство 1 представляет собой так называемое устройство для нагревания, но не горения. Устройство 1 в данном примере имеет наружный корпус 2 в основном вытянутой цилиндрической формы круглого сечения. Наружный корпус 2 имеет открытый торец 3, иногда называемый входным торцом. Наружный корпус 2 может быть выполнен из теплоизоляционного материала. Особенно подходящим материалом является полиэфирэфиркетон (ПЭЭК), хотя могут использоваться и другие пластмассы, например акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) или другие теплоизоляционные материалы. Внешняя поверхность наружного корпуса 2 может иметь декоративное покрытие, например металлизированную окраску. Внутренняя поверхность наружного корпуса 2 может быть покрыта, частично или полностью, материалом, который является хорошим проводником тепла. Покрытие может быть металлическим, например медным.

Как показано на фиг. 2, устройство 1 имеет нагревательную камеру 4, которая при использовании содержит курительный материал для его нагревания и испарения. Курительный материал может быть в виде изделия 5, выполненного из курительного материала или содержащего его, которое может вставляться в устройство 1 и извлекаться из него пользователем. Изделие с курительным материалом 5 может иметь форму, как правило, вытянутого цилиндра, например картриджа, кассеты или стержня. Изделие с курительным материалом 5 для использования вставляется в корпус 2. Конец изделия с курительным материалом 5 выступает из устройства 1 через открытый торец 3 корпуса 2 обычно для соединения с фильтром или тому подобным, которое может быть как отдельным предметом, так и входить в состав изделия с курительным материалом 5, и через которое пользователь вдыхает.

Кроме того, устройство 1 имеет электронную/силовую камеру 6, которая в данном случае включает в себя электрическую схему 7 управления и блок питания 8. Нагревательная камера 4 и электронная/силовая камера 6 прилегают друг к другу по продольной оси Х-Х устройства 1. В приведенном примере, электронная/силовая камера 6 удалена от входного торца 3, хотя возможны и другие варианты расположения. Электрическая схема 7 управления может иметь контроллер, такой как микропроцессор, для управления нагреванием курительного материала, а также для обнаружения или опознавания изделия с курительным материалом 5, как будет описано ниже. Электрическая схема 7 управления может в процессе работы получать сигнал, например, от датчика затяжки, который является чувствительным, например, к изменению давления или изменению скорости воздушного потока, которые происходят при вдыхании пользователем через изделие с курительным материалом 5. Электрическая схема управления может также управляться так, чтобы изделие с курительным материалом 5 нагревалось «по требованию», когда в этом будет необходимость. Возможны различные конструкции датчика затяжки, например терморезистор, электромеханическое устройство, механическое устройство, опто-механическое устройство и датчик на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС). Как вариант, устройство может иметь переключатель с ручным управлением для включения перед затяжкой.

Источник питания 8 может быть выполнен в виде батареи, которая может быть перезаряжаемой или неперезаряжаемой. К подходящим батареям относятся, например, ионно-литиевая батарея, никелевая батарея (например, никель-кадмиевая батарея), щелочная батарея и/или им подобные. Особенно предпочтительным типом батареи является LiFePO₄ батарея. Батарея 8 электрически соединена с одним или несколькими нагревательными элементами (что будет описано ниже) нагревательной камеры 4 для подачи электропитания при необходимости и под управлением электрической схемы 7 управления для нагревания курительного материала (как указано выше, для испарения курительного материала без его горения). В этом примере, батарея 8 находится на печатной плате электрической схемы 7 управления. В других примерах, батарея 8 и электрическая схема 7 управления могут иметь другое расположение, например последовательно располагаться вдоль продольной оси Х-Х устройства 1.

