电容传感器,采用电容传感器的装置及其使用方法_2

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表面3021。在一个方面中,第二导电板302是固定的或稳定的。空 间被建立在第一3021和第二3022导电表面之间,使得第二导电板302上的两个表面可W形 成第一电容。
[0034] 具有两个导电板或表面的电容器的电容(C)是由公式(1)确定:
[0036] 其中e是介质(如两个导电板或表面之间的空气)的介电常数,S是在两个导电板或 表面的重叠部分的面积,W及d是两个导电板或表面之间的距离。
[0037] 因此,通过设定d与第一和第二导电表面3021和3022的直径,述第一电容器(Cl)的 电容可W根据需要限制为小的或可忽略的电容。进一步,由于第一和第二导电表面是单个 第二导电板的一部分,第一电容器是固有的(或"固定的")。
[0038] 此外,第一导电板3010与第二导电板302的第一导电表面3021形成第二电容器,该 第二导电板302具有电容C2。第一导电板3010也与第二导电板302的第二导电表面3022形成 第=电容器,该第二导电板302具有电容C3。
[0039] 在一些实施例中,第一、第二和第=电容器的组合可被示为在图4中的电容电路 40。在一个方面中,第一导电表面3021被接地W及第二导电表面3022被禪合到控制单元14, W使得控制单元14接收电容感应器20的输出信号。在一个可供选择的方面,第一导电表面 3021可W被连接到控制单元14W及第二导电表面3022可W被接地。在一个实施例中,控制 单元14将对第二导电表面3022充电,W检测在电容电路40的电容中的任何变化。或者,电容 电路40可使用本领域中已知的任何其它合适的方法进行充电。
[0040] 如上面简要讨论的,第一和第二导电表面3021和3022之间的大小和距离,使得相 比于C2和C3而言,在电容电路40中的固有电容Cl可W被忽略不计。运使得在电容器40的电容 中的变化更容易检测到。在电容电路40中的电容变化的检测和计算将在下面进一步描述。
[0041] 参考图3a和图6,第二导电板302上设置有两个凸片3020,其匹配在壳200的基片 204上形成的两个支撑槽2040。通过将凸片3020放置在槽2040中,第二导电板302不会相对 于其他部件旋转。在一个方面中,盖片202进一步被配置为按压第二导电板302抵住基片 304, W便最终将第二导电板302固定至壳200。在一个实施例中,凸片3020分别属于第一和 第二导电表面3021和3022。第一导电表面3021可被连接至凸片3020W及第二导电表面3022 可被连接至凸片3020。在一个实施例中,第一导电表面3021被连接到第一线604W及第二导 电表面3022被连接到第二线602。
[0042] 根据一些实施例,电容传感器用压力传感器系统检测压力变化。压力传感器系统 可W包括压敏元件303,其可W由压敏膜(如图5A-5B和图7("膜")所示的膜)来形成。在一个 实施例中,中央突起3030在膜303的中屯、形成,并通过第二导电板302上的中央孔延伸至第 一导电板301。中央突起3030可被插入到通孔3010并由任何合适的粘合剂或胶水固定到第 一导电板301。在一个方面中,固定第一导电板301可通过使用快干粘合剂固定到膜303,并 随后使用强力胶或粘合剂固定连接。
[0043] 在一些实施例中,用户可从电子烟雾装置的吸嘴端(其产生压力差)吸入。压力差 是通过建立在压敏膜303的一侧("负压侧")上的相对负压产生。在一个方面中,压敏膜的负 压侧被示为如图3A所示的压敏膜的右侧。因为该膜303在它的两侧之间是密闭的或大致密 闭的,膜303朝向负压侧发生变形,拖动第一导电板301朝向第二导电板302。因此,参照公式 (1),由于第二和第S电容的导电板之间的距离减少,电容C2和C3增加,导致电容电路40的电 容中的增加,其可由控制单元40检测到。在一个实施例中,控制单元14将运样的增加与阔值 电容值进行比较。如果在电容电路的电容中的增加超过阔值电容值,雾化器12将被接通。
[0044] 如上所讨论的,图4示出电容电路40,其包含串联连接的第二和第=电容器。因为 第一电容器可W被配置为具有相比于第二和第=电容的可忽略的电容,Cl已被从电容电路 的电容计算中删去。电容电路的总电容,因此,由公式(2)确定:
[0046]因此,电容电路40的电容中的增加是由公式(3)来确定:
[004引在(1)式代入(3)式,W及在第一导电表面3021和第一导电板301之间的有效面积 等于第二导电表面3022和第一导电板301之间的有效面积,A C的表达式可W简化为方程 (4):
[0049] A c = 0.5 A c2〇r A c = 0.5 A C3 (4)
[0050] 其中A C2等于在该实施例中的A C3。如上所述,C2和C3比Cl大得多,因此,A C相当高 于Cl,并将由控制单元14来检测。
[0051] 图5a根据一些实施例示出电容传感器20的压力传感器系统的横截面图,其中第二 导电板302还包括基部500 W及第一和第二导电表面3021和3022被安装在基部500上。如图 5a中所见,压敏膜303的一部分具有"*"或V的形状W及中央突起3030的基部从V或V 的中央顶点延伸。如上所述,中央突起3030的顶部被固定到第一导电板30的孔中。同样在图 5a中示出的是在第一、第二和第S电容(C1、C2和C3,分别)之间的电容。当使用者吸气时,如 上所述,膜303由于膜303的两侧之间产生的压力差而变形。膜的变形导致在第一导电板301 和第二导电板的任一的第一或第二导电表面3021和3022之间的距离的减少。因此,控制单 元14检测到电容电路40的电容中的增加。
[0052] 图5b示出了根据另一实施例的压力传感器系统的横截面图。在实施例中,作为用 户吸入的结果,第一导电板301和在第一和第二导电表面3021和3022之间的距离基于压敏 膜303的负压力和变形的产生而被增加。因此,控制单元14可检测在电容器电路40的电容中 的减少。
[0053] 参考图3a和图7,膜303通过固定或密封在基片204和止动件304之间的膜303的外 边缘3032而被密闭的。在一些实施例中,止动件304允许气流通过,且被配置为限制膜303的 变形。在一个实施例中,参照图3c,十字3040在止动件304之上被形成,形成四个空气通路 3041,电容传感器中的气流通过该空气通路3041导致对膜303的压力改变侧的压力变化。在 一个实施例中,止动件304和基片204被成形,W使得止动件304由止动件304的外壁和基片 204的内壁之间的摩擦力牢固地固定在基片204中。如图7所示,压敏膜303的外边缘3032可 被成形,W使得压敏膜303可W通过夹紧或W其他方式紧固基片204至止动件304而被牢固 地固定。在运种情况下,空气被防止透过膜303的一侧到另一侧。
[0054] 图8a是图3a-3c中所示的空气阻尼片206的前视图。图8b是空气阻尼片206的后视 图。图8c是空气阻尼片206的纵向横截面图。根据一些实施例,腔体被形成在压敏膜303的负 压侧和空气阻尼片206之间。当使用者吸气时,空气在方向800中沿贯通孔804被吸出并且压 力变化(例如,相对负压)在腔体中被产生。在环境空气压力下,新的空气通过电子烟雾装置 上的一个或多个进气口进入香烟。然而,流入可W由空气阻尼通道808被衰减。换句话说,空 气的流入抵消由空气阻尼通道808显示。使用者吸入越深,越多的空气被需要抵消压力差, W及抵消需要的时间越长,从而延长了雾化时间。另一方面,吸入的越浅,越少的空气被需 要抵消压力差,W及抵消需要的时间越短,从而缩短了雾化时间。
[0055] W上所述的阻尼效果或延迟延长了雾化的时间,因为由吸入所产生的负压而产生 的在电容中的变化将继续发送输出信号给控制单元,直到压力差由如上所述的空气的流入 抵消。流入空气通路是由图8b中的虚线所示,并通过在方向810中的孔806进入腔。
[0056] 在各种实施例中,空气阻尼通道808可W延伸,在电容传感器20的横截面之中,在 壳200或上述各部分的外壁之上,该通道的一部分是在壳200的外壁之上或在电容传感器20 的横截面之中。
[0化7] 在一些实施例中,第一通孔804的外边缘8040匹配在连接件208上的第二通孔2080 并且可W被插入在连接件208是的第二通孔2080。因此,流出将主要通过空屯、螺钉305a。螺 杆305a延伸出第二通孔2080W及螺母30化可用于固定螺钉305曰,W便禪合空气阻尼片206 至连接片208。在一个实施例中,一个或多个电子连接器可被电连接到连接件208W建立在 香烟中的电连接。
[005引图9示出图3a-3c中所示的螺钉305a的俯视图。如图所示,螺钉305a上是中空的,从 而允许空气基于用户的吸气流过它的中屯、并流出电子烟雾装置。在一些实施例中,当用户 吸气时,空气被从腔牵引穿过该中空螺钉305a,从而降
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