Нагревательная камера 4 находится внутри опорной втулки 9, расположенной внутри наружного корпуса 2. В этом примере, опорная втулка 9 представляет собой вытянутый цилиндр круглого сечения. В приведенном примере опорная втулка 9 представляет собой двухстеночный или «вакуумный» рукав, имеющий наружную цилиндрическую стенку и внутреннюю цилиндрическую стенку, которые соединены друг с другом на каждом торце и разделены небольшим промежутком d. Например, опорная втулка 9 может иметь длину примерно 50 мм, наружный диаметр - примерно 9 мм, а промежуток d - примерно от 0,1 мм до 0,12 мм. Одной из функций опорной втулки 9 является теплоизоляция наружного корпуса 2 от нагревательной камеры 4, чтобы наружный корпус 2 не становился горячим или, по крайней мере, слишком горячим при касании его во время эксплуатации. Промежуток между наружной и внутренней цилиндрическими стенками опорной втулки 9 может содержать воздух. Однако желательно, чтобы этот промежуток был вакуумирован для повышения теплоизоляционных свойств. Как вариант, промежуток между наружной и внутренней цилиндрическими стенками опорной втулки 9 может быть заполнен каким-либо другим изолирующим материалом, например подходящим пеноматериалом. Материал опорной втулки 9 предпочтительно должен быть таким, чтобы опорная втулка 9 была жесткой, обеспечивающей стабильную устойчивость установленных в ней компонентов. Подходящим материалом является, например, нержавеющая сталь. Другими подходящими материалами являются полиэфирэфиркетон (ПЭЭК), керамика, стекло, сталь, алюминий и т.п.

Опорная втулка 9 может иметь один нагревательный элемент 10 или несколько нагревательных элементов или сегментов 10. Желательно иметь по меньшей мере два нагревательных сегмента 10, хотя возможны устройства с другим количеством нагревательных сегментов 10. В приведенном примере имеется четыре нагревательных сегмента 10. В этом примере нагревательные сегменты 10 расположены по прямой линии параллельно продольной оси Х-Х опорной втулки 9. Электрическая схема 7 управления и токоподвод к нагревательным сегментам 10 предпочтительно выполнены так, чтобы по меньшей мере два, а более предпочтительно - все нагревательные сегменты 10 приводились в действие независимо друг от друга, чтобы отдельные зоны изделия с курительным материалом 5 нагревались самостоятельно, например по желанию по очереди (с течением времени) или все вместе (одновременно). В приведенном примере нагревательные сегменты 10 имеют по существу кольцевую или цилиндрическую форму и внутреннюю полость, которая при использовании содержит изделие с курительным материалом 5. В данном примере нагревательные сегменты 10 могут быть изготовлены из керамического материала, например, керамики из окиси алюминия, нитрида алюминия и нитрида кремния, которая может быть слоистой или спеченной. Устройство 1 имеет переключатель 11 «включено/выключено», выступающий из наружного корпуса 2 для управления пользователем.

Могут использоваться разные формы и разные конфигурации всех и каждого нагревательного сегмента 10. Кроме того, возможны другие нагревательные устройства, например сегменты инфракрасного нагревателя, которые вырабатывают тепло путем инфракрасного излучения, или резистивные нагревательные элементы, образованные, например, в виде резистивной катушки, намотанной вокруг нагревательных сегментов 10. Могут также использоваться и различные другие нагревательные устройства.

Иногда желательно, чтобы устройство 1 определяло и распознавало конкретное изделие с курительным материалом 5, которое вставлено пользователем в устройство 1. Например, на практике устройство 1 полностью, включая, в частности, нагревательное устройство и управление нагревом с помощью электрической схемы 7 управления, может быть оптимизировано на конкретную конструкцию изделия с курительным материалом 5 (например, одного или нескольких размеров, формы, конкретного курительного изделия и т.п.), и нежелательно, если устройство 1 будет использоваться с курительным материалом или изделием с курительным материалом 5, имеющими (существенно) разные рабочие характеристики. Кроме того, если устройство 1 может определять или распознавать конкретное изделие с курительным материалом 5 или, по крайней мере, общий вид изделия с курительным материалом 5, которое вставлено в устройство 1, это поможет исключить или, по крайней мере, снизить вероятность использования поддельных или других ненастоящих изделий с курительным материалом 5, используемых в устройстве 1. Устройство 1 может быть выполнено так, что оно будет нагревать изделие с курительным материалом 5 только в том случае, когда оно распознает его, и не будет взаимодействовать вместе с изделием с курительным материалом 5, которое не распознано. Устройство 1 может быть выполнено так, чтобы оно подавало пользователю сигнал о том, что изделие с курительным материалом 5 не распознано. Такой сигнал может быть визуальным (например, предупредительный световой сигнал, например, в виде вспышки или непрерывного свечения в течение определенного периода времени) и/или звуковым (например, предупредительный звуковой сигнал или т.п.). С другой стороны, или дополнительно, устройство 1 может быть выполнено так, чтобы оно действовало по первой схеме нагревания, когда оно распознает первый вид изделия с курительным материалом 5, и согласно второй схеме нагревания, когда оно распознает второй вид изделия с курительным материалом 5 (и при желании может обеспечить и другие схемы нагревания для других видов изделия с курительным материалом 5). Схемы нагревания могут отличаться целым рядом показателей, например по скорости подачи тепла к курительному материалу, продолжительности разных циклов нагревания, какая часть(части) курительного материала нагревается вначале и т.д., и т.п. Это способствует использованию одного и того же устройства 1 с разными основными видами изделия с курительным материалом 5 при минимальном участии пользователя.

В одном из вариантов осуществления изобретения устройство 1 выполнено с возможностью реагирования на изменение емкости, когда изделие с курительным материалом 5 вставлено в корпус 2. В другом варианте, устройство 1 выполнено с возможностью реагирования на изменение сопротивления при вставлении изделия с курительным материалом 5 в корпус 2. В другом варианте, устройство 1 выполнено с возможностью сочетания емкостного и резистивного реагирования на изделие с курительным материалом 5, вставленное в корпус 2. В варианте, когда устройство 1 реагирует на изменение емкости при вставлении изделия с курительным материалом 5 в корпус 2, емкость, когда изделие с курительным материалом 5 вставлено в корпус 2, сравнивается с емкостью, когда изделие с курительным материалом 5 не находится в корпусе 2. В каждом из этих примеров, возможно определение или распознавание конкретного изделия с курительным материалом 5, вставленного в корпус. Изделие с курительным материалом 5 может быть снабжено средством для его распознавания датчиком устройства 1. Изделие с курительным материалом 5 может снабжаться полосой или лентой, или другим маркером, или меткой, или указателем, которые могут быть распознаны датчиком устройства 1.

Обычно емкостное распознавание заключается в эффективном реагировании на изменение емкости, когда изделие с курительным материалом 5 вводится в устройстве 1. По существу измеряется емкость. Если емкость соответствует одному или нескольким критериям, то можно определенно считать, что изделие с курительным материалом 5 подходит для использования в устройстве 1, которое затем будет функционировать нормально для нагревания курительного материала. В другом случае, если емкость не отвечает одному или нескольким критериям, то можно определенно считать, что изделие с курительным материалом 5 не подходит для использования в устройстве 1, и устройство 1 не будет нагревать курительный материал и/или выдаст пользователю определенное предупредительное сообщение.

Вообще, емкостное распознавание для подобного использования может осуществляться двумя способами. Во-первых, устройство 1 может иметь (по крайней мере) один электрод, образующий одну «обкладку» конденсатора, а другую «обкладку» конденсатора образует изделие с курительным материалом 5 (или, по крайней мере, какой-нибудь элемент на изделии с курительным материалом 5, такой как маркер или метка). Пример этакой реализации схематически проиллюстрирован фиг. 7, на который показаны только электрод 70 и часть соединительного провода 71, идущего к схеме считывания в устройстве 1, а другие части устройства 1 не показаны. Когда изделие с курительным материалом 5 вставляется в устройство 1, измеряется емкость между электродом 70 и изделием с курительным материалом 5, которая затем сравнивается с одним или несколькими критериями для определения того, сможет ли затем устройство 1 начать нагревание курительного материала.

Согласно другому способу устройство 1 имеет (по крайней мере) два электрода, по существу образующих пару «обкладок» конденсатора. Когда изделие с курительным материалом 5 вставляется в устройство 1, оно располагается между двумя электродами. В результате между двумя электродами устройства 1 изменяется емкость. Можно измерить емкость между двумя электродами устройства 1, и затем сравнить ее с одним или более критериями для определения того, сможет ли затем устройство 1 начать нагревание курительного материала.

На фиг. 2, показано устройство 1, в котором использованы (по крайней мере) два электрода для емкостного распознавания изделия с курительным материалом 5, вставленного в корпус 2. В частности, это устройство 1 имеет два электрода 12, расположенных возле открытого торца 3 наружного корпуса 2. Электроды 12 имеют изогнутую форму. В частности, каждый электрод 12 имеет по существу полукруглое сечение, так что они ограничивают в практически круглый проход, через который вставляется в корпус 2 изделие с курительным материалом 5. В приведенном примере электроды 12 расположены в продольном направлении по существу параллельно продольной оси устройства 1, что позволяет увеличить площадь их перекрытия и, следовательно, увеличить эффективную емкость. Электроды 12 соединены со схемой 13 считывания проводами 14. Управляющая схема 13 может быть выполнена как часть электрической схемы 7 управления, например как часть контроллера, такого как указанный выше микропроцессор, или как отдельная электрическая схема. В целях иллюстрации на фиг. 3 показаны только электроды 12 и часть соединительных проводов 14 (без других частей устройства 1) со вставленным между ними изделием с курительным материалом 5. На фиг. 4 показано соединение электродов 12 со схемой 13 считывания. Следует отметить, что схема 13 считывания может быть выполнена отдельно от электрической 7 схемы управления или входить в ее состав, например как часть контроллера, такого как микропроцессор, и фактически функция схемы 13 считывания может полностью выполняться контроллером. Пример выполнения схемы 13 считывания схематично показан на фиг. 4, но возможны и другие компоновки схемы 13 считывания.

В приведенном примере сочетание электродов 12 и схемы 13 считывания образуют емкостный датчик 15. В этом примере схема 13 считывания переключается между подачей напряжения на один из электродов 12 и снятия напряжения с этого электрода 12. Другой электрод 12 заземлен (например, путем электрического соединения с наружным корпусом 2 устройства 1).

В частности, схема 13 считывания содержит операционный или дифференциальный усилитель 16, имеющий неинвертирующий вход 17 и инвертирующий вход 18. Неинвертирующий вход 17 соединен с одним из электродов 12. Неинвертирующий вход 17 соединен через резистор 21 с выходом инвертора 20. Выход инвертора 20 соединен с блоком управления напряжением 21. Блок управления напряжением 21 пропускает выход инвертора 20 для управления первым переключателем 22 и через второй инвертор 23 - для управления вторым переключателем 24. Выходы первого и второго переключателей 22 и 24 соединены с инвертирующим входом 18 операционного усилителя 16. Напряжение на входе первого переключателя 22 имеет относительно высокое значение V_{DD SCALED}, а на входе второго переключателя 24 - относительно низкое значение V_DD/4.

Устройство 1 работает следующим образом. Прежде всего, когда в устройство 1 не вставлено изделие с курительным материалом 5, производится поверка емкостного датчика 15, образованного сочетанием схемы 13 считывания и электродами 12, для определения исходного значения, с которым будут сравниваться последующие измерения. В частности, предпочтительно под управлением контроллера электрической 7 схемы управления устройства 1 на один из электродов 12 подается высокое «возбуждающее» напряжение. Это вызывает повышение заряда на этом электроде 12 и, следовательно, напряжения, причем повышение напряжения происходит с определенной скоростью, зависящей от сопротивления и емкости соответствующих частей емкостного датчика 15. Высокое «возбуждающее» напряжение подается также на блок 21 управления напряжением, что приводит к замыканию первого переключателя 22 и размыканию второго переключателя 24, в результате чего входное напряжение V_{DD SCALED} подается через первый переключатель 22 на инвертирующий вход 18 операционного усилителя 16.

Когда напряжение на указанном электроде 12, которое подается на неинвертирующий вход 17 операционного усилителя 16, достигает заданного значения (в данном примере, входное напряжение V_{DD SCALED} на первом переключателе 22), выход операционного усилителя 16 переключается. Это приводит к размыканию первого переключателя 22 и замыканию второго переключателя 24, в результате чего входное напряжение V_DD/4 через второй переключатель 24 подается на инвертирующий вход 18 операционного усилителя 16. В то же время заряд на электроде 12 отводится через резистор 21, в результате чего напряжение на электроде 12 падает с определенной скоростью, зависящей от сопротивления и емкости соответствующих частей емкостного датчика 15. Когда напряжение на электроде 12 упадет до второго заданного значения (в данном примере, входное напряжение V_DD/4 на втором переключателе 24), выход операционного усилителя 16 снова переключится в обратном направлении, и процесс повторяется.

На фиг. 5. показан график зависимости напряжения от времени при такой работе устройства. Жирными линиями показаны прямоугольные импульсы напряжения, которое меняется от высокого напряжения, подводимого к электроду 12 для его зарядки, до снятия этого напряжения для отвода заряда с электрода 12. (В приведенном примере, когда напряжение ACMPOUT является высоким, в качестве опорного напряжения выбирается V_DD/4, и посредством инвертора 20 электрод 12 начинает разряжаться. Когда напряжение на конденсаторе падает ниже V_DD/4, напряжение ACMPOUT изменяется на низкое, в качестве опорного напряжения выбирается V_{DD SCALED}, и заряд на электроде 12 начинает увеличиваться. Когда напряжение на конденсаторе снова достигает V_{DD SCALED}, ACMPOUT переключается (устанавливается в состояние высокого уровня), V_DD/4 снова выбирается в качестве опорного напряжения, и цикл повторяется). Периодическая зарядка и разрядка электрода 12 показана светло-серой линией. Видно, что повышение и последующее снижение заряда или напряжения на одном из электродов 12 происходят с определенной скоростью.

Затем, по инициативе пользователя, то есть когда пользователь вставил изделие с курительным материалом 5 в устройство 1 и привел устройство 1 в действие (например, включив определенный механизм управления и/или используя датчик затяжки), контроллер устройства 1 снимает показания емкостного датчика 15 аналогичным образом. В частности, снова, предпочтительно под управлением контроллера электрической схемы 7 управления устройства 1, высокое «возбуждающее» напряжение подается на один из электродов 12. Это вызывает повышение заряда и, следовательно, напряжения на нем, что происходит с определенной скоростью, зависящей от сопротивления и емкости соответствующих частей емкостного датчика 15. Это высокое «возбуждающее» напряжение подается также на блок 21 управления напряжением, что приводит к замыканию первого переключателя 22 и размыканию второго переключателя 24. В результате на инвертирующий вход 18 операционного усилителя 16 подается входное напряжение V_{DD SCALED} на первом переключателе 22. Когда напряжение на электроде 12, которое подается также на неинвертирующий вход 17 операционного усилителя 16, достигает заданного значения (в данном примере, напряжение V_{DD SCALED} на входе первого переключателя 22), выход операционного усилителя 16 переключается. Это приводит к размыканию первого переключателя 22 и замыканию второго переключателя 24, в результате чего напряжение V_DD/4 на входе второго переключателя 24 подается на инвертирующий вход 18 операционного усилителя 16. В то же время заряд на электроде 12 отводится через резистор 21, что вызывает уменьшение напряжения на электроде 12 с определенной скоростью, зависящей от сопротивления и емкости соответствующих частей емкостного датчика 15. Когда напряжение на электроде 12 упадет до второго заданного значения (в данном примере, напряжение V_DD/4 на входе второго переключателя 24), выход операционного усилителя 16 снова переключится в обратном направлении, и процесс повторится.

Когда изделие с курительным материалом 5 находится между электродами 12, емкость датчика 15 будет другой. Это означает, что повышение или понижение напряжения на одном из электродов 12 будет происходить с разной скоростью (а в действительности и с разным профилем). Это можно видеть на фиг. 6, на которой верхняя запись самописца показывает изменение измеренного напряжения на одном из электродов 12, когда между электродами 12 нет изделия с курительным материалом 5 (как на фиг. 5), а нижняя запись самописца показывает изменение измеренного напряжения на одном из электродов 12, когда изделие с курительным материалом находится между электродами 12. Из графиков на фиг. 6 следует, что, когда изделие с курительным материалом 5 находится между электродами 12, емкость выше, и скорость повышения напряжения и, аналогично, скорость падения напряжения ниже.

Эта разница в емкости, когда между электродами 12 находится или отсутствует изделие с курительным материалом 5, может быть обнаружена разными способами для определения присутствия изделия с курительным материалом 5 и, в частности, для определения, правильное изделие с курительным материалом 5 используется или нет. Например, разница в регистрации напряжения, показанного схематически на верхнем и нижнем графиках на фиг. 6, может быть использована для получения значения емкости, когда изделие с курительным материалом 5 находится между электродами 12. В другом примере, контроллер электрической схемы 7 управления устройства 1 подсчитывает, сколько переходов (например, от высокого напряжения к низкому) происходит в данный отрезок времени. Поскольку скорости зарядки и разрядки зависят от емкости, количество переходов, которые происходят в данный отрезок времени, зависит от этой емкости: более высокая емкость, такая, когда изделие с курительным материалом 5 присутствует в устройстве 1, приводит к меньшему количеству переходов в данный отрезок времени. Контроллер электрической схемы 7 управления устройства 1 сравнивает количество переходов в данный отрезок времени со значением, полученным в процессе поверки (то есть, когда изделия с курительным материалом 5 не было в устройстве 1). Если количество переходов в определенный период времени ниже заданной пороговой величины или находится в пределах заданного диапазона, то изделие с курительным материалом 5 считается подлинным, и эта процедура завершается разрешением перехода к процессу нагревания изделия с курительным материалом 5. Если количество переходов в определенный период времени выше заданной пороговой величины или не находится в пределах заданного диапазона, то изделие с курительным материалом 5 не считается подлинным, и процесс нагревания не наступит; при желании, пользователь может быть извещен отдельно, как было описано выше. Как вариант, вместо того, чтобы использовать абсолютное количество пороговых величин для количества переходов (например, от высокого напряжения к низкому напряжению), например, количество пороговых величин для количества переходов, когда изделие с курительным материалом 5 находится в устройстве 1, может использоваться некоторая часть или доля количества переходов, когда изделия с курительным материалом 5 нет в устройстве 1 (как на описанной выше стадии поверки). Понятно, что количество переходов между максимальным и минимальным напряжениями на емкостном датчике в определенный период времени является показателем скорости зарядки/разрядки емкостного датчика 15. В конкретном примере номинальные значения V_{DD SCALED} = 2,25 V, V_DD/4 = 0,56 V, время измерения равно 0,1 с, а количество переходов за одно измерение составляет 1000. В отдельном конкретном примере, во время испытания количество переходов за одно измерение, когда изделие с курительным материалом 5 отсутствовало в устройстве 1, было 1100, а количество переходов за одно измерение, когда изделие с курительным материалом 5 находилось в устройстве 1, составило 1050.

Можно отметить, что устройство 1, которое имеет (по крайней мере) два электрода 12 для емкостного распознавания изделия с курительным материалом 5, может также действовать, как описано выше, когда один электрод 12, по существу, обеспечивает одну «обкладку» конденсатора, а другая «обкладка» конденсатора обеспечивается изделием с курительным материалом 5 (или, по крайней мере, каким-либо элементом на изделии с курительным материалом 5, таким